GEJOLAK AKTIVITAS MATAHARI BERPENGARUH PADA IKLIM

T. Djamaluddin

Peneliti Matahari dan Antariksa, LAPAN Bandung

(Dimuat di Pikiran Rakyat,  23 Agustus 2001)

Ralatif seringnya hujan pada bulan Agustus tahun ini di beberapa daerah di Jawa Barat menimbulkan pertanyaan apakah iklim sudah berubah. Bagi peneliti matahari dan antariksa pertanyaan yang timbul adalah apakah aktivitas matahari juga mempengaruhinya. Saat ini matahari dalam kondisi aktif, dengan aktivitas magnetik, lontaran partikel, dan pancaran radiasi yang meningkat. Aktivitas matahari berulang sekitar sebelas tahunan.

Hal pertama yang dilihat adalah data curah hujan jangka panjang. Untuk Bandung, data curah hujan bulanan tahun 1953-1975 memang menunjukkan adanya kecenderungan curah hujan tinggi pada bulan Agustus justru terjadi saat aktivitas matahari maksimum. Misalnya, curah hujan Agustus tertinggi pada rentang waktu itu ternyata terjadi sekitar saat matahari maksimum: 1956 (curah hujan 220 mm), 1958 (231 mm), dan 1968 (197 mm). Matahari maksimum terjadi pada 1957 dan 1968.

Tetapi analisis awal itu belum bersifat konklusif. Sebab, bila dibandingkan dengan data Jakarta yang lebih panjang, tahun 1864-1985, kecenderungan adanya peningkatan curah hujan bulan Agustus sekitar aktivitas maksimum memang tampak pada rentang waktu 1900–1944, tetapi ternyata tidak tampak pada tahun-tahun sebelum dan sesudahnya. Hal ini juga bisa berarti bahwa keterkaitan dengan aktivitas matahari itu tidak bersifat permanen, kadang muncul dalam rentang waktu tertentu, kadang hilang.

Walaupun masih belum dapat disimpulkan secara utuh keterkaitan aktivitas matahari dengan curah hujan serta parameter iklim lainnya, tetapi banyak bukti empirik yang menunjukkan bahwa gejolak aktivitas matahari memang mempengaruhi variasi iklim di bumi.

Variabilitas Iklim

Matahari adalah sumber energi utama bagi bumi. Pemanasan matahari pada siang hari dan pendinginan pada malam hari dalam skala harian, atau musim panas dan musim dingin dalam skala tahunan, berperan besar pada gerakan massa udara dalam bentuk angin, baik dalam skala lokal maupun global. Demikian juga penguapan air di permukaan bumi oleh matahari sehingga menjadi awan dan dari awan itu turun hujan kemudian airnya mengalir ke tempat yang rendah, tampak jelas peranan matahari dalam siklus hidrologi yang merupakan gerakan massa air. Faktor cahaya matahari dalam proses fotosintesis pada tumbuhan menunjukkan perannya dalam aktivitas biologi yang menunjang kehidupan makhluk hidup di bumi, baik dalam bentuk bahan makanan maupun dalam siklus karbon dioksida dan oksigen.

Iklim sebagai suatu keadaan cuaca rata-rata jangka panjang ternyata bervariasi atau bahkan berubah. Faktor-faktor yang mempengaruhi perubahan itu bisa berasal dari aktivitas manusia (antropogenik) atau dari antariksa (kosmogenik). Faktor antropogenik  bersumber dari peningkatan emisi gas rumah kaca (gas yang berefek pemanasan seperti di dalam rumah kaca), terutama karbon dioksida yang berasal dari industri dan transportasi. Peningkatan karbon dioksida secara global dikaitkan dengan munculnya gejala pemanasan global.

Menurut salah satu model sistem iklim global, peningkatan karbon dioksida  dua kali lipat bisa meningkatkan suhu rata-rata global sekitar 1,5 – 4,5 derajat. Sementara itu bukti pengamatan karbon dioksida atmosfer yang diukur di berbagai tempat di dunia menunjukkan peningkatan dan suhu udara permukaan global pun secara umum menunjukkan kecenderungan meningkat.

