GAS APA YANG MENYEBABKAN ATMOSFER MENJADI TERLALU PANAS? - ILMU - 2025

Gas-gas yang menyebabkan atmosfer menjadi terlalu panas adalah gas yang menyerap dan memancarkan radiasi infra merah. Demikian pula, gas yang merusak lapisan ozon turut menyebabkan panas berlebih, karena gas tersebut memfasilitasi penetrasi radiasi ultraviolet yang lebih besar.

Pemanasan global adalah peningkatan suhu rata-rata di biosfer terestrial yang terjadi akibat efek rumah kaca. Efek ini merupakan fenomena alam yang terdiri dari pemblokiran keluarnya panas terestrial (radiasi infra merah) menuju luar angkasa.

Gas yang menyebabkan panas berlebih. Sumber: Dasi longgar

Penyumbatan ini disebabkan oleh beberapa gas yang secara alami menyusun atmosfer bumi, seperti uap air dan CO2. Ini adalah fenomena yang terjadi secara alami dan memungkinkan planet memiliki suhu yang sesuai secara biologis.

Bagaimana gas memanaskan bumi?

Sumber energi fundamental yang menghangatkan bumi adalah radiasi matahari, khususnya radiasi ultraviolet. Ini sebagian disaring oleh lapisan ozon (O3) di stratosfer.

Radiasi ultraviolet (gelombang pendek) yang berhasil menembus memanaskan permukaan bumi dan panasnya dipancarkan ke luar angkasa sebagai radiasi infra merah (gelombang panjang). Namun, ada pengaruh manusia pada proses tersebut karena emisi buatan dari gas rumah kaca.

Gas-gas ini menyerap dan mengeluarkan panas atau merusak ozon yang mengatur masuknya radiasi ultraviolet. Gas-gas yang berkontribusi terhadap efek rumah kaca, baik secara alami atau oleh pengaruh manusia, disebut Gas Rumah Kaca (GRK).

Di tingkat global, perhatian khusus diberikan pada pemanasan global dan kerusakan lapisan ozon. Protokol Montreal tentang Zat yang Merusak Lapisan Ozon adalah perjanjian internasional yang mulai berlaku pada tahun 1989 dan mengatur penggunaan gas-gas tersebut.

Protokol ini telah diratifikasi oleh 65 negara dengan amandemen Kigali pada 1 Januari 2019. Sementara itu, Protokol Kyoto membahas isu-isu terkait pemanasan global.

Dalam Protokol Kyoto enam gas rumah kaca yang dimaksud adalah karbon dioksida, metana, dinitrogen oksida, hidrofluorokarbon, hidrokarbon perfluorinasi dan heksafluorida belerang.

Untuk mengevaluasi gas yang menghasilkan panas berlebih, umur manfaat dan potensi pemanasan globalnya (GWP) dipertimbangkan. GWP membandingkan jumlah panas yang terperangkap oleh gas dengan panas yang terperangkap oleh CO2, yang GWP-nya distandarisasi ke 1.

Gas utama menyebabkan atmosfer menjadi terlalu panas

Uap air

Uap air merupakan komponen alami dan vital dari atmosfer bumi dan memainkan peran yang sangat penting dalam efek rumah kaca karena kemampuannya dalam menyerap panas. Selain itu, air dalam bentuk cair dan padat memantulkan energi matahari, mendinginkan Bumi.

Karbon dioksida (CO2)

Karbon dioksida adalah gas rumah kaca utama, yang bertanggung jawab atas lebih dari 80% peningkatan fenomena ini. Tingkat CO2 telah meningkat secara mengkhawatirkan karena aktivitas industri dan transportasi.

Menurut beberapa perkiraan, sebelum Revolusi Industri, konsentrasi CO2 di atmosfer mencapai sekitar 280 ppm (parts per million) dan pada tahun 1998 mencapai 365 ppm. Ini mewakili tingkat peningkatan 1,5 ppm per tahun dan peningkatan 31% dari level 1750.

