Hai sahabat geovolcan hari ini kita akan membahas tentang anggaran energi Bumi (Earth’s energy budget)  persediaan energi Bumi menentukan suhu rata-rata bumi kita. Energi yang mengatur apakah kita memiliki planet yang layak huni yang ditumbuhi tanaman dan hewan yang indah atau pemandangan tandus ataupun cuaca yang dingin. 

Anggaran atau persediaan energi bumi menyumbang keseimbangan antara energi yang diterima bumi dari matahari, energi yang dipancarkan bumi kembali keluar angkasa setelah didistribusikan ke seluruh komponen sistem iklim bumi. Sistem ini terdiri dari air, es, atmosfer, kerak batu, dan semua makhluk hidup.

Inti dari anggaran energi Bumi (Earth’s energy budget) adalah keseimbangan antara radiasi gelombang pendek yang masuk dari radiasi gelombang pendek Matahari dan radiasi gelombang panjang yang keluar dari Bumi itu sendiri.

Ketika energi yang masuk dan keluar seimbang maka suhu rata-rata bumi tetap konstan. ketika satu atau lebih bagian dari anggaran energi berubah maka akan terjadi ketidakseimbangan. Kemudian suhu rata-rata bumi menjadi lebih hangat atau lebih dingin sebagai timbal balik dari energi yang masuk dan keluar.

Anggaran energi bumi memiliki banyak proses dan interaksi individu yang berkontribusi pada keseimbangan energi di bumi. Beberapa proses ini sangat berpengaruh dan mempunyai dampak yang jauh lebih kecil ataupun besar.

Keseimbangan Energi Bumi

Kali ini kita akan membahas proses yang memiliki dampak terbesar pada energi yang diterima oleh bumi dan matahari

Energi dari Matahari dipancarkan sebagai radiasi gelombang pendek karena suhunya yang tinggi dibutuhkan lebih dari 8 menit untuk energi ini mencapai Bumi. Hal ini merupakan kombinasi dari cahaya tampak dan panas radiasi.

Pertama, mari kita bayangkan tentang keseimbangan energi bumi jika tidak ada atmosfer maka permukaan bumi akan tampak cerah seperti salju, es, dan gurun pasir akan memantulkan hampir semua radiasi matahari yang masuk dan radiasi akan kembali ke luar angkasa.

Sementara apabila permukaan bumi gelap, termasuk hutan dan aspal akan menyerap radiasi dan menahannya sebagai panas itulah mengapa di gurun pasir  Sahara di Afrika dapat berfluktuasi sebanyak 70⁰ Fahrenheit dari siang ke malam, sementara bagian dari lembah Amazon di Amerika Selatan berfluktuasi kurang dari 10⁰ Fahrenheit

Di seluruh dunia jumlah energi matahari yang masuk dan yang dipantulkan adalah sekitar 30%. Energi dari bumi dipancarkan sebagai radiasi gelombang panjang karena Bumi jauh lebih dingin daripada matahari.

tanpa atmosfer semua energi gelombang panjang yang dipancarkan oleh Bumi akan lewat langsung dan kembali ke luar angkasa

tanpa gas di atmosfer Suhu permukaan Bumi akan menjadi sekitar 0⁰ Fahrenheit dan mungkin tidak dapat mendukung kehidupan makhluk hidup apa pun.

Pentingnya atmosfer bagi bumi..

Beruntung, bumi  memang memiliki atmosfer jadi mari kita pertimbangkan keseimbangan energinya bumi dan atmosfer

sebagian besar gas yang membentuk atmosfer bumi transparan terhadap radiasi matahari yang masuk dan memungkinkannya untuk melakukan perjalanan ke permukaan bumi. Satu pengecualian utama adalah Ozon yang menyerap bagian ultraviolet atau UV dari radiasi matahari dan membuat kita terlindungi dari jenis radiasi berbahaya.