Di sisi lain, faktor antropogenik ternyata tidak selalu bisa menjelaskan gejala perubahan iklim. Ternyata pada saat aktivitas antropogenik terus meningkat, terjadi juga penurunan suhu udara permukaan, khususnya sekitar 1940–1970. Data-data suhu permukaan global menunjukkan adanya penurunan walaupun karbon dioksida dan gas rumah kaca lainnya terus meningkat. Hal ini bisa menjadi petunjuk adanya faktor lain yang mempengaruhi perubahan iklim, yaitu faktor kosmogenik terutama faktor aktivitas matahari. Faktor mana yang dominan di antara faktor antropogenik dan kosmogenik, masih menjadi perdebatan para peneliti.

Salah satu penelitian menggunakan model iklim yang memperhitungkan pertukaran panas antara darat dan laut, antara atmosfer dan lautan, antara belahan bumi Utara dan Selatan, serta parameterisasi percampuran di lautan. Hasilnya menunjukkan bahwa pengaruh gas rumah kaca lebih mendominasi daripada pengaruh variabilitas matahari. Sebaliknya penelitian lainnya menunjukkan bahwa kontribusi faktor aktivitas matahari lebih dominan daripada faktor gas rumah kaca terhadap perubahan suhu global (udara dan daratan). Model iklim yang digunakan dalam penelitian kedua adalah model pencampuran lautan dan koservasi energi musiman, mirip dengan penelitian pertama tersebut. Faktor gas rumah kaca hanya menunjukkan perubahan suhu global yang monoton naik, sedangkan faktor aktivitas matahari menunjukkan perubahan bervariasi mendekati perubahan suhu global.

Aktivitas Matahari

Sebagai induk tata surya, massa matahari merupakan 99,85 % dari massa total tata surya. Dengan komposisinya yang didominasi hidrogen, reaksi nuklir fusi hidrogen menjadi unsur-unsur yang lebih berat di inti matahari adalah sumber energi utamanya. Ternyata matahari bukanlah bintang yang statis. Ada gejolak-gejolak di permukaan matahari yang kadang menguat dan kadang melemah yang dikenal sebagai aktivitas matahari. Kombinasi aktivitas radiasi dan aktivitas magnetiknya diduga berperan besar pada siklus aktivitas matahari. Mekanisme terjadinya siklus aktivitas matahari itu sampai kini terus diteliti. Belum ada teori yang mampu menjelaskan secara lengkap tentang hal tersebut.

Bukti-bukti empirik menunjukkan bahwa aktivitas matahari mempunyai siklus tertentu. Siklus yang paling tampak adalah siklus sekitar 11 tahun. Siklus lainnya meliputi periode 0,64; 1,14; 2,74; 5,49; 11,0; 22,0; 47,0; 88,0; dan 179,0 tahun. Siklus itu tampak pada beberapa parameter aktivitas matahari, seperti bilangan sunspot (bintik matahari), flare (ledakan di matahari), fluks radio matahari 10,7 cm, polaritas sunspot, kemunculan daerah aktif, dan neutrino. Dari analisis periodisitas diketahui bahwa periode aktivitas matahari itu sebenarnya bervariasi. Misalnya, bilangan sunspot bervariasi antara 9 – 13 tahun, tidak tetap 11 tahun.

Akibat siklus aktivitas matahari, pancaran radiasi matahari yang mencapai bumi juga bervariasi. Variasinya antara aktivitas minimum dan maksimum sekitar 0,1% – 0,5%. Analisis lebih rinci menunjukkan bahwa variasi terbesar terjadi pada gelombang pendek (sinar X dan UV) yang bervariasi antara 2 – 100 kali dan pada gelombang panjang (inframerah dan radio). Sedangkan pada cahaya tampak sedikit sekali perubahannya.

Suhu Udara

Respons suhu udara permukaan global terhadap variabilitas aktivitas matahari 11 tahunan telah diteliti dengan memanfaatkan data suhu udara permukaan jangka panjang (1894 – 1993). Kemudian hasilnya dimasukkan dalam model iklim keseimbangan energi. Hasilnya menunjukkan bahwa perubahan suhu udara global dipengaruhi oleh aktivitas matahari. Pengaruh terbesar terjadi di daratan dekat ekuator, terutama di wilayah Arab dan Afrika Utara yang merespons perubahan radiasi matahari 1 W/m2 dengan perubahan suhu sekitar 0,06 derajat dan di Amerika Selatan dengan respons perubahan suhu sekitar 0,05 derajat.

