Petir Subulussalam, Mengapa dan Bagaimana?  

Dr. Yopi Ilhamsyah dan Dr. Zulkarnain Jalil

Dosen Meteorologi Fakultas Kelautan dan Perikanan Unsyiah serta Dosen Fisika FMIPA Unsyiah

Petir di langit Subulussalam dahsyat! Penelitian kami berbasis sensor optik Satelit NASA terungkap kerapatan petir di Subulussalam mencapai 80 kilatan perkilometer persegi pertahun, sama seperti Bogor Kota Petir Indonesia.

Karakteristik topografi Subulussalam yang berbukit dan dilatarbelakangi pegunungan Bukit Barisan berperan dalam pertumbuhan Awan Cumulonimbus (CB) berisikan hujan dan petir. Karenanya, hujan Subulussalam disebut hujan orografis. Hujan bersumber dari uap air Lautan Hindia di pesisir selatan Aceh yang menguap di siang hari. Karena daratan memanas lebih cepat dibanding lautan maka tekanan udara di atas daratan menjadi rendah sehingga uap air bergerak hingga ke Subulussalam.

Saat tiba, udara sudah jenuh karena uap air telah berwujud air dalam suatu mekanisme disebut kondensasi. Proses ini berlangsung cepat sebab dalam perjalanannya, uap air terbentur lereng-lereng perbukitan dan pegunungan yang mengelilingi Subulussalam. Awan-awan kumulus dekat permukaan inilah wujud mekanisme kondensasi karena faktor topografi ini.

Pancaran matahari di Subulussalam menjadikan udara semakin labil di siang hari. Udara berisi air dalam wujud awan terus naik bergabung membentuk awan CB. Naiknya udara turut diakselerasi oleh angin lembah yang bertiup ke gunung. Karena lereng pegunungan lebih cepat panas, maka tercipta tekanan rendah dan udara dengan cepat mengalir menuju puncak.

Awan CB menjulang hingga lapisan stratosfer di ketinggian 11 ribu meter melebihi tinggi rata-rata Pegunungan Bukit Barisan yakni 2 ribu meter. Kenapa demikian? Hal ini dipicu oleh pemanasan di permukaan. Kuatnya radiasi matahari mendorong massa udara untuk terus naik ke angkasa. 

                                                                                                                                 Proses mikrofisis

Di dalam awan, pada ketinggian 5 ribu meter terdapat lapisan beku. Udara berisi air yang melewatinya membeku, berubah menjadi kristal-kristal es. Semakin ke atas suhu mendingin, kristal es terurai menjadi es-es halus, disebut Graupel.

Di puncak awan, suhu minus menciptakan tekanan tinggi sementara awan dekat permukaan yang panas bertekanan rendah membuat udara kembali turun. Saat turun, es-es halus ini bersinggungan dengan es-es halus yang naik, menciptakan muatan listrik.  

Muatan positif berada di awan sementara muatan negatif turun ke permukaan. Setiap zat diciptakan berpasang-pasangan, demikian juga petir yang timbul akibat interaksi pasangan muatan dalam suatu proses pelepasan energi yang besar sebagai upaya alam mencari keseimbangan.

Analogi sederhana, penggaris yang kita gosok-gosokkan di rambut memiliki kemampuan untuk menarik sehelai kertas. Inilah yang disebut listrik statis, demikian juga petir. Muatan negatif menarik muatan positif untuk mendekatinya.

Banyak korban sengatan petir di Subulussalam. Ini artinya selain muatan negatif alami yang turun ke permukaan karena gesekan es di angkasa, ada juga muatan negatif di sekitar kita apakah dari benda elektronik, badan air, logam atau bangunan dan pohon yang rawan tertempelnya muatan negatif petir. Inilah mengapa petir dapat menyambar rumah dan tempat yang sama dua kali, hal ini disebabkan melimpahnya muatan negatif di permukaan.

