Sungai-sungai di Atmosfer Melepaskan: Bagaimana Perubahan Iklim Membentuk Kembali Badai Pantai Barat
Saat bumi memanas, sungai-sungai di atmosfer, yaitu badai dahsyat yang melanda Pantai Barat, sedang mengalami perubahan transformatif.
Penelitian baru mengungkapkan bahwa intensitas badai ini akan berbeda-beda di California Selatan dibandingkan di Pacific Northwest, sehingga menimbulkan dampak regional yang bervariasi seperti meningkatnya risiko banjir dan gelombang badai yang lebih hebat.
Sungai di Atmosfer dan Dampak Iklim
Masyarakat di seluruh Pantai Barat Amerika Serikat kemungkinan besar akan mengalami perubahan signifikan dalam badai dahsyat yang dikenal sebagai sungai atmosferik karena iklim terus menghangat. Namun, dampaknya akan sangat bervariasi antar wilayah. California Selatan akan mengalami serangkaian perubahan, sementara wilayah utara seperti Seattle akan menghadapi evolusi badai yang sangat berbeda.
Penelitian terbaru yang dipimpin oleh para ilmuwan di Pusat Penelitian Atmosfer Nasional (NSF NCAR) milik US National Science Foundation mengungkapkan bahwa kondisi pemanasan akan meningkatkan penguapan laut, yang menyebabkan perubahan besar pada atmosfer sungai di California Selatan. Sebaliknya, sungai-sungai di atmosfer yang berada jauh di utara akan lebih banyak terbentuk karena peningkatan suhu di atmosfer dan lautan.
Implikasinya di Dunia Nyata bagi Masyarakat Pesisir
Meskipun proses-proses yang berbeda tersebut mungkin tampak misterius, namun hal ini mempunyai konsekuensi nyata bagi jutaan orang. Pada tahun 2100, misalnya, sungai-sungai di atmosfer yang melanda wilayah barat laut Pasifik dapat meningkatkan risiko banjir dengan meningkatkan ketinggian air laut untuk sementara sebanyak tiga kali lipat dibandingkan badai yang terjadi saat ini jika masyarakat terus mengeluarkan gas rumah kaca dalam jumlah yang tinggi. Penduduk California Selatan juga akan mengalami perairan yang lebih tinggi akibat badai, namun tidak sebesar yang dialami penduduk yang tinggal jauh di utara.
“Di lapangan, masyarakat akan melihat respons yang berbeda antara pesisir California Selatan dan Pasifik Barat Laut,” kata ilmuwan NSF NCAR Christine Shields, salah satu penulis utama studi baru ini. “Ini bukanlah situasi yang bisa diterapkan untuk semua orang. Ada tanggapan regional yang bisa sangat berbeda.”
Penelitian, di Komunikasi Alam Bumi & Lingkungan, dilakukan oleh tim peneliti yang terdiri dari rekan penulis utama ilmuwan NSF NCAR Hui Li dan rekan penulis tambahan dari NSF NCAR, Texas A&M University, dan Pennsylvania State University. Pekerjaan ini didanai oleh Departemen Energi AS dan NSF.
Sungai di Langit
Sungai atmosfer adalah “sungai di langit” yang panjang dan sempit yang berkelok-kelok dari lintang rendah ke lintang tinggi, mengangkut air dalam jumlah besar. Sungai-sungai dengan atmosfer yang paling kuat dapat menyebabkan hujan deras dan menyebabkan banjir yang luas, terutama jika sungai-sungai tersebut berada di daerah aliran sungai yang rentan. Tapi mereka juga merupakan fitur penting dari siklus hidrologi bumi, yang sering kali memberikan kelembapan yang dibutuhkan dan mengisi kembali tumpukan salju.
Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa perubahan iklim kemungkinan besar akan membuat sungai di atmosfer menjadi lebih besar dan kuat, sehingga berpotensi mendatangkan lebih banyak malapetaka pada masyarakat yang rentan. Seperti halnya jenis badai lainnya, iklim yang lebih hangat berarti atmosfer dapat menahan lebih banyak kelembapan, sehingga meningkatkan jumlah curah hujan yang dapat dilepaskan oleh badai.
