Oleh Laura Wilcox
Aerosol adalah partikel kecil atau tetesan cairan yang tersuspensi di atmosfer. Mereka dapat diciptakan oleh aktivitas manusia, seperti pembakaran bahan bakar fosil atau pembukaan lahan, atau berasal dari sumber alami, seperti gunung berapi. Tergantung pada komposisinya, aerosol dapat menyerap atau menyebarkan radiasi. Secara keseluruhan, peningkatan konsentrasi aerosol di atmosfer bertindak untuk mendinginkan permukaan bumi. Ini bisa jadi akibat dari aerosol itu sendiri yang memantulkan radiasi kembali ke angkasa (interaksi aerosol-radiasi), atau karena aerosol mengubah sifat awan sehingga memantulkan lebih banyak radiasi matahari (interaksi aerosol-awan).
Efek pendinginan aerosol berarti mereka telah memainkan peran penting dalam perubahan iklim selama 200 tahun terakhir, menutupi beberapa pemanasan yang disebabkan oleh peningkatan gas rumah kaca. Namun, dampak iklim dari aerosol jauh lebih menarik daripada sekadar mengimbangi efek gas rumah kaca. Sementara gas rumah kaca dapat bertahan di atmosfer selama ratusan tahun, sebagian besar aerosol antropogenik beruntung bertahan selama dua minggu karena disimpan di permukaan. Ini memberi mereka distribusi spasial yang unik, dengan sebagian besar aerosol ditemukan di dekat daerah tempat mereka dipancarkan. Ini sangat kontras dengan gas rumah kaca, yang terdistribusi secara merata di atmosfer, dan membuat aerosol sangat efisien dalam mengubah pola sirkulasi seperti monsun dan Sirkulasi Pembalikan Meridional Atlantik. Meskipun aerosol cenderung tetap dekat dengan sumbernya, pengaruhnya terhadap sirkulasi atmosfer berarti bahwa perubahan emisi aerosol di satu wilayah dapat menimbulkan dampak di seluruh dunia. Aerosol Asia, misalnya, dapat memengaruhi presipitasi Sahel dengan mengubah Sirkulasi Walker, atau memengaruhi suhu Eropa dengan menginduksi pola gelombang stasioner anomali.
Gambar 1: Cuplikan aerosol dalam Model Sistem Pengamatan Bumi Goddard. Debu ditampilkan dalam warna oranye, dan garam laut ditampilkan dalam warna biru muda. Aerosol berkarbon dari kebakaran ditampilkan dalam warna hijau, dan sulfat dari industri dan letusan gunung berapi ditampilkan dalam warna putih. Masa hidup aerosol yang pendek di atmosfer berarti mereka biasanya tetap dekat dengan sumbernya sehingga konsentrasi dan komposisi aerosol bervariasi secara dramatis sesuai lokasi. Gambar dari NASA/Goddard Space Flight Center.
Masa pakai aerosol antropogenik yang singkat di atmosfer berarti bahwa perubahan emisi dengan cepat diterjemahkan ke dalam perubahan konsentrasi atmosfer, dan perubahan dampak pada kualitas udara dan iklim. Peningkatan aerosol Eropa selama tahun 1970-an adalah salah satu pendorong utama kekeringan di Sahel pada tahun 1970-an dan 80-an. Karena emisi Eropa menurun setelah diperkenalkannya tindakan udara bersih pada tahun 1979, curah hujan di Sahel pulih, dan trennya menjadi lebih kuat dipengaruhi oleh peningkatan gas rumah kaca. Sementara itu, laju peningkatan suhu Eropa dipercepat karena pengaruh pendinginan aerosol antropogenik hilang.
