Penentuan Radiative Forcing dari Karbondioksida (CO2) dan Metana (CH4) di Gaw Bukit Kototabang Serta Hubungannya dengan Suhu Permukaan Atmosfer dan Laut

Noor Laily Adhayani, Syahru Romadhon, Terry Louise Kepel, Herlina Ika Ratnawati

Abstract

Radiative Forcing (RF) didefinisikan sebagai perubahan jumlah energi radiasi yang masuk dan keluar di lapisan troposfer sehingga dapat menyatakan adanya gangguan yang merusak pola energi radiasi matahari, dengan laju perubahan energi per satuan luas, yang diukur di bagian atas atmosfer dan dinyatakan dalam satuan W/m2. RF dapat digunakan sebagai parameter untuk menunjukkan gejala fenomena perubahan iklim. Karbondioksida (CO2) dan Metana (CH4) merupakan gas rumah kaca utama di atmosfer. Eksistensi gas karbondioksida dan metana di atmosfer dapat terjadi akibat kegiatan manusia (antropogenik) dan alami (natural). Penentuan RF gas karbondioksida (CO2) dan metana (CH4) yang diukur di GAW Bukit Kototabang memperlihatkan tren peningkatan seperti halnya dengan meningkatnya konsentrasi dari masing-masing gas rumah kaca tersebut pada periode pengukuran 2004-2013. Puncaknya peningkatan terjadi pada akhir tahun 2013. Besarnya rerata RF gas rumah kaca berturut-turut adalah CO2 = 1.686 ± 0.08 Wm-2; dan CH4 = 0.511± 0.004 Wm-2. Perbandingan konsentrasi CO2 dan CH4 di GAW Kototabang dengan masa pra revolusi industri pada 1750 diperoleh hasil bahwa terjadi peningkatan yang cukup signifikan. Peningkatan konsentrasi CO2 dan CH4 di atmosfer berturut-turut sebesar 41,05% dan 162,76%. Nilai radiative forcing CO2 dan CH4 di atmosfer memiliki koefisien determinasi (R2) yang relatif lebih kecil, dibandingkan dengan faktor anomali suhu permukaan laut Indonesia. Hal ini mengindikasikan bahwa respon laut terhadap kenaikan CO2 dan CH4 lebih besar dibandingkan dengan atmosfer.

Keywords

Radiative Forcing; Karbon dioksida; Metana; GAW Bukit Kototabang; SST; Suhu Permukaan Atmosfer

Full Text:

PDF

References

Azmoodehfara, M.H., & Azarmsa, S.A. (2013). Assessment the Effect of ENSO on Weather TemperatureChanges Using Fuzzy Analysis (Case Study: Chabahar), APCBEE Procedia, 5(2013) 508 – 513. doi: 10.1016/j.apcbee.2013.05.086

Caldeira, K., & Wickett, M.E. (2003). Oceanography: anthropogenic carbon and ocean pH. Nature, 425, 365-365. DOI : 10.1038/425365a

Dlugokencky, E.J., Houweling, S., Bruhwiler, L., Masarie, K.A., Lang, P.M., Miller, J.B. & Tans, P.P. (2003). Atmospheric Methane Levels Off: Temporary Pause or a New Steady-State?. Geophysical Research Letters, 30(19), 1-4.

Enting, I.G. (1998). Attribution of Greenhouse Gas Emissions, Concentrations and Radiative Forcing. CSIRO Atmospheric Research Technical Paper No. 38.

EPA. (2010). Methane and Nitrous Oxide Emissions from Natural Sources. U.S. Environmental Protection Agency, Washington, DC, USA.

Hall-Spencer, J.M., Rodolfo-Metalpa, R., Martin, S., Ransome, E., Fine, M., Turner, S.M., Rowley, S.J., Tedesco, D., & Buia, M.C. (2008). Volcanic carbon dioxide vents show ecosystem effects of ocean acidification. Nature, 454, 96–99.

Hartman, D.L. (1994). Global Physical Climatology. Academic Press. San Diego, California, USA.

Hofmann, D.J., Butler, J.H., Dlugokencky, E.J., Elkins, J.W., Masarie, K. Montzka, S.A., & Tans, P. (2006). The Role of Carbon Dioxide in Climate Forcing From 1979 to 2004:Introduction of the Annual Greenhouse Gas Index. Tellus 58(5), 614-619.

