Atmosfer Bumi dan Iklim
Pertanyaan Penting Pemanasan Global sedang terjadi: Bagian mana kita berperan?
Studi Kasus: Pemanasan Global dan Polar Bears Teluk Hudson
Apakah suhu global sedang meningkat?
• Ya, meningkat secara menyeluruh • Apakah suhu meningkat terus?
• Dalam 100 tahun terakhir, rata-rata tahunan suhu global telah meningkat kira-kira 0.6°C • Juga peningkatan pemanasan lebih cepat
• Gambaran keseluruhan mendukung sudut pandang bahwa pemanasan global sedang terjadi
Apa Penyebab Perubahan Iklim dan Apa yang Membuatnya Semakin Panas? • Beberapa studi tentang inti-inti es menunjukkan bahwa suhu permukaan bumi bervariasi dari waktu ke waktu
• Jawabannya terletak pada keseimbangan energi Bumi antara jumlah energi yang datang dari matahari dan jumlah energi yang dipancarkan oleh bumi
• Albedo: Persentase cahaya yang diterima oleh permukaan adalah yang dipantulkan dan yang disebarkan
• Energi mempunyai jalur yang kompleks dari permukaan bumi ke ruang angkasa • Obyek yang lebih hangat, lebih banyak energi yang dipancarkan
Variasi dalam Energi Matahari Mungkin yang Menjadi Alasan Pemanasan Global • Energi matahari tampaknya bervariasi sepanjang waktu • The Little Ice Age terakhir 1450-1850
Gunung Berapi dapat Merubah Iklim • Letusan gunung berapi mendinginkan iklim dalam 2 cara: - Debu atmosfer memantulkan sinar matahari ke ruang angkasa - Partikel debu yang lebih kecil menyebabkan kondensasi air permukaan dan pembentukan awanawan
Debu Hasil Aktifitas Kita Juga Mendinginkan Iklim • Pencemaran partikel aerosol mengurangi jumlah sinar matahari yang mencapai bumi • Emisi telah mengurangi pemanasan global
Variasi Aliran Samudera mungkin Berakibat pada Iklim • Aliran samudera dan angin yang kencang menghangatkan atau mendinginkan planet kita • The Gulf Stream: Sirkulasi samudera yang besar mempengaruhi iklim
El Niño: Sebuah Fenomena terkait dengan Aliran Samudera • Perubahan iklim terkait dengan variasi dari aliran laut adalah Osilasi Selatan (Southern Oscillation) • Semakin mendinginnya air permukaan dan mendukung populasi burung dan ikan-ikan.
• El Niño terjadi ketika upwellings berjalan lambat atau berhenti
• El Niño penting untuk 2 alasan: – Karena kejadiannya menyeluruh (global) – Sepertinya menjadi lebih umum dan lebih intens
• Penyebab awal El Niño tidak diketahui
Efek Rumah Kaca, dan Bagaimana dapat Menghangatkan Permukaan Bumi • Suhu permukaan bumi ditentukan oleh 4 faktor utama: 1. Jumlah sinar matahari yang diterima bumi 2. Jumlah sinar matahari yang dipantulkan bumi 3. Retensi panas oleh atmosfer 4. Evaporasi dan kondensasi upa air
• Playing Ping-Pong with infrared rays: - Energi sinar matahari mencapai bumi - Permukaan bumi memantulkan energi kembali ke atmosfer - Gas-gas dalam atmosfer bumi dikirim kembali
• Greenhouse gases (gas rumah kaca) baik dalam mengabsorbsi radiasi inframearh • Termasuk uap air, carbon dioxide, methane, nitrogen oxides, ozone dan chlorofluorocarbons (CFCs) • Gas rumah kaca menahan panas sebanyak kaca jendela seperti dalam rumah kaca • Hanya sedikit gas yang mempunyai efek yang besar pada suhu.
• Efek rumah kaca menahan bumi menjadi lebih hangat
• Gas-gas menghasilkan gas efek rumah kaca pada planet-planet lain juga
Gas-gas Rumah Kaca Meningkat • Kita adalah bagian dari alasan itu • Carbon dioxide telah miningkat di atmosfer dalam beberapa waktu
• Pertama kali diusulkan pada awal abad ke 19 • 1957: Sebuah pengamatan (observatory) didirikan di Mauna Loa Volcano, Hawaii • Para ilmuwan sekarang dapat memperkirakan konsentrasi CO2 di atmosfer kuno: - Mengukur konsentrasi di gelembung udara yang terperangkap dalam lapisan-lapisan es kutup
• Manusia menambah CO2 di udara dengan cara: - Membakar bahan bakar fossil dan kayu - Perubahan utama dalam perubahan penggunaan tanah, yaitu penebangan hutan dan penggunaan padang rumput.
Methana • Konsentrainya dua kali lipat dalam 200 tahun terakhir • Manusia dapat menambah metana di atmosfer dengan cara: - Meningkatnya habitat dimana methana diproduksi oleh kehidupan bakteri - Meningkatnya jumlah peliharaan hewan ternak (sapi, dsb). - Pembakaran dan pemrosesan bahan bakar fosil - Pengrusakan tanah basah (berkurangnya penumpukan methana) - Meningkatnya besaran timbunan tanah dan penyimpanan materi organik.
