Peran Umpan Balik Bjerkness dalam Memahami Telekoneksi Atmosfer

Skema pendekatan dekomposisi umpan balik. Lingkaran umpan balik Bjerknes yang tertutup didekomposisi menjadi tiga elemen umpan balik yang saling berinteraksi (cincin yang dipartisi di sekeliling lingkaran pusat)

Gambar: https://www.researchgate.net/

Climate4life.info - Artikel ini membahas peran krusial umpan balik Bjerknes dalam memahami telekoneksi atmosfer, khususnya pada fenomena El Niño-Southern Oscillation (ENSO). 

Peristiwa ini seringkali menjadi pertanyaan yang sering diajukan, terutama dalam konteks bagaimana El Niño atau La Niña terbentuk dan meningkatkan kekuatannya. Kunci dari fenomena ini terletak pada perpaduan antara atmosfer dan laut di Samudera Pasifik tropis.

Umpan balik Bjerknes dalam keadaan normal di Pasifik khatulistiwa. Angin pasat dari timur menghasilkan upwelling di timur, mendorong SPL dan konveksi yang lebih tinggi di barat. Hal ini pada gilirannya memperkuat sikap masyarakat timur dalam memberikan tanggapan yang positif

Gambar: https://www.researchgate.net /publication /312042815_First _Report_of_TPOS_2020

Penting untuk menelusuri sejarah pemahaman ENSO, dimulai dari penemuan Gilbert Walker tentang Osilasi Selatan pada awal abad ke-20. 

Walker mengamati fluktuasi tekanan atmosfer dalam skala besar antara Samudera Pasifik dan Samudera Hindia, tetapi pada saat itu, belum ada pemahaman yang jelas mengenai mengapa fenomena ini terjadi. 

Memuat...

Jacob Bjerknes, ilmuwan pada tahun 1960-an, membuat terobosan besar dengan menghubungkan fluktuasi tekanan dengan perubahan suhu di Samudera Pasifik tropis.

Umpan balik positif Bjerknes menjadi titik fokus, yang menjelaskan bagaimana angin permukaan tropis Pasifik dan suhu laut saling memperkuat, menciptakan lingkaran saling mendukung yang memicu peristiwa ENSO. 

Artikel ini juga menguraikan dua fase utama ENSO, yaitu La Niña dan El Niño, serta menjelaskan bagaimana umpan balik Bjerknes berperan dalam memperkuat masing-masing peristiwa.

Proses ini disamakan dengan pembuatan roti yang baru dipanggang, di mana bahan-bahan dari atmosfer dan laut diolah bersama untuk menghasilkan fenomena iklim yang luar biasa. 

Untuk memahami lebih mendalam, kita perlu melihat perbedaan antara La Niña dan El Niño, serta bagaimana umpan balik Bjerknes berperan dalam mendorong atau melemahkan masing-masing fase.

Gilbert Walker dan Awal Pemahaman

Gilbert Walker, seorang ilmuwan pada awal abad ke-20, mengamati fluktuasi tekanan atmosfer dalam skala besar antara Samudera Pasifik dan Samudera Hindia. 

Grafik indek osilasi selatan (SOI) yang berawal dari temuan Walker

Gambar: bom.gov.au

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. 

Fenomena ini dikenal sebagai Osilasi Selatan, yang merupakan pergerakan tekanan yang naik dan turun di kedua samudera tersebut. Walker memberi nama dan mengidentifikasi fenomena ini, tetapi pemahaman mengenai penyebabnya masih belum jelas pada saat itu.

Jacob Bjerknes dan Terobosan Besar

Pada tahun 1960-an, Jacob Bjerknes membuat terobosan besar dalam memahami ENSO. Dengan menggunakan satelit dan pengamatan dari Pulau Canton di Samudera Pasifik Selatan, Bjerknes berhasil menghubungkan fluktuasi tekanan atmosfer dengan perubahan suhu di Samudera Pasifik tropis.

Ia menyadari bahwa laut dan atmosfer sebenarnya berinteraksi dan saling memengaruhi. Bjerknes memerhatikan bahwa di ujung timur Pasifik, suhu permukaan laut (SST) sangat dingin untuk wilayah lintang rendah. 

Gradien SPL yang besar terjadi di sepanjang Pasifik khatulistiwa karena Pasifik bagian barat relatif hangat. Akibatnya, terjadi sirkulasi panas langsung di atmosfer sepanjang Samudera Pasifik. Udara kering yang sejuk di atas perairan Pasifik khatulistiwa timur yang dingin mengalir ke arah barat sepanjang permukaan menuju Pasifik barat yang hangat. 

Di sana, udara dipanaskan dan disuplai dengan uap air dari air hangat. Sirkulasi khatulistiwa sistematis yang terkait dengan gradien tekanan zonal disebut "Sirkulasi Walker" oleh Bjerknes. Bjerknes berpendapat bahwa fluktuasi sirkulasi ini memicu getaran Osilasi Selatan dan pada akhirnya menyebabkan peristiwa ENSO.

Walaupun angin permukaan diterpa ke arah barat di sepanjang khatulistiwa oleh gradien SST zonal, angin tersebut menciptakan upwelling air laut yang dingin di timur. 

Penyebab dinginnya perairan Pasifik khatulistiwa timur dijelaskan oleh adveksi arus horizontal ke arah barat sepanjang Pasifik khatulistiwa, upwelling di sepanjang khatulistiwa, dan perpindahan termoklin ke atas.

