Awan Arktik Sangat Sensitif Terhadap Polusi Udara

Pada tahun 1870, penjelajah Adolf Erik Nordenskiöld, berjalan melintasi lapisan es Greenland yang tandus dan terpencil, melihat sesuatu yang kebanyakan orang tidak harapkan dalam pemandangan kosong dan tidak ramah seperti itu: kabut asap.

Catatan tentang kabut asap Nordenskiöld adalah salah satu bukti pertama bahwa polusi udara di sekitar belahan bumi utara dapat berjalan menuju kutub dan menurunkan kualitas udara di Arktik. Sekarang, sebuah studi dari ilmuwan atmosfer Universitas Utah Tim Garrett dan rekan menemukan bahwa udara di Arktik sangat sensitif terhadap polusi udara, dan partikel tersebut dapat memacu pembentukan awan Arktik. Awan ini, tulis Garrett, bisa bertindak sebagai selimut, menghangatkan Arktik yang sudah berubah.

"Iklim Arktik sangat rumit, sama seperti ekosistem yang ada di sana," kata Garrett. "Awan tepat di ujung keberadaan mereka dan mereka memiliki dampak besar pada iklim lokal. Sepertinya awan sangat sensitif terhadap polusi udara." Penelitian ini dipublikasikan di Geophysical Research Letters.

Polusi menuju ke utara

Garrett mengatakan bahwa catatan penjelajah Arktik awal menunjukkan bahwa polusi udara telah dilakukan ke utara selama hampir 150 tahun atau lebih. "Pencemaran ini secara alami akan tertiup ke utara karena itulah pola sirkulasi yang dominan untuk bergerak dari garis lintang bawah menuju kutub," katanya. Begitu berada di Kutub Utara, polusi menjadi terjebak di bawah suhu inversi, sama seperti pembalikan yang dialami Salt Lake City setiap musim dingin. Dalam sebuah inversi, lapisan udara hangat berada di atas tumpukan udara dingin, mencegah akumulasi udara buruk agar tidak keluar.

Yang lain telah mempelajari daerah mana yang berkontribusi terhadap polusi Arktik. Asia Timur Laut adalah kontributor yang signifikan. Begitu juga sumber di ujung utara Eropa. "Mereka memiliki akses yang jauh lebih langsung ke Arktik," kata Garrett. "Sumber pencemaran di sana tidak terdilusi di seluruh atmosfer."

Para ilmuwan telah tertarik pada efek polusi di awan Arktik karena efek pemanasan potensial mereka. Di belahan dunia lain, awan bisa mendinginkan permukaan karena warna putih merefleksikan energi matahari kembali ke luar angkasa. "Di Arktik, efek pendinginannya tidak sebesar karena es laut di permukaan sudah cerah," kata Garrett. "Sama seperti awan memantulkan radiasi secara efisien, mereka juga menyerap radiasi secara efisien dan memancarkan kembali energi itu untuk menghangatkan permukaan." Tetesan air dapat terbentuk di sekitar partikel di udara. Partikel lebih banyak membuat tetesan lebih banyak, yang membuat awan yang menghangatkan permukaan lebih banyak.

Melihat melalui awan

Tapi mengkuantifikasi hubungan antara polusi udara dan awan sudah sulit. Ilmuwan hanya bisa mencicipi polusi udara di awan dengan terbang melalui mereka, sebuah metode yang tidak dapat menutupi banyak tanah atau periode waktu yang lama. Citra satelit dapat mendeteksi polusi aerosol di udara - namun tidak melalui awan. "Kita akan melihat awan di satu tempat dan berharap aerosol di dekatnya mewakili aerosol di mana awan berada," kata Garrett. "Mereka tidak akan ada. Awan ada karena berada dalam massa udara meteorologi yang berbeda dari pada langit yang jernih."

Jadi Garrett dan rekan-rekannya, termasuk lulusan U Quentin Coopman, membutuhkan pendekatan yang berbeda. Model atmosfer, ternyata, melakukan pekerjaan yang baik dalam melacak pergerakan polusi udara di sekitar Bumi. Dengan menggunakan persediaan sumber pencemar global, mereka mensimulasikan bulu-uap polusi udara sehingga satelit dapat mengamati apa yang terjadi saat model ini berinteraksi dengan awan Arktik. Model tersebut memungkinkan para peneliti untuk mempelajari polusi udara dan awan pada waktu dan tempat yang sama dan juga memperhitungkan kondisi meteorologi. Mereka bisa yakin efek yang mereka lihat bukan hanya variasi meteorologi alami dalam kondisi pembentukan awan normal.

Awan yang sangat sensitif

Tim peneliti menemukan bahwa awan di Arktik dua sampai delapan kali lebih sensitif terhadap polusi udara daripada awan di garis lintang lainnya. Mereka belum tahu pasti mengapa, tapi berhipotesis mungkin ada hubungannya dengan keheningan massa udara Arktik. Tanpa turbulensi udara yang terlihat di garis lintang pertengahan, udara Arktik dapat dengan mudah terganggu oleh partikulat udara.

Salah satu faktor yang tidak peka terhadap awan adalah asap dari kebakaran hutan. "Bukan berarti kebakaran hutan tidak memiliki potensi," kata Garrett, "hanya saja asap dari kebakaran ini tidak berakhir di tempat yang sama dengan awan." Polusi udara yang disebabkan oleh aktivitas manusia melampaui pengaruh kebakaran hutan di awan Arktik dengan faktor sekitar 100: 1.

Ini memberi Garrett harapan. Bahan partikulat adalah polutan udara yang dapat dikontrol dengan mudah, dibandingkan dengan polutan seperti karbon dioksida. Mengontrol sumber partikel saat ini dapat mengurangi polusi di Arktik, mengurangi tutupan awan, dan memperlambat pemanasan. Semua keuntungan tersebut bisa diimbangi, saran peneliti lain, jika Arktik menjadi jalur pengiriman dan melihat industrialisasi dan pembangunan. Emisi dari kegiatan tersebut dapat memiliki efek yang tidak proporsional terhadap awan Arktik dibandingkan dengan emisi dari bagian lain dunia, kata Garrett.

"Arktik berubah dengan sangat cepat," katanya. "Jauh lebih cepat daripada bagian dunia lainnya, yang berubah cukup cepat."

###