Hujan Es akan Sering Terjadi

  • Oleh : Redaksi

Senin, 28/Mar/2022 00:01 WIB


Kala itu adalah puncak musim panas di Inggris dan negara itu berada dalam cengkeraman gelombang panas.

Di Leicestershire, Inggris bagian tengah, anak-anak menikmati liburan sekolah dengan bermain di kolam dayung agar tidak kepanasan. Tiba-tiba, langit menjadi gelap.

Baca Juga:
Menggugah Kesadaran tentang Perubahan Iklim Melalui Seni

Pada sore hari tanggal 21 Juli 2021, hujan es seukuran bola golf tiba-tiba turun dari langit, memecahkan kaca jendela dan menimpa mobil.

Kebun yang beberapa saat sebelumnya dipenuhi orang-orang yang berjemur di bawah sinar matahari sore, kini rusak parah akibat hujan es.

Baca Juga:
Kurangi Emisi untuk Tekan Krisis Ozon agar Bumi Tetap Layak Huni

Meskipun badai es - yang disebabkan oleh aliran awan ke atas yang kuat di atmosfer - memiliki tingkat keparahan yang tidak biasa, namun lebih ringan dibandingkan dengan badai es yang melanda Calgary di Kanada pada Juni 2020.

Hujan es seukuran bola tenis yang terjadi saat itu menyebabkan kerusakan pada setidaknya 70.000 rumah dan kendaraan, menghancurkan tanaman dan membuat daerah itu mengalami kerugian C$1,2 miliar, atau sekitar Rp13,4 triliun.

Baca Juga:
Jutaan Warga Asia Hirup Udara Paling Berbahaya di Dunia

Badai es yang terjadi selama 20 menit itu adalah salah satu peristiwa cuaca paling merugikan di negara tersebut.

Dan perubahan iklim mengubah pola hujan es. Di Texas, Colorado, dan Alabama, rekor hujan es terbesar telah dipecahkan dalam tiga tahun terakhir, mencapai ukuran diameter hingga 16cm.

Pada tahun 2020, Tripoli, ibu kota Libya, dilanda hujan es dengan diameter hampir 18 cm.

Sementara hujan es raksasa - diklasifikasikan sebagai yang berdiameter lebih dari 10 cm - sangat jarang, kerusakan akibat hujan es di AS sekarang rata -rata lebih dari US$10 miliar, atau setara Rp143 triliun, per tahun.

Tetapi mengapa pemanasan global dapat menyebabkan peningkatan jumlah es yang jatuh dari langit? Dan adakah batas seberapa besar batu es itu akan terjadi?

Apa yang membentuk hujan es?

Hujan es terbentuk saat tetesan air hujan terbawa ke atas menjadi badai petir. Peristiwa itu membawa mereka ke bagian atmosfer di mana udara cukup dingin untuk membekukan tetesan hujan.

Kelembaban dari udara terakumulasi di bagian luar tetesan es saat bergerak di udara, menyebabkan batu es tumbuh di lapisan seperti bawang.

Seberapa cepat batu es tumbuh tergantung pada jumlah kelembaban di udara.

Itu akan terus tumbuh sampai aliran udara tidak lagi cukup kuat untuk membuatnya tetap tinggi.

Aliran udara ke atas dengan kecepatan 103 km/jam, atau sekitar 64mph bisa mengakibatkan hujan es seukuran bola golf, sementara yang 27% lebih cepat dapat membuat hujan es seukuran bola bisbol, menurut Administrasi Kelautan dan Atmosfer Nasional AS (walaupun seperti yang akan kita lihat sebentar lagi, ukuran batu es tidak selalu berhubungan langsung dengan beratnya).

Udara yang lebih lembab dan aliran ke atas yang lebih kuat akan menyebabkan hujan es yang lebih besar.

Seringkali batu es yang lebih besar akan jatuh lebih dekat ke arah aliran udara ke atas, sementara batu es yang lebih kecil akan jatuh lebih jauh, ditiup oleh angin yang berhembus.

