Mengeringkan Stratosfer untuk Mendinginkan Bumi

Memantulkan sinar matahari kembali ke ruang angkasa adalah alternatif yang bisa dilakukan untuk menghilangkan kelebihan karbon dioksida yang memerangkap panas dari atmosfer. Melalui dehidrasi stratosfer yang disengaja (intentional stratospheric dehydration/ISD), diharapkan dapat mengurangi suhu Bumi yang terus memanas.

Meskipun emisi karbon dioksida yang disebabkan oleh aktivitas manusia sejauh ini merupakan penyebab paling penting dari perubahan iklim, namun uap air yang ada atmosfer juga turut berperan. Zat ini merupakan gas rumah kaca yang paling melimpah dan bertanggung jawab atas sekitar setengah efek rumah kaca alami di Bumi yang membuat planet kita tetap layak huni.

Kini, ketika para ilmuwan mencari cara untuk mengatasi dampak perubahan iklim dengan menghilangkan kelebihan karbon dioksida yang memerangkap panas dari atmosfer memantulkan sinar matahari kembali ke luar angkasa adalah alternatif yang bisa dilakukan.

Gagasan memantulkan kembali sinar ke ruang angkasa digagas oleh sekelompok peneliti dengan mengajukan pertanyaan. Bisakah menghilangkan sejumlah uap air dari atmosfer juga? membantu mitigasi perubahan iklim?

Ide inilah yang dieksplorasi dalam artikel penelitian baru yang diterbitkan hari ini di jurnal Science Advances yang oleh penulisnya metodenya dijuluki sebagai dehidrasi stratosfer yang disengaja (intentional stratospheric dehydration/ISD).

Menurut penulis utama Joshua Schwarz, seorang ahli fisika penelitian di Laboratorium Ilmu Kimia National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), konsep ISD akan melibatkan penyebaran partikel kecil (dikenal sebagai inti es) ke wilayah dataran tinggi di atmosfer yang sangat dingin dan sangat jenuh dengan uap air. Inti-inti ini akan meningkatkan pembentukan kristal es yang tidak akan terbentuk jika tidak.

"Uap air murni tidak mudah membentuk kristal es. Hal ini membantu adanya benih, misalnya partikel debu, untuk terbentuknya es," jelas Schwarz dikutip dari laman resmi NOAA.

Jika benih tersebut dapat dimasukkan ke dalam massa udara jenuh yang menuju ke stratosfer, maka sebagian uap air di udara tersebut akan mengembun menjadi es dan jatuh. Dengan cara ini maka dapat menghilangkan kelebihan uap air dan menyebabkan dehidrasi (setidaknya sebagian) stratosfer.

Fisika dasar di balik konsep ini secara teori sangat jelas, tetapi apakah wilayah atmosfer seperti itu ada? Menurut Schwarz wilayah itu benar-benar ada dengan nama Western Pacific Cold Point (WCP) sebuah wilayah atmosfer yang kira-kira seukuran Australia.

Wilayah tersebut menjadi rute dominan uap air memasuki stratosfer adalah melalui transportasi ke atas melintasi tropopause batas yang memisahkan troposfer dari stratosfer di daerah tropis. Tropopause di wilayah tropis Pasifik barat, khususnya di WCP, diketahui merupakan pintu gerbang yang menentukan jumlah uap air yang dibawa ke stratosfer.

WCP cukup dingin sehingga secara alami akan membekukan udara lembab yang kering dengan membentuk dan menghujani kristal es. Masalahnya kembali ke masalah yang disebutkan di atas bahwa uap air murni tidak mudah membentuk kristal es dan udara di WCP hanya mempunyai sedikit inti es. Tanpa inti es, kelembaban relatif udara terhadap es (RHi) harus mendekati 200 persen agar kristal es dapat terbentuk secara spontan.

Artinya, meskipun WCP sangat dingin dan sering kali memiliki kelembapan relatif lebih dari 100 persen, terkadang inti es di udara tidak cukup untuk membentuk es. Dengan menambahkan inti es, metode ISD tidak akan berupaya menciptakan mekanisme baru untuk menghilangkan uap air dari udara melainkan mencoba menambah mekanisme yang sudah ada di WCP.

"Dalam hal efektivitas, Western Pacific Cold Point adalah sweet spot yang ideal. Itu sebabnya fokus kami ada di sana," kata Schwarz.

Model Komputer