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. 

Pedulilah pada masalah perubahan iklim

Tulisan ini merupakan tanggapan dari artikel berjudul “ Pesan Leonardo bagi pemimpin negeri” yang dimuat dalam harian Kompas pada hari ini (Minggu 27 Maret 2016). Tulisan tersebut mengupas tentang berbagai masalah terkait perubahan iklim yang melanda dunia saat ini sampai-sampai mengundang aktor Hollywood Leonardo de Caprio untuk turut berpartisipasi menyuarakannya. Bahkan beberapa waktu yang lalu ia menyampaikan akan menyumbang pemerintah Indonesia untuk tujuan reklamasi dan reboisasi hutan di negeri kita. Bukan kali ini saja para artis Hollywood menyuarakan kepeduliannya pada hutan di Indonesia. Beberapa waktu yang lalu, aktor Harrison Ford bahkan sempat marah-marah kepada Menteri Kehutanan waktu itu (Ir. Zulkifli Hasan) yang dinilainya tidak serius memberantas penjarahan dan pembalakan hutan di Riau dan berbagai propinsi yang lain. Berita tersebut bisa dilihat di youtube.
Memang harus kita sadari bahwa saat ini perubahan iklim sepertinya makin meningkat lajunya seiring dengan makin meningkatnya jumlah penduduk dengan segala aktivitasnya. Menurut para ahli cuaca dan iklim, perubahan iklim saat ini selain disebabkan oleh faktor alam, juga disebabkan faktor antropogenik. Menurut IPCC (Intergovermental Panel on Climate Change) perubahan iklim ini lebih banyak disebabkan faktor manusia. Setiap tahun, pemanasan dan perubahan iklim global dibahas oleh para pemimpin dunia meskipun dari waktu ke waktu tidak banyak perkembangannya. Bisa dimaklumi karena pengereman laju emisi karbon dioksida yang diluncurkan ke atmosfer mempunyai dampak ekonomi. Setidaknya banyak pelaku usaha ekonomi yang harus mengeluarkan dana ekstra untuk mengurangi laju peningkatan gas buang yang mencemari lingkungan. Seperti yang anda ketahui terdapat korelasi yang erat antara peningkatan karbon dioksida dan gas rumah kaca lainnya dengan pemanasan dan perubahan iklim global.  Gas rumah kaca akan menyerap dan memantulkan radiasi gelombang panjang dari bumi sehingga suhu atmosfer menjadi meningkat. Inilah yang disebut sebagai pemanasan global, yang ternyata berpengaruh pada terjadinya perubahan iklim global. Meskipun ada sebagian peneliti dan pelaku ekonomi yang apatis terhadap masalah ini, tapi bukti menunjukkan bahwa perubahan iklim telah terjadi dimana-mana yang disertai dengan dampak luasnya.
Berdasarkan catatan pengamatan permukaan, tahun 2015 merupakan tahun terpanas dibanding rata-rata tahun 1880 sampai 1899. Pengamatan permukaan tersebut dilaporkan dari 6300 stasiun cuaca, pengamatan menggunakan kapal, buoy (pelampung untuk tujuan riset), dan stasiun-stasiun riset di Antartika. Peningkatan temperature rata-rata permukaan global sebesar 1oC terjadi sejak akhir abad 19 akibat peningkatan konsentrasi karbon dioksida dan emisi antropogenik ke atmosfer. Kebanyakan pemanasan terjadi sejak 35 tahun terakhir dimana 15 dari 16 tahun-tahun terpanas terjadi sejak tahun 2001. Menurut IPCC, abad yang lalu kenaikan temperature rata-rata global mencapai 0,8oC.
Peristiwa El Nino dan La Nina juga mempengaruhi pada temperature global. Peristiwa El Nino dan La Nina yang terjadi di lautan Pasifik tropis ternyata dapat menyumbang pada variasi jangka pendek temperature rata-rata global. Variasi yang dimaksud adalah perubahan fluktuasi terhadap nilai rata-rata temperature global. Hal ini bisa dilihat bahwa pada saat El Nino terjadi maka banyak Negara yang kelimpungan mengatasi peningkatan kekeringan dan suhu udara permukaan yang dirasakan cukup panas. Bahkan tahun 2015 kemarin, Indonesia mengalami dampak yang luar biasa dari kekeringan yang terjadi yang berakibat pada sulitnya pemadaman kebakaran hutan, yang disumbang oleh lapisan tanah yang terdiri dari gambut. Kebakaran hutan inipun juga menyumbang pada peningkatan gas rumah kaca di atmosfer yang memicu peningkatan laju pemanasan global di bumi. Bayangkan berapa banyak aerosol dan gas rumah kaca yang dilepaskan ke atmosfer oleh peristiwa tersebut, pasti jutaan meter kubik ekuivalen karbon.
Pesan yang dikemukakan para pemimpin dunia seperti misalnya Ban Ki Moon (sekretaris jendral Perserikatan Bangsa-Bangsa) pada berbagai kesempatan seharusnya juga bisa menggugah kepedulian kita bersama terhadap ancaman nyata perubahan iklim bagi kelangsungan kehidupan makhluk di bumi. Sayangnya hal ini masih belum mampu diwujudkan dalam kehidupan nyata. Pembangunan sarana dan prasarana yang sering merusak hutan, tidak diimbangi dengan laju penanaman kembali tanaman-tanaman yang berdaun lebar dan banyak. Tidak sedikit kerusakan hutan ini menyebabkan banjir. Jadi sebenarnya kalau dirunut sejak awal, aktivitas  manusia akan berpengaruh pada alam, dan aktivitas alam berpengaruh pada manusia sehingga  dapat dikatakan fenomena tersebut merupakan peristiwa feed back positif perubahan iklim. Semakin intensif kegiatan manusia merusak alam, semakin menguat perubahan iklim yang terjadi. Semoga ke depan kita makin bijaksana dalam menggunakan energi dan mengurangi kerusakan alam lingkungan serta makin peduli pada alam sekitar.

