Umpan Balik Iklim dalam Perubahan Iklim

Skema umpan balik dalam perubahan iklim menurut IPCC. Tanda-tanda yang berbeda mengacu pada tanda-tanda umpan balik yang berbeda.

Umpan balik positif memperkuat efek gaya eksternal (misalnya umpan balik uap air) dan umpan balik negatif mengurangi efek gaya eksternal (misalnya umpan balik radiasi gelombang panjang).

Contoh umpan balik yang mungkin positif atau negatif adalah umpan balik cloud. Kotak yang lebih kecil menyoroti perbedaan besar dalam skala waktu untuk berbagai masukan.
Gambar: https://www.ipcc.ch/ report/ar5/wg1/ introduction/

Climate4life.info - Memahami Umpan Balik Iklim (Climate Feedback) dalam Studi Perubahan Iklim

Definisi Umpan Balik Iklim

Umpan balik adalah istilah yang umumnya digunakan dalam literatur ilmu iklim.

Definisi umpan balik iklim menurut IPCC adalah "interaksi di mana gangguan pada satu aspek iklim menyebabkan perubahan pada aspek lain dalam waktu tertentu, dan perubahan pada aspek kedua tersebut pada akhirnya memicu perubahan tambahan pada aspek pertama.

Umpan balik negatif merujuk pada situasi di mana gangguan awal dilemahkan oleh perubahan yang timbul darinya, sementara umpan balik positif adalah situasi di mana gangguan awalnya justru diperkuat."

Konsep umpan balik iklim memiliki peran penting dalam mengevaluasi apakah suatu sistem akan mengalami penguatan atau penekanan akibat gangguan atau dorongan eksternal. Umpan balik positif dan negatif dapat terjadi dalam sistem iklim.

Penting untuk memahami perbedaan antara proses internal dan eksternal guna memperkaya konseptualisasi kita mengenai umpan balik iklim. Proses internal merujuk pada peristiwa yang terjadi dalam sistem iklim, mencakup sistem cuaca atmosfer, sirkulasi lautan, dan proses yang terjadi di permukaan tanah.

Sebaliknya, proses eksternal tidak dipengaruhi oleh kondisi sistem, melainkan memengaruhi sistem iklim. Sebagai contoh, suhu udara permukaan bumi dipengaruhi oleh intensitas sinar matahari. Dengan kata lain, perubahan kecerahan matahari akan berdampak pada perubahan suhu bumi.

Umpan Balik Uap Air

Umpan balik uap air merupakan elemen krusial dalam atmosfer, di mana uap air berperan sebagai gas radiasi dominan yang menguasai opasitas inframerah. 

Memahami konsentrasi uap air di atmosfer menjadi penting ketika terjadi peningkatan konsentrasi gas rumah kaca lainnya, yang dapat memicu pemanasan global dan perubahan iklim. Hal ini disebabkan oleh dampak positif peningkatan gas rumah kaca selain uap air terhadap konsentrasi uap air itu sendiri.

Studi model iklim menunjukkan bahwa umpan balik uap air memiliki peran positif yang signifikan, meningkatkan sensitivitas suhu permukaan terhadap karbon dioksida hampir dua kali lipat jika diisolasi dari umpan balik iklim lainnya. 

Pada kondisi iklim yang menghangat, konsentrasi uap air di atmosfer cenderung meningkat, yang secara signifikan memperkuat efek rumah kaca dan mengakibatkan pemanasan tambahan. Respons ini, tentu saja, bersifat positif.

Meskipun umpan balik uap air terbesar dilaporkan terjadi di daerah tropis, di mana lingkungan tropis mendukung suhu udara yang lebih tinggi dan konsentrasi uap air maksimum, wilayah Kutub juga mengalami umpan balik uap air meski lebih lemah.

Umpan balik Albedo Salju dan Es

Umpan balik Albedo Salju dan Es berdasarkan ide bahwa lapisan salju dan es memengaruhi suhu di permukaan dan menyerap sinar matahari lebih sedikit dibandingkan dengan permukaan yang gelap. 

Ketika iklim menjadi lebih hangat, lapisan salju dan es kemungkinan akan berkurang karena suhu yang lebih tinggi. Uap air, yang merupakan gas utama yang menyerap radiasi, juga berperan penting dalam iklim yang menghangat. 

Konsentrasi uap air di atmosfer meningkat dalam iklim yang lebih panas, meningkatkan efek rumah kaca dan menyebabkan pemanasan tambahan.

Ketika salju dan es mencair, permukaan bawahnya terbuka, seperti batu atau laut, sehingga menyerap lebih banyak sinar matahari. Dengan kata lain, ketika suhu permukaan meningkat, albedo, yaitu kemampuan permukaan untuk memantulkan sinar matahari, akan berkurang karena es mencair. 

Ini menyebabkan lebih banyak energi matahari diserap, yang pada akhirnya mempercepat pencairan es. Siklus umpan balik atau umpan balik positif ini dapat menguatkan pendinginan dan pemanasan secara bersamaan. 

