Senin 08 Juli 2019, 16:00 WIB
Hujan Es, Perubahan Iklim, dan Peringatan Dini
Pada Minggu (7/7) siang kemarin hujan es melanda Kecamatan Jagong Jeget, Kabupaten Aceh Tengah. Mengapa bisa terjadi? Apakah ini dampak nyata perubahan iklim global yang sedang berlangsung? Apakah peristiwa ini bisa diprediksi?
Dalam ilmu cuaca, hujan es merupakan bencana yang diakibatkan oleh badai guruh yang teramati melalui awan hujan hitam yang membumbung tinggi ke angkasa, dikenal dengan sebutan awan Cumulonimbus (CB). Karena Aceh Tengah dikelilingi pegunungan Bukit Barisan, pembentukan hujan sangat dipengaruhi oleh kondisi topografi di mana udara yang naik dengan cepat terdesak oleh lereng pegunungan. Kondisi serupa juga terjadi pada wilayah pegunungan lainnya di Indonesia.
Udara yang berisi uap air ini berubah wujud menjadi air dalam suatu proses kondensasi di dekat permukaan pada ketinggian 500 meter untuk kemudian membentuk awan kumulus. Besarnya penguapan yang diakibatkan oleh panasnya suhu permukaan karena sinar matahari yang berlangsung dari pagi hingga siang menjadikan air ini terus naik ke angkasa. Awan-awan kumulus kemudian bergabung membentuk awan CB yang menjulang tinggi, dalam ilmu meteorologi dikatakan menyentuh stratosfer, sementara pembentukan cuaca di bumi terjadi di troposfer.
Air yang naik ini kemudian mencapai suatu lapisan di dalam awan CB di mana suhu udara mencapai titik beku nol derajat Celcius. Ketinggian lapisan ini bervariasi di berbagai wilayah --di Indonesia umumnya terjadi pada ketinggian 6000 meter. Air ini kemudian berubah wujud menjadi es, dan semakin ke atas es ini berubah menjadi kristal. Akibat suhu yang berbeda antara permukaan dan lapisan atas, timbullah angin yang bergerak secara vertikal --ada angin naik dan angin turun.
Semakin besar perbedaan suhu antara permukaan dan lapisan atas, semakin kencang sirkulasi angin ini. Inilah mengapa kita merasakan goncangan hebat ketika berada dalam pesawat terbang yang melintasi awan CB. Angin yang turun dengan kecepatan tinggi membawa serta es yang berada di lapisan atas menuju permukaan, itu sebabnya saat hujan es sering disertai dengan embusan angin kencang.
Sejatinya es ini turun dan berubah kembali menjadi air yang kita kenal dengan hujan setelah melewati lapisan nol derajat Celcius. Namun karena didorong oleh embusan angin yang kencang, proses ini terlewati dan es tetap dalam wujudnya jatuh ke permukaan. Hujan es biasanya terjadi dalam durasi singkat sekitar 5 menit. Dampak yang ditimbulkan selain dapat merusak properti seperti atap rumah dan kendaraan, dapat pula merusak tanaman pertanian dan perkebunan kopi di Aceh Tengah yang terkenal dengan produksi kopi terbaik di dunia.
Perubahan Iklim
Perubahan iklim yang diakibatkan oleh alih fungsi lahan menjadikan suhu permukaan terasa lebih panas daripada biasanya. Hal ini sesuai dengan penuturan warga lokal bahwa hujan es turun saat kondisi udara sedang terik-teriknya. Riset yang kami lakukan mendapati laju perubahan suhu udara rata-rata sebesar 0,5 derajat Celcius selama periode 1960-2018 di Kabupaten Aceh Tengah dan diproyeksikan akan terus naik mencapai 1,0 derajat Celcius pada 2030.
Di Indonesia, perubahan suhu mencapai 0,7 derajat Celcius, seperti yang sedang berlangsung saat ini bahkan lebih ekstrem di masa mendatang. Kondisi ini memicu pembentukan awan CB yang lebih tinggi dengan perbedaan suhu yang signifikan antara permukaan dan lapisan atas, sehingga menginisiasi terbentuknya kecepatan angin vertikal yang lebih besar di dalam awan CB.
Kondisi ini bertanggung jawab terhadap hujan es yang sering terjadi akhir-akhir ini seperti dilaporkan oleh warga di Jagong Jeget. Bahkan yang terjadi pada Minggu siang adalah yang terparah dengan bongkahan es yang lebih besar. Besarnya diameter es yang dijumpai di permukaan menjadi kunci besarnya gerakan udara yang menimbulkan angin di atmosfer, karena dibutuhkan energi yang besar untuk menggabungkan es-es yang terbentuk di udara.
