Di sebalik perjuangan untuk menangani pemanasan global dan perubahan iklim, terdapat peningkatan dalam gas rumah hijau di atmosfera kita. Gas rumah hijau adalah sebatian gas di atmosfera yang mampu menyerap radiasi inframerah, dengan itu menjebak dan memegang haba di atmosfera. Dengan meningkatkan haba di atmosfera, gas rumah hijau bertanggungjawab untuk kesan rumah hijau, yang akhirnya membawa kepada pemanasan global.
Sinaran suria dan "kesan rumah hijau"
Pemanasan global bukanlah satu konsep baru dalam sains. Asas-asas fenomena ini telah dihasilkan lebih dari satu abad yang lalu oleh Svante Arrhenius pada tahun 1896. Kertasnya, yang diterbitkan dalam Majalah Filsafat dan Jurnal Sains, adalah yang pertama untuk mengukur sumbangan karbon dioksida kepada para saintis yang kini dikenali sebagai "rumah hijau kesan."
Kesan rumah hijau berlaku kerana matahari membombardir Bumi dengan jumlah radiasi yang besar, yang menyerang atmosfer bumi dalam bentuk cahaya yang kelihatan, ditambah ultraviolet (UV), inframerah (IR) dan lain-lain jenis sinaran yang tidak dapat dilihat dengan mata manusia. Kira-kira 30 peratus daripada sinaran yang menyentuh bumi dapat dilihat dari ruang awan, ais dan permukaan reflektif yang lain. Baki 70 peratus lagi diserap oleh lautan, tanah dan atmosfera, menurut NASA.
Kerana mereka menyerap radiasi dan panas, lautan, tanah dan suasana melepaskan haba dalam bentuk sinaran terma IR, yang melangkah keluar dari atmosfer ke ruang angkasa. Imbangan antara radiasi masuk dan keluar membolehkan suhu purata keseluruhan bumi pada kira-kira 59 darjah Fahrenheit (15 darjah Celsius), menurut NASA.
Pertukaran radiasi masuk dan keluar yang menghangatkan Bumi dirujuk sebagai kesan rumah hijau kerana rumah hijau berfungsi dengan cara yang sama. Radiasi UV masuk dengan mudah melalui dinding kaca rumah hijau dan diserap oleh tumbuh-tumbuhan dan permukaan keras di dalamnya. Walau bagaimanapun, rasuk sinaran IR, sukar untuk melewati dinding kaca dan terperangkap di dalam, memanas rumah hijau.
Bagaimana gas rumah hijau menjejaskan pemanasan global
Gas-gas di atmosfer yang menyerap sinaran dikenali sebagai "gas rumah hijau" (kadang-kadang disingkat sebagai GHG) kerana mereka bertanggungjawab terhadap kesan rumah hijau. Kesan rumah hijau pula merupakan salah satu penyebab utama pemanasan global. Gas rumah hijau yang paling penting ialah wap air (H2O), karbon dioksida (CO2), metana (CH4) dan nitrous oksida (N2O), menurut Agensi Perlindungan Alam Sekitar (EPA). "Walaupun oksigen (O2) adalah gas paling banyak kedua di atmosfer kita, O2 tidak menyerap radiasi inframerah haba," kata Michael Daley, profesor sains alam sekitar di Lasell College di Massachusetts.
Walaupun sesetengah berpendapat bahawa pemanasan global adalah proses semulajadi dan selalu ada gas rumah hijau, jumlah gas di atmosfer telah melonjak dalam sejarah baru-baru ini. Sebelum Revolusi Perindustrian, CO2 atmosfera bervariasi antara 180 bahagian per juta (ppm) semasa zaman ais dan 280 ppm semasa tempoh panas interglasi. Sejak Revolusi Perindustrian, bagaimanapun, jumlah CO2 telah meningkat 100 kali lebih cepat daripada kenaikan apabila zaman ais terakhir berakhir, menurut Pentadbiran Lautan dan Atmosfera Negara (NOAA).
Gas fluorinasi - iaitu gas yang digunakan fluorin elemen - termasuk hydrofluorocarbons, perfluorocarbons dan sulfur hexafluoride, dicipta semasa proses perindustrian dan juga dianggap sebagai gas rumah hijau. Walaupun mereka berada dalam kepekatan yang sangat kecil, mereka memerangkap haba dengan sangat berkesan, menjadikannya "gas pemanasan global" yang tinggi (GWP).
Chlorofluorocarbons (CFCs), sekali digunakan sebagai bahan penyejuk dan penyokong aerosol sehingga mereka dihentikan oleh perjanjian antarabangsa, juga gas rumah hijau.
Terdapat tiga faktor yang mempengaruhi tahap mana mana gas rumah hijau akan mempengaruhi pemanasan global, seperti berikut:
- Kelimpahannya di atmosfera.
- Berapa lama ia kekal di atmosfera.
- Potensi pemanasan global.
Karbon dioksida mempunyai kesan yang signifikan terhadap pemanasan global sebahagiannya kerana kelimpahannya di atmosfera. Menurut EPA, pada tahun 2016, pelepasan gas rumah hijau A.S. berjumlah 6,511 juta metrik tan (7,177 juta tan) daripada setara karbon dioksida, yang menyamai 81 peratus daripada semua gas rumah hijau yang disebabkan oleh manusia - turun 2.5 peratus dari tahun sebelumnya. Selain itu, CO2 tetap di atmosfera selama ribuan tahun.