Sebagai contoh, dalam kondisi perubahan iklim yang semakin dingin, peningkatan lapisan es dan salju akan memantulkan lebih banyak sinar matahari, meningkatkan pendinginan. Secara sederhana, setiap umpan balik iklim yang menyebabkan penurunan albedo karena kenaikan suhu permukaan dapat dianggap sebagai umpan balik iklim yang positif.

Umpan Balik Awan

Masukan awan, atau yang dikenal sebagai "cloud feedback," menjadi fokus perhatian dalam memahami perubahan iklim karena merupakan sumber utama ketidakpastian dalam meramalkan perubahan iklim, dan proses awan sendiri memiliki tingkat kompleksitas yang sulit dipahami. 

Proses awan mencakup mikrofisika awan, radiasi, dinamika, turbulensi, dan kimia, yang semuanya memiliki peran penting dalam sistem iklim global karena berpotensi memberikan kontribusi terhadap umpan balik iklim.

Ketika permukaan bumi mengalami pemanasan, hal ini dapat menyebabkan pembentukan lebih banyak awan. Dampaknya, peningkatan albedo akibat jumlah awan yang lebih banyak dapat mengakibatkan penurunan suhu udara permukaan. 

Umpan balik awan dianggap sebagai umpan balik negatif karena mengurangi gangguan asli, yaitu pemanasan permukaan. 

Namun, perlu dicatat bahwa karena awan terbentuk dari uap air, peningkatan pembentukan awan akibat pemanasan permukaan dapat menyebabkan peningkatan kandungan uap air di atmosfer, yang pada gilirannya menyebabkan lebih banyak pemanasan permukaan.

Semua ini merupakan respons positif. Menggabungkan efek umpan balik positif dan negatif dari umpan balik awan merupakan tantangan dalam studi pemodelan dan berkontribusi pada tingkat ketidakpastian dalam proyeksi perubahan iklim. 

Meskipun demikian, dilaporkan bahwa efek bersih dari umpan balik awan cenderung bersifat positif.

Umpat Balik Lapse Rate

Umpan balik lapse rate atau laju susut merupakan istilah yang merujuk pada perubahan suhu atmosfer seiring dengan perubahan ketinggian. 

Laju selang waktu, yang didefinisikan sebagai "laju perubahan variabel atmosfer, biasanya suhu, dengan ketinggian," dianggap positif ketika variabel atmosfer menurun seiring dengan peningkatan ketinggian. 

Intensitas efek rumah kaca dipengaruhi oleh sejauh mana suhu atmosfer di troposfer mengalami penurunan seiring dengan ketinggian. Dengan kata lain, semakin besar penyimpangan tingkat lapse, semakin kuat efek rumah kaca tersebut.

Laju selang waktu dipengaruhi oleh beberapa faktor, termasuk "proses radiasi," "proses dinamis berskala besar," dan "konveksi." Di daerah tropis, laporkan bahwa laju penurunan adiabatik lembab cenderung menurun seiring peningkatan suhu permukaan, sehingga umpan balik laju penurunan disebut sebagai negatif (NRC 2003). 

Dalam konteks ini, ketika tingkat lapse bersifat negatif, perubahan suhu yang lebih besar terjadi di bagian atas troposfer. Sebaliknya, umpan balik laju selang positif terjadi ketika perubahan suhu yang lebih besar diamati di permukaan.

Umpan Balik Lautan

Lautan memiliki peran yang krusial dalam menentukan iklim Bumi. Lebih lanjut, kemungkinan besar hal-hal tersebut memiliki dampak yang signifikan pada perubahan iklim yang disebabkan oleh aktivitas manusia.

Lautan memengaruhi iklim global dengan berbagai cara. Sistem terpadu laut-atmosfer menunjukkan pergerakan uap air dari laut ke atmosfer, sementara sirkulasi laut yang dipicu oleh angin berinteraksi dengan atmosfer, berperan penting dalam mengatur distribusi panas global.

Dengan kapasitas panas yang besar, laut memiliki kemampuan untuk mempertahankan suhu jauh lebih lama dibandingkan dengan atmosfer.

Penutup

Umpan balik iklim yang terjadi dalam sistem iklim yang dinamis dan kompleks melibatkan berbagai elemen seperti sirkulasi atmosfer skala besar, sirkulasi lautan, vegetasi, dan lapisan es. 

Contoh umpan balik seperti pencairan lapisan es pada skala benua, umumnya dilaporkan terjadi dalam rentang waktu berabad-abad. Sebaliknya, umpan balik seperti yang terkait dengan uap air terjadi dalam skala waktu berhari-hari atau berminggu-minggu.

Pengamatan dan pengukuran umpan balik iklim memerlukan analisis jangka panjang untuk melihat perubahan yang terjadi seiring waktu. 

Rujukan

https://www.egyankosh.ac.in/bitstream/123456789/53802/1/Unit-4.pdf

Dukung Kami

Climate4life.info mendapat sedikit keuntungan dari penayangan iklan yang ada dan digunakan untuk operasional blog ini.
Jika menurut anda artikel pada blog ini bermanfaat, maukah mentraktir kami secangkir kopi melalu "trakteer id"?