- Eksperimen kamar CLOUD di CERN mereproduksi proses ketika zat volatil yang dilepaskan pohon membentuk benih awan, sehingga titik acuan atmosfer pra-industri dan model iklim saat ini perlu ditinjau kembali
- Sesquiterpene yang dilepaskan pohon dan tumbuhan berkontribusi pada pembentukan awan jauh lebih kuat dari perkiraan, dan bahkan pada rasio 1:50 dibanding zat volatil lain, pembentukan awan menjadi dua kali lipat
- Awan dapat memantulkan sinar matahari dan memberi efek pendinginan atau justru menjebak panas di atas es kutub tergantung wilayahnya, sehingga tetap menjadi salah satu ketidakpastian terbesar dalam prediksi iklim
- Di dunia dengan polusi industri yang berkurang, tumbuhan dan pohon bisa menjadi faktor yang lebih besar dalam pembentukan awan, dan ini juga memengaruhi perhitungan efek aerosol buatan yang berbasis emisi sulfur
- Sulit memasukkan fisika aerosol alami kecil seperti sesquiterpene ke dalam model iklim, tetapi untuk memprediksi strategi mitigasi yang lebih realistis, interaksi antara emisi manusia dan emisi tumbuhan juga harus diperhitungkan
Atmosfer di atas hutan yang direproduksi oleh kamar CLOUD CERN
- Lubna Dada dan rekan-rekannya melakukan eksperimen di kamar baja nirkarat 7.000 galon di CERN, Swiss, untuk mereproduksi proses ketika emisi alami bereaksi dengan ozon dan membentuk aerosol
- Awan adalah salah satu ketidakpastian terbesar dalam prediksi iklim
- Bergantung pada wilayahnya, awan dapat memantulkan sinar matahari yang seharusnya diserap daratan dan lautan
- Sebaliknya, awan juga dapat menjebak panas di atas es Arktik dan Antarktika
- Di langit, partikel aerosol menarik uap air atau es, dan kumpulan tetesan kecil yang cukup membesar menjadi benih awan
- Setengah dari awan di Bumi terbentuk di sekitar materi seperti pasir, garam, jelaga, asap, dan debu
- Separuh sisanya bernukleasi di sekitar uap yang dilepaskan makhluk hidup atau mesin, misalnya sulfur dioksida dari pembakaran bahan bakar fosil
- Kamar CLOUD di CERN mensimulasikan proses ini dengan menyuntikkan uap yang mewakili lingkungan tertentu
- Kamar ini dapat meniru gas di atas wilayah perkotaan
- Tim Dada berusaha mereproduksi atmosfer di atas hutan tanpa emisi manusia untuk memperkirakan pembentukan awan sebelum industrialisasi
Peran sesquiterpene yang dilepaskan pohon
- Penelitian yang diterbitkan di Science Advances menunjukkan bahwa di antara bahan kimia yang dilepaskan pohon, sesquiterpene memainkan peran besar dalam pembentukan awan
- Pohon melepaskan zat volatil alami seperti isoprene dan monoterpene, yang dapat memicu reaksi kimia pembentukan awan
- Penelitian ini berfokus pada sesquiterpene, yang relatif lebih sedikit dilepaskan dan sebelumnya kurang mendapat perhatian
- Bergantung pada molekulnya serta jenis tumbuhan atau mikroba yang melepaskannya, aromanya bisa menyerupai kayu, tanah, jeruk, atau rempah
- Hasil eksperimen menunjukkan bahwa sesquiterpene membentuk benih awan lebih efektif dari perkiraan
- Bahkan pada rasio 1:50 dibanding zat volatil lain, pembentukan awan menjadi dua kali lipat
- Di dunia yang telah mengurangi emisi sulfur, tumbuhan dan pohon dapat menjadi pendorong yang lebih besar bagi pembentukan awan
Hasil eksperimen pertama yang terlihat sebagai “pisang”
- Tim peneliti menguji kemampuan sesquiterpene membentuk awan dengan meniru udara hutan yang tidak tercemar emisi manusia
- Eksperimen dasar mengukur campuran isoprene dan α-pinene, monoterpene paling umum, setelah diionisasi
- Sesuai perkiraan, kombinasi ini membentuk benih awan
