Sir Gilbert Walker - Ahli Matematika Penemu Sirkulasi Walker Terkait Monsun serta El Nino dan La Nina

Climate4life.info - Sir Gilbert Thomas Walker adalah seorang ilmuwan pelopor penggunaan korelasi statistik, teknik regresi berganda, dan analisis harmonik dalam prakiraan cuaca. Salah satu penemuannya yang membuat namanya abadi adalah Sirkulasi Walker.

Sirkulasi Walker, juga dikenal sebagai sel Walker  adalah model konseptual aliran udara di daerah tropis di atmosfer bawah (troposfer). Menurut model ini, parsel udara mengikuti sirkulasi tertutup dalam arah zonal (timur-barat) dan vertikal.

Sirkulasi ini disebabkan oleh perbedaan distribusi panas antara lautan dan daratan. Selain pergerakan ke arah zonal dan vertikal, atmosfer tropis juga memiliki pergerakan ke arah meridional sebagai bagian dari antara lain, Sirkulasi Hadley.



Istilah Sirkulasi Walker sendiri disematkan pada tahun 1969 oleh ahli meteorologi Norwegia-Amerika bernama Jacob Bjerknes.

Gilbert Walker  lahir pada 14 Juni 1868 di Rochdale, Lancashire. Merupakan anak keempat dari delapan bersaudara yang lahir dari pasangan Elizabeth Haslehurst dan Thomas Walker, seorang insinyur di Croydon. Thomas Walker dikenal sebagai perintis penggunaan beton untuk bangunan besar seperti bendungan.

Setelah menghadiri sekolah tata bahasa setempat, Gilbert memperoleh beasiswa untuk belajar di St. Paul's School, sebuah sekolah umum selektif di West Kensington, London. Di sana, dia menghabiskan dua tahun di sisi klasik tetapi kemudian ke sisi matematika karena dianggap bermasalah dalam linguistik. 

Dari sinilah minat pada mekanika dan matematika Gilbert terasah. Dia menerima hadiah saat masih berusia 17 tahun untuk giroskop yang ia buat. Kecenderungannya pada matematika membuatnya mendapatkan beasiswa untuk mempelajari mata pelajaran tersebut di Trinity College, Cambridge, di mana dia berhasil meraih sarjana pada tahun 1886.

Di Trinity, Walker memantapkan dirinya sebagai salah satu siswa terbaik, memenangkan penghargaan pada tahun 1889 untuk Mathematical Tripos I, ujian Cambridge yang sangat sulit. Dia kemudian melanjutkan satu tahun lagi ke Mathematical Tripos II, dan juga muncul dengan nilai tertinggi serta gelar dalam bidang matematika. 

Sepanjang karirnya, Gilbert Walker selalu penasaran  dengan berbagai semua hal, salah satunya bumerang yang dilihatnya selama perjalanan ke Australia.

Setelah lulus, dia menghabiskan tiga musim dingin di Swiss untuk memulihkan diri dari masalah kesehatan, dan di sana dia mengembangkan hobi untuk seluncur es.

Pada tahun 1895, ia menjadi dosen di Trinity dan menulis beberapa makalah tentang matematika, di antaranya yang paling terkenal adalah tentang gaya aerodinamis yang bekerja pada bumerang. Makalah itu mengarah pada hal lain tentang mekanika yang mengatur gerak benda dalam berbagai olahraga seperti biliar, golf, dan bersepeda.

Sementara Walker sibuk menganalisis cara kerja bumerang, di belahan dunia lain, Sir John Eliot (1839–1908), seorang ahli meteorologi Inggris dan direktur kedua Departemen Meteorologi India (IMD atau Met Department), sedang berjuang menemukan cara untuk memprediksi musim monsun secara akurat. hujan.

Eliot menyadari bahwa prediksi jangka panjang kemungkinan akan bertumpu pada penemuan korelasi statistik antara monsun dan berbagai data cuaca. Dengan kata lain, metode prediksi sebagian besar merupakan perhitungan secara matematika.

Atas saran dari Komite Observatorium Royal Society merekomendasikan Eliot ke Walker. Inilah kemudian, bagaimana seorang ahli matematika yang tidak memiliki pelatihan apa pun di bidang meteorologi menjadi direktur IMD.




Meskipun peramalan monsun di India telah dimulai hampir dua puluh tahun sebelum tahun 1886, tidak ada metode objektif untuk peramalan dan teknik statistik yang ketat diadopsi sampai kedatangan Walker. Dia kemudian memperkenalkan konsep korelasi dan regresi untuk mengembangkan model objektif berdasarkan sinyal pendahuluan dari berbagai belahan dunia.

IMD memang telah mengembangkan keahlian dalam prakiraan cuaca harian, tetap tidak dapat membuat kemajuan yang signifikan dalam prakiraan musiman.




Walker meninggalkan Trinity College ke India pada tahun 1903 dan mengambil alih jabatan direktur IMD pada tahun berikutnya.

Ketika Walker mulai bekerja, dia langsung menyadari bahwa hanya ada sedikit dasar ilmiah untuk produksi prakiraan musiman. Padahal seluruh karir ilmiahnya sebelumnya lebih diabdikan untuk masalah di mana hasil dapat dihasilkan hanya berdasarkan analisis matematika dari dasar prinsip-prinsip sederhana.

Ini adalah tanda kualitas tinggi dan fleksibilitas pikirannya sehingga dia dapat menyadari bahwa semua keahlian yang perolehnya di masa lalu tidak akan banyak berguna baginya dalam situasi baru yang ada.

Walker melihat tidak terdapat prospek memperlakukan cuaca sebagai subjek yang penalaran matematis dari premis yang umum dapat diterapkan. Dia lalu mengumpulkan semua informasi yang relevan yang telah dicatat dan memperlakukannya secara statistik tanpa berusaha melacak hubungan fisik sebab akibat.




Pada tahun 1909, peramalan pertama menggunakan persamaan regresi dibuat. Walker menghabiskan 21 tahun berikutnya melakukan penelitian tentang prakiraan musim hujan.

Premis fundamentalnya adalah bahwa hubungan antara cuaca di bumi begitu rumit sehingga tampaknya sia-sia untuk mencoba dan menurunkannya dari pertimbangan teoretis. Karenanya, dia melihat autokorelasi dan korelasi silang antara tekanan permukaan di berbagai belahan dunia.

Ia menemukan adanya ayunan tekanan antara Pasifik khatulistiwa dan Samudera Hindia khatulistiwa. Dia menyebut ini 'Osilasi Selatan'. Dia menyebut ayunan tekanan antara Azores dan Islandia sebagai 'Osilasi Atlantik Utara' dan osilasi serupa di Samudra Pasifik utara sebagai 'Osilasi Pasifik Utara'.

Ketiga osilasi tekanan permukaan ini memainkan peran mendasar dalam variabilitas iklim bumi. Walker mencatat kecenderungan Southern Oscillation bertahan selama setidaknya satu atau dua musim menunjukkan potensi untuk menggunakan osilasi ini dalam meramalkan cuaca dunia.

Namun Walker tidak dapat memastikan mekanisme fisik yang mengatur osilasi ini. Dalam dua dekade pertama abad ke-20, sebagian besar ahli meteorologi meragukan karya Walker karena mereka tidak dapat memahami mekanisme fisik yang menyebabkan osilasi ini.

Walker menyarankan bahwa sirkulasi laut dan suhu mungkin berperan tetapi tidak dapat menunjukkannya karena kurangnya data dari lautan.

Interaksi antara lautan dan atmosfer yang menyebabkan osilasi ini tidak dipahami seumur hidup Walker. Walker menyadari perlunya interaksi antara ahli statistik, ahli meteorologi, dan ahli kelautan.




Mekanisme fisik yang menyebabkan Southern Oscillation ditemukan oleh J Bjerknes pada tahun 1969, 11 tahun setelah kematian Walker. Bjerknes menunjukkan adanya interaksi yang kompleks antara variasi suhu permukaan laut di Samudera Pasifik ekuator dan atmosfer di atasnya.

Ini menghasilkan Southern Oscillation yang ditemukan bertahun-tahun sebelumnya oleh Walker. Bjerknes mengaitkan pemanasan Samudra Pasifik timur yang dikenal sebagai El Nino dengan fluktuasi tekanan atmosfer yang disebut Southern Oscillation.




Bjerknes menyebut gerakan tenggelamnya udara di timur Samudera Pasifik khatulistiwa dan gerak naik di samudera khatulistiwa barat sebagai 'Sirkulasi Walker'. Fluktuasi dalam Sirkulasi Walker memiliki pengaruh penting pada curah hujan monsun musim panas di India.


Kehidupan Walker di India cukup panjang. Pada tahun 1908, dia menikahi Mary Constance Carter, hingga memiliki dua anak. Selama musim panas, dia bekerja dan menetap bersama keluarganya di Simla (Shimla), di India utara pada ketinggian sekitar 2.200 meter.

Walker kembali ke Inggris pada tahun 1924. Raja Inggris menganugerahkan gelar ksatria kepadanya, terutama atas prestasinya di Departemen Meteorologi India.

Ia menjadi Profesor Meteorologi di Imperial College, London. Dia mengalihkan perhatiannya ke studi laboratorium tentang konveksi dalam cairan yang tidak stabil dengan referensi khusus pada pembentukan awan.

Dia terus menerbitkan makalah penelitian hingga tahun 1950. Semangatnya tidak terbatas pada matematika dan meteorologi. Dia adalah seorang ahli yang diakui dalam teori dan evolusi seruling dan memainkan alat musik dengan baik.

Dia juga suka membuat sketsa dan melukis, dan ketika di India menunjukkan lanskap berwarna air di Pameran Seni Shimla. Dia telah menerbitkan makalah tentang penerbangan burung dan bumerang.

Selama Perang Dunia II, dia menjabat sebagai konsultan kehormatan dalam prakiraan cuaca jarak jauh, sebuah aktivitas baru untuk militer yang terbukti penting dalam mendukung peperangan.

Makalah terakhirnya diterbitkan pada tahun 1947. Dia tetap di Cambridge selama beberapa tahun dan kemudian tampaknya menjalani kehidupan berkeliling dengan keluarga antara Sussex dan Surrey, di mana dia meninggal pada tanggal 4 November 1958, pada usia 90 tahun.


Referensi:

  • first edition of Climate Change: The Science of Global Warming and Our Energy Future
  • https://www.ias.ac.in/article/fulltext/reso/011/08/0003-0005
  • https://www.jstor.org/stable/769470

Dukung Kami
Jika menurut anda artikel ini bermanfaat, maukah mentraktir saya secangkir kopi?

Post a Comment

6 Comments

  1. Bacaan berbobot, menambah pengetahuan

    ReplyDelete
  2. baru tahu nama tentang Gilbert Walker, menarik

    ReplyDelete
  3. Ini bahasannya mungkin berat utk orang awam sih. Jujur aku mikirnya lebih ke 'ini sir Walker gimana cara kerja otaknya sampe bisa mikirin itu semua' 😄😅. Gimana rasanya jadi ilmuwan gini yaaa 😁.

    ReplyDelete
    Replies
    1. Biasanya sih katanya ilmuwan itu kurang romantis mb hehee

      Delete

Terima kasih atas komentarnya. Mohon tidak meletakkan link hidup yah.

Indonesia Website Awards