 Di atmosfer mengandung banyak gas yang berbeda, gas rumah kaca seperti uap air H2O, metana CH4, dan karbon dioksida CO2 bersifat transparan terhadap radiasi gelombang pendek yang masuk tetapi tidak tembus cahaya untuk beberapa panjang gelombang. Molekul gas ini menyerap energi gelombang panjang dari bumi dan memancarkan kembali radiasi gelombang yang tidak bisa mereka serap hal ini membuat sebagian energi panas di atmosfer terperangkap dan menyebabkan suhu bumi meningkat.

Dengan adanya atmosfer…

anggaran energi bumi

membuat suhu permukaan bumi menjadi sekitar 58⁰ Fahrenheit sehingga manusia, hewan, dan tumbuhan mampu hidup.

namun sejak awal 1900-an Konsentrasi gas rumah kaca seperti karbon dioksida dan metana telah meningkat, kita tahu dari keseimbangan energi Bumi bahwa dengan lebih banyak molekul dari gas-gas ini yang menyerap energi gelombang panjang, suhu permukaan dan atmosfer bumi akan meningkat.

Banyak ilmuwan percaya planet Venus mengalami apa yang disebut efek rumah kaca yang tak terkendali yang menyebabkan menjadi planet terpanas di tata surya kita dengan suhu permukaan sekitar 872⁰ Fahrenheit.

Contoh efek rumah kaca di planet Venus

di awal sejarah matahari, Venus mungkin telah memiliki samudra global dan menjadi lebih kuat dan kecerahannya meningkat. Samudra Global ini mulai menguap di atmosfer, mengisi atmosfer dengan uap air. Karena uap air adalah gas rumah kaca, jumlah radiasi gelombang panjang yang terperangkap di atmosfer Venus meningkat, yang akhirnya menyebabkan suhu meningkat.

suhu terpanas akhirnya menyebabkan lautan mendidih, menciptakan lebih banyak uap air. Seiring waktu, sebagian besar banyak hidrogen yang lepas dari atmosfer meninggalkan oksigen yang secara kimiawi bergabungkan dengan karbon. Venus sekarang memiliki atmosfer yang mengandung 96,5% karbon dioksida.

ada banyak proses lain yang dapat mempengaruhi anggaran energi bumi salah satu contohnya adalah awan. awan dapat mempengaruhi jumlah radiasi matahari yang masuk yang mencapai permukaan bumi. Secara global, awan memantulkan sekitar 24% radiasi yang masuk dan mengurangi jumlah radiasi yang diterima permukaan dan mendinginkan bumi.

Namun awan, terutama awan tinggi juga menyerap radiasi gelombang panjang yang dipancarkan oleh Bumi dan tindakan ini untuk menghangatkan Bumi.

Sangat penting untuk memahami keseimbangan antara efek pendinginan dan pemanasan dari awan yang sangat penting untuk perubahan iklim di masa depan.

Selain karakteristik permukaan, komposisi atmosfer, dan lingkungan permukaan awan adalah salah satu interaksi dapat memengaruhi keseimbangan energi.

Ilmuwan saat ini bekerja secara aktif untuk lebih memahami peran aerosol, partikel padat halus, seperti debu dalam polusi udara dalam memantulkan, menghamburkan, dan penyerap energi dan panas.

Bidang lain dari studi intensif ini adalah bagaimana perubahan tutupan lahan dan penggunaan lahan melalui urbanisasi dan pertanian berdampak pada anggaran energi

Pemahaman anggaran energi bumi (Earth’s energy budget) sangat penting untuk menentukan suhu bumi ini bisa sangat rumit jika kalian memperhitungkan setiap proses individu tetapi selalu turun ke keseimbangan dasar yang masuk energi gelombang pendek yang masuk dan energi gelombang panjang keluar.

kalian bisa langsung lihat penjelasanya di video di bawah ini.

sekian semoga bermanfaat !! See You Next Time…..