GAS APA YANG MENYEBABKAN ATMOSFERA TERLALU PANAS? - SAINS - 2025

Gas yang menyebabkan atmosfer terlalu panas adalah gas yang menyerap dan memancarkan sinaran inframerah. Begitu juga, gas yang merosakkan lapisan ozon menyumbang kepada pemanasan berlebihan, kerana ia memudahkan penembusan radiasi ultraviolet yang lebih besar.

Pemanasan global adalah peningkatan suhu rata-rata di biosfera daratan yang berlaku kerana kesan rumah hijau. Kesan ini adalah fenomena semula jadi yang terdiri daripada menyekat keluarnya haba terestrial (sinaran inframerah) ke luar angkasa.

Gas yang menyebabkan terlalu panas. Sumber: Dasi yang longgar

Penyumbatan ini disebabkan oleh beberapa gas yang secara semula jadi membentuk atmosfera bumi, seperti wap air dan CO2. Ini adalah fenomena yang berlaku secara semula jadi dan membolehkan planet ini mempunyai suhu yang sesuai secara biologi.

Bagaimana gas memanaskan Bumi?

Sumber tenaga asas yang menghangatkan Bumi adalah sinaran matahari, terutamanya sinaran ultraviolet. Ia disaring sebahagian oleh lapisan ozon (O3) di stratosfera.

Sinaran ultraviolet (gelombang pendek) yang berjaya menembusi memanaskan permukaan bumi dan panasnya dipancarkan ke angkasa sebagai sinaran inframerah (gelombang panjang). Walau bagaimanapun, terdapat pengaruh manusia terhadap proses tersebut kerana pengeluaran gas rumah hijau secara buatan.

Gas-gas ini menyerap dan mengeluarkan haba atau memusnahkan ozon yang mengatur kemasukan sinaran ultraviolet. Gas yang menyumbang kepada kesan rumah hijau, baik secara semula jadi atau oleh pengaruh manusia, dipanggil Greenhouse Gases (GHG).

Pada peringkat global, perhatian khusus diberikan kepada pemanasan global dan pemusnahan lapisan ozon. Protokol Montreal mengenai Bahan yang Mengurangkan Lapisan Ozon adalah perjanjian antarabangsa yang mula berkuat kuasa pada tahun 1989 dan mengatur penggunaan gas ini.

Protokol ini disahkan oleh 65 negara dengan pindaan Kigali pada 1 Januari 2019. Sebaliknya, Protokol Kyoto menangani isu-isu mengenai pemanasan global.

Dalam Protokol Kyoto, enam gas rumah hijau dipertimbangkan iaitu karbon dioksida, metana, nitrat oksida, hidrofluorokarbon, hidrokarbon perfluorinasi dan sulfur heksafluorida.

Untuk menilai gas yang menghasilkan pemanasan berlebihan, jangka hayat penggunaannya dan potensi pemanasan globalnya (GWP) dipertimbangkan. GWP membandingkan jumlah haba yang terperangkap oleh gas dengan haba yang terperangkap oleh CO2, yang mana GWP diseragamkan kepada 1.

Gas utama menyebabkan atmosfera terlalu panas

Wap air

Wap air adalah komponen semula jadi dan penting dari atmosfera Bumi dan memainkan peranan yang sangat penting dalam kesan rumah hijau kerana kemampuannya menyerap haba. Di samping itu, air dalam keadaan cair dan pepejal mencerminkan tenaga suria, menyejukkan Bumi.

Karbon dioksida (CO2)

Karbon dioksida adalah gas rumah hijau utama, yang bertanggungjawab untuk lebih dari 80% peningkatan fenomena ini. Tahap CO2 telah meningkat dengan kuat kerana aktiviti industri dan pengangkutan.

Menurut beberapa anggaran, sebelum Revolusi Perindustrian, kepekatan CO2 di atmosfera mencapai sekitar 280 ppm (bahagian per juta) dan pada tahun 1998 mencapai 365 ppm. Ini menunjukkan kadar kenaikan 1.5 ppm per tahun dan kenaikan 31% dari tahap 1750.