Mungkinkah??

Sebagai satu-satunya instansi yang berhak mengeluarkan informasi cuaca, musim dan iklim di Indonesia, BMKG (Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika) mempunyai cara dalam menentukan awal musim. Biasanya mereka merilis berita tentang awal musim tersebut pada bulan Maret dan Agustus karena sebagian besar wilayah Indonesia khususnya yang menganut pola monsoonal mengalami musim kemarau mulai bulan April dan musim hujan mulai bulan September/Oktober. Untuk menentukan awal musim kemarau dan hujan biasanya mereka menentukan ambang batas curah hujan dasa harian (10 harian) minimal 50 mm. Bila suatu dasa harian telah mencapai nilai minimal 50 mm yang kemudian diikuti oleh minimal 2 dasa harian berikutnya juga minimal 50 mm, maka awal mula dasa harian menunjukkan angka lebih dari 50 mm tersebut disebut awal musim hujan. Untuk menentukan awal musim kemarau, digunakan angka kurang dari 50 mm.
Sebenarnya ada cara lain untuk menentukan awal musim dari kemunculan monsoon khususnya di wilayah tropis, salah satunya yakni metode HOWI (Hydorological Onset and Withdrawal Index) yakni suatu metode yang memperhitungkan berapa precipitable water di atmosfer dari ketinggian permukaan sampai ketinggian tertentu, bergantung pada rentang ketinggian atau tekanan yang kita tinjau. Mengingat bahwa umumnya awan-awan terbentuk dalam rentang antara 850 dan 500 mb, mungkin ketinggian inilah yang kita tinjau. Kebasahan dalam rentang isobar tersebut menunjukkan seberapa besar jumlah air dalam kolom udara yang terdapat di dalamnya. Bila telah mencapai nilai tertentu maka awal monsoon musim hujan atau kemarau bisa diketahui dengan lebih tepat. Metode ini digunakan di India dan beberapa negara di Afrika tropis. Namun yang patut menjadi catatan adalah bahwa awal kemunculan monsoon belum tentu sama dengan awal kemunculan musim (baik musim hujan maupun kemarau seperti di wilayah kita).  Sayangnya litbang BMKG tampaknya belum mencari dan membanding-bandingkan metode yang tepat dan cepat dalam penentuan awal monsoon dan awal musim. Mungkin dengan memperbanyak kerjasama antara BMKG dengan perguruan tinggi maka tujuan tersebut bisa tercapai. Perguruan tinggi sebagai think tank penelitian mereka. Sayangnya hal ini belum terlaksana dengan baik mengingat masalah komitmen dan pendanaan. Meski harus diakui bahwa sejak tsunami di Aceh banyak berseliweran dana mengalir ke BMKG namun mereka kebingungan dalam mengaplikasikan dan memanfaatkannya. Mungkinkah BMKG bisa melakukan revolusi berpikir??

