Matahari terbenam paling terang, langit mendung, dan hari-hari ketika semua orang batuk memiliki kesamaan: itu semua karena aerosol, partikel kecil yang mengambang di udara. Aerosol dapat berupa tetesan kecil, partikel debu, potongan karbon hitam halus, dan zat lain yang mengapung di atmosfer dan mengubah seluruh keseimbangan energi planet ini.
Aerosol memiliki dampak besar pada iklim planet. Beberapa, seperti karbon hitam dan coklat, menghangatkan atmosfer bumi, sementara yang lain, seperti tetesan sulfat, mendinginkannya. Para ilmuwan percaya bahwa secara umum, seluruh spektrum aerosol akhirnya sedikit mendinginkan planet ini. Tetapi masih belum sepenuhnya jelas seberapa kuat efek pendinginan ini dan seberapa banyak kemajuannya selama berhari-hari, bertahun-tahun atau berabad-abad.
Apa itu aerosol?
Istilah "aerosol" adalah istilah umum untuk berbagai jenis partikel kecil yang tersuspensi di seluruh atmosfer, dari tepi terluarnya hingga permukaan planet. Mereka bisa padat atau cair, sangat kecil atau cukup besar untuk dilihat dengan mata telanjang.
Aerosol "primer", seperti debu, jelaga atau garam laut, datang langsung dari permukaan planet. Mereka terangkat ke atmosfer oleh angin kencang, membubung tinggi ke udara oleh gunung berapi yang meledak, atau ditembakkan dari cerobong asap dan api. Aerosol “sekunder” terbentuk ketika berbagai zat yang mengambang di atmosfer—misalnya, senyawa organik yang dilepaskan oleh tanaman, tetesan asam cair, atau bahan lain—bertabrakan, menghasilkan reaksi kimia atau fisika. Aerosol sekunder, misalnya, menciptakan kabut yang menjadi nama Pegunungan Great Smoky di Amerika Serikat.
Aerosol dipancarkan dari sumber alami dan antropogenik. Misalnya, debu naik dari gurun, tepi sungai yang kering, danau yang kering, dan banyak sumber lainnya. Konsentrasi aerosol atmosfer naik dan turun dengan peristiwa iklim; selama periode dingin dan kering dalam sejarah planet ini, seperti zaman es terakhir, ada lebih banyak debu di atmosfer daripada selama periode yang lebih hangat dalam sejarah Bumi. Tetapi orang-orang telah mempengaruhi siklus alam ini – beberapa bagian dari planet ini telah tercemar oleh produk dari aktivitas kita, sementara yang lain menjadi sangat basah.
Garam laut adalah sumber aerosol alami lainnya. Mereka tertiup keluar dari laut oleh angin dan semprotan laut dan cenderung mengisi bagian bawah atmosfer. Sebaliknya, beberapa jenis letusan gunung berapi yang sangat eksplosif dapat menembakkan partikel dan tetesan tinggi ke atmosfer atas, di mana mereka dapat mengapung selama berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun, tergantung bermil-mil dari permukaan bumi.
Aktivitas manusia menghasilkan berbagai jenis aerosol. Pembakaran bahan bakar fosil menghasilkan partikel yang dikenal sebagai gas rumah kaca – sehingga semua mobil, pesawat terbang, pembangkit listrik, dan proses industri menghasilkan partikel yang dapat terakumulasi di atmosfer. Pertanian menghasilkan debu serta produk lain seperti produk nitrogen aerosol yang mempengaruhi kualitas udara.
Secara umum, aktivitas manusia telah meningkatkan jumlah total partikel yang mengambang di atmosfer, dan sekarang ada sekitar dua kali lebih banyak debu dibandingkan pada abad ke-19. Jumlah partikel yang sangat kecil (kurang dari 2,5 mikron) dari bahan yang biasa disebut sebagai "PM2,5" telah meningkat sekitar 60% sejak Revolusi Industri. Aerosol lain, seperti ozon, juga meningkat, dengan konsekuensi kesehatan yang serius bagi orang-orang di seluruh dunia.
Polusi udara telah dikaitkan dengan peningkatan risiko penyakit jantung, stroke, penyakit paru-paru, dan asma. Menurut beberapa perkiraan baru-baru ini, partikel halus di udara bertanggung jawab atas lebih dari empat juta kematian dini di seluruh dunia pada tahun 2016, dan anak-anak serta orang tua adalah yang paling terpukul. Risiko kesehatan dari paparan partikel halus paling tinggi di Cina dan India, terutama di daerah perkotaan.
Bagaimana aerosol mempengaruhi iklim?
Aerosol mempengaruhi iklim dalam dua cara utama: dengan mengubah jumlah panas yang masuk atau keluar atmosfer, dan dengan mempengaruhi bagaimana awan terbentuk.
Beberapa aerosol, seperti banyak jenis debu dari batu yang dihancurkan, berwarna terang dan bahkan sedikit memantulkan cahaya. Ketika sinar matahari jatuh pada mereka, mereka memantulkan sinar kembali dari atmosfer, mencegah panas ini mencapai permukaan bumi. Tetapi efek ini juga dapat memiliki konotasi negatif: letusan Gunung Pinatubo di Filipina pada tahun 1991 melemparkan ke stratosfer yang tinggi sejumlah kecil partikel pemantul cahaya yang setara dengan area seluas 1,2 mil persegi, yang kemudian menyebabkan pendinginan planet yang tidak berhenti selama dua tahun. Dan letusan gunung berapi Tambora pada tahun 1815 menyebabkan cuaca dingin yang luar biasa di Eropa Barat dan Amerika Utara pada tahun 1816, itulah sebabnya mengapa ia dijuluki “Tahun Tanpa Musim Panas” – sangat dingin dan suram sehingga bahkan mengilhami Mary Shelley untuk menulis Gotiknya. novel Frankenstein.
Tetapi aerosol lain, seperti partikel kecil karbon hitam dari batu bara atau kayu yang dibakar, bekerja sebaliknya, menyerap panas dari matahari. Ini pada akhirnya menghangatkan atmosfer, meskipun mendinginkan permukaan bumi dengan memperlambat sinar matahari. Secara umum, efek ini mungkin lebih lemah daripada pendinginan yang disebabkan oleh sebagian besar aerosol lainnya – tetapi tentu saja memiliki efek, dan semakin banyak material karbon terakumulasi di atmosfer, semakin banyak atmosfer yang memanas.
Aerosol juga mempengaruhi pembentukan dan pertumbuhan awan. Tetesan air dengan mudah menyatu di sekitar partikel, sehingga atmosfer yang kaya akan partikel aerosol mendukung pembentukan awan. Awan putih memantulkan sinar matahari yang masuk, mencegahnya mencapai permukaan dan menghangatkan bumi dan air, tetapi juga menyerap panas yang terus-menerus dipancarkan oleh planet ini, menjebaknya di atmosfer yang lebih rendah. Tergantung pada jenis dan lokasi awan, mereka dapat menghangatkan lingkungan atau mendinginkannya.
Aerosol memiliki serangkaian dampak kompleks yang berbeda di planet ini, dan manusia secara langsung memengaruhi keberadaan, kuantitas, dan distribusinya. Dan sementara dampak iklim kompleks dan bervariasi, implikasinya bagi kesehatan manusia jelas: semakin banyak partikel halus di udara, semakin berbahaya bagi kesehatan manusia.