Bagaimana Cara Kerja Rumah Kaca?

Berkat berkembangnya kekhawatiran tentang perubahan iklim (sering disebut "pemanasan global") dan bahasa yang muncul seputar kekhawatiran ini, kemungkinan banyak orang yang lebih muda telah mendengar istilah seperti "efek rumah kaca" dan "gas rumah kaca" daripada berada di dalam rumah kaca yang sebenarnya atau tahu apa struktur seperti itu aku s.

Rumah kaca yang dirawat dengan baik adalah tempat yang damai dan menyenangkan secara visual untuk dikunjungi atau bekerja, meskipun lingkungannya mungkin terlalu hangat dan lembab untuk selera sebagian orang. Kekhawatiran tentang gas rumah kaca dan pengaruhnya terhadap iklim bumi, bagaimanapun, sama sekali tidak memikat, dan kekhawatiran tentang pemanasan global tumbuh lebih mengkhawatirkan dari tahun ke tahun. Sementara rumah kaca nyata tidak bertanggung jawab atas efek yang menyandang namanya, prinsip-prinsip yang mendasarinya membuat studi yang menarik tentang beberapa prinsip fisik dasar.

Rumah kaca dinamakan demikian karena merupakan struktur yang dimaksudkan untuk menumbuhkan tanaman, dan sebagian besar tanaman berwarna hijau, setidaknya sebagian. Jelas, Anda dapat memiliki tanaman di dalam rumah Anda juga, tetapi rumah kaca dibangun untuk memaksimalkan "kenyamanan" tanaman. Sebagai analogi, Anda bisa bermain basket di jalan aspal menggunakan satu ring darurat, tapi sedikit berpendapat bahwa ini sama membantu untuk meningkatkan permainan Anda sebagai lapangan dua keranjang dalam ruangan pada tingkat lantai.

Apa yang membuat rumah kaca istimewa? Terutama, itu adalah jumlah cahaya, suhu yang terkontrol, dan jumlah kelembaban yang diterima tanaman dengan mudah. Beberapa rumah kaca didedikasikan untuk "tanaman" yang tidak dimakan dan hanya digunakan sebagai hiasan atau untuk acara-acara khusus, seperti bunga. Lainnya menampilkan tanaman yang menghasilkan produk yang dapat dimakan, seperti tomat. Rumah kaca memiliki langit-langit kaca, yang berfungsi untuk menerima cahaya dalam jumlah tinggi dan memerangkap panas di dalam struktur. Saat matahari terbenam, panasnya tidak menghilang secepat di luar ruangan, memungkinkan tanaman yang tidak mentolerir malam dingin dengan baik untuk berkembang.

Dari sudut pandang fisika, apa yang menghangatkan rumah kaca adalah hal yang sama yang menghangatkan interior mobil pada hari yang cerah. Cahaya inframerah dengan panjang gelombang yang lebih pendek memasuki struktur melalui kaca, dan setelah sinar yang tidak terlihat namun hangat ini memantul sekitar, mereka menjadi energi elektromagnetik dengan panjang gelombang yang lebih panjang dan cenderung tetap di dalam, diserap oleh lingkungan. Lingkungan ini, di rumah kaca, termasuk permukaan berdaun tanaman, yang menggunakan sinar matahari untuk mendorong fotosintesis, atau penciptaan glukosa (makanan) untuk energi.

Gas rumah kaca utama adalah karbon dioksida, metana, uap air dan dinitrogen oksida. Molekul-molekul gas ini terhubung lebih longgar daripada kebanyakan molekul, sehingga ketika panas menyerang mereka, mereka cenderung bergetar. Molekul yang bergetar ini melepaskan panas, yang sebagian besar kemudian diserap oleh molekul gas rumah kaca di sekitarnya. Siklus ini membuat udara di sekitarnya luar biasa hangat.

Sebagian besar atmosfer terdiri dari nitrogen, yang membentuk lebih dari tiga perempat atmosfer, dan oksigen, yang menyumbang sekitar seperlima. Kedua gas ini termasuk dua atom identik (N₂ dan O₂). Ikatan yang menyatukan molekul-molekul ini sangat erat dan memungkinkan sedikit getaran, sehingga mereka tidak menahan panas dengan baik dan karenanya tidak berkontribusi signifikan terhadap efek rumah kaca.