- Setelah itu, mereka menambahkan β-caryophyllene, sesquiterpene yang berasal dari pohon pinus dan jeruk serta beraroma seperti lada retak
- Dada memperkirakan β-caryophyllene akan memicu reaksi kimia untuk membentuk aerosol, yang pada akhirnya mengarah pada pembentukan awan
- Pada monitor laboratorium, grafik ukuran partikel berubah dari biru menjadi kuning seperti warna pisang saat jumlah benih awan meningkat, dan pada percobaan pertama grafik itu langsung berubah kuning
- Menambahkan hanya 2% β-caryophyllene ke dalam campuran berdasarkan volume sudah menggandakan pembentukan awan dan juga mempercepat pertumbuhan partikel
- Eksperimen ini adalah yang pertama menunjukkan bahwa sesquiterpene membentuk benih awan
Aerosol alami yang menggoyahkan titik acuan model iklim
- Paquita Zuidema menekankan bahwa kondisi pasti atmosfer purba masih belum benar-benar diketahui
- Di wilayah berpenduduk padat, emisi buatan mendominasi pembentukan awan, tetapi di daratan yang lebih bersih, zat volatil tumbuhan menjadi lebih penting
- Peralatan eksperimen baru belakangan ini cukup sensitif untuk memahami zat volatil mana yang memberi kontribusi terbesar
- Temuan terkait sesquiterpene relatif baru mulai bertambah
- Pada 2010, para peneliti mendeteksi sesquiterpene dekat permukaan lantai hutan Amazon
- Di atas kanopi, pelacakannya lebih sulit, yang menunjukkan bahwa ozon sedang mengubah sesquiterpene menjadi aerosol benih awan
- Dada melaporkan sistem serupa tahun sebelumnya di hutan dan lahan gambut Finlandia
- Jiwen Fan menilai data sesquiterpene dapat membantu menjelaskan aliran aerosol global dengan lebih baik
- Aerosol menciptakan efek gaya radiasi yang membuat awan memantulkan lebih banyak panas yang menuju Bumi
- Semakin banyak aerosol, awan menjadi lebih putih, bertahan lebih lama, dan menurunkan hujan lebih sedikit
- Berbagai model iklim mungkin telah melebihkan gaya aerosol buatan, dan salah satu alasannya bisa jadi karena aerosol alami pra-industri diremehkan
- Jika aerosol biogenik pra-industri ternyata lebih banyak dari perkiraan, maka kontribusi yang berasal dari emisi industri menjadi relatif lebih kecil
Eksperimen berikutnya untuk model yang lebih realistis
- Sulit memprediksi apa arti perhitungan ulang ini bagi proyeksi pemanasan global karena banyak faktor saling terkait
- Stres panas, cuaca ekstrem, dan kekeringan dapat membuat tumbuhan melepaskan lebih banyak zat volatil biogenik, yang kemudian membentuk lebih banyak benih awan
- Deforestasi dan stres panas mendorong batas pertumbuhan pohon ke ketinggian dan garis lintang yang lebih tinggi, yang memengaruhi lokasi pembentukan awan
- Dada menyoroti loop umpan balik di mana iklim memengaruhi pembentukan awan, dan awan juga memengaruhi iklim
- Model iklim yang lebih baik dapat membantu memprediksi strategi mitigasi, misalnya apakah dibutuhkan lebih banyak awan atau lebih sedikit
- Namun, model iklim menuntut komputasi yang sangat besar sehingga tidak mudah memasukkan proses fisika kecil seperti aerosol dari pohon
- Tim Dada kembali melakukan eksperimen di CERN untuk menguji bagaimana emisi buatan seperti sulfur dioksida memengaruhi kemampuan tumbuhan membentuk benih awan
- Kedua sumber emisi itu bisa saling memperlambat atau mempercepat
- Tujuannya adalah memperluas kesimpulan ke kondisi yang lebih mendekati sebagian besar wilayah dunia, tempat berbagai sumber emisi bercampur, bukan hanya hutan yang bersih
1 komentar
Komentar Hacker News
