Mengapa seringkali prediksi cuaca salah? (Karena susah sekali memprediksinya)


Ketika ilmuwan-ilmuwan seperti Einstein, Newton, Maxwell dan lain-lain dapat membuat teori fisika yang mampu meprediksi kejadian nyata dengan presisi dan akurat, sementara ilmuwan meteorologi (ahli cuaca dan atmosfer) menghadapi kenyataan yang berbeda.

Prediksi dari meteorolog tentang
cuaca seringkali bertolak belakang dengan kejadian nyata.

Manusia sudah mampu memperkirakan posisi planet, bulan, komet hingga ratusan tahun di masa depan dengan akurat, tapi tetap tidak mampu memperkirakan bagaimana cuaca satu hari kedepan dengan akurat? Apakah hujan? Berapakah suhu udara?

Ilmu cuaca telah berkembang pesat

Ilmu cuaca atau meteorologi mulai berkembang satu abad yang lalu, ketika matematikawan Lewis Fry Richardson menghitung dengan tangan selama 6 minggu untuk memprediksi cuaca 6 jam ke depan.

Prediksi cuaca
bergantung dengan kemajuan komputer. Untuk meteorolog itu merupakan pencapaian
besar. Untuk kita, masyarakat umum, tidak terlalu berarti.

Prediksi cuaca
telah mengalami perkembangan signifikan setidaknya 20 tahun terakhir.

Prediksi cuaca 3
harian yang dilakukan hari ini lebih bagus daripada prediksi cuaca satu hari
kedepan yang mereka lakukan 20 tahun yang lalu.

Ilmuwan cuaca
hari ini tidak bisa bekerja tanpa prediksi numerik, yang menggunakan persamaan
matematis untuk memprediksi cuaca.

Perhitungan
persamaan matematis ini memerlukan komputer yang canggih dan amat banyak data
parameter fisis yang ada di darat, laut, dan udara.

Ada 2×10⁴⁴
(200,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000) molekul di
atmosfer yang bergerak dengan acak, dan kita mencoba untuk menghitung gerakan
semua molekul itu, sungguh susah.

Jutaan data yang harus dihimpun dan diolah

Prediksi jangka pendek bergantung pada suhu, awan, curah hujan, angin dan tekanan udara. Prediksi jangka panjang, tambahkan suhu tanah dan laut, arus laut, polusi udara, dan banyak lainnya.

Untuk memprediksi
cuaca pagi besok memerlukan usaha besar. BMKG mengumpulkan jutaan data
pengamatan setiap hari yang diambil dari stasiun insitu, maupun dari balon
cuaca dan satelit.

Satu stasiun
cuaca tidak dapat mengkoleksi begitu banyak informasi.  Digunakan jaringan besar stasiun cuaca yang
menghimpun data di berbagai lokasi setiap waktu.

alat prediksi cuaca

Beberapa stasiun
terletak di darat yang paling tidak terdiri dari anemometer untuk mengukur
kecepatan dan arah angin, penampung air untuk mengukur curah hujan,
hidrotermometer untuk mengukur suhu dan kelembapan udara.

Baca Juga  Cara Sederhana Menjaga Pola Hidup Sehat yang Harus Anda Lakukan !

Beberapa stasiun lainnya mengapung di lautan, peralatan observasi dipasang di buoy. Dan masih ada stasiun yang bergerak, peralatan observasi yang dipasang di pesawat dan kapal. Ditambah satelit cuaca dan balon radiosonde untuk memperoleh data dari bagian atas atmosfer.

prediksi cuaca atmosfer

Semua data parameter fisis dari seluruh stasiun tadi menghasilkan lebih dari 1 juta data setiap hari.

Laptop atau komputer punyamu tidak akan mampu menyimpan data ini, apalagi hingga mengolahnya. Tapi meteorolog memiliki super-komputer, mesin powerful yang mampu menghitung jutaan data per detik.

Super-komputer untuk memprediksi cuaca

prediksi cuaca dengan superkomputer

Di Amerika
Serikat, ada super-komputer yang dioperasikan oleh National Centers for
Environmental Prediction (NCEP). Bekerja dengan super-komputer, terdapat lebih
dari 10000 prosesor, bekerja dengan 2,6 petabyte data.

