Gas rumah kaca merupakan gas yang dapat menyerap dan memancarkan radiasi dengan gelombang panjang (inframerah) di dalam atmosfer planet. Fenomena yang terjadi biasa disebut dengan “efek rumah kaca”. Hal ini dinamakan demikian karena fenomena dan efek yang dihasilkan sama dengan panel-panel kaca dari rumah kaca. Dari keseluruhan sinar matahari yang sampai ke permukaan bumi, sekitar 40% dari energi sinar tersebut dipantulkan kembali ke atmosfer dalam bentuk gelombang panjang inframerah. Sekitar 75% dari energi tersebut diserap oleh uap air, karbon dioksida, gas metana, nitrogen oksida, dan gas rumah kaca lainnya. Proses penyerapan ini merupakan proses molekular yang natural sehingga energi yang diserap oleh gas-gas tersebut dipancarkan kembali ke berbagai arah. Sebagai hasilnya, sebanyak 50% dari energi yang dipancarkan tersebut kembali ke permukaan bumi dan berubah kembali menjadi energi panas. Melalui proses ini, gas rumah kaca menjadi salah satu penyebab dari energi panas yang terdapat pada permukaan bumi dan atmosfer bagian bawah.
Konsentrasi dari karbon dioksida, metana, dan nitrogen oksida naik secara drastic sejak dimulainya Revolusi Industri yang disebabkan oleh kegiatan manusia. Pembakaran bahan bakar fosil, perubahan dari penggunaan lahan, meningkatnya agricultural secara intesif, dan bertambahnya populasi manusia di seluruh dunia menjadi penyebab utama dari meningkatnya konsentrasi dari gas-gas tersebut. Gas-gas rumah kaca lain yang terdapat pada atmosfer bumi diantaranya adalah uap air, ozon, sulfur heksaklorida, dan CFC.
Konsentrasi karbon dioksida di atmosfer pada tahun 1700-an adalah sekitar 280 ppm. Konsentrasi dari karbon dioksida yang terdapat pada atmosfer kini adalah sekitar 390 ppm.
Pembakaran Bahan Bakar Fosil
Penyebab utama dari peningkatan konsentrasi karbon dioksida tersebut adalah aktivitas yang berhubungan dengan Revolusi Industri. Emisi dari pembakaran bahan bakar fosil menambahkan sekitar 65% karbon dioksida ke dalam atmosfer. Pembakaran bahan bakar fosil menyumbangkan sekitar 8.7 gigaton karbon dioksida ke atmosfer. Penggunaan bahan bakar batubara sebagai pembangkit listrik menjadi sumber utama, sementara penggunaan bahan bakar minyak dan gas menjadi sumber yang cukup berpengaruh.
Emisi Gas, Dalang Pengurangan Kawasan Hutan
35% dari peningkatan jumlah karbon dioksida yang masuk ke dalam atmosfer berasal dari pengurangan kawasan hutan dan pengalihgunaan padang rumput, kawasan hutan, dan ekosistem hutan menjadi sistem agrikultur yang berkurang produktivitasnya. Pengurangan kawasan hutan meliputi penebangan pohon, pembuatan arang, praktik tebang-dan-bakar, serta degradasi hutan. Pengurangan kawasan hutan dan pengalihgunaan lahan dapat menyebabkan dampak ganda terhadap penambahan jumlah karbon dioksida ke dalam atmosfer. Ekosistem alami dapat menyimpan 20 hingga 100 kali lebih banyak karbon dioksida per unit luas dibandingkan dengan sistem agrikultur. Baik pengurangan kawasan hutan dan pengalihan fungsi dari penggunaan lahan mengurangi jumlah massa tumbuhan atau biomassa yang terdapat pada permukaan bumi. Pengurangan tersebut menyebabkan perpindahan karbon dioksida yang tersimpan di dalam biomassa tersebut ke permukaan bumi melalui dekomposisi dan pembakaran.
Gas Metana
Sejak tahun 1750, konsentrasi gas metana di atmosfer telah meningkat hingga mencapai 150%. Penyebab utama bertambahnya konsentrasi gas metana di dalam atmosfer adalah penanaman padi, peternakan domestik, penyubliman metana klarat beku yang terdapat di dasar laut, rayap, gas yang terbentuk dalam landfill, pengambilan minyak dan gas, serta penambangan batubara.
Gambar xx. Grafik berikut menggambarkan kenaikan konsentrasi metana di atmosfer dari tahun 1008 hingga 2001. Kenaikan dari konsentrasi metana di alam adalah eksponensial. Ekstrapolasi ke dalam tahun-tahun berikutnya akan memiliki kecenderungan untuk terus mengalami kenaikan.
Negara-negara yang menjadi penghasil metana terbanyak adalah Cina, India, Brazil, Mexico, dan Rusia. Negara-negara tersebut diproyeksikan akan tetap menjadi penghasil metana terbanyak hingga tahun 2050. Amerika Serikat dan negara-negara Uni Eropa menghasilkan lebih sedikit emisi metana, dan tren dari kedua negara tersebut cenderung datar hingga menurun.
Penanaman Padi
Penanaman padi, baik yang alami maupun buatan manusia, hingga saat ini merupakan sumber dari 20% emisi gas metana yang terdapat di seluruh dunia. Kondisi anaerob yang berhubungan dengan penggenangan air di sawah membentuk gas metana. Jumlah gas metana yang dihasilkan di sawah sulit ditentukan secara akurat. Lebih dari 60% sawah ditemukan di India dan Cina, di mana data ilmiah mengenai tingkat emisi sulit untuk didapatkan. Walaupun demikian, para ilmuwan percaya bahwa kontribusi dari sawah cukup besar karena penanaman padi telah meningkat lebih dari dua kali lipat sejak tahun 1950. Peningkatan emisi metana dari sawah terjadi akibat meningkatnya kebutuhan pangan dari populasi manusia yang terus meningkat sehingga berdampak pada peningkatan luas lahan yang ditanami oleh padi.
Emisi Peternakan Ruminansia
Peternakan hewan Ruminansia merupakan sumber metana lain yang cukup pentin. Hewan yang diternakkan melepaskan metana ke dalam lingkungan sebagai hasil dari pencernaan rumput. Sebagai contoh, seekor sapi biasanya menghasilkan sekitar 150 gram metana per hari. Emisi metana tersebut menjadi lebih besar dengan jutaan domba dan kambing yang dimanfaatkan untuk keperluan manusia di seluruh dunia. Beberapa peneliti percaya bahwa penambahan gas metana yang berasal dari hewan ternak telah meningkat lebih dari empat kali lipat sejak satu abad yang lalu.
Peternakan hewan Ruminansia merupakan sumber metana lain yang cukup pentin. Hewan yang diternakkan melepaskan metana ke dalam lingkungan sebagai hasil dari pencernaan rumput. Sebagai contoh, seekor sapi biasanya menghasilkan sekitar 150 gram metana per hari. Emisi metana tersebut menjadi lebih besar dengan jutaan domba dan kambing yang dimanfaatkan untuk keperluan manusia di seluruh dunia. Beberapa peneliti percaya bahwa penambahan gas metana yang berasal dari hewan ternak telah meningkat lebih dari empat kali lipat sejak satu abad yang lalu.
Landfill
Landfill merupakan sumber metana yang cukup besar. Metana terbentuk di landfill ketika limbah organik diuraikan secara anaerob (tanpa oksigen). Jumlah metana yang dihasilkan bergantung kepada faktor jenis limbah, kadar air yang terkandung dalam limbah, dan desain dan manajemen operasi dari landfill itu sendiri. Emisi gas metana dapat dikurangi dengan membakar gas tersebut unutk digunakan sebagai penghasil energi listrik.
Methane Clathrate
Tumpukan methane clathrate beku ditemukan di dasar laut dan di dasar permafrost merupakan sumber alami dari gas rumah kaca potensial yang mungkin memberikan efek yang cukup signifikan terhadap iklim bumi. Penelitian menemukan kemungkinan telah dilepaskannya metana dalam jumlah yang cukup banyak yang berasal dari tumpukan methane clathrate yang ditemukan di Kutub Utara. Penelitian lain mengungkapkan bahwa penambahan gas metana ke dalam atmosfer mungkin disebabkan oleh pemanasan global itu sendiri. Peneliti dari NASA, James Hansen, menduga bahwa emisi dari methane clathrate akan terus bertambah karena suhu planet yang semakin hangat mengarah ke situasi yang telah disebutkan.
Nitrogen Oksida
Konsentrasi rata-rata dari nitrogen oksida kini mengalami kenaikan di tingkat 0.2-0.3% per tahun. Peran nitrogen oksida dalam peningkatan efek rumah kaca relatif lebih kecil jika dibandingkan dengan gas-gas rumah kaca yang telah disebutkan sebelumnya. Nitrogen oksida memiliki peranan terhadap pemupukan buatan di dalam ekosistem. Dalam kasus-kasus ekstrem, pemupukan tersebut dapat menyebabkan kematian hutan, eutrofikasi dari habitat perairan, dan kepunahan spesies. Sumber dari peningkatan nitrogen oksida di dalam atmosfer meliputi pengalihgunaan lahan terbuka, pembakaran bahan bakar fosil, pembakaran biomassa, dan pemupukan tanah. Sebagian besar dari nitrogen oksida yang masuk ke dalam atmosfer tiap tahunnya berasal dari pembukaan lahan dan pengalihgunaan ekosistem hutan, sabana, dan padang rumput menjadi lahan pertanian dan perkebunan. Kedua hal tersebut mengurangi jumlah nitrogen yang tersimpan di tumbuhan dan tanah melalui penguraian materi organik. Nitrogen oksida juga dilepaskan ke dalam atmosfer ketika bahan bakar fosil dan biomassa dibakar. Penggunaan pupuk nitrat dan ammoniak merupakan penyebab utama dari nitrogen oksida. Banyaknya nitrogen oksida yang dipelaskan dari proses tersebut sulit untuk diukur. Ada pendapat yang mengatakan bahwa pupuk menyumbangkan sebanyak 50% nitrogen oksida yang dilepaskan ke atmosfer setiap tahunnya.
Gambar xx. Grafik berikut menggambarkan kenaikan dari nitrogen oksida yang terdapat di atmosfer dari tahun 1978-2010. Ekstrapolasi ke depannya menunjukkan peningkatan tahunan akan terus berlangsung.
Chlorofluorocarbon
Chlorofluorocarbon (CFC) merupakan senyawa kimia buatan yang sangat persisten di dalam atmosfer. Pada umumnya senyawa tersebut ribuan kali lebih berpotensi menjadi gas rumah kaca dibandingkan dengan karbon dioksida. Chlorofluorocarbon merupakan senyawa yang bisa dengan mudah diubah dari bentuk gas menjadi cair atau pun sebaliknya. Oleh karena itu, CFC banyak digunakan di dalam kaleng aerosol, lemari pendingin, dan pendingin ruangan. Protokol Montreal merupakan perjanjian tingkat internasional untuk mengurangi penggunaan senyawa-senyawa yang dapat melubangi lapisan ozon, yang membutuhkan penghentian produksi CFC pada tahun 2020 di negara maju dan 2030 di negara berkembang.
SUMBER :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar