PERTUKARAN CO2 ANTARA ATMOSFER DAN LAUT: Pendahuluan

Lautan menyerap CO2 dari atmosfer sekitar 2.2 giga ton per tahun atau 30% dari total CO2 yang dihasilkan oleh aktivitas manusia (JGOFS, 2000). CO2 yang masuk kedalam laut berbentuk asam karbonat (carbonic acid) yang akan membuat laut semakin asam. Hal ini akan membuat pH air laut turun dan juga menurunkan konsentrasi ion karbonat. Berkurangnya ion karbonat akan menurunkan kemampuan karang untuk membangun kerangka dan struktur kerang – tulang punggung gugusan koral.

Pertukaran CO2 dilautan dalam skala global sebenarnya seimbang, akan tetapi pengaruh keadaan setempat seperti fluktuasi suhu permukaan laut, tingkat kegaraman (salinitas), kecepatan angin, kandungan CO2 di atmosfer dan lautan, reaksi kimia dengan spesies dipermukaan laut serta aktivitas biologi lautan mempengaruhi besarnya fluktuasi CO2 antara lautan dan atmosfer. Secara umum terdapat selisih negatif antara jumlah CO2 yang dilepaskan ke atmosfer oleh lautan dengan jumlah CO2 yang masuk ke lautan dari atmosfer.

Wuieeehhh… lumayan juga nieh nyari2 literatur yg bisa mnjelaskan keadan di atas. Kita mulai dari awal… berdasarkan data dari hasil observasi kandungan CO2 di udara yang dilakukan di Muana Loa-Hawaii. Bulan januari 2009 rata2 kandungan CO2nya 386.92 ppm sedangkan rata2 trendnya mencapai 386.66 ppm. Ga berbeda jauh untuk bulan januari. Bisanya kandungan CO2 tertinggi itu dalam setahun paling tinggi di bulan Mei sedangkan terendah itu di bulan September. Blum tau alasannya kenapa, tp spt itu yg terlihat dari data konsentrasi CO2 di Muana Loa.

Trend CO2 di Muana Loa

Bagaimana CO2 bisa masuk dari atmosfer ke Laut atau sebaliknya? Ga mungkinkan langsung nyebur dan menguap gitu aja? . pernah dengan bubble? Bagi orang tanah spt saya, hanya mendengar istilah bubble itu sebagai merek permen karet 😀 .ternyata inilah media  penghubung pertukaran gas2 antara laut dengan atmosfer. Kalo menurut gambar yg saya liat bubble itu gelembung2 air yang terdapat dalam buih-buih air laut. Buih-buih ini disebut whitecap. Secara logika gelembung2 air akan terbentuk jika buih2 terbentuk akibat dari deburan ombak. Banyak sedikitnya buih-buih dipengaruhi oleh kecepatan angin. Nah hal inilah mengapa kecepatan angin berpengaruh terhadap interkasi pertukaran CO2 antara laut dan atmosfer. Kelarutan CO2 di laut dipengaruhi oleh suhu permukaan air laut dan tingkat kegaramannya (salinitas). Kecepatan pertukaran gas antara lautan dengan atmosfer dipengaruhi oleh suhu permukaan laut dan kecepatan angin. Sedangkan arah pertukarannya dipengaruhi oleh kandungan CO2 di atmosfer dan lautan, aktifitas biologi dilautan serta suhu permukaan laut. Untuk menghitung kandungan CO2 di lautan, pada beberapa literatur memasukkan pengaruh dari aktifitas biologi lautan dan beberapa lainnya tidak memasukkannya, dimana hanya dipengaruhi oleh suhu permukaan laut.

Bubbles dan Whitecap

Gelembung buih (Bubble) air laut

Dengan semakin meningkatnya suhu permukaan laut, maka daya larutnya (solubilitas) akan semakin berkurang. Dimana bila suhu permukaan laut tinggi (hangat) maka gambaran proses pertukaran CO2 antara atmosfer dan lautan adalah gas CO2 akan menuju ke atmosfer sedangkan bila suhu permukaan laut rendah (dingin) maka pergerakan pertukaran CO2 adalah dari amosfer menuju laut.

