Gas rumah kaca

Gas rumah kaca (bahasa Inggris: greenhouse gas) adalah gas-gas yang ada di atmosfer yang menyebabkan efek rumah kaca. Gas-gas tersebut sebenarnya muncul secara alami di lingkungan, tetapi dapat juga timbul akibat aktivitas manusia, terutamanya dengan pembakaran bahan bakar fosil. Tanpa gas rumah kaca, suhu rata-rata di permukaan Bumi dikira akan menjadi di bawah titik beku air, tetapi, adanya terlalu banyak gas rumah kaca menyebabkan pemanasan global.^[1]

Gas rumah kaca paling banyak yang ada di atmosfer Bumi adalah uap air (H₂O), karbon dioksida (CO₂), metana (CH₄) dan dinitrogen monoksida (N₂O). Karbon dioksida timbul dari berbagai proses alami seperti: letusan gunung berapi, kebakaran hutan, pernapasan hewan (yang menghirup oksigen dan menghembuskan CO₂). Namun, sejak Revolusi Industri, konsentrasi CO₂ pada atmosfer Bumi telah naik hampir 50%, dari 280 ppm pada tahun 1750 hingga 415 ppm pada tahun 2022.^[2]

Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim menyimpulkan bahwa emisi gas rumah kaca oleh manusia harus dikurangkan setengahnya sebelum tahun 2030 dan mencapai 'nol bersih' pada 2050 untuk membatasi pemanasan global kepada 1,5 °C,^[3] aksi yang disetujui oleh hampir 200 negara dalam Persetujuan Paris sejak tahun 2015.

Jenis

Daftar gas rumah kaca paling banyak yang ada di atmosfer Bumi menurut fraksi molnya di dunia (diurutkan secara menurun):^[4]^[5]

Uap air (H₂O)
Karbon dioksida (CO₂)
Metana (CH₄)
Dinitrogen monoksida (N₂O)
Ozon (O₃)
Klorofluorokarbons (CFC dan HCFC)
Hidrofluorokarbon (HFC)
Fluorokarbon (CF₄, C₂F₆, dll.), SF₆, dan NF₃

Uap air

Uap air adalah gas rumah kaca yang timbul secara alami dan bertanggungjawab terhadap sebagian besar dari efek rumah kaca. Konsentrasi uap air berfluktuasi secara regional, dan aktivitas manusia secara langsung memengaruhi konsentrasi uap air kecuali pada skala lokal seperti di dekat sawah yang diirigasi.

Dalam model iklim, meningkatnya temperatur atmosfer yang disebabkan efek rumah kaca akibat gas-gas antropogenik akan menyebabkan meningkatnya kandungan uap air di troposfer, dengan kelembapan relatif yang agak konstan. Meningkatnya konsentrasi uap air mengakibatkan meningkatnya efek rumah kaca; yang mengakibatkan meningkatnya temperatur; dan kembali semakin meningkatkan jumlah uap air di atmosfer. Keadaan ini terus berkelanjutan sampai mencapai titik ekuilibrium (kesetimbangan). Oleh karena itu, uap air berperan sebagai umpan balik positif terhadap aksi yang dilakukan manusia yang melepaskan gas-gas rumah kaca seperti CO₂.^[6] Perubahan dalam jumlah uap air di udara juga berakibat secara tidak langsung melalui terbentuknya awan.

Karbon dioksida

Manusia telah meningkatkan jumlah karbon dioksida yang dilepas ke atmosfer ketika mereka membakar bahan bakar fosil, limbah padat, dan kayu untuk menghangatkan bangunan, menggerakkan kendaraan dan menghasilkan listrik. Pada saat yang sama, jumlah pepohonan yang mampu menyerap karbon dioksida semakin berkurang akibat perambahan hutan untuk diambil kayunya maupun untuk perluasan lahan pertanian.

Walaupun lautan dan proses alam lainnya mampu mengurangi karbondioksida di atmosfer, aktivitas manusia yang melepaskan karbon dioksida ke udara jauh lebih cepat dari kemampuan alam untuk menguranginya. Pada tahun 1750, terdapat 281 molekul karbondioksida pada satu juta molekul udara (281 ppm). Pada Januari 2007, konsentrasi karbondioksida telah mencapai 383 ppm (peningkatan 36 persen). Jika prediksi saat ini benar, pada tahun 2100, karbondioksida akan mencapai konsentrasi 540 hingga 970 ppm. Estimasi yang lebih tinggi malah memperkirakan bahwa konsentrasinya akan meningkat tiga kali lipat bila dibandingkan masa sebelum Revolusi Industri.

Metana

Metana yang merupakan komponen utama gas alam juga termasuk gas rumah kaca. Ia merupakan insulator yang efektif, mampu menangkap panas 20 kali lebih banyak bila dibandingkan karbondioksida. Metana dilepaskan selama produksi dan transportasi batu bara, gas alam, dan minyak bumi. Metana juga dihasilkan dari pembusukan limbah organik di tempat pembuangan sampah (landfill), bahkan dapat dikeluarkan oleh hewan-hewan tertentu, terutama sapi, sebagai produk samping dari pencernaan. Sejak permulaan revolusi industri pada pertengahan 1700-an, jumlah metana di atmosfer telah meningkat satu setengah kali lipat.

Dinitrogen monoksida

Dinitrogen monoksida (N2O) adalah gas insulator panas yang sangat kuat. Ia dihasilkan terutama dari pembakaran bahan bakar fosil dan oleh lahan pertanian. Nitrogen oksida dapat menangkap panas 300 kali lebih besar dari karbondioksida. Konsentrasi gas ini telah meningkat 16 persen bila dibandingkan masa pre-industri.

Gas lainnya

Gas rumah kaca lainnya dihasilkan dari berbagai proses manufaktur. Campuran berflourinasi dihasilkan dari peleburan alumunium. Hidrofluorokarbon (HCFC-22) terbentuk selama manufaktur berbagai produk, termasuk busa untuk insulasi termal, mebel, dan tempat duduk di kendaraan. Refrigerasi di beberapa negara berkembang masih menggunakan klorofluorokarbon (CFC), salah satu refrigeran, sebagai media pendingin yang selain mampu menahan panas atmosfer juga mengurangi lapisan ozon (bagian atmosfer mengandungi ozon dan melindungi Bumi dari radiasi ultraviolet; lihat juga penipisan ozon). Selama masa abad ke-20, gas-gas ini telah terakumulasi di atmosfer, tetapi sejak 1995, untuk mengikuti peraturan yang ditetapkan dalam Protokol Montreal tentang substansi-substansi yang menipiskan Lapisan Ozon, konsentrasi gas-gas ini mulai makin sedikit dilepas ke udara.

Para ilmuan telah lama mengkhawatirkan tentang gas-gas yang dihasilkan dari proses manufaktur akan dapat menyebabkan kerusakan lingkungan. Pada tahun 2000, para ilmuan mengidentifikasi bahan baru yang meningkat secara substansial di atmosfer. Bahan tersebut adalah trifluorometil sulfur pentafluorida. Konsentrasi gas ini di atmosfer meningkat dengan sangat cepat, yang walaupun masih tergolong langka di atmosfer tetapi gas ini mampu menangkap panas jauh lebih besar dari gas-gas rumah kaca yang telah dikenal sebelumnya. Hingga saat ini sumber industri penghasil gas ini masih belum teridentifikasi.