IPCC. (2001). Third Assessment Report Working Group I: Scientific Basis Chapter 6:RF of Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, UK.

IPCC. (2007). Fourth Assessment Report Working Group I: Scientific Basis Chapter 2:Changes in Atmospheric Constituents and in RF. Cambridge UniversityPress, Cambridge, UK.

IPCC. (2013a). Fifth Assessment Report Working Group I: Scientific Basis Chapter 8: Anthropogenic and Natural Radiative Forcing. Cambridge UniversityPress, Cambridge, UK.

IPCC. (2013b). Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley(eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1535 pp

https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/03/TAR-06.pdf; diakses 24 Feb 2019

Jacob, D.J. (1999). Introduction to Atmospheric Chemistry. Princeton University Press,Princeton, New Jersey.

Jacobson, M.Z. (2001). Global Direct Radiative Forcing due to Anthropogenic and Natural Aerosols. Journal of Geophysical Research, 106(D2), 1551-1568.

Khan, M.D., Rashid, H., Blume, H.P., Adachi, T., Pfisterer, U., & Muller-Thomsen, U. (2007). Source and Sink Strength of Carbon Dioxide, Methane and Distribution of Sulfatein Salt-marsh Soils at the Wadden Sea Coast of Northern Germany. Journal. Appl. Sci. Environ. Manage. 11(2), 223-229.

Kiehl, J.T., & Trenberth, K.E. (1997). Earth’s Annual Global Mean Energy Budget. Bulletin of American Meteorological Society, 78(2), 197-208.

Kirschke, S., P. Bousquet., P. Ciais., M. Saunois, J. G. Canadell., E. J. Dlugokencky., P. Bergamaschi., D. Bergmann., D. R. Blake, L. Bruhwiler., P. C. Smith, S. Castaldi., F. Chevallier., L. Feng., A. Fraser., M. Heimann., E. L. Hodson., S. Houweling., B. Josse., P. J. Fraser., P. B. Krummel., J-F. Lamarque., R. L. Langenfelds., C. Le Quéré., V. Naik., S. O’Doherty., P. I. Palmer., I. Pison., D. Plummer., B. Poulter., R. G. Prinn., M. Rigby., B. Ringeval., M. Santini., M. Schmidt., D. T. Shindell., I. J. Simpson., R. Spahni, L. P. Steele., S. A. Strode., K. Sudo., S. Szopa., G. R. van der Werf., A. Voulgarakis., M. van Weele.,R. F. Weiss.,J. E. Williams., & G. Zeng. (2013). Three decades of global methane sources and sinks. Nature Geoscience, 6:813-823.

Knutti, R., & Hegerl, G.C. (2008). The equilibrium sensitivity of the Earth’s Temperature to Radiation Changes. Nature Geoscience, 1(11), 735-743.

Krisnawati, H., Adinugroho, W.C., Imanuddin, R., & Hutabarat, S. (2015). Pendugaan Emisi Gas Rumah Kaca Tahunan dari Hutan dan Lahan Gambut di Kalimantan Tengah. Pusat Penelitian dan Pengembangan Konservasi dan Rehabilitasi, Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, Bogor, Indonesia.

Mulyani, A., Kuncoro, D., Nursyamsi, D., & Agus, F. (2016). Analisis Konversi Lahan Sawah: Penggunaan Data Spasial Resolusi Tinggi Memperlihatkan Laju Konversi yang Mengkhawatirkan. Jurnal Tanah dan Iklim, 40(2), 121-133.

Nahas, A.C., Setiawan, B., Herizal., Dlugokencky, E.J, & Conway, T. (2008). Analisis Konsentrasi Metana Atmosferik di Stasiun Pemantau Atmosfer Global Bukit Kototabang. Buletin Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, 4(3).

Orr, J.C., V.J. Fabry., O. Aumont., L. Bopp., S.C. Doney., R.A. Feely., A. Gnanadesikan., N. Gruber., A. Ishida., F. Joos., R.M. Key., K. Lindsay., E. Maier-Reimer., R. Matear., P. Monfray., A. Mouchet., R.G. Najjar., G. Plattner., K.B. Rodgers., C.L. Sabine., J.L. Sarmiento., R. Schlitzer., R.D. Slater., I.J. Totterdell., M. Weirig., Y. Yamanaka & A. Yool. (2005). Anthropogenic ocean acidification over the twenty-first century and its impact on calcifying organisms. Nature, 437, 681–686. doi:10.1038/nature04095

Pujiastuti, D. (2013). Analisis Korelasi RF Metana (CH4) dengan Perubahan Temperatur di Kototabang tahun 2004-2013. Jurnal Teknik Lingkungan UNAND, 10(1), 29-37.

