Atmosfer memiliki peran penting dalam mengatur cuaca di sekitarnya. Sistem tekanan rendah pada atmosfer dapat mempengaruhi sistem perawanan, curah hujan, dan angin yang ada di suatu wilayah. Sistem tekanan rendah merupakan area di mana tekanan atmosfer lebih rendah daripada daerah di sekitarnya. Sistem ini dikenal sebagai depresi atau low pressure system. Ciri utama dari sistem tekanan rendah adalah udara bergerak naik ke atas. Udara naik ini akan mengalami pendinginan dan menyebabkan uap air mengembun menjadi awan dan sering kali menghasilkan cuaca buruk seperti awan tebal, hujan, badai petir, atau bahkan angin kencang. Maka dari itu, sistem tekanan rendah ini dapat menjadi pemicu terjadinya badai atau siklon tropis.
Salah satu faktor lainnya yang dapat mempengaruhi kondisi cuaca dan iklim adalah suhu permukaan laut (SPL). Laut menjadi tempat penguapan air utama yang nantinya akan mempengaruhi kondisi atmosfer. Semakin hangat kondisi suhu permukaan laut maka akan makin banyak juga uap air yang didistribusikan ke atmosfer yang dapat memberikan kontribusi untuk pertumbuhan awan sehingga akan semakin besar juga peluang terjadinya hujan. Diketahui bahwa suhu berbanding terbalik dengan tekanan. Apabila SPL lebih tinggi, maka tekanan di wilayah tersebut akan lebih rendah. Penurunan gradien tekanan akan diikuti dengan melemahnya embusan angin.
Pusat Tekanan Rendah dalam Mempengaruhi Dinamika Cuaca
Pada penelitian ini disebutkan bahwa dinamika tekanan udara permukaan laut di wilayah Samudera Hindia bagian timur barat daya mengindikasikan kemunculan daerah tekanan rendah atmosfer yang cukup persisten. Kondisi ini disertai juga dengan angin deras, gelombang yang tinggi, dan angin kencang. Tekanan udara pada jam sebelumnya turun dari 1015 hingga 1009 milibar. Namun, 2 jam setelahnya tekanan udara meningkat mencapai 1010 dan 1012 milibar. Perubahan tekanan yang terjadi ini dapat dipicu oleh adanya adveksi udara basah dari penguapan pada siang hari menuju pusat tekanan rendah yang membuat terbentuknya awan-awan melalui proses konvergensi pada wilayah siklonik atmosfer. Namun, dalam dinamika atmosfer, pusat tekanan rendah tidak selalu berada tepat di SPL yang hangat. Dinamika ini disebut dengan mekanisme kesesuaian respon tekanan (the pressure adjustment mechanism) dimana angin permukaan dan kecepatan udara vertikal memainkan peran dan mengurangi respons pada skala yang lebih kecil. Mekanisme ini menghasilkan suhu udara di lapisan batas atmosfer laut (MABL) melintasi front dan anomali tekanan yang dihasilkan menghasilkan konvergensi angin di atas air yang hangat dan divergensi di atas air yang dingin.
Terbentuknya Kolam Hangat pada Lapisan Permukaan Laut
Kolam hangat atau warm pool dapat terbentuk akibat dari pusat tekanan rendah. Pusat tekanan rendah dapat mengganggu sirkulasi angin dengan melemahkan kecepatan angin. Hal ini menyebabkan air hangat tidak terdorong menjauh, sehingga menumpuk di suatu wilayah dan membentuk kolam hangat. Kolam air hangat juga bisa terbentuk dari massa air intrusif, yakni massa air yang menyusup (mengintrusi) ke lapisan laut lainnya karena perbedaan densitas. Dalam penelitian ini, ditemukan kolam hangat hingga mencapai kedalaman 30 meter dengan suhu >28°C dan salinitas 34,3 PSU. Diduga bahwa karakteristik air ini berkaitan dengan Arus Lintas Indonesia (ARLINDO) yang membawa masa air dengan salinitas 34.6 –34.8 PSU yang mengalir dari Samudera Pasifik Barat menuju Samudera Hindia akibat adanya gradien kerapatan massa air dan beda elevasi muka laut antar dua Samudera tersebut. Diketahui bahwa massa jenis air hangat lebih ringan daripada air dingin. Ketika massa air hangat dengan densitas yang lebih rendah akan membuat massa air hangat mengampung di atas air yang lebih dingin. Massa air ini dapat menyusup secara horizontal ke wilayah yang berbeda. Proses ini disebut intrusi horizontal dan bisa membentuk lapisan hangat stabil di permukaan atau kolam hangat.
