Matahari memancarkan sinarnya dalam bentuk radiasi ultraviolet ke bumi yang akan diterima oleh bumi dan dipantulkan kembali dalam bentuk radiasi inframerah.  Sinar matahari masuk ke bumi sebagai panas, yang sebagiannya dipantulkan kembali ke angkasa (oleh permukaan bumi yang berwarna muda — tutupan salju, awan, dll), sebagiannya lagi diserap baik oleh permukaan bumi yang berwarna agak gelap maupun oleh “gas-gas rumah kaca” yang terkandung dalam atmosfer.  Gas-gas rumah kaca ini bertindak seperti layaknya “benda hitam”, di mana cahaya yang datang akan dipantulkan kembali sebagai panas (cahaya dengan panjang gelombang pendek yang disebut inframerah.  Semakin pendek panjang gelombangnya, semakin panas).  Semakin banyak kandungan atau konsentrasi gas-gas rumah kaca ini, semakin banyak panas yang dilepaskan, maka semakin panaslah atmosfer bumi.  Ini yang disebut sebagai efek rumah kaca (greenhouse effect).

Lapisan atmosfir bumi terdiri atas troposfir, stratosfir, mesosfir dan termosfer. Lapisan terbawah (troposfir) adalah bagian yang terpenting dalam kasus efek rumah kaca. Sekitar 35% dari radiasi matahari tidak sampai ke permukaan bumi. Hampir seluruh radiasi yang bergelombang pendek (sinar alpha, beta dan ultraviolet) diserap oleh tiga lapisan teratas. Yang lainnya dihamburkan dan dipantulkan kembali ke ruang angkasa oleh molekul gas, awan dan partikel. Sisanya yang 65% masuk ke dalam troposfir. Di dalam troposfir ini, 14 % diserap oleh uap air, debu, dan gas-gas tertentu sehingga hanya sekitar 51% yang sampai ke permukaan bumi. Dari 51% ini, 37% merupakan radiasi langsung dan 14% radiasi difus yang telah mengalami penghamburan dalam lapisan troposfir oleh molekul gas dan partikel debu. Radiasi yang diterima bumi, sebagian diserap sebagian dipantulkan. Radiasi yang diserap dipancarkan kembali dalam bentuk sinar inframerah.

Secara sederhana, proses terjadinya efek rumah kaca dimulai saat panas matahari merambat dan masuk ke permukaan bumi. Kemudian panas matahari tersebut akan dipantulkan kembali oleh permukaan bumi ke angkasa melalui atmosfer. Sebagian panas matahari yang dipantulkan tersebut akan diserap oleh gas rumah kaca yang berada di atmosfer. Panas matahari tersebut kemudian terperangkap di permukaan bumi, tidak bisa melalui atmosfer sehingga suhu bumi menjadi lebih panas.

1.          Perubahan Iklim
Daerah hangat akan menjadi lebih lembab karena lebih banyak air yang menguap dari lautan. Para ilmuan belum begitu yakin apakah kelembaban tersebut malah akan meningkatkan atau menurunkan pemanasan yang lebih jauh lagi. Hal ini disebabkan karena uap air merupakan gas rumah kaca, sehingga keberadaannya akan meningkatkan efek insulasi pada atmosfer. Akan tetapi, uap air yang lebih banyak juga akan membentuk awan yang lebih banyak, sehingga akan memantulkan cahaya matahari kembali ke angkasa luar, di mana hal ini akan menurunkan proses pemanasan.

Kelembaban yang tinggi akan meningkatkan curah hujan, secara rata-rata, sekitar 1 persen untuk setiap derajat Fahrenheit pemanasan. Badai akan menjadi lebih sering. Selain itu, air akan lebih cepat menguap dari tanah. Akibatnya beberapa daerah akan menjadi lebih kering dari sebelumnya. Angin akan bertiup lebih kencang dan mungkin dengan pola yang berbeda. Topan badai (hurricane) yang memperoleh kekuatannya dari penguapan air, akan menjadi lebih besar. Berlawanan dengan pemanasan yang terjadi, beberapa periode yang sangat dingin mungkin akan terjadi. Pola cuaca menjadi tidak terprediksi dan lebih ekstrim. Sebenarnya peristiwa perubahan iklim ini telah terjadi beberapa kali sepanjang sejarah bumi dan manusia akan menghadapi masalah ini dengan resiko populasi yang sangat besar.