Di Indonesia, perubahan suhu mencapai 0,7 derajat Celcius, seperti yang sedang berlangsung saat ini bahkan lebih ekstrem di masa mendatang. Kondisi ini memicu pembentukan awan CB yang lebih tinggi dengan perbedaan suhu yang signifikan antara permukaan dan lapisan atas, sehingga menginisiasi terbentuknya kecepatan angin vertikal yang lebih besar di dalam awan CB.
Kondisi ini bertanggung jawab terhadap hujan es yang sering terjadi akhir-akhir ini seperti dilaporkan oleh warga di Jagong Jeget. Bahkan yang terjadi pada Minggu siang adalah yang terparah dengan bongkahan es yang lebih besar. Besarnya diameter es yang dijumpai di permukaan menjadi kunci besarnya gerakan udara yang menimbulkan angin di atmosfer, karena dibutuhkan energi yang besar untuk menggabungkan es-es yang terbentuk di udara.
Peringatan Dini
Keadaan awal atmosfer untuk memprediksi pembentukan badai guruh dapat diketahui menggunakan balon cuaca yang dilengkapi paket instrumen radiosonde. Balon cuaca ini umumnya dioperasikan di bandar udara pada pagi dan sore hari. Namun karena tidak tersedianya perangkat ini di daerah, untuk mengatasinya dapat menggunakan data reanalisis yang dihasilkan melalui prediksi cuaca setiap jam yang dikembangkan oleh NOAA (Badan Kelautan dan Atmosfer Amerika).
Selanjutnya data ini ditampilkan menggunakan perangkat lunak Soundingsehingga diperoleh informasi mengenai keadaan atmosfer termasuk stabilitas, kecepatan vertikal, ketinggian dasar awan, ketinggian puncak awan, dan informasi lain yang berkaitan dengan termodinamika troposfer bahkan stratosfer. Informasi ini nantinya menjadi masukan untuk berbagai indeks prediksi badai yang telah dikembangkan untuk mengamati potensi terbentuknya badai pada siang hingga sore hari.
Selanjutnya data ini ditampilkan menggunakan perangkat lunak Soundingsehingga diperoleh informasi mengenai keadaan atmosfer termasuk stabilitas, kecepatan vertikal, ketinggian dasar awan, ketinggian puncak awan, dan informasi lain yang berkaitan dengan termodinamika troposfer bahkan stratosfer. Informasi ini nantinya menjadi masukan untuk berbagai indeks prediksi badai yang telah dikembangkan untuk mengamati potensi terbentuknya badai pada siang hingga sore hari.
Cara lain adalah dengan mengoperasikan radar cuaca, namun teknologi ini mahal. Cara lain yang murah adalah dengan mengukur suhu titik embun dari termometer bola basah dan kering. Suhu titik embun adalah indikator lingkungan penting yang berperan sebagai penyuplai energi badai. Titik embun yang bernilai tinggi hingga jauh pada ketinggian tertentu di udara menyiratkan besarnya lapisan perubahan wujud uap menjadi air.
Kondisi ini mengakibatkan udara menjadi lebih lembab dan hangat, sekaligus menyokong terbentuknya badai yang lebih ekstrem. Titik embun bernilai tinggi hanya mungkin jika suhu udara dan kelembaban relatif juga tinggi. Di Indonesia secara umum, suhu titik embun 23 derajat Celcius atau lebih tinggi sering dikaitkan dengan badai berintensitas sangat besar.
Kondisi ini mengakibatkan udara menjadi lebih lembab dan hangat, sekaligus menyokong terbentuknya badai yang lebih ekstrem. Titik embun bernilai tinggi hanya mungkin jika suhu udara dan kelembaban relatif juga tinggi. Di Indonesia secara umum, suhu titik embun 23 derajat Celcius atau lebih tinggi sering dikaitkan dengan badai berintensitas sangat besar.
Dengan mengetahui kondisi atmosfer lebih awal, maka dampak bencana hidrometeor yang sering melanda Indonesia seperti hujan es, puting beliung, hingga sambaran petir dapat diantisipasi lebih dini. Aksi cerdas lingkungan dengan menjaga kelestariannya, cermat dalam konversi lahan dan penghijauannya, serta tanggap terhadap konservasi lingkungan yang telah terdegradasi menjadi urgen untuk mencegah dampak perubahan iklim yang lebih besar di kemudian hari ,sehingga jatuhnya korban serta kerugian material dapat dihindari.
Yopi Ilhamsyah ; Mahasiswa Doktoral Klimatologi Terapan IPB dan dosen Meteorologi di Universitas Syiah Kuala Banda Aceh