KETERKAITAN AKTIVITAS MATAHARI
DENGAN SUHU PERMUKAAN LAUT
{SEA SURFACE TEMPERATURE/SSI)
DAN ENSO Dl ATAS INDONESIA
Wilson Slnambela, Tiar Dani, dan lyus E. RusnadiPeneliti Matahari dan Antariksa, LAP AN ABSTRACT
This p a p e r p r e s e n t s the relationships between long-term solar activities a n d s e a surface t e m p e r a t u r e (SST) a n o m a l i e s over Indonesian regions. Analysis on t h e relationships between these p a r a m e t e r s is carried out by u s i n g wavelet-base analysis techniques a n d correlation analysis. The wavelet Transform-base analysis (WWZ) for SST anomaly time series are grouped for overall Indonesian SST (SSTI), Western Indonesia SST (SST KIB), Middle Indonesian (SST KITeng) a n d Eastern Indonesian SST (SST KIT). And also grouped by season, dry season (JJA) and wet season (DJF) during the period of 1 8 6 0 - 2 0 0 5 . The WWZ result for SST anomaly time series over Indonesia show s o m e long period main signals with periods of 83 year, (50, 3 3 , 25) y e a r , (9-13) year which a r e suspected to be associated with solar activity cycles of 8 0 - 1 1 0 y e a r (Gleissberg cycle), 50 y e a r (interdecadal cycle), 22 year (cycle Hale) a n d 11-year of solar activity. There are also a p p e a r some signals with shorter periods of (3-7) year, (1.5-2.7) year, a n d (0.5-1) year which a r e s u s p e c t e d to be associated with ENSO, QBO, a n d seasonal / a n n u a l effects, respectively. From the results of long-term correlation analysis between solar activities with solar cycle length indicators a n d the 11 a n d 22 year r u n n i n g moving average Indonesian SST anomalies show good correlation for all data, group. While the SST over KIT shows a negative correlation, b u t during period of 1950-2005 shows a positive correlation.
ABSTRAK
Makalah ini m e n g e m u k a k a n hasil penelitian k e t e r k a i t a n aktivitas matahari j a n g k a p a n j a n g d e n g a n anomali s u h u p e r m u k a a n (Sea Surface Temperature/SST) di a t a s Indonesia. Analisis k e t e r k a i t a n a n t a r a k e d u a parameter y a n g dikaji d i l a k u k a n d e n g a n teknik analisis b e r b a s i s wavelet dan analisis korelasi. Analisis berbasis transformasi wavelet (WWZ) t e r h a d a p deret w a k t u anomali SST Indonesia y a n g dikelompokkan b e r d a s a r k a n k a w a s a n Indonesia k e s e l u r u h a n (SSTI), Kawasan Indonesia B a r a t (SST KIB), Indonesia Tengah (SST KITeng) d a n SST Kawasan Indonesia Timur (SST KIT) dan b e r d a s a r k a n m u s i m k e m a r a u (JJA) d a n m u s i m Hujan (DJF) dalam selang
waktu antara 1860-2005. Hasil WWZ deret waktu anomali SST di atas
Indonesia menunjukkan sejumlah sinyal utama dengan perioda panjang
pada perioda-perioda 83 tahun, (50; 33,35; 25) tahun, (9-13) tahun yang
diduga berasosiasi dengan siklus-siklus aktivitas matahari 80-110 tahun
(siklus Gleissberg), 50 tahun (siklus interdekadal), 22 tahun (siklus Hale) dan
11 tahun. Selain itu tampakjuga sinyal-sinyal dengan periode lebih pendek
seperti periode (3-7 tahun) diduga berasosiasi dengan efek ENSO, (1,5-2,7)
tahun, dengan efek QBO, dan (0,5 - 1) tahun berasosiasi dengan efek
musiman/tahunan. Dari hasil analisis korelasi jangka panjang antara
aktivitas matahari dengan indikator panjang siklus matahari dan rata-rata
bergerak 11 dan 22 tahun anomali SST Indonesia menunjukkan korelasi
yang baik untuk seluruh kelompok data. Sementara SST di atas KIT
menunjukkan korelasi negatif, tetapi dalam selang waktu 1950-2005
menunjukkan korelasi positif.
Kata kunci : Aktivitas matahari, Suhu permukaan laut (Sea Surface
Temperatue/SST), ENSO, QBO
1 PENDAHULUAN
Keluaran energi matahari dalam semua bentuk seperti cahaya, angin
matahari dan partikel-partikel bermuatan tidak konstan, tetapi bervariasi
baik terhadap waktu (detik sampai abad) maupun terhadap posisi di
matahari. Perubahan-perubahan ini disebut aktivitas matahari. Aktivitas
matahari bervariasi dengan periode rata-rata-11 tahun (Siklus schwabe), 22
tahun (siklus Hale) seperti yang tercermin dalam variasi siklus bilangan
sunspot dan medan magnet yang terkait dengannya. Siklus aktivitas
matahari lainnya yang dirangkum oleh Perry (1994) yang melipuu"
periode-periode 0,64 ; 1,14 ; 2,74 ; 11,0 ; 22,0 ; 47,0 ; 88,0 ; dan 179 tahun. Forcing
eksternal penggerak dari berbagai fenomena kebumian seperti badai
geomagnet, aurora dan sistem iklim dan sebagainya, bersumber dari
matahari dan variasinya seperti yang tercermin melalui bilangan sunspot,
flare, irradiansi matahari, plasma antarplanet (IMF), variasi medan magnet
dan peristiwa partikel-partikel energetik.
