Nationalgeographic.co.id—Penelitian baru simulasi iklim telah mengungkap apa yang terjadi jika lapisan ozon lenyap. Tanpa lapisan ozon, menurut simulasi iklim, planet kita akan menjadi 3,5 derajat celsius lebih dingin.
Seperti diketahui, evolusi iklim bumi mengandung banyak komponen. Dan penelitian baru telah menunjukkan betapa pentingnya lapisan ozon terhadap suhu permukaan Bumi.
Lapisan ozon adalah lapisan di atmosfer yang berada di ketinggian sekitar 20 km hingga 35 km di atas permukaan Bumi. Lapisan tersebut mengandung molekul-molekul ozon yang tersusun dari tiga atom oksigen secara alami.
Hasil penelitian baru simulasi iklim tersebut telah dijelaskan di jurnal Pre Print dari Cornel University. Jurnal tersebut telah diterbitkan dengan judul "Effects of Ozone Levels on Climate Through Earth History" yang bisa didapatkan secara daring.
Dijelaskan, banyak mekanisme umpan balik dan pengaturan berperan dalam menstabilkan dan mengatur suhu rata-rata Bumi secara keseluruhan.
Dalam gambar paling sederhana kita menerima radiasi dari Matahari. Sebagian dari radiasi itu memantul dari atmosfer bagian atas kita, sementara sisanya bergerak ke bawah. Sebagian dari radiasi itu diserap oleh udara dan tanah.
Sisa radiasi memantul dari permukaan bumi. Sebagian besar lolos kembali ke luar angkasa, tetapi sebagian diserap kembali oleh atmosfer menciptakan efek rumah kaca.
Efek tersebut yang menghangatkan permukaan Bumi kita ke suhu yang lebih tinggi daripada yang dapat dicapai tanpanya.
Namun ini adalah gambaran yang sangat sederhana. Pada kenyataannya suhu dan iklim kita bergantung pada segala sesuatu mulai dari kelimpahan berbagai molekul di atmosfer hingga sistem sirkulasi laut dan atmosfer.
Sementara lapisan ozon di atmosfer bagian atas Bumi sangat penting untuk memblokir radiasi ultraviolet dari Matahari, sebagian besar model iklim telah mengabaikan peran ozon dalam mempelajari iklim Bumi.
Namun, para peneliti telah mempelajari dampak lapisan ozon dalam makalah baru yang muncul. "Kita tidak selalu memiliki lapisan ozon. Sebelum munculnya kehidupan, ozon pada dasarnya tidak ada di atmosfer kita," tulis para peneliti.
"Dan Bumi menghabiskan miliaran tahun hanya dengan lapisan ozon minimal."
Oksigen molekuler di atmosfer kita telah meningkat dari kurang dari satu bagian per juta di Eon Arkean, menjadi sepersekian persen di Proterozoikum, dan akhirnya ke tingkat modern selama Fanerozoikum.
Lapisan ozon terbentuk dengan oksigenasi Proterozoikum awal. Sementara oksigen itu sendiri hanya memiliki efek radiasi dan iklim kecil, ozon yang menyertainya memiliki konsekuensi penting bagi iklim Bumi.
"Menggunakan Community Earth System Model (CESM), model sirkulasi umum 3-D, kami menguji efek berbagai tingkat ozon pada iklim Bumi," tulis para peneliti.
"Ketika CO2 dipertahankan konstan, suhu permukaan rata-rata global menurun dengan penurunan ozon, dengan penurunan maksimum sekitar 3,5 derajat celsius pada penghilangan ozon total."
Hanya dalam waktu yang relatif baru ini telah stabil ke level yang tebal yang kita lihat saat ini. Sementara itu, oksigen molekuler yang membentuk sebagian besar atmosfer bumi tidak banyak berperan dalam iklim, lapisan ozon berperan.
Untuk mempelajari dampak lapisan ozon, para peneliti menggunakan serangkaian simulasi iklim di bumi. Mereka memvariasikan jumlah ozon di atmosfer bagian atas dan memungkinkan suhu bumi mencapai keseimbangan.
Mereka menemukan bahwa keberadaan lapisan ozon memiliki efek pemanasan pada suhu permukaan kita, rata-rata meningkatkan suhu permukaan Bumi sekitar 3,5 kelvin. Jika lapisan ozon menghilang, baik melalui manusia atau cara lain, ini akan berdampak buruk pada iklim Bumi kita.
Efek utama dari kurangnya ozon adalah pendinginan stratosfer bagian atas. Udara yang lebih dingin tidak dapat menahan kelembapan sebanyak itu, sehingga stratosfer akan menjadi lebih kering.
Uap air adalah gas rumah kaca yang penting, sehingga tanpanya efek rumah kaca secara keseluruhan di Bumi akan berkurang.
Di luar perubahan suhu Bumi, kurangnya lapisan ozon akan berdampak signifikan pada iklim kita secara keseluruhan.
"Dengan melengkapi hasil GCM, kami dapat menguji perubahan atmosfer mana yang bertanggung jawab atas perubahan suhu ini," kata peneliti.
"Kami menemukan bahwa perubahan suhu permukaan sebagian besar disebabkan oleh stratosfer yang jauh lebih dingin ketika ozon tidak ada."
"Ini membuatnya lebih kering, secara substansial melemahkan efek rumah kaca. Kami juga mengkaji pengaruh struktur troposfer atas dan stratosfer bawah pada pembentukan awan, dan pada sirkulasi global."
Pada ozon rendah, lanjut peneliti, baik awan tinggi maupun rendah menjadi lebih banyak, karena perubahan stabilitas troposfer.
Kurangnya lapisan ozon dan pendinginan stratosfer yang diakibatkannya juga akan menggoyahkan lapisan atmosfer yang mencegah pembentukan awan. Ini akan memaksa awan hanya muncul di ketinggian yang lebih rendah dan lebih tinggi.
Juga, beberapa jet stream akan menguat di dekat khatulistiwa, sementara yang lain di dekat kutub akan melemah. Ini akan memiliki konsekuensi drastis untuk pola cuaca musiman di semua garis lintang.
Atmosfer bumi adalah sistem yang kaya dan kompleks, dan hasil ini menunjukkan bahwa setiap komponen memainkan peran penting.