Pemahaman Pemanasan Global (Global Warming)

translated by Kharisma, sumber dicari oleh Tri Astuti Nuraini, M.Si

Source: http://www.ncdc.noaa.gov/oa/climate/globalwarming.html#top

1. Apakah efek rumah kaca itu, dan apakah dia mempengaruhi iklim kita?

Pemanasan global tidak diragukan lagi merupakan hal yang nyata dan membantu mengatur suhu dari planet kita. Pemanasan global penting bagi kehidupan di bumi dan merupakan salah satu proses alami di bumi kita. Pemanasan global adalah hasil dari penyerapan panas oleh gas-gas tertentu yang berada di atmosfer (disebut gas rumah kaca karena mereka secara efektif ’menjebak’ panas di lapisan atmosfer paling bawah) dan memancarkan beberapa panas tersebut kembali ke bumi. Uap air adalah gas rumah kaca yang paling berlimpah, diikuti oleh karbondioksida dan gas-gas perunut (traces gases). Tanpa suatu efek rumah kaca yang alami, suhu bumi mungkin sekitar 0°F (-18°C) dibandingkan pada waktu sekarang ini yang berkisar 57°F (14°C). Jadi, kekhawatiran bukan terletak pada fakta bahwa kita memiliki efek rumah kaca, melainkan kepada kegiatan manusia yang mengarah pada peningkatan efek rumah kaca oleh emisi gas rumah kaca melalui pembakaran bahan bakar fosil dan penebangan hutan.

2. Apakah gas-gas rumah kaca meningkat?

Kegiatan manusia telah meningkatkan konsentrasi gas-gas rumah kaca di atmosfer (terutama karbondioksida dari pembakaran batubara, minyak, dan gas; dan beberapa gas perunut lainnya). Tidak ada debat ilmiah mengenai hal ini. Tingkat karbondioksida pada masa pra-industri (sebelum dimulainya Revolusi Industri) kira-kira berkisar 280 ppm per volume (bagian persejuta per volume) dan tingkatan sekarang lebih tinggi dari 380 ppm per volume dan meningkat sekitar 1,9 ppm per tahun sejak tahun 2000. Konsentrasi global dari CO₂ pada atmosfer kita sekarang ini jauh melampaui rentang alami dari 650.000 tahun terakhir ini dari 180 sampai 300 ppm per volume. Menurut Laporan Khusus pada Skenario Emisi (Special Report on Emissions Scenarios) IPCC, pada akhir abad ke-21, kita mengharapkan dapat melihat konsentrasi karbon dioksida dimana saja dari 490 sampai 1260 ppm (75-350% diatas konsentrasi pada masa pra-industri).

3. Apakah pemanasan iklim?

Suhu permukaan bumi secara global telah meningkat sekitar 0.74°C (plus atau minus 0.18°C) sejak akhir abad ke 19 dan mengikuti tren linier selama 50 tahun kira-kira sekitar 0.13°C (plus atau minus 0.03°C) per dekade hampir dua kali selama 100 tahun terakhir ini. Pemanasan secara global tidak terjadi secara seragam. Beberapa daerah (termasuk bagian dari USA bagian tenggara dan bagian dari Atlantik Utara) pada kenyataannya telah menjadi lebih dingin perlahan-lahan sampai akhir abad ini. Pemanasan akhir-akhir ini paling besar terjadi di Amerika Utara dan Eurasia antara 40 dan 70°N. Terakhir, tujuh dari tahun-tahun terhangat yang terekam terjadi sejak tahun 2001 dan 10 tahun-tahun terhangat terjadi sejak tahun 1995. Analisis terbaru kecenderungan suhu di bagian bawah dan pertengahan troposfer (kira-kira sekitar 2,500 dan 26,000 kaki) menggunakan data baik dari satelit maupun dari radiosonde (balon cuaca) menunjukkan tingkat pemanasan yang mirip dengan yang diamati pada suhu udara permukaan. Tingkat pemanasan ini konsisten dengan ketidakpastian, dan analisis ini mengatasi ketidaksesuaian diantara catatan tingkat pemanasan pada Laporan Penilaian IPCC ke-3 (the IPCC Third Assessment Report) (U.S. Climate Change Science Plan Synthesis and Assessment Report 1.1). Peningkatan efek rumah kaca diperkirakan akan menyebabkan pendinginan di bagian-bagian tertinggi dari atmosfer karena peningkatan efek “penyelimutan” di bagian atmosfer bawah terjadi pada panas yang lebih