Bukti-bukti adanya keterkaitan antara aktivitas matahari dan
parameter iklim telah diketemukan di beberapa tempat kajian. Hasil-hasil
penelitian menunjukkan adanya hubungan yang erat antara selubung
(envelope) aktivitas matahari dan suhu iklim global. Suhu terdingin selama
jaman es kecil [Little Ice Age) antara tahun 1450-1850 terjadi bersesuaian
dengan periode Maunder minimum (1645-1715), yang pada saat itu sunspot
tidak ada pada permukaan matahari (matahari tenang) (Eddy, 1976). Eddy
berpendapat bahwa hubungan jangka panjang yang diperoleh tersebut
disebabkan oleh perubahan irradiansi total matahari.
Seperti daratan, lautanpun mempunyai peran besar mempengaruhi
iklim. Reid (1987) memperoleh korelasi yang baik antara suhu permukaan
laut global [Sea Surface Temperature/SST), dengan rata-rata bergerak 11
t a h u n bilangan sunspot d a l a m k u r u n 1851-1980. B e r d a s a r k a n fakta ini Reid b e r p e n d a p a t b a h w a irradiansi total m a t a h a r i telah bervariasi sekitar 0,6 % dalam periode w a k t u 1910-1960 dengan siklus m a t a h a r i 8 0 - 9 0 t a h u n (siklus Gleissberg, 1944) y a n g direpresentasikan oleh s e l u b u n g s i k l u s m a t a h a r i 11 t a h u n . M e n u r u t Reid a d a d u a cara aktivitas m a t a h a r i d a p a t m e m p e n g a r u h i lautan yakni, l a n g s u n g m a u p u n tidak langsung melalui atmosfer. Sebagai contoh, j i k a aktivitas m a t a h a r i b i s a m e m p e n g a r u h i p e m b e n t u k a n awan, p a d a gilirannya a k a n m e m p e n g a r u h i l a u t a n melalui p e r u b a h a n distribusi p a n a s secara geograiis d a n melalui siklus hidrologi. Friis-Christen s e n d a n Lassen (1991) menganalisis t e m p e r a t u r global u d a r a p e r m u k a a n di b e l a h a n bumi u t a r a (BBU) s e l a m a 130 t a h u n terakhir, memperoleh s u a t u korelasi y a n g baik d e n g a n panjang siklus matahari. Penjelasan fisis y a n g m a s u k akal dari h u b u n g a n y a n g diperoleh, b e r h u b u n g a n d e n g a n variabilitas irradiansi total m a t a h a r i d a l a m s k a l a w a k t u y a n g lebih panjang d a r i p a d a siklus m a t a h a r i 11 t a h u n .
Indonesia sebagai negara maritim y a n g terletak di wilayah ekuator, diapit oleh d u a b e n u a Asia d a n Australia, dan d u a s a m u d e r a , Pasifik dan Indonesia, m a k a faktor y a n g m e m p e n g a r u h i iklim menjadi s a n g a t bervariasi. Indonesia j u g a memiliki p e r a n a n penting d a l a m m e n e n t u k a n pola iklim global mengingat posisi Indonesia sebagai s a l a h s a t u d a e r a h penyuplai energi matahari t e r b e s a r di b u m i . Demikian j u g a p e r u b a h a n di l a u t a n Pasifik yang m e r u p a k a n s u m b e r ENSO [Bl Nino, d a n La Nina). B e r d a s a r k a n u r a i a n - u r a i a n di a t a s k a m i a k a n m e l a k u k a n penelitian k e t e r k a i t a n aktivitas m a t a h a r i dengan SST, ENSO di a t a s Indonesia. '
2 DATA DAN METODA 2.1 Data dan P e n g o l a h a n n y a
Basis d a t a p a r a m e t e r iklim yang d i g u n a k a n dalam penelitian ini adalah anomali s u h u p e r m u k a a n laut [Sea Surface Temperature, s e t e r u s n y a disingkat SST; di a t a s Indonesia (7,5°U s.d -12,5° S ; 87,5° E - 1 4 7 . 50 T), y a n g di kutip dari anomali SST Global UKMO {United Kingdom Meteorological
Office), dengan grid (5°x5°) dalam rentang w a k t u 1850-2005, h t t p : / / w w w .
cpc.ncep.noaa.gov/data/indices, d a n basis d a t a ENSO/SOI (http://www. stormfax.com/elnino.htm. B a s i s d a t a aktivitas m a t a h a r i y a n g d i g u n a k a n adalah bilangan sunspot relatif y a n g b e r s u m b e r dari kompilasi Royal
Observatory Belgium d a n Sunspot Index Data Center (SIDC), h t t p : / / w w w .
astro.oma.be/SIDC.
Keterkaitan aktivitas m a t a h a r i j a n g k a panjang d e n g a n SST d a n ENSO di a t a s In d o n e sia d i l a k u k a n d e n g a n a n a l i s a teknik spektral wavelet m e n g g u n a k a n program k o m p u t e r WWZ {The Weigthed Wavelet Z-Transform,
Foster 1996) u n t u k m e n d a p a t k a n sinyal-sinyal dominannya, terutama
indikasi sinyal-sinyal aktivitas m a t a h a r i . Karena m a k a l a h ini t e r u t a m a m e m b a h a s k e t e r k a i t a n aktivitas m a t a h a r i j a n g k a p a n j a n g dengan SST d a n
ENSO di a t a s Indonesia, m a k a p e n g a r a h periode-periode j a n g k a pendek t e r h a d a p SST tidak d i b a h a s s e c a r a rinci. Analisis korelasi d i l a k u k a n u n t u k mengetahui b e r a p a b e s a r p e n g a r u h aktivitas m a t a h a r i p a d a SST dan ENSO di a t a s Indonesia.
2.2 H e t o d a
P a d a t a h a p awal d i k e m b a n g k a n basis d a t a a c u a n u n t u k k e s e l u r u h a n t a h a p a n kegiatan penelitian, yaitu (1) basis d a t a sunspot, d a n (2) b a s i s d a t a anomali SST di a t a s Indonesia, mengutip d a t a dari SST Global UKMO dengan m e m a k a i p e r a n g k a t l u n a k Panoply dalam k u r u n 1850-2005. Pada s a a t yang b e r s a m a a n j u g a d i l a k u k a n pengelompokan d a t a anomali SST Indonesia, b e r d a s a r k a n kawasan; SST Indonesia Barat (7,5°U s.d -12,5°S; 87,5°-102,5°T), Indonesia Tengah (7,5°U s.d -12,5°S; 107,5°-117,5°T) d a n k a w a s a n Indonesia Timur (7,5°U s.d -12,5°S; 122,5°- 147,5°T), b e r d a s a r k a n m u s i m kering (JJA) dan m u s i m b a s a h (DJF). Keterkaitan aktivitas m a t a h a r i d e n g a n anomali SST dikaji d e n g a n m e m b a n d i n g k a n deret waktu indikator varibilitas aktivitas m a t a h a r i (bilangan sunspofy d e n g a n anomali SST b e r d a s a r k a n wilayah dan m u s i m . Analisis d e n g a n teknik Weigthed Wavelet Z-Transform (WWZ) dan analisis statistik d i g u n a k a n dalam p e r b a n d i n g a n t e r s e b u t .
3 HASIL DAN PEMBAHAS AN
G a m b a r 3-1 m e n u n j u k k a n hasil pengolahan d a t a r a t a - r a t a t a h u n a n d a n r a t a - r a t a bergerak 5 t a h u n dari r a t a - r a t a b u l a n a n anomali SST di a t a s Indonesia, m a s i n g - m a s i n g anomali SST u n t u k s e l u r u h Indonesia, Kawasan Indonesia Barat (KIB), Kawasan Indonesia Tengah (KITeng), d a n Kawasan Indonesia Timur (KIT).
Dari G a m b a r 3-1 t a m p a k b a h w a anomali SST di a t a s Indonesia bervariasi s e c a r a periodik. Anomali SST m e n c a p a i nilai m i n i m u m tajam p e r t a m a sekitar t a h u n 1875 dan m i n i m u m k e d u a sekitar sekitar t a h u n
1904. U n t u k m e n g e t a h u i periode dominan, m a k a d i l a k u k a n analisis deret waktu anomali SST di a t a s Indonesia dengan m e n g g u n a k a n analisis wavelet 3 . 1 Hasil Analisis S p e k t r a l Wavelet Anomali SST
Hasil analisis WWZ deret waktu r a t a - r a t a b u l a n a n anomali SST di s e l u r u h Indonesia y a n g dikelompokkan b e r d a s a r k a n k e s e l u r u h a n Indonesia,
KIB, KITeng, d a n KIT, m a u p u n b e r d a s a r k a n m u s i m k e m a r a u (Juni, J u l i , A g u s t u s / J J A ) d a n m u s i m hujan (Desember, J a n u a r i , F e b r u a r i / D J F ) seperti y a n g disajikan d a l a m G a m b a r 3-2 sampai dengan G a m b a r 3-13, d a n analisis WWZ ENSO/SOI (Gambar 3-14) m e n u n j u k k a n a d a n y a sejumlah sinyal u t a m a p a d a periode-periode sekitar 83 t a h u n , (50 ; 3 3 , 3 3 ; 25,20) t a h u n , (9-13) t a h u n y a n g d i d u g a berasosiasi dengan siklus Gleissberg (80-110) t a h u n , siklus aktivitas m a t a h a r i 50 t a h u n , siklus magnetik Hale (22 t a h u n ) , dan siklus sunspot 11 t a h u n dari aktivitas m a t a h a r i .
