Budget Radiasi Bumi

Energi yang masuk, dipantulkan, diserap, dan dipancarkan oleh sistem Bumi adalah komponen dari budget radiasi Bumi. Berdasarkan prinsip fisika konservasi energi, budget radiasi adalah perhitungan keseimbangan antara radiasi yang masuk ke Bumi, yang hampir seluruhnya radiasi Matahari, dan radiasi yang keluar dari Bumi, yang sebagian memantulkan radiasi Matahari dan sisanya adalah emisi radiasi dari sistem Bumi, termasuk lapisan atmosfer.

Budget yang tidak seimbang dapat menyebabkan peningkatan atau penurunan suhu di atmosfer yang bisa memengaruhi iklim. Satuan energi yang digunakan untuk mengukur masuk dan keluarnya radiasi adalah watt per meter persegi (W/m2).

Radiasi Surya

Radiasi surya meliputi energi cahaya ultraviolet, kasat mata dan inframerah (dalam jumlah terbatas). Ketiga energi ini disebut radiasi gelombang pendek yang diterima oleh Bumi dan menggerakkan sistem iklim Bumi. Sebagian radiasi yang masuk ke Bumi dipantulkan awan, diserap oleh atmosfer dan sisanya mencapai permukaan Bumi. Partikel aerosol dalam jumlah besar di atmosfer berinteraksi dengan radiasi dan menyerap sebagian radiasi sehingga menghangatkan atmosfer. Panas yang dihasilkan oleh proses penyerapan ini dipancarkan kembali sebagai radiasi inframerah gelombang panjang, beberapa di antaranya memancar ke luar angkasa.

Penyerapan Energi

Radiasi surya yang melewati atmosfer Bumi selain diserap juga dipantulkan oleh salju, es, atau permukaan Bumi.

Pancaran Radiasi Glombang Panjang

Panas yang dihasilkan dari penyerapan radiasi gelombang pendek yang masuk ke Bumi, dipancarkan kembali sebagai radiasi gelombang panjang. Radiasi dari lapisan atas atmosfer yang dihangatkan, bersama dengan sejumlah kecil radiasi dari permukaan Bumi, memancar ke luar angkasa.

Sebagian besar radiasi gelombang panjang yang dipancarkan menghangatkan lapisan atmosfer yang lebih rendah dan turut berperan dalam menghangatkan permukaan planet kita.

Efek Rumah Kaca

Gas rumah kaca di atmosfer (seperti uap air dan karbon dioksida) menyerap sebagian besar radiasi inframerah gelombang panjang yang dipancarkan Bumi dan memanaskan lapisan atmosfer yang lebih rendah. Kemudian, lapisan atmosfer yang menghangat memancarkan radiasi gelombang panjang, sedangkan beberapa di antaranya memancar ke permukaan Bumi untuk menjaga planet kita tetap hangat dan nyaman.

Peningkatan konsentrasi gas rumah kaca seperti karbon dioksida dan metana meningkatkan suhu di lapisan atmosfer yang lebih rendah karena menghalangi radiasi yang seharusnya dipancarkan ke luar angkasa, menjadi penyebab utama “pemanasan global” atau secara lebih luas “perubahan iklim global”.

Kredit: NASA/ Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio

Radiasi dan Sistem Iklim

Untuk memahami perubahan iklim, para ilmuwan harus menentukan penyebab perubahan dalam budget radiasi Bumi. Instrumen Clouds and the Earth's Radiant Energy System (CERES) di satelit Aqua dan Terra besutan NASA mampu mengukur radiasi gelombang pendek yang dipantulkan dan radiasi gelombang panjang yang dipancarkan ke luar angkasa secara akurat, memungkinkan para ilmuwan untuk menentukan total budget radiasi Bumi.

Sedangkan instrumen-instrumen NASA lainnya terus memantau perubahan dalam aspek lain dari sistem iklim Bumi –seperti awan, partikel aerosol, dan reflektifitas permukaan-- dan para ilmuwan berusaha meneliti interaksinya dengan budget radiasi.

Ditulis oleh: Staf science.nasa.gov

Sumber: The Earth's Radiation Budget

Rangkaian Artikel Spektrum Elektromagnetik

1. Pengenalan Spektrum Elektromagnetik

2. Anatomi Gelombang Elektromagnetik

3. Sifat Gelombang

4. Visualisasi: Dari Energi ke Gambar

5. Gelombang Radio

6. Gelombang Mikro

7. Gelombang Inframerah

8. Gelombang Refleksi Inframerah-Dekat

9. Cahaya Kasat Mata