Kualitas udara yang buruk telah dikaitkan dengan banyak masalah kesehatan, termasuk masalah pernapasan dan saraf, dan merupakan penyebab utama kematian dini di negara-negara seperti India, tempat banyak kota paling tercemar di dunia saat ini berada. Dalam beberapa dekade terakhir, China telah secara dramatis mengurangi emisi aerosolnya dalam upaya meningkatkan kualitas udara, dan negara-negara lain diperkirakan akan mengikutinya. Namun, waktu dan laju pengurangan emisi aerosol bergantung pada kombinasi kompleks antara motivasi politik dan kemampuan teknologi. Akibatnya, proyeksi emisi aerosol kami selama beberapa dekade mendatang sangat tidak pasti. Beberapa skenario melihat aerosol global kembali ke tingkat pra-industri pada tahun 2050, sementara prioritas yang berbeda berarti bahwa emisi terus meningkat dalam skenario lain. Sementara saya berharap bahwa beberapa skenario lebih mungkin daripada yang lain, ini berarti bahwa untuk proyeksi iklim dalam waktu dekat, aerosol mungkin tidak banyak berubah di awal abad kedua puluh satu, atau mungkin berkurang begitu cepat sehingga kita melihat peningkatan emisi yang terjadi. selama 200 tahun terakhir terbalik hanya dalam 20-30 tahun. Meskipun ini akan menjadi hasil yang bagus untuk kesehatan mereka yang tinggal di daerah dengan kualitas udara yang buruk, perubahan iklim yang cepat dapat terjadi, yang perlu dipertimbangkan dalam upaya adaptasi dan mitigasi.
Gambar 2: Emisi global karbon hitam dan sulfur dioksida (prekursor aerosol sulfat) dari tahun 1850 hingga 2100, seperti yang digunakan dalam Proyek Interkomparasi Model Berpasangan keenam (CMIP6). Laju dan tanda perubahan emisi di masa depan masih belum pasti.
Sayangnya, perbedaan besar dalam skenario emisi bukanlah satu-satunya ketidakpastian yang terkait dengan peran aerosol dalam perubahan iklim dalam waktu dekat. Kurangnya pengamatan aerosol pra-industri, ketidakpastian dalam pengamatan aerosol saat ini, dan perbedaan cara interaksi aerosol dan aerosol-awan terwakili dalam model iklim membuat aerosol memaksa ketidakpastian terbesar dalam pemaksaan antropogenik iklim. Untuk dampak iklim regional, hal ini diperparah oleh ketidakpastian respons dinamis terhadap perubahan aerosol. Dalam aerosol antropogenik, kami memiliki sesuatu yang mungkin sangat penting untuk iklim di masa depan, terutama pada skala regional, yang sangat tidak pasti. Agar mitigasi dan adaptasi perubahan iklim menjadi efektif, kita perlu meningkatkan pemahaman kita tentang ketidakpastian ini, atau, lebih baik lagi, menguranginya.
Penilaian risiko iklim regional seringkali bergantung pada model iklim regional atau algoritme statistik. Namun, hal ini sering mengakibatkan pengaruh aerosol hilang. Sebagian besar model iklim regional tidak menyertakan proses aerosol, dan pendekatan statistik biasanya mengasumsikan bahwa hubungan historis akan bertahan di masa mendatang, sehingga dampak perubahan jenis aerosol dan lokasi emisi tidak diperhitungkan. Pendekatan yang lebih luas menggunakan proyeksi dari Model Sistem Bumi untuk menyesuaikan model iklim sederhana atau emulator statistik, yang seringkali hanya mampu memperhitungkan dampak global dari perubahan aerosol, mengabaikan dampaknya yang lebih besar terhadap iklim regional.
Kami telah merancang serangkaian eksperimen yang kami harap akan meningkatkan pemahaman kami tentang respons iklim terhadap perubahan aerosol regional, memberikan hubungan yang lebih kuat antara kebijakan emisi dan dampak iklim, dan mendukung pengembangan penilaian yang lebih ‘aerosol-aware’ terhadap risiko iklim regional . Proyek Interkomparasi Model Aerosol Regional (RAMIP) mencakup eksperimen yang dirancang untuk mengukur efek gangguan aerosol transien yang realistis, regional, pada rentang waktu yang relevan dengan kebijakan, dan untuk mengeksplorasi sensitivitas efek ini terhadap komposisi aerosol. Simulasi baru saja berlangsung sekarang. Akankah kita menemukan bahwa partikel-partikel kecil ini berdampak besar pada iklim regional dalam waktu dekat? Perhatikan ruang ini!
Untuk detail lebih lanjut tentang desain eksperimen RAMIP, lihat pracetak kami di GMD
Untuk pemikiran lebih lanjut tentang penilaian risiko aerosol dan iklim, lihat komentar terbaru kami
Sumber :