Atmosfer Bumi dan Iklim

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