Mengenal Gelombang Kelvin dan Gelombang Rossby

GELOMBANG KELVIN DAN GELOMBANG ROSSBY

Gelombang Kelvin membutuhkan waktu dua bulan untuk menjalar melewati Samudera Pasifik, dan Gelombang Rossby membutuhkan waktu enam bulan untuk melewati samudera tersebut. Ketika keduanya mencapai daratan pada batas barat, maupun batas timur Samudera Pasifik, gelombang tersebut akan terpantulkan kembali ke dalam laut, dalam kasus Gelombang Kelvin energinya melemah pada lintang lebih tinggi di Pantai Barat Amerika. Siklus hidup dari kedua gelombang ini memperpanjang selama beberapa bulan durasi El Nino. Karenanya merupakan aspek kritis dari dinamika laut yang mengontrol evolusi El Nino, dan La Nina. (Sandy Harian.S.H dan Taufik Rachman)

Perambatan vertikal gelombang Kelvin ekuatorial dan korelasinya dengan aktivitas konvektif di atas Samudera Hindia bagian timur diselidiki melalui analisis dan pembandingan data radiosonde dan radio okultasi GPS/CHAMP. Sebanyak 80 balon radiosonde telah diluncurkan selama periode 5 – 14 Agustus 2005 di atas cakupan wilayah 1.640 N – 6.20 S, 88.20 E– 97.340 E, mengikuti jalur kapal penelitan Mirai sebagai bagian dari misi Studi Klimatologi dan Oseanografi Tropis. Hasil analisis data radiosonde menunjukkan variasi titik dingin tropopause terhadap ketinggian yang terkait dengan aktivitas gelombang Kelvin. Analisis lebih jauh memperlihatkan keberadaan aktivitas konvektif yang menguat terdeteksi selama 9 – 11 Agustus 2005. Selanjutnya, Karakteristik gelombang Kelvin ekuatorial diperoleh dengan melakukan fitting terhadap data perturbasi temperature GPS/CHAMP melalui pendekatan sinusoidal dengan teknik algoritma inversi non linier, berdasarkan asumsi bilangan gelombang zonal 1 dan 2. Telah ditemukan bahwa periodisitas gelombang Kelvin yang teramati berkisar antara 5 – 6 hari. Hasil pembandingan diagram ketinggian terhadap waktu dari perturbasi temperatur data radiosonde dan GPS/CHAMP memperlihatkan propagasi gelombang Kelvin ke arah bawah, dimana terlihat lebih nyata selama 11 – 14 Agustus 2005. Kemudian, peningkatan energi potensial dan kinetik dari propagasi gelombang Kelvin ke arah bawah terlihat mendahului kejadian konveksi yang menguat, dimana hal ini diyakini sebagai pasangan (interaksi) antara aktivitas konvektif dan gelombang Kelvin ekuatorial.( Noersomadi dan Tri Wahyu Hadi)

Gelombang Kelvin diidentifikasi pada lapisan tropopause dan stratosfer bawah Indonesia dengan menggunakan teknik transformasi Fourier dari fungsi runtun waktu autokovarian ƒ(ω) angin zonal dan angin meridional. Penelitian ini dilatarbelakangi oleh belum lengkapnya kajian terkait bukti keberadaan dan perilaku gelombang Kelvin, yang meliputi propagasi, struktur, periodisitas dan interaksinya dengan tipe-tipe osilasi atmosfer khatulistiwa di Indonesia. Hasil analisis spektral dan analisis distribusi energi kinetik (EK) angin horizontal pada lapisan tropopause, menunjukkan bahwa gelombang Kelvin di Indonesia Bagian Barat (IBB) muncul pada periode 15 harian (2πω-1, groundbase) dalam periode pengamatan I (observasi pada periode 1 Januari- 30 Maret yang berasosiasi dengan musim basah monsunal) dan 18 harian pada periode pengamatan III (observasi pada periode 29 Juni-26 September berasosiasi dengan musim kering monsunal). Di Indonesia Bagian Tengah (IBTA), gelombang Kelvin hanya ditemukan pada periode 12,9-18 harian dalam pengamatan I. Sementara di kawasan Indonesia Bagian Timur (IBT), gelombang ini muncul pada periode 10-12,9 harian pada periode pengamatan I dan 15-18 harian pada periode pengamatan III. Kehadiran gelombang Kelvin pada periode II dan IV tidak jelas teramati di Indonesia. Respon EK pada osilasi gelombang Kelvin 10-18 harian akan muncul ketika fenomena monsun menguat di troposfer Asia Tenggara. Pada lapisan stratosfer bawah Indonesia, gelombang Kelvin kuat teramati hanya pada periode pengamatan I dengan kisaran periode rata-rata 15-18 harian.( Sandro Wellyanto Lubis dan Sonni Setiawan)