(c) (d) Gambar 3-1: a) rata-rata t a h u n a n dan rata bergerak 5 t a h u n anomali SST
Indonesia (1866-2005) , b) sama dengan a) anomali SST di atas kawasan Indonesia Barat (1910-2005), c) anomali SST di atas kawasan Indonesia Tengah (1865-2005), dan anomali SST di atas kawasan Indonesia Timur (1880-2005)
Gambar 3-2: Hasil analisis WWZ deret waktu anomali SST di atas Indonesia dari t a h u n 1866-2005. Dua panel atas menunjukkan sejumlah puncak dan dua panel bawah menunjukkan kontur evolusi dari perioda-perioda dominannya. Periode dominan dengan sinyal puncak 83 t a h u n (kuat) berkaitan dengan efek siklus aktivitas matahari Gleissberg (80-110) tahun; 20 t a h u n (kuat) dengan efek aktivitas magnetik matahari (siklus Hale, 22 tahun); 8,33-10 t a h u n (lemah) dengan efek siklus aktivitas matahari -11 tahun, dan 3,23-56 t a h u n (kuat) dengan efek ENSO (3-7 tahun), dan 1,75 (sedang) t a h u n berkaitan dengan efek QBO (siklus 22-34 bulan)
Gambar 3-3: Hasil analisis WWZ deret waktu data anomali SST di atas Indonesia musim kering (JJA). Dua panel atas menunjukkan sejumlah puncak dan dua panel bawah menunjukkan kontur evolusi dari perioda-perioda dominannya. Periode dominan dengan sinyal puncak 83 t a h u n (kuat) berkaitan dengan efek siklus aktivitas matahari Gleissberg (80-110) tahun; 50 t a h u n (kuat) dengan efek siklus aktivitas matahari dekadal, 20 t a h u n (lemah) dengan efek siklus aktivitas magnetik Hale (22 tahun), 10 t a h u n (lemah) dengan efek siklus sunspot 11 tahun, dan 2,85-5,88 t a h u n (lemah) berkaitan dengan efek ENSO, dan sinyal 1,45 tahun (lemah) berkaitan efek QBO
Gambar 3-4: Hasil analisis WWZ deret waktu data anomali SST di atas Indonesia musim basah (DJF). Dua panel atas menunjukkan sejumlah puncak dan d u a panel bawah menunjukkan kontur evolusi dari perioda-perioda dominannya. Perioda dominan dengan puncak sinyal 83 t a h u n (kuat) berkaitan dengan dengan siklus aktivitas matahari Gleissberg (80-110) tahun; 33,33 t a h u n (lemah) dengan efek siklus aktivitas matahari "big fingers" (35,8 tahun), 20 t a h u n (lemah) dengan efek siklus aktivitas magnetik Hale (22 tahun); 16,67 t a h u n (lemah) dengen efek pasang surut, 14 t a h u n dengan efek aktivitas matahari 11 tahun; 3,57-7,14 tahun (kuat) berkaitan dengan efek ENSO, dan sinyal 1,49-2,78 t a h u n (kuat) berkaitan efek QBO
Gambar 3-5: Hasil analisis WWZ deret waktu data anomali SST di atas KIB dari t a h u n 1910-2005. Dua panel atas menunjukkan sejumlah puncak dan dua panel bawah menunjukkan kontur evolusi dari perioda-perioda dominannya. Periode dominan dengan puncak sinyal 83 t a h u n (kuat) berkaitan dengan efek siklus aktivitas matahari Gleissberg (80-110) tahun; 25 t a h u n (sedang) dengan efek siklus aktivitas magnetik Hale (22 tahun); 16,67 t a h u n (lemah) dengan efek pasang surut, 10 t a h u n (sedang) dengan efek siklus aktivitas matahari 11 tahun; 3,85-5,88 t a h u n (kuat) dengan efek ENSO, dan
1,61 t a h u n (sedang) berkaitan dengan efek QBO
m m m m m Mm
