RSS

Aktivitas Matahari Pengaruhi Iklim

07 Jun

Di Indonesia
Pengaruhnya Tampak Saat Kemarau

GEJOLAK AKTIVITAS
MATAHARI BERPENGARUH PADA IKLIM

(Dimuat di Pikiran Rakyat, 23 Agustus 2001)

T. Djamaluddin

Peneliti Matahari dan
Antariksa, LAPAN Bandung

 

 

Relatif seringnya hujan pada bulan Agustus tahun ini di
beberapa daerah di Jawa Barat menimbulkan pertanyaan apakah iklim sudah
berubah. Bagi peneliti matahari dan antariksa pertanyaan yang timbul adalah
apakah aktivitas matahari juga mempengaruhinya. Saat ini matahari dalam kondisi
aktif, dengan aktivitas magnetik, lontaran partikel, dan pancaran radiasi yang
meningkat. Aktivitas matahari berulang sekitar sebelas tahunan.

Hal pertama yang dilihat adalah data curah hujan jangka
panjang. Untuk Bandung, data curah hujan bulanan tahun 1953-1975 memang
menunjukkan adanya kecenderungan curah hujan tinggi pada bulan Agustus justru
terjadi saat aktivitas matahari maksimum. Misalnya, curah hujan Agustus
tertinggi pada rentang waktu itu ternyata terjadi sekitar saat matahari
maksimum: 1956 (curah hujan 220 mm), 1958 (231 mm), dan 1968 (197 mm). Matahari
maksimum terjadi pada 1957 dan 1968.

Tetapi analisis awal itu belum bersifat konklusif.
Sebab, bila dibandingkan dengan data Jakarta yang lebih panjang, tahun
1864-1985, kecenderungan adanya peningkatan curah hujan bulan Agustus sekitar
aktivitas maksimum memang tampak pada rentang waktu 1900–1944, tetapi ternyata
tidak tampak pada tahun-tahun sebelum dan sesudahnya. Hal ini juga bisa berarti
bahwa keterkaitan dengan aktivitas matahari itu tidak bersifat permanen, kadang
muncul dalam rentang waktu tertentu, kadang hilang.

Walaupun masih belum dapat disimpulkan secara utuh
keterkaitan aktivitas matahari dengan curah hujan serta parameter iklim
lainnya, tetapi banyak bukti empirik yang menunjukkan bahwa gejolak aktivitas
matahari memang mempengaruhi variasi iklim di bumi.

 

Variabilitas Iklim

Matahari adalah sumber energi utama bagi bumi.
Pemanasan matahari pada siang hari dan pendinginan pada malam hari dalam skala
harian, atau musim panas dan musim dingin dalam skala tahunan, berperan besar
pada gerakan massa udara dalam bentuk angin, baik dalam skala lokal maupun
global. Demikian juga penguapan air di permukaan bumi oleh matahari sehingga
menjadi awan dan dari awan itu turun hujan kemudian airnya mengalir ke tempat
yang rendah, tampak jelas peranan matahari dalam siklus hidrologi yang
merupakan gerakan massa air. Faktor cahaya matahari dalam proses fotosintesis
pada tumbuhan menunjukkan perannya dalam aktivitas biologi yang menunjang
kehidupan makhluk hidup di bumi, baik dalam bentuk bahan makanan maupun dalam
siklus karbon dioksida dan oksigen.

Iklim sebagai suatu keadaan cuaca rata-rata jangka
panjang ternyata bervariasi atau bahkan berubah. Faktor-faktor yang
mempengaruhi perubahan itu bisa berasal dari aktivitas manusia (antropogenik)
atau dari antariksa (kosmogenik). Faktor antropogenik  bersumber dari peningkatan emisi gas rumah kaca (gas yang berefek
pemanasan seperti di dalam rumah kaca), terutama karbon dioksida yang berasal
dari industri dan transportasi. Peningkatan karbon dioksida secara global
dikaitkan dengan munculnya gejala pemanasan global.

Menurut salah satu model sistem iklim global,
peningkatan karbon dioksida  dua kali
lipat bisa meningkatkan suhu rata-rata global sekitar 1,5 – 4,5
derajat. Sementara itu bukti pengamatan karbon dioksida atmosfer yang diukur di
berbagai tempat di dunia menunjukkan peningkatan dan suhu udara permukaan
global pun secara umum menunjukkan kecenderungan meningkat.

Di sisi lain,
faktor antropogenik ternyata tidak selalu bisa menjelaskan gejala perubahan
iklim. Ternyata pada saat aktivitas antropogenik terus meningkat, terjadi juga
penurunan suhu udara permukaan, khususnya sekitar 1940–1970. Data-data suhu
permukaan global menunjukkan adanya penurunan walaupun karbon dioksida dan gas
rumah kaca lainnya terus meningkat. Hal ini bisa menjadi petunjuk adanya faktor
lain yang mempengaruhi perubahan iklim, yaitu faktor kosmogenik terutama faktor
aktivitas matahari. Faktor mana yang dominan di antara faktor antropogenik dan
kosmogenik, masih menjadi perdebatan para peneliti.

Salah satu
penelitian menggunakan model iklim yang memperhitungkan pertukaran panas antara
darat dan laut, antara atmosfer dan lautan, antara belahan bumi Utara dan
Selatan, serta parameterisasi percampuran di lautan. Hasilnya menunjukkan bahwa
pengaruh gas rumah kaca lebih mendominasi daripada pengaruh variabilitas
matahari. Sebaliknya penelitian lainnya menunjukkan bahwa kontribusi faktor
aktivitas matahari lebih dominan daripada faktor gas rumah kaca terhadap
perubahan suhu global (udara dan daratan). Model iklim yang digunakan dalam
penelitian kedua adalah model pencampuran lautan dan koservasi energi musiman,
mirip dengan penelitian pertama tersebut. Faktor gas rumah kaca hanya
menunjukkan perubahan suhu global yang monoton naik, sedangkan faktor aktivitas
matahari menunjukkan perubahan bervariasi mendekati perubahan suhu global.

 
Aktivitas Matahari

Sebagai induk
tata surya, massa matahari merupakan 99,85 % dari massa total tata surya.
Dengan komposisinya yang didominasi hidrogen, reaksi nuklir fusi hidrogen
menjadi unsur-unsur yang lebih berat di inti matahari adalah sumber energi
utamanya. Ternyata matahari bukanlah bintang yang statis. Ada gejolak-gejolak
di permukaan matahari yang kadang menguat dan kadang melemah yang dikenal
sebagai aktivitas matahari. Kombinasi aktivitas radiasi dan aktivitas
magnetiknya diduga berperan besar pada siklus aktivitas matahari. Mekanisme
terjadinya siklus aktivitas matahari itu sampai kini terus diteliti. Belum ada teori
yang mampu menjelaskan secara lengkap tentang hal tersebut.

Bukti-bukti
empirik menunjukkan bahwa aktivitas matahari mempunyai siklus tertentu. Siklus
yang paling tampak adalah siklus sekitar 11 tahun. Siklus lainnya meliputi
periode 0,64; 1,14; 2,74; 5,49; 11,0; 22,0; 47,0; 88,0; dan 179,0 tahun. Siklus
itu tampak pada beberapa parameter aktivitas matahari, seperti bilangan sunspot
(bintik matahari), flare (ledakan di matahari), fluks radio matahari 10,7 cm,
polaritas sunspot, kemunculan daerah aktif, dan neutrino. Dari analisis
periodisitas diketahui bahwa periode aktivitas matahari itu sebenarnya
bervariasi. Misalnya, bilangan sunspot bervariasi antara 9 – 13 tahun, tidak
tetap 11 tahun.

Akibat
siklus aktivitas matahari, pancaran radiasi matahari yang mencapai bumi juga
bervariasi. Variasinya antara aktivitas minimum dan maksimum sekitar 0,1% -
0,5%. Analisis lebih rinci menunjukkan bahwa variasi terbesar terjadi pada
gelombang pendek (sinar X dan UV) yang bervariasi antara 2 – 100 kali dan pada
gelombang panjang (inframerah dan radio). Sedangkan pada cahaya tampak sedikit
sekali perubahannya.