Hujan esBeberapa batu es besar terbentuk saat yang lebih kecil bertabrakan dan menyatu saat diterpa badai (Kredit: Nature Picture Library/Alamy)

Badai destruktif yang menghasilkan hujan es dengan diameter lebih dari 25 mm membutuhkan serangkaian kondisi tertentu, kata Julian Brimelow, spesialis ilmu fisika di Lingkungan dan Perubahan Iklim Kanada, sebuah departemen dalam pemerintah Kanada yang telah mempelajari bagaimana perubahan iklim mempengaruhi pembentukan hujan es.

Hujan es dengan ukuran tersebut, membutuhkan kelembaban yang cukup, aliran udara ke atas yang kuat, dan "faktor pemicu", biasanya cuaca.

Itulah sebabnya mengapa badai es yang serius biasanya terbatas pada wilayah tertentu seperti Great Plains di AS dan Gold Coast Australia.

Biasanya daerah seperti itu memiliki udara sejuk dan kering di atmosfer di atas udara permukaan yang hangat dan lembab. Situasi yang tidak stabil ini menyebabkan aliran ke atas yang kuat dan pembentukan badai petir.

Lokasi-lokasi seperti itu sangat rentan terhadap jenis badai petir yang dikenal sebagai supercells, yang dapat menghasilkan hujan es yang sangat besar karena adanya putaran ke atas yang kuat yang mereka ciptakan.

Tetapi karena perubahan iklim mengubah suhu atmosfer bumi, demikian juga jumlah uap air di udara.

Hujan es akan lebih intens

Udara yang lebih hangat dapat menampung lebih banyak uap air sementara suhu yang lebih tinggi juga berarti lebih banyak air yang diuapkan dari permukaan bumi.

Hal ini diperkirakan akan menyebabkan curah hujan yang lebih deras dan badai yang lebih ekstrem di beberapa bagian dunia.

"Saat planet terus menghangat, area di mana badai hujan es kemungkinan terjadi cenderung bergeser," kata Brimelow.

"Area yang sekarang memiliki kelembaban yang cukup menjadi faktor pembatas dapat menjadi lebih lembab dan akibatnya, frekuensi hujan es dapat meningkat."

Kombinasi pengamatan perubahan-perubahan yang sudah terjadi dan pemodelan iklim, membuat para peneliti menyimpulkan bahwa hujan es akan menjadi lebih sering di Australia dan Eropa, tetapi akan ada penurunan di Asia Timur dan Amerika Utara.

Kendati begitu, mereka juga menemukan bahwa hujan es umumnya akan menjadi lebih intens.

Dan sementara hujan es mungkin menjadi lebih jarang di Amerika Utara, ketika akhirnya turun hujan es juga cenderung lebih besar, menurut sebuah studi lain yang dilakukan Brimelow dan rekan-rekannya yang meneliti bagaimana kondisi hujan es di Amerika Utara dapat berubah belahan dunia yang lebih hangat.

Salah satu alasannya adalah karena ketinggian di mana hujan es mulai mencair saat jatuh akan naik, jadi batu es kecil akan meleleh menjadi hujan sebelum jatuh ke tanah, tetapi batu yang lebih besar melewati zona hangat terlalu cepat untuk mencair.

"Kami sebenarnya sudah melihat buktinya, data hujan es di Prancis menunjukkan pergeseran dalam distribusi ukuran hujan es," kata Brimelow.

Bantalan hujan es adalah blok bahan lunak yang tertinggal dalam badai dan berubah bentuk saat terkena hujan es untuk memberikan catatan ukuran dan jumlah batu es di daerah tersebut.

"Lebih sedikit hari dengan hujan es kecil telah diamati dengan pemanasan, tetapi ada lebih banyak hari dengan hujan es yang lebih besar."

