Inovasi BMKG di Tengah Karhutla, Menguji Potensi Dry Ice

Belakangan Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika (BMKG) bersama Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB) dan beberapa pihak lainnya, tengah gencar melakukan Operasi Modifikasi Cuaca (OMC). Dalam siaran resminya, BMKG menjelaskan kegiatan ini dilakukan untuk mengendalikan dampak kebakaran hutan dan lahan (karhutla) di beberapa daerah.

Menariknya, sejak awal operasi ini, BMKG disebut menggunakan teknologi yang terhitung baru yakni, menggunakan dry ice atau es kering. Bahan ini disebut membantu mengurai kabut asap yang terperangkap di lapisan inversi atmosfer sekaligus membuka peluang terbentuknya awan.

Direktur Operasional Modifikasi Cuaca BMKG, Budi Harsoyo, melalui keterangan persnya mengungkapkan, melalui penyemaian dry ice, BMKG berupaya mengurangi lapisan inversi agar asap yang terperangkap dapat terdispersi atau terurai. 

“Ketika lapisan ini melemah, radiasi matahari diharapkan dapat menembus atmosfer dengan lebih baik sehingga mendukung proses konveksi dan pembentukan awan hujan dan diharapkan membantu memperbaiki kualitas udara serta jarak pandang,” jelasnya. 

Cara Kerja Modifikasi Cuaca

Deputi Bidang Modifikasi Cuaca BMKG, Tri Handoko Seto menjelaskan, modifikasi cuaca merupakan upaya intervensi terhadap proses fisika di dalam awan untuk mengoptimalkan potensi hujan yang tersedia di atmosfer. Teknologi ini tidak menciptakan awan atau air dari kondisi langit yang sepenuhnya cerah, melainkan memanfaatkan awan yang memiliki potensi untuk menghasilkan hujan.

Secara ilmiah, salah satu metode yang digunakan adalah penyemaian awan. Metode ini memasukkan bahan semai ke dalam sistem awan yang memenuhi kriteria parameter meteorologis.

Bahan semai antara lain, natrium klorida atau garam, berfungsi sebagai inti kondensasi yang membantu proses pembentukan dan pertumbuhan butir-butir air di dalam awan.

“Dalam pelaksanaannya, BMKG melakukan analisis atmosfer, memantau pertumbuhan awan, serta menentukan lokasi dan waktu penyemaian yang tepat. Bahan semai kemudian disebarkan menggunakan pesawat atau wahana lain yang sesuai dengan karakteristik awan dan tujuan operasi,” ucap Tri.

Tri menambahkan, tidak semua awan dapat disemai. Keputusan OMC harus didasarkan pada analisis meteorologi dan pengamatan atmosfer secara aktual. Beberapa kondisi  yang menjadi pertimbangan antara lain kelembaban atmosfer, utamanya pada lapisan yang berperan dalam pembentukan, pertumbuhan, dan perkembangan awan.

Inovasi Terbaru

Selama ini OMC lebih dikenal bertujuan untuk mendatangkan hujan di tengah kemarau panjang. Pada karhutla, masalah yang dihadapi adalah lapisan inversi.

Ini adalah wilayah atmosfer di mana suhu udara justru meningkat seiring bertambahnya ketinggian, sebab asap pembakaran. Masalahnya, kondisi ini bertentangan dengan keadaan normal di lapisan troposfer, di mana suhu udara biasanya semakin dingin seiring naiknya ketinggian.

Akibat adanya lapisan inversi ini, terjadi fenomena yang mengganggu masyarakat. Lapisan ini menahan polusi udara, karena berfungsi seperti tutup yang menghentikan pergerakan vertikal udara. 

Ini membuat polutan, seperti asap kendaraan dan karhutla, akan terjebak di dekat permukaan. Lapisan inversi juga memperparah kabut asap dan partikel berbahaya seperti PM2.5.

Pada kondisi normal, inversi suhu terjadi ketika lapisan udara hangat berada di atas udara yang lebih dingin pada permukaan bumi. Biasanya, terjadi saat malam hari, langit cerah, serta kecepatan angin rendah. 

Akibatnya, udara di dekat permukaan menjadi stabil dan tidak mampu mengangkat polutan ke lapisan atmosfer yang lebih tinggi. Saat ini, dengan menggunakan dry ice bertujuan menurunkan temperatur lapisan inversi. 

Setelahnya, asap akan mudah naik ke atas dan terurai. Sinar matahari kemudian dapat menciptakan awan yang nantinya bisa menjadi bakal hujan.

Tri menjelaskan, karena saat ini kita tengah berada di puncak musim kemarau, apalagi ada El Nino yang sangat kuat, keberadaan awan sangat sedikit, bahkan tidak ada. “Nah ketika tidak ada awan maka kita gunakan dry ice mengurangi kepekatan asap, setelahnya radiasi matahari masuk permukaan dan memungkinkan tumbuhnya awan,” ujarnya, dalam keterangan pers yang diterima Swara Indonesia Raya. 

Setelah awannya tumbuh, ia menjelaskan, maka akan disemai dengan NaCl dan bahan lainnya. Terkait prosesnya, BMKG melakukan beberapa langkah pengukuran. 

Pertama pengukuran profil udara, dimana tim pada pagi hari menggunakan radiosonde untuk menentukan ketinggian, ketebalan dan kekuatan lapisan inversi. Radiosonde adalah perangkat instrumen pengukuran cuaca berupa kotak kecil berbobot ringan yang digantungkan pada balon cuaca.

Perangkat ini, biasanya berisi hidrogen atau helium untuk mengamati kondisi atmosfer secara vertikal.

Setelahnya, dry ice disiapkan dalam bentuk pelet kecil dengan ukuran sedikit lebih besar dari butiran besar. Pada operasi OMC di Kalimantan, pesawat membawa 800 kilo gram dry ice per sorti (penerbangan untuk penyemaian) dan menaburkan tepat di atas lapisan inversi yang telah diidentifikasi.

Tim kemudian tetap melakukan pengukuran suhu untuk memastikan perubahan atmosfer yang diinginkan terjadi, biasanya 30 menit kemudian sudah terasa perubahannya. Jumlah sorti penerbangan yang dilakukan per hari bisa mencapai 4 sampai 5 kali, bergantung ketebalan dan kekuatan lapisan inversi di wilayah tersebut.

Belum tercatat ada sisi negatif dari teknik ini. Ukuran dry ice yang kecil membuatnya tersublimasi pada lapisan inversi, jauh sebelum mencapai permukaan. Ini membuat dampak positifnya, dimana pengurangan polutan dan jarak pandang, lebih dirasakan.

Ukuran Keberhasilan

Tri menjelaskan indikator keberhasilan OMC harus disesuaikan dengan tujuan pelaksanaannya. Operasi untuk meningkatkan pasokan air memiliki indikator yang berbeda dengan operasi yang mendukung mitigasi banjir atau karhutla. 

Pada OMC pemenuhan kebutuhan air, indikator keberhasilan dapat dilihat dari tambahan masukan air ke daerah tangkapan air dan kontribusinya terhadap inflow waduk atau danau. Untuk banjir dapat dilihat dari sebaran hujan serta penurunan jumlah waktu kejadian dan intensitas hujan di wilayah target.

“Pada mitigasi karhutla indikator dapat dilihat berupa kenaikan alat pengukur tinggi muka air tanah gambut untuk pembasahan lahan gambut dan penurunan potensi kekeringan di wilayah rawan karhutla,” ucap Tri.

Proses modifikasi cuaca juga tidak lepas dari ketergantungan pada beberapa faktor. Tri menyebut, ini merupakan teknologi yang bergantung pada kondisi alam sehingga memiliki keterbatasan yang harus dipahami.

Pertama, ketergantungan pada kondisi atmosfer. Penyemaian hanya dapat dilakukan secara efektif apabila tersedia awan dengan karakteristik yang sesuai. Jika awan potensial tidak terbentuk atau kondisi atmosfer tidak mendukung, pelaksanaan operasi menjadi terbatas.

Kedua, ketidakpastian respon awan. Awan merupakan sistem yang dinamis dan kompleks. Respon terhadap penyemaian dapat berbeda-beda, sehingga hasil operasi tidak dapat dijamin mutlak pada setiap kegiatan.

“Karena itu, OMC bukan pengganti upaya mitigasi lainnya, melainkan salah satu instrumen pendukung yang perlu dilaksanakan berdasarkan kajian ilmiah, perencanaan matang, pemantauan berkelanjutan,” ucap Tri.

Rencana Peningkatan

Tri menyebut, pihaknya tidak mengetahui apakah ada negara lain yang sudah menggunakan metode yang sama untuk OMC mereka. Saat ini, Indonesia yang tercatat sudah menerapkan teknik dengan dry ice secara langsung, bukan pada tahap riset.

Informasi terkini, sudah lebih dari 20 ton dry ice digunakan pada OMC karhutla. BMKG sendiri mencatat sebaran dry ice yang sudah disemai di Kalimatan Tengah sekitar 5,2 ton dan Sumatra Selatan lebih dari 4 ton. 

Melihat kesuksesan penggunaan dry ice ini, BMKG berupaya meningkatkan teknologi OMC di kemudian hari. Salah satunya, mengupayakan peningkatan akurasi, efektivitas, dan inovasi teknologi seiring dengan tantangan di lapangan. 

Utamanya, sinergi antara lembaga berkepentingan karena bencana seperti karhutla secara siklus akan terus terjadi. “Oleh karena itu dukungan dari ekosistem modifikasi cuaca mulai dari lembaga, perguruan tinggi sampai dengan sisi penganggaran jadi penting. Ini agar di masa yang akan datang saat bencana seperti ini terjadi, maka kita bisa lebih siap,” jelas Tri.