Dari simulasi itu tampak juga bahwa respons perubahan suhu di Indonesia terhadap perubahan radiasi matahari 1 W/m2 adalah sekitar 0,045 – 0,05 derajat . Dari simulasi itu juga ditunjukkan bahwa respons aktivitas matahari terhadap suhu itu tidak langsung, tetapi ada selang waktunya yang bervariasi antara 8 – 24 bulan. Asia tengah paling cepat merespons hanya dengan selang waktu 8 bulan. Indonesia merespons dengan selang waktu sekitar 18 bulan.

Penelitian lainnya menunjukkan bahwa perubahan suhu permukaan rata-rata global 1750 – 1990 ternyata berkorelasi sangat baik dengan panjang siklus aktivitas matahari, bukan dengan bilangan sunspotnya.

Hujan dan Liputan Awan

Dari penelitian curah hujan 1950 – 1988 di 344 wilayah di Amerika diperoleh adanya hubungan antara curah hujan dan radiasi matahari dengan pergeseran waktu antara 0 – 7 tahun. Keterlambatan respons curah hujan terhadap radiasi matahari ditafsirkan akibat transport energi oleh arus laut, dari lautan penyerap energi matahari di daerah tropik ke lautan yang menghasilkan uap air pembentuk awan di Amerika.

Penelitian lainnya menyatakan sebagian besar catatan data curah hujan di Amerika Serikat menunjukkan adanya periodisitas 10 – 11 tahun yang bersesuaian dengan periodisitas aktivitas matahari. Hal yang serupa juga ditunjukkan dari analisis data curah hujan di India dan  di Australia.

Penelitian menggunakan General Circulation Model (GCM) menunjukkan bahwa perubahan UV matahari berkaitan dengan perubahan pemanasan permukaan dan pengaruh aktivitas matahari tampaknya bersifat kumulatif. Hasil GCM juga menunjukkan bahwa pengaruh aktivitas matahari pada curah hujan bergantung pada wilayah dan musim, ada yang menunjukkan korelasi positif dan ada juga yang menunjukkan korelasi negatif.

Ketergantungan hubungan aktivitas matahari dan curah hujan pada musim juga dijumpai pada analisis awal hubungan aktivitas matahari dan curah hujan di Indonesia. Dengan menggunakan data curah hujan Jakarta (daerah yang data jangka panjangnya relatif lengkap) tahun 1900 – 1979 diperoleh bahwa faktor aktivitas matahari tampak lebih menonjol pengaruhnya pada curah hujan selama musim kering (bulan Agustus) daripada selama musim basah. Diperoleh juga untuk curah hujan bulan Agustus, ada kecenderungan pada saat aktivitas matahari maksimum curah hujannya cenderung maksimum, khususnya untuk rentang waktu pra-1950. Sedangkan untuk musim basah, faktor kosmogenik yang tampak berpengaruh kuat adalah siklus pasang surut bulan yang berkaitan dengan periode pergeseran titik tanjak orbit bulan yang berperiode 18,6 tahun.

Dari data liputan awan untuk wilayah Indonesia Barat 1978-1996 dari satelit GMS, diperoleh bahwa di samping faktor El Nino yang menyebabkan liputan awan menurun pada tahun 1982/1983, 1986/1987, dan 1991/1992, faktor aktivitas matahari yang berperiode sekitar 11 tahun juga tampak pada analisis periodisitas liputan awan. Pada musim kering Juni – Agustus, periodisitas liputan awan sangat menonjol pada periode sekitar 11 tahun, yang menunjukkan adanya pengaruh aktivitas matahari. Pada musim peralihan Maret – Mei, di samping faktor aktivitas matahari, periode sekitar 18 tahun juga tampak menonjol yang mengindikasikan pengaruh efek pasang surut bulan.

Penelitian lainnya terhadap liputan awan global dari data satelit (1980 – 1996) ternyata menunjukkan hubungan yang sangat baik dengan fluks sinar kosmik dari galaksi. Korelasi itu paling baik untuk daerah lintang tinggi. Sebenarnya, ini merupakan pengaruh tidak langsung dari aktivitas matahari, sebab fluks sinar kosmik pun sangat dipengaruhi oleh aktivitas matahari. Pada saat aktivitas matahari maksimum, fluks sinar kosmik cenderung melemah.

