Antisipasi Banjir dan Kekeringan: Manfaat Hidrometeorologi bagi Masyarakat

Hidrometeorlogi dan komponen penyusunannya terkait dampak perubahan iklim yang menyebabkan perubahan pada sistem hidrologi dan parameter meteorologi
Gambar: https://nyaspubs.onlinelibrary.wiley.com /doi/full/10.1111/nyas.14337

Hai! Pernahkah Anda bertanya-tanya bagaimana para ahli cuaca dengan tepat memprediksi badai mendatang, memantau sumber daya air, atau memahami pola iklim? Semuanya berkaitan dengan bidang menarik yang disebut hidrometeorologi! 

Dalam artikel ini, kita akan menyelami dunia menarik hidrometeorologi, di mana ilmu atmosfer bertemu hidrologi. Kita akan menjelajahi peran penting hidrometeorolog dalam membentuk ramalan cuaca, mengelola sumber daya air, dan mempersiapkan diri menghadapi bencana alam.

Pengertian Hidrometeorologi

Hidrometeorologi adalah bidang studi ilmiah yang menggabungkan aspek meteorologi dan hidrologi. Meteorologi adalah bidang studi interdisipliner yang berspesialisasi dalam ilmu atmosfer, khususnya yang berkaitan dengan pola cuaca [1]. 

Hidrologi, dalam istilah yang paling sederhana, adalah studi tentang air di bumi. Sebagai perbandingan, hidrometeorologi mempelajari air yang berhubungan dengan atmosfer bumi yang lebih rendah dan berinteraksi dengan permukaan bumi.

Dalam hidrometeorologi, data meteorologi dimasukkan ke dalam model hidrologi untuk memprediksi pertukaran air dan energi antara permukaan tanah dan atmosfer, cuaca, iklim, dan bencana alam seperti kebakaran hutan, badai, kekeringan, dan banjir.

Ahli klimatologi fokus pada skala musiman hingga decadal, sementara ahli hidrometeorologi lebih tertarik untuk mempelajari peristiwa skala waktu singkat (yaitu, berjam-jam hingga beberapa hari) seperti badai hebat dan banjir bandang [2].

Hidrometeorologi fokus pada analisis siklus hidrologi, yang melibatkan pergerakan dan distribusi air di Bumi. Di dalamnya mempelajari neraca air, statistik curah hujan dari badai, dan hubungan antara variabel meteorologi dan presipitasi yang mencapai permukaan tanah. 

Pengetahuan ini sangat penting dalam merancang struktur pengendalian banjir dan sistem penggunaan air, seperti bendungan dan waduk, untuk mengelola sumber daya air secara efektif.

Sejarah Perkembangan

Hidrometeorologi memiliki sejarah panjang untuk mencapai kondisi saat ini. Berikut ringkasannya mengutip dari https://www.intechopen.com/.

Pada periode prasejarah, juga dikenal sebagai periode spekulasi, pengetahuan meteorologi hanya didasarkan pada teori spekulatif. Di era yang panjang ini, hipotesis tanpa validasi empiris dikembangkan untuk menggambarkan meteorologi, cuaca, dan iklim. 

Masa prasejarah mencakup era pra-Aristotelian jauh sebelum penemuan instrumen meteorologi. Sekitar 3000 SM, instrumen kuno (disebut Nilometer) pertama kali digunakan untuk mengukur ketinggian air Sungai Nil. Nilometer membantu petani mengairi pertanian mereka dengan lebih efisien

Pada akhir zaman Archaic, para filsuf Ionia belajar proses hidrologi mendasar dengan mempelajari fenomena meteorologi.

Misalnya, Anaximander (610–546 SM) menjelaskan hubungan antara curah hujan dan sinar matahari dalam bukunya yang berjudul “Di Alam”. Untuk pertama kalinya, Xenophanes (570–475 SM) mengungkapkan konsep siklus hidrologi dan peran laut di dalamnya.

Hidrometeorologi pada zaman awal dan pertengahan modern (1400–1800). Selama era ini, banyak ilmuwan mencoba mengembangkan metode dan instrumen baru untuk memantau variabel hidrometeorologi. Akhir era teori dan permulaan meteorologi modern dibatasi oleh 'filsuf modern' pertama, Rene Descartes (1596–1650 M)

Perkembangan hidrometeorologi semakin meningkat pada akhir abad ke-17 dan awal abad ke-18. Robert Hooke (1635–1703 M) memiliki gagasan baru untuk merancang instrumen hidrometeorologi. 

Kolaborasinya dengan Sir Christopher Wren mengarah pada pembangunan alat pengukur hujan otomatis pertama, yang disebut alat pengukur hujan tipping bucket. Richard Towneley (1677–1704 M) menggunakan pengukur hujan otomatis mereka untuk mengukur curah hujan di Inggris.

