Konvergensi Geologi dan Konvergensi Meteorologi

Barang siapa geologist yang pernah melihat atau membaca peta cuaca, maka akan takjublah ia sebab simbol2 yang biasa digunakan dalam tektonik muncul juga di peta cuaca dan ternyata menggambarkan hal yang sama; bedanya, di geologi massa litosfer di meteorologi massa udara. Massa udara pun dibagi menjadi massa udara kontinental dana massa udara maritim, cukup kalau mau kita bandingkan dengan kerak benua dan kerak samudera. Massa udara pun bisa subducted bisa obducted, untuk itu digunakan simbol2 yang biasa digunakan dalam tektonik.
Keduanya bertemu di Indonesia, sebuah negeri yang sangat unik dalam banyak ilmu. Indonesia adalah wilayah yang dikepung oleh lempeng-lempeng besar yang saling berkonvergen. Untuk hal ini, saya tak akan membicarakannya lebih jauh. Kali ini saya akan membicarakan keunikan massa udara di atas Indonesia, coba kita lihat, dunia tak nampak ini sangat mirip dunia kita (geologi) sehari-hari.
Ceritanya dimulai dari hujan lebat di wilayah Indonesia dan negeri-negeri tropis lainnya. Hujan lebat ini pada umumnya disebabkan konvergensi angin pasat yang berasal dari kedua belahan bumi utara dan selatan. Hujan lebat ini terjadi di sepanjang Zone Konvergensi Inter-Tropis (ZKIT) yang bergerak ke sebelah utara dan ke selatan ekuator mengikuti gerakan Matahari.
ZKIT merupakan daerah sumber energi yang menggerakkan sirkulasi umum di dalam atmosfer tropis melalui panas laten kondensasi yang dilepaskan. Sebagian energi yang dibebaskan oleh kondensasi pada bagian atas ZKIT, dibawa ke arah kutub sebagai energi potensial yang kemudian diubah menjadi energi panas, terutama oleh subsidensi di sekitar 30 derajat LU dan LS. Subsidensi partikel udara inilah yang mengakibatkan kekurangan hujan pada zone yang dibatasi garis lintang 30 derajat LU dan LS sehingga pada wilayah ini terjadi gurun-gurun subtropis. Sirkulasi udara semacam ini disebut Sirkulasi Hadley. Bandingkan dengan gerak sirkulasi arus konveksi di astenosfer, yang naik di pematang tengah samudra dan turun di zone penunjaman kerak samudera.
Di wilayah Indonesia, pita ZKIT bergeser ke selatan ekuator pada bulan-bulan Desember-Februari, sedangkan ia bergeser ke utara ekuator pada bulan-bulan Juni-Agustus. Maka, hujan-hujan di Jawa akan lebih sering pada Desember-Februari; sedangkan hujan-hujan di Sumatra Utara atau Kalimantan sebelah utara akan lebih sering pada bulan-bulan Juni-Agustus.
Mengapa ZKIT membawa banyak hujan ? Ini berhubungan dengan terjadinya konvergensi massa udara yang dalam bahasa meteorologi disebut “front”. Front adalah batas pertemuan dua massa udara yang mempunyai sifat fisik (temperatur, tekanan, densitas) yang berbeda. Pertemuan dua massa udara ini bila diproyeksikan ke dalam peta akan digambarkan sebagai sebuah garis atau kurva. Bayangkan sebuah garis atau kurva konvergensi lempeng baik berupa subduction maupun collision. Seperti halnya pertemuan subduction, garis front tidak lurus vertikal dari tanah ke atas, melainkan berupa bidang miring (bandingkan dengan bidang miring subduction yaitu zone Wadati-Benioff). Pada bidang miring front ini ia terbalik dengan zone Wadati-Benioff, kalau zone Wadati-Benioff miring masuk ke dalam mantel, maka bidang miring front miring naik ke langit. Pada suatu front, massa udara panas akan naik di atas massa udara yang lebih dingin. Udara dingin punya densitas lebih besar dibandingkan udara panas (bandingkan dengan kerak samudera yang densitasnya lebih berat dibandingkan kerak benua, maka kerak samudera akan menyusup di bawah kerak benua; persis seperti massa udara dingin menyusup di bawah massa udara panas). Hal yang menarik, “front dingin” ini digambarkan persis simbolnya seperti simbol subduction, yaitu kurva bergerigi.
Dalam suatu front atau konvergensi massa udara, udara mengalami deformasi kompresi (bandingkan dengan deformasi yang terjadi di prisma akresi pada zone konvergensi lempeng). Tahap-tahap deformasinya biasa dibagi ke dalam empat tingkat :
1. tingkat normal : udara kutub dari utara dan udara tropis dari selatan saling bertemu.
2. tingkat deformasi : suatu putaran udara terjadi, arahnya berlawanan jarum jam di belahan utara dan searah jarum jam di sebelah selatan.
3. tingkat deformasi frontal : bidang front (diskontinuitas) terdeformasi kuat, massa udara terbelah, udara panas terjepit di antara udara dingin, udara dingin menunjam di bawah udara panas, udara panas naik ke langit yang lebih tinggi dalam bidang miring; di sepanjang bidang front panas akan terbentuk awan-awan cirrus, altostratus, dan altocumulus; di sepanjang bidang front dingin (selalu ada dua “subduksi” massa udara karena udara panas terjepit di antara dua massa udara dingin - bandingkan dengan dua subduction berlawanan seperti di Laut Maluku yang mengangkat Sangihe-Talaud di tengah) udara panas bersinggungan dengan udara dingin menyebabkannya tidak stabil sehingga udara panas naik dengan cepat dan menumbuhkan awan-awan konvektif cumulus, cumulus congestus, dan cumulonimbus. Front dingin ini terkenal menyebabkan hujan lebat, badai guruh, dan hujan es.
4. tingkat occlusion : front dingin akan bergerak lebih cepat dibandingkan front panas, front dingin akan mengejar front panas, dan menutup jalannya dengan cara menyatukan kedua front yang akhirnya akan kabur kemudian mati (occlusion).
Di mana lokasi front ? Di palung tekanan rendah (bandingkan dengan palung depresi pada konvergensi tektonik). Kalau siklus Wilson dalam tektonik lempeng bisa berumur puluhan-ratusan juta tahun, maka siklus front dari lahir sampai matinya hanya perlu waktu 3-7 hari.
Mengapa saya tiba-tiba menulis soal cuaca yang dihubungkan dengan geologi ini ? Sudah lama sebenarnya saya ingin menuliskannya setelah lama mengamati peta2 cuaca; tetapi baru kemarin saya membaca berita di harian Bisnis Jakarta tentang cuaca di atas Selat Sunda yang berubah tenang, dijelaskan oleh BMG penyebabnya adalah karena bergeraknya zone konvergensi di atas Selat Sunda ke arah Bangka-Belitung.
Nah, begitulah; udara atau astenosfer sama-sama fluida (astenosfer “fluida” dalam arti terbatas), maka mereka pun mengikuti hukum-hukum dinamika yang berlaku di sistem Bumi (Earth system).