Fenomena hujan virga adalah fenomena meteorologis yang sering terjadi, terutama di daerah kering dan semi-kering. Hujan virga terjadi ketika air hujan jatuh dari awan tetapi menguap sebelum mencapai permukaan tanah. Penelitian oleh Karle, et al. (2022) memberikan wawasan mendalam tentang fenomena ini dan dampaknya terhadap materi partikulat di permukaan, khususnya di wilayah El Paso, Texas.
Definisi, Karakteristik, dan Proses Hujan Virga
Hujan virga adalah curah hujan yang tidak mencapai tanah karena proses evaporasi yang terjadi pada ketinggian tertentu. Fenomena ini umum terjadi di daerah dengan iklim kering, dimana awan memiliki basis yang tinggi (3-4 km) dan kondisi atmosfer yang kering memungkinkan evaporasi cepat. Proses terjadinya hujan virga melibatkan beberapa faktor atmosfer. Ketika partikel air jatuh dari awan, mereka mengalami pemanasan akibat kompresi adiabatik, yang dapat menyebabkan perubahan suhu mendadak di permukaan tanah. Butuh sebagian besar energi panas untuk mengubah air dari bentuk cair menjadi gas, sehingga mengakibatkan penurunan suhu udara di sekitar. Hal ini dapat menciptakan kondisi mikro yang berpotensi bahaya bagi penerbangan, seperti downburst, yang merupakan kondisi ketika aliran udara turun secara kuat dan tiba-tiba.
Dampak Hujan Virga terhadap Kualitas Udara
Salah satu temuan penting dari penelitian ini adalah dampak hujan virga terhadap kualitas udara lokal, khususnya dalam hal konsentrasi materi partikulat (PM) di permukaan. Peneliti mencatat adanya lonjakan mendadak dalam tingkat PM di permukaan setelah evaporasi hujan di beberapa fenomena virga yang tergolong kolumnar. Hal ini menunjukkan bahwa meskipun tidak ada curah hujan yang mencapai tanah, proses evaporasi dapat meningkatkan konsentrasi aerosol di lapisan atmosfer bawah.
Ketika air hujan menguap, ia tidak hanya membawa uap air ke atmosfer tetapi juga dapat mengangkut komponen non-volatile seperti klorida dan sulfat ke dalam aerosol. Komponen-komponen ini dapat berfungsi sebagai inti kondensasi untuk partikel aerosol baru. Proses ini penting karena dapat memengaruhi kualitas udara sekitar secara signifikan, terutama di daerah dengan polusi udara tinggi.
Metodologi dan Temuan Penelitian
Penelitian berlangsung menggunakan data dari ceilometer yang terletak di kampus University of Texas at El Paso (UTEP) untuk mendeteksi peristiwa virga antara tahun 2015 hingga 2021. Data backscatter aerosol dari ceilometer berguna untuk mengidentifikasi kejadian virga berdasarkan intensitas backscatter. Selain itu, data dari stasiun pengamatan kualitas udara (CAMS) berguna untuk menganalisis dampak virga terhadap konsentrasi PM di permukaan. Berikut adalah penggunaan data dan alat pada penelitian:
- Ceilometer: Berguna untuk memantau intensitas backscatter dari partikel aerosol.
- Radiosonde: Memberikan data tentang kondisi atmosfer pada hari-hari kejadian virga.
- Stasiun Pemantauan Kualitas Udara: Memantau konsentrasi PM secara real-time.
Dari analisis data, peneliti mengidentifikasi 50 kejadian virga selama periode penelitian. Dari jumlah tersebut, 20 kejadian menunjukkan struktur kolumnar yang jelas. Pada kejadian-kejadian ini, terdapat peningkatan konsentrasi PM setelah peristiwa virga, menandakan adanya pengaruh langsung terhadap kualitas udara lokal. Penelitian juga menemukan pola musiman dalam kejadian virga, dengan frekuensi tertinggi terjadi selama musim panas dan awal musim gugur. Hal ini sejalan dengan karakteristik iklim semi-kering El Paso, di mana curah hujan terbatas dan suhu tinggi mendukung pembentukan awan dengan basis tinggi.
Dampak Terhadap Kualitas Udara
Fenomena hujan virga memiliki dampak signifikan terhadap kualitas udara melalui peningkatan materi partikulat di permukaan. Meskipun tidak ada curah hujan yang mencapai tanah, proses evaporasi selama kejadian virga dapat meningkatkan konsentrasi aerosol dan mempengaruhi kesehatan lingkungan serta kualitas udara lokal. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk memahami mekanisme kompleks yang terlibat dalam interaksi antara virga dan partikel atmosfer serta implikasinya terhadap kesehatan masyarakat dan kebijakan lingkungan. Dalam konteks perubahan iklim global dan peningkatan urbanisasi, pemahaman tentang fenomena ini menjadi semakin penting untuk merumuskan strategi mitigasi terhadap polusi udara dan dampaknya pada kesehatan manusia serta ekosistem.
