Mengapa awan konvektif di Indonesia bisa mencapai ...

Pertanyaan menarik terkait dengan pembentukan awan di Indonesia adalah mengapa awan konvektifnya bisa mencapai ketinggian stratosfer bawah? Seperti telah kita ketahui bahwa awan konvektif adalah awan-awan yang pertumbuhannya vertikal. Awan ini terbentuk ketika terjadi pemanasan matahari yang kuat yang mencapai permukaan, baik daratan maupun badan-badan air seperti laut, sungai, waduk dll. Pemanasan tersebut menyebabkan terjadinya penguapan dan bila uap air telah mencapai kejenuhan maka terbentuklah awan. Selama pemanasan masih terjadi maka awan konvektif ini akan terus tumbuh ke atas. Wilayah Indonesia yang merupakan wilayah tropis (baca pada postingan sebelumnya) mengalami pemanasan sepanjang tahun sehingga penguapan yang terjadi juga demikian besar. Dengan demikian maka awan-awan yang tumbuh vertikal akan mencapai ketinggian yang tinggi. Hal ini berbeda dengan wilayah tropis Afrika dan Amerika Selatan dimana wilayahnya kebanyakan adalah daratan, sementara Indonesia merupakan wilayah benua maritim yang terjadi dari banyak pulau. Kombinasi antara pemanasan matahari sepanjang tahun dan wilayah kepulauan serta kekuatan up draft yang besar inilah yang menyebabkan pembentukan awan konvektif di Indonesia paling tinggi di dunia, bisa mencapai stratosfer bawah. Mengapa hanya sampai stratosfer bawah? Ini tidak lain karena lapisan ini merupakan lapisan yang sangat stabil. Kekuatan up draft yang besar hanya akan menyebabkan awan berwujud dempak dimana pada lapisan tropopause menjadi semacam "leher" dari awan-awan konvektif kumulonimbus (Cb).

Bagaimana hujan es bisa terjadi??

Hari ini (Sabtu, 26 Maret 2016) diberitakan di harian online PR bahwa di beberapa tempat di Bandung dan Cimahi terjadi hujan. Tapi hujan yang dimaksud adalah hujan yang disertai batu es (hail). Batu es (beda dengan es batu) ini berukuran 2-3 cm, meskipun tidak terlalu besar namun ketika menimpa genting apalagi kalau atapnya seng maka akan terdengar keras suaranya. Anak-anak bahkan orang dewasa yang tertimpa kepalanya oleh batu es ini juga akan merasakan kesakitan. Ini tidak lain karena batu es ini ditimbulkan oleh awan-awan yang pertumbuhannya vertikal. Hujan batu es ini kadang disertai oleh angin kencang yang menimbulkan banyak pohon tumbang, seperti juga diberitakan baik media ini maupun media sosial yang lain.

Yang menarik adalah bagaimana hujan es bisa terjadi. Dari kacamata meteorologi fenomena ini memang sering terjadi apalagi di wilayah tropis semacam Indonesia. Hujan batu es umumnya terjadi pada saat di langit banyak terbentuk awan-awan yang pertumbuhan vertikalnya tinggi semacam kumulus (Cu) atau kumulonimbus (Cb). Permukaan bumi baik yang berupa daratan maupun air yang terkena terik matahari akan teruapkan airnya menjadi uap air. Uap air ini akan  melayang-layang di atmosfer sebagai awan bila kelembapannya menjadi jenuh. Kelembapan uap air tersebut menjadi jenuh atau 100% ketika uap air mengalami pendinginan atau peningkatan jumlah uap airnya.

Ketika awan cumulus atau kumulonimbus,  yang ketinggian dasarnya umumnya sekitar 1,5 km di atas permukaan tanah,  terjadi maka parsel udara mengalami polarisasi. Ada yang tetap menjadi tetes air dingin dan adapula yang membentuk kristal es. Kristal es terbentuk ketika dalam awan tersebut ada wilayah yang pertumbuhan dalam awannya mencapai kurang dari 0 oC.  Di wilayah lintang menengah dan tinggi (lebih dari 30o lintang utara atau selatan) fenomena pembentukan Kristal es ini sering terjadi mengingat banyak dijumpai awan-awan yang temperaturnya kurang dari 0 oC. Hal ini sedikit berbeda di wilayah tropis dimana ketinggian suhu 0oC  pasti ketinggiannya di atas 500 milibar. Karena tekanan uap di atas permukaan es lebih rendah daripada tekanan uap di atas permukaan air cair maka tetes air dingin tersebut menguap seirring dengan meningkatnya ukuran Kristal es. Seperti diketahui akan ada gerakan massa uap air dari tetes air cair dingin menuju Kristal es bila terjadi perbedaan tekanan. Dengan demikian maka tetes air menjadi berukuran makin kecil sedangkan Kristal es akan meningkat ukurannya.  Proses semacam ini disebut proses Wegener-Bergeron-Feindesen atau yang sering disingkat menjadi proses Bergeron. Kristal batu es ini akibat melampaui gaya angkatnya dan juga karena gaya gravitasi maka akan jatuh ke permukaan bumi sebagai hujan es (hail). Inilah yang terjadi pada hari Sabtu ini di Bandung dan Cimahi.

Sedangkan angin kencang timbul karena perbedaan tekanan antara wilayah Bandung dan Cimahi dengan wilayah-wilayah sekitarnya. Perbedaan tekanan yang besar akan menyebabkan anginnya makin kencang. Sebaliknya bila perbedaan tekanannya rendah maka akan terjadi angin yang lemah dan tidak kuat. Menilik dari akibat yang ditimbulkannya yakni ranting-ranting yang patah, maka besar kemungkinan skala 8 yang besarnya kira-kira lebih dari 62 km/jam.  Skala ini adalah skala Beaufort yakni skala yang digunakan untuk mengira kira besarnya kecepatan angin berdasarkan fenomena yang terjadi baik di darat maupun di laut. Di darat bisa dilihat dari kepulan asap pabrik, goyangan angin yang mengenai dedaunan pohon, kibaran bendera, bahkan sampai terangkatnya rumah oleh karena angin. Di laut bisa dilihat dari besarnya kilauan air laut ketika tertimpa cahaya matahari, deburan ombak yang tinggi  dll. Semakin besar kecepatan anginnya semakin kuat pula anginnya.

Saat ini memang sedang banyak cuaca buruk. Perawanan banyak terbentuk di banyak tempat di Indonesia sehingga ketika menaiki pesawat, goncangan juga banyak terjadi. Melihat citra satelit Himawari 8 Jepang, hari ini tampak bahwa di atas pulau Jawa terbentuk awan-awan yang massif pertumbuhannya. Sebagian besar awan yang terjadi adalah awan vertikal yang berpeluang menjadi hujan, tidak terkecuali di atas Jawa Barat khususnya Bandung dan sekitarnya. Dengan demikian, bukan tidak mungkin bahwa hujan es masih akan terjadi di kota-kota di Jawa Barat. Apalagi menurut BMKG (Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika) Bandung menyatakan bahwa puncak musim hujan semester ini adalah bulan Maret. Pola streamline yang dikeluarkan oleh BMKG menunjukkan bahwa arus udara (angin) banyak berasal dari arah utara sampai timur laut yang mempertinggi peluang kejadian hujan. Streamline atau garis arus adalah garis yang menghubungkan garis singgung kecepatan angin dalam arah tertentu.  Ramalan cuaca bisa dilakukan menggunakan pola streamline ini yang diperkuat dengan model  cuaca numerik dan citra satelit serta radar. Ukuran batu es yang pernah tercatat adalah sebesar hampir 1 kg di Amerika Serikat. Untuk ukuran batu es yang lebih kecil saja bisa menyebabkan lubang pada kaca mobil, apalagi bila batu es tersebut mengenai manusia …tentu kepala juga akan bisa pecah. Oleh karena itu bilamana terjadi hujan es, segeralah berlindung.