 
Suhu Udara

Respons suhu
udara permukaan global terhadap variabilitas aktivitas matahari 11 tahunan
telah diteliti dengan memanfaatkan data suhu udara permukaan jangka panjang
(1894 – 1993). Kemudian hasilnya dimasukkan dalam model iklim keseimbangan
energi. Hasilnya menunjukkan bahwa perubahan suhu udara global dipengaruhi oleh
aktivitas matahari. Pengaruh terbesar terjadi di daratan dekat ekuator,
terutama di wilayah Arab dan Afrika Utara yang merespons perubahan radiasi
matahari 1 W/m2  dengan
perubahan suhu sekitar 0,06 derajat dan di Amerika Selatan dengan respons
perubahan suhu sekitar 0,05 derajat.

Dari simulasi
itu tampak juga bahwa respons perubahan suhu di Indonesia terhadap perubahan
radiasi matahari 1 W/m2 adalah sekitar 0,045 – 0,05 derajat .
Dari simulasi itu juga ditunjukkan bahwa respons aktivitas matahari terhadap
suhu itu tidak langsung, tetapi ada selang waktunya yang bervariasi antara 8 –
24 bulan. Asia tengah paling cepat merespons hanya dengan selang waktu 8 bulan.
Indonesia merespons dengan selang waktu sekitar 18 bulan.

Penelitian
lainnya menunjukkan bahwa perubahan suhu permukaan rata-rata global 1750 – 1990
ternyata berkorelasi sangat baik dengan panjang siklus aktivitas matahari,
bukan dengan bilangan sunspotnya.

 
Hujan dan Liputan Awan

Dari penelitian
curah hujan 1950 – 1988 di 344 wilayah di Amerika diperoleh adanya hubungan
antara curah hujan dan radiasi matahari dengan pergeseran waktu antara 0 – 7
tahun. Keterlambatan respons curah hujan terhadap radiasi matahari ditafsirkan
akibat transport energi oleh arus laut, dari lautan penyerap energi matahari di
daerah tropik ke lautan yang menghasilkan uap air pembentuk awan di Amerika.

Penelitian
lainnya menyatakan sebagian besar catatan data curah hujan di Amerika Serikat
menunjukkan adanya periodisitas 10 – 11 tahun yang bersesuaian dengan
periodisitas aktivitas matahari. Hal yang serupa juga ditunjukkan dari analisis
data curah hujan di India dan  di
Australia.

Penelitian
menggunakan Global Circulation Model (GCM) menunjukkan bahwa perubahan UV
matahari berkaitan dengan perubahan pemanasan permukaan dan pengaruh aktivitas
matahari tampaknya bersifat kumulatif. Hasil GCM juga menunjukkan bahwa
pengaruh aktivitas matahari pada curah hujan bergantung pada wilayah dan musim,
ada yang menunjukkan korelasi positif dan ada juga yang menunjukkan korelasi
negatif.

Ketergantungan
hubungan aktivitas matahari dan curah hujan pada musim juga dijumpai pada
analisis awal hubungan aktivitas matahari dan curah hujan di Indonesia. Dengan
menggunakan data curah hujan Jakarta (daerah yang data jangka panjangnya
relatif lengkap) tahun 1900 – 1979 diperoleh bahwa faktor aktivitas matahari
tampak lebih menonjol pengaruhnya pada curah hujan selama musim kering (bulan
Agustus) daripada selama musim basah. Diperoleh juga untuk curah hujan bulan
Agustus, ada kecenderungan pada saat aktivitas matahari maksimum curah hujannya
cenderung maksimum, khususnya untuk rentang waktu pra-1950. Sedangkan untuk
musim basah, faktor kosmogenik yang tampak berpengaruh kuat adalah siklus
pasang surut bulan yang berkaitan dengan periode pergeseran titik tanjak orbit
bulan yang berperiode 18,6 tahun.