Kepekatan CO2. Sumber: Hannes Grobe 21:17, 5 November 2006 (UTC)

Dengan menentukan komposisi isotop CO2 atmosfera semasa, telah ditunjukkan bahawa kenaikan itu berlaku akibat pembakaran bahan bakar fosil dan penebangan hutan. CO2 berfungsi dengan menyerap dan memancarkan sinaran inframerah dan mempunyai umur berguna 5 hingga 200 tahun.

Metana (CH

Metana adalah gas rumah hijau kedua, menyumbang sekitar 17% pemanasan, melalui penyerapan dan penyinaran haba. Walaupun banyak gas ini berlaku secara semula jadi, terutamanya di kawasan paya, terdapat sumbangan manusia yang penting (sekitar 50%).

Kepekatan metana. Sumber: Metana-global-rata-rata-2006.jpg: NOAArivatif kerja: Ortisa

Kira-kira 60% metana yang ada di atmosfera adalah hasil aktiviti manusia (antropik). Antara sumber antropik utama adalah ternakan ruminan, penanaman padi, eksploitasi bahan bakar fosil dan pembakaran biomas.

Tahap anggaran gas ini sebelum Era Perindustrian adalah 700 ppb (bahagian per bilion) dan untuk tahun 1998 mencapai 1,745 ppb, yang menunjukkan peningkatan 149%. Walau bagaimanapun, metana mempunyai kehidupan yang berguna di atmosfera yang lebih rendah, hanya mencapai 12 tahun.

Nitrogen oksida (NOx)

NOx, terutamanya nitrat oksida, menyumbang kepada pemusnahan ozon stratosferik dengan meningkatkan jumlah sinaran ultraviolet yang menembusi Bumi. Gas-gas ini berasal dari pengeluaran industri asid nitrik, asid adipik dan penggunaan baja.

Nitrous oxide (N2O) mempunyai kepekatan atmosfera 270 ppb sebelum Era Industri, sehingga mencapai 314 ppb pada tahun 1998. Ini menunjukkan peningkatan konsentrasi 16%, dan mempunyai jangka hayat 114 tahun yang menjadikannya sangat bermasalah.

Hidrofluorokarbon (HFC)

Mereka adalah gas yang digunakan dalam pelbagai aplikasi industri, menggantikan CFC yang dibatasi oleh perjanjian Montreal. Walau bagaimanapun, HFC juga mempengaruhi lapisan ozon dan mempunyai daya tahan aktif yang tinggi di atmosfer (hingga 260 tahun).

Gas-gas ini tidak ada di atmosfer, mereka diperkenalkan oleh manusia dan dalam kasus HFC-23 mencapai konsentrasi 14 ppt (bahagian per trilion).

Hidrokarbon terfluorinasi (PFC)

PFC dihasilkan di kemudahan pembakaran untuk proses peleburan aluminium. Seperti HFC, mereka mempunyai kekekalan tinggi di atmosfera dan mempengaruhi integriti lapisan ozon stratosferik.

Sulfur heksafluorida (SF6)

Ini adalah gas lain yang kesannya terlalu panas melalui pemusnahan lapisan ozon. Ia digunakan dalam peralatan voltan tinggi dan dalam pengeluaran magnesium, dan mempunyai daya tahan tinggi di atmosfera.

Klorofluorokarbon (CFC)

CFC adalah gas rumah hijau yang kuat yang merosakkan ozon stratosfera dan dikawal selia di bawah Protokol Montreal. Namun, di beberapa negara masih digunakan, seperti China.

Kerosakan pada lapisan ozon disebabkan oleh atom klorin yang terurai ketika terkena sinaran ultraviolet.

Klorofluorokarbon utama adalah CFC-11, CFC-12, CFC-13, CFC-113, CFC-114 dan CFC-115. Gas-gas ini tidak ada di atmosfer, tetapi pada tahun 1998 CFC-11 sudah mencapai 268 ppt, dengan jangka hayat selama 45 tahun.

Metilkloroform atau trikloroetana (CH3CCL3)

Ini adalah jenis CFC tertentu, digunakan sebagai pelarut dan dalam membersihkan logam. Semasa mengurai, ia mengeluarkan gas klorida, yang atom klorinnya menyumbang kepada pemusnahan lapisan ozon.

Ozon troposfera (O3)

Tropospheric O3 adalah ozon yang terbentuk di permukaan tanah, antara permukaan dan tinggi 18 km. Walaupun ozon stratosferik menyumbang kepada pengurangan pemanasan global dengan mengurangkan kemasukan sinaran ultraviolet, ozon troposfera menimbulkan pemanasan.

Asap di Harbin (China). Sumber: Fredrik Rubensson

Telah dikatakan bahawa kesan ozon troposfera bertentangan. Di satu sisi ia menghasilkan pemanasan dangkal bumi, tetapi pada masa yang sama ia menghilangkan gas rumah hijau yang lain.

Walau apa pun, O3 adalah gas beracun yang menyebabkan kerosakan paru-paru, selain merosakkan pelbagai bahan.

Klorodifluorometana (HCFC-22)

Ia disebut R-22, gas tanpa warna dan hingga saat ini yang paling banyak digunakan dalam peralatan penyejukan. Namun, hari ini ia dilarang di sebahagian besar dunia kerana kesan negatifnya pada lapisan ozon.

Karbon klorida atau karbon tetraklorida (CCl4)

Ini adalah organoklorin yang sekarang dilarang di banyak tempat kerana ketoksikannya, tetapi digunakan secara meluas sebagai bahan pendingin, agen pemadam, degreaser dan racun perosak. Apabila sebatian ini merosot, ia menghasilkan bahan terbitan yang mempengaruhi lapisan ozon.

Tetrafluorometana atau perfluorometana (CF4)

Ini adalah gas yang dikenal sebagai R-14 dan digunakan sebagai penyejuk, tetapi memiliki kapasiti tinggi untuk menyerap dan mengeluarkan tenaga ultraviolet. Ia mempunyai jangka hayat di atmosfer lebih dari 50,000 tahun dan potensi pemanasan global 6,500.

Menurut Guinness World Records, tetrafluorometana adalah gas rumah kaca yang paling berterusan, walaupun bahagiannya yang rendah di atmosfera membatasi kesannya.

Hexafluoroethane (C2F6)

Ia digunakan dalam penyejuk dan dalam pengeluaran aluminium, kerana berkat tenaga tinggi ikatan karbon-fluorinnya sangat stabil. Ini memberikan jangka hayat yang panjang sekurang-kurangnya 500 tahun.

Begitu juga, ia berpotensi tinggi untuk menyerap sinaran inframerah, menjadikannya masalah untuk suhu global. Hexafluoroethane berada dalam senarai gas rumah hijau dari Panel Antara Kerajaan mengenai Perubahan Iklim (IPCC).

Sulfur heksafluorida (SF6)

Ia adalah gas tidak beracun, lima kali lebih berat daripada udara, dengan indeks GWP 176 (20,000 kali lebih banyak daripada CO2). Di sisi lain, ia mempunyai kehidupan yang berguna selama 3,200 tahun, walaupun kerana begitu padat tidak naik ke lapisan atas atmosfera.

Rujukan bibliografi

1. Bolin, B. dan Doos, kesan Greenhouse BR.
2. Caballero, M., Lozano, S. dan Ortega, B. (2007). Kesan rumah hijau, pemanasan global dan perubahan iklim: perspektif sains bumi. Majalah Digital Universiti.
3. Elsom, DM (1992). Pencemaran atmosfera: masalah global.
4. IPCC (2001). Laporan Penilaian Ketiga Perubahan Iklim 2001: Asas Ilmiah.
5. IPCC (2018). Pemanasan Global 1.5 ºC.
6. Mitchell, JFB, Johns, TC, Gregory, JM dan Tett, SFB (1995). Tindak balas iklim terhadap peningkatan kadar gas rumah hijau dan aerosol sulfat. Alam semula jadi.
7. Myhre, G., Highwood, EJ, Shine, KP dan Stordal, F. (1998). Anggaran baru daya penekanan disebabkan oleh gas rumah kaca yang bercampur dengan baik. Surat Penyelidikan Geofizik.
8. Rodhe, H. (1990). Perbandingan Sumbangan Pelbagai Gas terhadap Kesan Rumah Kaca. Sains.
9. Schneider, SH (1989). Kesan Rumah Hijau: Sains dan Dasar. Sains.