2.          Meningkatnya Permukaan Laut
Berkurangnya lapisan es di Greenland dan Antartika berkontribusi sebesar 0.4 mm pertahun. Salah satu dampak yang paling besar dari pemanasan global adalah naiknya permukaan laut. Lapisan es di benua Arktik rata-rata telah berkurang sebanyak 2.7% per dekade. Temperatur rata-rata laut global telah meningkat pada kedalaman paling sedikit 300 meter. Perubahan tinggi rata-rata muka laut diukur dari daerah dengan lingkungan yang stabil secara geologi. Ketika atmosfer menghangat, lapisan permukaan lautan juga akan menghangat, sehingga volumenya akan membesar dan menaikkan tinggi permukaan laut. Tinggi muka laut di seluruh dunia telah meningkat 10 – 25 cm (4 – 10 inchi) selama abad ke-20, dan para ilmuan IPCC memprediksi peningkatan lebih lanjut 9 – 88 cm (4 – 35 inchi) pada abad ke-21.

3.          Meningkatnya Suhu Global
Pemanasan yang terjadi pada sistem iklim bumi merupakan hal yang jelas terasa, seiring dengan banyaknya bukti dari pengamatan kenaikan temperatur udara dan laut, pencairan salju dan es di berbagai tempat di dunia, dan naiknya permukaan laut global. Perubahan yang telah diukur oleh para ilmuwan pada atmosfer, lautan, permukaan es dan gletser menunjukkan bahwa bumi telah mengalami pemanasan akibat dari adanya emisi gas rumah kaca di masa lalu. Perubahan-perubahan tersebut merupakan bagian dari pola yang konsisten sebagai bukti adanya gelombang panas (heat waves) yang lebih besar, pola angin baru, kekeringan yang lebih parah di beberapa daerah, bertambahnya presipitasi di daerah lainnya, melelehnya gletser dan es di Arktik serta naiknya muka laut.

4.      Gangguan Ekologis
Dalam pemanasan global, hewan cenderung untuk bermigrasi ke arah kutub atau ke atas pegunungan. Tumbuhan akan mengubah arah pertumbuhannya, mencari daerah baru karena habitat lamanya menjadi terlalu hangat. Akan tetapi, pembangunan manusia akan menghalangi perpindahan ini. Spesies-spesies yang bermigrasi ke utara atau selatan yang terhalangi oleh kota-kota atau lahan-lahan pertanian mungkin akan mati. Beberapa tipe spesies yang tidak mampu secara cepat berpindah menuju kutub mungkin juga akan musnah.

5.      Dampak Sosial Dan Politik
Perubahan cuaca dan lautan dapat mengakibatkan munculnya penyakit-penyakit yang berhubungan dengan panas (heat stroke), penyebaran penyakit melalui air (Waterborne Diseases) maupun penyebaran penyakit melalui vektor (vector-borne diseases) hingga kematian. Temperatur yang panas menyebabkan gagal panen sehingga akan muncul kelaparan dan malnutrisi. Perubahan cuaca yang ekstrem dan peningkatan permukaan air laut akibat mencairnya es di kutub utara menyebabkan penyakit-penyakit yang berhubungan dengan bencana alam (banjir, badai dan kebakaran) dan kematian akibat trauma. Timbulnya bencana alam biasanya disertai dengan perpindahan penduduk ke tempat-tempat pengungsian dimana sering muncul penyakit, seperti: diare, malnutrisi, defisiensi mikronutrien, trauma psikologis, penyakit kulit, dan lain-lain.