Pada abad ke-18, para ilmuwan meningkatkan keakuratan instrumen untuk memantau fenomena meteorologi dengan lebih andal. Pada 1743, Benjamin Franklin mempelajari pergerakan badai di Philadelphia dan Boston.

Pada abad ke-19, ilmuwan meteorologi menggunakan perangkat baru (misalnya, psikrometer, higrometer, meteorograf, dan layang-layang cuaca) di stasiun cuaca. Mereka juga mengkategorikan beberapa fenomena meteorologi seperti awan, badai, dan tornado. 

Naturalis Inggris Luke Howard (1772–1864) mengklasifikasikan berbagai jenis awan pada tahun 1803. Pada tahun 1830, pedagang Connecticut William Redfield (1789–1857) menemukan gerakan melingkar angin topan. Dia juga mengklasifikasikan berbagai jenis angin topan dan tornado

Hidrometeorologi modern lahir pada zaman kontemporer (1900-sekarang). Di era ini, data cuaca digunakan dalam model ramalan .

Penemuan stratosfer pada awal abad ke-20 oleh Léon Philippe Teisserenc de Bort (1855–1913) memajukan meteorologi dan hidrometeorologi. 

Demikian pula, penemuan tropopause (yaitu, zona penyangga antara troposfer dan stratosfer) oleh Ernest Gold (1881–1976) dan William Jackson Humphreys (1862–1949) pada tahun 1900 menambah lebih lanjut hidrometeorologi. 

Pada tahun 1920, Sekolah Meteorologi Norwegia (NSM) memberikan kontribusi yang signifikan pada bidang meteorologi dengan menyelenggarakan seminar dan mengundang ilmuwan paling terkenal ke sana. 

Teori baru tentang permukaan frontal dan pengembangan sistem tekanan rendah oleh ilmuwan Norwegia, yaitu Vilhelm Bjerknes (1862–1951), Jacob Aall Bonnevie Bjerknes (1897–1975), Halvor Solberg (1895–1974), dan Tor Bergeron (1891–1977) mengambil posisi dominan dalam hidrometeorologi. 

Pada tahun 1940, Carl Gustaf Rossby (1898–1957) dari dinas cuaca AS menemukan aliran jet dan kendalinya atas pergerakan timur sebagian besar sistem cuaca.

Hidrometeorologi dan Siklus Air

Hidrometeorologi erat kaitannya dengan siklus air karena fokusnya adalah pada interaksi antara atmosfer Bumi dan air di permukaannya.

Skema siklus air di bumi yang merupakan proses utama dalam hidrometeorologi
Gambar: https://www.noaa.gov/education/resource-collections/freshwater/water-cycle

Siklus air, juga dikenal sebagai siklus hidrologi, adalah proses berkelanjutan di mana air bergerak antara permukaan Bumi dan atmosfer melalui berbagai tahap. Hidrometeorologi bertujuan untuk mempelajari dan memahami fisika, kimia, energi, dan aliran air atmosfer serta hubungannya dengan parameter lingkungan permukaan Bumi, termasuk siklus air.

Siklus air terdiri dari beberapa proses kunci yang bekerja sama untuk menjaga keseimbangan dalam distribusi dan pergerakan air di Bumi. Proses-proses ini meliputi:

1. Penguapan

Ini adalah proses di mana air dari permukaan Bumi, seperti laut, sungai, dan danau, serta tanah, berubah menjadi uap air melalui energi panas dari matahari. Uap air ini kemudian naik ke atmosfer.

2. Kondensasi

Ketika uap air naik ke atmosfer bagian atas yang lebih dingin, uap air tersebut berubah kembali menjadi tetes air cair, membentuk awan.

3. Presipitasi

Ketika tetes air dalam awan tumbuh cukup besar, mereka jatuh kembali ke permukaan Bumi sebagai presipitasi, yang bisa berupa hujan, salju, gerimis, atau es batu.

4. Infiltrasi dan Aliran Permukaan

Begitu presipitasi mencapai permukaan Bumi, air tersebut entah meresap ke dalam tanah dan menjadi air tanah atau mengalir ke sungai, aliran, dan akhirnya ke lautan.

5. Transpirasi

Proses ini melibatkan pelepasan air dari daun tanaman ke atmosfer.

6. Sublimasi

Sublimasi adalah konversi langsung dari es menjadi uap air tanpa meleleh.

Hidrometeorologi memainkan peran penting dalam memahami dan mengukur setiap proses ini dan interaksinya dengan atmosfer.

Ini melibatkan pengukuran dan analisis variabel meteorologi seperti suhu, kelembaban, kecepatan angin, dan radiasi matahari, serta variabel hidrologi seperti presipitasi, penguapan, kelembaban tanah, dan aliran sungai.