Konsentrasi CO2. Sumber: Hannes Grobe 21:17, 5 November 2006 (UTC)

Dengan menentukan komposisi isotop CO2 atmosfer saat ini, terlihat bahwa peningkatan tersebut berasal dari pembakaran bahan bakar fosil dan penggundulan hutan. CO2 bekerja dengan menyerap dan memancarkan radiasi infra merah dan memiliki masa manfaat 5 hingga 200 tahun.

Metana (CH

Metana adalah gas rumah kaca kedua, menyumbang sekitar 17% pemanasan, melalui penyerapan dan radiasi panas. Meskipun banyak dari gas ini terjadi secara alami, terutama di rawa-rawa, ada kontribusi penting dari manusia (sekitar 50%).

Konsentrasi metana. Sumber: Methane-global-average-2006.jpg: NOA Karya turunan: Ortisa

Kira-kira 60% metana yang saat ini ada di atmosfer adalah produk dari aktivitas manusia (antropik). Di antara sumber antropik utama adalah ternak ruminansia, budidaya padi, eksploitasi bahan bakar fosil dan pembakaran biomassa.

Perkiraan kadar gas ini sebelum Era Industri adalah 700 ppb (parts per billion) dan untuk tahun 1998 mencapai 1.745 ppb yang merupakan peningkatan sebesar 149%. Namun, metana memiliki masa manfaat di atmosfer yang lebih rendah, hanya mencapai 12 tahun.

Nitrogen oksida (NOx)

NOx, terutama dinitrogen oksida, berkontribusi pada kerusakan ozon stratosfer dengan meningkatkan jumlah radiasi ultraviolet yang menembus bumi. Gas-gas ini berasal dari produksi industri asam nitrat, asam adipat dan penggunaan pupuk.

Nitrous oksida (N2O) memiliki konsentrasi atmosfer 270 ppb sebelum Era Industri, kemudian mencapai 314 ppb pada tahun 1998. Ini mewakili peningkatan 16% dalam konsentrasinya, dan memiliki masa manfaat 114 tahun yang membuatnya sangat bermasalah.

Hidrofluorokarbon (HFC)

Gas tersebut adalah gas yang digunakan dalam berbagai aplikasi industri, menggantikan CFC yang dibatasi oleh perjanjian Montreal. Namun, HFC juga mempengaruhi lapisan ozon dan memiliki ketahanan aktif yang tinggi di atmosfer (hingga 260 tahun).

Gas-gas ini tidak ada di atmosfer, mereka diperkenalkan oleh manusia dan dalam kasus HFC-23 mencapai konsentrasi 14 ppt (bagian per triliun).

Hidrokarbon perfluorinasi (PFC)

PFC diproduksi di fasilitas insinerasi untuk proses peleburan aluminium. Seperti HFC, mereka memiliki keabadian tinggi di atmosfer dan mempengaruhi integritas lapisan ozon stratosfer.

Sulfur heksafluorida (SF6)

Ini adalah gas lain yang efek kepanasannya melewati perusakan lapisan ozon. Ini digunakan dalam peralatan bertegangan tinggi dan dalam produksi magnesium, dan memiliki ketahanan yang tinggi di atmosfer.

Klorofluorokarbon (CFC)

CFC adalah gas rumah kaca yang kuat yang merusak ozon stratosfer dan diatur di bawah Protokol Montreal. Namun, di beberapa negara masih digunakan, seperti di China.

Kerusakan lapisan ozon disebabkan oleh atom klor yang terlepas saat terkena radiasi ultraviolet.

Klorofluorokarbon utama adalah CFC-11, CFC-12, CFC-13, CFC-113, CFC-114 dan CFC-115. Gas-gas ini tidak ada di atmosfer, tetapi pada tahun 1998 CFC-11 sudah mencapai 268 ppt, dengan masa manfaat 45 tahun.

Methylchloroform atau trichloroethane (CH3CCL3)

Ini adalah jenis CFC tertentu, digunakan sebagai pelarut dan pembersih logam. Saat membusuk, ia mengeluarkan gas klorida, yang atom klorinnya berkontribusi pada kerusakan lapisan ozon.

Ozon troposfer (O3)

O3 troposfer adalah ozon yang terbentuk di permukaan tanah, antara permukaan dan ketinggian 18 km. Meskipun ozon stratosfer berkontribusi untuk mengurangi pemanasan global dengan mengurangi masuknya radiasi ultraviolet, ozon troposfer menghasilkan pemanasan.

Asap di Harbin (Cina). Sumber: Fredrik Rubensson

Telah diperdebatkan bahwa pengaruh ozon troposferik saling bertentangan. Di satu sisi ia menghasilkan pemanasan yang dangkal di bumi, tetapi pada saat yang sama ia juga menghilangkan gas rumah kaca lainnya.

Bagaimanapun, O3 adalah gas beracun yang menyebabkan kerusakan paru-paru, selain merusak berbagai bahan.

Klorodifluorometana (HCFC-22)

Ini disebut R-22, gas tidak berwarna dan hingga saat ini paling banyak digunakan dalam peralatan pendingin. Namun, sekarang ini dilarang di sebagian besar dunia karena efek negatifnya pada lapisan ozon.

Karbon klorida atau karbon tetraklorida (CCl4)

Ini adalah organoklorin yang sekarang dilarang di banyak tempat karena toksisitasnya, tetapi banyak digunakan sebagai zat pendingin, bahan pemadam, penghilang lemak dan pestisida. Ketika senyawa ini terdegradasi, menghasilkan zat turunan yang mempengaruhi lapisan ozon.

Tetrafluorometana atau perfluorometana (CF4)

Ini adalah gas yang dikenal sebagai R-14 dan digunakan sebagai refrigeran, tetapi memiliki kapasitas tinggi untuk menyerap dan memancarkan energi ultraviolet. Ia memiliki masa hidup di atmosfer lebih dari 50.000 tahun dan potensi pemanasan global 6.500.

Menurut Guinness World Records, tetrafluorometana adalah gas rumah kaca yang paling persisten, meskipun proporsinya yang rendah di atmosfer membatasi pengaruhnya.

Hexafluoroethane (C2F6)

Ini digunakan dalam refrigeran dan dalam produksi aluminium, karena energi tinggi dari ikatan karbon-fluorinnya sangat stabil. Ini memberikan umur panjang setidaknya 500 tahun.

Selain itu, ia memiliki potensi tinggi untuk menyerap radiasi infra merah, menjadikannya masalah suhu global. Hexafluoroethane masuk dalam daftar gas rumah kaca dari Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim (IPCC).

Sulfur heksafluorida (SF6)

Ini adalah gas tidak beracun, lima kali lebih berat dari udara, dengan indeks GWP 176 (20.000 kali lebih banyak dari CO2). Di sisi lain, ia memiliki masa manfaat 3.200 tahun, meskipun begitu padat ia tidak naik ke lapisan atas atmosfer.

Referensi bibliografi

1. Bolin, B. dan Doos, efek Rumah Kaca BR.
2. Caballero, M., Lozano, S. dan Ortega, B. (2007). Efek rumah kaca, pemanasan global dan perubahan iklim: perspektif ilmu bumi. Majalah Digital Universitas.
3. Elsom, DM (1992). Polusi atmosfer: masalah global.
4. IPCC (2001). Laporan Penilaian Ketiga Perubahan Iklim 2001: Dasar Ilmiah.
5. IPCC (2018). Pemanasan Global 1,5 ºC.
6. Mitchell, JFB, Johns, TC, Gregory, JM dan Tett, SFB (1995). Respon iklim terhadap peningkatan gas rumah kaca dan aerosol sulfat. Alam.
7. Myhre, G., Highwood, EJ, Shine, KP dan Stordal, F. (1998). Perkiraan baru pemancaran radiasi karena gas rumah kaca yang tercampur dengan baik. Surat Penelitian Geofisika.
8. Rodhe, H. (1990). Perbandingan Kontribusi Berbagai Gas Terhadap Efek Rumah Kaca. Ilmu.
9. Schneider, SH (1989). Efek Rumah Kaca: Sains dan Kebijakan. Ilmu.