Efek Rumah Kaca

Pengenalan Efek Rumah Kaca

Efek rumah kaca dapat digunakan untuk menunjuk dua hal berbeda: efek rumah kaca alami yang terjadi secara alami di bumi, dan efek rumah kaca ditingkatkan yang terjadi akibat aktivitas manusia (lihat juga pemanasan global). Yang belakangan ini diterima oleh semua; yang pertama diterima kebanyakan oleh ilmuwan, meskipun ada beberapa perbedaan pendapat.

Ketika radiasi matahari tampak maupun tidak tampak dipancarkan ke bumi, 10 energi radiasi matahari itu diserap oleh berbagai gas yang ada di atmosfer, 34% dipantulkan oleh awan dan permukaan bumi, 42% membuat bumi menjadi panas, 23% menguapkan air, dan hanya 0,023% dimanfaatkan tanaman untuk perfotosintesis.

Malam hari permukaan bumi memantulkan energi dari matahari yang tidak diubah menjadi bentuk energi lain seperti diubah menjadi karbohidrat oleh tanaman dalam bentuk radiasi infra merah. Tetapi tidak semua radiasi panas infra merah dari permukaan bumi tertahan oleh gas-gas yang ada di atmosfer. Gas-gas yang ada di atmosfer menyerap energi panas pantulan dari bumi.

Dalam skala yang lebih kecil – hal yang sama juga terjadi di dalam rumah kaca. Radiasi sinar matahari menembus kaca, lalu masuk ke dalam rumah kaca. Pantulan dari benda dan permukaan di dalam rumah kaca adalah berupa sinar infra merah dan tertahan atap kaca yang mengakibatkan udara di dalam rumah kaca menjadi hangat walaupun udara di luar dingin. Efek memanaskan itulah yang disebut efek rumah kaca atau ”green house effect”. Gas-gas yang berfungsi bagaikan pada rumah kaca disebut gas rumah kaca atau ”green house gases”.

Efek Rumah Kaca

Efek rumah kaca, yang pertama kali diusulkan oleh Joseph Fourier pada tahun 1824, merupakan proses pemanasan permukaan suatu benda langit (terutama planet atau satelit) yang disebabkan oleh komposisi dan keadaan atmosfernya. Efek rumah kaca hampir ada diberbagai planet di tata surya seperti Mars, Venus, dan benda-benda langit lainnya.

Dalam keadaan normal, efek rumah kaca sebenarnya diperlukan sebagai selimut yang menjaga suhu permukaan bumi rata-rata sekitar suhu 15^oC, tanpa gas rumah kaca suhu permukaan bumi diperkirakan sekitar -25 ^oC.

Setidaknya gas rumah kaca yang dianggap paling banyak adalah berasal dari uap air. Uap air terdapat di atmosfer akibat penguapan air laut, danau serta sungai. Sedangkan karbondioksida merupakan gas terbanyak kedua setelah uap air. Untuk gas rumah kaca lain dari proses alami diantaranya adalah letusan vulkanik dari gunung berapi, pernapasan hewan maupun manusia yang menghirup oksigen lalu membuang karbondioksida, serta pembakaran material organik seperti tumbuhan maupun kegiatan industri.

Penyebab

Efek rumah kaca disebabkan karena meningkatnya konsentrasi gas karbon dioksida (CO₂) dan gas-gas lainnya di atmosfer. Meningkatnya konsentrasi gas CO₂ ini disebabkan oleh banyaknya pembakaran bahan bakar minyak, batu bara dan bahan bakar organik lainnya yang melebihi 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

    10% 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, sehingga dikembalikan ke permukaan bumi.

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.

Sumber bahan pencemaran akibat pembakaran hidrokarbon

a.       Pembakaran tidak sempurna

Pembakaran pada mesin kendaraan biasanya tidak sempurna sehingga asap kendaraan mengandung karbon monoksida (CO), jelaga, dan sisa bahan bakar (hidrokarbon).

b.      Pengotor dalam bahan bakar

Pembakaran bahan bakar fosil biasanya menghasilkan hasil samping oksida belerang SO₂ atau SO₃ karena bahan bakar fosil biasanya mengandung sedikit belerang.

c.       Bahan aditif dalam bahan bakar

TEL, Pb(C₂H₅)₄ merupakan bahan aditif pada bensin. Pembakaran bensin bertimbal akan menghasilkan partikel timah hitam berupa PbBr₂.

Asap Buang Kendaraan Bermotor

Komposisi dari suatu contoh asap kendaraan bermotor

Gas	%Volume
Nitrogen	78
Karbon dioksida	9
Karbon monoksida	6
Oksigen	4
Hidrogen	2
Hidrokarbon	0.2
Oksida nitrogen	0.05-0.4
Belerang dioksida	0.006

Terdapat juga uap air dan karbon. Timbal terdapat dalam asap kendaraan yang menggunakan bensin bertimbal

KARBONDIOKSIDA

Kenaikan karbon dioksida (CO₂) yang merupakan sejenis senyawa kimia berbentuk gas ini biasanya disebabkan oleh adanya pembakaran bahan bakar minyak, batu bara serta bahan bakar organik lainnya yang melampaui kemampuan tumbuhan-tumbuhan maupun laut untuk menyerapnya. Hal inilah yang akhirnya mengakibatkan adanya efek rumah kaca.

Gas CO₂ dihasilkan secara alami dari proses pernafasan dan pembakaran sempurna berbagai senyawa hidrokarbon. Gas CO₂ tidak membahayakan kesehatan tetapi pada konsentrasi tinggi dapat menyebankan pingsan karena CO₂ menggantikan posisi O₂ di dalam tubuh sehinga tubuh kekurangan oksigen.

Karbon dioksida tergolong gas rumah kaca, sehingga peningkatan kadar CO₂ di udara dapat meningkatkan suhu permukaan bumi. Jumlah penduduk, kendaraan bermotor, dan industri yang menggunakan bahan bakar minyak bumi semakin meningkat sehingga jumlah CO₂ yang dihasilkan juga semakin  meningkat. Sementara jumlah pepohonan semakin berkurang karena pembukaan lahan baru. Akibatnya, pemanfaatan CO₂ oleh tumbuhan juga semakin berkurang yang menyebabkan terganggunya keseimbangan CO₂. Kadar CO₂ di udara menjadi berlebih dan membentuk lapisan CO₂.

Sinar ultra violet (UV) dan sinar tampak yang berhasil menembus atmosfer bumi sebagian diserap oleh berbagai makhluk maupun zat yang ada di bumi dan sebagian lagi dipantulkan kembali ke angkasa dalam bentuk sinar inframerah (IR) yang lebih hangat. Lapisan CO₂ di atmosfer akan menahan sinar inframerah yang dipantulkan bumi sehingga bumi tetap hangat karena sinar inframerah tersebut membawa energi panas. Namun, jika lapisan CO₂ terus bertambah maka akan meningkatkan suhu bumi. Gejala pemanasan bumi akibat lapisan CO₂inilah yang disebut dengan efek rumah kaca (green house effect).

METANA

Gas  Hidrokarbon Metana biasanya dilepaskan selama produksi serta transportasi batu bara, gas alam, maupun minyak bumi. Metana yang dianggap sebagai komponen utama gas alam masuk dalam kategori gas rumah kaca dan mengakibatkan efek rumah kaca. Metana adalah gas rumah kaca yang dapat menciptakan pemanasan global ketika terlepas ke atmosfer, dan umumnya dianggap sebagai polutan ketimbang sumber energi yang berguna. Meskipun begitu, metana di atmosfer bereaksi dengan ozon, memproduksi karbon dioksida dan air, sehingga efek rumah kaca dari metana yang terlepas ke udara relatif hanya berlangsung sesaat. Sumber metana yang berasal dari makhluk hidup kebanyakan berasal dari rayap, ternak (mamalia) dan pertanian (diperkirakan kadar emisinya sekitar 15, 75 dan 100 juta ton per tahun secara berturut-turut).

Metana terbentuk dekat permukaan bumi, terutama karena aktivitas mikroorganisme yang melakukan proses metanogenesis. Gas ini kemudian terbawa ke stratosfer oleh udara yang naik di iklim tropis. Konsentrasi metana di udara sebenarnya sudah dapat dikontrol secara alami-tapi karena banyak aktivitas manusia yang menghasilkan metana maka sekarang membuat gas ini menjadi salah satu gas rumah kaca, penyebab pemanasan global. Secara alami, metana bereaksi dengan radikal hidroksil. Metana memiliki waktu "hidup" sekitar 10 tahun,baru setelah itu akan hilang dengan berubah menjadi karbon dioksida dan air.

Metana juga berpengaruh terhadap rusaknya lapisan ozon. Sebagai tambahan, ada sejumlah besar metana dalam bentuk metana klarat di dasar laut dan kerak bumi. Sebagian besar metana ini dihasilkan oleh proses metanogenesis.

Pada tahun 2010, kandungan metana di Arktik diperkirakan 1850 nmol/mol, 2 kali lebih tinggi jika dibandingkan sampai 400.000 tahun sebelumnya. Pada sejarahnya, konsentrasi metana di atmosfer bumi berkisar antara 300 dan 400 nmol/mol selama periode glasial/zaman es dan 600-700 nmol/mol pada periode interglasial. Level konsentrasi metana ini bahkan bertambah jauh lebih besar daripada penambahan karbon dioksida.

Metana di atmosfer bumi merupakan salah satu gas rumah kaca yang utama, dengan potensi pemanasan global 25 kali lebih besar daripada CO₂ dalam periode 100 tahun. Hal ini berarti, emisi metana lebih mempunyai efek 25 kali lipat daripada emisi karbon dioksida dengan jumlah yang sama dalam periode 100 tahun. Metana mempunyai efek yang besar dalam jangka waktu pendek (waktu "hidup" 8,4 tahun di atmosfer), sedangkan karbon dioksida mempunyai efek kecil dalam jangka waktu lama (lebih dari 100 tahun). Konsentrasi metana di atmosfer sudah meningkat 150% dari tahun 1750 dan menyumbang 20% efek radiasi yang dihasilkan gas rumah kaca secara global

Biasanya, metana yang dihasilkan dari tempat pembuangan akhir akan dibakar sehingga dihasilkan CO₂ daripada metana, karena gas ini lebih berbahaya untuk ozon. Belakangan ini, metana yang dihasilkan dari penambangan batu bara telah berhasil digunakan untuk membangkitkan listrik.

NITROGEN OKSIDA

Sebuah gas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil dan juga dari lahan pertanian. Gas Nitrogen Oksida dihasilkan dari reaksi antara nitrogen dan oksigen di udara saat terjadi pembakaran, biasanya pada suhu tinggi. Sering kali gas ini berasal dari tempat dengan kepadatan lalu lintas tinggi. Gas ini juga termasuk gas rumah kaca dan bisa mengakibatkan efek rumah kaca.

KARBON MONOKSIDA

Sumber keberadaan gas CO ini adalah pembakaran yang tidak sempurna dari bahan bakar minyak bumi. Salah satunya adalah pembakaran bensin, di mana pada pembakaran yang terjadi di mesin motor, dapat menghasilkan pembakaran tidak sempurna dengan reaksi sebagai berikut.

2C₈H₁₈(g) + 17O₂(g) → 16CO(g) + 18H₂O(g)

Sumber lain yang menyebabkan terjadinya gas CO, selain pembakaran tidak sempurna bensin adalah pembakaran tidak sempurna yang terjadi pada proses industri, pembakaran sampah, pembakaran hutan, kapal terbang, dan lain-lain. Namun demikian, penyebab utama banyaknya gas CO di udara adalah pembakaran tidak sempurna dari bensin, yang mencapai 59%.

Gas CO tidak berwarna dan berbau serta bersifat racun. Gas CO dapat menimbulkan rasa sakit pada mata, saluran pernafasan, dan paru-paru. Bila masuk ke dalam darah melaui pernafasan, gas CO bereaksi dengan darah membentuk COHb (karboksihemoglobin).

CO + Hb → COHb

Afinitas CO terhadap Hb 300 kali lebih besar daripada O₂, bahkan Hb yang telah mengikat oksigen dapat diserang oleh CO. Jadi, CO menghalangi fungsi vital Hb untuk membawa oksigen bagi tubuh.

Ambang batas CO diudara sebesar 20 ppm. Udara yang mengandung CO dengan kadar lebih dari 100 ppm akan mengakibatkan sakit kepala dan gangguan pernafasan dan kadar yang lebih tinggi dapat mengakibatkan kematian. Salah satu cara mencegah peningkatan kadar CO di udara adalah dengan menggurangi penggunaan kendaraan bermotor dan memasang pengubah katalik (catalytic converter). Pengubah katalitik ini berupa silinder dari baja yang berisi struktur seperti sarang lebah yang dilapisi katalis (biasanya platina). Pada separuh bagian pertama dari pengubah katalitik terjadi reaksi. Pada bagian berikutnya, jika masih ada hidrokarbon dan karbon monoksida maka senyawa tersebut akan dioksidasi menjadi karbon dioksida dan air.

Akibat

Sudah sejak lama para ilmuwan mengkhawatirkan akibat dari efek rumah kaca karena bisa merusak lingkungan. Salah satu akibatnya yang sudah terasa adalah dengan meningkatnya suhu permukaan bumi yang akhirnya bisa mengakibatkan adanya perubahan iklim yang sangat ekstrem. Tentunya hal tersebut dapat mengakibatkan terganggunya hutan serta ekosistem lain di bumi, dan mengurangi kemampuannya guna menyerap karbon dioksida di atmosfer.

Efek rumah kaca sebenarnya tidak selalu buruk dan justru sangat dibutuhkan karena jika tidak ada nantinya bisa mengakibatkan bumi menjadi sangat dingin atau bisa keseluruhan akan tertutupi es. Namun jika gas-gas yang bisa membuat efek rumah kaca telah berlebihan di atmosfer, akibatnya akan mengakibatkan pemanasan global.

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 berakibat kepada beberapa pulau kecil tenggelam di negara kepulauan, yang membawa dampak perubahan yang sangat besar.

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 global 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.

Upaya mencegah efek rumah kaca 

1. Menciptakan dan menggunakan bahan bakar ramah lingkungan 

Gas karbondioksida cukup besar disumbangkan dari asap kendaraan bermotor yang tidak ramah lingkungan. Memilih bahan bakar alternatif seperti biodiesel. Biodiesel merupakan bahan bakar yang dibuat dari berbagai lemak tanaman atau pun hewan yang ramah lingkungan. Ada banyak tanaman yang bisa dijadikan sebagai sumber lemak untuk pembuatan bahan bakar, diantaranya adalah biji jarak, zaitun, bunga matahari dan sebagainya. Sementara dari jenis lemak hewani, lemak ayam merupakan bahan murah yang mudah didapat dan bisa dibuat sebagai bahan bakar ramah lingkungan. Saat ini telah banyak ditemukan berbagai penelitian tentang biodiesel. Penggunaan biodiesel secara jelas akan membantu mengurangi efek rumah kaca. 

2. Penghijauan di muka bumi 

Tanaman hijau merupakan salah satu solusi utama untuk mengurangi timbunan gas karbondioksida di udara. Dimana pada proses fotosintesis tanaman, gas tersebut dibutuhkan sebagai komponen utama. Dengan melakukan penghijauan melalui penanaman pohon hijau, atau pemeliharaan hutan-hutan lindung di muka bumi, secara langsung akan membantu menyerap timbunan gas rumah kaca di udara, sehingga kondisi udara pun dapat disaring dan akhirnya akan bersih kembali. Gerakan menanam pohon merupakan langkah mudah untuk mencegah efek rumah kaca. 


Cara memperlambat dampak pemanasan global:

1. Batasi Penggunanaan kertas 

Gunakan kertas se-efektif mungkin misalnya dengan mencetak print out bolak-balik pada setiap kertas. Bila nge-print sesuatu yang tidak terlalu penting, gunakanlah kertas bekas yang dibaliknya masih kosong. 

2. Ganti bola lampu. 

Segera ganti bola lampu pijaranda dengan lampu neon. Lampu neon ini membutuhkan energi yang lebih sedikit dibanding lampu pijar. Setiap daya daya listrik yang dipakai maka anda turut serta menghabiskan sumber daya energy listrik yang kebanyakan berbahan bakar fosil. Bahan bakar fosil adalah bahan bakar tak terbarukan, dan dalam jangka sepuluh tahun kedepan mungkin bahan bakar jenis ini akan habis. 

3. Buka jendela lebar-lebar 

Di Amerika ,sebagian besar dari 22,7 ton emisi CO2 berasal dari rumah. Kebanyakan emisi atau gas buang tersebut berasal dari AC, kulkas, kompor gas atau refrigerator. Untuk meminimalkannya ketika dapat mengatur termostat AC dengan suhu udara di luar ruangan. Kemudian bukalah jendela lebar-lebar karena sirkulasi udara yang terjebak dapat mengkonsumsi energi. 

4. Gunakan pupuk organik. 

Pupuk yang digunakan kebanyakan petani mengandung unsur nitrogen, yang kemudian berubah menjadi N2O yang menimbulkan efek GRK (Gas Rumah Kaca) 320 kali lebih besar dari pada CO2. Gunakanlah pupuk organic yang aman dan murah. 

5. Tanamlah rumpun bambu 

Pepohonan memang terbukti mampu menyerap CO2, tetapi ternyata pohon atau rumpun bamboo mampu menyerap CO2 empat kali lebih banyak dari pohon-pohon lain. 

6. Naik kendaraan umum 

Saat ini jumlah kendaraan pribadi sudah teramat banyak dan bikin sumpek. Sector transportasi menyumbang sampai 14 % emisi gas rumah kaca ke atmosfer, jika kita menggunakan kendaran umum maka kita mengurangi emisi gas rumah kaca, 

7. Jangan pakai kantong plastik 

Di beberapa Negara bagian Amerika, urusan kantong plastic dibuat undang-undang. LSM peduli lingkungan mendorong pemerintah Negara setempat untuk melarang penggunaan kantong plastic sebagai kantong belanjaan. Plastik ini memang unsur yang sulit terurai, butuh 1000 tahun untuk mengurainya didalam tanah. 
Efek Gas rumah kaca yang ditimbulkannya juga cukup besar. Gunakanlah kain serat alami. 

8. Hidup efisien 

Apapun aktifitas manusia di bumi akan berdampak pada bumi. Pola komsumsi energi, pola lingkungan dan sebagainya. Hiduplah efisien dengan menggunakan sedikit energi, komsumsilah sedikit makanan, tinggalkan pola hidup konsumtif, ramah lah terhadap lingkungan, sedikit bicara lebih banyak berpikir, dan sebagainya. 

9. Mengemudi cerdas 

Hindari perjalanan yang panjang dan menghabiskan waktu, bila mungkin memotong jalan lakukanlah. Kurangi lah aktifitas yang menggunakan kendaraan pribadi. Jika terpaksa menggunakan kendaraan pribadi, pilihlah jalan-jalan alternative yang bebas macet dan tidak mengkonsumsi energi. Bila anda menunggu, matikan mesin sebab gas buangan tetap keluar sementara bahan bahan bakar terpakai.