Gambar 3-6: Hasil analisis WWZ deret waktu data anomali SST di atas KIB musim kering (JJA). Dua panel atas menunjukkan sejumlah puncak dan dua panel bawah menunjukkan kontur evolusi dari periode-periode dominannya. Periode dominan dengan puncak sinyal 67 t a h u n berkaitan dengan siklus aktivitas matahari Gleissberg (80-110) tahun; 25 t a h u n (kuat) dengan efek siklus aktivitas magnetik Hale (22 tahun); 16,67 t a h u n (lemah) dengan efek pasang surut, 10 t a h u n (lemah) dengan siklus aktivitas matahari 11 tahun, dan 3,85-5,88 tahun (kuat) dengan efek ENSO, dan sinyal 1 t a h u n (kuat) berkaitan efek m u s i m a n / t a h u n a n
Gambar 3-7: Hasil analisis WWZ deret waktu data anomali SST di atas KIB musim basah (DJF). Dua panel atas menunjukkan sejumlah puncak dan dua panel bawah menunjukkan kontur evolusi dari periode-periode dominannya. Periode dominan dengan puncak sinyal 100 t a h u n (kuat) berkaitan dengan siklus aktivitas matahari Gleissberg (80-110) tahun; 33,33 t a h u n (lemah) dengan siklus aktivitas matahari dekadal (siklus big fingers; 35,8 tahun), 25 t a h u n (lemah) dengan efek siklus magnetik Hale (22 tahun), 9 t a h u n (sedang) dengan efek siklus aktivitas matahari 11 tahun; 5,88 tahun (sedang) dengan efek ENSO, dan 1,69- 2,38 tahun (kuat) berkaitan dengan efek QBO
dari t a h u n 1866-2005. Dua panel atas menunjukkan sejumlah puncak dan dua panel bawah menunjukkan kontur evolusi dari periode-periode dominannya. Periode dominan dengan puncak sinyal 83 t a h u n (kuat) berkaitan dengan periode siklus aktivitas matahari Gleissberg (80-110) t a h u n ; 50 t a h u n (kuat) dengan efek siklus aktivitas matahari dekadal; 33,33 t a h u n (kuat) dengan efek aktivitas matahari big fingers (35,8 thun); 16,67 t a h u n (lemah) dengan efek pasang surut, 10 t a h u n (lemah) dengan efek siklus aktivitas matahari 11 tahun, dan sinyal 4,35 t a h u n (lemah) berkaitan dengan efek ENSO
KeterKaitan AKtivitas iviatanari uengun i m u u n jnuimucut t> *•..,
Gambar 3-12: Hasil analisis WWZ deret waktu data anomali SST di atas KIT musim JJA. Dua panel atas menunjukkan sejumlah puncak dan dua panel bawah menunjukkan kontur evolusi dari periode-periode dominannya. Periode dominan dengan puncak sinyal 100 t a h u n (kuat) berkaitan dengan periode siklus aktivitas matahari Gleissberg (80-110) tahun; 20 t a h u n (sedang) dengan efek siklus magnetik Hale (22 tahun), 9 t a h u n (lemah) dengan efek siklus aktivitas matahari 11 tahun; 3,23-5,23 t a h u n (kuat) dengan efek ENSO, dan sinyal 1,85-2,7,5 t a h u n (kuat) berkaitan dengan efek QBO
^ ^ H ^ ^ ^ ^ H ^ ^ ^ ^ H ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ H ^ ^ ^ ^ ^ H MTCIXfllfan . ' I ' l l I .. . . ;.>..-n j i i m m m n i ci -••/
Adanya sinyal-sinyal k u a t dengan periode (80-110) t a h u n p a d a semua deret w a k t u anomali SST m e n u n j u k k a n b a h w a SST di a t a s Indonesia l a m p a k n y a terkait dengan siklus Glcissberg dari aktivitas m a t a h a r i jangka panjang, s e m e n l a r a sinyal-sinyal k u a t dengan periode sekitar 50, 2 5 , dan 20 t a h u n terkait dengan siklus magnetik Hale dari aktivitas m a t a h a r i (sekitar 22 t a h u n ) . Sinyal aktivitas m a t a h a r i 11 t a h u n p a d a s e l u r u h deret waktu data SST di a t a s Indonesia t a m p a k lemah, b a h k a n sinyal ini tidak t a m p a k p a d a SST di a t a s KlTeng m u s i m hujan (DJF). J u g a tampak b a h w a sinyal sekitar 11 t a h u n lebih lebih menonjol p a d a m u s i m kering (JJA) baik dikawasan Indonesia Barat d a n Indonesia Timur dibandingkan dengan SST p a d a musim b a s a h (DJF), meskipun berlangsungnya m u s i m kering itu berbeda u n t u k k a w a s a n Indonesia Timur (musim D J F malah hujannya sedikit). Selain itu, dalam skala w a k t u a n t a r t a h u n a n {interannual), s e l u r u h anomali SST di atas Indonesia didominasi oleh pcngaruh ENSO dengan periode sekitar (3-7 tahun) dengan rata sekitar 5 t a h u n . Dari hasil anaiisis WWZ deret waktu SOI t a m p a k sinyal sekitar 12,5 t a h u n (sedang) yang d i d u g a berasosiasi dengan efek siklus aktivitas m a t a h a r i 11 t a h u n p a d a ENSO y a n g p a d a gilirannya m e m p e n g a r u h i SST. Dengan m e m p e r h a t i k a n bukti-bukti empiris dari siklus ativitas m a t a h a r i y a n g d i r a n g k u m oleh Perry (1994) yang m e m p u n y a i siklus tertentu, d a n dengan m e m p e r h a t i k a n sejumlah periode SST y a n g telah diperoleh t a m p a k a d a n y a keterkaitan a n t a r a p a s a n g a n - p a s a n g a n sinyal yang terdeteksi p a d a deret w a k t u anomali SST di a t a s Indonesia p a d a s e l u r u h d a t a dengan sejumlah periode y a n g terdeteksi p a d a deret waktu sunspot Hasil y a n g diperoleh dari anaiisis transformasi wavelet WWZ m e r u p a k a n indikasi p e r t a m a a d a n y a keterkaitan aktivitas m a t a h a r i j a n g k a panjang p a d a s u h u m u k a laut di a t a s Indonesia
3 . 2 Hubungan Siklus Sunspot 11 T a h u n Dengan Peristiwa ENSO/SOI
Dari hasil anaiisis WWZ deret waktu SOI y a n g m e n a m p a k k a n a d a n y a sinyal 12,5 t a h u n y a n g berkaitan aktivitas m a t a h a r i 11 t a h u n m e n u n j u k k a n a d a n y a forcing eksternal (matahari) t e r h a d a p SOI y a n g p a d a gilirannya m e m p e n g a r u h i SST di a t a s Indonesia. Aliran energi e k s t e r n a l y a n g periodik dari aktivitas m a t a h a r i d a p a t memforce ritmenya p a d a l a u t a n d a n atmosfer. Anaiisis h u b u n g a n a n t a r a variasi irradiansi m a t a h a r i dalam k u r u n siklus
sunspot 11 t a h u n d a n p e r u b a h a n iklim biasanya difokuskan p a d a maksima
dan minima dari aktivitas sunspot Gambar 3-15 m e n u n j u k k a n bukti empirik a d a n y a h u b u n g a n a n t a r a siklus sunspot 11 t a h u n d a n ENSO serta SST dalam k u r u n w a k t u t a h u n 1948- 2 0 0 5 .
G a m b a r 3 - 1 5 : H u b u n g a n a n t a r a siklus sunspot 11 t a h u n d a n peristiwa ENSO {El Nino= V d a n La Nina = • ) , serta SST (http://www. stormfax. com/elnino. htm)
T a m p a k jelas dari G a m b a r 3-15 h u b u n g a n yang erat a n t a r a peristiwa ENSO (El Nino d a n La Nina) p a d a anomali SST di Indonesia. Peristiwa El Nino pada t a h u n - t a h u n 1 9 7 2 / 7 3 , 1 9 8 2 / 8 3 , 1 9 8 6 / 8 7 , 1 9 9 1 / 1 9 9 2 , d a n 1 9 9 7 / 1 9 9 8 m e n y e b a b k a n anomali SST naik (panas), s e m e n t a r a peristiwa La Nina p a d a t a h u n - t a h u n 1 9 7 5 / 7 6 , 1 9 8 3 / 8 5 , 1 9 9 5 / 9 6 , 1 9 9 8 / 9 9 , d a n 1 9 9 9 / 2 0 0 0 m e n y e b a b k a n anomali SST t u r u n (dingin). Anomali tertinggi SST sebesar
1,15°C terjadi p a d a t a h u n 1998 bertepatan dengan ENSO k u a t t a h u n 1 9 9 7 / 1 9 9 8 , s e d a n g k a n anomali t e r e n d a h sebesar -0,25°C p a d a t a h u n 1955 bertepatan dengan peristiwa La Nina 1 9 5 4 / 5 5 , d a n 1 9 5 5 / 5 6 .
