Mengapa Karbon Dioksida Memiliki Pengaruh Yang Sangat Besar Pada Iklim Bumi

Mengapa Karbon Dioksida Memiliki Pengaruh Yang Sangat Besar Pada Iklim Bumi Satelit Pengamatan Karbon Orbiting melakukan pengukuran tepat tingkat karbon dioksida Bumi dari ruang angkasa. NASA / JPL

Saya sering ditanya bagaimana karbon dioksida dapat memiliki efek penting pada iklim global ketika konsentrasinya sangat kecil - adil 0.041% dari atmosfer Bumi. Dan aktivitas manusia bertanggung jawab untuk itu hanya 32% dari jumlah itu.

Saya mempelajari pentingnya gas atmosfer untuk polusi udara dan perubahan iklim. Kunci pengaruh kuat karbon dioksida pada iklim adalah kemampuannya untuk menyerap panas yang dipancarkan dari permukaan planet kita, menjaganya agar tidak keluar ke luar angkasa.

Mengapa Karbon Dioksida Memiliki Pengaruh Yang Sangat Besar Pada Iklim Bumi 'Kurva Keeling,' dinamai untuk ilmuwan Charles David Keeling, melacak akumulasi karbon dioksida di atmosfer Bumi, diukur dalam bagian per juta. Scripps Institution of Oceanography, CC BY

Ilmu rumah kaca awal

Para ilmuwan yang pertama kali mengidentifikasi pentingnya karbon dioksida untuk iklim di 1850 juga terkejut dengan pengaruhnya. Bekerja secara terpisah, John Tyndall di Inggris dan Inggris Eunice Foote di Amerika Serikat menemukan bahwa karbon dioksida, uap air, dan metana semuanya menyerap panas, sedangkan gas yang lebih banyak tidak.

Para ilmuwan telah menghitung bahwa Bumi adalah sekitar 59 derajat Fahrenheit (33 derajat Celsius) lebih hangat dari seharusnya, mengingat jumlah sinar matahari yang mencapai permukaannya. Penjelasan terbaik untuk perbedaan itu adalah bahwa atmosfer mempertahankan panas untuk menghangatkan planet ini.

Tyndall dan Foote menunjukkan bahwa nitrogen dan oksigen, yang bersama-sama menyumbang 99% dari atmosfer, pada dasarnya tidak memiliki pengaruh pada suhu bumi karena mereka tidak menyerap panas. Sebaliknya, mereka menemukan bahwa gas yang hadir dalam konsentrasi yang jauh lebih kecil sepenuhnya bertanggung jawab untuk menjaga suhu yang membuat Bumi layak huni, dengan memerangkap panas untuk menciptakan efek rumah kaca alami.

Selimut di atmosfer

Bumi secara konstan menerima energi dari matahari dan memancarkannya kembali ke angkasa. Agar suhu planet tetap konstan, panas total yang diterimanya dari matahari harus seimbang dengan panas keluar yang dihasilkannya.

Karena matahari panas, ia mengeluarkan energi dalam bentuk radiasi gelombang pendek terutama pada gelombang ultraviolet dan terlihat. Bumi jauh lebih dingin, sehingga memancarkan panas sebagai radiasi inframerah, yang memiliki panjang gelombang lebih panjang.

penyebab Spektrum elektromagnetik adalah kisaran semua jenis radiasi EM - energi yang bergerak dan menyebar seiring berjalannya waktu. Matahari jauh lebih panas daripada Bumi, sehingga memancarkan radiasi pada tingkat energi yang lebih tinggi, yang memiliki panjang gelombang lebih pendek. NASA

Karbon dioksida dan gas yang memerangkap panas lainnya memiliki struktur molekul yang memungkinkannya menyerap radiasi inframerah. Ikatan antara atom dalam molekul dapat bergetar dengan cara tertentu, seperti nada senar piano. Ketika energi foton sesuai dengan frekuensi molekul, ia diserap dan energinya ditransfer ke molekul.

Karbon dioksida dan gas yang memerangkap panas lainnya memiliki tiga atau lebih atom dan frekuensi sesuai dengan radiasi inframerah yang dipancarkan oleh Bumi. Oksigen dan nitrogen, dengan hanya dua atom dalam molekulnya, tidak menyerap radiasi inframerah.

Kebanyakan radiasi gelombang pendek yang datang dari matahari melewati atmosfer tanpa diserap. Tetapi sebagian besar radiasi infra merah yang keluar diserap oleh gas yang memerangkap panas di atmosfer. Kemudian mereka dapat melepaskan, atau memancarkan kembali, panas itu. Beberapa kembali ke permukaan bumi, menjaganya agar tetap lebih hangat daripada sebelumnya.

Mengapa Karbon Dioksida Memiliki Pengaruh Yang Sangat Besar Pada Iklim Bumi Bumi menerima energi matahari dari matahari (kuning), dan mengembalikan energi ke ruang angkasa dengan memantulkan beberapa cahaya yang masuk dan memancarkan panas (merah). Gas rumah kaca memerangkap sebagian panas itu dan mengembalikannya ke permukaan planet. NASA melalui Wikimedia

Penelitian tentang transmisi panas

Selama Perang Dingin, penyerapan radiasi infra merah oleh banyak gas berbeda dipelajari secara ekstensif. Pekerjaan itu dipimpin oleh Angkatan Udara AS, yang mengembangkan rudal pencari panas dan perlu memahami cara mendeteksi panas yang melewati udara.

Penelitian ini memungkinkan para ilmuwan untuk memahami komposisi iklim dan atmosfer semua planet di tata surya dengan mengamati tanda tangan inframerah mereka. Sebagai contoh, Venus adalah tentang 870 F (470 C) karena atmosfernya yang tebal 96.5% karbon dioksida.

Ini juga menginformasikan prakiraan cuaca dan model iklim, yang memungkinkan mereka untuk mengukur berapa banyak radiasi infra merah dipertahankan di atmosfer dan kembali ke permukaan bumi.

Orang kadang bertanya kepada saya mengapa karbon dioksida penting untuk iklim, mengingat bahwa uap air menyerap lebih banyak radiasi inframerah dan dua gas menyerap pada beberapa panjang gelombang yang sama. Alasannya adalah bahwa atmosfer bagian atas Bumi mengendalikan radiasi yang keluar ke ruang angkasa. Atmosfer atas jauh lebih padat dan mengandung uap air jauh lebih sedikit daripada di dekat tanah, yang artinya menambahkan lebih banyak karbon dioksida mempengaruhi secara signifikan berapa banyak radiasi inframerah lolos ke luar angkasa.

Tingkat karbon dioksida naik dan turun di seluruh dunia, berubah secara musiman dengan pertumbuhan dan pembusukan tanaman.

Mengamati efek rumah kaca

Pernahkah Anda memperhatikan bahwa gurun sering lebih dingin di malam hari daripada hutan, bahkan jika suhu rata-rata mereka sama? Tanpa banyak uap air di atmosfir di atas gurun, radiasi yang mereka berikan lolos dengan mudah ke angkasa. Di daerah yang lebih lembab, radiasi dari permukaan terperangkap oleh uap air di udara. Demikian pula, malam berawan cenderung lebih hangat daripada malam yang cerah karena lebih banyak uap air hadir.

Pengaruh karbon dioksida dapat dilihat pada perubahan iklim masa lalu. Inti es dari lebih dari satu juta tahun terakhir telah menunjukkan bahwa konsentrasi karbon dioksida tinggi selama periode hangat - sekitar 0.028%. Selama zaman es, kapan Bumi kira-kira 7 ke 13 F (4-7 C) lebih dingin dari pada abad 20th, karbon dioksida dibuat hanya tentang 0.018% dari atmosfer.

Meskipun uap air lebih penting untuk efek rumah kaca alami, perubahan karbon dioksida telah mendorong perubahan suhu masa lalu. Sebaliknya, kadar uap air di atmosfer merespons suhu. Saat Bumi menjadi lebih hangat, itu atmosfer bisa menampung lebih banyak uap air, yang memperkuat pemanasan awal dalam proses yang disebut "umpan balik uap air." Variasi dalam karbon dioksida oleh karena itu mengendalikan pengaruh tentang perubahan iklim masa lalu.

Perubahan kecil, efek besar

Seharusnya tidak mengherankan bahwa sejumlah kecil karbon dioksida di atmosfer dapat memiliki efek besar. Kami meminum pil yang sebagian kecil dari massa tubuh kami dan mengharapkannya memengaruhi kami.

Saat ini tingkat karbon dioksida lebih tinggi daripada kapan pun dalam sejarah manusia. Para ilmuwan secara luas sepakat bahwa suhu permukaan rata-rata Bumi telah meningkat sekitar 2 F (1 C) sejak 1880s, dan bahwa peningkatan karbondioksida yang disebabkan oleh manusia dan gas penangkap panas lainnya adalah sangat mungkin bertanggung jawab.

Tanpa tindakan untuk mengendalikan emisi, karbon dioksida dapat mencapai 0.1% dari atmosfer oleh 2100, lebih dari tiga kali lipat tingkat sebelum Revolusi Industri. Ini akan menjadi perubahan lebih cepat dari transisi di masa lalu Bumi itu memiliki konsekuensi besar. Tanpa tindakan, serpihan kecil atmosfer ini akan menyebabkan masalah besar.

Tentang Penulis

Jason West, Profesor Ilmu dan Teknik Lingkungan, Universitas North Carolina di Chapel Hill

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

books_causes

 
enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

ikuti InnerSelf di

ikon facebookikon twitterikon youtubeikon instagramikon pintrestikon rss

 Dapatkan Terbaru Dengan Email

Majalah Mingguan Inspirasi Harian

VIDEO TERBARU

Migrasi Iklim Besar Telah Dimulai
Migrasi Iklim Besar Telah Dimulai
by super User
Krisis iklim memaksa ribuan orang di seluruh dunia mengungsi karena rumah mereka semakin tidak bisa dihuni.
Zaman Es Terakhir Memberitahu Kita Mengapa Kita Perlu Peduli Tentang Perubahan Suhu 2 ℃
Zaman Es Terakhir Memberitahu Kita Mengapa Kita Perlu Peduli Tentang Perubahan Suhu 2 ℃
by Alan N Williams, dkk
Laporan terbaru dari Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim (IPCC) menyatakan bahwa tanpa penurunan yang substansial ...
Bumi Telah Dapat Dihuni Selama Miliaran Tahun - Seberapa Beruntungkah Kita?
Bumi Telah Dapat Dihuni Selama Miliaran Tahun - Seberapa Beruntungkah Kita?
by Toby Tyrrell
Evolusi membutuhkan 3 atau 4 miliar tahun untuk menghasilkan Homo sapiens. Jika iklim benar-benar gagal hanya sekali ...
Bagaimana Pemetaan Cuaca 12,000 Tahun Lalu Dapat Membantu Memprediksi Perubahan Iklim di Masa Mendatang
Bagaimana Pemetaan Cuaca 12,000 Tahun Lalu Dapat Membantu Memprediksi Perubahan Iklim di Masa Mendatang
by Brice Rea
Berakhirnya zaman es terakhir, sekitar 12,000 tahun yang lalu, ditandai dengan fase dingin terakhir yang disebut Younger Dryas.…
Laut Kaspia Akan Turun 9 Meter Atau Lebih Abad Ini
Laut Kaspia Akan Turun 9 Meter Atau Lebih Abad Ini
by Frank Wesselingh dan Matteo Lattuada
Bayangkan Anda sedang berada di pantai, melihat ke laut. Di depan Anda terhampar pasir tandus setinggi 100 meter yang terlihat seperti…
Venus Dulu Lebih Seperti Bumi, Tetapi Perubahan Iklim Membuatnya Tidak Dapat Dihuni
Venus Dulu Lebih Seperti Bumi, Tetapi Perubahan Iklim Membuatnya Tidak Dapat Dihuni
by Richard Ernst
Kita bisa belajar banyak tentang perubahan iklim dari Venus, planet saudara kita. Venus saat ini memiliki suhu permukaan…
Lima Ketidakpercayaan Iklim: Kursus Singkat dalam Misinformasi Iklim
Lima Ketidakpercayaan Iklim: Kursus Singkat dalam Misinformasi Iklim
by John Cook
Video ini adalah kursus kilat tentang misinformasi iklim, meringkas argumen utama yang digunakan untuk meragukan kenyataan…
Kutub Utara Belum Sedingin Ini Selama 3 Juta Tahun dan Itu Berarti Perubahan Besar Bagi Planet Ini
Kutub Utara Belum Sedingin Ini Selama 3 Juta Tahun dan Itu Berarti Perubahan Besar Bagi Planet Ini
by Julie Brigham-Grette dan Steve Petsch
Setiap tahun, lapisan es laut di Samudra Arktik menyusut ke titik terendah pada pertengahan September. Tahun ini hanya mengukur 1.44…

ARTIKEL TERBARU

energi hijau2 3
Empat Peluang Hidrogen Hijau untuk Midwest
by Christian Tae
Untuk mencegah krisis iklim, Midwest, seperti bagian negara lainnya, perlu sepenuhnya menghilangkan karbon dari ekonominya dengan…
ug83qrfw
Hambatan Utama terhadap Respon Permintaan Harus Diakhiri
by John Moore, Di Bumi
Jika regulator federal melakukan hal yang benar, pelanggan listrik di seluruh Midwest mungkin segera dapat memperoleh uang sambil…
pohon untuk ditanam untuk iklim2
Tanam Pohon Ini Untuk Meningkatkan Kehidupan Kota
by Mike Williams-Rice
Sebuah studi baru menetapkan pohon ek hidup dan sycamore Amerika sebagai juara di antara 17 "pohon super" yang akan membantu membuat kota…
dasar laut laut utara
Mengapa Kita Harus Memahami Geologi Dasar Laut Untuk Memanfaatkan Angin
by Natasha Barlow, Associate Professor Perubahan Lingkungan Kuarter, Universitas Leeds
Untuk negara mana pun yang diberkati dengan akses mudah ke Laut Utara yang dangkal dan berangin, angin lepas pantai akan menjadi kunci…
3 pelajaran kebakaran hutan untuk kota-kota hutan saat Dixie Fire menghancurkan Greenville, California yang bersejarah
3 pelajaran kebakaran hutan untuk kota-kota hutan saat Dixie Fire menghancurkan Greenville, California yang bersejarah
by Bart Johnson, Profesor Arsitektur Lansekap, Universitas Oregon
Kebakaran hutan yang membakar di hutan pegunungan yang panas dan kering menyapu kota Gold Rush di Greenville, California, pada 4 Agustus,…
China Dapat Memenuhi Tujuan Energi dan Iklim Membatasi Tenaga Batubara
China Dapat Memenuhi Tujuan Energi dan Iklim Membatasi Tenaga Batubara
by Alvin Lin
Pada KTT Iklim Pemimpin pada bulan April, Xi Jinping berjanji bahwa China akan “mengendalikan secara ketat pembangkit listrik tenaga batu bara…
Air biru dikelilingi oleh rumput putih yang mati
Peta melacak 30 tahun pencairan salju ekstrem di AS
by Mikayla Mace-Arizona
Peta baru peristiwa pencairan salju ekstrem selama 30 tahun terakhir mengklarifikasi proses yang mendorong pencairan cepat.
Sebuah pesawat menjatuhkan penghambat api merah ke kebakaran hutan saat petugas pemadam kebakaran yang diparkir di sepanjang jalan melihat ke langit oranye
Model memprediksi ledakan api 10 tahun, kemudian menurun secara bertahap
by Hannah Hickey-U. Washington
Melihat masa depan kebakaran hutan jangka panjang memprediksi ledakan awal aktivitas kebakaran hutan selama kira-kira satu dekade,…

 Dapatkan Terbaru Dengan Email

Majalah Mingguan Inspirasi Harian

Sikap Baru - Kemungkinan Baru

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Innerself Pasar
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Publikasi. Seluruh hak cipta.