 Dengan adanya perubahan iklim, maka ada beberapa spesies vektor penyakit (eq Aedes Agipty), Virus, bakteri, plasmodium menjadi lebih resisten terhadap obat tertentu yang target nya adala organisme tersebut. Selain itu, bisa diprediksi bahwa ada beberapa spesies yang secara alamiah akan terseleksi ataupun punah karena perubahan ekosistem yang ekstrim. Hal ini juga akan berdampak perubahan iklim (Climat change) yang bisa berdampak kepada peningkatan kasus penyakit tertentu seperti ISPA (kemarau panjang / kebakaran hutan, DBD Kaitan dengan musim hujan tidak menentu).


Berikut adalah video terkait greenhouse effect (Sumber: https://www.youtube.com/watch?v=ZzCA60WnoMk)

Troposfer adalah lapisan terendah yang tebalnya kira-kira sampai dengan 10 kilometer di atas permukaan bumi. Dalam troposfer ini terdapat gas-gas rumah kaca yang menyebabkan efek rumah kaca dan pemanasan global. Gas Rumah Kaca dapat terbentuk secara alami maupun sebagai akibat pencemaran.

Gas Rumah Kaca (GRK) yang berada di atmosfer (troposfer) dihasilkan dari berbagai kegiatan manusia terutama yang berhubungan dengan pembakaran bahan bakar fosil (minyak, gas, dan batubara) seperti pada pembangkitan tenaga listrik, kendaraan bermotor, AC, komputer, memasak. Selain itu Gas Rumah Kaca juga dihasilkan dari pembakaran dan penggundulan hutan serta aktivitas pertanian dan peternakan. Gas Rumah Kaca yang dihasilkan dari kegiatan tersebut, seperti H2O (uap air),CO2 (karbon dioksida), O3 (ozon), CH4 (metana), N2O (dinitrogen oksida), CFC (cholorofluorokarbon : CFC R-11 dan CFC R-12), CO, SO2, NO, dan gas lainnya seperti HFCS, PFCS, dan SF6.

• Uap Air
  

Gas rumah kaca yang paling banyak adalah uap air yang mencapai atmosfer akibat penguapan air dari laut, danau dan sungai. Uap air adalah gas rumah kaca yang timbul secara alami dan bertanggungjawab terhadap sebagian besar dari efek rumah kaca. Konsentrasi uap air berfluktuasi secara regional, dan aktifitas manusia tidak secara langsung mempengaruhi konsentrasi uap air kecuali pada skala lokal.

• Karbon dioksida
  

Karbon dioksida adalah gas terbanyak kedua. Ia timbul dari berbagai proses alami seperti: letusan gunung berapi, hasil pernafasan hewan dan manusia (yang menghirup oksigen dan menghembuskan karbon dioksida); dan pembakaran material organik (seperti tumbuhan). Manusia telah meningkatkan jumlah karbon dioksida yang dilepas ke atmosfer ketika mereka membakar bahan bakar fosil, limbah padat, dan kayu untuk menggerakkan kendaraan dan menghasilkan listrik. Pada saat yang sama, jumlah pepohonan yang mampu menyerap karbon dioksida semakin berkurang akibat perambahan hutan untuk diambil kayunya maupun untuk perluasan lahan pertanian.

•  Ozon
  

Ozon adalah gas rumah kaca yang terdapat secara alami di atmosfer (troposfer, stratosfer). Di troposfer, ozon merupakan zat pencemar hasil sampingan yang terbentuk ketika sinar matahari bereaksi dengan gas buang kendaraan bermotor. Molekul ozon juga dapat terbentuk dengan bantuan sinar ultraviolet. Reaksi pembentukan ozon tersebut sebagai berikut,Reaksi Pembentukan Molekul Ozon (O3):
O2      -------->      2O
O + O2    -------->    O3

• Metana
  

Metana merupakan insulator yang efektif, mampu menangkap panas 20 kali lebih banyak bila dibandingkan karbondioksida. Metana dilepaskan ke atmosfir selama produksi dan transportasi batu bara, gas alam dan minyak bumi. Metana juga dihasilkan dari pembusukan limbah organik di tempat pembuangan sampah (landfill), bahkan dapat keluarkan oleh hewan-hewan tertentu, terutama sapi, sebagai produk samping dari pencernaan.

•  Dinitrogen oksida
  

Dinitrogen oksida adalah juga gas rumah kaca yang terdapat secara alami. Dulunya gas ini digunakan sebagai anastasi ringan, yang dapat membuat orang tertawa sehingga juga dikenal sebagai ‘gas tertawa’. Tidak banyak diketahui secara terinci tentang asal dinitrogen oksida dalam atmosfer. Diduga bahwa sumber utamanya, yang mungkin mencakup sampai 90 persen, merupakan kegiatan mikroorganisme dalam tanah. Pemakaian pupuk nitrogen meningkatkan jumlah gas ini di atmosfer. Dinitrogen oksida juga dihasilkan dalam jumlah kecil oleh pembakaran bahan bakar fosil (minyak bumi, batu bara, gas bumi).

• Cholorofluorocarbon (CFC)
  

CFC biasanya digunakan sebagai bahan pendingin pada AC dan kulkas. CFC digunakan sebagai aerosol pada penyemprotan rambut, pengharum, dan pembasmi serangga. CFC bersifat sangat ringan sehingga mudah terangkat ke atmosfer yang lebih tinggi dan jika bertemu dengan ozon akan terjadi reaksi yang menyebabkan lapisan ozon akan menipis.

• Karbon monoksida (CO)
  

Karbon monoksida (CO) adalah suatu komponen yang bersifat tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak mempunyai rasa, yang terdapat dalam bentuk gas pada suhu di atas 192°C, mempunyai berat sebesar 96,9% dari berat air dan tidak larut dalam air. Karbon monoksida merupakan gas hasil pembakaran tidak sempurna terhadap karbon atau komponen yang mengandung karbon. Pada suhu tinggi, karbon monoksida terurai menjadi karbon monoksida dan oksigen. Gas ini berbahaya bagi kesehatan manusia. Gas ini mempunyai daya ikat terhadap sel darah merah lebih tinggi dibandingkan dengan daya ikat sel darah merah terhadap oksigen. Gas CO dapat menyebabkan pusing-pusing dan pingsan

• Sulfur oksida (SO)
  

Sulfur oksida (SO) terutama disebabkan oleh dua komponen gas yang tidak berwarna, yaitu sulfur oksida (SO2) dan sulfur trioksida (SO3). Keduanya disebut sebagai SOx. Sulfur oksida mempunyai karakteristik bau yang tajam dan tidak terbakar di udara, sedangkan sulfur trioksida merupakan komponen yang tidak reaktif. Pembakaran bahan-bahan yang mengandung sulfur akan menghasilkan kedua bentuk oksida, tetapi jumlah relatif masing-masing tidak dipengaruhi oleh jumlah oksigen yang tersedia, meskipun udara tersedia dalam jumlah cukup, SO2 selalu terbentuk dalam jumlah terbesar.

Pabrik peleburan baja merupakan industri terbesar yang menghasilkan SOx. Hal ini disebabkan berbagai elemen yang penting secara alami dalam bentuk logam sulfida, misalnya tembaga (CuFeS2 dan Cu2S), zink (ZnS), merkuri (HgS), dan timbal (PbS). Kebanyakan logam sulfida dipekatkan dan dipanggang di udara untuk mengubah sulfida menjadi oksida yang mudah tereduksi. Selain itu, sulfur merupakan kontaminan yang tidak dikehendaki di dalam logam dan biasanya lebih mudah untuk menghilangkan sulfur dari logam kasar daripada menghilangkan dari produk metal akhirnya.

• Nitrogen oksida (NO)
  

Nitrogen oksida (NOx) adalah kelompok gas yang terdapat di atmosfer yang terdiri atas gas nitrit oksida (NO) dan nitrogen oksida (NO2). Walaupun bentuk nitrogen oksida lainnya ada, tetapi kedua gas ini paling banyak ditemui sebagai polutan udara. Nitrit oksida merupakan gas yan tidak berwarna dan tidak berbau. Sebaliknya, nitrogen dioksida mempunyai warna cokelat kemerahan dan berbau tajam.