Disana, data
hasil observasi dimasukkan ke otak super-komputer, yang menggunakan persamaan model
matematis kompleks untuk memprediksi bagaimana kondisi cuaca berubah sepanjang
waktu. Hasil dari prediksi super-komputer ini kemudian di broadcast atau
disebarluaskan ke masyarakat lewat televisi, laman internet, aplikasi dan
lain-lain.

Jangan berpikir
bahwa super-komputer ini tidak mungkin melakukan kesalahan, dengan teknologi
secanggih itupun, super-komputer ini belum cukup mampu menghadapi tantangan
besar dalam memprediksi cuaca.

Fenomena-fenomena
cuaca skala besar, dimana setiapnya dipengaruhi oleh berbagai variabel yang
berbeda-beda. Contohnya, mempertimbangkan bagaimana radiasi matahari akan
memanaskan permukaan bumi, bagaimana perbedaan tekanan udara akan menggerakkan
angin, dan bagaimana perubahan fase air, meleleh dan menguap akan mempengaruhi
aliran energi.

Meteorolog kini
menggunakan teknologi dan teknik yang diperbarui terus menerus untuk menghadapi
chaos, seperti prediksi menggunakan ensemble, yang mana terdoro dari beberapa
prediksi, setiap prediksi menggunakan starting point yang bervariasi.

Jika semua
prediksi pada ensemble terlihat sama, maka cuaca diprediksi cenderung normal.
Jika ada prediksi yang terlihat mencolok berbeda, maka cuaca diprediksi
cenderung berubah.

Sayangnya, chaos
masihlah ada, meteorolog tidak akan pernah bisa memprediksi cuaca dengan
tingkat kepastian mutlak. Entah akan ada badai, angin puting beliung, hujan
ekstrem, akan selalu membawa bencana dengan peringatan kecil.

Chaos, ketidakteraruran sebagai sifat alami alam semesta

Perubahan kecil
pada salah satu variabel dalam perhitungan kompleks ini dapat berdampak besar
pada cuaca masa depan. Edwan Lorenz, meteorolog dari MIT menyebut ini efek
kupu-kupu.

Gampangnya digambarkan seperti ini, kepakan sayap kupu-kupu di tengah hutan asia dapat menimbulkan hujan deras di kota New York.

Beliau dikenal sebagai bapak teori chaos, sebuah prinsip ilmiah yang mendeskripsikan sistem super kompleks, seperti sistem cuaca, dimana perubahan kecil di kondisi mula-mula mampu mengubah drastis hasil akhirnya.

Baca Juga  Cara Membeli Hosting dan Domain di Niagahoster dengan Harga Promo

Karena adanya
chaos atau ketidakteraturan ini, ada batas kapan prediksi cuaca dinilai akurat.
Lorenz menset batas ini dalam dua minggu.

Lebih lanjut
lagi, persamaan numerik yang digunakan untuk mensimulasikan atmosfer juga
merupakan subyek chaos, dengan error kecil yang dapat berlipat ganda.

Cuaca di daerah
lintang tinggi banyak dipengaruhi oleh gerakan pertemuan massa udara berbeda
yang dipengaruhi oleh sistem tekanan rendah. Gerakan massa udara ini relatif
mudah diprediksi karena bergerak secara gradual.

Sementara, di
daerah tropis seperti Indonesia, menerima banyak sekali energi dari matahari
yang membuat aktivitas konveksi yang sifatnya lebih chaos sehingga lebih sulit
diprediksi.

Chaos di alam
berarti sepanjang kita terus melakukan asumsi tentang proses di atmosfer, akan
selalu ada potensi bagi model untuk membuat kesalahan.

Bagaimana cuaca bisa diprediksi di masa depan?

Diperlukan data
resolusi tinggi baik secara spasial dan waktu. Perlu lebih banyak lagi, jutaan
stasiun pengamatan cuaca di berbagai lokasi.

Untungnya dengan kemajuan teknologi sekarang, stasiun pengamatan cuaca dapat berukuran lebih kecil dan mobile. Stasiun pengamatan cuaca ini mungkin akan berada di rumah setiap orang, atau di kendaraan bahkan di smartphone.

Dengan semakin
banyak data yang dihimpun, diperlukan lagi super-komputer dengan tingkat
komputasi yang lebih maju dan cepat.

Tidak ada yang lebih berguna selain kesiapsiagaan kita sendiri untuk menghadapi cuaca. Seperti kata pepatah, sedia payung sebelum hujan.

Referensi

Mengapa seringkali prediksi cuaca salah? (Karena susah sekali memprediksinya)