Meningkatnya suhu dapat menyebabkan peningkatan 50 persen pada sambaran petir A.S. pada akhir abad ini, kata sebuah studi baru.
Arlington, Virginia, melihat ke arah Washington DC pada 1 September 2012. Foto Via Brian Allen
Sebuah studi baru, yang diterbitkan di Ilmu pada 14 November 2014, memprediksi peningkatan 50 persen pada sambaran petir di seluruh Amerika Serikat selama abad ini sebagai akibat dari pemanasan suhu yang terkait dengan perubahan iklim.
Studi ini melihat prediksi curah hujan dan daya apung awan di 11 model iklim yang berbeda dan menyimpulkan efek gabungannya akan menghasilkan pelepasan listrik yang lebih sering ke tanah.
David Romps adalah asisten profesor bidang ilmu Bumi dan planet dan ilmuwan fakultas di Lawrence Berkeley National Laboratory di University of California, Berkeley. Dia mengatakan dalam siaran pers:
Dengan pemanasan, badai petir menjadi lebih eksplosif. Ini ada hubungannya dengan uap air, yang merupakan bahan bakar untuk konveksi dalam yang eksplosif di atmosfer. Pemanasan menyebabkan ada lebih banyak uap air di atmosfer, dan jika Anda memiliki lebih banyak bahan bakar di sekitar, ketika Anda mendapatkan kunci kontak, itu bisa menjadi waktu yang besar.
Kredit gambar: fir0002 | flagstaffotos.com.au
Penulis studi menunjukkan bahwa satu dampak peningkatan serangan petir akan lebih banyak terjadi kebakaran, karena setengah dari semua kebakaran - dan seringkali yang paling sulit untuk dilawan - dinyalakan oleh petir.
Selain itu, lebih banyak petir kemungkinan akan menghasilkan lebih banyak nitrogen oksida di atmosfer, yang memberikan kontrol kuat pada kimia atmosfer, kata para ilmuwan ini.
Suasana eksplosif
Sementara beberapa studi telah menunjukkan perubahan petir yang terkait dengan variasi suhu musiman atau tahun ke tahun, belum ada analisis yang dapat diandalkan untuk menunjukkan apa yang mungkin terjadi di masa depan.
Romps dan mahasiswa pascasarjana Jacob Seeley berhipotesis bahwa dua sifat atmosfer - curah hujan dan daya apung awan - bersama-sama mungkin merupakan prediktor petir, dan melihat pengamatan selama 2011 untuk melihat apakah ada korelasi. Romps berkata:
Petir disebabkan oleh pemisahan muatan dalam awan, dan untuk memaksimalkan pemisahan muatan, Anda harus menambahkan lebih banyak uap air dan partikel es berat ke atmosfer. Kita sudah tahu bahwa semakin cepat updraft, semakin banyak kilat, dan semakin banyak presipitasi, semakin banyak kilat.
Curah hujan — jumlah total air yang menghantam tanah dalam bentuk hujan, salju, hujan es, atau bentuk lainnya — pada dasarnya adalah ukuran seberapa konvektif atmosfernya, dan konveksi menghasilkan petir. Kecepatan pendakian dari awan konvektif ditentukan oleh faktor yang disebut CAPE — energi potensial tersedia konvektif — yang diukur dengan instrumen yang ditularkan oleh balon, disebut radiosondes, dilepaskan ke seluruh Amerika Serikat dua kali sehari. Romps menjelaskan:
CAPE adalah ukuran seberapa berpotensi meledaknya atmosfer, yaitu, seberapa apik sebidang udara jika Anda berhasil mengatasinya, jika Anda berhasil memencetnya melalui udara di atasnya ke troposfer bebas. Kami berhipotesis bahwa produk curah hujan dan CAPE akan memprediksi petir.
Dengan menggunakan data Layanan Cuaca AS tentang curah hujan, pengukuran radiosonde CAPE, dan penghitungan sambaran petir dari National Deteksi Petir di Universitas Albany, Universitas Negeri New York, mereka menyimpulkan bahwa 77 persen variasi dalam sambaran petir dapat diprediksi dari hanya mengetahui dua parameter ini. Romps berkata:
Kami terpesona oleh betapa hebatnya itu bekerja untuk memprediksi serangan kilat.
Para peneliti kemudian melihat 11 model iklim yang berbeda yang memprediksi curah hujan dan CAPE selama abad ini dan diarsipkan dalam Proyek Intercomparison Model Coupled Model (CMIP5) terbaru. CMIP didirikan sebagai sumber daya bagi para ilmuwan iklim, menyediakan repositori output dari model iklim global yang dapat digunakan untuk perbandingan dan validasi. Romps berkata:
Dengan CMIP5, kami sekarang memiliki untuk pertama kalinya CAPE dan data curah hujan untuk menghitung deret waktu ini.
Rata-rata, model memprediksi kenaikan 11 persen CAPE di AS per derajat kenaikan suhu global rata-rata Celcius pada akhir abad ke-21.
Petir dari awan ke tanah menyerang
Karena model-model tersebut memprediksikan sedikit peningkatan curah hujan rata-rata secara nasional selama periode ini, produk CAPE dan curah hujan memberikan kenaikan sekitar 12 persen pada sambaran petir awan ke tanah per derajat di AS yang bersebelahan, atau peningkatan sekitar 50 persen pada tahun 2100 jika Bumi melihat peningkatan suhu 4 derajat Celsius (7 derajat Fahrenheit) yang diharapkan. Ini mengasumsikan emisi karbon dioksida terus meningkat konsisten dengan bisnis seperti biasa.
Tepatnya mengapa CAPE meningkat ketika iklim menghangat masih merupakan area penelitian aktif, meskipun jelas bahwa itu berkaitan dengan fisika dasar air. Udara hangat biasanya mengandung lebih banyak uap air daripada udara dingin; pada kenyataannya, jumlah uap air yang dapat "tahan" udara meningkat secara eksponensial dengan suhu. Karena uap air adalah bahan bakar badai petir, laju petir dapat sangat bergantung pada suhu.
Intinya: Sebuah studi pada tanggal 14 November 2014 di jurnal Ilmu menunjukkan peningkatan 50 persen pada sambaran petir di seluruh Amerika Serikat selama abad ini sebagai akibat dari pemanasan suhu yang terkait dengan perubahan iklim.