Penerbangan dalam era perubahan iklim lebih cepat sampai tujuan??

Artikel dalam harian Detik edisi 26 Pebruari 2016 ini menarik untuk dibaca. Disampaikan bahwa perubahan iklim karena meningkatnya gas rumah kaca khususnya karbon dioksida menyebabkan cuaca menjadi berubah yang berakibat pada waktu tempuh dan kecepatan pesawat terbang khususnya di Amerika dan Inggris. Kecepatan terbang menuju ke arah timur akan menghemat 5 jam terbang sedangkan bila sebaliknya yakni penerbangan menuju ke barat mengakibatkan delay waktu selama 7 jam khususnya pada ketinggian 35000 kaki (11-12 km). Penelitian ini hanya melihat kota terbang yakni New York dan London. Sebenarnya menurut saya pribadi, hal ini tidaklah aneh mengingat ini merupakan ketinggian jet stream, suatu arus udara yang sangat kencang yang terjadi di sekitar tropopause antara wilayah tropis dan subtropis. Arus udara kencang ini mengarah ke Timur sehingga wajar saja bila penerbangan ke timur melalui arus udara ini akan menyebabkan pesawat terdorong dan bisa lebih cepat sampai. Dengan demikian maka ia akan bisa menghemat bahan bakar. Sebaliknya jika melawan arah arus udara  ini maka dibutuhkan bahan bakar yang lebih banyak.

 https://climate.ncsu.edu/secc_edu/images/jet_streams_Polar&Sub.jpg

 Perhatikan gambar di atas. Gambar tersebut menunjukkan kedua jet stream yakni yang ada di wilayah subtropis dan kutub. Keduanya mengelilingi bumi dan arahnya tidak lurus namun seolah-olah bergelombang terhadap ruang (secara spasial) dan mungkin juga terhadap waktu. Yang dimaksud terhadap ruang adalah seperti terlihat pada gambar di atas sedangkan terhadap waktu mungkin kecepatan jet stream ini tidak terus menerus konstan namun bervariasi. Kadang lebih cepat dan kadang lebih lambat.Oleh karena itu adalah wajar jika semula hitung-hitungan kasar dalam kondisi normal antara kota A dan B berjarak 5000 km dengan kecepatan pesawat 1000 km/jam maka dapat ditempuh dalam waktu 5 jam. Namun dengan bantuan alam semacam jet stream dengan kecepatan tertentu maka bisa jauh lebih cepat sampai tujuan.

Pawang hujan ....

Pada sebagian masyarakat kita, orang yang akan melaksanakan hajat tertentu misalnya pernikahan, sunatan, kampanye dsb meminta bantuan pawang hujan agar selama hajatan tersebut tidak sampai turun hujan. Orang-orang seperti ini masih percaya bahwa hujan bisa dihalau dengan mantra-mantra atau doa-doa tertentu. Percaya tidak percaya kadangkala itu berhasil. Entah benar entah tidak pada kenyataannya hal tersebut kadang terjadi. Melalui kekuatan gaib awan-awan yang berpotensi hujan dihalau ke tempat lain. Hal seperti ini sebenarnya secara ilmiah sulit untuk dibuktikan kebenarannya mengingat metode yang diterapkan tidak ilmiah. Suku-suku Indian jaman dahulu (mungkin masih ada sampai sekarang ??) mendatangkan hujan dilakukan melalui tarian-tarian atau ritual tertentu. Bahkan orang Islam pun bila kekeringan melanda dalam waktu lama, biasanya dilakukan sholat istisqo