Karbon dioksida (CO₂): Molekul karbon dioksida hanya membentuk sebagian kecil dari atmosfer, tetapi mereka memberikan efek yang sangat kuat pada iklim. Sekitar pertengahan 1850-an, sebelum dimulainya Revolusi Industri dan pembakaran batu bara yang menyertainya, atmosfer mengandung sekitar 270 bagian per juta volume (ppmv) CO₂. Tingkat ini terus meningkat karena pembakaran batu bara dan bahan bakar fosil lainnya, seperti bensin, telah melepaskan lebih banyak gas ke atmosfer. CO₂ tingkat di atmosfer sekarang mencapai sekitar 400 (ppmv), peningkatan 50 persen.

Penentang seluruh gagasan perubahan iklim yang disebabkan manusia mungkin menunjukkan fakta bahwa CO₂ membentuk sebagian kecil dari atmosfer, bahkan di era industri berat ini, sehingga tidak mungkin memiliki efek signifikan pada iklim. Ini adalah ide yang mudah dipopulerkan, karena masuk akal secara intuitif. Tetapi juga "masuk akal" bahwa tingkat kecil bakteri mikroskopis dalam aliran darah, yang beratnya jauh kurang dari satu miligram dalam darah. total, tidak mungkin cukup untuk menyebabkan penyakit serius, dan tingkat racun ular yang kecil tidak mungkin berbahaya atau letal. Ide-ide ini jelas tidak masuk akal, jadi intuisi, dalam sains, bisa menjadi panduan yang sangat buruk.

Metana (CH₄): Metana adalah gas rumah kaca yang kuat, dengan kapasitas untuk menyerap lebih banyak panas, molekul demi molekul, daripada karbon dioksida. Terdiri dari satu atom karbon yang bergabung dengan empat atom hidrogen, CH₄, seperti CO₂, ditemukan dalam jumlah kecil di atmosfer, tetapi dapat memiliki dampak yang cukup besar pada pemanasan global. Gas metana dipancarkan oleh ternak dan, sebagai molekul paling sederhana yang memenuhi syarat sebagai hidrokarbon, ia juga digunakan sebagai bahan bakar. Ketika metana dibakar, karbon dioksida dilepaskan ke atmosfer sebagai produk sampingan, menjadikan metana sebagai penyumbang langsung dan tidak langsung efek rumah kaca.

Sebagaimana dicatat, meskipun hanya sebagian kecil dari gas di atmosfer bumi yang memenuhi syarat sebagai gas rumah kaca, ini memiliki efek substansial pada iklim, apakah mereka sampai di sana sebagai hasil dari proses alam atau karena manusia kegiatan. Suatu saat selama abad ke-21, jumlah karbon dioksida di atmosfer kemungkinan akan dua kali lipat dari jumlah pada awal abad ini. Tingkat gas rumah kaca lainnya, terutama metana dan dinitrogen oksida, juga meningkat. Jumlah gas rumah kaca meningkat sebanding dengan jumlah bahan bakar fosil yang dibakar, yang tidak hanya mengeluarkan gas rumah kaca tetapi juga polusi udara ke atmosfer. Gas rumah kaca menemukan jalan mereka ke atmosfer dari sumber lain juga. Ternak melepaskan gas metana selama mencerna makanan. Selain itu, proses yang tampaknya tidak berbahaya dapat berkontribusi pada jumlah CO yang tidak sepele₂ ke campuran. Misalnya, karena semen terbuat dari batu kapur, karbon dioksida dilepaskan.

Dengan lebih banyak gas rumah kaca di atmosfer, menciptakan sesuatu seperti langit-langit yang tidak terlihat (tidak seperti rumah kaca nyata), panas yang lewat ke atas lebih mungkin harus dihentikan daripada keluar dari atmosfer sama sekali, karena gas rumah kaca tambahan menyerap, dan kemudian memancarkan, panas ini sebagai inframerah radiasi. Sebagian panas akan menjauh dari Bumi, tetapi sebagian akan diserap oleh molekul gas rumah kaca di dekatnya, dan sebagian lagi akan kembali ke permukaan Bumi. Jadi, melalui berbagai mekanisme, saat gas rumah kaca menumpuk, planet ini terus menghangat. Gletser surut, es di kedua kutub bumi mencair, lautan menghangat dan menjadi lebih asam, salju cakupan di seluruh dunia berkurang dan peristiwa cuaca bencana seperti angin topan menjadi lebih banyak biasa.

Membuat rumah kaca Anda sendiri bukanlah proyek sepele, tetapi dengan ambisi yang cukup, itu tidak di luar kemampuan orang atau kelompok yang bersemangat. Apakah Anda ingin melindungi tanaman musim panas di musim dingin, memulai tanaman lansekap musim semi atau hanya belajar sedikit tentang hortikultura dalam ruangan, Anda bisa mendapatkan pengaturan mulai dari beberapa ratus dolar AS hingga beberapa ribu.