Pertukaran Panas antara Laut-Atmosfer dan Konvektifitas Atmosfer
Laut dan atmosfer saling bertukar energi panas secara terus menerus. Emisivitas pada permukaan laut tergolong sangat tinggi yang menjadikan laut sering diasumsikan sebagai benda hitam. Emisivitas dapat didefinisikan sebagai kemampuan suatu objek dalam memancarkan energi yang dimilikinya. Emisivitas bergantung pada suhu, sudut elevasi emisi, dan panjang gelombang radiasi. Emisivitas pada laut relatif memiliki nilai yang seragam dibandingkan di daratan. SST permukaan laut bagian atas yang berinteraksi dengan atmosfer proposional dengan emisi panas gelombang panjang. Perbedaan suhu antara kedua komponen ini dapat digunakan untuk mengukur pertukaran panas atmosfer dekat permukaan laut yang dapat dilihat juga dari kecepatan angin dan kuat-lemahnya stabilitas atmosfer tersebut. Nilai positif mengindikasikan adanya pertukaran fluks panas yang masuk dari lapisan permukaan laut menuju atmosfer. Sebaliknya, nilai negatif menunjukan bahwa fluks panas masuk dari atmosfer menuju permukaan laut.
Pada penelitian ini, diketahui bahwa hampir semua titik penelitian memiliki beda suhu dengan nilai positif yang mengindikasikan besarnya fluks yang masuk dari permukaan laut menuju atmosfer. SPL yang tinggi diduga berkontribusi dalam memanaskan udara diatasnya yang membuat pertukaran panas cenderung cepat. Hal ini membuat asupan konvektivitas molekul-molekul uap air dekat permukaan yang kuat. Konvektifitas ini dapat membentuk awan cumulonimbus yang bisa berkembang menjadi badai bahkan siklon tropis. Semakin hangat laut akan mempermudah proses penguapan yang membuat konveksi menjadi kuat, semakin besar pelepasan panas ke atmosfer yang membuat atmosfer akan menjadi makin aktif.
Mekanisme Kemunculan Daerah Tekanan Permukaan Rendah di Perairan Samudera Hindia Barat Daya
Ada beberapa arus yang berpengaruh besar terhadap pergerakan massa air di perairan Samudera Hindia barat daya Sumatera yaitu Arus Selatan Khatulistiwa (South Equatorial Current, SEC), Arus Balik Khatulistiwa (Equatorial Counter Current, ECC) dan Arus Pantai Jawa (South Java Currents, SJC). Arus-arus ini bergerak menuju Perairan Samudera Hindia Barat Daya dengan membawa karakteristik air yang berbeda. SEC membawa massa air dari daerah tropis, termasuk ARLINDO dengan suhu dan salinitas rendah. ECC membawa massa air dari Samudera Hindia Barat yang relatif kuat hingga kedalaman 150 m. Sedangkan, ECC mengalir sepanjang pantai Barat Sumatera hingga ke selatan Jawa. ECC dan SEC akan bertemu dengan membawa massa air berbeda yang berakibat massa air dari arah barat Samudera Hindia memiliki densitas lebih rendah dan massa air dari arah timur mengalir dengan densitas yang lebih tinggi.Densitas air laut yang tinggi di lapisan bawah menyebabkan terjadinya pengangkatan kolom massa air dengan suhu dan salinitas lebih tinggi ke permukaan. Terbentuknya kolam hangat ini akibat dari penyusupan massa air akibat arus SEC dan pengangkatan massa air akibat arus ECC. Hal ini juga diperluas dengan keberadaan kolam hangat dengan suhu >27C yang menjadikan wilayah tersebut bertekanan rendah yang dapat menimbulkan badai atau siklon tropis. Keberadaan pusaran atmosfer ini dapat berinteraksi dengan permukaan laut dalam proses upwelling/pengangkatan kolom massa air laut dekat permukaan akibat pusaran siklonik atmosfer di atasnya.
Writer : Ocean-Atmosphere Interaction Bureau
