Fenomena Pusaran Kutub di AS, Adakah Hubungan dengan Pemanasan Global?

Oleh Jennifer Francis

REKOR tertinggi gelombang dingin membuat jutaan rakyat Amerika menggigil luar biasa. Suhu di seluruh daerah Midwest bagian utara turun hingga –35 derajat Celcius (C) pada akhir Januari lalu.

Prakiraan suhu udara Rabu pagi, 30 Januari 2019. Prakiraan cuaca oleh Model Sistem Prakiraan NOAA Global. Pivotal Weather, CC BY-ND

Cuaca ekstrem ini patut mendapat perhatian khusus. Badan Informasi Cuaca AS memperingatkan kondisi yang bisa mengancam jiwa. Radang dingin (frostbite) akan dengan cepat menyerang setiap kulit yang terpapar suhu dingin.

Pada saat yang sama, Kutub Utara menghadapi gelombang panas dengan suhu mendekati titik beku–sekitar 14 derajat Celcius di atas normal.

Prakiraan perbedaan suhu udara terhadap suhu normal di sekitar permukaan air, dengan waktu relatif dari tahun 1981-2010. Pivotal Weather, CC BY-ND

Apa yang menyebabkan pola yang berantakan ini? Anda telah menebaknya: pusaran kutub (polar vortex).

Dalam beberapa tahun terakhir, berkat gelombang dingin sebelumnya, pusaran kutub (polar vortex) telah ada dalam kosa kata sehari-hari warga AS dan bahkan jadi bahan lelucon bagi pembawa acara TV malam dan para politikus.

Tapi sebenarnya apa fenomena pusaran kutub? Apakah udara dingin semakin sering keluar dari daerah kutub? Dan sebuah pertanyaan lain yang sering muncul dalam penelitian saya: Bagaimana pemanasan global dapat mempengaruhinya?

Arus udara

Sebenarnya, terdapat dua pusaran kutub di belahan bumi utara, yang saling bertumpuk satu sama lain. Yang lebih rendah dikenal sebagai aliran jet. Aliran tersebut adalah suatu aliran angin barat yang berliku-liku di sekitar belahan bumi utara, sekitar 11.2 km di atas permukaan bumi, hampir pada ketinggian pesawat jet terbang.

Aliran jet ada sepanjang tahun, dan bertanggung jawab dalam menciptakan dan mengarahkan udara tekanan tinggi dan rendah sehingga menghasilkan cuaca sehari-hari: badai dan langit biru cerah, suasana hangat dan dingin.

Jauh di atas aliran jet, sekitar 48.2 km di atas permukaan Bumi, terdapat pusaran kutub stratosfer. Aliran angin ini juga berada di Kutub Utara, tetapi hanya terbentuk selama musim dingin, dan biasanya mengalir secara melingkar.

Tanda panah yang gelap menunjukkan rotasi pusaran kutub di Kutub Utara; panah yang lebih terang menunjukkan lokasi aliran jet kutub dalam bentuk yang berliku-liku dengan suhu dingin, daerah udara Arktika turun hingga ke pertengahan garis lintang. L.S. Gardiner/UCAR, CC BY-ND

Kedua bentuk angin ini ada karena perbedaan suhu yang besar antara kutub utara yang dingin dan daerah yang lebih hangat jauh di selatan, yakni pada garis lintang pertengahan. Pemanasan yang tidak merata menciptakan perbedaan tekanan, dan udara mengalir dari area bertekanan tinggi ke tekanan rendah, menghasilkan angin.

Bumi yang berotasi kemudian menggerakkan angin ke arah kanan di belahan bumi utara, menghasilkan aliran udara barat.

Mengapa udara dingin bergerak ke selatan

Emisi gas rumah kaca akibat aktivitas manusia telah memanaskan bumi sekitar 1 derajat C selama 50 tahun terakhir. Namun, daerah Arktika telah memanas lebih dari dua kali lipat.

Pemanasan Arktika utamanya disebabkan oleh mencairnya es dan salju secara cepat dalam beberapa dekade terakhir, membuat bagian laut yang lebih dalam dan daratan menyerap lebih banyak panas matahari.

Karena pemanasan Arktika yang cepat, perbedaan suhu utara/selatan telah berkurang. Hal ini mengurangi perbedaan tekanan antara Arktika dan garis lintang pertengahan, mengakibatkan lemahnya aliran jet. Seperti halnya sungai yang bergerak lambat mengambil rute yang berliku-liku, aliran jet yang lebih lambat juga cenderung berliku-liku.

Aliran fluktuatif yang besar di utara/selatan menghasilkan gelombang energi di atmosfer. Jika aliran tersebut bergelombang dan cukup kuat, aliran energi tersebut dapat bergerak ke atas dan mengganggu pusaran kutub di stratosfer. Terkadang pusaran kutub ini menjadi sangat tidak stablik sehingga terbagi menjadi dua pusaran yang berputar-putar.

“Anak” dari pusaran angin ini cenderung bergerak ke selatan, membawa udara yang sangat dingin untuk meninggalkan Kutub Utara yang lebih hangat dari biasanya. Salah satu pusaran yang bergerak ke Amerika Utara, memberikan suhu dingin yang menusuk hingga ke tulang kepada sebagian besar masyarakatnya.

Pecahnya pusaran kutub stratosfer memang terjadi secara alami, tetapi akankah kita melihat kejadian ini lebih sering dikarenakan perubahan iklim dan pemanasan Arktika yang cepat?

Ada kemungkinan bahwa gangguan cuaca dingin ini bisa saja menjadi fenomena musim dingin yang akan terus terjadi.

Ini adalah topik penelitian yang menarik dan bukan berarti sudah pasti akan terjadi, tetapi beberapa penelitian menawarkan bukti kuat bahwa pusaran stratosfer mengalami perubahan, dan bahwa tren ini dapat menjelaskan serangan cuaca musim dingin yang tidak biasa.

Tidak diragukan lagi serangan pusaran kutub baru-baru ini akan memperkuat klaim bahwa pemanasan global adalah hoax.

Tetapi pandangan konyol ini dapat dihilangkan dengan melihat prakiraan suhu yang ada di seluruh dunia minggu lalu. Suhu udara dingin di Amerika Utara bukanlah apa-apa dibanding wilayah lain di Amerika Serikat dan seluruh dunia sekarang yang menjadi lebih hangat dari biasanya.

Prakiraan perbedaan suhu rata-rata dengan suhu normal (relatif terhadap tahun 1979 - 2000) di sekitar permukaan (C) pada 28-30 Januari, 2019. Data diambil dari Model Sistem Prakiraan NOAA Global. Climate Reanalyzer, Climate Change Institute, University of Maine., CC BY-ND

Gejala perubahan iklim tidak selalu jelas atau mudah dipahami, tetapi penyebab dan fenomenanya di masa depan semakin menjadi perhatian utama.

Jennifer Francis

Visiting Professor, Rutgers University

Artikel ini dipublikasikan atas kerja sama Kompas.com dan The Conversation Indonesia dari judul asli "Bagaimana fenomena pusaran kutub di AS berhubungan dengan pemanasan global". Isi artikel di luar tanggung jawab Kompas.com.