Hak atas foto National Weather Service, Goodland Forecast Office, Batu es berukuran 12cm dikumpulkan setelah badai di Bethune, Colorado, AS, pada tahun 2019.

Itu artinya, kerusakan tahunan yang disebabkan oleh hujan es juga bisa meningkat.

Namun, menentukan dengan tepat area mana yang akan mengalami peningkatan kerusakan akibat hujan es itu sulit, kata Brimelow.

Di area di mana diperkirakan akan terjadi kerusakan akibat hujan es, struktur dapat dinilai tahan terhadap hujan es.

Metode saat ini menggunakan bola baja yang dijatuhkan atau ditembakkan dari peluncur pneumatik untuk mensimulasikan dampak, tetapi memastikan peningkatan ukuran batu es tak berdampak pada kerusakan, tak sesederhana yang Anda harapkan.

Sebuah studi tahun 2020 oleh Texas Tech University mengeksplorasi mengapa prediksi sangat sulit dilakukan dan mengapa hujan es bisa jauh lebih merusak dari yang diperkirakan.

Suhu dan tingkat kelembaban di udara tempat terbentuknya batu es dapat memengaruhi kepadatannya.

Di udara yang sangat dingin, air membeku segera setelah bertabrakan dengan hujan es, tetapi ini dapat menyebabkan banyak udara dan bercampur dengan es.

Jika air membeku lebih lambat, mungkin karena udara lebih hangat atau jumlah uap air di udara tinggi, artinya tidak semuanya membeku seketika, gelembung udara punya waktu untuk keluar. Hal ini menyebabkan es bening yang cenderung lebih padat.

Hujan es kecil hanya setengah padat seperti es murni, sebab mereka memiliki banyak udara yang tercampur lantaran mereka cenderung bergerak cepat ke atas melalui atmosfer sebelum jatuh lagi.

Hujan es terbesar sering terdiri dari campuran kompleks lapisan es yang terbentuk saat bergerak di kolom udara.

Melihat penampang es dapat mengungkapkan banyak hal tentang bagaimana es itu terbentuk sementara lereng dan struktur seperti es di bagian luar batu es juga memberikan petunjuk tentang bagaimana es itu mungkin berputar saat terombang-ambing dalam badai.

Hujan esBatu hujan es sebesar telur - seperti ini yang jatuh di Louisville, Colorado, pada 2018 - tidak jarang terjadi pada tahun 2018. Foto: HELEN H RICHARDSON/THE DENVER POST/GETTY IMAGES

Satu batu es besar berukuran 17cm yang diteliti setelah jatuh selama badai di Aurora, Nebraska pada tahun 2003, misalnya, ditemukan memiliki jenis es berisi udara "spons" pada intinya dan es bening padat di bagian lapisan luar.

Jika itu terbuat dari es murni, para ilmuwan yang mempelajarinya mengatakan bahwa batu es seukuran bola voli seharusnya memiliki berat sekitar 2,5kg, namun sebenarnya beratnya hanya 500g karena inti kepadatan yang lebih rendah.

Mereka menyimpulkan bahwa hujan es pada awalnya terbentuk karena dengan cepat naik melalui awan, sebelum dilempar ke atas oleh angin sebelum jatuh kembali ke dalamnya, dan kali ini naik lebih lambat karena ukurannya yang lebih besar, dan tumbuh lebih besar dengan es yang lebih padat.

Kepadatan batu es juga mempengaruhi seberapa besar ia bisa tumbuh. Semakin berat, semakin besar kemungkinannya akan jatuh dari aliran udara ke atas.

Dan itu juga akan jatuh lebih cepat juga, karena semakin besar hujan es, semakin sedikit hambatan yang dialaminya per satuan berat.

Hujan es dengan diameter kurang dari 25mm biasanya jatuh pada kecepatan 11 hingga 22 meter/detik, sedangkan hujan es dengan diameter 25-45 mm jatuh pada kecepatan 22 hingga 29 meter per detik, menurut Brimelow.