Dari
data liputan awan untuk wilayah Indonesia Barat 1978-1996 dari satelit GMS,
diperoleh bahwa di samping faktor El Nino yang menyebabkan liputan awan menurun
pada tahun 1982/1983, 1986/1987, dan 1991/1992, faktor aktivitas matahari yang
berperiode sekitar 11 tahun juga tampak pada analisis periodisitas liputan
awan. Pada musim kering Juni – Agustus, periodisitas liputan awan sangat
menonjol pada periode sekitar 11 tahun, yang menunjukkan adanya pengaruh
aktivitas matahari. Pada musim peralihan Maret – Mei, di samping faktor
aktivitas matahari, periode sekitar 18 tahun juga tampak menonjol yang
mengindikasikan pengaruh efek pasang surut bulan.

Penelitian
lainnya terhadap liputan awan global dari data satelit (1980 – 1996) ternyata
menunjukkan hubungan yang sangat baik dengan fluks sinar kosmik dari galaksi.
Korelasi itu paling baik untuk daerah lintang tinggi. Sebenarnya, ini merupakan
pengaruh tidak langsung dari aktivitas matahari, sebab fluks sinar kosmik pun
sangat dipengaruhi oleh aktivitas matahari. Pada saat aktivitas matahari
maksimum, fluks sinar kosmik cenderung melemah.

 
Parameter Iklim Lainnya

Dari serangkaian
penelitian hubungan aktivitas matahari dan parameter iklim dijumpai adanya
periodisitas sekitar 11 tahun yang berkaitan dengan aktivitas matahari.
Parameter iklim yang menunjukkan periodisitas seperti itu antara lain indeks
kebasahan dan kekeringan di Cina selama 510 tahun (1470 – 1979) dan data
endapan di danau Saki selama 4000 tahun (2295 SM – 1894). Demikian juga
dijumpai pada data tinggi permukaan laut, suhu permukaan laut, curah hujan,
suhu udara, tekanan udara, kronologi lingkaran pohon, indeks kekeringan dan
banjir, kejadian sungai banjir, badai, hasil tangkapan ikan di Eropa, hasil
panen di Amerika Serikat, produksi ternak unggas, sampai data ekonomi makro di
Amerika Serikat.

Kajian
perubahan iklim jangka panjang di wilayah sekitar Afrika Utara, India, sampai
Cina selama 1000 tahun terakhir juga dilakukan dengan data kronologi lingkaran
pohon, banjir dan kekeringan, indeks suhu pada musim dingin, hujan, dan
ketinggian air sungai atau danau. Hasilnya menunjukkan adanya beberapa kelompok
periodisitas, antara lain periode jangka menengah (10-11 tahun) yang berkaitan
dengan aktivitas matahari dan jangka panjang (78-90 tahun) berkaitan dengan
siklus jangka panjang aktivitas matahari yang dikenal sebagai siklus
Gleissberg.

Dengan
menggunakan data baloon cuaca di wilayah belahan bumi Utara selama 37 tahun
(1958 – 1994 atau 3,5 siklus matahari), diketahui juga adanya osilasi di
atmosfer tengah dengan periode 10 – 12 tahun. Ketinggian udara dengan tekanan
tertentu (30 mb) ternyata bervariasi antara 23,91 – 24,05 km yang berkorelasi
sangat baik dengan variasi aktivitas matahari yang berperiode sekitar 11 tahun.
Osilasi itu juga tampak di kutub Utara, Timur Tengah, Atlantik Utara, Amerika
Utara, dan.

Pengaruh
aktivitas matahari tampak jelas pada lapisan ozon pada ketinggian sekitar 40 –
50 km. Pada lapisan ini ozon bervariasi sekitar 0,8 – 1 % terhadap variasi UV
matahari sebesar 1%. Pada lapisan di bawahnya, pengaruh aktivitas matahari yang
cukup kuat tampak tidak merata. Pada ketinggian sekitar 28 – 30 km variasi ozon
sekitar 0,4 % hanya terjadi di lintang menengah sementara pada ketinggian
sekitar 24 – 25 km variasi ozon 0,4 – 0,5% hanya terjadi di lintang rendah.