Pada hulan JJAS, gelombang Kelvin yang teramati memiliki periode 10-20 harian sedangkan pada bulan DJFM memiliki periode 20 harian. Gelombang Kelvin tersehut merambat ke timur. Adanya aktivitas konvektif yang besar di wilayah Indonesia mampu menggatiggu perambatan geloinbang Kelvin. Awan-awan konvektif tersebut ditunjukkan dengan menggunakan data OLR. Pada periode JJAS, gangguan tersebut kuat pada bagian bumi utara sedangkan pada periode DJFM pada ekutor. Adanya gangguan tersebut dapat meningkatkan angin timuran sehingga meningkatkan amplitude gelombang di bagian bumi utara pada JJAS dan bagian bumi selatan pada DJFM. Dari analisis pada lapisan 500-150 mb, terlihat adanya osilasi 20 harian (JJAS) dan 10-20 harian (DJFM) dengan perambatan ke atas. Kondisi ini menunjukkan bahwa gelombang Kelvin yang teramati pada lapisan tropopause dibangkitkan dari bawah. Gelombang Kelvin yang teramati dekat dengan sumber pembangkitnya.( Cornelius Antoni Nababan)

SINTESIS

Dari beberapa pendapat dan penelitian dari beberapa ahli di atas maka kami simpulkan bahwa Gelombang Kelvin dan Gelombang Rossby adalah dua jenis gelombang oseanik yang yang dihasilkan pada samudra ekuatorial oleh variasi angin permukaan skala global. Gelombang Kelvin menyebar ke arah timur sepanjang ekuator, dan Gelombang Rossby menyebar ke arah barat. Keduanya merupakan kejadian bawah permukaan laut sebagai gerakan undulasi dari lapisan termoklin yang menyebabkan kenaikkan dan penurunan lapisan ini hingga puluhan meter.

Kedua gelombang ini dapat dimonitoring dengan dengan cara menganalisis data suhu permukaan laut (sst),angin, dan densitas air laut dan densitas udara. Gelombang Kelvin dibangkitkan karena pengaruh pemanasan di ekuator yang berinteraksi dengan angin pasat timuran yang akibat pengaruh rotasi bumi dan gaya coriolis. Pada saat angin pasat menguat maka Gelombang Kelvin tidak aktif sedangkan pada saat angin pasat melemah maka Gelombang Kelvin akan aktif dan bergerak ke Pasifik Timur. Gelombang Kelvin mempengaruhi terjadinya ENSO,QBO dan MJO.

Pengaruh Gelombang Kelvin terhadap daerah di Indonesia adalah aktifnya EL Nino dan La Nina yang mengakibatkan kuarangnya curah hujan pada saat El Nino dan kuatnya curah hujan pada kejadian La Nina. Gelombang Kelvin memiliki periode 10-20 hari. Namun ada juga yang periodenya 7-10 hari (pada stratosfer atas) yang dikenal dengan Fast Kelvin (FK) dan juga periodenya 3-4 hari (pada lapisan mesosfer dan thermosfer bawah) yang dikenal dengan Ultra Fast Kelvin (UFK). Sedangkan Gelombang Rossby memiliki periode gelombang 5-18 hari.

Energi Gelombang Kelvin pada kondisi Normal, El Nino, dan La Nina sama-sama menguat di tropopause kepulauan Indonesia, tetapi pada kondisi La Niña energi gelombang Kelvin di tropopause kepulauan Indonesia lebih kuat dibandingkan dengan kondisi Normal. Pada kondisi El Nino energi gelombang Kelvin di tropopause Samudra Pasifik bagian tengah dan timur lebih kuat dibandingkan dengan kondisi Normal dan La Nina.