Parameter Iklim Lainnya

Dari serangkaian penelitian hubungan aktivitas matahari dan parameter iklim dijumpai adanya periodisitas sekitar 11 tahun yang berkaitan dengan aktivitas matahari. Parameter iklim yang menunjukkan periodisitas seperti itu antara lain indeks kebasahan dan kekeringan di Cina selama 510 tahun (1470 – 1979) dan data endapan di danau Saki selama 4000 tahun (2295 SM – 1894). Demikian juga dijumpai pada data tinggi permukaan laut, suhu permukaan laut, curah hujan, suhu udara, tekanan udara, kronologi lingkaran pohon, indeks kekeringan dan banjir, kejadian sungai banjir, badai, hasil tangkapan ikan di Eropa, hasil panen di Amerika Serikat, produksi ternak unggas, sampai data ekonomi makro di Amerika Serikat.

Kajian perubahan iklim jangka panjang di wilayah sekitar Afrika Utara, India, sampai Cina selama 1000 tahun terakhir juga dilakukan dengan data kronologi lingkaran pohon, banjir dan kekeringan, indeks suhu pada musim dingin, hujan, dan ketinggian air sungai atau danau. Hasilnya menunjukkan adanya beberapa kelompok periodisitas, antara lain periode jangka menengah (10-11 tahun) yang berkaitan dengan aktivitas matahari dan jangka panjang (78-90 tahun) berkaitan dengan siklus jangka panjang aktivitas matahari yang dikenal sebagai siklus Gleissberg.

Dengan menggunakan data baloon cuaca di wilayah belahan bumi Utara selama 37 tahun (1958 – 1994 atau 3,5 siklus matahari), diketahui juga adanya osilasi di atmosfer tengah dengan periode 10 – 12 tahun. Ketinggian udara dengan tekanan tertentu (30 mb) ternyata bervariasi antara 23,91 – 24,05 km yang berkorelasi sangat baik dengan variasi aktivitas matahari yang berperiode sekitar 11 tahun. Osilasi itu juga tampak di kutub Utara, Timur Tengah, Atlantik Utara, Amerika Utara, dan.

Pengaruh aktivitas matahari tampak jelas pada lapisan ozon pada ketinggian sekitar 40 – 50 km. Pada lapisan ini ozon bervariasi sekitar 0,8 – 1 % terhadap variasi UV matahari sebesar 1%. Pada lapisan di bawahnya, pengaruh aktivitas matahari yang cukup kuat tampak tidak merata. Pada ketinggian sekitar 28 – 30 km variasi ozon sekitar 0,4 % hanya terjadi di lintang menengah sementara pada ketinggian sekitar 24 – 25 km variasi ozon 0,4 – 0,5% hanya terjadi di lintang rendah.

Hubungan aktivitas matahari yang direpresentasikan oleh bilangan sunspot dengan pusat aktivitas cuaca di Pasifik juga pernah diteliti. Pusat aktivitas cuaca semi-permanen di Pasifik merupakan sistem tekanan udara yang berpengaruh pada arah badai dan kekuatan sirkulasi udara yang pada akhirnya mempengaruhi iklim di wilayah sekitarnya. Dua daerah sistem tekanan semi-permanen di Pasifik belahan utara diteliti: daerah tekanan rendah Aleut dan daerah tekanan tinggi Hawaii.

Lokasi yang mempunyai tekanan minimum di wilayah Aleut dan tekanan maksimum di wilayah Hawaii selama bulan Desember – Januari  1900–1994 (95 tahun) diteliti perubahan lokasi dan tekananannya, kemudian diidentifikasi kekhasannya pada saat-saat aktivitas matahari maksimum dan minimum. Hasilnya menunjukkan adanya pengelompokan yang signifikan pusat aktivitas cuaca yang berkaitan dengan aktivitas matahari. Pada saat aktivitas matahari maksimum bila dibandingkan pada saat aktivitas matahari minimum, pusat tekanan rendah Aleut berpindah sejauh rata-rata 700 km ke arah timur dari sekitar 188,5 derajat BT ke sekitar 178,5 derajat BT. Sedangkan pusat tekanan tinggi Hawaii berpindah ke utara dari sekitar 31,6 derajat LU ke sekitar 33,2 derajat LU. Karena perpindahan pusat tekanan rendah dan tinggi itu berkaitan juga dengan curah hujan di daerah sekitarnya, tampaknya curah hujan di sekitar Pasifik itu terpengaruh oleh aktivitas matahari, seperti di daerah pantai barat Amerika Serikat.

