Lihatlah ke atas. Tidak terlalu. Lihat lebih tinggi.
Jauh di atas awan, di atas cuaca, di atas tempat pesawat terbang, suasana semakin dingin. Mantap, tanpa henti, dan cepat. Sementara itu di bawah sini? Cuaca semakin panas. Bukan hanya hangat. Panas.
Kedengarannya kontradiktif. Mengapa satu bagian bumi mendingin sementara bagian lainnya memasak? Para ilmuwan mengetahui tren tersebut. Data puluhan tahun menunjukkan hal itu. Namun, fisika di baliknya tidak jelas.
Kini, para peneliti Universitas Columbia mengira mereka berhasil memecahkannya.
Mekanismenya sederhana, brutal, dan efisien
Karbon dioksida memerangkap panas. Itulah judul yang kami tahu. Ia bertindak seperti selimut, menahan radiasi infra merah di dekat permukaan, menjaga troposfer (tempat kita tinggal) tetap hangat.
Namun selimut bekerja secara berbeda di luar angkasa.
Di stratosfer (kira-kira 11 hingga 50 km ke atas), CO2 tidak terperangkap. Itu bocor. Ini menyedot panas dari bawah. Itu memancarkannya ke dalam kehampaan.
Lebih banyak CO2? Lebih banyak radiasi yang keluar. Lapisannya mendingin.
“Ini menjelaskan fenomena yang merupakan ciri dari perubahan iklim… dan belum dipahami.” —Robert Pincus
Jumlahnya sangat mencolok. Sejak tahun 1980an? Turun dua derajat Celsius. Itu sangat besar. Variasi alami tidak dapat menyentuhnya. Emisi manusia memperkuat pendinginan ini sepuluh kali lipat.
Sebuah “Goldilocks” kehilangan panas
Mengapa kita tidak menghitungnya secara tepat sebelumnya? Teori-teori lama merupakan tebakan yang cerdas dan kualitatif. Syukuro Manabe meramalkan hal ini pada tahun 60an (Hadiah Nobel, diterima dengan baik). Namun bagaimana tepatnya molekul-molekul tersebut melakukannya? Masih kabur.
Sean Cohen dan timnya membuat model matematika. Mereka mengubahnya. Mereka memecahkannya. Mereka memperbaikinya. Mereka membandingkan persamaan mereka dengan sensor dunia nyata dan simulasi superkomputer.
Ada satu faktor yang muncul.
Cahaya inframerah.
Tidak semua inframerah itu sama. Panjang gelombang yang berbeda merambat secara berbeda. Tim Cohen menemukan jalur tertentu—sebuah “zona Goldilocks” di mana CO2 menjadi sangat baik dalam membuang panas kembali ke luar angkasa. Ketika konsentrasi CO₂ meningkat, zona ini menjadi lebih besar. Pembuangan panas yang lebih baik. Langit lebih dingin.
Ozon dan uap air juga membantu? Hampir tidak. Perannya dalam pendinginan stratosfer sangat kecil jika dibandingkan dengan CO₂.
Pendinginan memanas
Inilah twistnya. Atau jebakannya.
Saat stratosfer membuang panas, seluruh Bumi sebenarnya menyimpan lebih banyak panas secara keseluruhan. Bagaimana?
Udara dingin menyimpan lebih sedikit energi. Stratosfer yang didinginkan menjadi radiator yang lebih lemah. Ini mengirimkan lebih sedikit energi kembali ke kosmos dibandingkan sebelumnya. Energi yang hilang itu tetap berada di dalam sistem. Itu menumpuk lebih dekat ke permukaan.
Setiap kali CO2 berlipat ganda? Pendinginan sekitar 8 derajat di bagian paling atas stratosfer (stratopause). Tapi di bawah itu? Perangkapnya semakin kencang.
Jadi mekanisme yang membekukan langit tinggi juga menjadi penyebab permukaan terbakar. Lingkaran umpan balik. Elegan dan menakutkan.
Apakah ini untuk membuktikan adanya pemanasan?
Tidak.
Tidak ada lagi yang berdebat tentang tren suhu. Tulisan ini bukan tentang hal itu. Ini tentang presisi. Ini tentang memahami mesin.
“Ini benar-benar memberi tahu kita apa yang penting.”
Cohen mengatakan model tersebut bahkan bisa diterapkan di tempat lain. Jupiter. planet ekstrasurya. Dunia dengan gas yang berbeda. Jika Anda mengetahui aturan cahaya dan panas, Anda dapat membaca suasana apa pun.
Untuk saat ini, aturannya sudah jelas. CO₂ naik. Udara bagian atas turun. Kami menjadi lebih panas.
Perhitungannya benar.
Apa yang tidak jelas? Ketika seluruh suasana memutuskan untuk mengikuti aturan yang sama.