Dengan mempelajari variabel-variabel ini, hidrometeorolog dapat lebih memahami bagaimana air bergerak melalui atmosfer dan permukaan tanah, yang sangat penting untuk menilai evolusi iklim, ramalan cuaca, dan pengelolaan sumber daya air.

Bencana Terkait Hidrometeorologi

Bahaya hidrometeorologi disebabkan oleh peristiwa meteorologi dan iklim ekstrem yang melibatkan transfer air dan energi antara permukaan tanah dan atmosfer bagian bawah. 

Bahaya-bahaya ini dapat memiliki dampak signifikan pada kehidupan manusia, properti, mata pencaharian, dan lingkungan. Berikut beberapa jenis bahaya hidrometeorologi:

1. Banjir

Banjir terjadi ketika ada genangan air di lahan yang biasanya kering, sering disebabkan oleh curah hujan yang tinggi, lelehan salju yang cepat, atau kegagalan bendungan.

Banjir dapat menyebabkan kerusakan yang luas pada infrastruktur, pengungsian penduduk, serta hilangnya nyawa dan properti.

2. Kekeringan

Kekeringan adalah periode panjang hujan di bawah rata-rata yang mengakibatkan kekurangan air, produktivitas pertanian yang rendah, dan stres ekologis.

Kekeringan dapat memiliki dampak serius pada sumber daya air dan keamanan pangan.

3. Topan dan Siklon Tropis

Ini adalah badai kuat yang terbentuk di atas perairan laut hangat dan dapat menyebabkan kerusakan luas melalui angin kencang, gelombang badai, dan curah hujan yang deras, menyebabkan banjir dan tanah longsor.

4. Tornado

Tornado adalah kolom udara yang berputar dengan keras yang membentang dari badai petir ke tanah. 

Mereka dapat menyebabkan kerusakan besar pada struktur bangunan dan mengancam keselamatan manusia.

5. Tanah Longsor dan Banjir Lumpur

Tanah longsor terjadi ketika massa besar batu, tanah, atau puing-puing bergerak ke bawah bukit, sering dipicu oleh curah hujan yang tinggi atau lelehan salju yang cepat.

Banjir lumpur adalah jenis tanah longsor yang melibatkan tanah jenuh dan puing yang mengalir dengan cepat ke bawah.

6. Gelombang Badai

Gelombang badai adalah kenaikan abnormal permukaan laut selama badai, terutama siklon tropis, yang dapat menyebabkan banjir dan erosi di pantai.

7. Badai Salju dan Curah Hujan Lebat

Badai salju adalah badai musim dingin yang parah ditandai dengan angin kencang, visibilitas rendah, dan curah hujan lebat, yang menyebabkan gangguan transportasi dan bahaya potensial bagi keselamatan manusia.

8. Badai Hujan Es

Badai hujan es menghasilkan batu hujan besar yang dapat merusak tanaman, kendaraan, dan struktur bangunan.

9. Gelombang Panas dan Gelombang Dingin

Gelombang panas adalah periode panjang panas ekstrem, sementara gelombang dingin melibatkan periode panjang suhu dingin ekstrem, keduanya dapat memiliki efek buruk pada kesehatan manusia dan pertanian.

10. Longsor Salju

Longsor salju adalah massa salju, es, dan puing-puing yang bergerak cepat yang dapat dipicu oleh berbagai faktor, termasuk curah hujan salju yang tinggi, perubahan suhu, atau aktivitas manusia, yang mengancam wilayah pegunungan.

Bahaya hidrometeorologi merupakan perhatian besar di seluruh dunia, dan frekuensi dan intensitasnya dapat dipengaruhi oleh faktor seperti perubahan iklim, urbanisasi, dan perubahan penggunaan lahan. 

Memahami dan memantau bahaya-bahaya ini sangat penting untuk penilaian risiko yang efektif, kesiapsiagaan bencana, dan upaya mitigasi untuk melindungi masyarakat serta mengurangi dampak peristiwa cuaca ekstrem pada kehidupan manusia dan infrastruktur.

Antisipasi

Hidrometeorologi memainkan peran penting dalam mengantisipasi bencana terkait hidrometeorologi seperti banjir dan kekeringan dengan mempelajari dan memahami interaksi kompleks antara atmosfer dan air permukaan Bumi. 

Informasi yang disediakan oleh penelitian dan pengamatan hidrometeorologi sangat penting untuk mengembangkan sistem peringatan dini yang efektif, penilaian risiko, dan strategi pengelolaan guna mengurangi dampak dari peristiwa ekstrem hidroklimatik ini. 

