Aerosol - Partikel Kecil Namun Berdampak Besar Pada Iklim

Climate4life.info - Sunset yang tampak kemerahan¹ atau udara perkotaan yang terlihat kabur bahkan terbentuknya awan² adalah fenomena yang disebabkan oleh keberadaan aerosol di atmosfer.

Partikel aerosol sangat kecil bahkan tak kasat mata. Pada saat kita memandang ke udara bebas yang nampak bersih, sebenarnya ada milyaran aerosol yang melayang di sekitar kita.

Baca juga:
Gloming - Kamus Istilah Meteorologi dan Klimatologi alert-info

Meski ukurannya sangat kecil dan sebagian besar tidak terlihat oleh mata biasa, aerosol memberi pengaruh besar terhadap iklim di bumi dan juga kesehatan manusia.

Apa itu Aerosol

Aerosol merupakan partikel padat atau cair halus yang mengambang di atmosfer. Masa tinggalnya biasanya selama berhari-hari hingga berminggu-minggu sebelum jatuh ke tanah atau tersapu oleh hujan atau salju³.

Inilah mengapa sesudah hujan biasanya udara terasa bersih, segar dan langit akan terlihat biru, karena hujan membawa turun partikel yang ada di atmosfer.

Aerosol bisa berupa tetesan kecil, partikel debu, serpihan karbon hitam halus, dan benda lainnya, dan saat melayang di atmosfer, aerosol mengubah seluruh keseimbangan energi planet ini⁴.

Sumber dan Komposisi Aerosol

Aerosol berasal aktivitas manusia meliputi pembakaran bahan bakar fosil, bahan bakar nabati, dan sayuran serta dari sumber alam (seperti debu gurun, semburan laut, dan letusan gunung berapi). 

Partikel aerosol kecil tetapi dalam jumlah yang sangat banyak seringkali terdiri dari sejumlah zat anorganik dan organik. Bentuk yang terlihat dari bulu aerosol atmosfer termasuk asap, kabut asap, kabut dan debu.

Aerosal berasal dari sumber primer dan sekunder⁵.

Aerosol "primer", seperti debu, jelaga, atau garam laut, berasal dari permukaan bumi. Aerosol primer ini terangkat ke atmosfer oleh hembusan angin kencang, semburan ke udara dari letusan gunung berapi, atau dari cerobong asap atau api.

Partikel tersebut kemudian terbang dan mengambang di atas permukaan bumi berhari-hari, bulan hingga tahunan.

Tampilan jarak dekat dari partikel jelaga hitam dan tetesan air²

Adapun Aerosol "sekunder" terbentuk ketika berbagai partikel yang mengambang di atmosfer  seperti senyawa organik yang dilepaskan tanaman, tetesan asam cair, atau bahan lain kemudian bertabrakan atau juga menyebabkan reaksi kimia atau fisik⁶.

Pengaruh Aersol Terhadap Kesehatan 

Ukuran aerosol berkaitan langsung dengan dampaknya terhadap kesehatan manusia.

Partikel kecil dengan diameter kurang dari 10 mikrometer merupakan masalah terbesar, karena partikel tersebut dapat masuk jauh ke dalam paru-paru, dan beberapa bahkan dapat masuk ke aliran darah kita.

Mengutip EPA⁷, paparan partikel semacam ini dapat memengaruhi paru-paru dan jantung Anda. Sejumlah penelitian ilmiah telah mengaitkan paparan polusi partikel dengan berbagai masalah, termasuk:

• kematian dini pada orang dengan penyakit jantung atau paru-paru.
• serangan jantung nonfatal.
• detak jantung tidak teratur.
• asma yang diperburuk.
• penurunan fungsi paru.
• gejala pernapasan yang meningkat, seperti iritasi pada saluran udara, batuk atau kesulitan bernapas.

Orang dengan penyakit jantung atau paru-paru, anak-anak, dan orang dewasa yang lebih tua kemungkinan besar akan terpengaruh oleh paparan polusi partikel.

Pengukuran Aerosol

Kajian bahwa aerosol dapat memengaruhi iklim telah puluhan tahun dilakukan. 

Akan tetapi pengukuran yang diperlukan untuk menetapkan besarnya pengaruh aerosol tersebut dan juga penelitian apakah jenis aerosol tertentu dapat menghangatkan atau mendinginkan suhu di permukaan bumi masih sedikit.

Dengan perkembangan teknologi saat ini, para ilmuwan telah menggunakan berbagai satelit, pesawat, dan instrumen berbasis darat untuk memantau aerosol.

Mengutip Nasa⁸,  Radiometer merupakan instrumen yang mengukur keberadaan aerosol yang saat ini banyak tersedia dengan jaringan yang luas di seluruh dunia.

Jaringan pengamatan aerosol dari NASA

Pengukuran yang dilakukan terhadap kedalaman optik aerosol (AOD), yang merupakan perbandingan antara ukuran jumlah cahaya yang dihamburkan dan diserap aerosol di atmosfer.

• Pengamatan Atmospheric Optical Depth, salah satu indikator kualitas udara

Kedalaman optik kurang dari 0,05 menunjukkan langit cerah dengan aerosol relatif sedikit dan jarak pandang maksimum, sedangkan nilai 1 menunjukkan kondisi berkabut.

Kedalaman optik di atas 2 atau 3 menunjukkan konsentrasi aerosol yang sangat tinggi.

Instrumen pemantau aerosol juga mengukur single scattering albedo (SSA), fraksi cahaya yang terhambur dibandingkan total.

Nilai untuk sebagian besar aerosol berkisar dari sekitar 0,7 untuk partikel yang sangat menyerap hingga 1 untuk aerosol yang hanya menyebarkan cahaya.

Instrumen satelit pertama yang mampu memonitor secara kasar kedalaman optik aerosol dari luar angkasa adalah Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR). 

Metode ini akan mendapatkan kedalaman optik dari pengukuran dalam spektrum tampak dan inframerah dekat, telah dilakukan akhir 1970-an. AVHRR, radiometer pasif, mengukur intensitas sinar matahari saat memantulkan aerosol, menggunakan laut gelap sebagai latar belakang.

Selama beberapa dekade berikutnya, instrumen telah berkembang lebih canggih dan memungkinkan untuk mempelajari aerosol di daratan juga.

Radiometer yang lebih baru seperti Multi-angle Imaging Spectroadiometer (MISR) dan Moderate Resolution Imaging Spectroradiomer (MODIS) mampu mengamati aerosol sudut dan panjang gelombang yang lebih besar sehingga dapat memberikan hasil yang lebih akurat.

Bagaimana Aerosol Memengaruhi Iklim

Aerosol di atmosfer ada yang berfungsi memantulka radiasi matahari yang datang, ada juga yang dapat menyerap radiasi tersebut.

Dengan perilaku ini, aerosol memengaruhi iklim dalam dua cara berupa mendinginkan suhu bumi atau sebaliknya memanaskan suhu permukaan bumi. Aerosol juga berperan pada proses pembentukan awan yang pada akhirnya menentukan potensi hujan.

1. Aerosol mendinginkan suhu bumi

Saat radiasi matahari memasuki atmosfer bumi, sebagian dipantulkan oleh aerosol yang memang memiliki sifat reflektor. Aerosol jenis ini berupa debu dari bahan padat tanah dan batuan.

Dengan demikian panas yang mencapai permukaan bumi menjadi lebih sedikit yang tentunya pemanasan permukaan menjadi berkurang. Karenanya suhu akan menjadi lebih dingin³.

Peristiwa terbesar seperti letusan Gunung Tambora di NTB pada 1815 yang semburan debunya mencapai Eropa. Dampaknya pada tahun berikutnya dikenal sebagai tahun tanpa musim panas di Eropa⁹.

2. Aerosol memanaskan suhu bumi

Proses ini merupakan mekanisme yang sama dengan efek gas rumah kaca. Aerosol penyerap panas, khususnya karbon hitam (Black Carbon - BC) dapat memerangkap energi matahari di dalam atmosfer.

• Mengenal Gas Rumah Kaca - Pemicu Pemanasan Global

Meskipun penyerapan seperti refleksi, cenderung mengurangi sinar matahari di permukaan tanah, peningkatan pemanasan atmosfer pada akhirnya menghangatkan permukaan, dan melawan pendinginan yang disebabkan oleh pantulan⁴.

Black Carbon umumnya berasal dari proses pembakaran batu bara dan kayu. Semakin banyak bahan berbasis karbon yang terkumpul di atmosfer, semakin banyak pemanasan yang dialami atmosfer⁵.

3. Aerosol memengaruhi proses pembentukan awan

Aerosol di atmosfer bertindak sebagai inti kondensasi yang berperan sebagai tempat perubahan uap air menjadi tetes air. Tetes air ini pada akhirnya merupakan awal dari terbentuknya awan.

• Sifat fisis atmosfer, uap air dan laju penurunan suhu udara di atmosfer

Peningkatan jumlah aerosol dapat meningkatkan konsentrasi bilangan CCN (cloud condensation nuclei) dan menyebabkan tetesan awan yang lebih banyak. 

Proses siklus hidup awan selanjutnya  dikendalikan oleh interaksi yang erat antara meteorologi dan mikrofisika aerosol dan awan, termasuk proses umpan balik yang kompleks, yang masih sulit untuk diikuti secara pasti.

Demikian uraian bagaimana aerosol yang merupakan partikel sangant kecil namun memberi dampak besar pada iklim bumi kita.

Referensi:

1. https://www.spc.noaa.gov/publications/corfidi/sunset/
2. https://svs.gsfc.nasa.gov/10387
3. https://www.gfdl.noaa.gov/aerosols-and-climate/
4. https://www.nationalgeographic.com/environment/global-warming/aerosols/
5. https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/aerosols-and-their-relation-to-global-climate-102215345/
6. https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/aerosol
7. https://www.epa.gov/pm-pollution/health-and-environmental-effects-particulate-matter-pm
8. https://earthobservatory.nasa.gov/features/Aerosols/page1.php
9. https://www.researchgate.net/publication/306042378_Situating_1816_the_'year_without_summer'_in_the_UK

Climate4life.info mendapat sedikit keuntungan dari penayangan iklan dan digunakan untuk operasional blog ini.

Jika menurut anda artikel ini bermanfaat, maukah mentraktir kami secangkir kopi melalu "trakteer id"?