Sebagai penutup perlu diungkapkan bahwa sebagaimana diakui para peneliti hubungan matahari-iklim, problem utama dalam menyimpulkan hubungan itu adalah pada umumnya korelasi itu bersifat jangka pendek atau kurang signifikan secara statistik. Problem lainnya adalah belum diketahuinya secara pasti mekanisme fisis yang menyebabkan munculnya hubungan statistik tersebut. Beberapa upaya telah dilakukan, antara lain dengan pemodelan. Mekanisme lainnya umumnya merupakan mekanisme tidak langsung hubungan aktivitas matahari dan iklim.

Walaupun ada kesulitan-kesulitan untuk menyimpulkan secara pasti dan utuh hubungan aktivitas matahari dan iklim, namun bukti-bukti empirik yang parsial tetapi saling menunjang cukup menjadi bukti bahwa faktor aktivitas matahari sudah semestinya diperhitungkan dalam kajian perubahan atau variabilitas iklim. Untuk keperluan praktis prakiraan, hal yang mungkin dilakukan pertama kali adalah mencari parameter-parameter iklim yang tingkat prediktibilitasnya cukup tinggi bergantung pada parameter aktivitas matahari. Ada kecenderungan, hubungan parameter iklim dengan parameter aktivitas matahari bersifat lokal atau regional. Ada faktor-faktor khas suatu lokalitas atau regional yang tampaknya memberikan bentuk korelasi yang berbeda-beda. Karakteristik hubungan aktivitas matahari dan iklim suatu daerah terbatas dan kemungkinan perubahan karakteristiknya akibat faktor-faktor antropogenik sebagai efek samping pembangunan, menarik untuk diteliti lebih lanjut.

Iklan

Cahaya

T. Djamaluddin, LAPAN

(Dimuat di Republika — Hikmah, 4 Februari 2000)

Dalam arti fisis maupun kiasan, cahaya memegang peran penting bagi manusia. Dalam arti fisis, cahaya adalah bagian dari gelombang elektromagnetik yang sejenis dengan gelombang radio, infra merah, ultra violet, sinar-X, dan sinar gamma. Dalam makna kiasan, cahaya adalah petunjuk Allah.

Cahaya fisis di alam adalah bahasa universal yang dengan itu manusia bisa membaca ayat-ayat kauniyah. Dengan itu pula hakikat makluk Allah dapat kita kenal. Benda-benda langit bercerita hakikat dirinya dengan bahasa cahaya tersebut. Tentu ada juru bahasanya, astrofisika.

Matahari bercerita bahwa dirinya bersuhu permukaan sekitar 6000 derajat dari warna kuningnya. Bintang berwarna merah mengindikasikan bersuhu lebih rendah dan yang berwarna biru bersuhu lebih tinggi.

Galaksi berkisah bahwa dirinya sedang berlari menjauh dengan pergeseran spektrum cahayanya ke arah merah. Demikian juga pergeseran spektrum pada bintang-bintang menceritakan tentang rotasinya.

Ternyata 90% atau lebih materi di alam semesta tak memancarkan cahaya atau gelombang elektromagnetik lainnya. Itulah yang dinamakan materi gelap, antara lain Black Hole, objek “bintang gagal” (kerdil coklat), atau partikel-partikel subelementer. Hakikat materi gelap itu hanya diketahui dari isyarat-isyarat tak langsung.

Dalam bahasa tauhid, bercahaya atau tidaknya benda-benda langit bukan sekadar persoalan fisis, tetapi ada peran Allah. Allah adalah pemberi cahaya bagi langit dan bumi (QS 24:35). Cahaya-Nya berlapis-lapis, cahaya di atas cahaya.