Bjerknes menghubungkan putaran umpan balik sirkulasi samudera dan atmosfer di Pasifik tropis sebagai "reaksi berantai" dan menyatakan bahwa "Sirkulasi Walker yang semakin intensif juga menyebabkan peningkatan kontras suhu timur-barat yang menjadi penyebab Sirkulasi Walker di wilayah tersebut pada awalnya." 

Bjerkness juga menemukan bahwa interaksi ini dapat terjadi sebaliknya: penurunan di wilayah timur khatulistiwa mengurangi pasokan air dingin yang naik dan berkurangnya gradien suhu timur-barat menyebabkan Sirkulasi Walker melambat. 

Ia kemudian menjelaskan hubungan antara fase rendah Osilasi Selatan dengan El Niño dan hubungan antara fase tinggi dengan keadaan dingin normal di Pasifik timur.

Umpan balik positif antara angin permukaan tropis Pasifik dan suhu laut menjadi kunci dalam pemahaman fenomena ini.

Umpan Balik Bjerknes dan Proses ENSO

Umpan balik Bjerknes, yang terjadi antara angin permukaan tropis Pasifik dan suhu laut, membentuk dasar dari proses ENSO. 

Umpan balik positif ini menciptakan keseimbangan dinamis di antara kedua elemen ini, di mana perubahan di satu bagian akan memicu perubahan di bagian lainnya. 

Proses ini disamakan dengan pembuatan roti yang baru dipanggang, di mana bahan-bahan atmosfer dan laut dicampur bersama untuk menghasilkan fenomena iklim yang luar biasa.

Selengkapnya fase netral ENSO >>>

La Niña: Umpan Balik dan Perkembangan

Selama fase La Niña, angin pasat permukaan tropis Pasifik lebih kuat dari biasanya. Hal ini menyebabkan penumpukan air permukaan yang hangat di Pasifik barat dan penarikan air dingin dari Pasifik timur. 

Umpan balik antara lautan dan atmosfer memperkuat peristiwa La Niña. Upwelling air dingin dari laut dalam di bagian timur Samudera Pasifik meningkat, menyebabkan penurunan suhu permukaan laut dan meningkatkan konveksi atmosfer. 

Umpan balik Bjerknes memainkan peran penting dalam mempertahankan dan memperkuat La Niña.

Selengkapnya ENSO fase La nina >>>

El Niño: Umpan Balik dan Perkembangan

Sebaliknya, selama fase El Niño, angin pasat melemah dan/atau suhu permukaan laut menghangat di bagian tengah dan timur Samudera Pasifik. 

Ini menghasilkan peningkatan konveksi dan curah hujan di wilayah timur, sementara wilayah barat mengalami penurunan curah hujan. Umpan balik antara lautan dan atmosfer ini memperkuat peristiwa El Niño. 

Melemahnya angin permukaan mengakibatkan berkurangnya upwelling air dingin dari laut dalam, meningkatkan suhu permukaan laut di wilayah timur. Umpan balik Bjerknes memperkuat pemanasan laut dan melibatkan proses dinamis yang mendukung fase El Niño.

Selengkapnya ENSO fase El Nino >>>

Umpan Balik dan Akhir Peristiwa ENSO

Penting untuk dicatat bahwa peristiwa El Niño dan La Niña tidak berlangsung selamanya. Mereka menciptakan kondisi yang akhirnya mengarah pada kehancuran sendiri melalui proses tertunda di lautan. 

Umpan balik Bjerknes juga menjelaskan mengapa ada banyak cara berbeda untuk mengukur ENSO, dengan berbagai indeks yang saling berkorelasi. Kaitan yang kuat antara berbagai variabel meteorologi menjadi bukti bahwa ENSO merupakan suatu sistem yang sangat besar dan saling berhubungan.

Konklusi: Merenungkan Pencipta Roti

Artikel ini mengajak pembaca untuk merenung tentang kontribusi besar Jacob Bjerknes dalam memahami fenomena iklim yang kompleks ini.

Dengan merumuskan resep dari bahan-bahan atmosfer dan laut, Bjerknes membantu kita memahami secara mendalam El Niño-Southern Oscillation atau ENSO. Analogi dengan pembuatan roti yang baru dipanggang memberikan gambaran visual tentang bagaimana bahan-bahan yang berbeda dapat bersatu untuk menciptakan sesuatu yang luar biasa.

Memahami peran umpan balik Bjerknes dalam proses ini, kita dapat menghargai kompleksitas hubungan antara atmosfer dan laut serta bagaimana interaksi keduanya dapat menciptakan fenomena iklim yang memiliki dampak signifikan pada cuaca global. 

Pemahaman ini juga memberikan wawasan tentang mengapa fenomena ENSO menjadi begitu penting dalam upaya memprediksi dan memahami perubahan iklim di masa depan. 

Seiring kita mencium aroma roti yang baru dipanggang, mari kita hargai penemuan dan kontribusi ilmiah yang mendorong pemahaman manusia tentang kompleksitas alam semesta ini.

Referensi:

• https://www.climate.gov/news-features/blogs/enso/rise-el-ni%C3%B1o-and-la-ni%C3%B1a
• https://iridl.ldeo.columbia.edu/maproom/ENSO/New/bjerknes.html
• https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/31/12/jcli-d-17-0587.1.xml

Dukung Kami

Climate4life.info mendapat sedikit keuntungan dari penayangan iklan yang ada dan digunakan untuk operasional blog ini.
Jika menurut anda artikel pada blog ini bermanfaat, maukah mentraktir kami secangkir kopi melalu "trakteer id"?