Anomali Siklus 23 dan Prakiraan Pergeseran Siklus 24 Aktivitas Matahari


Thomas Djamaluddin

Pusat Pemanfaatan Sains Antariksa, LAPAN, Bandung

t_djamal[at]bdg.lapan.go.id; t_djamal[at]yahoo.com

(Publikasi: Djamaluddin, T. 2011, di  dalam Prosidings Seminar Nasional Sains Antariksa V “Persiapan Nasional dalam Menghadapi Aktivitas Matahari Maksimum Siklus ke-24“,  Jakarta 15 November 2010)

Abstrak

Siklus 23 aktivitas matahari menunjukkan perilaku yang berbeda dari pola sebelumnya. Semua prakiraan akhir siklus 23 meleset sehingga berdampak pada mundurnya prakiraan puncak siklus 24. Akhir siklus 23 semula diperkirakan sekitar tahun 2005 – 2006, tetapi kenyataannya bergeser sampai Desember 2008. Pada awalnya (prakiraan tahun 2007) sebagian peneliti memperkirakan siklus 24 mencapai puncaknya pada rentang waktu 2010 – 2012 dengan SSNmax sekitar 90 (prediksi rendah) atau sekitar 135 (prediksi tinggi). Sebelumnya Djamaluddin (2005) memperkirakan siklus 24 bermula dari November 2005 dan mencapai puncaknya pada Januari 2011 dengan SSNmax 118 ±  35 dan mencapai minimum berikutnya pada Februari 2016. Dengan data-data baru, prakiraan aktivitas matahari siklus 24 bergeser dengan puncaknya diprakirakan Mei 2013 dengan SSNmax sekitar 90. Revisi prakiraan Djamaluddin (2005) memperkirakan puncaknya pada November 2013 dengan SSNmax sekitar 129.

Kata Kunci : Anomali Siklus Aktivitas Matahari, Siklus 23, Siklus 24

1          PENDAHULUAN

Djamaluddin (2005b) membuat prakiraan siklus aktivitas matahari ke-24 dengan menggunakan rekonstruksi analisis wavelet yang metodenya dijelaskan Djamaluddin (2003 dan 2005a). Prakiraan tersebut didasarkan pada keteraturan pola yang relatif baik sesuai dengan hasil rekonstruksi analisis wavelet. Pada Gambar 1 (atas) ditunjukkan rekonstruksi siklus 21 dapat memprakirakan siklus 22 dan sebagian besar siklus 23 (sampai menjelang 2005) dengan cukup baik. Demikian juga pada Gambar 1 (bawah) ditunjukkan hasil rekonstruksi siklus 22 yang relatif cukup baik memprakirakan sebagian besar siklus 23 (sampai menjelang 2005). Atas dasar pola yang relatif baik tersebut, maka Djamaluddin (2005) memperkirakan siklus 24 bermula dari November 2005 dan mencapai puncaknya pada Januari 2011 dengan SSNmax 118 ±  35 dan mencapai minimum berikutnya pada Februari 2016. Sekadar menyebut beberapa contoh, sebelumnya Sello (2003) memprakirakan puncak siklus 24 sebesar 115 ± 21,  pada 2011. Echer et al. (2004) memprakirakan siklus 24 akan bermula sekitar 2007–2008 dan maksimumnya 2012 (SSNmax= 115 ± 13.2) atau 2013 (SSNmax= 117 ± 13.2). Situs NASA (2006) pun awalnya mempublikasikan prakiraan puncak siklus 24 sekitar 2011 (lihat Gambar 2).

Namun kenyataannya, minimum siklus 23 bergeser jauh, di luar kebanyakan prakiraan semula. Minimum siklus 23 baru terjadi pada Desember 2008. Makalah ini mengulas anomali pergeseran minimum siklus 23 tersebut yang berdampak pada pergeseran puncak siklus 24.

2          ANOMALI SIKLUS 23

Sampai dengan awal 2007, akhir siklus 23 belum dapat diprakirakan secara tepat. Oleh karenanya Panel Prakiraan Siklus Matahari 24 memprakirakan minimum akan terjadi pada Maret 2008 (±6 bulan). Ada dua kemungkinan yang maksimum yang disimpulkan. Pertama, puncak aktivitas matahari siklus 24 akan terjadi sekitar Oktober 2011 dengan SSNmax = 140 ±20. Kedua, puncak siklus 24 akan terjadi sekitar Agustus 2012 dengan SSNmax = 90 ±10. Ternyata minimum siklus 23 lebih lama dari prakiraan semula. Minimum baru terjadi pada Desember 2008. Siklus 23 memang paling panjang ketiga dalam 23 siklus matahari (Lihat Tabel 1, diolah dari data SIDC, 2010). Siklus terpanjang terjadi pada siklus ke-6 yang berawal pada Juni 1810 dengan panjang siklus 12,832 tahun. Kemudian pada siklus ke-9 yang berawal pada Juli 1843 dengan panjang siklus 12,419 tahun. Siklus 23 panjangnya 12,334 tahun, berawal pada Agustus 1996 dan berakhir pada Desember 2008.

Panjangnya siklus 23 tidak bisa dijelaskan oleh kebanyakan metode prakiraan siklus aktivitas matahari. Saat ini ada enam metode prakiraan siklus aktivitas matahari: prekursor, klimatologi antariksa, model dinamo, jaringan syaraf, spektral, dan klimatologi antariksa terkini. Di antara enam metode tersebut, hanya model dinamo yang bisa menjelaskan alasan terjadinya anomali panjang siklus dengan mekanisme sirkulasi atau aliran meridional yang secara populer disebut sebagai “ban berjalan (conveyor belt)”.

Hathaway (2004) dan NASA (2010a) menjelaskan prinsip dasar model dinamo dengan sirkulasi meridional, yang berbeda dari model dinamo yang lama. Sirkulasi merdional (Gambar 4) merupakan aliran plasma sepanjang garis merdian. Di permukaan  geraknya dari ekuator ke arah kutub, sedangkan di bawah permukaan di dasar zona konveksi geraknya dari kutub ke ekuator. Laju aliran merdional di permukaan sekitar 20 m/s, sedangkan di bawah permukaan yang kerapatannya lebih tinggi laju aliran meridional hanya sekitar 1 – 2 m/s. Sirkulasi material dari wilayah kutub ke ekuator memerlukan waktu sekitar 20 tahun.

Hathaway dan Rightmire (2010, dan di dalam NASA, 2010b) mengungkapkan bahwa panjangnya siklus 23 terkait dengan peningkatan laju sirkulasi meridional tersebut sejak 2004 (Gambar 5). Mereka menggunakan “elemen magnetik” pada citra matahari yang direkam satelit SOHO untuk mengukur kecepatan sirkulasi meridional tersebut. Hathaway dan Rightmire (2010) menjelaskan bahwa aliran meridional yang tidak simetri antara permukaan dan di bawah permukaan terkait dengan siklus matahari. Struktur dan kekuatan aliran meridional menentukan kekuatan medan magnetik kutub matahari dan siklus bilangan sunspot. Dari data SOHO diperoleh bahwa aliran meridional sampai mencapai lintang 75o. Pada Gambar 5 ditunjukkan laju aliran meningkat saat matahari minimum, lebih tinggi dibandingkan dengan saat matahari maksimum. Namun hal menarik, laju pasca 2004 lebih tinggi daripada saat minimum 1996. Hal ini diduga terkait dengan makin panjangnya siklus 23, yang merupakan anomali dibandingkan dengan siklus yang lain.

Berbeda dengan Hathaway dan Rightmire (2010) yang berpendapat bahwa kecepatan aliran meridional yang menentukan lamanya siklus, Dikpati et al. (2010) berpendapat panjangnya conveyor belt yang menentukan. Dikpati, et al. (2010) menjelaskan lebih rinci tentang dampak perubahan conveyor belt matahari pada siklus 23. Menurut mereka conveyor belt matahari menentukan waktu, amplitudo, dan bentuk siklus dalam model dinamo tipe transport fluks. Pada siklus 23 aliran meridional ke arah kutub hampir mencapai kutub, sementara pada siklus 22 aliran meridional terhenti sekitar lintang 60°. Simulasi model dinamo dengan transport fluks menunjukkan bahwa transport fluks magnetik yang disebabkan oleh efek dinamo pada siklus 23 melalui conveyor belt yang lebih panjang (Gambar 6) yang menyebabkan siklus 23 menunjukkan anomali siklus yang lebih panjang pula.

Gambar 6. Simulasi model fluks magnetik pada siklus 23 (kanan) menunjukkan aliran meridional yang lebih lama dibandingkan dengan pada siklus 22 (kiri). Hal ini yang menjelaskan anomali siklus 23.

3          PERGESERAN SIKLUS 24

Pola minimum siklus 23 yang mundur menjadi Desember 2008 berdampak pada prakiraan siklus 24 yang puncaknya bergeser menjadi Mei 2013 menurut prakiraan Panel Prakiraan Siklus 24 (NASA, 2009). Panel juga memprakirakan siklus 24 akan lebih rendah dari rata-rata siklus dengan SSNmax = 90 (lihat Gambar 7). Dengan pergeseran titik minimum akhir siklus 23, maka prakiraan Djamaluddin (2005) perlu disesuaikan. Berdasarkan prakiraan Djamaluddin (2005) dengan asumsi pola siklus 24 tidak mengalami anomali seperti siklus 23, maka polanya diprakirakan tetap sama dengan prakiraan semula hanya mengalami pergeseran mengikuti pergeseran minimumnya dengan menyesuaikan juga nilai minimumnya. Maka modifikasi prakiraan Djamaluddin (2005) menghasilkan prakiraan: Siklus 24 mencapai maksimum Nov 2013, SSNmax 129 ±  39, minimum berikutnya Okt 2018 (lihat Gambar 8).

4          KESIMPULAN

Anomali siklus 23 di luar kebanyakan prakiraan sebelumnya. Alasan fisis penyebab kemunduran akhir siklus 23 belum diketahui pasti. Namun kemungkinan besar mekanisme sirkulasi meridional matahari menjadi penyebabnya. Hasil pengamatan SOHO menunjukkan bahwa laju aliran meridional pada akhir siklus 23 lebih tinggi dari siklus sebelumnya. Sedangkan model dinamo memperlihatkan panjangnya alur aliran meridional atau conveyor belt di matahari yang sampai mendekati kutub. Pergeseran minimum siklus 23 menyebabkan prakiraan siklus 24 juga berubah. Panel Prakiraan Siklus 24 memprakirakan puncak siklus 24 akan terjadi pada Mei 2013. Revisi prakiraan Djamaluddin (2005) dengan memasukkan kondisi akhir siklus 23 memprakirakan puncak siklus 24 akan terjadi pada November 2013.

DAFTAR RUJUKAN

Dikpati, M., P. A. Gilman, G. de Toma, and R. K. Ulrich, 2010, Impact of changes in the Sun’s conveyor-belt on recent solar cycles, Geophys. Res. Lett., 37, L14107

Djamaluddin, T., 2003, Solar Activity Prediction from Reconstruction of Wavelet Analysis, Proc. ISCS 2003, ESA SP-535, p 83.

Djamaluddin, T., 2005a, Metode Baru Prakiraan Siklus Aktivitas Matahari dari Analisis Periodisitas, Jurnal Sains Dirgantara, Vol. 2, No 2. Juni 2005, hlm. 66 – 81.

Djamaluddin, T., 2005b, Prediction of Solar Cycle 24 Based on Wavelet Analysis of Asymmetric Hemispheric Sunspot Number, Proc. 9th Asian-Pacific Regional IAU Meeting, Bali, p.28.

Echer, E.; Rigozo, N.R.; Nordemann, D. J. R.,  & Vieira, L. E. A. 2004, Prediction of solar activity on the basis of spectral characteristics of sunspot number,  Annales Geophysicae, 22, 2239–2243

Hathaway, D. H., 2004, Recent Progress in Understanding The Sun’s Magnetic Dynamo,  http://solarscience.msfc.nasa.gov/presentations/20040428_UTA_Seminar.ppt

Hathaway, D. H. dan Rightmire, L., 2010, Variations in the Sun’s Meridional Flow over a Solar Cycle, Science, Vol. 327. no. 5971, pp. 1350 – 1352

NASA, 2006, Long Range Solar Forecast, http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2006/10may_longrange/

NASA, 2009, New Solar Cycle Prediction, http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2009/29may_noaaprediction/

NASA, 2010a, Sun’s ‘quiet period’ explained, http://solarscience.msfc.nasa.gov/dynamo.shtml

NASA, 2010b,  Solar ‘Current of Fire’ Speeds Up, http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2010/12mar_conveyorbelt/

NOAA, 2007, Consensus Statement of The Solar Cycle 24 Prediction Panel, http://www.swpc.noaa.gov/SolarCycle/SC24/Statement_01.html

NOAA, 2009, Solar Cycle 24 Prediction Update, http://www.swpc.noaa.gov/SolarCycle/SC24/index.html

Sello, S. 2003, Solar cycle activity: A preliminary prediction for cycle #24, Astron. &Astrophys., 410, 691

SIDC (Sunspot Index Data Center), 2010, Monthly Sunspot Number, http://www.oma.be/KSBORB/SIDC/DATA/ monthssn.dat, 2010

13 Tanggapan

  1. Membaca tulisan2 demikian, membangkitkan kembali kepuasan dalam penelitian.
    But, anyway…

  2. Menggugah kembali semangat meneliti ketika masih kuliah. Itu jiwaku yang sesungguhnya lho prof.

    • Kini, dengan bantuan internet siapa pun bisa menekuni hobby meneliti, apa lagi sudah ada dasar-dasarnya. Jangan hilangkan semangat itu, setidaknya menularkannya kepada orang lain.

  3. dalam Al Quran saya membaca bahwa matahari dan bulan beredar sesuai dengan edarannya, apakah edarannya itu benar sesuai teori heliosentris sekarang? Padahal tidak dijelaskan bahwa Bumi itu juga beredar? Bagaimana Anda memandang teori geosentris?

    • Semua benda langit beredar mengitari pusat massa sistem benda-benda langit di sekitarnya. Bulan mengitari Bumi. Bumi bersama planet-planet lainnya mengitari matahari. Matahari bersama bintang-bintang di galaksi Bimasakti mengitari pusat galaksi. Teori geosentris dan heliosentris sudah terbantahkan dengan bukti-bukti astronomi yang lebih lengkap. Bumi bukanlah pusat alam semesta seperti disebut dalam teori geosentris. Matahari juga bukan pusat alam semesta seperti disebut dalam teori heliosentris. Alam semesta tidak ada pusatnya, semua bergerak menurut sunnatullah, bukan mengitari satu pusat.

      • “Alam semesta tidak ada pusatnya, semua bergerak menurut sunnatullah, bukan mengitari satu pusat.”

        Uraian ini yang saya blm memahami bila dikaitkan dengan Big Bang. Tidk ada pusatnya apa belum ada teori mendapatkan pusatnya prof. Mohon diterangkan.

      • Ya, teori big bang tidak mengindikasikan ada pusat alam semesta, karena alam semesta mengembang bukan seperti ledakan bom yang ada pusatnya. Ruang itu mengembang bersama, bukan dari satu titik pusat.

      • Ass.. maaf prof ikut nimrung terkait konsep heliosentris. Selama ini pemahaman saya adalah heliosentris.Bagaimana sya menjelaskan konsep sekarang.. mohon penjelasannya !

      • Heliosentrik adalah konsep lama yang menganggap matahari sebagai pusat alam semesta. Saat ini matahari hanya dianggap sebagai pusat tatasurya. Alam semesta jauh lebih luas dari tatasurya dan tidak ada pusatnya.

  4. Izin share ya Prof.. Semoga bermanfaat buat semua.. Terimakasih..🙂

  5. salam.
    Pak Prof, saya ingin melihat bagaimana pengaruh aktifitas siklus matahari 23 atau 24 terhadap fluktuasi sirkulasi di atmosfer ekuatorial. Apakah kiranya bisa dilakukan???

    • Itu penelitian saya yang belum tuntas karena keburu ada tugas-2 struktural. Tetapi analisis pendahuluan yang saya lakukan menunjukkan bahwa pengaruh kativitas matahari pada dinamika atmosfer Indonesia tidak bersifat langsung, tetapi akumulatif yang mekanisme terkait dengan pemanasan lautan Pasifik dan Lautan Hindia.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: