Profesor Tiffany Shaw, Profesor, Departemen Geosains, Universitas Chicago
Belahan bumi selatan adalah tempat yang sangat bergejolak.Angin di berbagai garis lintang telah digambarkan sebagai "derau empat puluh derajat", "lima puluh derajat yang ganas", dan "jeritan enam puluh derajat".Ombak mencapai ketinggian 78 kaki (24 meter).
Seperti yang kita semua tahu, tidak ada di belahan bumi utara yang dapat menandingi badai, angin, dan gelombang hebat di belahan bumi selatan.Mengapa?
Dalam sebuah studi baru yang diterbitkan dalam Proceedings of the National Academy of Sciences, rekan-rekan saya dan saya mengungkap mengapa badai lebih sering terjadi di belahan bumi selatan daripada di belahan bumi utara.
Menggabungkan beberapa baris bukti dari pengamatan, teori, dan model iklim, hasil kami menunjukkan peran mendasar dari "sabuk konveyor" samudra global dan pegunungan besar di belahan bumi utara.
Kami juga menunjukkan bahwa, dari waktu ke waktu, badai di belahan bumi selatan menjadi lebih intens, sedangkan di belahan bumi utara tidak.Hal ini sesuai dengan pemodelan model iklim pemanasan global.
Perubahan ini penting karena kita tahu bahwa badai yang lebih kuat dapat menyebabkan dampak yang lebih parah seperti angin ekstrem, suhu, dan curah hujan.
Untuk waktu yang lama, sebagian besar pengamatan cuaca di Bumi dilakukan dari darat.Ini memberi para ilmuwan gambaran yang jelas tentang badai di belahan bumi utara.Namun, di Belahan Bumi Selatan, yang mencakup sekitar 20 persen daratan, kami tidak mendapatkan gambaran yang jelas tentang badai sampai pengamatan satelit tersedia pada akhir tahun 1970-an.
Dari pengamatan puluhan tahun sejak awal era satelit, kita tahu bahwa badai di belahan bumi selatan sekitar 24 persen lebih kuat daripada di belahan bumi utara.
Hal ini ditunjukkan pada peta di bawah ini, yang menunjukkan rata-rata intensitas badai tahunan yang diamati untuk Belahan Bumi Selatan (atas), Belahan Bumi Utara (tengah) dan perbedaan antara keduanya (bawah) dari 1980 hingga 2018. (Perhatikan bahwa Kutub Selatan berada di bagian atas perbandingan antara peta pertama dan terakhir.)
Peta menunjukkan intensitas badai yang terus-menerus tinggi di Samudra Selatan di Belahan Bumi Selatan dan konsentrasinya di Samudra Pasifik dan Atlantik (diarsir oranye) di Belahan Bumi Utara.Peta perbedaan menunjukkan bahwa badai lebih kuat di Belahan Bumi Selatan daripada di Belahan Bumi Utara (naungan jingga) di sebagian besar garis lintang.
Meskipun ada banyak teori yang berbeda, tidak ada yang memberikan penjelasan pasti tentang perbedaan badai di antara kedua belahan bumi.
Mencari tahu alasannya tampaknya menjadi tugas yang sulit.Bagaimana memahami sistem rumit yang membentang ribuan kilometer seperti atmosfer?Kita tidak bisa memasukkan Bumi ke dalam toples dan mempelajarinya.Namun, inilah yang dilakukan oleh para ilmuwan yang mempelajari fisika iklim.Kami menerapkan hukum fisika dan menggunakannya untuk memahami atmosfer dan iklim bumi.
Contoh paling terkenal dari pendekatan ini adalah karya perintis Dr. Shuro Manabe, yang menerima Hadiah Nobel Fisika 2021 "untuk prediksinya yang andal tentang pemanasan global".Prediksinya didasarkan pada model fisik iklim Bumi, mulai dari model suhu satu dimensi yang paling sederhana hingga model tiga dimensi yang lengkap.Ini mempelajari respons iklim terhadap peningkatan kadar karbon dioksida di atmosfer melalui model berbagai kompleksitas fisik dan memantau sinyal yang muncul dari fenomena fisik yang mendasarinya.
Untuk memahami lebih banyak badai di Belahan Bumi Selatan, kami telah mengumpulkan beberapa bukti, termasuk data dari model iklim berbasis fisika.Pada langkah pertama, kami mempelajari pengamatan dalam kaitannya dengan bagaimana energi didistribusikan ke seluruh Bumi.
Karena Bumi bulat, permukaannya menerima radiasi matahari secara tidak merata dari Matahari.Sebagian besar energi diterima dan diserap di ekuator, di mana sinar matahari lebih langsung mengenai permukaan.Sebaliknya, kutub yang terkena cahaya pada sudut yang curam menerima lebih sedikit energi.
Penelitian selama beberapa dekade telah menunjukkan bahwa kekuatan badai berasal dari perbedaan energi ini.Pada dasarnya, mereka mengubah energi "statis" yang tersimpan dalam perbedaan ini menjadi energi gerak "kinetik".Transisi ini terjadi melalui proses yang dikenal sebagai "ketidakstabilan baroklinik".
Pandangan ini menunjukkan bahwa insiden sinar matahari tidak dapat menjelaskan jumlah badai yang lebih banyak di Belahan Bumi Selatan, karena kedua belahan menerima jumlah sinar matahari yang sama.Sebaliknya, analisis pengamatan kami menunjukkan bahwa perbedaan intensitas badai antara selatan dan utara dapat disebabkan oleh dua faktor yang berbeda.
Pertama, pengangkutan energi laut, yang sering disebut sebagai “ban berjalan”.Air tenggelam di dekat Kutub Utara, mengalir di sepanjang dasar samudra, naik di sekitar Antartika, dan mengalir kembali ke utara di sepanjang ekuator, membawa energi bersamanya.Hasil akhirnya adalah transfer energi dari Antartika ke Kutub Utara.Ini menciptakan kontras energi yang lebih besar antara khatulistiwa dan kutub di Belahan Bumi Selatan daripada di Belahan Bumi Utara, yang mengakibatkan badai yang lebih parah di Belahan Bumi Selatan.
Faktor kedua adalah pegunungan besar di belahan bumi utara, yang, seperti yang disarankan oleh karya Manabe sebelumnya, meredam badai.Arus udara di pegunungan besar menciptakan pasang surut tetap yang mengurangi jumlah energi yang tersedia untuk badai.
Namun, analisis data yang diamati saja tidak dapat memastikan penyebab ini, karena terlalu banyak faktor yang bekerja dan berinteraksi secara bersamaan.Juga, kami tidak dapat mengecualikan penyebab individu untuk menguji signifikansinya.
Untuk melakukan ini, kita perlu menggunakan model iklim untuk mempelajari bagaimana badai berubah ketika berbagai faktor dihilangkan.
Saat kami menghaluskan pegunungan bumi dalam simulasi, perbedaan intensitas badai antara belahan bumi menjadi setengahnya.Saat kami melepas sabuk konveyor samudra, separuh perbedaan badai lainnya hilang.Jadi, untuk pertama kalinya, kami mengungkap penjelasan konkret tentang badai di belahan bumi selatan.
Karena badai dikaitkan dengan dampak sosial yang parah seperti angin ekstrem, suhu, dan curah hujan, pertanyaan penting yang harus kita jawab adalah apakah badai di masa depan akan lebih kuat atau lebih lemah.
Terima ringkasan kurasi dari semua artikel dan makalah utama dari Carbon Brief melalui email.Cari tahu lebih lanjut tentang buletin kami di sini.
Terima ringkasan kurasi dari semua artikel dan makalah utama dari Carbon Brief melalui email.Cari tahu lebih lanjut tentang buletin kami di sini.
Alat utama dalam mempersiapkan masyarakat untuk mengatasi dampak perubahan iklim adalah penyediaan prakiraan berdasarkan model iklim.Sebuah studi baru menunjukkan bahwa rata-rata badai belahan bumi selatan akan menjadi lebih intens menjelang akhir abad ini.
Sebaliknya, perubahan rata-rata intensitas badai tahunan di Belahan Bumi Utara diperkirakan sedang.Hal ini sebagian disebabkan oleh efek musiman yang bersaing antara pemanasan di daerah tropis, yang membuat badai menjadi lebih kuat, dan pemanasan yang cepat di Kutub Utara, yang membuat badai menjadi lebih lemah.
Namun, iklim di sini dan saat ini sedang berubah.Ketika kita melihat perubahan selama beberapa dekade terakhir, kita menemukan bahwa badai rata-rata menjadi lebih intens sepanjang tahun di belahan bumi selatan, sementara perubahan di belahan bumi utara dapat diabaikan, konsisten dengan prediksi model iklim selama periode yang sama. .
Meskipun model meremehkan sinyal, mereka menunjukkan perubahan yang terjadi karena alasan fisik yang sama.Artinya, perubahan di lautan meningkatkan badai karena air yang lebih hangat bergerak ke arah khatulistiwa dan air yang lebih dingin dibawa ke permukaan sekitar Antartika untuk menggantikannya, menghasilkan kontras yang lebih kuat antara khatulistiwa dan kutub.
Di Belahan Bumi Utara, perubahan lautan diimbangi dengan hilangnya es laut dan salju, menyebabkan Kutub Utara menyerap lebih banyak sinar matahari dan memperlemah kontras antara khatulistiwa dan kutub.
Taruhan untuk mendapatkan jawaban yang benar sangat tinggi.Penting untuk pekerjaan di masa depan untuk menentukan mengapa model meremehkan sinyal yang diamati, tetapi sama pentingnya untuk mendapatkan jawaban yang tepat untuk alasan fisik yang tepat.
Xiao, T. et al.(2022) Badai di Belahan Bumi Selatan akibat bentang alam dan sirkulasi lautan, Prosiding National Academy of Sciences Amerika Serikat, doi: 10.1073/pnas.2123512119
Terima ringkasan kurasi dari semua artikel dan makalah utama dari Carbon Brief melalui email.Cari tahu lebih lanjut tentang buletin kami di sini.
Terima ringkasan kurasi dari semua artikel dan makalah utama dari Carbon Brief melalui email.Cari tahu lebih lanjut tentang buletin kami di sini.
Diterbitkan di bawah lisensi CC.Anda dapat mereproduksi materi yang belum diadaptasi secara keseluruhan untuk penggunaan non-komersial dengan tautan ke Carbon Brief dan tautan ke artikel.Silahkan hubungi kami untuk penggunaan komersial.