Memprediksi Masa Depan

Teori-teori ilmiah yang baik dikatakan memiliki 'kekuatan prediksi'. Dengan kata lain, hanya dipersenjatai dengan teori, kita harus bisa membuat prediksi tentang subjek. Jika teori ini ada gunanya, prediksi akan menjadi kenyataan.

Berikut ini adalah contoh: ketika Tabel Unsur diusulkan, banyak unsur yang belum ditemukan. Dengan menggunakan teori di balik tabel periodik, kimiawan Rusia Dmitri Mendeleev mampu memprediksi sifat-sifat germanium, gallium dan skandium, meskipun pada kenyataannya mereka belum ditemukan.

Pengaruh penambahan CO2 buatan manusia telah diperkirakan dalam teori gas rumah kaca. Teori ini pertama kali diusulkan oleh ilmuwan Swedia Svante Arrhenius pada tahun 1896, berdasarkan pekerjaan sebelumnya oleh Fourier dan Tyndall. Banyak ilmuwan telah menyempurnakan teori di abad terakhir. Hampir semua telah mencapai kesimpulan yang sama: jika kita meningkatkan jumlah gas rumah kaca di atmosfer, bumi akan menjadi hangat.

Apa yang mereka tidak setuju adalah seberapa banyaknya. Masalah ini disebut 'sensitivitas iklim' , jumlah suhu akan meningkat jika CO2 dua kali lipat dari zaman pra-industri. Model iklim memperkirakan kenaikan suhu rata-rata setidaknya 1,65 ° C (2.97 ° F), tetapi perkiraan diatasnya memiliki banyak variasi, rata-rata 5,2 ° C (9.36 ° F). Perkiraan terbaik saat ini untuk kenaikan adalah  sekitar 3 ° C (5.4 ° F), dengan maksimum kemungkinan 4,5 ° C (8.1 ° F).

Apa Yang Turun ...

Efek rumah kaca bekerja seperti ini: Energi berasal dari matahari dalam bentuk cahaya yang tampak dan radiasi ultraviolet. Bumi kemudian memancarkan beberapa energi ini sebagai radiasi infra merah. Gas rumah kaca di atmosfer 'menangkap' sebagian panas ini, kemudian kembali memancarkan ke semua arah - termasuk kembali ke permukaan bumi.

Melalui proses ini, CO2 dan gas rumah kaca lainnya tetap menahan suhu permukaan bumi pada 33 ° Celcius (59,4 ° F) lebih hangat daripada tanpa gas rumah kaca. Kami telah menambahkan 42% lebih banyak CO2, dan suhu sudah naik. Harus ada bukti yang menghubungkan CO2 dengan kenaikan suhu.

Sejauh ini, suhu rata-rata global sudah naik sekitar 0,8 derajat C (1,4 ° F):

"Menurut analisis suhu yang sedang berlangsung yang dilakukan oleh para ilmuwan di NASA Goddard Institute for Space Studies (GISS) ... suhu rata-rata global di Bumi telah meningkat sekitar 0,8 derajat Celsius (1,4 Fahrenheit °) sejak 1880. Dua pertiga dari pemanasan telah terjadi sejak tahun 1975, pada tingkat sekitar 0,15-0,20 ° C per dekade. "

Suhu berjalan naik, seperti teori yang diprediksi. Tapi di mana hubungannya dengan CO2, atau gas rumah kaca lain seperti metana, ozon atau nitrous oxide?

Hubungannya dapat ditemukan dalam spektrum radiasi rumah kaca. Dengan menggunakan resolusi tinggi dari FTIR spektroskopi, kita dapat mengukur panjang gelombang yang tepat dari panjang gelombang radiasi (inframerah) yang mencapai tanah.

Gambar 1:. Spektrum radiasi rumah kaca yang diukur pada permukaan. Efek rumah kaca dari uap air yang disaring, menunjukkan kontribusi dari gas rumah kaca lainnya ( Evans 2006 ).

Tentu saja, kita dapat melihat bahwa CO2 menambahkan pemanasan yang cukup, bersamaan dengan ozon (O3) dan metana (CH4). Ini disebut kekuatan radiasi permukaan, dan berbagai pengukuran tersebut merupakan bagian dari bukti empiris bahwa CO2 adalah yang menyebabkan pemanasan.

... Harus Naik

Berapa lama CO2 telah memberikan kontribusi terhadap peningkatan terhadap pemanasan? Menurut NASA, "Dua-pertiga dari pemanasan telah terjadi sejak tahun 1975". Apakah ada cara yang dapat diandalkan untuk mengidentifikasi pengaruh CO2 pada suhu selama periode tersebut?

Ada: kita dapat mengukur panjang gelombang dari radiasi gelombang panjang yang meninggalkan bumi (radiasi ke atas). Satelit telah mencatat keluarnya radiasi bumi. Kita bisa memeriksa spektrum radiasi gelombang panjang yang naik ke atas pada tahun 1970 dan 1997 untuk melihat apakah ada perubahan.

Gambar 2: Perubahan spektrum dari 1970-1996 berdasarkan jejak gas. 'Kecerahan suhu' menunjukkan suhu hitam yang setara ( Harries 2001 ).

Kali ini, kita melihat bahwa selama periode ketika suhu paling meningkat, emisi radiasi ke atas menurun melalui perangkap radiasi yang tepat pada angka gelombang yang sama seperti ketika mereka meningkat untuk radiasi ke bawah. Gas rumah kaca yang sama teridentifikasi: CO2, metana, ozon dll

Bukti Empiris

Sebagaimana suhu mulai meningkat, para ilmuwan menjadi lebih dan lebih tertarik pada penyebabnya. Banyak teori yang diusulkan. Semua kecuali satu yang telah jatuh, dan dibuang karena kurangnya bukti. Hanya satu teori telah bertahan seiring waktu, karena diperkuat dengan berbagai eksperimen.

Kita tahu bahwa CO2 menyerap dan memancarkan kembali radiasi gelombang panjang (Tyndall). Teori gas rumah kaca memprediksi bahwa jika kita meningkatkan proporsi gas rumah kaca, pemanasan akan lebih terjadi (Arrhenius).

Para ilmuwan telah mengukur pengaruh CO2, baik pada energi matahari yang masuk dan radiasi gelombang panjang keluar. Adanya pengurangan radiasi gelombang panjang yang lolos ke luar angkasa pada panjang gelombang tertentu karena gas rumah kaca. Dan adanya peningkatan radiasi gelombang panjang yang diukur pada permukaan bumi pada panjang gelombang yang sama.

Data ini memberikan bukti empiris untuk memprediksikan efek dari CO2.

Dasar sanggahan ditulis oleh GPWayne