Data satelit sejak pertengahan 1980-an menunjukkan stratosfer telah mendingin sekitar 2°C. Penurunan suhu ini sepuluh kali lebih besar dari yang bisa disebabkan oleh siklus matahari alami.

Selama bertahun-tahun, mekanisme molekuler yang tepat di balik pendinginan ini masih misterius.

>>> WhatsApp Mulai Gulirkan Reservasi Nama Pengguna Secara Global

Sebuah studi tahun 2023 yang diterbitkan di Nature Geoscience oleh peneliti Columbia University akhirnya mendokumentasikan fisika proses tersebut.

Rahasianya terletak pada bagaimana CO₂ menangani panjang gelombang cahaya yang berbeda. Perilaku ganda ini bergantung pada kepadatan atmosfer.

Selimut vs Radiator: Peran Kepadatan Atmosfer

Aturan dasar efek rumah kaca adalah CO₂ memerangkap panas, tetapi aturan itu hanya berlaku saat udara tebal. Di atmosfer bawah (troposfer), udara padat dan rapat.

Ketika molekul CO₂ menyerap radiasi inframerah dari Bumi, ia langsung bertabrakan dengan molekul nitrogen dan oksigen di sekitarnya.

Tabrakan berkecepatan tinggi ini mentransfer energi, menghangatkan massa udara seperti selimut tebal.

Namun, saat naik ke stratosfer, udara menjadi sangat tipis. Molekul CO₂ masih menyerap energi inframerah, tetapi udara terlalu encer untuk bertabrakan dengan apa pun.

Tanpa molekul tetangga untuk meneruskan panas, molekul CO₂ memancarkan kembali energi itu ke luar.

Karena udara tipis, radiasi itu langsung melesat ke tepi planet dan lepas ke ruang hampa.

Singkatnya, di bawah, CO₂ bertindak seperti selimut; di atas, ia berfungsi sebagai radiator planet yang sangat efisien.

Dari Teori 1960-an ke Bukti Modern

Efek paradoks ini sebenarnya diprediksi pada 1960-an oleh pelopor pemodelan iklim Syukuro Manabe. Karya awalnya akhirnya membuatnya meraih Hadiah Nobel.

Meskipun modelnya memprediksi pendinginan ini, mencocokkan perhitungan tersebut dengan pengukuran satelit aktual dari cahaya inframerah membutuhkan waktu puluhan tahun.