Bab 1 membahas pengaruh cuaca dan iklim terhadap produktivitas pertanian global. Perubahan iklim di masa depan diprediksi meningkatkan ketidakpastian hasil panen. Bab 2 membahas perubahan iklim historis dan efek rumah kaca. Model iklim memprediksi peningkatan suhu global ke depan akibat emisi gas rumah kaca yang semakin meningkat.

1. K.RAJA AND HARRY F.
2000.CLIMATE CHANGE AND
GLOBAL CROPPRODUCTIVITY
Ringkasan Buku 2 Bagian 1 - 2
10 Desember 2013
Bismillah..

2. Chapter 1:Cuaca dan Iklim

Cuaca adalah penyebab utama terjadinya perbedaan
hasil produksi dari tahun ke tahun, bahkan dalam
produksi tinggi dan lingkungan dengan teknologi tinggi.
Terdapat kekwatiran dalam tahun – tahun saat ini
tentang kemungkinan perubahan iklim yang disebabkan
aktivitas manusia, karena perubahan apapun pada cuaca
akan meningkatkan ketidakpastian terhadap produksi
pangan.

Sejak permulaan revolusi industry, populasi masyarakat
dunia telah meningkat secara drastic bersamaan dengan
penggunaan bahan bakar fosil dalam skala besar, pabrik
semen dan pengolahan tanah intensif yang tidak
dimanfaatkan untuk tanaman atau produksi makanan
ternak.

Populasi terbesar dalam sejarah manusia akan muncul
selama abad ke 21 dan kemudian menimbulkan
kemungkinan perubahan iklim terbesar dan
mengakibatkan efek yang besar dan drastic

Terdapat kemungkinan yang tidak pasti berkaitan
dengan kejelasan suhu rata – rata bumi dan sejarah suhu
adalah hal yang lebih menakutkan. Mendapatkan data
secara globa atau rata –rata wilayah sangat sulit, karena
kedua hal tersebut memiliki nilai yang berbeda antara
satu tempat dengan tempat lain.
<Ringkasan Buku 2 K.Raja dan Harry F.>

3. Chapter 1:Cuaca dan Iklim
 Karena alasan inilah, kemungkinan perubahan
iklim dianggap sesuatu yang kontroversi di mata
public. Meskipun, peningkatanan kadar CO2 dan
gas radiasi lainnya pada tahun – tahun sebelumnya
telah didokumentasi dengan baik dan alasan
secara teori untuk konsentrasi gas yang lebih
tinggi menyebabkan pemanasan global tidak
diperdebatkan.
 Dua model iklim telah diterapkan hingga tahun
2100 oleh program prediksi nasional di Amerika
Serikat. Satu menunjukkan suhu wilayah
meningkat 5 derajat di musim dingin dan 3 derajat
di musim panas hingga tahun 2060, sementara
praduga lain memprediksi lebih besar.
 Model ini tidak sepakat pada perubahan iklim
regional tertentu. Sebagai contoh penguapan
meningkat dan menurun di belahan Amerika
bagian tenggara selama musim panas. Ini
menunjukkan hasil yang wajar untuk kesimpulan
bahwa sejak konsentrasi gas radioaktif secara jelas
meningkat di atmosfir dan alasan yang bersifat
teoritis dalam menyebabkan pemanasan tidak
diperdebatkan, kondisi – kondisi itu menyebabkan
pemanasan di beberapa tempat. Banyak peneliti
atmosfir sepakat dengan dugaan ini.
<Ringkasan Buku 2 K.Raja dan Harry F.>

4. Chapter 1:Cuaca dan Iklim
 Sector pertanian memberikan peran yang tidak
sedikit pada gas – gas radioaktif yang muncul dan
mengakibatkan perubahan iklim.

Sumber utama gas – gas ini adalah bahan bakar
fosil yang digunakan dalam aktivitas pertanian,
hilangnya karbon dari tanah karena operasi
pengolahan yang berkaitan dengan budidaya
tanama, pembakaran sisa tanaman dan residu
hutan, peningkatan makanan ternak dan efek
pemupukan secara teknik, pabrik dan
pemanfaatan pupuk N, dan pertumbuhan padi di
areal tergenang.
 Produksi padi di area tergenang menyebabkan
hasil panen yang mengandung senyawa CH4 yang
tinggi, akibat dari pemupukan yang
mengakibatkan terlepasnya N2O.
 Methan dan N2O dianggap lebih memiliki efek
radioaktif (sekitas 21 dan 310 kali lipat per unit
massa gas) dibandingkan atmosfir.
<Ringkasan Buku 2 K.Raja dan Harry F.>

5. Chapter 1:Cuaca dan Iklim
 Produksi gas methan di lahan padi tergenang
berhubungan dengan produksi biomassa selama
pertumbuhan vegetative, tetapi di area dimana
dua tanaman per tahun diterapkan metode
management, dapat mengurangi produksi CH4
dan emisi tanpa kehilangan hasil panen. Emisi
methan sangat sensitive pada management air,
meskipun emisi N2O bisa dihasilkan juga dari
metode tersebut. Sebagai tambahan informasi
diperlukan metode untuk mengurangi CH4 dan
N2O selaman masa produksi padi di lahan
tergenang.
 Perubahan – perubahan utama di lapisan atmosfir
bumi adalah konsentrasi CO2, yang meningkat
sekitar 25% sejak awal revolusi industry.
Karbondioksida meningkatkan fotosintesis dan
menekan respirasi tanaman, efek – efek inilah yang
diduga untuk meningkatkan pertumbuhan
tanaman bersamaan proses lainnya. Meskipun
begitu, sejumlah proses fisiologi tanaman juga
dipengaruhi oleh perubahan suhu, ozon, radiasi
ultraviolet, nutrisi dan air, semua itu berbeda
berdasarkan hubungannya dengan perubahan
iklim.
<Ringkasan Buku 2 K.Raja dan Harry F.>

6. Chapter 2:Perubahan Iklim
Jutaaan hingga ribuan tahun sebelum masa sekarang
 Perubahan iklim terjadi di skala ruang dan waktu.
Perubahan terbesar terjadi di waktu yang sama
seperti pembagiaan Negara – Negara. Namun,
perbedaan besar, seperti masa zaman es yang
ditandai dengan data iklim selama kurang lebih 3 juta
tahun yang lalu, muncul dalam siklus yang bertahan
selaman 10 hingga seratus ribu tahun.
 Kemudian perubahan iklim sebagai keadaan normal
yang terjadi di sistem atmosfir atau permukaan bumi.
Hal ini menjelaskan bahwa pemusatan iklim adalah
konsep yang keliru, sementara bahwa perubahan
iklim yang tidak terhenti bisa dijadikan model pikiran
yang lebih berguna untuk menganalisa iklim bumi dari
waktu ke waktu
 Iklim pada jutaan tahun yang lalu berkisar 13 derajat di
musim panas hingga 5 derajat lebih dingin
dibandingkan iklim saat ini (Sneider et al, 1990).
 Temperature global selisih sekitar 5 derajat selama
siklus zaman es. Beberapa suhu daerah berubah
melalui siklus ini hingga 10 sampai 15 derajat di
wilayah dengan garis lintang tinggi. Selama proses
tersebut, lapisan es menutupi Amerika Utara dan
Eropa bagian utara, level ketinggian air laut rata – rata
120 m dibawah keadaan saat ini.
<Ringkasan Buku 2 K.Raja dan Harry F.>

7. Chapter 2:Perubahan Iklim

Sebagai sistem biofisikal yang tergantung pada sumber daya
iklim, pertanian dapat dipengaruhi dengan perubahan hasil
panen dan produksi. Efek pemupukan positif yang
meningkatkan kadar CO2 pada tanaman pertanian memiliki
dampat menguntungkan di beberapa tanaman, terutaman
untuk tanaman jenis C3. Sejak penerapan teknologi (seperti
kultivar baru dan pestisida, irigasi, dan aplikasi herbisida)
menjadi sector penting pertanian, terdapat banyak diskusi
dan perdebatan tentang bagaimana pertanian dengan
sukses beradaptas terhadap perubahan iklim yang terjadi
(Easterlling, 1996 ; Reillu, 1996; Rosenzweig dan Hillel, 1998)
Iklim abad ke 20
 Langkah penting telah diperluas untuk menganalisa data
sejarah iklim saat ini selama lebih dari 150 tahun untuk
menentukan apakah terdapat pengaruh dari pemanasan gas
rumah kaca. Sebagai contoh, sejumlah data global diatur
mendekati suhu permukaan untuk dianalisa dan diteliti. Data
– data inilah yang diuji dengan teliti agar tidak terjadi
kesalahan atau dugaan yang bias akibat efek suhu panas
pulau, ketidakseragaman dan perubahan alat untuk
mengukur suhu permukaan laut. Salah satu data yang dibuat
mengindikasikan terdapat kisaran suhu antara 0,3 hingga 0,6
deracat ketika pemanasan permukaan bumi terjadi sejak
abad ke 19.
 Gejala ini berlanjut hingga tahun 1998. Rata – rata suhu
global dari januari hingga December 1998 adalah yang
terhangat, sedangkan suhu rata – rata dari januari hingga
juni 1998, adalah 0,6 derajat lebih tinggi dibandingkan pada
tahun 1961 hingga 1990. Meskipun demikian, perbedaan
pemanasan tersebut tidak rata dan sama di berbagai
wilayah, karena beberap Negara telah mengalami
pendinginan selama abad ke 20.
<Ringkasan Buku 2 K.Raja dan Harry F.>

8. Chapter 2:Perubahan Iklim



Terdapat peningkatan kecil dalam penguapan rata – rata di
lahan dunia selama abad ke 20 (Dai et al., 1997). Investigasi
baru – baru ini mengindikasikan bahwa nilai rata –rata ini
meningkat dikarenakan pengaruh utama dari laju
penguapan (Groisman et al., 1999). Sejak akhir 1970an,
terdapat peningkatan dalam persentase gejal kekeringan
di dunia atau kenaikan tingkat kelembapan (Dai et al.,
1998).
Banyak iklim global yang berubah dianalisa dari sudut
pandang sebagai kombinasi perubahan kea rah variable
yang disebut fingerprints. Sebagai contoh, kombinasi
pendinginan stratosfir, pemanasan suhu permukaan dan
peningkatkan global dimaksudkan bahwa penguapan
terjadi dari keberadaan rumah kaca yang memacu
perubahan iklim.
Di tahun 1990an, remote sence data suhu di lapisan bawah
troposfir (700 milibar dengan ketinggian 2,5 km) telah
dianalisa dengan membandingkan gejala dari stasiun
observasi di permukaan. Hal ini membuka perdebatan
berdasarkan kebenaran data dari observasi di permukaan
dengan data remot sence (Christi and Spencer, 1995;
Hurrell and Trenberth, 1997, 1998). Sebagai contoh, Christy
dan Spencer menggunakan data dari alat suara gelombang
mikro (MSU) di lembaga administrasi atmosfir laut
nasional (NOAA) dan menginvestigasi sejak tahun 1979
hingga 1995. Mereka menemukan pendinginan global
minus 0,04 derajat selama waktu tersebut. Berdasarkan
observasi di permukaan, suhu telah meningkat sejak 1979
sebesar 0,14 derajat. Ketidaksesuaian dugaan
dipertanyakan dan didatangkan bukti bahwa pemanasan
global tidak terjadi.
<Ringkasan Buku 2 K.Raja dan Harry F.>

9. Chapter 2:Perubahan Iklim
Efek rumah kaca

Efek rumah kaca adalah bagian alami dari sistem iklim.
Faktanya, tanpa atmosfir, suhu rata- rata permukaan
bumi akan mencapai 33 derajat celcius lebih dingin dari
saat ini. Bumi atau sistem atmosfir menyerap radiasi
matahari dengan mengeluarkan radiasi gelombang
infrared ke angkasa.

Permukaan bumi menyerap hampir radiasi matahari
dari matahari tapi juga menghilangkan radiasi
gelombang panjang. Energy yang hilang sebelum
mencapai permukaan bumi melalui pantulan dari awan
dan aerosol in di atmosfir. Sedikit yang diserap secara
langsung oleh atmosfir yang rata-rata adalah
gelombang radiasi pendek, selain itu sekitar 30%
dipantulkan kembali di permukaan bumi.

Atmosfir lebih efisien dalam menyerap radiasi
gelombang panjang yang kemudian dikeluarkan ke luar
angkasa dan melalui permukaan bumi. Emisi yang
dikeluarkan melalui permukaan bumi akan
memanaskan bumi lebih tinggi. Pemanasan lebih tinggi
ini dihilangkan oleh radiasi gelombang panjang dari
atmosfir yang dikenal sebagai efek rumah kaca. Jumlah
radiasi gelombang yang diserap dan
<Ringkasan Buku 2 K.Raja dan Harry F.>

10. Chapter 2:Perubahan Iklim

Kemudian dihilangkan melalu lapisan dalam bumi
adalah fungsi dari unsure – unsure dari atmosfir. Gas –
gas tertentu di dalam atmosfir secara umum memiliki
kemampuan baik dalam menyerap radiasi gelombang
panjang dan dikenal gas rumah kaca. Hal ini terdiri dari
uap air, CO2, methan, CFCs, N2O.

Jika terjadi perubahan pada lapisan atmosfir dan
sebagai hasil dari peningkatan tingkat konsentrasi gas
rumah kaca, maka semakin banyak radiasi gelombang
panjang dari bumi diserap oleh atmosfir dan
dikeluarkan kembali oleh dalam bumi. Hal ini merubah
radiasi sehingga dapat mempengaruhi sistem iklim dan
menghasilkan adanya peningkatan suhu permukaan
bumi.

Gangguan – gangguan di dalam keseimbangan radiasi
planet bumi dikenal sebagai perubahan radioaktif dan
factor yang mempengaruhi keseimbangan ini dikenal
sebagai agen penentu radioaktif (Shine et all., 1990).
Pengaruh gas rumah kaca diketahui dengan
menentukan besarnya tekanan radioaktif. Ini bisa
dipandang sebagai pengukuran kemampuan untuk
mengubah iklim.
<Ringkasan Buku 2 K.Raja dan Harry F.>

11. Chapter 2:Perubahan Iklim
Perubahan iklim di masa depan
 Penjelasan tentang model iklim, model sirkulasi umum
(GCMs). Tingginya pengetahuan tentang perubahan iklim
di masa depan didapatkan dari uji coba model iklim.
 Model – model iklim adalah bidang tiga dimensi yang
secara matematika menggambarkan proses yang
bertanggung jawab terjadi iklim. Proses ini termasuk
interaksi kompleks antara atmosfir, permukaan tanah, laut
dan bongkahan es.
 Model iklim mensimulasi distribusi global dari variable –
variable seperti suhu, angin, awan dan curah hujan. Proses
iklim utama ini menggambarkan pula model iklim yang
paling detail. Persamaan tersebut menjelaskan keadaan
atmosfir dalam jaringan tiga dimensi, jaringan tiga
dimensi ini akan mewakili permukaan bumi dan ketinggian
atmosfir. Resolusi spasial yang merupakan model dalam
menentukan aspek untuk menghasilkan ulang data iklim
sebenarnya di bumi.
Sejarah pengembangan GCM
 model – model iklim yang dikembangkan selama lebih dari
beberapa decade lalu (Mearns, 1990). Percobaan awal yang
dievaluasi adalah tentang efek gas rumah kaca yang
meningkat pada tahun 1960an dan 1970an.
 Model sirkulasi umum (GCMs) pada waktu itu sangat
sederhana. Model ini digunakan dalam sector geometric
yang belum sempurna dalam memaparkan data lahan dan
lautan. Lautan yang dimaksud adalah permukaan air
dengan kemampuan panas nol dan dikenal sebagai
permukaan penguapan (Manabe and Wetherald, 1975,
1980).
<Ringkasan Buku 2 K.Raja dan Harry F.>

12. Chapter 2:Perubahan Iklim

Sejak akhir 1980an, model atmosfir telah dilengkapi
dengan model lautan sistem tiga dimensi yang
mempermudah dan memperjelas keragaman data
tahunan dalam jangka waktu yang panjang. Model ini
menghasilkan keakuratan model secara horizontal dan
vertical dari perpindahan panas di dalam lautan
(Stouffer et al.,1989; Washington and Meehl,1989)

Model iklim semakin mutakhir dengan sistem proses
yang akurat beresolusi spasial. Kemampuan dalam
menghasilkan data iklim semakin signifikan. Model –
model ini sekarang dapat menggambarkan iklim daerah
dan Negara dalam skala lebih tinggi. Distribusi tekanan,
suhu, angin, penguapan dan laut juga digambarkan
dalam ruang dan waktu. Meskipun demikian, skala
spasial kurang dari seratus meter, model masih dapat
menghasilkan data error hingga 4 sampai 5 derajat
setiap bulan dan paling besar hingga 150% dalam
penguapan (Risbey and Stone, 1996; Kittel et al., 1998;
Doherty and Mearns, 1999).
<Ringkasan Buku 2 K.Raja dan Harry F.>