tinggi, semakin rendah sampai bagian atas atmosfer. Pendinginan di bagian bawah stratosfer (kira-kira sekitar 49,000-79,500 kaki) sejak 1979 ditunjukkan oleh data baik dari data satelit Microwave Sounding Unit dan data radiosonde (lihat gambar sebelumnya), tetapi datanya lebih luas pada data radiosonde, hal ini cenderung terjadi karena kesalahan yang tidak dikoreksi pada data radiosonde. Suhu permukaan dan troposperik yang relatif dingin, dan suhu bagian bawah stratosfer yang relatif hangat, diamati pada tahun 1992 dan 1993, mengikuti letusan Gunung Pinatubo pada tahun 1991. Pemanasan kembali muncul pada tahun 1994. Pemanasan global yang dramatis, setidaknya sebagian dihubungkan dengan catatan El Nino, terjadi pada tahun 1998. Episode pemanasan ini tercermin dari permukaan bagian atas troposfer. Terdapat secara umum, tetapi tidak secara global, kecenderungan kearah pengurangan Jangkauan Suhu Diurnal (Diurnal Temperature Range/DTR: perbedaan antara suhu tinggi atau maksimum harian dengan suhu rendah atau minimum harian) lebih dari sekitar 70% dari seluruh daratan secara global sejak pertengahan abad ke-20. Namun, selama periode 1979-2005, DTR tidak menunjukkan kecenderungan apapun karena kecenderungan pada suhu maksimum dan minimum selama periode yang sama hampir identik; keduanya menunjukkan sinyal pemanasan yang kuat. Berbagai faktor mungkin berkontribusi terhadap perubahan DTR ini, khususnya pada basis regional dan lokal, termasuk perubahan dalam penutupan awan, uap air atmosfer, penggunaan lahan dan dampak dari perkotaan. Indikator tidak langsung dari pemanasan adalah seperti suhu lubang-bor, penutupan salju, data peluruhan gletser, berada dalam persesuaian yang mantap dengan lebih banyak indikator langsung dari pemanasan yang terjadi baru-baru ini. Bukti-bukti seperti perubahan dalam keseimbangan massa glasial (jumlah salju dan es yang terkandung dalam gletser) berguna karena hal itu tidak hanya menyediakan dukungan kualitatif untuk keberadaan data meteorologi, tetapi gletser sering berada di tempat yang terlalu jauh untuk mendukung berdirinya stasiun meteorologi. Catatan-catatan dari glasial maju dan mundur seringkali membuat catatan-catatan menjadi jauh lebih panjang di stasiun cuaca, dan gletser biasanya berada pada ketinggian yang lebih tinggi daripada stasiun cuaca, memungkinkan bagi ilmuwan untuk memperbanyak wawasan pada perubahan suhu yang lebih tinggi di atmosfer. Pengukuran skala besar dari lautan-es hanya mungkin terjadi semenjak era satelit, tetapi melalui sejumlah perbedaan perkiraan di antara satelit-satelit tersebut, telah dapat ditentukan bahwa pada bulan September, lautan es Arctic telah mengalami penurunan antara tahun 1973 dan 2007 dengan laju sekitar -10% +/- 0.3% per dekade. Lautan es meningkat pada September selama 2007 sejauh ini terendah tercatat sekitar 4.28 juta kilometer persegi, mengalahkan catatan paling rendah sebelumnya yang sebesar 23%. Lautan es di Antarctic telah menunjukkan kecenderungan yang sangat kecil pada periode yang sama, atau bahkan meningkat perlahan-lahan sejak tahun 1979. Meskipun memperpanjang rekaman balik lautan-es Antractic pada suatu waktu lebih sulit karena kurangnya observasi langsung di bagian ini dari seluruh dunia. 4. Apakah El Nino berkaitan dengan Pemanasan Global? El Nino tidak disebabkan oleh pemanasan global. Bukti nyata timbul dari berbagai sumber (termasuk studi arkeologi) yang menyatakan bahwa El Nino telah ada selama ribuan tahun, dan beberapa indikator bahkan menunjukkan telah berada selama jutaan tahun. Namun, terdapat hipotesis bahwa pemanasan suhu muka laut telah mendorong terjadinya El Nino dan juga benar bila El Nino menjadi lebih sering dan intens di dekade-dekade akhir-akhir ini. Sedangkan perubahan kejadian El Nino dengan perubahan iklim adalah suatu pertanyaan utama dari penelitian. 5. Apakah siklus hidrologi berubah? Curah hujan rata-rata daratan secara global menunjukkan kecenderungan ke atas yang tidak signifikan secara statistik dengan peningkatan terbanyak terjadi pada pertengahan pertama abad ke-20. Lebih jauh lagi, perubahan curah hujan telah menjadi variabel spasial sampai abad terakhir ini. Pada area regional peningkatan dalam curah hujan tahunan telah terjadi pada lintang yang lebih tinggi dari belahan bumi utara dan bagian selatan Amerika Selatan dan bagian utara Australia. Penurunan telah terjadi di daerah tropis di Afrika, dan bagian selatan Asia. Karena kesulitan dalam pengukuran curah hujan, menjadi penting untuk membatasi observasi ini dengan menganalisis variabel-variabel yang terkait lainnya. Perubahan yang terukur dalam curah hujan konsisten dengan perubahan yang diamati pada arus sungai, ketinggian danau, dan kelembaban tanah (dimana data tersedia dan telah dianalisis). Penutupan salju di belahan bumi sebelah Utara secara konsisten tetap dibawah rata-rata sejak tahun 1987, dan telah mengalami penurunan kurang lebih 10% sejak tahun 1966. Hal ini paling banyak terjadi karena penurunan pada salju musim semi dan musim panas memanjang waktunya sampai ke Eurasia dan benua Amerika Utara sejak pertengahan tahun 1890-an. Perpanjangan waktu penutupan salju musim dingin dan musim gugur tidak menunjukkan tren yang signifikan pada belahan bumi bagian utara pada periode yang sama. Perawanan (awan) juga merupakan indikator yang penting dalam perubahan iklim. Observasi permukaan tutupan awan menunjukkan peningkatan jumlah tutupan awan di banyak daerah benua. Peningkatan yang terjadi sejak tahun 1950 konsisten dengan peningkatan curah hujan regional pada periode waktu yang sama. Namun, analisis global dari tutupan awan yang menutupi daratan dari periode tahun 1976 sampai 2003 hanya menunjukkan sedikit perubahan. 6. Apakah sirkulasi atmosfer/lautan berubah? Sebuah perubahan yang agak tiba-tiba pada perilaku El Nino – Osilasi Selatan terjadi sekitar tahun 1976/1977. Sering disebut pergantian iklim (the climatic shift) pada tahun 1976/1977, dimana rezim (shift) yang baru sekarang sedang berlangsung. Terjadi episode El Nino yang relatif lebih sering dan bertahan lama dibanding dengan episode dingin La Nina. Perilaku ini sangat tidak biasa pada 130 tahun terakhir ini (selama periode pencatatan secara instrumental). Perubahan pada curah hujan di daerah tropis Pasifik berkaitan dengan perubahan perilaku El Nino – Osilasi Selatan ini, yang mana juga berdampak pada pola dan besarnya suhu permukaan. Namun, tidak jelas apakah perubahan yang nampak pada siklus ENSO ini berkaitan dengan pemanasan global. 7. Apakah iklim menjadi lebih beragam atau menjadi lebih ekstrim? Pengujian dari perubahan pada iklim ekstrim memerlukan kumpulan data harian dalam jangka panjang atau bahkan kumpulan data per-jam yang sampai saat ini langka ditemukan dari berbagai belahan dunia. Namun kumpulan data ini telah secara luas tersedia sehingga memungkinkan untuk melakukan penelitian dalam perubahan suhu dan curah hujan ekstrim dalam skala global atau regional. Perubahan secara global pada suhu ekstrim meliputi penurunan pada jumlah hari dan malam dengan suhu dingin yang tidak biasa dan peningkatan jumlah hari dan malam dengan suhu lebih panas yang tidak biasa. Perubahan lain yang diamati meliputi perpanjangan musim tanam dan penurunan jumlah hari dengan suhu yang sangat dingin. Suhu ekstrim secara global telah ditemukan menunjukkan tren (kecenderungan) yang tidak signifikan dalam variabilitas inter-annual (antar tahunan), tetapi beberapa studi menunjukkan suatu penurunan yang signifikan dalam variabilitas intra-annual (dalam setahun). Terdapat kecenderungan yang jelas pada beberapa suhu minimum rendah yang ekstrim dari beberapa bagian daerah secara luas pada dekade akhir-akhir ini. Persebaran yang luas pada perubahan signifikan dari kejadian suhu tinggi yang ekstrim belum diamati. Terdapat beberapa indikasi suatu penurunan variabilitas suhu dari hari ke hari pada dekade akhir-akhir ini. Pada suatu daerah dimana kekeringan atau kebasahan yang berlebihan biasanya menyertai suatu El Nino atau La Nina, kekeringan atau kebasahan ini menjadi lebih intens pada tahun-tahun terakhir ini. Lebih jauh lagi, terdapat bukti-bukti adanya peningkatan kejadian kekeringan hampir di seluruh dunia, namun di USA tidak terdapat bukti peningkatan kekeringan. Di beberapa daerah dimana seluruh curah hujan mengalami peningkatan (seperti di pertengahan Lintang-tinggi bagian Utara), terjadi peningkatan curah hujan yang tinggi dan ekstrim. Bahkan di daerah seperti di sebelah timur Asia, ditemukan curah hujan yang ekstrim yang mengalami peningkatan meskipun total curah hujan tetap konstan atau bahkan mengalami penurunan. Hal ini berkaitan dengan penurunan frekuensi curah hujan yang terjadi di daerah ini. Banyak penelitian individu dari berbagai daerah yang menunjukkan bahwa aktifitas siklon ekstra-tropis terlihat secara umum mengalami peningkatan sampai pertengahan akhir abad ke-20 di belahan bumi bagian Utara, tetapi mengalami penurunan di belahan bumi bagian Selatan. Selain itu, kejadian badai di daerah Atlantik menunjukkan peningkatan dalam jumlahnya sejak tahun 1970 dengan puncaknya pada tahun 2005. Tidak jelas apakah kecenderungan ini merupakan fluktuasi multi-dekade atau bagian dari tren jangka panjang. 8. Seberapa penting perubahan ini dalam konteks jangka panjang? Data paleoklimatik penting dalam memungkinkan kita untuk mengembangkan pengetahuan kita mengenai variabilitas iklim dari apa yang dapat diukur dengan menggunakan instrumen-instrumen modern. Banyak fenomena alam yang tergantung pada iklim (misal kecepatan pertumbuhan tanaman) dan dengan demikian, menyediakan ’arsip’ alami dari informasi iklim. Beberapa data paleoklimatik yang berguna dapat ditemukan dari berbagai sumber seperti lingkaran batang pohon (yang dapat menentukan umur pohon tersebut), inti es, karang, sedimentasi danau (termasuk fosil serangga dan data serbuk sari), speleothem (stalaktit, dll), dan sedimentasi lautan. Beberapa dari itu semua, termasuk inti es dan lingkaran batang pohon juga menyediakan bagi kita suatu kronologi dari bagaimana asal mula mereka secara alami terbentuk, sehingga rekonstruksi iklim dengan resolusi tinggi dapat dimungkinkan dalam hal ini. Namun, tidak terdapat ’jaringan’ yang komprehensif dari data paleoklimatik karena tidak terdapat rekaman menggunakan instrumen, sehingga rekonstruksi klimat secara global sering mengalami kesulitan dalam perolehan data tersebut. Namun demikian, menggabungkan tipe-tipe yang berbeda dari rekaman data paleoklimatik memungkinkan kita untuk mendapatkan gambaran yang paling mendekati secara global dari perubahan iklim di masa lampau. Untuk suhu di belahan bumi bagian Utara, beberapa dekade terakhir, muncul sebagai dekade terhangat paling tidak sejak 1000 tahun SM, dan pemanasan yang terjadi sejak akhir abad ke-19 belum pernah terjadi sebelumnya selama 1000 tahun terakhir. Data dari masa lalu kurang menyediakan perkiraan suhu masing-masing belahan bumi yang dapat diandalkan. Data inti es menunjukkan bahwa pada abad ke-20, pemanasan terjadi di banyak bagian tempat di bumi, dan juga menunjukkan signifikasi pemanasan bervariasi secara geografis, bila diamati pada konteks variasi iklim pada millennium terakhir. Perubahan iklim yang luas dan cepat mempengaruhi suhu dan sirkulasi atmosfer dan lautan, serta siklus hidrologi yang terjadi selama masa es dan selama masa transisi ke masa periode Holocene sekarang ini (yang dimulai kira-kira 10,000 tahun yang lalu). Berdasar pada bukti-bukti tidak lengkap yang tersedia, perubahan yang diproyeksikan dari 3 to 7°F (1.5 - 4°C) sampai ke abad berikutnya akan menjadi tidak pernah terjadi bila dibandingkan dengan catatan terbaik dari beberapa ribu tahun terakhir ini. 9. Apakah permukaan laut akan naik? Rata-rata tinggi permukaan laut global telah meningkat pada kecepatan rata-rata 1.7/mm per tahun (plus atau minus 0.5mm) sampai 100 tahun terakhir ini, yang mana lebih signifikan daripada kecepatan rata-rata pada beberapa ribu tahun terakhir. Tergantung pada skenario peningkatan gas rumah kaca yang mana yang digunakan (tinggi atau rendah) untuk memproyeksikan peningkatan tinggi permukaan laut yang diproyeksikan di mana saja dari 0.18 (peningkatan gas rumah kaca yang rendah) sampai pada 0.59 meter untuk skenario peningkatan gas rumah kaca yang tertinggi. Namun peningkatan ini terutama disebabkan karena peningkatan suhu dan kontribusi dari pencairan gletser Alpine dan tidak termasuk potensi kontribusi dari pencairan lapisan-lapisan es lain di Greenland atau Antartika. Peningkatan yang lebih luas tidak dapat dikesampingkan tetapi pemahaman kita saat ini dari dinamika lapisan es menjadikan ketidakpastian semakin meluas untuk dapat menilai kemungkinan pencairan dalam skala besar dari lapisan-lapisan es ini. 9. Dapatkah perubahan yang diamati dapat dijelaskan oleh variabilitas alam, termasuk perubahan dalam output tenaga matahari? Karena seluruh sistem iklim kita secara fundamental didorong oleh energi dari sinar matahari, masuk akal jika output dari energi matahari dapat berubah, dan demikian juga dengan iklim. Sejak penemuan pengukuran kelahiran ruang angkasa pada akhir tahun 1970-an, output dari pancaran energi matahari telah ditunjukkan bervariasi. Dengan pengamatan melalui satelit selama 28 tahun yang dapat diandalkan, timbul penegasan dari usulan awal dari suatu siklus radiasi 11 (dan 12) tahunan yang berkaitan dengan bintik matahari (sunspot) namun tidak menjadi tren jangka panjang dalam data-data ini. Menurut rekonstruksi paleoklimatik (proksi) dari radiasi sinar matahari terdapat usulan tren kira-kira +0.12 W/m2 sejak tahun 1750 dimana setengah dari perkiraannya diberikan pada laporan terakhir IPCC tahun 2001. Meskipun terdapat, banyak ketidakpastian pada perkiraan dari radiasi sinar matahari di luar apa yang dapat di ukur oleh satelit dan kontribusi dari radiasi sinar matahari langsung kecil bila dibandingkan dengan komponen gas rumah kaca. Namun bagaimanapun juga, pemahaman kita mengenai dampak tidak langsung dari perubahan output energi pancaran matahari dan umpan balik dari sistem iklim minim. Perlu banyak perbaikan pada pemahaman kita mengenai mekanisme dorongan alami, termasuk perubahan radiasi sinar matahari, dalam kaitan untuk mengurangi ketidakpastian pada proyeksi kita tentang perubahan iklim di masa mendatang. Selain terdapatnya perubahan energi dari sinar matahari itu sendiri posisi dan arah relatif bumi terhadap matahari (orbit kita) juga berubah-ubah secara perlahan-lahan, sehingga membuat kita semakin dekat atau semakin jauh dari matahari pada siklus-yang-dapat-diprediksi (disebut siklus Milankovitch). Variasi-variasi dalam siklus ini dipercaya menyebabkan masa es Bumi (masa glasial). Penting terutama bagi pengembangan glasial adalah penerimaan radiasi di lintang utara. Pengurangan radiasi di lintang ini selama berbulan-bulan di musim panas akan memungkinkan salju dan tutupan es di musim dingin bertahan lama sepanjang tahun bahkan dapat menimbulkan salju permanen atau kantong es. Sementara siklus Milankovitch memiliki nilai yang sangat besar sebagai sebuah teori untuk menjelaskan umur es dan perubahan jangka panjang pada iklim, hal ini sepertinya tidak memiliki dampak yang begitu besar dalam jangka waktu dekade/abad. Sampai beberapa abad, dimungkinkan untuk mengamati pengaruh dari parameter orbit ini, namun untuk prediksi perubahan iklim di abad ke-21, perubahan-perubahan ini mungkin akan kurang penting daripada tekanan radiasi dari gas-gas rumah kaca. 10. Bagaimana dengan masa depan? Karena kerumitan dari atmosfer, sarana yang paling berguna untuk mengukur perubahan adalah ’model iklim’. Terdapat model matematika berbasis komputer dengan simulasi, dalam 3 dimensi, perilaku iklim, komponen-komponennya, dan interaksi-interaksinya. Model iklim meningkat konstan sesuai dengan pemahaman dan peningkatan daya komputer, meskipun dengan pengertian, sebuah model adalah suatu penyederhanaan dan simulasi dari kenyataan, yang berarti bahwa itu adalah suatu perkiraan dari suatu sistem iklim. Langkah pertama dalam setiap proyeksi model perubahan iklim untuk pertama-tama adalah dengan mensimulasikan iklim saat ini dan membandingkannya dengan pengamatan. Jika model dianggap dapat melakukan pekerjaannya dengan baik dalam mewakili iklim modern, kemudian parameter tertentu dapat diubah, misalnya konsentrasi dari gas-gas rumah kaca, yang dapat membantu kita memahami bagaimana iklim dapat berubah sesuai respon. Proyeksi atas perubahan iklim di masa depan oleh karenanya tergantung pada seberapa baik model komputer iklim mensimulasi iklim dan pada pemahaman kita terhadap bagaimana penerapan fungsi-fungsi ini akan berubah di masa depan. Laporan Khusus IPCC untuk Skenario Iklim menentukan kisaran konsentrasi gas-gas rumah kaca di masa depan (dan gas-gas lainnya) berdasarkan pada pertimbangan seperti pertumbuhan populasi, pertumbuhan ekonomi, efisiensi energi dan sejumlah faktor lainnya. Hal ini mengarah kepada jangkauan yang luas mengenai kemungkinan skenario-skenario penyebab-penyebab pemanasan global dan mengakibatkan adanya berbagai kemungkinan yang luas pada iklim di masa depan. Menurut sejumlah kemungkinan skenario, dan dengan mempertimbangkan ketidakpastian pada kinerja model iklim, IPCC memproyeksikan sebuah perkiraan yang baik dari temperatur global kira-kira akan meningkat dari 1.8 - 4.0°C dengan berbagai kemungkinan antara 1.1 – 6.4°C mulai tahun 2010, tergantung pada skenario emisi yang mana yang digunakan. Namun, rata-rata secara global ini akan mengintegrasikan secara luas berbagai respon regional seperti kemungkinan daerah daratan akan menjadi lebih cepat panas daripada suhu di lautan, terutama di daerah utara dengan lintang-lintang tinggi (dan paling banyak terjadi pada musim-musim dingin). Selain itu, terdapat kemungkinan gelombang panas dan ekstrim-ekstrim panas lainnya akan meningkat. Curah hujan juga diduga akan meningkat sampai abad ke-21, terutama di daerah utara, antara lintang pertengahan sampai lintang tinggi, meskipun mungkin terdapat berbagai variasi tren di daerah tropis, dengan lebih banyak peningkatan dengan lebih seringnya terjadi hujan lebat. Namun, pada daerah-daerah pertengahan kontinental pada musim panas-kering diperkirakan, karena adanya peningkatan evaporasi dengan peningkatan suhu, menghasilkan peningkatan tren terjadinya kekeringan pada daerah-daerah tersebut. Perkembangan salju dan laut-es juga diproyeksikan menurun jauh di belahan bumi bagian Utara, serta gletser dan puncak-puncak es diperkirakan terus berkurang.