Awan di atas Bombai
Sebuah studi baru mengungkapkan bagaimana polusi menghasilkan badai yang meninggalkan kita dengan awan yang lebih tahan lama, lebih besar dan lebih padat. Selama bulan November Prosiding National Academy of Sciences (PNAS), menerbitkan beberapa hasil yang menutup perdebatan panjang. Mereka mengungkapkan bagaimana polusi mempengaruhi pemanasan global. Pekerjaan ini akan membantu meningkatkan akurasi model cuaca dan iklim.
Kebanyakan peneliti berpikir begitu polusi atmosfer hal itu menyebabkan awan badai yang lebih besar dan tahan lama dengan membuat front badai lebih rentan terhadap arus udara, dan dengan menghasilkan konveksi internal. Dalam studi ini, ia mengamati bahwa polusi, sebagai fenomena, membuat awan lebih tahan lama, tetapi dengan cara yang berbeda dari yang diperkirakan sebelumnya, dengan penurunan ukuran partikel es dan penurunan ukuran total awan. Perbedaan ini secara langsung memengaruhi cara ilmuwan merepresentasikan awan dalam model iklim.
Studi ini menggabungkan apa yang kita lihat setiap hari dengan apa yang ditunjukkan dalam model komputer. Pengamatan menunjukkan awan berbentuk landasan (komulonimbus) lebih tinggi dan lebih besar dalam sistem badai yang mengandung polusi, tetapi model tidak selalu menunjukkan konveksi yang lebih kuat, berkat studi ini kami mengetahui alasannya.
Kehidupan Rahasia Awan
Awan landasan atau Comulonimbus di atas area yang tercemar
Model yang memprediksi cuaca dan iklim tidak merekonstruksi kehidupan awan badai dengan baik, karena model tersebut merepresentasikannya dengan persamaan sederhana yang gagal memberikan gambaran yang lengkap. Rekonstruksi yang buruk ini menciptakan dilema bagi para peneliti: "Polusi menyebabkan awan landasan bertahan lebih lama daripada kasus langit cerah", tetapi mengapa?
Salah satu kemungkinan penyebabnya berkisar pada aerosol (partikel kecil yang berasal dari alam atau manusia) yang berfungsi sebagai dasar tetesan awan terbentuk di sekitarnya. Langit yang tercemar memiliki lebih banyak aerosol (kabut asap) daripada yang bersih, dan ini berarti lebih sedikit air untuk setiap partikel. Polusi menghasilkan lebih banyak tetesan, tetapi lebih kecil.
Sejumlah besar tetesan kecil mengubah karakteristik awan. Telah lama diperkirakan bahwa tetesan yang lebih besar dan lebih kecil memulai reaksi berantai yang mengarah ke awan yang lebih besar dan lebih tahan lama alih-alih mengendap. Tetesan yang lebih ringan menyebabkan air Anda naik dengan cara membekukan dan pembekuan ini mengekstraksi panas yang terkandung dalam tetesan dan menghasilkan perubahan suhu yang menghasilkan konveksi internal. Konveksi yang lebih intens meningkatkan lebih banyak tetesan air, sehingga membentuk awan.
Tetapi para peneliti tidak selalu mengamati konveksi yang lebih intens terkait dengan awan yang lebih besar dan lebih tahan lama di lingkungan yang tercemar, yang menunjukkan bahwa kita melewatkan sesuatu untuk diperhitungkan.
Untuk mengatasi dilema ini, tim yang bertanggung jawab atas studi ini memutuskan untuk membandingkan badai musim panas yang sebenarnya dengan model yang dihasilkan komputer. Model tersebut mencakup sifat fisik partikel awan serta kemampuan untuk mengamati apakah konveksi menjadi lebih kuat atau lebih lembut. Simulasi dalam penelitian ini berlangsung selama 6 bulan.
Konveksi bukanlah pelakunya.
Data dikumpulkan dari tiga lokasi dengan berbagai tingkat polusi, kelembaban, dan angin: daerah tropis di Pasifik Barat, Tiongkok tenggara, dan dataran besar Oklahoma. Data diperoleh dari Sistem Penelitian Iklim ARM DOE (Departemen Energi AS).
Simulasi dilakukan pada superkomputer Olympus dari PNNL (Pacific Northwest National Laboratory). Simulasi badai selama sebulan ini sangat mirip dengan awan yang diamati saat ini, menentukan bahwa model tersebut membuat ulang awan badai dengan baik.
Mengamati model-model ini ditemukan bahwa di semua kasus, polusi meningkatkan ukuran, ketebalan dan durasi awan landasan. Tetapi hanya di dua tempat (tropis dan Cina) konveksi lebih intens diamati. Di Oklahoma, polusi menyebabkan konveksi yang lebih lembut. Ketidakkonsistenan ini dengan apa yang telah dipikirkan selama ini menunjukkan bahwa penyebab konveksi tidak intens.
Dengan meninjau lebih detail sifat tetesan air dan kristal es di dalam awan, tim peneliti menyimpulkan bahwa polusi menghasilkan tetesan dan kristal es yang lebih kecil, terlepas dari lokasinya.
Selain itu, di langit cerah, partikel es lebih berat dan mengendap lebih cepat dari awan landasan, menyebabkannya menghilang dengan cepat. Di langit yang tercemar, kristal es lebih kecil dan terlalu ringan untuk diendapkan, sehingga menciptakan awan yang lebih besar dan lebih tahan lama.
Kontribusi terhadap pemanasan global.
Di sisi lain, tim memperkirakan bagaimana awan badai berkontribusi pada pemanas atau pendinginan. Awan ini mendinginkan Bumi di siang hari dengan bayangannya tetapi memerangkap panas seperti selimut di malam hari, membuat malam lebih hangat.
Mempertimbangkan efek polusi pada awan badai, kami memahami bahwa hal itu dapat memengaruhi jumlah pemanasan definitif yang diprediksi untuk bumi dalam beberapa dekade mendatang. Membuat representasi awan yang lebih akurat dalam model iklim adalah kunci untuk meningkatkan akurasi prediksi perubahan iklim.
Informasi lebih lanjut: Cumulonimbus, Temuan penting tentang partikel atmosfer di kota, Petir semakin kuat dengan pemanasan global
sumber: PNAS