EFEK RUMAH KACA

1. PENGERTIAN EFEK RUMAH KACA

Istilah efek rumah kaca atau dalam bahasa inggris disebut dengan green house effect ini dulu berasal dari pengalaman para petani yang tinggal di daerah beriklim sedang yang memanfaatkan rumah kaca untuk menanam sayur mayur dan juga bunga bungaan. Mengapa para petani menanam sayuran di dalam rumah kaca ? Karena di dalam rumah kaca suhunya lebih tinggi dari pada di luar rumah kaca. Suhu di dalam rumah kaca bisa lebih tinggi dari pada di luar, karena Cahaya matahari yang menembus kaca akan dipantulkan kembali oleh benda benda di dalam ruangan rumah kaca sebagai gelombang panas yang berupa sinar infra merah, tapi gelombang panas tersebut terperangkap di dalam ruangan rumah kaca dan tidak bercampur dengan udara dingin di luar ruangan rumah kaca tersebut. itulah gambaran sederhana mengenai terjadinya efek rumah kaca atau disingkat dengan ERL.
Kemudian dari pengalaman para petani di atas dikaitkan dengan apa yang terjadi pada bumi dan atmosfir. Lapisan atmosfir yang terdiri dari, berturut-turut : troposfir, stratosfir, mesosfir dan termosfer: Lapisan terbawah (troposfir) adalah bagian yang terpenting dalam kasus efek rumah kaca atau ERK. Sekitar 35% dari radiasi matahari tidak sampai ke permukaan bumi. Hampir seluruh radiasi yang bergelombang pendek (sinar alpha, beta dan ultraviolet) diserap oleh tiga lapisan teratas. Yang lainnya dihamburkan dan dipantulkan kembali ke ruang angkasa oleh molekul gas, awan dan partikel. Sisanya yang 65% masuk ke dalam troposfir. Di dalam troposfir ini, 14 % diserap oleh uap air, debu, dan gas-gas tertentu sehingga hanya sekitar 51% yang sampai ke permukaan bumi. Dari 51% ini, 37% merupakan radiasi langsung dan 14% radiasi difus yang telah mengalami penghamburan dalam lapisan troposfir oleh molekul gas dan partikel debu. Radiasi yang diterima bumi, sebagian diserap sebagian dipantulkan. Radiasi yang diserap dipancarkan kembali dalam bentuk sinar inframerah.
Sinar inframerah yang dipantulkan bumi kemudian diserap oleh molekul gas yang antara lain berupa uap air atau H20, CO2, metan (CH4), dan ozon (O3). Sinar panas inframerah ini terperangkap dalam lapisan troposfir dan oleh karenanya suhu udara di troposfir dan permukaan bumi menjadi naik. Terjadilah Efek Rumah Kaca. Gas yang menyerap sinar inframerah disebut Gas Rumah Kaca disingkat dengan GRK.
Seandainya tidak ada ERK, suhu rata-rata bumi akan sekitar minus 180 derajat C — terlalu dingin untuk kehidupan manusia. Dengan adanya ERK, suhu rata-rata bumi 330 derajat C lebih tinggi, yaitu 150 derajat C. jadi dengan adanya efek rumah kaca menjadikan suhu bumi layak untuk kehidupan manusia.
Namun, ketika pancaran kembali sinar inframerah terperangkap oleh CO2 dan gas lainnya, maka sinar inframerah akan kembali memantul ke bumi dan suhu bumi menjadi naik. Dibandingkan dengan pada tahun 50-an misalnya, saat ini suhu bumi telah naik sekitar 0,20 derajat C lebih.
Hal tersebut bisa terjadi karena berubahnya komposisi GRK (gas rumah kaca), yaitu meningkatnya konsentrasi GRK secara global akibat kegiatan manusia terutama yang berhubungan dengan pembakaran bahan bakar fosil (minyak, gas, dan batubara) seperti pada pembangkitan tenaga listrik, kendaraan bermotor, AC, komputer, memasak. Selain itu GRK juga dihasilkan dari pembakaran dan penggundulan hutan serta aktivitas pertanian dan peternakan, GRK yang dihasilkan dari kegiatan tersebut, seperti karbondioksida, metana, dan nitroksida. hal tersebut di atas juga merupakan salah satu penyebab pemanasan global yang terjadi saat ini.

