Ketik sesuatu lalu tekan enter

author photo
By On
Sinar matahari sampai ke permukaan bumi melalui atmosfer bumi. Atmosfer berfungsi menyaring, menyerap, dan memantulkan radiasi sinar matahari yang datang padanya. Bumi memantulkan rata-rata 30% dari radiasi sinar matahari, dua pertiganya atau sekitar 20% dipantulkan oleh awan, 6% dihamburkan oleh partikel-partikel udara, dan 4% dipantulkan oleh permukaan bumi. Tentu saja persentase radiasi yang dipantulkan bumi bergantung pada jangkauan penutupan awan, jumlah debu di atmosfer, dan luas salju serta tumbuh-tumbuhan pada permukaan. Perubahan besar dari variabel-variabel itu juga dapat meningkatkan atau mengurangi pemantulan radiasi matahari, yang akhirnya mengarah ke peningkatan atau pendinginan atmosfer.

Setelah melalui penyaringan, penyerapan, dan pemantulan, hanya setengah dari radiasi matahari yang diserap oleh permukaan bumi. Bebatuan, tanah, dan air menyerap energi radiasi matahari yang sampai kepadanya, sehingga daratan menjadi hangat, Seperti pada rumah kaca, material-material (bebatuan, tanah, dan air) ini akan berfungsi sebagai sumber kalor yang lebih dingin dibanding matahari. Pada gilirannya, material sebagai sumber energi dingin ini akan memancarkan kembali energi yang diserapnya menuju ke atmosfer dalam bentuk radiasi IM (infra merah) yang memiliki panjang gelombang lebih panjang. Frekuensi radiasi IM yang dipancarkan oleh material-material di permukaan bumi ke atmosfer sesuai dengan beberapa frekuensi alami getaran-getaran molekul-molekul gas rumah kaca (terutama karbon dioksida dan uap air).

Kesesuaian frekuensi tersebut menyebabkan radiasi IM yang dipancarkan oleh permukaan bumi dengan mudah diserap oleh molekul-molekul gas rumah kaca seperti karbon dioksida dan uap air. Energi IM yang diserap menyebabkan peningkatan energi kinetik molekul-molekul gas rumah kaca, yang kemudian ditunjukan dengan peningkatan suhu. Sekarang molekul-molekul gas rumah kaca dalam atmosfer dapat memancarkan radiasi IM mereka sendiri ke segala arah. Sejumlah radiasi yang dipancarkan diserap oleh molekul-molekul lain dalam atmosfer, sebagian kecil dipancarkan ke angkasa, dan sejumlah radiasi lainnya dipancarkan kembali ke permukaan bumi. Secara total dapat dikatakan bahwa sejumlah kecil radiasi IM menghilang ke luar angkasa, sedangkan sejumlah besar diarahkan lagi kembali ke permukaan bumi untuk meningkatkan suhu permukaan bumi.

Proses pemanasan atmosfer bagian bawah oleh penyerapan radiasi gelombang pendek matahari dan pemancaran kembali berbentuk radiasi gelombang panjang infra merah, inilah yang disebut efek rumah kaca (greenhouse effect). Disebut efek rumah kaca karena pemancaran kembali radiasi IM yang dihasilkan permukaan bumi oleh atmosfer menuju ke permukaan bumi kembali untuk menghangatkan bumi mirip dengan terkurungnya radiasi IM yang dipancarkan kembali oleh tanah dan tanaman dalam rumah kaca.

Efek rumah kaca diusulkan oleh Joseph Fourier pada tahun 1824, ditemukan pada tahun 1860 oleh John Tyndall, dan pertama kali diselidiki secara kuantitatif oleh Svante Arrhenius pada tahun 1896, serta diselidiki lebih lanjut pada tahun 1930 sampai dengan tahun 1960 oleh Guy Stewart Callendar.

Efek rumah kaca secara ilmiah sudah diatur oleh Tuhan Yang Maha Kuasa sehingga seluruh makhluk hidup bisa bertahan hidup di Bumi yang diciptakan-Nya. Jika tidak ada efek rumah kaca alamiah ciptaan Tuhan ini, suhu rata-rata bumi akan berkisar -20 derajat Celcius, sehingga tidak dapat mendukung keberlangsungan hidup manusia seperti halnya saat ini. Dengan kata lain, bumi tidak layak untuk mendukung kehidupan. Sebagai perbandingan, planet Mars dengan lapisan atmosfer yang tipis dan tidak memiliki efek rumah kaca,bersuhu rata-rata -32 derajat Celcius. Itulah sebabnya, kita tidak menjumpai kehidupan di planet Mars.

Walaupun fungsi gas rumah kaca sama dengan fungsi rumah kaca, yaitu menjaga suhu di permukaan tetap hangat sekalipun tidak ada sinar matahari, tetapi analogi menyamakan efek rumah kaca yang terjadi di bumi dengan yang terjadi di dalam rumah kaca dapat menyesatkan. Pada rumah kaca, kaca mengijinkan radiasi matahari dengan panjang gelombang pendek untuk lewat ke dalam rumah kaca. Energi ini diserap oleh tanah dan tumbuh-tumbuhan dan kemudian dipancarkan kembali sebagai radiasi IM dengan panjang gelombang yang lebih panjang. Akan tetapi, radiasi IM ini tidak diijinkan keluar oleh lapisan kaca pada rumah kaca. Dengan kata lain, kaca dari rumah kaca mengurung radiasi IM yang dipancarkan kembali oleh yanah dan tumbuh-tumbuhan. Sebaliknya, molekul-molekul karbon dioksida dan uap air tidak mengurung radiasi IM melainkan terlibat dalam proses penyerapan dinamis dan pemancaran kembali radiasi IM kembali ke arah bawah sehingga meningkatkan suhu permukaan bumi. Semakin banyak molekul-molekul karbon dioksida dan uap air yang terlibat dalam proses dinamis ini semakin banyak radiasi IM yang diarahkan kembali ke permukaan bumi. Sebagai akibatnya suhu permukaan bumi akan meningkat lebih besar. Sebaliknya, lapisan-lapisan kaca pada rumah kaca ridak meningkatkan suhu dalam rumah kaca secara berarti. Faktor pemanasan dalam rumah kaca sebenarnya adalah lapisan kaca menahan konveksi kalor yang akan terjadi dengan cara mengurung kalor radiasi tetap di dalam rumah kaca. Proses ini tidak terjadi dengan kehadiran karbon dioksida dan uap air di atmosfer.

Sumber

Dikutip tanpa pengubahan dari buku Marthen Kanginan, Fisika SMA/MA Kelas XI, Tahun 2014, Penerbit Erlangga.

Hak cipta karya sepenuhnya ada pada penulis dan penerbit bersangkutan. Disini hanya sebatas mendokumentasikan dan mendiskusikan dengan harapan dapat menjadi input berharga bagi pihak-pihak terkait.

Klik untuk mengomentari