http://cdn.tmpo.co/data/2011/10/02/id_92451/92451_620.jpg

mendatangkan hujan. Namun untuk membalikkan keadaan dari akan ada hujan menjadi tidak hujan, rasa-rasanya tidak ada tuntunannya dalam agama Islam. Secara ilmiah cara "mendatangkan" hujan adalah melalui kegiatan modifikasi cuaca yang dalam hal ini disebut hujan buatan. Awan-awan potensial disemai dengan menggunakan garam dapur atau perak iodida agar jatuh menjadi hujan. Sedangkan cara untuk mengurungkan hujan, negara kita belum bisa melakukannya, belum mempunyai teknologinya. Modifikasi cuaca bisa juga dilakukan melalui menjatuhkan hujan di tempat lain, misalnya seperti upaya mencegah terjadinya banjir di Jakarta. Hujan dijatuhkan di wilayah perairan selat Sunda sehingga hujan yang terjadi tidak sampai menjadi masalah di Jakarta.
Profesi pawang hujan sampai sekarang masih eksis karena masih banyak yang membutuhkannya. Bahkan ada orang-orang tertentu yang membuka kursus pawang hujan. Anda percaya atau tidak, silahkan. Yang harus dicegah adalah agar tidak ada anggapan bahwa bila ada pawang hujan maka pasti tidak akan ada hujan jatuh di tempat tersebut.

Mengapa di Indonesia tidak pernah terbentuk hujan salju ??

Pernahkah terpikirkan oleh anda bahwa di Indonesia terbentuk hujan salju? Kok belum pernah kedengaran ya hal demikian? Tulisan ini berusaha untuk menjawab pertanyaan pada judul di atas. Kita tahu bahwa jenis-jenis presipitasi antara lain adalah hujan, hujan salju, hujan es, hujan beku, dan lain-lain. Di wilayah Indonesia biasanya hujan berwujud air yang sering terjadi, dan hujan es yang sangat jarang terjadi. Hujan tersebut datang dari awan-awan kumulus, nimbostratus, dan kumulonimbus. Masing-masing awan tersebut menghasilkan presipitasi dengan intensitas dan durasi serta besar hujan yang berbeda. Awan jenis nimbostratus biasanya menghasilkan hujan yang deras dan dalam waktu yang lama, yang berbeda dengan karakteristik hujan akibat awan kumulonimbus.

http://uniqpost.com/wp-content/uploads/2011/12/salju-640x360.png

Awan kumulonimbus biasanya menghasilkan hujan yang tidak lama namun dengan intensitas hujan yang besar. Ukuran tetes hujan di antara kedua awan ini juga berbeda. Awan kumulonimbus menghasilkan ukuran tetes hujan yang lebih besar. Hujan es juga seringkali dihasilkan oleh awan ini karena awan ini mengandung kristal-kristal es yang ketika jatuh ke permukaan bumi tidak habis diuapkan kembali meskipun sudah bergesekan dengan udara. Es ini cukup besar ukurannya sehingga bisa mencapai permukaan bumi. Hujan salju biasanya dihasilkan oleh awan-awan stratus yang cukup banyak terdapat di lintang lebih dari 30 derajat, baik utara maupun selatan. Awan stratus termasuk awan rendah sehingga ketika temperatur udara di lapisan antara permukaan tanah sampai ketinggian dasar awan cukup rendah (di bawah 0oC) maka salju yang jatuh akan tetap berwujud salju. Proses Bergeron terjadi dalam awan ini. Berbeda halnya di wilayah tropis khususnya Indonesia, suhu udara di bawah permukaan dasar awan lebih tinggi dari 0 derajat Celcius sehingga bila terjadi turun salju maka sampai ke permukaan tanah akan berwujud air karena terpanaskan. Begitulah kira-kira jawaban atas pertanyaan di atas. Masih ingin ada yang ditanyakan??