Chlorofluorocarbons (CFCs) • Sekali pemikiran yang tidak berbahaya • Peningkatan sekitar 5 % per tahun ke atmosfer • Penggunaan propellan dilarang di U.S. Pada 1978 • Protocol Montreal tahun 1987 sebagai kesepakatan internasional untuk mengurangi dan menghilangkan produksi CFCs
Nitrous Oxide • Meningkatnya di atmosfer dan sepertinya berkontribusi sebanyak 5 % dari efek anthropogenic rumah kaca
Ozone • Adalah gas yang berkontribusi terhadap rumah kaca, tetapi sulit ditentukan persentase efek rumah kaca karen ozon.
Apakah menjadi penting jika bumi bertambah sedikit Panas? • Perubahan pada atmosfer berakibat kepada makhluk hidup dan habitat • Langkah-langkah untuk meramalkan efek: – Ramalan berubah pada iklim dan kondisi fisik lautan dan permukaan tanah – Ramalan respon terhadap spesies dan ekosistem
• Model komputer merupakan alat ilmiah utama pada tahap awal • Hasil model: pemanasan global akan menambah suhu permukaan bumi sebesar 1.5 to 4.5°C dari 1990 sampai 2100
• Ramalan menyatakan bahwa suhu meningkat
Efek Peningkatan Permukaan Air Laut • Meningkat secara alami sejak jaman es terakhir • Peningkatan kerusakan akibat badai-badai besar
Pemansan Global Mempengaruhi Iklim Bumi • Gunung es mencair ketika pusat puncak es Antartika tumbuh • Berubahnya frekuensi dan intensitas badaibadai • Perubahan iklim lain: - contoh : winter yang lebih basah, lebih panas dan summer yang lebih panas serta meningkatnya kekeringan.
Pertanian • Mungkin secara serius berefek pada persediaan pangan dunia • Wilayah pertanian yang terbaik tidak lagi berada di Amerika Utara • Kumpulan salju pada musim dingin akan menjadi lebih sedikit air
Penurunan Water Tables dan Reservoirs • Dapat mengakibatkan berkurangnya suplay air secara serius • Penggunaan air di beberapa region telah tidak sustainable
Perubahan Biologis dan Ecologis • Biosphere berubah akibat kerusakan ekosistem • Musim semi datang dua minggu lebih awal • Musing semi yang lebih awal mengganggu beberapa species • Beberapa species berubah beberapa wilayah jelajah geografisnya - seperti; Kupu-kupu Sachem skipper melebar areanya
• Banyak species bergerak ke arah Utara
Migrasi Species menyebarkan Penyakit • Contoh: Perubahan areal penyakit yang terbawa nyamuk
• Virus West Nile adalah contoh dari sebaran penyakit akibat pemanasan global: - Winters yang lebih hangat menyimpan nyamuk lebih banyak pada lokasi air tenang - Spring yang kering meningkatkan air permukaan bagi nyamuk dan konsentrasi burung - Nyamuk dengan virus menggigit burung yang tidak terinfeksi - Bururng yang terinfeksi digigit oleh nyamuk yang tidak terinfeksi, dan menyebarkan virus - Summer yang panas dan basah menyebabkan kedewasaan dan pertumbuhan yang cepat populasi nyamuk
Species yang Hampir Punah • Apa yang terjadi pada spesies yang tidak daapt migrasi atau beradaptasi? • Studi Kasus: Kirtland’s Warbler - Kisah sukses Spesies yang hampir punah
• Kirtland’s warblers membutuhkan habitat khusus – Bersarang hanya dalam jack-pine woodlands muda
• Untuk menyelamatkan burung ini , diperlukan, 38,000 acres yang disiapkan pada di Michigan
• Simulasi komputer memperlihatkan bahwa that jack pine tidak dapat tumbuh disana pada iklim pemanasan global
Peningkatan Suhu yang lambat
• Mengurangi produksi dan luaran gas rumah kaca • Menemukan cara untuk menyimpan (sequester /store) gas rumah kaca • Secara aktif menurunkan suhu iklim
Mitigasi Pemanasan Global • Toronto 1988: rekomendasi ilmuan dengan penurunan sebesar 20% emisi CO2 pada tahun 2005 • Earth Summit 1992: Blueprint untuk mengurangi emisi global • Kyoto 1997: Mengumpulkan batasan emisi secara legal • Kita telah tidak memiliki lagi alasan • Apa yang telah dilaksanakan di USA? • Mengapa Pernyataan Kyoto menjadai penting?
Pengurangan dari efek Pemanasan Global • • • •
Memindahkan beberapa spesies ke habitat baru Membuat preservasi alam yang baru Membangun koridur kehidupan yang liar Membentuk varian baru untuk memperbaiki pertanian • Belajar hidup dengan perubahan
Akhir
ATMOSFER DAN IKLIM BUMI
References • Keller EA, Botkin DB. Earth Atmosphere and Climate, in: Essential Environmental Science. John Wiley & Sons, Inc. USA. 2008; p. 267289
