Penggambaran singkat tentang pertukaran energi antara matahari (sebagai sumber), permukaan bumi, atmosfer bumi dan angkasa (tempat pelepasan). Kemampuan atmosfer untuk menangkap dan melepaskan energi merupakan karakteristik yang menentukan terjadinya efek rumah kaca.
Efek rumah kaca adalah kemampuan atmosfer untuk mempertahankan suhu udara panas yang nyaman dalam perubahan nilai yang kecil. Unsur pembentuk efek rumah kaca ialah gas rumah kaca yang menahan panas keluar dari Bumi. Peran utama adanya efek rumah kaca adalah suhu udara di bumi dapat berada pada nilai yang nyaman bagi makhluk hidup. Tanpa efek rumah kaca, Bumi akan memiliki suhu rata-rata yang sangat dingin serta dapat membahayakan keberlangsungan hidup dari makhluk hidup. Efek rumah kaca pertama kali diusulkan oleh Joseph Fourier pada tahun 1824, merupakan proses pemanasan permukaan suatu benda langit (terutama planet atau satelit) yang disebabkan oleh komposisi dan keadaan atmosfernya.
Mars, Venus, dan benda langit yang memiliki atmosfer lainnya (seperti satelit alamiSaturnus, Titan) memiliki efek rumah kaca, namun artikel ini hanya membahas pengaruh di Bumi. Efek rumah kaca untuk masing-masing benda langit tadi akan dibahas di masing-masing artikelnya.
Efek rumah kaca pada Bumi dapat terpisah untuk menunjuk pada dua hal yang berbeda:
Efek Rumah Kaca Alami yang terjadi secara alami di bumi
Efek Rumah Kaca Ditingkatkan terjadi akibat kegiatan manusia seiring dengan pemanasan global.
Peristilahan
Bumi menerima energi dari matahari dalam bentuk sinar ultraviolet (cahaya) dan melepaskan sebagian energi ini kembali ke ruang angkasa sebagai sinar inframerah (panas). Gas dapat menyerap sebagian energi keluar ini dan memancarkannya kembali sebagai panas. Gas-gas ini – yang meliputi, karbon dioksida, metana, nitrogen oksida dan lain-lain – disebut gas ‘rumah kaca’. Mereka bertindak seperti selimut yang mengelilingi Bumi dan membuatnya lebih hangat daripada yang seharusnya, sama seperti panel kaca dari rumah kaca memungkinkan energi matahari masuk tetapi mencegah sebagian panas keluar. Tanpa proses alami ini, yang dikenal sebagai efek rumah kaca, planet kita akan menjadi rata-rata sekitar 30 derajat Celcius lebih dingin31, sehingga efek rumah kaca yang terjadi secara alami sangat penting. Tetapi terlalu banyak efek akan menciptakan masalah. Kegiatan manusia dari generasi-generasi terakhir telah secara artifisial meningkatkan konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer dan para ilmuwan menyimpulkan bahwa inilah mengapa planet ini menghangat dalam sejarah. Tapi, karena gas rumah kaca bisa bertahan di atmosfer untuk waktu yang lama, bahkan jika semua emisi di seluruh dunia berhenti hari ini, iklim akan terus berubah. Efek rumah kaca bukanlah penemuan baru. Joseph Fourier menemukannya pada tahun 1824, John Tyndall bereksperimen pada tahun 1858, dan Svante Arrhenius mengukurnya pada tahun 1896. Sejak itu para ilmuwan telah memberikan bukti yang berkembang tidak hanya bahwa konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer telah meningkat, tetapi juga bahwa ini meningkatkan ancaman menyebabkan perubahan iklim yang berbahaya. Pengukuran dari inti es Antartika menunjukkan bahwa selama sekitar 10.000 tahun sebelum Revolusi Industri, konsentrasi karbon dioksida di atmosfer sekitar 280 bagian per juta (ppm) berdasarkan volume. Sejak itu telah meningkat pesat pada tahun 2013 dengan konsentrasi 400 ppm, sebuah ambang batas yang terakhir terjadi lebih dari tiga juta tahun yang lalu. Kemudian, suhu dunia rata-rata lebih hangat 3-4 derajat Celcius daripada saat ini dan permukaan laut jauh lebih tinggi.
Penyebab
Efek rumah kaca disebabkan karena meningkatnya konsentrasi gas karbon dioksida (CO2) dan gas-gas lainnya di atmosfer. Meningkatnya konsentrasi gas CO2 ini disebabkan oleh banyaknya pembakaran bahan bakar minyak, batu bara dan bahan bakar organik lainnya yang melebihi kemampuan tumbuhan-tumbuhan dan laut untuk menyerapnya.
Energi yang masuk ke Bumi:
25% dipantulkan oleh awan atau partikel lain di atmosfer
25% diserap awan
45% diserap permukaan bumi
10% dipantulkan kembali oleh permukaan bumi
Energi yang diserap dipantulkan kembali dalam bentuk radiasi inframerah oleh awan dan permukaan bumi. Namun sebagian besar inframerah yang dipancarkan bumi tertahan oleh awan dan gas CO2 dan gas lainnya, untuk dikembalikan ke permukaan bumi. Dalam keadaan normal, efek rumah kaca diperlukan, dengan adanya efek rumah kaca perbedaan suhu antara siang dan malam di bumi tidak terlalu jauh berbeda.
Selain gas CO2, yang dapat menimbulkan efek rumah kaca adalah belerang dioksida, nitrogen monoksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2) serta beberapa senyawa organik seperti gas metana dan klorofluorokarbon (CFC). Gas-gas tersebut memegang peranan penting dalam meningkatkan efek rumah kaca.
Akibat
Meningkatnya suhu permukaan bumi akan mengakibatkan adanya perubahan iklim yang sangat ekstrem di bumi. Hal ini dapat mengakibatkan terganggunya hutan dan ekosistem lainnya, sehingga mengurangi kemampuannya untuk menyerap karbon dioksida di atmosfer. Pemanasan global mengakibatkan mencairnya gunung-gunung es di daerah kutub yang dapat menimbulkan naiknya permukaan air laut. Efek rumah kaca juga akan mengakibatkan meningkatnya suhu air laut sehingga berakibat kepada beberapa pulau kecil tenggelam di negara kepulauan, yang membawa dampak perubahan yang sangat besar.
Menurut perhitungan simulasi, efek rumah kaca telah meningkatkan suhu rata-rata bumi 1-5 °C. Bila kecenderungan peningkatan gas rumah kaca tetap seperti sekarang akan menyebabkan peningkatan pemanasan global antara 1,5-4,5 °C sekitar tahun 2030. Dengan meningkatnya konsentrasi gas CO2 di atmosfer, maka akan semakin banyak gelombang panas yang dipantulkan dari permukaan bumi diserap atmosfer. Hal ini akan mengakibatkan suhu permukaan bumi menjadi meningkat.
Beberapa jenis gas seperti karbon dioksida dan metana dapat memerangkap panas di atmosfer bumi, melalui suatu fenomena yang disebut oleh para ilmuwan sebagai efek rumah kaca. Banyak kegiatan manusia mengeluarkan gas rumah kaca tersebut. Ketika kita membakar bahan bakar fosil seperti batubara dan minyak untuk menghasilkan listrik atau menggerakan mobil, atau ketika kita membakar hutan untuk lahan perkebunan semakin banyak emisi ini mencapai atmosfer. Sejak awal Revolusi Industri pada abad ke-18, gas ini semakin meningkat konsentrasinya. Pada saat bersamaan bumi perlahan-lahan mengalami pemanasan.
Sejauh ini telah disepakati oleh banyak ilmuwan dari berbagai negara, bahwa efek rumah kaca yang menyebabkan perubahan iklim global adalah emisi gas rumah kaca (GRK) yang berasal baik dari alam maupun kegiatan manusia (anthropogenic). Adapaun GRK yang disepakati hingga 2012 ada 6 (enam) jenis yakni karbon dioksida (CO2), dinitroksida (N2O), metana (CH4), sulfurheksafluorida (SF6), perfluorkarbon (PFC5), dan hidrofluorokarbon (HFC5). Berdasarkan data yang terangkum dalam laporan IPCC tahun 2007, keseluruhan GRK terus mengalami peningkatan konsentrasi di atmosfer.
Perubahan iklim telah secara ilmiah dan banyak bukti adalah diakibatkan oleh apa yang dikenal dengan pemanasan global (global warming) sebagai akibat terjadinya efek rumah kaca pada atmosfer kita. Efek rumah kaca terjadi akibat adanya gas-gas rumah kaca (GRK) yang memerangkap panas radiasi matahari yang dipantulkan kembali ke angkasa oleh permukaan bumi. Pada dasarnya GRK ini dapat bersumber dari alam itu sendiri maupun dari aktivitas manusia. Namun berbagai data yang ada menunjukkan bahwa emisi GRK berasal juga dari aktivitas manusialah yang meningkatkan konsentrasinya di atmosfer.
Ahli pertanian di wilayah yang beriklim sedang yang ingin melindungi tanaman sayur mereka dari udara dingin, menanam sayur mereka di dalam bangunan yang hampir seluruhnya terbuat dari panel kaca – itulah rumah kaca. Pada siang hari ketika sinar matahari menembus kaca, sinarnya meningkatkan suhu di dalam rumah kaca.Udara panas ini tidak segera turun kembali dengan cepat karena radiasi di dalam rumah kaca merupakan jenis radiasi yang berbeda – memiliki gelombang yang lebih panjang – dan terhambat oleh kaca Anda tidak membutuhkan sebuah rumah kaca untuk merasakan efek yang serupa. Setiap ruangan yang tertutup yang memungkinkan sinar matahari menembusnya melalui kaca akan memerangkap udara panas.Begitupun, sebuah mobil yang sudah terjemur di bawah sinar matahari dengan semua jendelanya tertutup rapat akan menyebabkan kemudi menjadi terlalu panas untuk disentuh. Kini kita cenderung menganggap bahwa efek rumah kaca global membahayakan; padahal masalahnya adalah soal seberapa derajat.Tanpa karbon dioksida di udara untuk memerangkap sebagian panas,maka suhu rata-rata bumi akan berkisar -18 °C, terlalu dingin bagi kehidupan.Sayangnya, dari masa-masa ketika kita memiliki karbon dioksida yang pas, kita kini sudah menumpuknya secara berlebihan.
Efek rumah kaca – Suatu proses pemantulan energi panas ke atmosfer dalam bentuk sinar-sinar infra merah. Sinar-sinar infra merah ini diserap oleh karbondioksida dan di atmosfer yang menyebabkan kenaikan suhu
Giacomelli, Gene A. and William J. Roberts1, Greenhouse Covering Systems, Rutgers University, [3].
Henderson-Sellers, A and McGuffie, K: A climate modelling primer (quote: Greenhouse effect: the effect of the atmosphere in re-readiating longwave radiation back to the surface of the Earth. It has nothing to do with glasshouses, which trap warm air at the surface).
Idso, S.B.: Carbon Dioxide: friend or foe, 1982 (quote: ...the phraseology is somewhat in appropriate, since CO2 does not warm the planet in a manner analogous to the way in which a greenhouse keeps its interior warm).
Kiehl, J.T., and Trenberth, K. (1997). Earth's annual mean global energy budget, Bulletin of the American Meteorological Society78 (2), 197–208.
Piexoto, JP and Oort, AH: Physics of Climate, American Institute of Physics, 1992 (quote: ...the name water vapor-greenhouse effect is actually a misnomer since heating in the usual greenhouse is due to the reduction of convection)
Wood, R.W. (1909). Note on the Theory of the Greenhouse, Philosophical Magazine17, p319–320. [4]