Wawasan Pemodelan Resolusi Tinggi
Dalam studi baru ini, Shields, Li, dan rekan penulisnya berfokus pada dampak sungai di atmosfer Pasifik terhadap wilayah atas lautan. Mereka ingin mendapatkan wawasan tentang bagaimana badai di masa depan kemungkinan besar akan mempengaruhi variabel lautan seperti suhu dan ketinggian permukaan serta pencampuran air pada kedalaman yang berbeda. Variabel-variabel tersebut mempunyai implikasi terhadap perikanan dan masyarakat pesisir.
Untuk mensimulasikan atmosfer sungai di masa depan, tim peneliti menggunakan Model Sistem Iklim Komunitas berbasis NSF NCAR versi resolusi tinggi. Hal ini memungkinkan mereka mendapatkan gambaran rinci yang luar biasa tentang proses atmosfer setiap 25 kilometer (sekitar 16 mil) dan pandangan yang lebih rinci lagi tentang proses lautan setiap 10 kilometer (6 mil) – sebuah simulasi yang sangat bagus sehingga mereka dapat menciptakan kembali pusaran laut secara individual. Simulasi tersebut memerlukan komputasi dalam jumlah besar, dan para ilmuwan menjalankan beberapa di antaranya pada superkomputer Derecho di NSF NCAR-Wyoming Supercomputing Center.
Dampak yang Berbeda di Sepanjang Pesisir
Yang mengejutkan para ilmuwan, simulasi tersebut mengungkapkan bahwa pemanasan iklim akan memiliki dampak yang sangat bervariasi terhadap atmosfer sungai di berbagai lokasi di sepanjang Pantai Barat – dan, mungkin, wilayah lain di seluruh dunia.
Sungai-sungai di atmosfer saat ini sebagian didorong oleh penguapan air laut, yang mendinginkan atmosfer untuk sementara dan mendorong terjadinya badai. Di dunia yang lebih hangat, proses tersebut akan diperkuat oleh sejenis sungai di atmosfer, yang dikenal sebagai “Pineapple Express,” yang mengalir ke California Selatan.
Namun sungai-sungai di atmosfer yang mengalir ke California Utara dan Pasifik Barat Laut akan mulai terpengaruh oleh suhu yang lebih hangat di atmosfer dan lautan. Temperatur ini akan memicu badai yang lebih dahsyat dan menyebabkan peningkatan tinggi permukaan laut secara dramatis selama beberapa hari saat sungai di atmosfer mendekati pantai dan mendarat.
Meskipun penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengetahui alasan perbedaan efek ini, Shields mencatat bahwa atmosfer sungai dipengaruhi oleh berbagai proses bahkan dalam iklim saat ini. Pineapple Express, misalnya, bergerak di sepanjang aliran udara subtropis yang sangat lembab dari Hawaii ke California Selatan. Sebaliknya, atmosfer sungai di utara sering kali dihubungkan dengan aliran udara kutub yang kurang lembab. Jalur ini cenderung lebih berangin dan berkelok-kelok dibandingkan Pineapple Express.
Mempersiapkan Masa Depan yang Lebih Penuh Badai
Terlepas dari prosesnya, masyarakat rentan di Pantai Barat dapat memperkirakan bahwa badai akan berubah dan menjadi lebih dahsyat.
“Sungai di atmosfer seperti siklon tropis yang membawa angin kencang dan membawa air dalam jumlah besar yang dapat menghancurkan infrastruktur lokal,” kata Shields. “Masyarakat perlu memahami bagaimana mereka akan berubah di masa depan sehingga mereka dapat beradaptasi dan membuat rencana.”
Pemodelan tersebut juga menunjukkan bahwa dampak kompleks hilir dan hulu sungai di atmosfer di wilayah atas lautan akan berkembang seiring dengan memanasnya iklim.
“Angin kencang dan curah hujan yang terkait dengan sungai di atmosfer dapat berdampak signifikan pada permukaan laut, berpotensi berdampak pada dinamika dan ekosistem laut dalam skala spasial yang lebih besar dan jangka waktu yang lebih lama dibandingkan saat ini,” kata Li. “Penting untuk memahami pengaruh sungai di atmosfer terhadap iklim saat ini dan bagaimana hal itu dapat berubah di masa depan.”
Referensi: “Respon sungai-sungai di atmosfer Pasifik timur laut terhadap perubahan iklim” oleh Christine A. Shields, Hui Li, Frederic S. Castruccio, Dan Fu, Kyle Nardi, Xue Liu dan Colin Zarzycki, 19 Oktober 2024, Komunikasi Bumi & Lingkungan.
DOI: 10.1038/s43247-024-01774-0