2. DAMPAK RUMAH KACA

Meningkatnya suhu permukaan bumi akan mengakibatkan adanya perubahan iklim yang sangat ekstrem di bumi. Hal ini dapat mengakibatkan terganggunya hutan dan ekosistem lainnya, sehingga mengurangi kemampuannya untuk menyerap karbon dioksida di atmosfer. Pemanasan global mengakibatkan mencairnya gunung-gunung es di daerah kutub yang dapat menimbulkan naiknya permukaan air laut. Efek rumah kaca juga akan mengakibatkan meningkatnya suhu air laut sehingga air laut mengembang dan terjadi kenaikan permukaan laut yang mengakibatkan negara Kepulauan akan mendapatkan pengaruh yang sangat besar. Diantaranya berdampak ialah :
1. Iklim Mulai Tidak Stabil
Para ilmuan memperkirakan bahwa selama pemanasan global, daerah bagian Utara dari belahan Bumi Utara (Northern Hemisphere) akan memanas lebih dari daerah-daerah lain di Bumi. Akibatnya, gunung-gunung es akan mencair dan daratan akan mengecil. Akan lebih sedikit es yang terapung di perairan Utara tersebut. Daerah-daerah yang sebelumnya mengalami salju ringan, mungkin tidak akan mengalaminya lagi. Pada pegunungan di daerah subtropis, bagian yang ditutupi salju akan semakin sedikit serta akan lebih cepat mencair. Musim tanam akan lebih panjang di beberapa area. Temperatur pada musim dingin dan malam hari akan cenderung untuk meningkat. Daerah hangat akan menjadi lebih lembab karena lebih banyak air yang menguap dari lautan. Para ilmuan belum begitu yakin apakah kelembaban tersebut malah akan meningkatkan atau menurunkan pemanasan yang lebih jauh lagi. Hal ini disebabkan karena uap air merupakan gas rumah kaca, sehingga keberadaannya akan meningkatkan efek insulasi pada atmosfer. Akan tetapi, uap air yang lebih banyak juga akan membentuk awan yang lebih banyak, sehingga akan memantulkan cahaya matahari kembali ke angkasa luar, dimana hal ini akan menurunkan proses pemanasan (lihat siklus air). Kelembaban yang tinggi akan meningkatkan curah hujan, secara rata-rata, sekitar 1 persen untuk setiap derajat Fahrenheit pemanasan. (Curah hujan di seluruh dunia telah meningkat sebesar 1 persen dalam seratus tahun terakhir ini). Badai akan menjadi lebih sering. Selain itu, air akan lebih cepat menguap dari tanah.
Akibatnya beberapa daerah akan menjadi lebih kering dari sebelumnya. Angin akan bertiup lebih kencang dan mungkin dengan pola yang berbeda. Topan badai (hurricane) yang memperoleh kekuatannya dari penguapan air, akan menjadi lebih besar. Berlawanan dengan pemanasan yang terjadi, beberapa periode yang sangat dingin mungkin akan terjadi. Pola cuaca menjadi tidak terprediksi dan lebih ekstrim.
2. Peningkatan permukaan laut
Ketika atmosfer menghangat, lapisan permukaan lautan juga akan menghangat, sehingga volumenya akan membesar dan menaikkan tinggi permukaan laut. Pemanasan juga akan mencairkan banyak es di kutub, terutama sekitar Greenland, yang lebih memperbanyak volume air di laut. Tinggi muka seluruh dunia telah meningkat 10 – 25 cm (4 – 10 inchi) selama abad ke-20, dan para ilmuan IPCC memprediksi peningkatan lebih lanjut 9 – 88 cm (4 – 35 inchi) pada abad ke-21.Perubahan tinggi muka laut akan sangat mempengaruhi kehidupan di daerah pantai. Kenaikan 100 cm (40 inchi) akan menenggelamkan 6 persen daerah Belanda, 17,5 persen daerah Bangladesh, dan banyak pulau-pulau. Erosi dari tebing, pantai, dan bukit pasir akan meningkat. Ketika tinggi lautan mencapai muara sungai, banjir akibat air pasang akan meningkat di daratan. Negara-negara kaya akan menghabiskan dana yang sangat besar untuk melindungi daerah pantainya, sedangkan negara-negara miskin mungkin hanya dapat melakukan evakuasi dari daerah pantai. Bahkan sedikit kenaikan tinggi muka laut akan sangat mempengaruhi ekosistem pantai. Kenaikan 50 cm (20 inchi) akan menenggelamkan separuh dari rawa-rawa pantai di Amerika Serikat. Rawa-rawa baru juga akan terbentuk, tetapi tidak di area perkotaan dan daerah yang sudah dibangun. Kenaikan muka laut ini akan menutupi sebagian besar dari Florida Everglades.
3. Suhu Global Cendrung meningkat.
Orang mungkin beranggapan bahwa Bumi yang hangat akan menghasilkan lebih banyak makanan dari sebelumnya, tetapi hal ini sebenarnya tidak sama di beberapa tempat. Bagian Selatan Kanada, sebagai contoh, mungkin akan mendapat keuntungan dari lebih tingginya curah hujan dan lebih lamanya masa tanam. Di lain pihak, lahan pertanian tropis semi kering di beberapa bagian Afrika mungkin tidak dapat tumbuh. Daerah pertanian gurun yang menggunakan air irigasi dari gunung-gunung yang jauh dapat menderita jika snowpack (kumpulan salju) musim dingin, yang berfungsi sebagai reservoir alami, akan mencair sebelum puncak bulan-bulan masa tanam. Tanaman pangan dan hutan dapat mengalami serangan serangga dan penyakit yang lebih hebat.
4. Gangguan ekologis
Hewan dan tumbuhan menjadi makhluk hidup yang sulit menghindar dari efek pemanasan ini karena sebagian besar lahan telah dikuasai manusia. Dalam pemanasan global, hewan cenderung untuk bermigrasi ke arah kutub atau ke atas pegunungan. Tumbuhan akan mengubah arah pertumbuhannya, mencari daerah baru karena habitat lamanya menjadi terlalu hangat. Akan tetapi, pembangunan manusia akan menghalangi perpindahan ini. Spesies-spesies yang bermigrasi ke utara atau selatan yang terhalangi oleh kota-kota atau lahan-lahan pertanian mungkin akan mati. Beberapa tipe spesies yang tidak mampu secara cepat berpindah menuju kutub mungkin juga akan musnah.
5. Dampak sosial dan politik
Perubahan cuaca dan lautan dapat mengakibatkan munculnya penyakit-penyakit yang berhubungan dengan panas (heat stroke) dan kematian. Temperatur yang panas juga dapat menyebabkan gagal panen sehingga akan muncul kelaparan dan malnutrisi. Perubahan cuaca yang ekstrem dan peningkatan permukaan air laut akibat mencairnya es di kutub utara dapat menyebabkan penyakit-penyakit yang berhubungan dengan bencana alam (banjir, badai dan kebakaran) dan kematian akibat trauma. Timbulnya bencana alam biasanya disertai dengan perpindahan penduduk ke tempat-tempat pengungsian dimana sering muncul penyakit, seperti: diare, malnutrisi, defisiensi mikronutrien, trauma psikologis, penyakit kulit, dan lain-lain. Pergeseran ekosistem dapat memberi dampak pada penyebaran penyakit melalui air (Waterborne diseases) maupun penyebaran penyakit melalui vektor (vector-borne diseases). Seperti meningkatnya kejadian Demam Berdarah karena munculnya ruang (ekosistem) baru untuk nyamuk ini berkembang biak.
Dengan adamya perubahan iklim ini maka ada beberapa spesies vektor penyakit (eq Aedes Agipty), Virus, bakteri, plasmodium menjadi lebih resisten terhadap obat tertentu yang target nya adala organisme tersebut. Selain itu bisa diprediksi kan bahwa ada beberapa spesies yang secara alamiah akan terseleksi ataupun punah dikarenakan perbuhan ekosistem yang ekstreem ini. hal ini juga akan berdampak perubahan iklim (Climate change)yang bisa berdampak kepada peningkatan kasus penyakit tertentu seperti ISPA (kemarau panjang / kebakaran hutan, DBD Kaitan dengan musim hujan tidak menentu) gradasi lingkungan yang disebabkan oleh pencemaran limbah pada sungai juga berkontribusi pada waterborne diseases dan vector-borne disease. Ditambah pula dengan polusi udara hasil emisi gas-gas pabrik yang tidak terkontrol selanjutnya akan berkontribusi terhadap penyakit-penyakit saluran pernafasan seperti asma, alergi, coccidiodomycosis, penyakit jantung dan paru kronis, dan lain-lain.

3. CARA MENANGGULANGI EFEK RUMAH KACA

Karbon sinks merupakan penyerapan karbon dari atmosfer yang di lakukan oleh alam, yaitu hutan ,tanah, samudra, yang dilakukan dengan siklus yang saling berkesinambungan.
Tanaman dan pohon-pohon menyerap karbon dioksida dari atmosfer melalui fotosintesis, dengan melepaskan oksigen kembali ke atmosfer.Oleh karena itu , tanaman- tanaman yang tinggi, seperti pohon-pohon dan hutan merupakan penyerap karbon yang efektif selama mereka dipertahankan. Namun semua ini sangat berkebalikan dengan yang terjadi sekarang, seperti yang kita liat, hutan dibabat habis, di bakar, dan dijadikan lahan industri. Manusia merusak alamnya sendiri, manusia membuat kesalahan, dan sekarang dapat kita rasakan akibatnya, yaitu kenaikan suhu bumi yang biasa di kenal dengan efek rumah kaca.
Menurut perhitungan simulasi, efek rumah kaca telah meningkatkan suhu rata-rata bumi 1-5 °C. Bila kecenderungan peningkatan gas rumah kaca tetap seperti sekarang akan menyebabkan peningkatan pemanasan rumah kaca antara 1,5-4,5 °C sekitar tahun 2030. Dengan meningkatnya konsentrasi gas CO2 di atmosfer, maka akan semakin banyak gelombang panas yang dipantulkan dari permukaan bumi diserap atmosfer. Hal ini akan mengakibatkan suhu permukaan bumi menjadi meningkat. Ada beberapa proses dalam upaya Carbon links :
1. Proses biologi
Biosequestration atau penyerapan karbon melalui proses biologis mempunyai pengaruh yang besar pada Global siklus karbon. Ini didorong dengan proses-proses yang terjadi sejak dulu kala, yaitu penggunaan fosil sebagai bahan bakar.
a. Peningkatan Unsur besi di laut
Adanya senyawa besi dari laut untuk mendorong plankton pertumbuhan yang menghilangkan karbon dari atmosfir Teknik ini kontroversial karena kesulitan memprediksi efek ekosistem di laut., dan gangguan terhadap keseimbangan hara di lautan.penambahan unsur besi adalah proses alami yang dilakukan oleh beberapa plankton.
b. Peningkatan Unsur urea di laut
Memperbanyak unsur urea,nitrogen zat,serhingga mendorong pertumbuhan fitoplankton. (Ian Jones)
c. Penanaman Hutan
Dimana, hutan berpengaruh dalam carbon sinks sebagai penyerap carbon, yaitu dengan melakukan reboisasi, seperti yang kita lihat sekarang telah banyak penggundulan hutan di Indonesia khususnya.
d. Pertanian
Menurut teori,tanah mengandung sekitar 1.500 gigatons karbon organik, lebih dari total karbon di vegetasi alam.Metode pengurangan emisi karbon di bidang pertanian dapat dilakukan dengan cara pengurangan pembakaran jerami karena dapat berdampak negatif terhadap daerah-daerah lain kepedulian lingkungan, penggunaan pupuk, irigasi yang lebih baik, dan penggunaan galur tanaman hasil lebih tinggi untuk meningkatkan hasil, mengurangi atau lebih mengirit penggunaan mesin pertanian.
Namun,pada kenyataannya kita sulit untuk memotivasi para petani untuk melakukan teknik pertanian yang lebih baik,karena masalah biaya dan sumber daya manusia yang terbatas.
Sebagai contoh, pemerintah Australia dan Selandia Baru sedang mempertimbangkan memungkinkan petani untuk menjual kartu atau kredit karbon untuk mengetahui seberapa kandungan karbon yang ada di tanah.
e. Peningkatan penanaman rawa gambut
Rawa gambut adalah salah satu tempat yang bias sebagai carbon sinks.Dengan menciptakan rawa baru, atau meningkatkan yang sudah ada, penyerapan karbon dapat dicapai.
f. Pencampuran air massa samudra
Teknik ini dapat mengakibatkan pengurangan CO 2 di atmosfer, Mendorong berbagai lapisan laut untuk campuran dapat memindahkan nutrisi di sekitar Hal ini dapat dilakukan pencampuran dengan menempatkan pipa vertikal besar di lautan untuk memompa air yang kaya nutrisi ke permukaan, memicu mekar ganggang yang juga menyimpan karbon ketika mereka mati. Ini menghasilkan hasil yang agak mirip dengan peningkatan zat besi di laut samudra.

2. Proses Fisika
• Penguburan Biomassa
Mengubur biomassa (seperti pohon) secara langsung, seperti proses-proses alam yang menciptakan bahan bakar fosil, dan mengubur sampah organic di tanah juga upaya dalam carbon sinks. Produksi bahan bakar fosil adalah proses yang terjadi di dasar samudra,bahan bahan organik maupun non organik yang terbawa oleh sungai ke laut hingga mengendap di laut dalam jutaan tahun. Hal ini dapat menyebabkan penyimpanan karbon dalam jangka waktu yang lama.

3. Proses Kimia
Karbon, dalam bentuk CO 2 dapat dihilangkan dari atmosfer oleh proses kimia, dan disimpan dalam stabil mineral karbonat bentuk. Proses ini dikenal sebagai ‘penyerapan karbon oleh mineral karbonasi’.
Proses melibatkan karbon dioksida bereaksi dengan oksida logam banyak tersedia, baik magnesium oksida (MgO) atau kalsium oksida (CaO)-untuk membentuk karbonat stabil.
CaO + CO 2 → CaCO 3 CaO + CO 2 → CaCO 3
MgO + CO 2 → MgCO 3 MgO + CO 2 → MgCO 3
Reaksi-reaksi ini adalah eksotermik dan terjadi secara alami (misalnya, pelapukan batuan selama waktu geologi periode)
Di alam kalsium dan magnesium ditemukan biasanya sebagai kalsium dan magnesium silikat (seperti forsterit dan serpentinite) dan bukan sebagai oksida biner.
Mg 2 SiO 4 + 2 CO 2 = 2 MgCO 3 + SiO 2 Mg 2 SiO 4 + 2 CO 2 = 2 MgCO 3 + SiO 2
Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4 + 3 CO 2 = 3 MgCO 3 + 2 SiO 2 + 2 H 2 O Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4 + 3 CO 2 = 3 MgCO 3 + 2 SiO 2 + 2 H 2 O
Tabel berikut berisi daftar utama lapisan oksida logam. Teoritis sampai 22% dari massa mineral ini mampu membentuk karbonat.
Unsur                                     %lapisan                      Karbonat                         Perubahan entalpi
                                                                                                                         (kJ/mol) (kJ / mol)
SiO 2 SiO 2                        59.7159,71
Al 2 O 3 Al 2 O 3              15.41 15,41
CaO CaO                           4.90 4,90                  CaCO 3 CaCO3                         -179 -179
MgO MgO                         4.36 4,36                   MgCO 3 MgCO 3                      -117 -117
Na 2 O Na 2 O                 3.55 3,55                    Na 2 CO 3 Na 2 CO 3
FeO FeO                          3.52 3,52                    FeCO 3 FeCO 3
K 2 O K 2 O                    2.80 2,80                    K 2 CO 3 K 2 CO 3
Fe 2 O 3 Fe 2 O               3 2.63 2,63                 FeCO 3 FeCO 3
                                         21.76 21,76                Semua karbonat
a. Industri
Memproduksi semen dalam jumlah besar bisa melepaskan karbondioksida, tetapi jenis semen baru yang dikembangkan dari Novacem dapat menyerap CO 2 dari udara selama berbentuk padat. teknik serupa dirintis oleh TecEco, yang telah memproduksi EcoCement sejak tahun 2002.
b. Pengurangan Asam klorida
Pengurangan asam klorida dari laut dengan elektrolisis dan menetralisir asam melalui reaksi dengan silikat mineral atau batu. Tapi ini juga berpengaruh terhadap penambahan karbon ke laut jika tidak dikelola dengan hati-hati.
Namun dari proses-proses di atas,merupakan teori yang memang harus kita laksanakan dengan baik.Kita harus menyadari bahwa suhu bumi sudah mengalami peningkatan, itu sedikitnya juga di sebabkan oleh tangan manusia,lahan lahan industri yang semakin banyak, kurangnya lahan-lahan pertanian,hutan, dan pepohonan.

4. SEBAB – SEBAB TERJADINYA EFEK RUMAH KACA

Proses terjadinya efek rumah kaca ini berkaitan dengan daur aliran panas matahari. Kurang lebih 30% radiasi matahari yang mencapai tanah dipantulkan kembali ke angkasa dan diserap oleh uap, gas karbon dioksida, nitrogen, oksigen, dan gas-gas lain di atmosfer. Sisanya yang 70% diserap oleh tanah, laut, dan awan. Pada malam hari tanah dan badan air itu relatif lebih hangat daripada udara di atasnya. Energi yang terserap diradiasikan kembali ke atmosfer sebagai radiasi inframerah, gelombang panjang atau radiasi energi panas. Sebagian besar radiasi inframerah ini akan tertahan oleh karbon dioksida dan uap air di atmosfer. Hanya sebagian kecil akan lepas ke angkasa luar. Akibat keseluruhannya adalah bahwa permukaan bumi dihangatkan oleh adanya molekul uap air, karbon dioksida, dan semacamnya. Efek penghangatan ini dikenal sebagai efek rumah kaca.
Sedangkan proses secara singkatnya yaitu ketika sinar radiasi matahari menembus kaca sebagai gelombang pendek sehingga panasnya diserapa oleh bumi dan tanaman yang ada di dalam rumah kaca tersebut. Untuk selanjutnya, panas tersebut di radiasikan kembali namun dengan panjang gelombang yang panjang(panjang geklombang berbanding dengan energi) sehingga sinar radiasi tersebut tidak dapat menembus kaca. Akibatnya, suhu di dalam rumah kaca lebih tinggi dibandingkan dengan suhu yang di luar rumah kaca.
Efek rumah kaca disebabkan karena naiknya konsentrasi gas karbon dioksida (CO2) dan gas-gas lainnya di atmosfer. Kenaikan konsentrasi gas CO2 ini disebabkan oleh kenaikan pembakaran bahan bakar minyak, batu bara dan bahan bakar organik lainnya yang melampaui kemampuan tumbuhan-tumbuhan dan laut untuk menyerapnya. Energi yang masuk ke Bumi:
• 25% dipantulkan oleh awan atau partikel lain di atmosfer
• 25% diserap awan
• 45% diserap permukaan bumi
• 5% dipantulkan kembali oleh permukaan bumi
Energi yang diserap dipantulkan kembali dalam bentuk radiasi inframerah oleh awan dan permukaan bumi. Namun sebagian besar inframerah yang dipancarkan bumi tertahan oleh awan dan gas CO2 dan gas lainnya, untuk dikembalikan ke permukaan bumi. Dalam keadaan normal, efek rumah kaca diperlukan, dengan adanya efek rumah kaca perbedaan suhu antara siang dan malam di bumi tidak terlalu jauh berbeda.
Selain gas CO2, yang dapat menimbulkan efek rumah kaca adalah belerang dioksida, nitrogen monoksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2) serta beberapa senyawa organik seperti gas metana dan klorofluorokarbon (CFC). Gas-gas tersebut memegang peranan penting dalam meningkatkan efek rumah kaca.