Hubungan
aktivitas matahari yang direpresentasikan oleh bilangan sunspot dengan pusat
aktivitas cuaca di Pasifik juga pernah diteliti. Pusat aktivitas cuaca
semi-permanen di Pasifik merupakan sistem tekanan udara yang berpengaruh pada
arah badai dan kekuatan sirkulasi udara yang pada akhirnya mempengaruhi iklim
di wilayah sekitarnya. Dua daerah sistem tekanan semi-permanen di Pasifik
belahan utara diteliti: daerah tekanan rendah Aleut dan daerah tekanan tinggi
Hawaii.

Lokasi yang
mempunyai tekanan minimum di wilayah Aleut dan tekanan maksimum di wilayah
Hawaii selama bulan Desember – Januari 
1900–1994 (95 tahun) diteliti perubahan lokasi dan tekananannya,
kemudian diidentifikasi kekhasannya pada saat-saat aktivitas matahari maksimum
dan minimum. Hasilnya menunjukkan adanya pengelompokan yang signifikan pusat
aktivitas cuaca yang berkaitan dengan aktivitas matahari. Pada saat aktivitas
matahari maksimum bila dibandingkan pada saat aktivitas matahari minimum, pusat
tekanan rendah Aleut berpindah sejauh rata-rata 700 km ke arah timur dari
sekitar 188,5 derajat BT ke sekitar 178,5 derajat BT. Sedangkan pusat tekanan
tinggi Hawaii berpindah ke utara dari sekitar 31,6 derajat LU ke sekitar 33,2
derajat LU. Karena perpindahan pusat tekanan rendah dan tinggi itu berkaitan
juga dengan curah hujan di daerah sekitarnya, tampaknya curah hujan di sekitar
Pasifik itu terpengaruh oleh aktivitas matahari, seperti di daerah pantai barat
Amerika Serikat.

Sebagai penutup perlu diungkapkan bahwa sebagaimana
diakui para peneliti hubungan matahari-iklim, problem utama dalam menyimpulkan
hubungan itu adalah pada umumnya korelasi itu bersifat jangka pendek atau
kurang signifikan secara statistik. Problem lainnya adalah belum diketahuinya
secara pasti mekanisme fisis yang menyebabkan munculnya hubungan statistik
tersebut. Beberapa upaya telah dilakukan, antara lain dengan pemodelan.
Mekanisme lainnya umumnya merupakan mekanisme tidak langsung hubungan aktivitas
matahari dan iklim.

Walaupun ada kesulitan-kesulitan untuk menyimpulkan
secara pasti dan utuh hubungan aktivitas matahari dan iklim, namun bukti-bukti
empirik yang parsial tetapi saling menunjang cukup menjadi bukti bahwa faktor
aktivitas matahari sudah semestinya diperhitungkan dalam kajian perubahan atau
variabilitas iklim. Untuk keperluan praktis prakiraan, hal yang mungkin
dilakukan pertama kali adalah mencari parameter-parameter iklim yang tingkat
prediktibilitasnya cukup tinggi bergantung pada parameter aktivitas matahari.
Ada kecenderungan, hubungan parameter iklim dengan parameter aktivitas matahari
bersifat lokal atau regional. Ada faktor-faktor khas suatu lokalitas atau
regional yang tampaknya memberikan bentuk korelasi yang berbeda-beda.
Karakteristik hubungan aktivitas matahari dan iklim suatu daerah terbatas dan
kemungkinan perubahan karakteristiknya akibat faktor-faktor antropogenik
sebagai efek samping pembangunan, menarik untuk diteliti lebih lanjut.

About these ads
 
1 Komentar

Ditulis oleh pada Juni 7, 2008 in Sains Antariksa & Astronomi

 

One response to “Aktivitas Matahari Pengaruhi Iklim

  1. Adinda Handayani

    Mei 9, 2012 at 6:50 am

    Super sekali Pak Djamaludin :-)

     

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

 
Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

%d blogger menyukai ini: