Anda mungkin ingat guru sains sekolah dasar Anda menjelaskan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Itu adalah sifat dasar alam semesta.
Namun, energi dapat diubah. Ketika sinar matahari mencapai Bumi, mereka berubah menjadi gerakan acak molekul yang Anda rasakan sebagai panas. Pada saat yang sama, Bumi dan atmosfer mengirimkan radiasi kembali ke luar angkasa. Keseimbangan antara energi yang masuk dan keluar dikenal sebagai "anggaran energi" Bumi.
Iklim kita ditentukan oleh aliran energi ini. Ketika jumlah energi yang masuk lebih banyak daripada energi yang keluar, planet ini memanas.
Itu bisa terjadi dalam beberapa cara, seperti ketika es laut yang biasanya memantulkan radiasi matahari kembali ke luar angkasa menghilang dan lautan gelap menyerap energi itu sebagai gantinya. Ini juga terjadi ketika gas rumah kaca menumpuk di atmosfer dan menjebak sebagian energi yang seharusnya terpancar.
Para ilmuwan seperti saya telah mengukur anggaran energi Bumi sejak tahun 1980-an menggunakan instrumen di satelit, di udara dan lautan, dan di darat. Anda akan mendengar lebih banyak tentang pengukuran tersebut dan anggaran energi Bumi ketika laporan Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim PBB dirilis 9 Agustus.
Tapi sampai saat itu, mari kita lihat lebih dekat bagaimana energi mengalir dan apa yang dikatakan anggaran energi tentang bagaimana dan mengapa planet ini memanas.
Menyeimbangkan Energi Dari Matahari
Hampir semua energi dalam sistem iklim bumi berasal dari matahari. Hanya sebagian kecil yang dilakukan ke atas dari interior bumi .
Rata-rata, planet ini menerima 340,4 watt sinar matahari per meter persegi . Semua sinar matahari jatuh di sisi siang hari, dan jumlahnya jauh lebih tinggi pada siang hari setempat.
Dari 340,4 watt per meter persegi itu:
- 99,9 watt dipantulkan kembali ke angkasa oleh awan, debu, salju, dan permukaan bumi.
- Sisanya 240,5 watt diserap — sekitar seperempat oleh atmosfer dan sisanya oleh permukaan planet. Radiasi ini diubah menjadi energi panas di dalam sistem Bumi. Hampir semua energi yang diserap ini dicocokkan dengan energi yang dipancarkan kembali ke luar angkasa. Sisa kecil — 0,6 watt per meter persegi — terakumulasi sebagai pemanasan global. Itu mungkin kedengarannya tidak banyak, tetapi itu bertambah.
Atmosfer menyerap banyak energi dan memancarkannya sebagai radiasi baik ke luar angkasa maupun kembali ke permukaan planet. Faktanya, permukaan bumi mendapat hampir dua kali lebih banyak radiasi dari atmosfer dibandingkan dengan sinar matahari langsung. Itu terutama karena matahari memanaskan permukaan hanya pada siang hari, sedangkan atmosfer hangat ada di atas sana 24/7.
Bersama-sama, energi yang mencapai permukaan bumi dari matahari dan dari atmosfer adalah sekitar 504 watt per meter persegi. Permukaan bumi memancarkan sekitar 79 persen dari itu kembali. Energi permukaan yang tersisa masuk ke air yang menguap dan menghangatkan udara, lautan, dan daratan.
Sisa kecil antara sinar matahari yang masuk dan inframerah yang keluar disebabkan oleh akumulasi gas rumah kaca seperti karbon dioksida di udara. Gas-gas ini transparan terhadap sinar matahari tetapi buram terhadap sinar inframerah — mereka menyerap dan memancarkan banyak sinar inframerah kembali.
Suhu permukaan bumi harus meningkat sebagai respons sampai keseimbangan antara radiasi yang masuk dan yang keluar dipulihkan.
Apa Artinya Ini Untuk Suhu Global?
Penggandaan karbon dioksida akan menambah 3,7 watt panas ke setiap meter persegi Bumi. Bayangkan lampu malam pijar kuno yang berjarak setiap 3 kaki (0,9 meter) di seluruh dunia, dibiarkan menyala selamanya.
Pada tingkat emisi saat ini, tingkat gas rumah kaca akan berlipat ganda dari tingkat pra-industri pada pertengahan abad ini.
Ilmuwan iklim menghitung bahwa menambahkan panas sebanyak ini ke dunia akan menghangatkan iklim Bumi sekitar 5 derajat Fahrenheit (3 derajat Celcius) . Mencegah hal ini akan membutuhkan penggantian pembakaran bahan bakar fosil, sumber utama emisi gas rumah kaca, dengan bentuk energi lain.
Artikel ini diterbitkan ulang dari The Conversation di bawah lisensi Creative Commons. Anda dapat menemukan artikel aslinya di sini .
Scott Denning adalah profesor ilmu atmosfer di Colorado State University. Dia telah menerima dana dari NOAA, NASA, National Science Foundation dan Departemen Energi AS.