Bagaimana cara menghitungnya? Nanti deh… dah penuh bintang2 yg berterbangan nieh dikepala bubble, whitecap, kecepatan angin, dan suhu permukaan laut bisa diperoleh diturunkan dari data-data penginderaan jauh seperti data PALSAR, MODIS dan QSCAT. Dengan aplikasi GIS dan ditambah dengan hasil pemodelan untuk mendapatkan sebaran salinitas (dengan aplikasi GIS juga bisa, bila memiliki data kapal yang banyak) kita bisa menghitung dan mengetahui sebaran fluktuasi dari pertukaran CO2 antara atmosfer dan laut per hari, bulan atau bahkan bila kandngan CO2 di atmosfer telah mencapai angka yg diperkirakan.

Dibawah ini saya tampilkan fluktuasi dari pertukaran CO2 antara atmosfer dan laut di beberapa tempat di dunia (Sweeney, 2009)

Aliran rata-rata CO2 antara atmosfer dan lautan di beberapa tempat di dunia

Sebagai bahan bacaan saya tampilkan sebagian di bawah. Dan untuk lebih jelasnya tentang Bubble dan Whitecap bisa membaca karya2 Edward C. Monahan dan Jin Wu. Untuk interaksi pertukaran CO2 antara atmosfer dan laut bisa membaca karya2nya Rik Wanninkhof. Sedangkan untuk Aliran (flux) rata-rata CO2 (Delta PCO2) bisa membaca karya2nya Taro Takahashi.

BAHAN BACAAN

Ekayanti, N.W. 2009. Study of Air-Sea Interaction and CO2 Exchange Process between the Atmosphere and Ocean Using ALOS/Palsar: Study Cases of Wind Wave Bubbling Process in Badung and Lombok Straits (Thesis). Udayana University. Bali – Indonesia.

Zhao, C.F. 1995. “The CO₂ Flux Estimation in the North pacific Ocean Based on Satellite and Ship Data” (Doctor Dissertation). Doctor program in Center of Environment Remote Sensing. Chiba University. Japan.

Susandi, A., A. Subki, dan I.M. Radjawane. 2006. Kajian Pertukaran Gas Karbon Dioksida (CO2) Antara Laut dan Udara di Perairan Indonesia dan Sekitarnya. PROCEEDINGS CONVENTION SEMARANG 2006 – HAGI. The 31st Annual Scientific Meeting (PIT) HAGI.

Brooks. I. Air-Sea Exchange:2. Lucture 5 Presentation.

Olsen. A., R. Wanninkhof, J.A. Trinanes, and Truls. 2005. The effect of wind speed products and wind speed–gas exchange relationships on interannual variability of the air–sea CO2 gas transfer velocity. Tellus, 57B, 95–106

Sweeney, C. Spatial and Temporal variability of air-sea CO2 (fluxes): Issues for a global observing network. Presentation in International Workshop on Ocean Carbon Observation Activities and Their Relation to Planned Research Projects. 13-15 January 2003 UNESCO Headquarters, Paris, France.

Monahan, E.C. and K.W. David. 1989. Comments on Variations of whitecap coverage with wind stress and water temperature, J. Phys. Oceanography. 19: 706-709.

NOAA. 2009. Trends in Atmospheric Carbon Dioxide – Mauna Loa. Earth System Research Laboratory. Global Monitoring Division

Pranala di Blog ini:

PERTUKARAN CO2 ANTARA ATMOSFER DAN LAUT: Eksplorasi Data Penginderaan Jauh – Kecepatan transfer gas CO2

Pemanasan Global (catatan mengenai sebabnya)

Pemanasan Global (catatan mengenai akibatnya)

El Nino dan La Nina

Perubahan Iklim; Tinjauan Pustaka

PENYEBAB VARIABILITAS HUJAN DI INDONESIA

Hubungan Efek Rumah Kaca, Pemanasan Global dan Perubahan Iklim

Faktor Penyebab Banjir (2): Perubahan Lingkungan

Sistem Informasi Geografi Perikanan; Sebuah Wacana

Penginderaan Jauh

Sistem Informasi Geografi (SIG)/Geographic Information System (GIS)