Pada sisi lain Allah memberikan perumpamaan tentang kegelapan yang amat sangat hingga tak ada cahaya sedikit pun yang terpancar atau terpantul. Tanpa cahaya itu, tak satu benda pun akan tampak, termasuk tangan sendiri (QS 24:40).

Ungkapan Allah tentang cahaya alam semesta itu selalu dikaitkan dengan dimensi kemanusiaan. Dalam dimensi kemanusiaan, “cahaya” bisa bermakna sebagai “cahaya agama” atau hidayah. Dalam hal ini pun ada peran Allah. “Allah menunjuki siapa yang dikehendaki-Nya kepada cahaya” (QS 24:35). “Siapa yang tak diberi cahaya oleh Allah tiada baginya cahaya” (QS 24:40).

Namun, manusia dengan kalbunya bukanlah makhluk pasif yang sekadar menanti pemberian cahaya Allah. Ibarat astronom yang berupaya menangkap cahaya alam dengan teleskop besar yang sangat peka, manusia pun harus menggunakan kalbunya untuk menangkap cahaya Allah. Banyak sumber cahaya Allah. Hanya kalbu yang peka yang mampu menangkap sebanyak mungkin cahaya itu.

Sumber utama adalah Alquran yang merupakan cahaya yang diturunkan Allah (QS 64:8) yang dengan itu dibimbing-Nya hamba-hamba yang dikehendaki-Nya (QS 42:52). Alquran itu pula yang akan mengeluarkan manusia dari kegelapan aqidah kepada cahaya (QS 57:9).

Dengan cahaya itu bukan hanya terbimbing kehidupan kita di dunia, tetapi cahaya itu juga akan terbawa sampai akhirat. Allah mengungkapkan bahwa orang beriman kelak pada hari perhitungan akan diliputi dengan cahaya di sekelilingnya (QS 57:12).

Seperti halnya benda langit, tidak banyak manusia yang mendapat cahaya Allah. Maka beruntunglah orang yang mendapat cahaya Allah dengan kalbunya yang peka.

Komet-komet Penyebab Hujan Meteor

Thomas Djamaluddin

Peneliti Matahari dan  Antariksa, LAPAN Bandung

(Dimuat di Pikiran Rakyat,  7 Agustus 1995)

Penelitian tentang komet dapat memberikan kontribusi penting dalam mempelajari dampak lingkungan antariksa terhadap atmosfer bumi. Salah satu dampak yang ditimbulkan komet yang melintas dekat bumi adalah hujan meteor akibat masuknya debu-debu komet ke atmosfer bumi. Setiap tanggal 7 – 15 Agustus Bumi kita biasa dihujani oleh debu-debu komet Swift-Tuttle yang menyebabkan hujan meteor besar yang dikenal sebagai hujan meteor Perseid. Di samping itu banyak lagi hujan meteor yang berasosiasi dengan komet-komet yang melintas dekat Bumi.

Hujan Meteor

Komet yang mendekat matahari selalu melepaskan gas dan debu yang tampak sebagai ekor komet. Debu-debu komet itu yang tertinggal di sepanjang lintasan orbitnya merupakan gugusan meteoroid yang bisa menyebabkan hujan meteor di bumi bila bumi melintasi lintasan komet tersebut. Dampak hujan meteor terhadap bumi antara lain berupa ionisasi di ionosfer dan penumpukan aerosol di stratosfer.

Menurut penelitian, gugusan meteoroid itu sifatnya berbeda-beda tergantung umurnya. Ada yang masih padat tetapi terkonsentrasi di sekitar inti komet sehingga hanya akan menyebabkan hujan meteor periodik, sesuai dengan waktu kehadiran komet mendekat bumi. Golongan ini diwakili oleh hujan meteor Draconids (pada awal Oktober) tahun 1933, 1946 dan 1985 yang disebabkan oleh komet Giacobini-Zinner.

Golongan ke dua gugusan meteoroid tipis di sepanjang lintasannya, tetapi di dekat kometnya kerapatannya tinggi, misalnya gugusan meteoroid Leonids (penyebab hujan meteor 14-19 November) yang disebabkan oleh komet Tempel-Tuttle. Golongan ke tiga adalah gugusan meteoroid yang tersebar merata di sepanjang lintasannya yang menyebabkan hujan meteor yang hampir seragam intensitasnya setiap tahun, misalnya hujan meteor Geminids (11-16 Desember) yang disebabkan oleh komet yang telah mati, asteroid Phaethon. Makin tua umurnya gugusan meteorid itu makin tipis dan akhirnya tidak menunjukkan lagi gejala hujan meteor.