Fenomena seperti ini benar-benar menakjubkan. Baru belakangan ini saya tahu bahwa fenomena pohon mendatangkan hujan sudah diketahui, tetapi belum sepenuhnya dipahami
Petunjuk paling jelas adalah berkurangnya hujan setelah penebangan, jadi tampaknya pohon memang bisa membuat hujan
Dulu ada teori bahwa turbulensi udara di atas hutan memicu presipitasi, dan itu mungkin masih menjadi salah satu faktor, tetapi penjelasan kali ini jauh lebih rapi dan mudah dipahami
Saya ingin memakai poin ini saat membahas hutan dan hidrologi, tetapi setahu saya yang ada baru korelasi, jadi saya berhati-hati. Ini belum menyelesaikannya sepenuhnya, tetapi jelas membantu menjelaskan hubungan kausal
Cara evolusi bekerja juga mengagumkan. Tentu saja pohon akan mendatangkan hujan, begitu rasanya. Saya penasaran apakah tanaman lain, seperti rumput di dataran luas, juga punya strategi sendiri untuk memicu hujan, atau justru strateginya adalah lebih tahan menghadapi kekeringan ekstrem
Meski belum sepenuhnya dipahami, di dunia pertanian sudah dikenal baik bahwa pohon meningkatkan kelembapan lokal dan menciptakan iklim mikro yang menambah hujan. Misalnya, menanam pohon kacang-kacangan di lembah
Pertanian modern tampaknya melupakan atau mengabaikan pengetahuan lama
Yang jelas, hutan jauh lebih enak bau dan rasanya dibanding lahan tebang. Saya berharap USDA dan Forest Service mengadopsi cara penebangan yang lebih berkelanjutan, terutama di lahan sewaan. Saat ini logika ekonomi lebih menguntungkan tebang habis, padahal pendekatan seperti Menominee di Wisconsin utara tampaknya lebih baik
Buku Charles Eisenstein, "climate: a new story", adalah sumber yang bagus untuk memahami perubahan iklim bukan sekadar sebagai "CO2 buruk", melainkan dari sudut pandang perusakan ekosistem. Ia melihat pandangan yang hanya menekankan CO2 sebagai umpan yang mengaburkan inti persoalan
Pandangan umum kira-kira adalah "cuaca yang baik menciptakan lebih banyak biomassa", tetapi kenyataannya bisa jadi "lebih banyak biomassa menciptakan cuaca yang baik". Sebab semua ekosistem bekerja sebagai penyangga kimiawi dan energi
Wikipedia di https://en.wikipedia.org/wiki/The_Extended_Phenotype menjelaskannya begini
"Dawkins develops this idea by pointing to the effect that a gene may have on an organism's environment through that organism's behaviour."
Saya kira saya cukup berpikiran terbuka, tetapi gagasan bahwa pohon melepaskan bahan kimia agar awan terbentuk ternyata jauh lebih mencengangkan daripada yang saya bayangkan
Saya jadi kembali menyadari betapa menakjubkannya alam sebelum industrialisasi
Saya ingin kembali ke 300 tahun lalu, mencium aroma hutan, dan menyelam di atas terumbu karang yang belum rusak
Berkat ini, motivasi saya untuk memulai lagi gerilya berkebun dengan menanam pohon di lahan pertanian terbengkalai di sekitar lingkungan saya jadi lebih besar dari sebelumnya
Jika pernah masuk ke hutan konifer yang rapat, Anda mungkin pernah melihat kabut yang umumnya kebiruan, tetapi bisa tampak dari abu-abu hingga ungu. Rasanya seperti yang terlihat di Smoky Mountains atau Pacific Northwest
Itu disebabkan oleh terpena dan senyawa organik volatil lain yang dipancarkan pohon. Zat-zat ini bereaksi dengan ozon dan membentuk senyawa yang menghamburkan cahaya biru
Saya tidak yakin, tetapi saya pikir kabut ini, bersama struktur mikro dan kerapatan tertentu pada permukaan daun jarum konifer, berperan dalam membentuk kondensasi air. Pohon bisa menyerap lebih langsung tetesan air yang jatuh atau air yang terkumpul di pangkal daun jarum, dan kemampuan pastinya mungkin berbeda menurut spesies