Dari p e n g a m a t a n peristiwa ENSO (El Nino dan La Nina) p a d a rentang waktu t a h u n 1954-1976 (siklus s u n s p o t ke-19 d a n ke-20) dalam fase naik menuju m a k s i m u m d a n fase m e n u r u n setiap siklus sunspot, peristiwa La Nina j u m l a h n y a lebih dominan dari p a d a j u m l a h n y a El Nino, tetapi p a d a t a h u n 1976, fasa berbalik, sebaliknya p a d a selang t a h u n 1976-1998 peristiwa El Nino j u m l a h n y a lebih dominan dari La Nina. Bukti empirik h u b u n g a n a n t a r a siklus sunspot d a n peristiwa ENSO yang ditunjukkan dalam G a m b a r 3-15 m e m p e r k u a t m a k a l a h yang d i k e m u k a k a n Landscheidt (2000) y a n g memperoleh h u b u n g a n erat a n t a r a ENSO y a n g dinyatakan dengan Multivariate ENSO Index (MEI) d a n siklus magnetik Hale aktivitas m a t a h a r i (periode 22 t a h u n ) , d i m a n a peristiwa La Nina dalam siklus Hale t a h u n 1954-1976 j u m l a h lebih banyak d a n siklus Hale berikutnya sejak t a h u n 1976-1998, j u m l a h El Nino lebih banyak. J a d i siklus sunspot sebenarnya adalah siklus magnetik Hale dengan panjang r a t a - r a t a sekitar 22 t a h u n . Polaritas dari sunspot preceding d a n sunspot following p a d a setiap hemisfer m a t a h a r i fasanya berbalik setiap siklus 11 t a h u n . Pola peristiwa El Nino d a n La Nina yang bergantian ini d a p a t ditelusuri kembali ke t a h u n 1900-an sepanjang d a t a ENSO tersedia. J a d i peristiwa ENSO mempunyai
h u b u n g a n erat dengan fasa-fasa k h u s u s p a d a setiap siklus sunspot 11 t a h u n , dari fasa menaik menuju m a k s i m u m dan dari fasa m e n u r u n menuju minimum y a n g b e r s a m a a n dengan a k u m u l a s i signifikan dari letusan partikel-partikel energetik m a t a h a r i [flare d a n CME). Sejalan dengan makalah The Houw Liong d a n Siregar (2006) yang memperoleh korelasi aangat kuat a n t a r a peristiwa ENSO, sunspot m i n i m u m (SM), dan harmoniknya S M / 2 a t a u Smax (1950-1975) dengan w a k t u t u n d a (2-3) t a h u n . Waktu t u n d a tersebut m e n u n j u k k a n energi y a n g diberikan ke bumi oleh aktivitas flare d a n CME tidak l a n g s u n g b e r p e n g a r u h p a d a iklim di Indonesia. Energi p e r t a m a a k a n sampai ke bagian u l a r a d a n selatan bumi, kemudian a k a n m e m p e n g a r u h i dinamika atmosfer - laut, sehingga p e n g a r u h n y a t e r h a d a p iklim di Indonesia mengalami waktu t u n d a .
3 . 3 Analisis Korelasi Statistik Antara Aktivitas Matahari dan SST Indonesia
Analisis keterkaitan a n t a r a aktivitas m a t a h a r i j a n g k a panjang dengan anomali s u h u p e r m u k a a n l a u t a n (SST) di a t a s Indonesia d i l a k u k a n dengan m e m b a n d i n g k a n n y a t e r h a d a p bilangan sunspot setelah terlebih d a h u l u dilakukan p e m u l u s a n dengan r a t a - r a t a bergerak 11 t a h u n d a n / a t a u 22 t a h u n . P e m u l u s a n r a t a - r a t a bergerak 2 2 t a h u n d i l a k u k a n k a r e n a p a d a u m u m n y a sinyal aktivitas m a t a h a r i y a n g d o m i n a n m e m p e n g a r u h i SST adalah sinyal lebih panjang dari siklus aktivitas m a t a h a r i 11 t a h u n . Selanjutnya dilakukan analisis keterkaitan a n t a r a anomali SST b e r d a s a r k a n pengelompokan d a t a SST Indonesia dan aktivitas m a t a h a r i dengan indikator variasi panjang siklus m a t a h a r i m e n g g u n a k a n filter SCL12221. Hasil-h a s i l n y a disajikan d a l a m b e n t u k grafik seperti y a n g ditunjukkan dalam
G a m b a r 3-16 s a m p a i dengan G a m b a r 3-19 masing-masing di a t a s s e l u r u h Indonesia, KIB, KITeng, d a n KIT.
Hasil analisis a n t a r a variasi anomali SST di a t a s Indonesia dengan r a t a - r a t a bergerak 11 d a n a t a u 22 t a h u n serta panjang siklus m a t a h a r i SCL12221 m e n u n j u k k a n korelasi y a n g baik seperti y a n g d i t u n j u k k a n dalam G a m b a r 3 - 1 6 s a m p a i d e n g a n G a m b a r 3-19. Korelasi y a n g diperoleh s e m a k i n baik jika anomali SST d i m u l u s k a n dengan r a t a - r a t a bergerak 22 t a h u n
dibandingkan dengan panjang siklus m a t a h a r i SCL 1 2 2 2 1 . Tampaknya keterkaitan a n t a r a anomali SST di a t a s s e l u r u h Indonesia dalam k u r u n w a k t u y a n g dikaji c e n d e r u n g lebih k u a t jika d i h u b u n g k a n dengan aktivitas m a t a h a r i y a n g lebih panjang dari 11 t a h u n yaitu dengan panjang siklus magnetik Hale d e n g a n periode sekitar 22 t a h u n . S e m e n t a r a anomali SST di a t a s Kawasan Indonesia Timur dalam selang waktu t a h u n 1900-1950 mempunyai h u b u n g a n terbalik, y a n g berarti jika aktivitas m a t a h a r i meningkat, m a k a SST b e r k u r a n g , tetapi dalam selang waktu t a h u n 1950-2005 korelasi korelasinya menjadi positif, y a n g berarti, jika aktivitas m a t a h a r i meningkat m a k a SST menigkat mengikuti aktivitas m a t a h a r i .
4 KESIMPULAN
Adanya sinyal-sinyal k u a t dengan periode (80-110) t a h u n p a d a s e m u a anomali SST m e n u n j u k k a n b a h w a SST di a t a s Indonesia t a m p a k n y a terkait dengan siklus Gleissberg j a n g k a panjang dalam aktivitas m a t a h a r i , s e m e n t a r a sinyal-sinyal k u a t d e n g a n perioda sekitar 50, 2 5 , d a n 2 0 t a h u n terkait dengan siklus magnetik Hale dari aktivitas m a t a h a r i (periode 22 t a h u n ) . Sinyal aktivitas m a t a h a r i 11 t a h u n p a d a s e l u r u h deret w a k t u d a t a SST di a t a s Indonesia y a n g t a m p a k lemah m e n u j u k k a n b a h w a h u b u n g a n k e d u a p a r a m e t e r yang dikaji w a l a u p u n ada, tetapi m e m p u n y a i korelasi lemah. Dalam periode yang lebih pendek dari 11 t a h u n t a m p a k jelas b a h w a anomali SST di a t a s Indonesia didominasi oleh p e n g a r u h peristiwa ENSO (El Nino d a n La Nina) yang memiliki perioda sekitar (3-7) t a h u n .
Sinyal dengan periode sekitar 12 t a h u n p a d a ENSO /SOI m e n u n j u k k a n b a h w a anomali SST secara tidak langsung dipengaruhi oleh aktivitas m a t a h a r i . J a d i peristiwa ENSO (El Nino d a n La Nina) d a n Osilasi
Selatan (Southern Oscillation/SO) mengalami forcing k u a t dari m a t a h a r i . Peristiwa ENSO m e m p u n y a i korelasi k u a t p a d a fase k h u s u s dari siklus-siklus sunspot 11 t a h u n p a d a fasa naik menuju ke m a k s i m u m d a n dari fase t u r u n m e n u j u m i n i m u m dari setiap siklus aktivitas m a t a h a r i . Pola peristiwa El Nino d a n La Nina y a n g bergantian selama selang waktu sekitar 22 t a h u n t a m p a k n y a b e r k a i t a n erat dengan siklus magnetik Hale dari aktivitas m a t a h a r i .
Dari hasil analisis korelasi j a n g k a panjang a n t a r a aktivitas m a t a h a r i dengan indikator p a n j a n g s i k l u s matahari dan r a t a - r a t a bergerak 11 dan 22 t a h u n anomali SST Indonesia m e n u n j u k k a n korelasi y a n g baik u n t u k s e l u r u h kelompok d a t a . S e m e n t a r a SST di a t a s KIT m e n u n j u k k a n korelasi negatif, tetapi d a l a m selang waktu t a h u n 1950-2005 m e n u n j u k k a n korelasi positif. Pola korelasi a n t a r a aktivitas m a t a h a r i j a n g k a panjang dan anomali SST y a n g bergantian di a t a s Kawasan Indonesia Timur (KIT) ini k e m u n g k i n a n b e s a r berkaitan d e n g a n siklus Hale (periode sekitar 22 t a h u n ) , d i m a n a polaritasnya b e r u b a h setiap siklus 11 t a h u n . J a d i p e n g a r u h aktivitas m a t a h a r i t e r h a d a p iklim d i Indonesia b e r d a s a r k a n kajian d a n analisis deret waktu d a t a anomali SST di a t a s Indonesia adalah bersifat j a n g k a panjang, lebih panjang dari siklus sunspot 11 t a h u n .
DAFTAR RU JUKAN
Eddy, J.A., 1976. The Maunder Minimum, Science , 192, h i m . 1 1 8 9 .
Friis-Christensen, E.F., a n d Lassen, K., 1991- Length of Cycle : An Indicator
of Solar Activity Closely Associated with Climate, Science, 254, 698-700.
Foster, G. 1 9 9 6 . Wavelets for Period Analysis of Unevenly Sampled Time
Series, A s t r o n o m i c a l J o u r n a l , Vol.112, him. 1709.
Gleissberg, W., 1 9 4 4 . A Table of Secular Variations of Solar Cycle. Terr, Magn. Atm. Electr. 4 9 , p . 2 4 3 .
Lean, J . , 1 9 9 1 . Variations in the Suns Radiative Output, Review of Geophysics, Vol.29, h l m . 5 0 5 .
Landscheidt, T., 2 0 0 0 . Solar Forcing El Nino dan La Nina, Preceeding of the 1st Solar and Space Weather Euroconference, T h e Solar Cycle and Terrestrial Climate.
Perry C.A., 1994. Comparison of a Solar Luminosity Model With Paleoclimatic
Data. Institute for Tertianary-Quartenary Studies-TER-QUA Symposium
Series, Vol. 2, him. 2 5 - 3 7 .
Reid, G.C., 1987. Influence of Solar Variability on Global Sea Surface
Temperatures, Nature , 3 2 9 , him. 142,
The Houw Liong d a n Siregar, P, M., 2 0 0 6 . Sistem Peringatan Dim di Indonesia
Berdasarkan Aktivitas matahari, D i s a m p a i k a n dalam Seminar