                                                                                                                                    Peringatan dini

Sistem peringatan dini petir dapat dibangun dengan memprediksi terbentuknya es halus di langit Subulussalam. Petir spontan! Kita berkejaran dengan waktu, simulasi mampu menjawab tantangan ini. Peringatan dini lainnya dengan mengukur suhu udara aktual dan suhu titik embun di pagi hari. Jika suhu titik embun mendekati suhu aktual, ini pertanda badai petir akan terjadi. Alat cukup termometer bola basah dan kering. Peringatan dini alami adalah dengan merasakan perubahan udara.

Jika terasa gerah dan panas, ini tandanya udara sudah jenuh karena panas laten yang diproduksinya dan badai besar segera tiba. Jika cuaca di pagi hingga siang hari sangat terik, bisa dipastikan sore badai besar. Warga diimbau untuk berada dalam ruangan dan mematikan alat-alat listrik.

Langkah antisipatif lainnya dengan mengarahkan sambaran petir ke sebuah tower yang dilengkapi anti-petir yang telah dimodifikasi. Tujuannya adalah membangkitkan muatan negatif guna memancing datangnya petir, selain penangkal petir biasa yang dipasang di gedung.

Untuk operasional, pergerakan awan dapat dimonitor melalui citra satelit infrared BMKG, awan CB bersuhu minus 50 derajat celcius berpotensi badai petir. Pemetaan petir dilakukan dengan memasang lightning detection network pada tiga tower dalam tiga penjuru mata angin: barat daya, barat laut, dan tenggara. Prinsip triangulasi instrumen tersebut mampu melacak lokasi dan kekuatan petir dalam satuan kilo ampere.

                                                                                                                                     Manfaat petir

Petir sebenarnya berperan dalam melerai molekul nitrogen dan oksigen yang terikat kuat di atmosfer. Saat terpisah nitrogen bercampur air hujan membentuk senyawa nitrat berfungsi sebagai pupuk tanaman sementara oksigen bergabung dengan molekul oksigen lainnya membentuk ozon di angkasa, berperan melindungi Subulussalam dari sinar ultraviolet yang merusak kesehatan.

Rapatnya petir bermanfaat untuk pengembangan pertanian dan perkebunan. Firman Allah menjelaskan manfaat petir yaitu QS Ar-Rad, 13:12 "Dialah yang memperlihatkan kilat kepadamu, yang menimbulkan ketakutan dan harapan, dan Dia menjadikan mendung".         

                                                                                                                               Perubahan iklim

Intensifnya petir terkait dengan perubahan iklim pemicu pemanasan global. Semakin panas permukaan semakin kencang pula dorongan udara yang naik ke atas dan udara yang turun, mengakibatkan gesekan es semakin intens, menimbulkan ledakan petir bersahut-sahutan.

Penelitian kami menunjukkan bahwa di Subulussalam telah terjadi kenaikan suhu udara sebesar 0,5 derajat Celcius selama tiga dekade dan akan naik hingga 0,7 derajat celcius tahun 2030. Oleh karenanya pembangunan tata ruang kota tangguh iklim berkonsep eco-city serta pengelolaan yang berkelanjutan menjadi penting.

Wacana pendirian Pusat Studi Petir sangat menarik, ini menjadi satu-satunya di ASEAN. Karakteristik petir ganas se-tropis dan puting beliung serta hujan es yang kerap melanda menarik atensi internasional guna memperkuat eksistensi Pusat Studi sekaligus terobosan strategis guna menggairahkan iklim ilmiah di daerah.

Aktivitas riset outdoor ala storm tracker layaknya film-film Hollywood menggugah rasa ingin tahu anak-anak dan remaja di daerah untuk memahami fenomena atmosfer yang misterius, berdampak meningkatnya literasi serta kesungguhan mempelajari Matematika, Fisika, Biologi dan Kimia, bermuara kemajuan pendidikan di daerah.

Hal ini sejalan dengan konsep Merdeka Belajar dan Aceh Carong yang dicanangkan Pemerintah. Lewat Pusat Studi ini, konsep learning by doing menjadi mudah diwujudkan. Saintis-saintis inovatif asal Subulussalam yang berkontribusi terhadap pembangunan nasional akan hadir di masa mendatang.