Atmosfer bumi terdiri dari beberapa lapisan yang saling berinteraksi, mulai dari permukaan bumi hingga batas luar angkasa. Studi tentang atmosfer ini sangat penting dalam memprediksi cuaca, memahami perubahan iklim, serta meneliti dampak aktivitas luar angkasa terhadap bumi. Namun selama ini, ada bagian dari atmosfer yang sulit untuk diamati secara langsung, terutama di ketinggian 50 hingga 110 km di atas permukaan bumi. Wilayah ini sering disebut sebagai “ignorosphere” karena minimnya data yang tersedia.
Untuk mengatasi tantangan ini, sekelompok ilmuwan dari University of Tokyo mengembangkan sebuah dataset baru yang disebut JAGUAR-DAS Whole neutral Atmosphere Reanalysis (JAWARA). Dataset ini mencakup hampir 20 tahun data atmosfer, dari September 2004 hingga Desember 2023, yang mencakup seluruh lapisan atmosfer dari permukaan bumi hingga sekitar 110 km di atasnya. Dengan data ini, ilmuwan dapat lebih memahami dinamika atmosfer secara menyeluruh.
Apa Itu Atmosfer dan Mengapa Penting?
Atmosfer adalah lapisan gas yang menyelimuti bumi dan terdiri dari beberapa lapisan utama:
- Troposfer (0-12 km): Lapisan tempat terjadi cuaca dan kehidupan manusia.
- Stratosfer (12-50 km): Tempat lapisan ozon yang melindungi bumi dari radiasi UV.
- Mesosfer (50-85 km): Lapisan tempat meteor terbakar saat masuk ke atmosfer.
- Termosfer (85-600 km): Tempat aurora terjadi dan lokasi banyak satelit.
- Eksosfer (>600 km): Lapisan terluar yang berbatasan langsung dengan ruang angkasa.
Wilayah atmosfer antara 50 hingga 110 km sangat menarik karena memiliki fenomena unik, seperti:
- Gelombang gravitasi atmosfer, yang memengaruhi pola angin dan suhu.
- Pasang surut atmosfer global, yang dapat memengaruhi cuaca dan iklim.
- Pengaruh cuaca luar angkasa, termasuk dampak dari badai matahari terhadap komunikasi dan satelit.
Sebelumnya, penelitian di wilayah ini sulit dilakukan karena terlalu tinggi untuk balon cuaca dan terlalu rendah untuk pengamatan satelit secara langsung. Dengan hadirnya JAWARA, kini ilmuwan memiliki data yang lebih lengkap untuk memahami fenomena ini secara mendalam.
Baca juga: Pergeseran Sungai Atmosfer Memengaruhi Pola Hujan dan Badai di Seluruh Dunia
Bagaimana Dataset JAWARA Dibuat?
JAWARA dikembangkan menggunakan sistem Japanese Atmospheric General circulation model for Upper Atmosphere Research-Data Assimilation System (JAGUAR-DAS). Sistem ini menggabungkan model numerik dengan data observasi untuk menghasilkan data atmosfer yang lebih akurat dan lengkap. Beberapa sumber data yang digunakan dalam JAWARA meliputi:
- Pengamatan konvensional seperti data dari balon cuaca dan stasiun darat.
- Data satelit, termasuk data suhu dari Aura MLS dan TIMED SABER.
- Radiasi satelit dari SSMIS, yang membantu mengamati suhu di stratosfer dan mesosfer.
Dengan sistem ini, JAWARA dapat menyajikan gambaran atmosfer yang lebih utuh dan memungkinkan analisis yang lebih mendalam tentang pola sirkulasi udara, perubahan suhu, serta interaksi antar lapisan atmosfer.
Manfaat JAWARA untuk Ilmu Pengetahuan dan Kehidupan Sehari-hari
Dataset JAWARA memiliki berbagai manfaat, di antaranya:
- Peningkatan Prediksi Cuaca dan Perubahan Iklim
- Dengan memahami interaksi antar lapisan atmosfer, prediksi cuaca musiman bisa lebih akurat.
- Model iklim dapat diperbaiki untuk memahami tren perubahan suhu global dan fenomena ekstrem.
- Pemahaman Cuaca Luar Angkasa
- JAWARA membantu mempelajari interaksi antara atmosfer bumi dengan angkasa luar.
- Data ini dapat digunakan untuk memahami bagaimana badai matahari memengaruhi ionosfer, yang berdampak pada sinyal GPS dan komunikasi satelit.
- Kolaborasi Ilmuwan Atmosfer dan Ahli Antariksa
- Dengan adanya dataset ini, ilmuwan atmosfer dan peneliti luar angkasa dapat bekerja sama untuk memahami bagaimana aktivitas luar angkasa memengaruhi kondisi atmosfer bumi.
- Pengembangan Teknologi dan Keamanan Satelit
- Data JAWARA dapat membantu meningkatkan ketahanan satelit terhadap gangguan cuaca luar angkasa.
- Prediksi kondisi ionosfer yang lebih akurat dapat membantu navigasi penerbangan dan telekomunikasi global.
Bagaimana JAWARA Membantu Studi Global?
Dataset JAWARA kini tersedia untuk umum dan dapat digunakan oleh peneliti di seluruh dunia. Studi berbasis JAWARA dapat diterapkan dalam:
- Penelitian perubahan iklim untuk memahami pola cuaca dalam jangka panjang.
- Prediksi musim ekstrem, seperti badai dan gelombang panas.
- Studi tentang efek perubahan atmosfer terhadap lingkungan, seperti dampak polusi terhadap lapisan ozon.
Kesimpulan
JAWARA adalah terobosan besar dalam studi atmosfer yang memungkinkan pemahaman yang lebih baik tentang dinamika atmosfer dari permukaan bumi hingga batas luar angkasa. Dengan dataset ini, ilmuwan dapat meningkatkan prediksi cuaca, memperbaiki model iklim, serta memahami dampak cuaca luar angkasa terhadap kehidupan di bumi. Data JAWARA kini tersedia untuk publik dan dapat diakses oleh peneliti di seluruh dunia untuk memperdalam studi tentang atmosfer bumi dan luar angkasa.
Dengan informasi yang lebih akurat dan luas, JAWARA membantu dunia dalam memahami hubungan antara atmosfer dan ruang angkasa, membuka peluang baru untuk ilmu pengetahuan dan teknologi masa depan.
Referensi:
[1] https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00382.html, diakses pada 7 Februari 2025.
[2] Dai Koshin, Kaoru Sato, Shingo Watanabe, Kazuyuki Miyazaki. The JAGUAR-DAS whole neutral atmosphere reanalysis: JAWARA. Progress in Earth and Planetary Science, 2025; 12 (1) DOI: 10.1186/s40645-024-00674-3