Fenomena Hujan Virga Salju di Swiss
Penelitian dalam jurnal Remote Sensing oleh Beynon dan Hocke (2022) berjudul “Snow Virga above the Swiss Plateau Observed by a Micro Rain Radar” mengeksplorasi fenomena hujan virga salju yang terjadi di Swiss Plateau menggunakan teknologi radar. Penelitian ini berfokus pada hujan virga salju dan bagaimana fenomena ini dapat diukur dan dianalisis dengan menggunakan Micro Rain Radar (MRR). Tujuan dari penelitian ini untuk memahami dinamika atmosfer, terutama dalam konteks perubahan iklim dan pola cuaca ekstrem.
Pengukuran presipitasi menggunakan Micro Rain Radar (MRR) yang memiliki kemampuan untuk mengukur presipitasi dengan resolusi tinggi. MRR bekerja dengan prinsip Doppler untuk mendeteksi kecepatan jatuhnya partikel air, serta memberikan data tentang intensitas dan jenis presipitasi. Pengolahan data dilakukan dengan mengolah sinyal radar untuk mendapatkan informasi yang akurat mengenai karakteristik hujan virga.
Hasil Penelitian
Penelitian menemukan beberapa kejadian hujan virga salju, dengan fokus khusus pada peristiwa yang terjadi pada 17 Maret 2013. Pengamatan menunjukkan bahwa meskipun ada presipitasi yang terdeteksi oleh MRR, tidak semua presipitasi mencapai permukaan tanah. Kriteria pemilihan untuk mendeteksi hujan virga meliputi analisis backscatter dari radar dan pengukuran intensitas presipitasi. Peneliti juga memperhatikan kondisi meteorologis yang mendasari kejadian tersebut.
Analisis visibilitas awan menunjukkan bahwa kondisi atmosfer dapat mempengaruhi seberapa efektif presipitasi mencapai tanah. Dalam beberapa kasus, meskipun radar mencatat adanya presipitasi, kondisi kering di lapisan bawah menyebabkan evaporasi sebelum mencapai permukaan. Diskusi dalam penelitian menggarisbawahi pentingnya memahami situasi meteorologis yang mendasari kejadian hujan virga. Data menunjukkan bahwa pada 17 Maret 2013, terdapat kondisi kelembapan tinggi di atmosfer yang berkontribusi pada pembentukan awan salju. Namun, sebelum mencapai tanah, sebagian besar presipitasi mengalami evaporasi.
Faktor yang Memengaruhi Presipitasi pada Hujan Virga Salju
Penelitian ini menyimpulkan bahwa meskipun hujan virga salju dapat terdeteksi dengan MRR, banyak faktor yang memengaruhi apakah presipitasi tersebut akan mencapai permukaan atau tidak. Ini termasuk suhu udara, kelembapan relatif, dan kecepatan angin.
Penelitian oleh Beynon dan Hocke memberikan kontribusi signifikan terhadap pemahaman kita tentang fenomena hujan virga salju. Dengan menggunakan teknologi radar canggih seperti MRR, peneliti dapat mengamati dan menganalisis karakteristik presipitasi dengan lebih baik. Temuan ini tidak hanya relevan untuk studi meteorologi tetapi juga memiliki implikasi bagi model cuaca dan perubahan iklim di masa depan.
Dengan meningkatnya frekuensi peristiwa cuaca ekstrem akibat perubahan iklim, pemahaman yang lebih baik tentang fenomena seperti hujan virga menjadi semakin penting. Penelitian lebih lanjut di bidang ini diharapkan dapat membantu dalam pengembangan strategi mitigasi terhadap dampak negatif dari perubahan iklim dan meningkatkan prediksi cuaca secara keseluruhan.
Referensi
Karle, et al. 2022. Systematic analysis of virga and its impact on surface particulate
matter observations. Diakses pada 8 Desember 2024 dari https://egusphere.copernicus.org/preprints/2022/egusphere-2022-906/egusphere-2022-906.pdf
Beynon dan Hocke. 2022. Snow Virga above the Swiss Plateau Observed by a Micro Rain Radar. Diakses pada 8 Desember 2024 dari https://www.mdpi.com/2072-4292/14/4/890
