 |
| Gambar-1 |
Gambar-1 diatas menggambarkan komponen dasar yang mempengaruhi keadaan sistem iklim bumi. Perubahan keadaan sistem ini dapat terjadi secara eksternal (dari sistem luar angkasa) atau secara internal (dari sistem laut, atmosfer, dan darat) melalui salah satu komponen yang dijelaskan. Misalnya, perubahan eksternal mungkin melibatkan variasi dalam output Matahari yang secara eksternal akan memvariasikan jumlah radiasi matahari yang diterima oleh atmosfer dan permukaan bumi. Variasi internal dalam sistem iklim bumi dapat disebabkan oleh perubahan konsentrasi gas atmosfer, pembentukan gunung, aktivitas gunung berapi, dan perubahan albedo permukaan atau atmosfer.
Pakar iklim telah menemukan bukti yang menunjukkan bahwa hanya sejumlah kecil faktor yang berpengaruh terhadap iklim masa lalu di Bumi. Faktor-faktor ini meliputi:
- Variasi karakteristik orbit Bumi.
- Variasi karbon dioksida atmosfer.
- Letusan gunung berapi
- Variasi Sinar matahari.
Variasi Karakteristik Orbit Bumi
Teori Milankovitch menunjukkan bahwa variasi siklus normal dalam tiga karakteristik orbit Bumi mungkin berpengaruh atas beberapa perubahan iklim di masa lalu. Ide dasar di balik teori ini mengasumsikan bahwa dari waktu ke waktu ketiga peristiwa siklus ini memvariasikan jumlah radiasi matahari yang diterima di permukaan bumi.
Variasi siklus pertama, yang dikenal sebagai eksentrisitas, mengontrol bentuk orbit Bumi mengelilingi Matahari. Orbit secara bertahap berubah dari elips menjadi hampir melingkar dan kemudian kembali ke elips dalam periode sekitar 100.000 tahun. Semakin besar eksentrisitas orbit, semakin besar variasi energi matahari yang diterima di bagian atas atmosfer antara posisi terdekat Bumi (perihelion) dan terjauh (aphelion) ke Matahari. Saat ini, Bumi sedang mengalami periode eksentrisitas rendah. Perbedaan jarak Bumi dari Matahari antara perihelion dan aphelion (yang hanya sekitar 3%) berpengaruh sekitar 7% variasi jumlah energi matahari yang diterima di bagian atas atmosfer. Ketika perbedaan jarak ini maksimum (9%), perbedaan energi matahari yang diterima adalah sekitar 20%.
Variasi Karbon Dioksida di Atmosfer
Studi perubahan iklim jangka panjang telah menemukan hubungan antara konsentrasi karbon dioksida di atmosfer dan suhu global rata-rata. Karbon dioksida adalah salah satu gas penting yang berpengaruh terhadap efek rumah kaca. Gas atmosfer tertentu, seperti karbon dioksida, uap air dan metana, mampu mengubah keseimbangan energi Bumi dengan mampu menyerap radiasi gelombang panjang yang dipancarkan dari permukaan bumi. Hasil bersih dari proses ini dan emisi kembali gelombang panjang kembali ke permukaan bumi meningkatkan jumlah energi panas dalam sistem iklim bumi. Tanpa efek rumah kaca, suhu global rata-rata Bumi akan menjadi dingin -18° Celcius daripada 15° Celcius saat ini.
 |
| Grafik diatas menggambarkan kenaikan karbon dioksida atmosfer dari tahun 1744 hingga 2005. Perhatikan bahwa peningkatan konsentrasi karbon dioksida di atmosfer secara eksponensial selama periode yang diperiksa. Ekstrapolasi ke dalam waktu dekat akan menyarankan peningkatan yang berkelanjutan. |
Letusan gunung berapi
Selama bertahun-tahun, pakar iklim telah memperhatikan hubungan antara letusan gunung berapi dan perubahan iklim jangka pendek. Misalnya, salah satu tahun terdingin dalam dua abad terakhir terjadi pada tahun setelah letusan gunung berapi Tambora pada tahun 1815. Catatan cuaca yang sangat dingin didokumentasikan pada tahun setelah letusan ini di sejumlah wilayah di planet ini. Beberapa peristiwa vulkanik besar lainnya juga menunjukkan pola suhu global yang lebih dingin yang berlangsung 1 hingga 3 tahun setelah letusannya.
 |
| Letusan gunung berapi telah terbukti memiliki efek pendinginan jangka pendek di atmosfer jika mengeluarkan sejumlah besar sulfur dioksida ke stratosfer. Gambar diatas menunjukkan letusan Gunung St. Helens pada 18 Mei 1980 yang berdampak lokal pada iklim karena abu mengurangi penerimaan radiasi matahari di permukaan bumi. Gunung St Helens memiliki efek global yang sangat minim pada iklim karena letusan terjadi pada sudut miring sihingga sedikit sulfur dioksida ke stratosfer. (Sumber: Survei Geologi AS, foto oleh Austin Post) |
Pada awalnya, para ilmuwan berpikir bahwa debu yang dipancarkan ke atmosfer dari letusan gunung berapi besar berpengaruh terhadap pendinginan dengan menghalangi sebagian transmisi radiasi matahari ke permukaan bumi. Namun, pengukuran menunjukkan bahwa sebagian besar debu yang dilemparkan ke atmosfer kembali ke permukaan bumi dalam waktu enam bulan. Data stratosfer menunjukkan bahwa letusan gunung berapi yang cukup besar juga mengeluarkan sejumlah besar gas belerang dioksida yang tetap berada di atmosfer selama tiga tahun. Ahli kimia atmosfer telah menentukan bahwa gas belerang dioksida yang dikeluarkan bereaksi dengan uap air yang biasa ditemukan di stratosfer untuk membentuk lapisan kabut tebal yang mengurangi transmisi atmosfer dari beberapa radiasi yang masuk dari Matahari.
Pada abad terakhir, dua letusan signifikan yang mengubah iklim telah terjadi. El Chichon di Meksiko meletus pada bulan April 1982, dan Gunung Pinatubo meletus di Filipina selama bulan Juni 1991.
 |
| Kolom abu dihasilkan oleh letusan Gunung Pinatubo pada 12 Juni 1991. Letusan terkuat Gunung Pinatubo terjadi tiga hari kemudian pada 15 Juni 1991. (Sumber: US Geological Survey) |
Dari dua peristiwa vulkanik ini, Gunung Pinatubo memiliki efek yang lebih besar pada iklim Bumi dan mengeluarkan sekitar 20 juta ton sulfur dioksida ke stratosfer.
 |
| Gambar satelit diatas menunjukkan sebaran gumpalan sulfur dioksida dan aerosol debu Gunung Pinatubo (area merah dan kuning) antara 14 Juni dan 26 Juli 1991. Sekitar 45 hari setelah letusan, gumpalan aerosol sepenuhnya mengelilingi Bumi di sekitar khatulistiwa membentuk pita lebar 20 hingga 50 ° dari garis lintang. Area di luar pita ini bersih dari aerosol vulkanik. Dalam setahun, belerang dioksida terus bermigrasi ke arah Kutub Utara dan Selatan hingga menutupi seluruh Bumi karena aliran angin stratosfer yang dominan ke arah kutub (angin stratosfer bersirkulasi dari khatulistiwa ke pusaran kutub di Kutub Utara dan Selatan). Pola pergerakan aerosol yang diamati ini menunjukkan bahwa letusan gunung berapi eksplosif tropis mungkin memiliki efek terbesar pada iklim Bumi. Difusi aerosol oleh angin stratosfer dari sumber tropis menghasilkan cakupan latitudinal sulfur dioksida terbesar di belahan bumi utara dan selatan. (Sumber: Proyek Satelit SAGE II - NASA) |
Para peneliti percaya bahwa letusan Pinatubo terutama bertanggung jawab atas penurunan 0,8 derajat Celcius pada suhu udara rata-rata global pada tahun 1992. Efek iklim global dari letusan Gunung Pinatubo diyakini telah mencapai puncaknya pada akhir tahun 1993. Data satelit mengkonfirmasi hubungan antara Gunung Pinatubo. Letusan Pinatubo dan penurunan suhu global pada tahun 1992 dan 1993. Data satelit menunjukkan bahwa gumpalan belerang dioksida dari letusan menyebabkan beberapa persen peningkatan jumlah sinar matahari yang dipantulkan oleh atmosfer bumi kembali ke ruang angkasa menyebabkan permukaan planet menjadi dingin.
Variasi Sinar Matahari
Banyak ilmuwan berpikir bahwa keluaran radiasi Matahari hanya bervariasi sepersekian persen selama bertahun-tahun. Namun, pengukuran yang dilakukan oleh satelit yang dilengkapi dengan radiometer pada 1980-an dan 1990-an menunjukkan bahwa keluaran energi Matahari mungkin lebih bervariasi daripada yang diperkirakan sebelumnya (Gambar 7y-7). Pengukuran yang dilakukan selama awal 1980-an menunjukkan penurunan 0,1 persen dalam jumlah total energi matahari yang mencapai Bumi hanya dalam periode waktu 18 bulan. Jika tren ini berlanjut selama beberapa dekade, itu bisa mempengaruhi iklim global. Model iklim numerik memprediksi bahwa perubahan output matahari hanya 1 persen per abad akan mengubah suhu rata-rata bumi antara 0,5-1,0° Celcius.
Sumber Bacaan : physicalgeography.net