EDUKASI | GLOSARI | AKRONIM

EDUKASI

Madden Julian Oscillation (MJO)

Penjalaran Osilasi ke arah timur dengan periode 30-60 harian di atmosfer tropis pertama kali diteliti oleh Rolland Madden dan Paul Julian pada tahun 1971 (Chang & Lim, 1986). Mereka menggunakan data tekanan yang tercatat di Canton (2.8 S di Pasifik) dan angin level atas di Singapura. Osilasi ini merupakan sirkulasi skala besar yang terjadi di daerah ekuator dan berpusat di Samudera Hindia dan bergerak ke arah timur antara 100 LU dan 100 LS. Fenomena inilah yang biasa disebut dengan Madden Julian Oscillation (MJO). Ada dua mekanisme utama yang dapat diterima untuk menjelaskan tentang mekanisme MJO ini, yaitu CISK (Conditional Instability of the Second Kind), (Lau and Peng, 1987), dan Evaporation-wind feedback, (Neelin, et.al., 1987). Pada mekanisme CISK, dua kategori telah diusulkan untuk menjelaskan penelitian osilasi intra-annual tropis yang prediksi utamanya antara 30-50 hari, yaitu; berdasarkan penjalaran gelombang Kelvin ke arah Timur yang ditandai dengan pemanasan awan cumulus dan berdasarkan interaksi dengan osilasi tetap pada keadaan dasar.

Meskipun dua buah kategori telah diajukan untuk menjelaskan osilasi 30-50 hari, pemahaman teoritis untuk fenomena ini belum cukup. Kategori pertama menginterpretasikan osilasi sebagai propagasi gelombang Kelvin ke arah timur. Karena teori gelombang ekuatorial (Lindzen, 1967) memperkirakan panjang gelombang vertikal yang sangat pendek untuk kecepatan propagasi yang lambat, sebuah teori dalam kategori ini harus menghasilkan struktur vertikal yang terlihat jelas. Percobaan awal dilakukan oleh Chang (1977), yang menunjukkan bahwa ketika pemanasan awan cumulus dan penghilangan (disipasi) awan dilakukan, gelombang Kelvin dengan kecepatan propagasi yang lambat akan meningkat dikarenakan adanya keseimbangan antara pemanasan dan penghilangan tersebut. Mode Kelvin yang lambat ini menunjukkan kemiringan fase (phase tilt) barat laut-tenggara (timur laut-barat daya) di Belahan Bumi Utara (Belahan Bumi Selatan), dan menghasilkan suatu yang cocok dengan propagasi ke arah kutub. Dari sudut pandang teori CISK, Chang (1977) menjelaskan mode Kelvin dapat dihargai sebagai jenis dari mode mild CISK dimana pemanasan terdistribusi sehingga generasi energi CISK diseimbangkan oleh penghilangan (disipasi).

Kategori ke dua mempertimbangkan osilasi sebagai hasil dari eksitasi/gangguan dari osilasi stasioner pada persamaan dasar. Webster (1983) menunjukkan bahwa osilasi quasi-fortnightly bisa didapat dari siklus hidrologi pada model monsun; Goswami dan Shukla (1984) menemukan bahwa interaksi antara konveksi dan sirkulasi zonal simetrik dapat mengakibatkan osilasi intraannual (kurang dari setahun); Yamaguta dan Hayashi (1984), Salby dan Garcia (1986) mempertimbangkan respon untuk menentukan lokasi pemanasan dan menemukan respon sirkulasi Walker (sirkulasi atmosfer zonal) yang menyerupai osilasi 30-50 hari; serta Anderson dan Stevens (1986) menemukan beberapa mode frekuensi rendah pada sirkulasi Hadley (sirkulasi atmosfer meridional). Tetapi bagaimanapun studi-studi ini secara umum tidak menjelaskan asimetri yang hanya berpropagasi menuju ke arah timur.

Dua studi model numerik global yaitu, Lau dan Peng (1986) dan Hayashi dan Sumi (1986), memberikan pandangan menarik terhadap fenomena yang memberikan dukungan kuat pada propagasi gelombang Kelvin. Pada model simulasi mereka, tipe pemanasan laten CISK membentuk gangguan ekuatorial sendiri (self-sustained) yang berpropagasi ke arah timur dengan kecepatan sekitar 20 m/s. Sirkulasi skala zonal sebagian besar memiliki angka gelombang (wavenumber) satu, tetapi gerakan keatas (upward) dan pemanasan konvektif terkonsentrasi pada interval longitudinal < 3000 km. Gangguan-gangguan ini mempunyai corak keseluruhan yang menyerupai penelitian osilasi 30-50 hari. Struktur keseluruhannya memperlihatkan bahwa mereka berhubungan dengan propagasi gelombang Kelvin, meskipun kecepatan propagasinya  yang entah bagaimana lebih cepat dari yang diteliti, tapi lebih lambat daripada gelombang-gelombang Kelvin bebas pada skala vertikal yang serupa.

Matthews A.J, 2000 mengatakan bahwa gugus-gugus awan tumbuh di Samudera Hindia lalu  bergerak kearah timur dan membentuk siklus MJO. Berikut merupakan gambar siklus MJO :

Gambar 1.  Siklus MJO (Matthews A.J, 2000)

Gambar di atas menunjukkan siklus MJO dengan interval 22.50 (selama 3 harian). Pada awal siklus MJO (fase a=00), terlihat bahwa konveksi tumbuh dan berkembang di wilayah Samudera Hindia dan daerah kering (supression) berada di wilayah Samudera Pasifik. Konveksi dan supresi ini bergerak menuju timur, hingga pada fase a= 1800 posisinya berkebalikan, yaitu konveksi berada di Samudera Pasifik dan supresi berada di Samudera Hindia. Kondisi ini akan bergerak juga ke arah timur hingga akhirnya kembali pada fase a=00, dimana konveksi bearada di Samudera Hindia dan supresi berada di Samudera Pasifik. Penjalaran ini terjadi terus menerus dengan periode 30-60 hari dengan memberikan efek basah dan kering pada daerah yang dilewati.      
                             
Penjalaran MJO ke arah timur mengalami hambatan saat melewati pulau Sumatera akibat faktor orografik. Hal ini menunjukkan bahwa aktivitas konveksi di wilayah Sumatera berperan penting dalam mempengaruhi siklus MJO (Seto,2003). Gambar 2 di bawah merupakan skema MJO yang dilihat dari penampang melintang sepanjang ekuator di wilayah Samudera Hindia – Pasifik Barat :

Gambar 2. Skema perpotongan MJO sepanjang ekuator.
(http://www.met.rdg.ac.uk/~pete/mjo.html)

Gambar 2 menunjukkan aktivitas konvergen (kenaikan massa udara) pada lapisan bawah yang membentuk awan-awan konvektif yang bergerak ke arah timur.dan pada lapisan atasnya terjadi divergen (penurunan massa udara) di sepanjang ekuator.

Untuk lebih jelasnya, aktivitas konvergen dan divergen serta pergerakan cluster awan-awan konvektif dari wilayah samudera Hindia (barat) ke wilayah samudera Pasifik (timur) dapat dilihat pada gambar 3.

Gambar 3. Penjalaran awan-awan konvektif