Pada tahun 1879, Joseph Stefan dan Ludwig Boltzman menemukan hubungan bahwa jumlah energi yang dipancarkan oleh benda hitam per detik sebanding dengan pangkat empat temperaturnya (Festiyed. 2008). Benda hitam dalam hal ini yakni bumi. Artinya, ketika suhu permukaan bumi naik, jumlah energi yang dipancarkan juga meningkat secara signifikan. Namun, dengan meningkatnya gas rumah kaca, lebih banyak energi dipantulkan kembali ke bumi yang menyebabkan peningkatan suhu lebih lanjut.
- Keseimbangan Energi Bumi
Bumi menerima energi dari matahari dan memancarkan energi kembali ke luar angkasa. Untuk menjaga keseimbangan suhu, energi yang masuk ke sistem bumi dari matahari harus sama dengan energi yang dipancarkan. Pemanasan global terjadi ketika keseimbangan ini terganggu oleh peningkatan gas rumah kaca, yang memerangkap lebih banyak energi di atmosfer sehingga menyebabkan suhu permukaan meningkat.
- Penyerapan dan Emisi Radiasi
Gas rumah kaca memiliki sifat unik yang memungkinkan mereka menyerap radiasi inframerah pada panjang gelombang tertentu. Ketika konsentrasi gas ini meningkat, mereka menyerap lebih banyak energi inframerah yang dipancarkan oleh bumi. Energi ini kemudian dipancarkan kembali ke semua arah, termasuk kembali ke permukaan bumi, yang meningkatkan suhu permukaan dan atmosfer.
Dampak Pemanasan Global
Pemanasan global memiliki dampak yang luas dan serius terhadap lingkungan, ekonomi, dan kehidupan manusia. Beberapa dampak yang sudah kita rasakan antara lain adalah perubahan pola distribusi hujan, meningkatnya kekeringan, kenaikan permukaan laut, gangguan ekosistem yang menyebabkan kepunahan spesies tertentu, serta gelombang panas yang lebih sering dan polusi udara yang dapat meningkatkan risiko kesehatan bagi manusia seperti penyakit pernapasan dan dehidrasi.
Apa yang Bisa Kita Lakukan?Â
Fisika tidak hanya membantu kita memahami mekanisme di balik pemanasan global, tetapi juga menawarkan berbagai solusi untuk mengurangi dampak negatifnya. Berikut adalah beberapa cara di mana prinsip-prinsip fisika dapat digunakan untuk mengembangkan dan menerapkan solusi terhadap pemanasan global:
1. Energi Terbarukan Sebagai Pengganti Bahan Bakar Fosil
Konsep Fisika: Konservasi Energi dan Transformasi Energi
- Tenaga Surya: Mengubah energi matahari menjadi listrik melalui panel fotovoltaik.
- Tenaga Angin: Menggunakan turbin angin untuk mengubah energi kinetik dari angin menjadi energi listrik. Ini melibatkan prinsip konservasi energi dan hukum Bernoulli.
- Tenaga Air: Menggunakan energi potensial air yang jatuh (misalnya dalam bendungan) untuk menghasilkan listrik melalui turbin. Ini melibatkan konversi energi potensial gravitasi menjadi energi kinetik dan akhirnya menjadi energi listrik.Â
2. Efisiensi Energi
Konsep Fisika: Termodinamika dan Efisiensi Energetik
- Peralatan Hemat Energi: Lampu LED lebih efisien daripada lampu pijar karena mengubah lebih banyak energi listrik menjadi cahaya dengan panas minimal.
