DEBU KOMET HALLEY PENYEBAB MENINGKATNYA CURAH HUJAN


T. Djamaluddin,  Peneliti Matahari dan Antariksa, LAPAN Bandung

(Dimuat di KOMPAS, 18 Juli 1996)

Meteor sering disebut orang sebagai bintang jatuh. Sebenarnya meteor adalah debu-debu dari luar Bumi yang masuk ke atmosfer dan terbakar akibat gesekan dengan udara. Pembakaran itulah yang menimbulkan cahaya terang seperti bintang jatuh.

Pada saat-saat tertentu dapat disaksikan meteor yang lebih banyak yang dikenal sebagai hujan meteor. Penyebab hujan meteor biasanya adalah debu-debu yang ditinggalkan oleh komet yang melintas dekat Bumi. Hujan meteor Eta Aquarids yang disebabkan oleh debu-debu komet Halley dapat disaksikan setiap tanggal 3 – 10 Mei dengan puncaknya pada tanggal 4 dan 5 Mei. Bila langit cerah, kita bisa menyaksikan “bintang jatuh” yang relatif sering pada dini hari dari arah langit utara.

Di samping debu-debu penyebab fenomena hujan meteor, komet juga meninggalkan debu-debu yang amat halus yang disebut mikrometeoroid. Mikrometeoroid dari komet yang melayang tanpa terbakar masuk ke stratosfer dan atmosfer bawah. Diduga debu-debu komet tersebut berpotensi menjadi inti kondensasi awan, yang mungkin juga menjadi awan hujan.

Saya telah menganalisis dampak debu-debu komet pada peningkatan curah hujan di Indonesia pada saat komet Halley mendekati Bumi pada tahun 1910 dan 1986. Ini berkaitan dengan program penelitian LAPAN untuk mengkaji berbagai faktor yang mungkin mempengaruhi iklim, khususnya di Indonesia. Memang salah satu tugas utama LAPAN (Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional) sebagai lembaga penelitian kedirgantaraan yang dibebankan pemerintah adalah membuat prakiraan iklim jangka panjang.

Kini sedang dikaji oleh para peneliti LAPAN faktor-faktor luar Bumi dan aktivitas manusia (antropogenik) yang mempengaruhi iklim untuk pengembangan model iklim. Pengaruh debu-debu komet termasuk yang diteliti. Faktor lain yang cukup dominan mempengaruhi iklim adalah aktivitas Matahari yang juga menjadi objek penelitian LAPAN. Penelitian LAPAN lainnya yang berkaitan dengan itu adalah penelitian ozon dan gas rumah kaca (gas-gas penyebab pemanasan global).

Pengaruh hujan meteor pada curah hujan sebenarnya telah lama diteliti, tetapi tidak ada kesepakatan hasil. Ada yang menemukan bukti keterkaitannya, tetapi ada juga yang menyatakan tidak ada bukti. Dalam tulisan ini akan saya ulas hasil analisis yang menunjukkan bukti bahwa debu-debu komet Halley berperan meningkatkan curah hujan di Indonesia pada saat komet itu melintas Bumi. Tetapi tidak ada indikasi pengaruhnya terhadap iklim.

Hujan Meteor dari Komet Halley

Dalam penelitian ini dipilih hujan meteor Eta Aquarids yang akan dianalisis pengaruhnya terhadap indeks curah hujan di Indonesia. Alasannya, hujan meteor Eta Aquarids terjadi pada tanggal 3 – 10 Mei, awal musim kering di Indonesia sehingga peningkatan curah hujan yang mungkin diakibatkannya akan lebih mudah teramati.

Alasan ke dua, radian (arah datangnya) hujan meteor ini terletak pada deklinasi (lintang pada bola langit) -1 derajat sehingga pengaruh pada daerah ekuator dan bumi belahan selatan akan cukup kuat.

Hasil pengamatan McCormick dan Trepte (1986) menunjukkan bahwa aerosol (partikel-partikel debu di udara) di stratosfer di atas kutub selatan meningkat setiap bulan Juni – September. Diduga peningkatan itu berkaitan dengan hujan meteor Eta Aquarids.

