Sungai dapat mengalirkan air hujan sejauh ratusan mil ke laut, mengubah komposisi perairan pesisir dengan cara yang masih belum diketahui oleh para ilmuwan. Dalam citra satelit bulan Desember 2023 ini, gumpalan besar kaya sedimen dari Sungai Mississippi menyebar ke Pantai Teluk Louisiana dan Texas setelah hujan musim dingin. Kredit: NASA/OB.DAAC
Temuan baru mengungkapkan wilayah pesisir sangat sensitif terhadap perubahan limpasan dan curah hujan di daratan.
Setelah memicu rekor suhu panas pada tahun 2023 dan membasahi sebagian besar Amerika Serikat pada musim dingin ini, El Niño saat ini mulai melemah pada musim semi ini. Para ilmuwan telah mengamati cara lain yang menyebabkan fenomena iklim berdampak pada planet ini: mengubah komposisi kimiawi perairan pesisir.
Sebuah tim di NASALaboratorium Propulsi Jet (Jet Propulsion Laboratory) di California Selatan menggunakan pengamatan satelit untuk melacak kandungan garam terlarut, atau salinitas, di permukaan laut global selama satu dekade, dari tahun 2011 hingga 2022. Di permukaan laut, pola salinitas dapat memberi tahu kita banyak hal tentang bagaimana air tawar jatuh, mengalir, dan menguap antara daratan, lautan, dan atmosfer – suatu proses yang dikenal sebagai siklus air.
Itu JPL Tim peneliti menunjukkan bahwa variasi salinitas dari tahun ke tahun di dekat garis pantai berkorelasi kuat dengan El Niño Southern Oscillation (ENSO), istilah kolektif untuk El Niño dan mitranya, La Niña. ENSO mempengaruhi cuaca di seluruh dunia dengan cara yang berbeda. El Niño, yang disebabkan oleh suhu lautan yang lebih hangat dari rata-rata di wilayah Pasifik khatulistiwa, dapat menyebabkan lebih banyak hujan dan salju daripada biasanya di wilayah barat daya AS, serta kekeringan di Indonesia. Pola-pola ini agak terbalik pada saat La Niña.
Instrumen di luar angkasa dapat melacak perubahan salinitas berdasarkan wilayah dan musim. Dengan menggunakan data satelit NASA, peta ini menunjukkan bagaimana hujan monsun dan air tawar yang mengalir ke Teluk Benggala membuatnya jauh lebih asin dibandingkan Laut Arab di sebelah barat. (Area dengan salinitas rendah dan tinggi masing-masing ditunjukkan dengan warna biru dan kuning.) Kredit: Studio Visualisasi Ilmiah NASA
Selama peristiwa El Niño yang luar biasa pada tahun 2015, misalnya, para ilmuwan menelusuri dampak siklus air global yang sangat jelas: Curah hujan yang lebih sedikit di daratan menyebabkan penurunan rata-rata debit sungai, yang pada gilirannya menyebabkan tingkat salinitas yang lebih tinggi di wilayah-wilayah sejauh ini. sejauh 125 mil (200 kilometer) dari pantai.
Di lain waktu, hal sebaliknya terjadi: Daerah dengan curah hujan lebih tinggi dari biasanya mengalami peningkatan debit sungai, sehingga mengurangi salinitas di dekat pantai tersebut.
“Kami dapat menunjukkan salinitas pesisir sebagai respons terhadap ENSO dalam skala global,” kata penulis utama Severine Fournier, fisikawan kelautan di JPL.
Tim menemukan bahwa salinitas setidaknya 30 kali lebih bervariasi di zona dinamis dekat pantai dibandingkan di laut terbuka. Kaitan antara hujan, sungai, dan garam terutama terlihat jelas di muara sistem sungai besar seperti Mississippi dan Amazon, tempat gumpalan air tawar dapat dipetakan dari luar angkasa saat mengalir ke laut.
Sungai Amazon menyalurkan jutaan galon air ke laut setiap detik – cukup untuk mengubah rata-rata salinitas permukaan global. Gumpalan air bersalinitas rendah ditampilkan di sini dengan warna biru tua, menjauh dari muara sungai mengikuti arus laut. Gumpalan biru di barat laut adalah gumpalan Sungai Orinoco. Kredit: Studio Visualisasi Ilmiah NASA
Garam Sebagai Sinyal
Dengan terjadinya pemanasan global, para peneliti telah mengamati perubahan dalam siklus air, termasuk peningkatan curah hujan dan limpasan yang ekstrem. Di persimpangan daratan dan lautan, perairan pesisir mungkin merupakan wilayah yang paling terkena dampaknya.
“Mengingat sensitivitas terhadap curah hujan dan limpasan air, salinitas pesisir dapat berfungsi sebagai penentu arah, yang menunjukkan perubahan lain yang terjadi dalam siklus air,” kata Fournier.
Dia mencatat bahwa beberapa perairan pesisir di dunia belum diteliti dengan baik, meskipun terdapat fakta bahwa sekitar 40% populasi manusia tinggal di wilayah sekitar 60 mil (100 kilometer) dari garis pantai. Salah satu alasannya adalah pemeliharaan alat pengukur sungai dan alat pemantau lainnya di lokasi memerlukan biaya yang mahal dan tidak dapat menjangkau seluruh wilayah bumi, terutama di wilayah yang lebih terpencil.
Di sinilah peran instrumen satelit. Diluncurkan pada tahun 2011, misi Aquarius melakukan observasi global pertama terhadap salinitas permukaan laut berbasis ruang angkasa dengan menggunakan radiometer yang sangat sensitif untuk mendeteksi perubahan halus dalam emisi radiasi gelombang mikro di lautan. Aquarius merupakan hasil kerjasama antara NASA dan badan antariksa Argentina, CONAE (Comisión Nacional de Actividades Espaciales).
Saat ini, dua alat dengan resolusi lebih tinggi – ESA (Badan Antariksa Eropa) Misi Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) dan misi Soil Moisture Active Passive (SMAP) NASA – memungkinkan para ilmuwan memperbesar hingga 25 mil (40 kilometer) dari garis pantai.
Dengan menggunakan data dari ketiga misi, para peneliti menemukan bahwa salinitas permukaan di perairan pesisir mencapai rata-rata global maksimum (34,50 unit salinitas praktis, atau PSU) setiap bulan Maret dan turun ke rata-rata global minimum (34,34 PSU) pada sekitar bulan September. (PSU kira-kira sama dengan bagian per seribu gram air.) Debit sungai, terutama dari Amazon, menentukan waktu ini.
Di lautan terbuka, siklusnya berbeda, dengan salinitas permukaan mencapai rata-rata minimum global (34,95 PSU) pada bulan Februari hingga April dan rata-rata maksimum global (34,97 PSU) pada bulan Juli hingga Oktober. Laut terbuka tidak menunjukkan banyak variabilitas antar musim atau tahun karena mengandung volume air yang jauh lebih besar dan kurang sensitif terhadap debit sungai dan ENSO. Sebaliknya, perubahan ditentukan oleh curah hujan skala planet dikurangi total penguapan global, ditambah faktor-faktor lain seperti sirkulasi lautan dalam skala besar.
Studi ini dipublikasikan di jurnal Surat Penelitian Geofisika.
Referensi: “Salinitas Perairan Pesisir sebagai penentu Perubahan Siklus Air Global” oleh S. Fournier, JT Reager, HA Chandanpurkar, M. Pascolini-Campbell dan S. Jarugula, 20 Desember 2023, Surat Penelitian Geofisika.
DOI: 10.1029/2023GL106684
