Pengamatan Lapangan Efek Karbon Dioksida

Gas karbon dioksida di atmosfer memicu pemanasan global. Hasil penelitian itu sudah jamak. Namun, hubungan sebab akibat tersebut baru terbukti lewat pemodelan dan eksperimen di laboratorium. Karena itu, sejumlah peneliti di Amerika Serikat berupaya membuktikan lewat pengamatan langsung di lapangan.

Observasi langsung itu menjadi yang pertama kalinya dilakukan. Hasilnya mengonfirmasi teori yang selama ini kuat, bahwa aktivitas manusia berkaitan erat dengan produksi efek gas rumah kaca. Peneliti pada Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley, Departemen Energi AS, Dan Feldman, mengatakan, studi ini memberi bukti observasi yang jelas terkait efek gas karbon dioksida.

”Kami sesungguhnya meneliti fakta yang ada, bahwa peningkatan gas karbon dioksida di atmosfer memicu efek gas rumah kaca,” ujar Feldman, penulis utama studi tersebut. Ia melakukan observasi langsung bersama rekan sejawat dari Laboratorium Berkeley, Bill Collins dan Margaret Torn, serta Jonathan Gero dari Universitas Wisconsin-Madison, Timothy Shippert dari Laboratorium Nasional Pasifik barat laut, dan Eli Mlawer dari Riset Atmosfer dan Lingkungan.

Hasil studi dituangkan dalam jurnal Nature yang dipublikasikan secara daring, Rabu (25/2). Para peneliti memberikan konfirmasi lebih jauh bahwa penghitungan pada model-model iklim untuk menakar dampak CO2 selama ini sudah tepat.

Sejak akhir tahun 1950-an, para peneliti sudah mendokumentasikan kenaikan kadar karbon dioksida dan gas-gas rumah kaca lain pada atmosfer bumi. Dari hasil tes laboratorium dan percobaan fisika, gas-gas ini menyerap beberapa radiasi inframerah yang dikeluarkan bumi ke angkasa sehingga meningkatkan temperatur bumi.

Proses tersebut diberi nama efek rumah kaca. Penyebabnya, kondisi ini sangat mirip dengan rumah kaca untuk budidaya tanaman dalam memerangkap panas dan menghangatkan udara di dalamnya untuk membantu pertumbuhan tanaman. Konsep sederhananya, lebih banyak energi yang dilepaskan ke dalam dibandingkan dengan yang keluar rumah kaca. Para ilmuwan menyebut ini sebagai gaya radiasi (radiative forcing).

”Berbagai studi yang ada menunjukkan peningkatan konsentrasi karbon dioksida di angkasa. Namun, studi kami memperjelas hubungan antara peningkatan konsentrasi karbon dioksida dengan penambahan energi pada sistem atau efek gas rumah kaca,” papar Feldman.

Sebelas tahun
Feldman bersama anggota tim peneliti lain mengukur dampak gas karbon dioksida terhadap gaya radiasi pada permukaan bumi dalam riset atmosfer jangka panjang, selama 11 tahun. Gas tersebut dipantau di dua lokasi riset milik Departemen Energi AS, di Oklahoma serta sekitar Barrow, Alaska, di atas Lingkar Kutub Utara.
content

Feldman menuturkan, dalam riset itu, spektrometer yang kuat, dikalibrasi oleh United States Office of Weights and Measures, melacak radiasi inframerah yang datang ke permukaan bumi. Gas rumah kaca di atmosfer menyerap energi inframerah yang dihasilkan bumi, kemudian menghamburkan ke segala arah. Sebagian dari energi tersebut mengarah ke bawah dan kembali ke bumi. Alat tersebut dapat mendeteksi jejak sinyal inframerah karbon dioksida karena molekul gas ini mengemisi serta menyerap energi inframerah pada panjang gelombang yang berbeda.

Temuan tim peneliti, antara tahun 2000 dan 2010, konsentrasi gas karbondioksida di atmosfer di dua tempat riset itu naik sebanyak 22 bagian per juta (parts per million/ppm). Satuan ppm merujuk pada volume molekul karbon dioksida pada satu juta molekul udara. Menurut sistem pemodelan yang melacak sumber karbon dioksida di seluruh dunia, kebanyakan gas itu berasal dari konsumsi bahan bakar.