Hujan meteor ini diakibatkan oleh debu-debu komet Halley yang tertinggal di sepanjang lintasannya. Komet Halley melintas dekat orbit Bumi pada tanggal 20 Mei 1910 dan 11 April 1986 sehingga diduga penambahan debu-debu komet tersebut pada tahun-tahun itu akan meningkatkan intensitas hujan meteor Eta Aquarids dan sekaligus meningkatkan aerosol di atmosfer. Bila aerosol meningkat di atmosfer, ada kemungkinan meningkat pula curah hujan di Indonesia bila aerosol itu berperan sebagai inti kondensasi butiran awan.

Aerosol dan Pembentukan Awan

Awan terbentuk dari uap air dari permukaan Bumi yang naik dan mencapai kelembaban tinggi, saturasi atau supersaturasi (kelembaban relatif 95% – 107%) serta berkondensasi pada partikel-partikel aerosol membentuk butiran awan. Gerakan atmosfer menentukan tempat pembentukan, ketebalan, dan kandungan air pada awan. Sedangkan aerosol menentukan konsentrasi butiran awan. Pada daerah yang bersih aerosol, konsentrasi butiran awan sekitar 1/cm3 dan pada daerah beraerosol tinggi konsentrasinya bisa mencapai sekitar 1000/cm3.

Dari berbagai penelitian diketahui bahwa konsentrasi aerosol di atmosfer terdapat pada berbagai ketinggian: 3, 6, 9 – 12, 17 – 30, 34, 38 – 43, 47 – 50, dan 78 – 83 km. Aerosol di daerah troposfer (0 – 16 km) umumnya berasal dari permukaan bumi. Aerosol di daerah stratosfer (16 – 50 km) bersumber dari debu letusan gunung, proses fotokimia, dan debu mikrometeorit, walaupun jumlah debu meteor ini jumlahnya kurang dari 10%. Sedangkan konsentrasi aerosol di daerah Mesopause (78 – 83) yang diduga berasal dari debu-debu meteor berkaitan dengan pembentukan awan Noktilusen.

Debu-debu meteor secara umum terbagi dalam dua jenis partikel: partikel magnetik dan partikel gelas. Partikel magnetik terutama terdiri dari oksida besi dalam bentuk magnetit, disamping unsur-unsur Mg, Al, Si, K, Cr, dan Ni. Partikel gelas sebagin besar terdiri dari Si dan Al, dengan sedikit besi, Ni, Mn, Cr, dan Ti. Sebagian besar berukuran 2 – 5 mikrometer.

Komposisi kimia itu tidak jauh berbeda dengan hasil analisis debu komet Halley yang menunjukkan komposisinya sebagian besar terdiri dari partikel silikat terutama mengandung Mg, Si, dan Fe serta debu organik, CHON.

Debu-debu meteor yang berukuran kurang dari 1.5 x 10 pangkat (-8) g dan diameternya kurang dari 20 mikrometer tergolong mikrometeoroid dan tidak terbakar di atmosfer. Kecepatan turunnya bergantung pada diameternya. Partikel debu meteor yang terkumpul di mesopause yang membentuk awan Noktilusen pada ketinggian sekitar 80 km bila turun tanpa hambatan sampai mencapai troposfer atas (10 km) memerlukan waktu antara 9 hari (untuk partikel 20 mikrometer) sampai 140 hari (untuk partikel 5 mikrometer).

Perhitungan empirik kecepatan jatuh partikel debu meteor dapat diperkirakan dari waktu yang diperlukan oleh awan Noktilusen untuk lenyap. Hasil pengamatan menyatakan bahwa awan Noktilusen yang mempunyai ketebalan sekitar 0,5 – 2 km hanya teramati selama 5 jam. Hilangnya awan Noktilusen diduga akibat partikel-partikelnya telah turun. Jadi dapat diperkirakan kecepatan jatuhnya sekitar 0,1 – 0,4 km/jam. Dengan demikian untuk menempuh jarak jatuh dari ketinggian 80 km ke 10 km diperlukan waktu antara 7 – 29 hari. Menurut penelitian Rosinsky (1976) debu meteor berukuran 5 – 20 mikrometer memerlukan waktu sekitar 7 minggu untuk jatuh dari lapisan meteor (sekitar 80 km) ke tanah. McKinley (1961) memperkirakan waktu jatuh untuk partikel 1 – 10 mikrometer adalah 20 – 50 hari.

Dari beberapa taksiran itu dapat diperkirakan bahwa pengaruh hujan meteor pada pembentukan awan dan peningkatan curah hujan adalah sekitar 1 – 2 bulan sejak terjadinya hujan meteor. Bowen (1956) mendapatkan adanya tenggang waktu 1 bulan antara hujan meteor dan peningkatan curah hujan. Maka dapat diduga dalam selang waktu antara Juni dan Juli terjadi peningkatan liputan awan dan curah hujan, terutama pada saat komet Halley mendekati bumi tahun 1910 dan 1986.

Curah Hujan

Untuk mengetahui pengaruh hujan meteor Eta Aquarids, terutama pada saat komet Halley mendekat Bumi, saya menganalisis data curah Hujan di Indonesia pada bulan April – Juli sekitar tahun 1910 dan 1986. Data curah hujan yang digunakan mencakup rentang waktu 1900-1914 dan 1985-1990 untuk 22 kota di Indonesia. Kota-kota itu dipilih berdasarkan rata-rata curah hujan yang umumnya tidak menunjukkan kenaikan sejak April sampai Juli. Tujuannya agar kejadian peningkatan curah hujan pada bulan-bulan kering lebih tampak.

Dari analisis indeks curah hujan saya melihat adanya peningkatan curah hujan pada bulan Juni dan sedikit menurun pada bulan Juli untuk tahun 1910 dan 1986 setelah komet Halley mendekati Bumi. Pada tahun-tahun lainnya, kecuali 1900, 1901, dan 1989, indikasi itu tidak tampak. Hal ini memberikan indikasi pengaruh hujan meteor Eta Aquarids awal Mei pada curah hujan bulan Juni dan Juli, 1 – 2 bulan setelah hujan meteor.

Pengaruh tersebut tampak hanya pada tahun 1910 dan 1986, beberapa saat setelah komet Halley mendekati Bumi. Hal ini mungkin disebabkan pada saat itulah mikrometeoroid dari komet paling banyak yang masuk ke atmosfer bumi. Kenaikan curah hujan pada bulan Juni-Juli 1900, 1901, dan 1989 belum diketahui penyebabnya.

Pengaruh Komet

Peningkatan curah hujan pada bulan Juni – Juli 1910 dan 1986 menunjukkan bahwa hujan meteor yang kuat setelah komet Halley mendekat berpengaruh sekitar 1 – 2 bulan kemudian. Ini memperkuat hasil Bowen yang menunjukkan adanya tenggang waktu sekitar 30 hari. Ini juga konsisten dengan perkiraan waktu jatuh partikel-partikel debu meteor.

Penelitian kaitan partikel-partikel debu meteor dengan curah hujan yang dilakukan Rosinski, Nagamoto, dan Bayard (1975) menunjukkan pengaruh peningkatan konsentrasi partikel magnetik sferoid 5 – 20 mikrometer dengan kenaikan curah hujan. Pada air hujan yang diteliti mereka juga ditemukan adanya partikel-partikel sferoid berdiameter sekitar 5 mikrometer.

Mekanisme pembentukan awan hujan dari partikel-partikel debu meteor tersebut diusulkan oleh Rosinski, Nagamoto, dan Bayard.  Partikel magnetik sferoid menjadi inti pembentuk kristal es di awan cirrus. Penelitian sebelumnya menemukan bukti adanya partikel magnetik dari debu meteor pada kristal es awan cirrus. Kristal es itu kemudian akan menjadi inti pembentukan awan rendah. Penelitian lainnya menunjukkan adanya peningkatan aktivitas badai hujan melalui proses pembenihan awan oleh partikel-partikel dari cirrus.

Secara ringkas, proses yang mungkin menjelaskan keterkaitan anatar debu komet dan curah hujan itu adalah sebagai berikut. Debu-debu meteor yang mencapai troposfer atas kemudian menjadi inti kristal es di awan cirrus dan kristal es yang turun itu menjadi inti pembentuk butiran awan penghasil hujan.

%d blogger menyukai ini: