Lautan

Buka gambar fitur

Perubahan Iklim: Sebuah Catatan Untuk Ahli Cuaca dan Iklim

Daftar Isi

1. Memahami Sistem Iklim

2. Variabilitas Temporal Alamiah dalam Sistem Iklim

3. Dampak Manusia Pada Sistem Iklim

4. Pemodelan Perubahan Iklim

5. Prediksi Iklim

6. Pengamatan Untuk Pemantauan Iklim Jangka Panjang

7. Pemodelan, Deteksi, dan Atribusi Perubahan Iklim Baru dan Masa Depan

8. Dampak Potensial Perubahan Iklim

Referensi:

Diterjemahkan dan dikembangkan dari: WMO, 2002: Introduction to Climate Change: Lecture Notes for Meteorologist

Chapter 1. Memahami Sistem Iklim

1.4 Karakteristik komponen sistem iklim

1.4.3 Lautan

Laut memiliki dampak besar pada iklim atmosfer. Laut mencakup sekitar 71 persen permukaan Bumi dan oleh karena itu memiliki peran dominan dalam transfer energi dan properti lain antara atmosfer dan permukaan Bumi.

Kapasitas panas yang besar sebagai sumber transfer energi permukaan melalui sirkulasi dalam laut akan memberikan efek sebagai pengatur pada variabilitas suhu atmosfer. Arus laut mentransfer sejumlah besar energi panas dari daerah khatulistiwa. 

Terakhir, laut adalah sumber penting untuk uap air atmosfer, serta sebagai sumber dan penampung gas rumah kaca lainnya.

Kapasitas panas laut melebihi atmosfer sekitar 1000 kali lipat. Ini disebabkan oleh perbedaan baik dalam kapasitas panas per unit massa (panas spesifik air cair sekitar empat kali lipat panas udara), maupun total massa antara laut dan atmosfer.

Kapasitas panas laut memengaruhi suhu atmosfer melalui transportasi laut (baik horizontal maupun vertikal) yang menghasilkan dan mempertahankan suhu air permukaan lebih hangat atau lebih dingin daripada atmosfer, menghasilkan transfer panas yang besar. Kedalaman interaksi laut dengan atmosfer bergantung pada skala waktu yang dipertimbangkan.

Untuk variasi harian, kedalaman kecil, sekitar lima hingga 10 meter. Untuk variasi musiman, kedalaman adalah 20-200 meter (kedalaman lapisan permukaan laut yang bercampur baik). Laut adalah komponen utama dalam menentukan iklim dan variasinya untuk kondisi tahunan, rata-rata tahunan, dan periode lebih lama.

Pengaruh kuat laut terhadap suhu udara permukaan jelas terlihat. Gambar 1.10 menunjukkan kondisi klimatologis suhu permukaan laut untuk Januari dan Juli.

Gambar 10a. Rata-rata suhu permukaan laut global bulan Januari
Gambar: https://www.cpc.ncep.noaa.gov

Gambar 10ba. Rata-rata suhu permukaan laut global bulan Juli
Gambar: Gambar: https://www.cpc.ncep.noaa.gov

Pola suhu ini mirip dengan suhu udara permukaan di atas laut yang ditunjukkan pada Gambar 1.6. Suhu laut maksimum di daerah khatulistiwa dan berkurang ke arah kutub. Namun, penurunan ke arah kutub di hemisfera musim dingin tidak secepat yang dialami oleh suhu permukaan tanah.

Kapasitas panas laut yang besar menyebabkan perbedaan suhu dari musim panas ke musim dingin di atas laut umumnya jauh lebih kecil dibandingkan perbedaan suhu dari musim panas ke musim dingin di daerah daratan pada lintang yang sama.

Daerah daratan yang berdekatan dengan laut, sebenarnya, mengalami pengurangan suhu dingin musim dingin dan suhu panas musim panas dibandingkan dengan daerah daratan lain pada lintang yang sama.

Misalnya, bahwa pada bulan Januari di 50 °N, suhu udara permukaan rata-rata jauh di bawah titik beku di Amerika Utara timur, jauh di atas titik beku di Atlantik tengah (sebagaimana suhu permukaan laut), dan masih di atas titik beku di Eropa Barat (lihat Gambar 1.6).

Arus laut memiliki pengaruh besar pada suhu permukaan laut. Penting untuk memahami arus ini untuk sepenuhnya memahami interaksi laut dalam sistem iklim.

Hukum dasar dinamika fluida geofisika berlaku seperti halnya untuk gerakan atmosfer. Seperti halnya atmosfer, variasi spasial dalam pemanasan, terutama di lapisan permukaan laut, menyebabkan gradien tekanan horizontal yang menyebabkan gerakan.

Namun, kondisi lautan berbeda dari atmosfer dalam dua cara mendasar. Pertama, gaya utama laut berada pada batas atas, sedangkan gaya utama atmosfer berada pada batas bawahnya.

Angin atmosfer di atas laut adalah faktor utama yang menyebabkan arus permukaan laut melalui proses gesekan permukaan. Sebaliknya, untuk atmosfer, kondisi gesekan pada batas bawahnya cenderung mengurangi gerakan atmosfer.

Kedua, densitas air laut ditentukan terutama oleh salinitas dan suhunya, bukan oleh tekanan, suhu, dan kandungan uap air seperti dalam atmosfer. Faktor uap air relatif tidak penting untuk densitas atmosfer kecuali dalam kondisi panas dan lembab.

Di sisi lain, salinitas dapat memainkan peran besar untuk densitas laut terutama ketika suhu mendekati pembekuan, dalam hal ini densitas berubah sangat sedikit dengan suhu. Kondisi salinitas di daerah laut kutub penting untuk menentukan apakah gerakan vertikal yang signifikan terjadi di area lokal.

Variasi densitas air laut menurut suhu dan salinitas ditunjukkan dalam Gambar 1.11. Nilai densitas ditunjukkan sebagai perbedaan dari 1000 kg m-3. Dengan demikian, sebagai contoh, untuk suhu 10°C dan salinitas 16 bagian per seribu, densitas air lautnya sekitar 1016 kg m-3.

Gambar 1.11 Variasi densitas air laut menurut suhu dan salinitas

Gambar: https://www.atmos.washington.edu/

Arus laut lapisan permukaan utama ditunjukkan dalam Gambar 1.12. Arus laut menghasilkan transportasi energi termal yang signifikan dari khatulistiwa ke kutub. Arus yang bergerak ke utara di lepas pantai Asia dan Amerika Utara (arus Kuroshio dan Gulf Stream) membawa air hangat dari tropis.

Gambar 1.12 Arus laut selama musim dingin di Belahan Bumi Utara

Gambar: https://www.researchgate.net/ publication/ 351150122_How_ Good_Is_the_STW _Sensor_An_Account_from_a_Larger_ Shipping_Company

Arus ke arah khatulistiwa di sisi barat benua (arus California, Peru, dan Benguela) membawa air dingin menuju khatulistiwa. Arus di lapisan laut dalam terbentuk terutama karena gradien tekanan dari variasi densitas (arus termohalin).

Variasi densitas sangat dipengaruhi oleh sumber air tawar dari aliran permukaan daratan dan pelelehan es laut serta penguapan air tawar dari permukaan laut. Arus ini menyediakan keterhubungan antara air laut dalam dan permukaan yang melibatkan sebagian besar laut dan memberikan dampak laut pada variasi sistem iklim dalam skala waktu berabad-abad, milenium, dan bahkan lebih lama.

Laut memainkan peran penting sebagai sumber dan penampung gas atmosfer, termasuk gas rumah kaca. Perubahan suhu laut dapat mengubah kapasitas penampungan gas dan dapat menghasilkan aliran keluar bersih atau masuk ke atmosfer.

Terutama mencolok adalah kasus karbon dioksida. Diperkirakan bahwa karbon dioksida yang larut dalam lapisan atas laut hampir 50 persen lebih banyak daripada total jumlahnya di atmosfer (1020 versus 750 gigaton karbon). Lihat Gambar 1.13.

Gambar 1.13 Skema siklul karbon global

Gambar: https://nimbus.elte.hu/~bzoli/ thesis/node3.html

Dengan demikian, potensi efek pada konsentrasi karbon dioksida atmosfer dan dampak radiasinya akibat perubahan laut sangat besar.

Sebagai kesimpulan, laut adalah komponen yang sangat penting dan interaktif dalam sistem iklim. Atmosfer memaksa gerakan laut melalui gesekan permukaan dan memengaruhi suhu laut melalui transfer energi panas, laten, dan radiatif di antarmuka laut–atmosfer.

Laut memengaruhi suhu atmosfer karena kapasitas panas yang besar yang ditingkatkan oleh sirkulasi yang mendistribusikan energi panasnya secara internal. Laut juga merupakan sumber dan penampung uap air atmosfer dan gas rumah kaca lainnya serta komponen biosfera yang penting.

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"?