Di saat kadar karbon dioksida naik, meningkat pula jumlah energi inframerah yang mengarah langsung ke bawah dari gas tersebut. Itu berarti gaya radiasi di permukaan, atau ketidaksetimbangan energi, meningkat di dua lokasi riset. Dengan kata lain, semakin banyak gas di atmosfer, energi inframerah yang dipantulkan kembali ke bumi akan lebih banyak dibandingkan yang bisa menembus atmosfer ke luar angkasa. Namun, para peneliti tidak menghitung kemungkinan efek pemanasan akibat awan, cuaca, uap air, atau masalah dari kalibrasi alat dalam riset.

Akibat kenaikan kadar karbondioksida di lokasi riset, gaya radiasi bertambah 0,2 watt per meter persegi tiap 10 tahun, atau sekitar 10 persen dari total peningkatan gaya radiasi yang dipengaruhi seluruh kegiatan manusia, berdasarkan Panel Antar Pemerintah tentang Perubahan Iklim.

Dave Turner, fisikawan atmosfer pada National Severe Storms Laboratory di Oklahoma, yang tidak terlibat dalam studi tersebut, mengapresiasi hasil studi. ”Ini adalah peta jalan yang bisa digunakan juga untuk mengukur efek dari gas rumah kaca lain,” katanya.

Metana
Feldman dan kawan-kawan sudah memikirkan hal tersebut. Mereka saat ini meneliti kontribusi dari gas-gas rumah kaca lain terhadap pemanasan global. Salah satunya, gas metana.

Langkah maju pembuktian lewat pengamatan langsung tersebut memperbesar kemenangan bagi kelompok peneliti yang mendukung argumen pemanasan global diakibatkan efek gas rumah kaca. Kelompok peneliti lain yang meyakini sinar matahari sebagai penyebab utama pemanasan global belum memberikan bukti yang bisa menggeser keyakinan konsensus terbesar saat ini.

Bahkan, menurut peneliti senior Pusat Riset Nasional untuk Atmosfer, Gerald Meehl, pemanasan global pada dasarnya tidak disebabkan oleh matahari. ”Bukti terkuat argumen ini adalah data pengukuran satelit terhadap radiasi matahari sejak akhir 1970 yang menunjukkan tidak ada tren peningkatan radiasi matahari di tengah cepatnya pemanasan global,” ujar Meehl.

Pada sisi lain, Greenpeace dan Pusat Penelitian Cuaca (Climate Investigations Center) mengungkap dugaan skandal pendanaan penelitian Wei-Hock ”Willie” Soon, seorang astrofisikawan, oleh sejumlah perusahaan industri pada akhir pekan lalu. Soon merupakan salah satu penentang teori efek gas rumah kaca dan ”menghakimi” matahari sebagai penyebab pemanasan global. Dalam salah satu laporan di Heartland Institute, Soon dan seorang penulis lain menyatakan, matahari diperkirakan berkontribusi sebesar 66 persen, bahkan mungkin lebih, terhadap pemanasan dalam abad ke-20.

Setelah pengungkapan dokumen aliran dana tersebut, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, tempat Soon bekerja, menyatakan tidak mendukung kesimpulan Soon. Pernyataan lebih lanjut, ”Bukti ilmiah sudah menunjukkan, iklim global memanas akibat meningkatnya kadar gas rumah kaca di atmosfer yang dipicu aktivitas manusia.”

Kasus Soon tidak menutup kemungkinan berlanjutnya bantahan terhadap teori efek gas rumah kaca. Di sisi lain, budaya kritis dalam dunia keilmuan adalah sesuatu yang sehat. Namun, bukti nyata dari argumenlah yang lebih berbicara.

J Galuh Bimantara

(LIVESCIENCE/SCIENCEDAILY/WASHINGTONPOST)

Sumber: Kompas, 3 Maret 2015