Hujan es terberat yang pernah tercatat jatuh di distrik Gopalganj, Bangladesh pada tahun 1986, dengan berat 1,02kg.

Badai es itu menewaskan 40 orang dan melukai 400 lainnya, menurut laporan pada saat itu, sebanyak 92 orang dilaporkan menjadi korban jiwa.

Tetapi kecepatan jatuhnya batu es masih jauh dari sederhana.

Para peneliti di masa lalu berasumsi bahwa hujan es kira-kira berbentuk bulat, sedangkan penelitian terbaru menunjukkan bahwa mereka lebih seperti bola rugby pipih, yang dapat menyebabkan lebih banyak hambatan udara saat jatuh.

Mereka juga menjadi lebih tidak rata saat mereka menjadi lebih besar, dengan pembentukan nodul dan lobus.

Kedua faktor ini mempengaruhi aerodinamika mereka dan seberapa cepat mereka jatuh, dan berapa banyak kerusakan yang mereka timbulkan ketika mereka akhirnya menyentuh tanah.

Akhirnya, kecepatan di mana batu hujan es menghantam tidak sama dengan kecepatan jatuhnya.

Untuk satu hal, mungkin ada komponen horizontal - angin samping dapat meningkatkan kecepatan tumbukan batu hujan es dibandingkan jika menabrak saat terjun bebas.

Peristiwa hujan es yang paling merusak adalah downburst, didorong oleh aliran udara turun yang kuat - di mana udara turun dengan cepat dari badai dan menyebar ke luar saat menghantam tanah, menghasilkan kecepatan angin yang sangat tinggi.

Ledakan biasanya hanya beberapa kilometer atau mil dan berlangsung dalam hitungan menit, tetapi dapat menampilkan kecepatan angin vertikal 70-80m/s (156-179mph) dengan hujan es yang merusak.

Hujan es besar yang melaju dengan kecepatan seperti ini memiliki kekuatan untuk menembus genteng, menghancurkan jendela mobil, dan merobek kelongsong bangunan.

Mereka dapat merusak tanaman , melukai orang dan hewan. Mereka menimbulkan ancaman khusus untuk pesawat .

(Saya pernah menyaksikan hujan es di Mendoza, Argentina beberapa tahun yang lalu - itu merobohkan pohon, dan hujan es menumpuk setelahnya, meskipun itu adalah hari yang hangat).

Semua faktor ini jika digabungkan berarti bahwa peningkatan skala batu es dapat menyebabkan kerusakan yang jauh lebih besar dari yang diperkirakan.

yang diperkirakan.

Hujan esKerusakan yang disebabkan oleh hujan es yang besar dapat menyebabkan kerusakan pada kendaraan dan bangunan yang menelan biaya miliaran dolar. Foto: HELEN H RICHARDSON/THE DENVER POST/GETTY IMAGES

Pada tahun 2018, kota Villa Carlos Paz di Argentina dihantam oleh batu dengan ukuran yang belum pernah terjadi sebelumnya, dengan beberapa batu berukuran 18cm, tapi diperikrakan ada beberapa bongkahan batu es berukuran 23,7cm.

Meskipun dimensi seperti itu dianggap mendekati rekor dunia dalam ukuran batu es, sulit untuk memastikannya.

Pertama, batu es raksasa jarang ditemukan utuh, karena cenderung menyerang dengan kekuatan yang menghancurkan.

Ahli meteorologi Matthew Kumjian dari Pennsylvania State University kemudian meneliti hujan es yang jatuh di Villa Carlos Paz dengan menganalisis banyak gambar yang diunggah di media sosial setelah badai.

Dia kemudian mengunjungi lokasi dan mengukur tiang lampu, kanopi dan objek latar belakang lainnya untuk mendapatkan skala yang tepat, serta mewawancarai saksi. Dia juga berhasil memeriksa satu batu yang diawetkan dalam lemari es berukuran 11,4 cm.

Kumjian mencatat bahwa laporan hujan es raksasa telah menjadi lebih umum dalam beberapa tahun terakhir.

"Dalam dua dekade terakhir, ada sekitar 10 laporan tentang hujan es berdiameter sekitar enam inci (15cm) dalam dimensi maksimum atau lebih besar di AS," kata Kumjian.

"Itu sangat langka."

Rekor telah pecah dalam beberapa tahun terakhir. Sebuah batu es berukuran 16cm dan berat 590g, misalnya, dikumpulkan setelah badai dekat Hondo, Texas pada April tahun lalu.

Hujan es itu diawetkan dalam freezer dan kemudian dikonfirmasi sebagai rekor baru di negara bagian tersebut.

'Seukuran bola bowling'

Tapi seberapa besar sih batu es itu? Kumjian memperkirakan kemungkinan batu es terbesar berdiameter 27cm atau "seukuran bola bowling", berdasarkan data dari simulasi pemodelan, massa maksimum batu es yang akan dilaporkan (sekitar 1kg) dan penelitian tentang bentuk.

Namun, hingga kini belum ada laporan tentang hujan es dengan ukuran itu. Kumjian mengatakan dia bekerja dengan beberapa rekan untuk memastikan perkiraan.

Sementara 27cm adalah ukuran perkiraan terbesar, hujan es dengan proporsi tersebut akan sangat tidak beraturan bentuknya.

Namun dia mengatakan bahan-bahan yang dibutuhkan untuk membuat batu es yang begitu besar - aliran udara ke atas yang kuat, banyak air cair yang sangat dingin dan banyak waktu yang dihabiskan untuk berkeliling di udara dingin - ada saat ini.

"Badai petir 'supercell' kuat yang menghasilkan hujan es terbesar di dunia memiliki banyak bahan ini yang sudah menyatu, jadi badai terkuat saat ini mungkin mampu menghasilkan batu super raksasa," katanya.

Namun, hujan es raksasa sering kali merupakan outlier dalam badai yang mengandung jauh lebih banyak, batu es kecil yang masih mampu menyebabkan kerusakan luas.

Namun, karena potensinya untuk membunuh ternak dan manusia serta merusak properti dengan parah, hujan es raksasa sangat signifikan meskipun jarang.

Pada tanggal 9 Juni 2006, sebuah pesawat Airbus 321 di Korea Selatan, mengalami badai es yang kuat yang merobek radome (struktur di hidung yang melindungi radar) dan menghancurkan radar.

Hujan es menghantam tepi sayap dan stabilizer, dan bagian radome tertelan oleh mesin, dan rusak karenanya.

Para kru harus berurusan dengan rentetan pesan peringatan otomatis yang dipicu oleh semua kerusakan.

Mereka akhirnya berhasil mendarat dengan selamat, setelah dua kali gagal mendarat karena jarak pandang yang buruk.

Pesawat selalu berisiko terkena hujan es, dengan 20 insiden tercatat dari 2017-2019 .

Kaca depan pesawat cukup kuat untuk menahan serangan burung sehingga hujan es biasanya tidak merusaknya, tetapi kerusakan akibat hujan es dapat mengaburkan kaca depan sehingga membuat pendaratan lebih sulit, seperti dalam insiden Korea Selatan.

Radar cuaca biasanya memungkinkan pesawat untuk menghindari hujan es, tetapi hujan es di ketinggian - tujuh dari insiden yang tercatat antara 2017-2019 terjadi di atas 30,000ft (9,144m) - cenderung kering karena suhu yang sangat dingin berarti semua kelembaban membeku.

Ini berarti memantulkan radar secara samar dan sulit dikenali. Dan, seperti yang Anda duga, hujan es yang lebih besar lebih berbahaya daripada yang kecil.

Di lapangan, dua struktur baru dan semakin umum sangat berisiko: panel surya dan turbin angin.

Hujan es

SUMBER GAMBAR,EMRAH YORULMAZ/ANADOLU AGENCY/GETTY IMAGES

Keterangan gambar,

Hujan es besar ini menghantam distrik Uskudar di Istanbul, Turki pada September 2020 dalam badai yang menyebabkan kerusakan luas.

Sebuah studi tahun 2019 yang dilakukan oleh Institute for Environmental Studies di Amsterdam menunjukkan bahwa lebih banyak panel surya berarti lebih banyak kerusakan akibat hujan es.

Inisiatif yang dilakukan Uni Eropa itu bertujuan untuk memiliki satu juta rumah tanpa karbon pada tahun 2023 dan solar menjadi jauh lebih umum, tetapi para peneliti mencatat ada kurangnya aturan dan standar untuk memastikan panel tahan hujan es.

Hujan es yang merusak yang dipicu oleh perubahan iklim dapat menghancurkan panel surya yang dimaksudkan untuk melawan perubahan iklim.

Kerusakan akibat hujan es juga mengikis bilah turbin angin, mendorong biaya perawatan dan meningkatkan kehilangan energi dari ladang angin.

Ini karena ujung depan turbin angin harus sangat aerodinamis, membelah udara dengan hambatan minimal.

Tepinya biasanya berupa laminasi polimer yang diperkuat serat kaca melengkung dengan lapisan berbasis poliuretan yang rapuh.

Bahkan hujan pun hilang di tepi ini, tetapi hujan es benar-benar memiliki dampak yang lebih besar, dan serangan berulang-ulang akan memecahkannya.

Setiap kerusakan pada bilah turbin angin mempengaruhi aliran udara dan meningkatkan drag, membuat turbin kurang efisien.

Sebuah penelitian di Denmark tahun 2017 menunjukkan kerusakan akibat hujan es dapat dikurangi hanya dengan menghentikan bilah turbin selama peristiwa cuaca ekstrem untuk mengurangi kecepatan tumbukan.

Sementara lebih banyak lagi hujan es besar mungkin akan menghampiri kita, kerusakan belum tentu tak terhindarkan.

Salah satu opsi adalah mengeluarkan peringatan hujan es ke daerah yang terkena dampak.

Di Afrika Selatan, perusahaan asuransi sudah mengirim peringatan teks peringatan hujan es, yang memberi orang kesempatan untuk mengamankan mobil atau properti lainnya.

Jaring hujan es yang terbuat dari polietilen monofilamen dapat melindungi buah yang rentan seperti apel dan anggur, menangkap semua kecuali batu es terbesar.

Jaring serupa sekarang juga dipasang di beberapa dealer mobil di AS - sebuah sektor yang, menurut catatan Brimelow, menyumbang sebagian besar klaim asuransi hujan es .

Sebuah studi tahun 2021 yang dipimpin oleh Leila Tolderlund di University of Colorado juga menyoroti potensi atap hijau sebagai pelindung hujan es.

Ini terdiri dari membran kedap air dengan lapisan tanah tebal yang ditanami vegetasi.

Atap hijau memberikan insulasi, mengurangi panas di musim panas dan menyerap CO2, tetapi juga menjadi pelindung hujan es yang sangat baik.

Studi tersebut menemukan bahwa dalam simulasi badai hujan es yang parah, semua permukaan atap yang tidak dilindungi rusak, sementara yang memiliki atap hijau tetap tidak terluka.

Ada juga upaya untuk memprediksi ukuran hujan es yang mungkin dihasilkan oleh badai tertentu, tetapi banyak di antaranya yang kurang akurat.

Seperti yang dicatat Brimelow, terlalu dini untuk mengatakan dengan tepat di mana kerusakan akibat hujan es akan terjadi di masa depan.

Tapi jelas dari karyanya dan yang lainnya bahwa hal-hal yang sangat besar kemungkinan masih akan terus menimpa kita.

Yang bisa kita lakukan hanyalah bersiap, dan mencari tempat berteduh yang layak.

Sumber: bbc.com.