Variasi Iklim Bumi Akibat Perubahan Cepat Pada Musim Dan Lintang

Pada bumi kita ini, iklim merupakan salah satu faktor signifikan yang sangat mempengaruhi distribusi organisme baik itu di darat maupun di lautan. Iklim adalah rangkaian kondisi cuaca dalam jangka panjang yang berlaku pada suatu daerah tertentu.

Empat faktor fisik yaitu temperatur, curah hujan, sinar matahari dan angin, merupakan komponen penting iklim. Pada postingan bagian ini, plengdut akan menjelaskan pola iklim dilihat dari dua macam skala yaitu macroclimate atau iklim pola global, regional serta pada tingkatan lansekap, dan microclimate yaitu iklim skala kecil per daerah atau pola lokal seperti yang sering kita temui pada komunitas organisme yang hidup di habitat kecil (mikrohabitat) misalnya pada bagian bawah pohon yang tumbang dan lain sebagainya. Pertama, mari kita lihat terlebih dahulu mengenai penjelasam macroclimate bumi.

Pola Iklim Global

Pola global iklim sebagian besar ditentukan oleh energi dari cahaya matahari yang diterima bumi dan juga pergerakan perputaran maupun rotasi bumi yang terjadi. Sinar matahari akan menghangatkan atmosfer bumi, menghangatkan tanah, dan juga air yang ada di bumi. Pemanasan matahari ini akan menyebabkan variasi suhu, siklus udara, pergerakan air serta penguapan air dimana membentuk variasi garis lintang pada iklim. Begitu juga dengan faktor rotasi bumi yang mempercepat pergerakan muka bumi sehigga udara pada kathulistiwa akan di belokan ke arah kutub dan akan membentuk pola-pola global yang mempegaruhi iklim serta curah hujan di tiap-tiap daerah seperti yang pernah plengdut bahas dalam postigan sebelumnya.

Efek Iklim Regional dan Lokal

Pola iklim serta variasi-variasi musim dalam suatu daerah dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya yaitu seperti luas wilayah perairan serta pegunungan. Pada sub pembahasan ini akan plengdut jelaskan lebih rinci lagi.

Musim

Seperti yang bisa kalian lihat pada gambar dibawah ini bahwa sumbu miring rotasi bumi serta orbit lintasan bumi selama mengelilingi matahari akan menyebabkan adanya pengaruh siklus musiman yang kuat mulai dari bagian wilayah tengah bumi hingga pada bagian bumi yang memiliki lintang tinggi.

Variasi musim dalam intensitas sinar Matahari. Karena kemiringan perputaran bumi pada sumbunya dalam mengelilingi matahari maka akan terjadi variasi penyinaran serta lama waktu siang dan malam yang berbeda. Pada daerah tropis (dekat khatulistiwa) iklim variasi tersebut efeknya sangat kecil, berbeda dengan daerah kutub dimana variasi dapat terlihat jelas.

Selain perubahan global berupa lamanya waktu siang hari di beberapa lokasi dengan lintang berbeda, lama radiasi matahari serta perubahan temperatur, perubahan sudut dari matahari dalam setahun juga mampu memberikan efek pada lingkungan lokal yang disinarinya. 

Contohnya seperti perubahan gerak udara kering dan basah di kedua sisi khatulistiwa dimana akan bergerak sedikit ke arah utara dan selatan akibat adanya perubahan sudut sinar matahari.

Perubahan sudut ini akan menyebabkan musim hujan dan musim kemarau di sekitar area lintang 20º utara dan 20º lintang selatan dimana merupakan lokasi-lokasi tempat hutan tropis akan tumbuh. Adanya perubahan musim ini juga akan mempengaruhi pola angin dan akan mengakibatkan perubahan arus laut. Perubahan di laut ini bisa berupa peristiwa upwelling.

Di dalam ilmu oceanography, upwelling adalah adanya pertukaran air bersuhu rendah dari kedalaman lapisan laut yang naik ke atas atau permukaan laut. Peristiwa ini akan menimbulkan nutrisi berlimpah pada permukaan air laut yang sangat dibutuhkan fitoplankton untuk tumbuh dan berkembang serta orgaisme lain yang akan memakannya. Zona upwelling dilautan umumnya hanya terdapat beberapa persen saja, namun pada zona ini biasanyanya akan memiliki ikan yang berlimpah sehingga seperempa hasil tangkapan ikan secara global di dapatkan dari daerah ini.

Perairan

Arus laut mempengaruhi iklim di sepanjang pantai dari tiap benua dengan pemanasan maupun pendinginan masa udara di atasnya yang melintasi daratan. Pada lintang yang sama biasanya daerah pantai umumnya lebih basah dibandingkan daerah daratan yang berada dibelakang garis pantai (ke arah darat).

Sebagai contoh yaitu iklim berkabut dimana merupakan hasil dari arus dingin California yang mengalir ke arah selatan sepanjang barat Amerika utara yang sangat mendukung ekosistem hutan hujan konifer dibeberapa benua pantai pasifik dan hutan besar redwood ke arah selatan. Sedangkan pada pantai barat dari Eropa utara memiliki iklim ringan dikarenakan gulf stream membawa air yang hangat dari khatulistiwa ke atlantik utara (perhatikan gambar berikut).

Sirkulasi global arus permukaan laut. Terlihat air hangat dari khatulistiwa mengalir ke utara dan selatan menuju kutub dan akan menjadi dingin.

Akibatnya di bagian barat laut Eropa akan lebih hangat selama musim dingin dibandingkan bagian tenggara Kanada ke arah selatan dimana akan lebih dingin akibat adanya arus Labrador yang mengair ke arah selatan pantai Greenland. Karena suhu panas spesifik pada air yang tinggi, maka lautan dan danau besar akan cenderung memiliki iklim sedang di sekitar daratannya.

Pada waktu suhu semakin panas dimana daratan akan lebih hangat daripada perairan, maka udara di daratan akan ikut memanas dan kemudian naik digantikan oleh angin sejuk dari perairan yang terbawa ke darat. Sebaliknya jika suhu daratan turun lebih cepat dibandingkan suhu perairan yang hangat dimalam hari maka udara dingin akan kembali menuju permukaan air dari daratan dan akan menggantikan udara hangat yang ada di lepas pantai.

Iklim sedang pada daerah lokal ini hanya sebatas daerah pantai itu sendiri. Pada daerah seperti California selatan dan barat daya Australia, angin laut yang kering dan ejuk pada musim panas akan menjadi hangat ketika terjadi kontak dengan daratan, dimana akan terjadi penyerapan kelembaban yang dapat menciptakan iklim pana dan gersang beberapa kilometer dari batas panatai kearah darat. Pola iklim ini juga terjadi di sekitar Laut Mediterania, yang dikenal dengan istilah Mediterania Climate (iklim Mediteraia).

Gambaran seberapa besar pengaruh pegunungan dan perairan terhadap iklim. Ilustrasi berikut menjelaskan apa yang dapat terjadi saat iklim musim panas tiba

Peunungan

Sama seperti perairan yang luas, pegunungan juga ikut berperan mempengaruhi aliran udara di daratan. Ketika temperatur hangat maka udara lembab akan mendekati pegunungan kemudian udara akan naik dan menjadi dingin lalu udara akan melepaskan kelembaban di bagian sisi puncak pegunungan. Dibagian bawah angin yang dingin, udara kering akan kembali turun dan menyerap kelembaban serta akan menghasilka bayangan hujan.

Bayangan hujan yang terdapat pada bagian bawah angin ini sering terlihat pada daerah-daerah gurun termasuk pada daerah great basin atau cekungan bumi yang luas seperti di gurun Mojave barat Amerika Utara serta pada gurun Gobi di Asia. Pegunungan juga akan mempengaruhi jumlah intensitas matahari yang menyinari suatu daerah sehingga akan berpengaruh juga pada suhu lokal dan curah hujan di daerah terebut.

Permukaan lereng yang menghadap ke selatan pada belahan bumi utara akan lebih banyak menerima sinar matahari dibanding dengan permukaan lereng yang menghadap ke utara yang ditandai dengan suhu daerah lokalnya yang hangat dan kering. Perbedaan fisik antara kedua daerah tersebut tentunya juga akan mempengaruhi distribusi spesies lokal.

Iklim Daerah Kecil (Microclimate)

Ada beberpa hal yang mempengaruhi iklim lingkungan dalam suatu daerah atau area kecil mejadi sejuk, diantaranya yaitu adanya perubahan penguapan dari tanah serta perubahan pola angin. Hutan dengan pohon berukuran sedang biasanya hidup di daerah microclimate ini.

Dalam pelajaran meteorologi, microclimate adalah iklim pada cakupan area kecil dimana memiliki perbedaan dengan area yang ada disekitarnya. Area microclimate biasanya akan mengalami pendinginan maupun pemanasan suhu yang lebih cepat dari daerah di sekitarnya, atau perubahan dari kondisi kering ke basah yang cepat.

Oleh karena itu area ini lebih mengalami perubahan suhu yang ekstrim dari kondisi lingkungan lain disekitarya yang diakibatkan oleh radiasi matahari dan arah anging yang tidak biasa sehingga menimbulkan laju perubahan panas dan dingin yang sangat cepat terutama pada lahan terbuka. Pada hutan dataran rendah area ini biasanya akan lebih basah dibandingkan pada daerah hutan dengan ketinggian elevasi yang lebi tinggi, sehingga spesies pohon yang tumbuh akan berbeda-beda dimasing-masing ketinggian daerahnya.

Pada robohan batang kayu yang besar, maupun pada bebatuan berukuran besar biasanya akan berlindung berbagai macam hewan seperti serangga, cacing tanah, bahkan salamander dimana lokasi ini digunakan organisme-organisme ini sebagai tempat berlindung dari perubahan ekstrem pada temperatur serta kelembaban yang terjadi di daerah tersebut.

Setiap lingkungan di bumi ini akan ditandai dengan perbedaan bagian kecil dari atribut kimia dan fisika seperti air, cahaya, suhu maupun kandungan nutrisi. Faktor abiotik inilah yang mempengaruhi distribusi dari kelimpahan organsime dalam suatu lingkungan.

Perubahan Iklim Global

Variabe iklim sangat mempengaruhi rentang geografis dari kebanyakan hewan maupun tumbuhan, hingga saat ini sudah banyak terjadi perubahan besar iklim bumi yang sangat berpengaruh dalam biosfer kita. Faktanya hingga saat ini perbuhan global iklim secara besar-besaran terus berlangsung seperti contohnya peningkatan dalam penggunaan bahan bakar fosil sampai pada penggundulan hutan.

Efek dari kegiatan-kegiatan tersebut akan meningkatkan karbon dioksida serta menyebabkan gas rumah kaca dalam atmosfer bumi. Akibatnya suhu bumi mengalami peningkatan rata-rata sekitar 0,8ºC atau 1,4ºF sejak tahun 1900an dan diprediksi akan terus meningkat hingga 1-6ºC lebih atau 2-11ºF di tahun 2100.

Salah satu langkah mudah dalam mengamati maupun memprediksi kemungkinan efek perubahan iklim yaitu dengan memperhatikan rentang geografis dari iklim masing-masing daerah terutama di daerah kutub yang mengalami perubahan dari tahun ke tahun semenjak zaman es prasejarah berakhir. Sebagai contoh yaitu gletser kontinental yang menutupi hampir sebagian besar Amerika Utara serta Eurasia.

Akibat perubahan iklim dimana suhu menjadi lebih panas maka gletser-gletser tadi mulai berkurang dan diganti dengan distribusi pohon yang meluas di daerah Utara. Perubahan ini terekam dalam fosil serbuk sari yang ditemukan dalam kolam dan danau. Jika para peneliti mampu menemukan limit batas persebaran organisme terhadap perubahan iklim yang terjadi, maka tidak menutup kemungkinan dapat diprediksi arah persebaran organisme selanjutnya jika masih terjadi pemanasan skala global yang merubah iklim.

Sementara itu ada sebuah pertanyaan yang akan muncul jika menggunakan pendekatan ini. Yaitu, apakah untuk tanaman benih mampu menyebar cukup cepat terhadap pengaruh perubahan dari iklim yang terjadi? Jika kembali melihat fosil serbuk sari yang pernah ditemukan, maka spesies tanaman dengan biji bersayap akan mampu menyebar cukup jauh dari pohon induknya.

Sebagai contoh biji pohon gula maple (Acer saccharum) yang berkembang pesat di utara setelah zaman es berakhir. Sementara hal sebaliknya terjadi pada tanaman American beech (Fagus grandifolia) dimana biji tanaman ini tidak memiliki sayap dan hanya bergeser sedikit dari habitat aslinya selama ribuan tahun lamanya.

Sugar maple dengan biji bersayap yang membantu persebaran tanaman ini dan gambar Americanbeech dengan biji tanpa sayap.

Apakah tanaman dan spesies lainnya akan mampu tetap bertahan dengan perubahan cepat iklim yang diprediksi akan terus berlanjut di abad ini? Ilmu Ekologi telah berusaha menjawab pertanyaan ini terutama untuk jenis tanaman biji tanpa sayap seperti Americanbeech.

Dari pemodelan yang dilakukan para ahli ekologi tersebut diprediksi bahwa persebaran tumbuhan americanbeech akan bergerak ke arah utara sekitar 700 hingga 900km dalam abad berikutnya jika iklim terus berubah. Sementara ada dua skenario prediksi yang akan dialami americanbeech tersebut. Yang pertama yaitu pergerakan persebaran biji tanaman ini akan sesuai dengan prediksi para ilmuwan yaitu bergerak 7-9km ke utara per tahunnya atau sekenario yang kedua bahkan akan punah dikarenakan rentang persebaran geografis americanbeech yang menjadi sangat kecil sementara perubahan iklim sangat cepat. 

Hal ini mengingat semenjak jaman es berakhir, biji americanbeech hanya tersebar 0,2 km per tahun dari posisi habitat aslinya sehingga tidak menutup kemungkinan tanaman tersebut akan punah di abad berikutnya.