Walau bagaimanapun, metana adalah kira-kira 21 kali lebih cekap dalam menyerap radiasi daripada CO2, menjadikannya penarafan GWP yang lebih tinggi, walaupun ia kekal di atmosfera hanya kira-kira 10 tahun, menurut EPA.
Sumber gas rumah hijau
Sesetengah gas rumah hijau, seperti metana, dihasilkan melalui amalan pertanian, termasuk kotoran ternakan. Lain-lain, seperti CO2, sebahagian besarnya disebabkan oleh proses semulajadi seperti pernafasan dan dari pembakaran bahan api fosil seperti arang batu, minyak dan gas.
Penyebab kedua pelepasan CO2 ialah penebangan hutan, menurut penyelidikan yang diterbitkan oleh Duke University. Apabila pokok dibunuh untuk menghasilkan barang atau haba, mereka melepaskan karbon yang biasanya disimpan untuk fotosintesis. Proses ini mengeluarkan hampir satu bilion tan karbon ke atmosfera setiap tahun, menurut Penilaian Sumber Hutan Global 2010.
Perhutanan dan amalan penggunaan tanah yang lain boleh mengimbangi beberapa pelepasan gas rumah hijau ini, menurut EPA.
"Penanaman semula membantu mengurangkan pengurangan karbondioksida di atmosfera seperti penebalan pohon dioksida melalui proses fotosintesis," kata Daley kepada Live Science. "Bagaimanapun, hutan tidak dapat mengheret semua karbon dioksida yang kami emit ke atmosfera melalui pembakaran bahan api fosil, dan pengurangan pelepasan bahan bakar fosil masih diperlukan untuk mengelakkan timbul di atmosfera."
Di seluruh dunia, pengeluaran gas rumah hijau adalah sumber kebimbangan yang serius. Dari masa Revolusi Perindustrian bermula tahun 2009, tahap CO2 atmosfera telah meningkat hampir 38 peratus dan paras metana telah meningkat sebanyak 148 peratus, menurut NASA, dan kebanyakan peningkatan itu telah sejak 50 tahun yang lalu. Kerana pemanasan global, 2016 adalah tahun terpanas yang dirakam, dan dengan 2018 pada landasan yang menjadi keempat paling hangat, 20 tahun tercatat dalam rekod semuanya telah berlaku selepas 1998, menurut Pertubuhan Meteorologi Dunia.
"Pemanasan yang kita perhatikan mempengaruhi peredaran atmosfera, yang memberi kesan kepada pola hujan secara global," kata Josef Werne, profesor profesor di Jabatan Geologi dan Sains Planet di University of Pittsburgh. "Ini akan membawa kepada perubahan alam sekitar yang besar, dan cabaran, untuk semua orang di seluruh dunia."
Masa depan planet kita
Jika trend semasa berterusan, saintis, pegawai kerajaan dan semakin ramai rakyat takut bahawa kesan buruk pemanasan global - cuaca yang melampau, paras laut yang semakin meningkat, kepupusan tumbuhan dan haiwan, pengasaman laut, perubahan utama iklim dan pergolakan sosial yang tidak pernah berlaku sebelum ini - akan tidak dapat dielakkan.
Sebagai jawapan kepada masalah yang disebabkan oleh pemanasan global oleh gas rumah hijau, kerajaan Amerika Syarikat telah mencipta pelan tindakan iklim pada tahun 2013. Dan pada April 2016, wakil dari 73 buah negara menandatangani Perjanjian Paris, perjanjian antarabangsa untuk memerangi perubahan iklim dengan melabur dalam mampan , masa depan karbon rendah, menurut Konvensyen Rangka Kerja Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu mengenai Perubahan Iklim (UNFCCC). A.S. dimasukkan di antara negara-negara yang bersetuju dengan perjanjian itu pada 2016, tetapi telah memulakan prosiding untuk menarik diri dari Perjanjian Paris pada bulan Jun 2017.
Menurut EPA, pelepasan gas rumah kaca adalah lebih rendah 12 peratus pada 2016 berbanding pada tahun 2005, sebahagiannya disebabkan oleh penurunan besar dalam pembakaran bahan bakar fosil akibat dari beralih ke gas asli dari arang batu. Keadaan musim sejuk yang hangat pada tahun-tahun itu juga mengurangkan keperluan bagi banyak rumah dan perniagaan untuk menimbulkan panas.
Penyelidik di seluruh dunia terus berusaha mencari jalan untuk mengurangkan pelepasan gas rumah hijau dan mengurangkan kesannya. Satu saintis penyelesaian yang berpotensi untuk memeriksa adalah menghisap karbon dioksida daripada atmosfera dan mengebumikannya di bawah tanah selama-lamanya, kata Dina Leech, seorang profesor sains biologi dan alam sekitar di Longwood University di Virginia.
"Apa yang boleh kita lakukan ialah meminimumkan berapa karbon yang kita buat di sana, dan hasilnya, tolak perubahan suhu," kata Leech. "Bagaimanapun, tingkap tindakan ditutup dengan cepat."
Sumber tambahan:
- EPA - Perubahan Iklim: Maklumat Asas
- NASA: Perubahan Iklim Global
- National Geographic - Iklim Iklim: Tahap CO2 Bumi Melalui 400 ppm
Artikel ini dikemaskinikan pada 3 Januari 2019 oleh penyumbang Live Science Rachel Ross.