Berikut adalah beberapa cara kunci di mana hidrometeorologi berkontribusi dalam mengantisipasi banjir dan kekeringan:

1. Memahami Ekstrem Hidroklimatik

Hidrometeorologi membantu mengidentifikasi dan memahami peristiwa cuaca ekstrem seperti curah hujan deras dan periode kering yang panjang yang dapat menyebabkan banjir dan kekeringan, masing-masing.

Dengan mempelajari frekuensi, intensitas, dan durasi dari peristiwa ekstrem ini, para hidrometeorolog dapat memberikan informasi berharga untuk meramalkan kemungkinan terjadinya dan dampak potensialnya pada berbagai wilayah [3].

2. Pemodelan Prediktif

Para hidrometeorolog menggunakan model dan simulasi yang canggih untuk memprediksi kondisi hidroklimatik di masa depan. 

Model-model ini mempertimbangkan berbagai faktor seperti kondisi atmosfer, pola presipitasi, kelembaban tanah, dan aliran air untuk memperkirakan kemungkinan banjir dan kekeringan pada skala waktu yang berbeda, mulai dari ramalan jangka pendek hingga proyeksi jangka panjang [4].

3. Pengumpulan dan Analisis Data

Hidrometeorologi bergantung pada data dari berbagai sumber, termasuk satelit, stasiun cuaca, dan jaringan pemantauan hidrologi, untuk terus-menerus memantau dan menganalisis variabel-variabel meteorologi dan hidrologi.

Data ini sangat penting untuk mengidentifikasi tren, pola, dan anomali yang dapat mengindikasikan potensi terjadinya banjir atau kekeringan [5].

4. Dampak Perubahan Iklim

Para hidrometeorolog mempelajari pengaruh perubahan iklim pada siklus hidrologi, termasuk pergeseran pola presipitasi, perubahan frekuensi peristiwa ekstrem, dan perubahan ketersediaan air. 

Memahami dampak ini penting untuk mengantisipasi perubahan pola banjir dan kekeringan dalam kondisi iklim yang berubah [6].

5. Sistem Peringatan Dini

Hidrometeorologi berkontribusi dalam pengembangan sistem peringatan dini untuk banjir dan kekeringan.

Dengan mengintegrasikan data cuaca real-time dan informasi hidrologi, sistem-sistem ini dapat memberikan peringatan tepat waktu kepada masyarakat dan pihak berwenang, memungkinkan mereka untuk mengambil langkah-langkah pencegahan dan merespons bencana potensial [7].

6. Adaptasi dan Ketangguhan

Penelitian hidrometeorologi membantu mengembangkan strategi dan kebijakan untuk mengelola sumber daya air, meningkatkan efisiensi penggunaan air, dan meningkatkan ketangguhan terhadap banjir dan kekeringan.

Langkah-langkah ini dapat mencakup pengembangan infrastruktur, perencanaan penggunaan lahan, dan praktik konservasi air [8].

Secara keseluruhan, hidrometeorologi memberikan wawasan berharga tentang perilaku siklus air dan interaksinya dengan atmosfer, memungkinkan antisipasi yang lebih baik terhadap banjir dan kekeringan. 

Dengan memahami interaksi antara atmosfer dan air permukaan Bumi, para ahli hidrometeorologi dapat mengidentifikasi dan memprediksi peristiwa ekstrem seperti banjir dan kekeringan dengan lebih akurat. 

Informasi ini mendukung pengembangan sistem peringatan dini yang efektif, penilaian risiko, dan strategi pengelolaan sumber daya air yang berkelanjutan. 

Dengan kontribusinya dalam memahami pola cuaca dan iklim serta perubahan yang terjadi, hidrometeorologi berperan penting dalam membantu masyarakat dan pemerintah menghadapi tantangan hidroklimatik dengan lebih siap dan tanggap.

Referensi

1. https://www.allthescience.org/what-is-hydrometeorology.htm
2. https://www.intechopen.com/chapters/74255
3. https://www.nature.com/articles/s44221-023-00047-y
4. https://wires.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/wat2.1520
5. https://www.rti.org/focus-area/hydrometeorology
6. https://climate.nasa.gov/news/2881/earths-freshwater-future-extremes-of-flood-and-drought/
7. https://www.nature.com/articles/s41598-022-06553-5
8. https://www.worldbank.org/en/news/feature/2021/06/17/floods-and-droughts-an-epic-response-to-these-hazards-in-the-era-of-climate-change
9. https://www.hindawi.com/journals/amete/2016/2367939/

Climate4life.info mendapat sedikit keuntungan dari penayangan iklan dan digunakan untuk operasional blog ini.

Jika menurut anda artikel ini bermanfaat, maukah mentraktir kami secangkir kopi melalu "trakteer id"?