Pages

15 February 2012

Atmosfer dan Iklim Global

Interaksi antara atmosfer, hidrosfer, biosfer dan lithosfer berfungsi untuk mengontrol iklim global. Iklim global menggambarkan sebuah keseimbangan antara jumlah radiasi matahari yang diterima dan jumlah energi yang tersimpan di dalam daerah suatu daerah. Di Planet Bumi, daerah khatulistiwa mendapatkan panas matahari 2,4 kali lebih banyak dibandingkan daerah khatulistiwa. Atmosfer dan lautan merespon pemanasan yang tidak sama ini dengan menetapkan sistem arus dan sirkulasi yang meredistribusi panas agar lebih merata. Pola-pola sirkulasi ini pada gilirannya dikembalikan oleh pola distribusi benua/daratan, lautan, dan jajaran pegunungan yang memiliki pola yang terus berubah.

Jumlah dan jenis gas di dalam atmosfer dapat mengubah jumlah radiasi matahari yang masuk, dan oleh sebab itu mengubah pula suhu global. Sebagai contoh, gumpalan awan dapat memantulkan banyak radiasi matahari ke angkasa sebelum masuk ke dalam atmosfer lapisan bawah. Sebaliknya, gas rumah kaca (greenhouse) memungkinkan terjadinya radiasi matahari gelombang pendek untuk memasuki atmosfer tetapi menahan radiasi ini pada saat radiasi berusaha keluar dalam bentuk pantulan gelombang panjang. Kejadian ini menyebabkan timbulnya panas di dalam atmosfer dan dapat menyebabkan pemanasan global yang disebut sebagai efek rumah kaca (greenhouse effect).

Jumlah panas yang terperangkap di dalam atmosfer oleh gas rumah kaca terus berubah di dalam perjalanan sejarah Bumi. Salah satu gas rumah kaca yang terpenting ialah karbondioksida (CO2). Tumbuhan, yang mengeluarkan O2 ke atmosfer, memerlukan CO2 untuk fotosintesis. Pada awal sejarah Bumi (pada zaman Precambrian sebelum tumbuhan menutupi permukaan tanah), fotosintensis tidak mengambil CO2 dari atmosfer, sehingga kadar CO2 pada masa itu jauh lebih besar dibandingkan zaman sekarang. CO2 yang berada di Atmosfer sekarang juga diambil oleh organisme perairan/laut yang mengambilnya dari air permukaan laut (yang sejajar dengan atmosfer) dan menggunakan CO2 dan kalsium untuk membentuk cangkang dan kelenjar mineral organisme tersebut. Organisme-organisme ini menghasilkan CaCO3 (calcite), yang merupakan komponen utama batu kapur (limestone), sebuah karang yang sebagian besar bahan dasarnya adalah sisa organisme laut yang telah mati. Sekitar 99 persen dari jumlah CO2 yang terdapat di planet Bumi saat ini diambil dari atmosfer atau lautan karena senyawa tersebut terkunci di dalam deposit karang batu kapur pada daerah daratan dan dasar laut. Jika jumlah CO2 dikembalikan lagi ke atmosfer, maka suhu global akan mengalami kenaikan yang pesat. Pada awal zaman Precambrian, pada saat CO2 bebas di atmosfer, suhu rata-rata global adalah sekitar 290-derajat Celsius.

Atmosfer meredistribusi panas dengan cepat dengan membentuk dan meredistribusi awan dan uap air yang tidak mengalami kondensasi di sekeliling planet bumi di sepanjang sel sirkulasi atmosferik. Lautan mampu menahan dan meredistribusi lebih banyak panas karena jumlah airnya lebih banyak, namun daerah ini meredistribusi panas lebih lambat dibandingkan daerah atmosfer. Arus permukaan terbentuk untuk merespon pola angin, namun arus laut dalam yang menggerakkan lebih banyak panas di bumi mengikuti arah yang lebih berhubungan dengan bathymetry (topografi dasar laut) dan perputaran Bumi dibandingkan dengan angin permukaan.

Keseimbangan antara masuknya dan keluarnya panas dari Bumi telah menghasilkan kadar panas secara keseluruhan dari waktu ke waktu. Pengujian catatan geologis telah mempermudah para ahli paleoklimatologi untuk merekonstruksi periode-periode saat Bumi berada pada periode Glasial, periode kering panas, periode basah panas, atau periode kering dingin. Dalam sebagian besar kasus, Bumi merespon terhadap perubahan-perubahan yang terjadi dengan memperluas dan mengkontraksi sabuk iklimnya. Periode-periode hangat menunjukkan perluasan sabuk subtropis hangat, dan periode-periode dingin menunjukkan ekspansi iklim dingin pada daerah kutub hingga garis lintang rendah.

Referensi:

Encyclopedia of Environmental Studies, New Edition (W. Ashworth dan Charles E Little, 2001)
Dating the Rise of Atmosphere Oxygen, dalam Nature 427 (Andrey Bekker et al., 2004)
Earth's Early Atmosphere, dalam Science 259 (James F Kasting, 1993)

No comments:

Terima kasih kepada BelajarInggris.Net atas kepercayaannya memilih tulisan saya menjadi salah satu pemenang dalam Lomba Blog 2010.