Kabut kimia ini juga berfungsi sebagai perisai pertahanan bersama terhadap berbagai hama dan patogen. Konifer yang terisolasi lebih rentan karena tidak memiliki lapisan pelindung seperti ini
Startup Yishan Wong, Terraformation(https://www.terraformation.com/), adalah perusahaan yang berupaya menghadapi perubahan iklim kira-kira berdasarkan premis seperti ini
Pemupukan besi laut sudah tampak menjanjikan dari sisi albedo, dan jika kita bisa mensintesis terpena dalam rasio yang tepat secara efisien untuk memicu awan, mungkin kita bisa membeli waktu
Saya terus mengatakan bahwa ada banyak hal dalam model iklim yang belum kita pahami dan belum kita masukkan, tetapi terus saja kena downvote. Terlalu banyak variabel kompleks dan saling ketergantungan untuk memodelkan iklim secara akurat
Siapa pun yang pernah membuat simulasi sederhana sekalipun tahu betapa rapuhnya simulasi itu. Bahkan tanpa banyak variabel, kesalahan atau kelalaian yang sangat kecil bisa membuat keseluruhannya melenceng
Semakin banyak jumlah variabel, efeknya bukan melemah, melainkan menguat. Kesalahan tidak larut di antara banyak variabel yang benar, tetapi diperbesar karena saling ketergantungan
Simulasi sangat rentan terhadap efek kupu-kupu
Voting HN tidak selalu pandai menangkap nuansa seperti ini
Ini menarik karena saya tidak terlalu tahu bidangnya, dan saya penasaran bagaimana rentang ketidakpastian disampaikan dalam model simulasi yang kompleks dan kumulatif
Kanada mengalami kebakaran hutan yang memecahkan rekor pada 2023, dan sekarang jadi penasaran bagaimana efek ini akan membesar seperti bola salju
Upaya reboisasi saat ini tidak cukup, dan pada umumnya dilakukan bukan untuk memulihkan ekosistem, melainkan untuk mendukung aktivitas penebangan di masa depan
Artikel ini, yang menyebut kebakaran hutan Australia membuat La Niña dalam beberapa tahun terakhir menjadi lebih kuat, menarik
Meski begitu, aku berharap orang-orang dilarang keluar dan memicu kebakaran hutan seperti pada 2020. Tahun itu bagus
Mengejutkan bahwa kita mengira memahami iklim, fenomena paling kompleks di Bumi. Kita bahkan belum memahami setengahnya, tapi berpura-pura tahu, bahkan sampai membuat prediksi
Prakiraan cuaca 5 hari dan prediksi iklim adalah persoalan yang sama sekali berbeda, dan bahkan prakiraan cuaca itu pun kadang terbukti salah
Mengingat Bumi berada pada kondisi terpanas dalam 100 ribu tahun terakhir, menurutku ini salah satu prediksi terbaik dalam sejarah ilmu kebumian
Apakah istilah "penyemaian" punya dua makna? Aku memahaminya sebagai menaburkan partikel ke awan untuk memicu hujan, tapi dalam artikel ini tampaknya dipakai dalam arti menggunakan partikel untuk mendorong pembentukan awan
Di sini, di California Utara, aku melihatnya sendiri. Hutan pesisir mengembuskan bahan pembentuk awan
Ketika kondisinya tepat, hutan mengeluarkan sesuatu, dan itu langsung mengembun menjadi kabut yang naik lalu menjadi awan dan mengalir ke pedalaman. Pepohonan di tiap punggung bukit tersinkron, sehingga kabut pertama yang terbentuk berukuran sebesar punggung bukit, lalu membesar saat naik
Keren bahwa fenomena ini mendapat perhatian ilmiah, tapi agak aneh kalau diterima seperti sebuah wahyu. Kalau sekadar mengamati hutan, hal itu terlihat sangat jelas
Sepertinya fenomena ini dan banyak hal lain pernah dibahas di The Nature of Things dari CBC, "What Trees Talk About". Layak ditonton
[0] https://www.cbc.ca/natureofthings/episodes/what-trees-talk-a...