Beberapa hujan meteor telah diidentifikasikan berkaitan dengan komet yang masih aktif, seperti hujan meteor Eta Aquarids (3-10  Mei) dan Perseids (7-15 Agustus) yang masing-masing disebabkan oleh komet Halley dan Swift-Tuttle. Beberapa lainnya dikaitkan dengan komet yang telah hancur, seperti hujan meteor Andromedids (5-23 November) akibat komet Biela yang telah hancur, atau komet yang telah mati, seperti hujan meteor Geminids yang diakibatkan oleh komet mati yang tinggal intinya berupa asteroid Phaethon. Dan beberapa hujan meteor lainnya belum diketahui komet-komet penyebabnya seperti hujan meteor Quadrantids 2 – 5 Januari.

Orbit Komet

Untuk mengetahui komet-komet penyebab hujan meteor maka orbit (lintasan) komet-komet periodik dianalisis dan dicari yang mempunyai kemungkinan menyebabkan hujan meteor di bumi. Ini kemudian dibandingkan dengan hujan meteor yang terdeteksi oleh Meteor Wind Radar (MWR) di Serpong (dioperasikan secara kerjasama antara LAPAN, BPPT, dan Universitas Kyoto). Pendekatan yang dilakukan agak berbeda dari yang biasa dilakukan para peneliti sebelumnya yang mengkaji elemen orbit meteoroid dan membandingkannya dengan elemen orbit komet. Cara seperti itu rumit dan memerlukan data pengamatan hujan meteor secara visual, fotografi, atau pemantauan TV untuk menentukan arah datangnya meteor. Cara itu tidak mungkin dilakukan bila hanya menggunakan data MWR.

Dengan pendekatan itu dapat didentifikasikan kembali hujan meteor utama yang memang telah diketahui komet penyebabnya. Maka dengan pendekatan serupa itu pula hujan-hujan meteor lainnya yang terdeteksi MWR di Serpong diidentifikasi dan dikaitkan dengan komet yang mungkin menyebabkannya.

Karakteristik orbit benda-benda langit mengitari matahari dinyatakan oleh elemen-elemen orbitnya yang menyatakan secara spesifik bentuk kelonjongan orbit, posisi terdekat dan terjauh terhadap matahari, kemiringan bidang orbitnya terhadap bidang ekliptika (bidang orbit bumi), dan posisi titik perpotongan orbitnya pada bidang ekliptika. Dengan menganalisis elemen-elemen orbit komet dapat ditentukan komet-komet apa saja lintasannya dekat dengan orbit bumi. Demikian juga dapat ditentukan kapan akan terjadi hujan meteor bila bumi melintasi orbit komet tersebut. Dari analisis itu diketahui bahwa antara 1 Januari dan 1 April bumi paling sedikit bertemu dengan lintasan komet, sedangkan antara 1 Oktober – 1 Desember terbanyak.

Dari 153 komet periodik yang saya pelajari, diketahui bahwa 33 komet mempunyai orbit yang melintas dekat orbit bumi. Kemudian dengan menganalisis jarak terdekat ke-33 orbit komet itu, disimpulkan bahwa secara teoritik komet yang menyebabkan atau berpotensi menyebabkan hujan meteor sebanyak 21 komet dengan kemungkinan menyebabkan 30 kali hujan meteor setiap tahun.

Penyebab Hujan Meteor

Menurut pengamatan radar meteor di Serpong diketahui bahwa jumlah meteor yang memasuki bumi secara umum naik turun secara periodik (sinusoidal). Pola umum itu diduga kuat disebabkan oleh meteor sporadik akibat masuknya debu-debu antarplanet (meteoroid) yang bervariasi akibat perubahan lintang bumi pada kedudukan “haluan” sepanjang orbit bumi. “Haluan” bumi dalam hal ini adalah titik terdepan pada bola bumi selama beredar di orbitnya yang terletak pada bidang ekliptika. Perubahan lintang “haluan” bumi disebabkan oleh kemiringan equator 23,5o terhadap ekliptika.

Di samping pola umum itu di dapati juga ada kenaikan jumlah meteor secara mendadak pada waktu-waktu tertentu. Kenaikan mendadak itu disebabkan oleh hujan meteor, terutama akibat masuknya debu-debu komet ke atmosfer Bumi. Setidaknya dijumpai adanya 25 kali hujan meteor dalam satu tahun, sebagian diantaranya “baru” (belum/tidak terkenal). Dari identifikasi hujan meteor tersebut, 18 titik lintasan komet yang menyebabkan 19 kali hujan meteor. Sekali hujan meteor mungkin disebabkan oleh lebih dari satu lintasan komet yang berdekatan. Demikian juga sebuah komet mungkin menyebabkan dua kali hujan meteor.

Hujan meteor utama yang telah lama diketahui komet penyebabnya juga terlihat jelas pada pada data MWR: Hujan meteor Eta Aquarids (oleh komet Halley) tampak pada tanggal 2 – 9 Mei. Hujan meteor Perseids (oleh komet Swift-Tuttle) tampak pada tanggal 7 – 15 Agustus. Hujan Meteor Taurids (komet Encke) tampak pada tanggal 3 – 9 November.

Pada tanggal 6 Mei bumi melintasi orbit komet Halley yang lintasannya berada pada jarak 10,5 juta km di “bawah” (selatan) bidang ekliptika (bidang orbit bumi). Karena sebaran debu-debu komet itu melebar, bumi akan merasakan hujan meteor sebelum tanggal 6 Mei dan beberapa hari sesudahnya. Hujan meteor Eta Aquarids memang biasa terjadi pada tanggal 3 – 10 Mei dengan puncaknya pada tanggal 4 – 5 Mei. Dan data MWR menunjukkan bahwa hujan meteor itu terjadi antara tanggal 2 – 9 Mei dengan puncaknya pada tanggal 4 mei.

Data pengamatan hujan meteor menunjukkan adanya beberapa puncak pada hujan meteor Eta Aquarids ini dan juga Orionids. Variasi jumlah meteor itu menunjukkan bahwa distribusi debu-debu komet Halley itu tidak merata.

Lintasan komet Swift-Tuttle (yang diduga akan menabrak bumi pada tahun 2026) merupakan yang terdekat dengan bumi dan nyaris tepat memotong orbit bumi. Lintasannya berada di belahan utara (“atas”) orbit bumi pada jarak sekitar 2 juta km. Bumi memotong lintasan komet Swift-Tuttle pada tanggal 13 Agustus. Ini akan menyebabkan bumi mengalami hujan meteor sekitar tanggal 13 Agustus. Memang, hujan meteor Perseids biasanya terjadi antara tanggal 7 – 15 Agustus dengan puncaknya pada tanggal 12 – 13 Agustus. Data MWR menunjukkan adanya hujan meteor pada tanggal 7 – 15 Agustus dengan dua puncak utama, tanggal 10 dan 15 Agustus. Menurut Lindblad & Porubcan (1994) adanya dua puncak hujan meteor Perseid bisa disebabkan karena orbit gugus meteoroid lama bergeser dari orbit gugus meteoroid baru.

Pada tanggal 1 November bumi melintasi orbit komet Encke yang berada pada ketinggian 29 juta km di “atas” orbit bumi. Ini menyebabkan hujan meteor yang dihasilkannya terutama terjadi sesudah tanggal 1 November ketika bumi melintas di dekat gugusan meteoroidnya. Hujan meteor yang terdeteksi oleh MWR terjadi pada tanggal 3 – 9 November. Biasanya hujan meteor Taurids memang teramati antara tanggal 23 Oktober dan 20 November dengan puncaknya pada tanggal 4 – 7 November.

Hal yang menarik, komet Hartley juga mempunyai kemungkinan besar memberikan kontribusi hujan meteor 3 – 9 November itu. Jarak lintasannya ke orbit bumi lebih dekat (5,5 juta km) dari pada lintasan komet Encke (28 juta km). Melihat jarak terdekatnya terjadi pada tanggal 5 November, komet ini menyebabkan hujan meteor terutama sesudah tanggal 5 November. Jadi, hujan meteor 3 – 9 November yang terdeteksi MWR disebabkan oleh dua komet: Encke dan Hartley.