Ramaswamy, V., Boucher, O., Haigh, J., Hauglustaine, D., Haywood, J., Myhre, G., Nakajima, T., Shi, G.Y., Solomon, S., Betts, R., Charlson, R., Chuang, C., Daniel, J.S., Del Genio, A., van Dorland, R., Feichter, J., Fuglestvedt, J., de, P.M., Forster, F., Ghan, S.J., Jones, A., Kiehl, J.T., Koch, D., Land, C., Lean, J., Lohmann, U., Minschwaner, K., Penner, J.E., Roberts, D.L., Rodhe, H., Roelofs, G.J., Rotstayn, L.D., Schneider, T.L., U. Schumann, U., Ramawijaya, S.E., Awaludin, M.Y., Pranowo, W.S., & Rosidah. (2012). Pemanfaatan Algoritma Zhu Untuk Analisis Karbon Laut di Teluk Banten, J. Harpodon Borneo 5(2), 131-136.

Rustam, A., Pranowo, W.S. Kepel, T.L., Adi, N.S., & Hendrajana, B. (2013). Peran Laut Jawa dan Teluk Banten Sebagai Pelepas dan/atau Penyerap CO2. Jurnal Segara. 9(1), 75-84.

Schwartz, M.D. Schwarzkopf, K.P. Shine, S. Smith, D.S. Stevenson, F. Stordal,I. Tegen, & Zhang, Y. (2018). Radiative Forcing of Climate Change,https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/03/TAR-06.pdf; diakses 6 Maret 2019

Siedler, G., Griffies, S.M., Gould, J., & Church, J.A (Eds.). (2013). Ocean Circulation and Climate - A 21 Century Perspective. Academic Press.

UNEP. (2007). Climate Change 2007 : Synthesis Report.Veron, J., Hoegh-Guldberg, O., Lenton, T. 2009. The coral reef crisis: The critical importance of <350 ppm CO2. Mar. Pollut. Bull. 58, 1428–1436.

Wallace, J.M., & Hobbs, P.V. (2006). Atmospheric Science an Introductory Survey. Academic Press is an imprint of Elsevier. San Diego, California, USA.

Xie, B., Zhang, H., Yang, D., & Wang, Z.L. (2016). A modeling study of effective radiative forcing and climate response due to increased methane concentration. Advances in Climate Change Research, 7, 241-246. DOI : 10.1016/j.accre.2016.12.00

Xue, L., Wang, H., Jiang, L.Q., Cai, W.J., Wei, Q., Song, H., Kuswardani, A.R.T.D., Pranowo, W.S., Beck, B., Liu, L., & Yu, W. (2016). Aragonite saturation state in a monsoonal upwelling system off Java, Indonesia. Journal of Marine Systems, 153, 10-17. DOI: 10.10.16/j.jmarsys.2015.08.003.

Yashiro. Y., Kadir, W.R., Okuda, T., & Koizumi, H. (2008). The effects of logging on soil greenhouse gas (CO2, CH4, N2O) flux in a tropical rain forest, Peninsular Malaysia. Agricultural and Forest Meteorology, 148(5), 799-806. DOI : 10.1016/j.agrformet.2008.01.010

Zhang, L., Sun, D.Z., & Karnauskas, K.B. (2019). The Role of the Indian Ocean in Determining the Tropical Pacific SST Response to Radiative Forcing in an Idealized Model. Dynamics of Atmospheres and Oceans, 86, 1-9. DOI : 10.1016/j.dynatmoce.2019.02.003

Zimnoch, M., Necki, J., Chmura, L., Jasek, A., Jelen, D., Galkowski, M.,Kuc, T., Gorczyca, Z., Bartyzel, J., & Rozanski, K. (2018). Quantification of carbon dioxide and methane emissionsin urban areas: source apportionment basedon atmospheric observations. Mitigation and Adaptation Strategies Global Change, 24(6), 1051-1071. https://doi.org/10.1007/s11027-018-9821-0