NASA Menemukan Waktu Hujan Adalah Pengubah Permainan bagi Tumbuhan di Seluruh Dunia
Sebuah studi yang dipimpin NASA mengungkapkan bahwa pola curah hujan sepanjang tahun—khususnya frekuensi dan intensitas kejadian hujan—hampir sama pentingnya terhadap kesehatan vegetasi global dengan jumlah total curah hujan tahunan.
Penelitian ini menunjukkan bahwa curah hujan yang lebih jarang namun lebih deras dapat memberikan manfaat bagi tanaman di wilayah kering seperti wilayah barat daya AS, dan berpotensi merugikan tanaman yang berada di ekosistem basah seperti hutan hujan Amerika Tengah karena periode kekeringan yang lebih lama.
Dampak Pola Curah Hujan terhadap Vegetasi Global
Sebuah penelitian yang dipimpin NASA mengungkapkan bahwa curah hujan sepanjang tahun hampir sama pentingnya bagi vegetasi dunia dengan jumlah total curah hujan. Diterbitkan pada 11 Desember di Alampenelitian menunjukkan bahwa meskipun total curah hujan tahunan sama, pertumbuhan tanaman dapat bervariasi secara signifikan tergantung pada apakah curah hujan turun lebih sedikit, lebih deras, atau lebih sering, hujan lebih ringan.
Tanaman di lingkungan kering, seperti wilayah barat daya AS, cenderung tumbuh subur ketika hujan turun dalam jumlah besar, sehingga mendapat manfaat dari perendaman yang intens namun sesekali. Sebaliknya, vegetasi di wilayah lembab seperti hutan hujan Amerika Tengah sering kali mengalami kesulitan dalam kondisi ini, kemungkinan besar karena ketidakmampuan mereka bertahan di musim kemarau yang lebih lama di antara badai.
Peran Variabilitas Curah Hujan
Para ilmuwan sebelumnya memperkirakan bahwa hampir separuh vegetasi dunia terutama dipengaruhi oleh banyaknya curah hujan dalam setahun. Yang kurang dipahami adalah peran variabilitas sehari-hari, kata penulis utama Andrew Feldman, ahli hidrologi dan ilmuwan ekosistem di[{” attribute=”” tabindex=”0″ role=”link”>NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. Shifting precipitation patterns are producing stronger rainstorms — with longer dry spells in between — compared to a century ago.
“You can think of it like this: if you have a house plant, what happens if you give it a full pitcher of water on Sunday versus a third of a pitcher on Monday, Wednesday, and Friday?” said Feldman. Scale that to the size of the U.S. Corn Belt or a rainforest and the answer could have implications for crop yields and ultimately how much carbon dioxide plants remove from the atmosphere.
Insights from Advanced Satellite Analysis
The team, including researchers from the U.S. Department of Agriculture and multiple universities, analyzed two decades of field and satellite observations, spanning millions of square miles. Their study area encompassed diverse landscapes from Siberia to the southern tip of Patagonia.
They found that plants across 42% of Earth’s vegetated land surface were sensitive to daily rainfall variability. Of those, a little over half fared better — often showing increased growth — in years with fewer but more intense wet days. These include croplands as well as drier landscapes like grasslands and deserts.
In contrast, broadleaf (e.g., oak, maple, and beech) forests and rainforests in lower and middle latitudes tended to fare worse under those conditions. The effect was especially pronounced in Indo-Pacific rainforests, including in the Philippines and Indonesia.
Statistically, daily rainfall variability was nearly as important as annual rainfall totals in driving growth worldwide.
Tumbuhan yang sedang tumbuh memancarkan suatu bentuk cahaya yang dapat dideteksi oleh satelit NASA yang mengorbit ratusan mil di atas Bumi. Bagian Amerika Utara tampak berkilauan dalam visualisasi ini, yang menggambarkan rata-rata tahun. Abu-abu menunjukkan daerah dengan sedikit atau tanpa fluoresensi; merah, merah muda, dan putih menunjukkan fluoresensi tinggi. Kredit: Studio Visualisasi Ilmiah NASA
Lampu Merah, Lampu Hijau
Studi baru ini terutama mengandalkan serangkaian misi dan kumpulan data NASA, termasuk algoritma Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM (IMERG), yang menyediakan tingkat hujan dan salju di sebagian besar planet setiap 30 menit menggunakan jaringan satelit internasional.
Untuk mengukur respons tanaman dari hari ke hari, para peneliti menghitung seberapa hijau suatu area yang muncul dalam citra satelit. “Kehijauan”, juga dikenal sebagai Indeks Vegetasi Perbedaan Normalisasi, umumnya digunakan untuk memperkirakan kepadatan dan kesehatan vegetasi. Mereka juga melacak cahaya kemerahan samar yang dipancarkan tanaman fotosintesisketika tanaman menyerap sinar matahari untuk mengubah karbon dioksida dan air menjadi makanan, klorofilnya “membocorkan” foton yang tidak terpakai. Cahaya redup ini disebut fluoresensi yang disebabkan oleh matahari, dan ini merupakan tanda tumbuh suburnya vegetasi.
Tidak terlihat dengan mata telanjang, fluoresensi tanaman dapat dideteksi oleh instrumen di satelit seperti Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2) milik NASA. Diluncurkan pada tahun 2014, OCO-2 telah mengamati wilayah Midwest AS yang berfluoresensi kuat selama musim tanam.
Feldman mengatakan temuan ini menyoroti peran penting tanaman dalam memindahkan karbon ke seluruh bumi – sebuah proses yang disebut siklus karbon. Vegetasi, termasuk tanaman pangan, hutan, dan padang rumput, membentuk “penyerap” karbon yang sangat besar, yang menyerap kelebihan karbon dioksida dari atmosfer.
“Pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana tanaman tumbuh atau menurun dari hari ke hari, badai demi badai, dapat membantu kita lebih memahami peran mereka dalam siklus kritis tersebut,” kata Feldman.
Referensi: “Sensitivitas vegetasi skala global yang besar terhadap variabilitas curah hujan harian” oleh Andrew F. Feldman, Alexandra G. Konings, Pierre Gentine, Mitra Cattry, Lixin Wang, William K. Smith, Joel A. Biederman, Abhishek Chatterjee, Joanna Joiner dan Benjamin Poulter, 11 Desember 2024, Alam.
DOI: 10.1038/s41586-024-08232-z
Studi ini juga melibatkan peneliti dari Jet Propulsion Laboratory NASA (JPL) di California Selatan, Layanan Penelitian Pertanian USDA, Universitas Stanford, Universitas KolombiaUniversitas Indiana, dan Universitas Arizona.
