TWISO, Pola Iklim yang Baru Dikenali dari Wilayah Tropis

Di tengah semakin panasnya lautan tropis, para ilmuwan mengungkap fenomena baru pola iklim TWISO, sebuah osilasi berskala raksasa yang memengaruhi seluruh sabuk tropis. Temuan ini bukan hanya relevan secara akademis, melainkan juga bisa menjadi kunci bagi prediksi cuaca ekstrem dan manajemen bencana di negara-negara tropis seperti Indonesia.

Wilayah tropis merupakan zona iklim paling bergolak, yang menjadi tempat kemunculan fenomena El Nino dan La Nina, serta siklon tropis yang dampaknya bisa melanda hingga wilayah subtropis.

Siklon tropis dapat menimbulkan kerusakan yang luas, seperti yang ditunjukkan dengan jelas oleh siklon Kalmaegi yang pertengahan bulan ini menewaskan ratusan orang di Filipina.

Prakiraan cuaca akurat yang memberi lebih banyak waktu untuk persiapan sangat penting untuk menyelamatkan nyawa dan berakar pada pemahaman yang lebih mendalam tentang sistem iklim.

Untuk mendorong hal ini, para peneliti di Institute of Science and Technology Austria (ISTA) dan lembaga lainnya berhasil mengidentifikasi pola iklim siklik di wilayah tropis, yang sebelumnya tidak diketahui melalui analisis ulang historis terhadap kumpulan data dan observasi satelit. Temuan ini dipublikasikan di jurnal PNAS pada Senin (24/11/2025).

Jiawei Bao, peneliti pascadoktoral di ISTA, menjadi penulis pertama laporan ini. Riset ini dilakukan bersama Caroline Muller juga dari ISTA, Sandrine Bony dari Center National de la Recherche Scientifique (CNRS) di Universitas Sorbonne, Perancis, dan Daisuke Takasuka dari Universitas Tohoku, Jepang.

Selama ini para peneliti mengidentifikasi sejumlah pola atau sirkulasi atmosfer di sepanjang khatulistiwa yang terjadi dalam hitungan hari hingga bulan. Sebagai contoh, gelombang ekuatorial Rossby, Kelvin, dan Madden-Julian Oscillation (MJO).

Gelombang Rossby bergerak dari timur ke barat dan sebaliknya. Sementara gelombang Kelvin bergerak dari barat ke timur. Adapun MJO adalah siklus gelombang yang bergerak ke arah timur melintasi Bumi tiap 30-40 hari.

Aktivitas tiga gelombang tersebut dapat menciptakan kondisi yang mendukung pertumbuhan awan hujan secara luas sehingga sering dikaitkan dengan hujan ekstrem.

Selain itu, di wilayah tropis tercatat adanya pola aliran atmosfer berskala besar, yaitu sirkulasi Hadley, pola sirkulasi iklim utara-selatan utama. Pola tersebut menampilkan udara naik di khatulistiwa dan udara turun di subtropis.

Ada juga sirkulasi Walker, yakni pola sirkulasi barat-timur yang dominan di Pasifik khatulistiwa, dengan udara naik di atas Pasifik barat dan Benua Maritim (Indonesia, Malaysia, dan kepulauan Pasifik), dan udara turun di atas Pasifik timur.

Perubahan sirkulasi atmosfer skala besar membentuk komponen penting dari osilasi intramusiman di seluruh wilayah tropis, atau singkatnya TWISO (Tropics-Wide Intraseasonal Oscillation), yang baru diidentifikasi Bao dan tim. Fenomena ini dijelaskan sebagai pola iklim berulang yang terjadi selama beberapa minggu di wilayah tropis.

Gelombang ini juga berdampak pada fluktuasi cuaca dan perubahan musim. ”Sirkulasi atmosfer mengacu pada pergerakan udara berskala besar yang mendistribusikan kembali energi, momentum, dan massa dari satu lokasi tertentu ke lokasi lain,” jelas Bao.

Selain sirkulasi atmosfer, osilasi iklim juga memainkan peran penting dalam iklim wilayah tropis. Osilasi adalah fluktuasi sistem iklim, yang durasinya berkisar antara beberapa minggu hingga ribuan tahun.

”Osilasi itu seperti pendulum raksasa yang berayun maju mundur. Ketika berayun ke satu arah, ia dapat membawa kondisi yang lebih hangat dan lebih basah. Ketika berayun ke arah lain, ia dapat membawa cuaca yang lebih dingin dan lebih kering,” jelas Bao.

Sejauh ini osilasi sering memicu kondisi cuaca ekstrem. Contoh utamanya adalah El Niño-Osilasi Selatan (ENSO), yang berosilasi dalam rentang waktu dua hingga tujuh tahun dan menyebabkan cuaca ekstrem di berbagai belahan dunia selama fase-fase yang berbeda.

Selain ENSO, di area tropis ada sistem osilasi TWISO. ”Kami mengidentifikasi TWISO yang nyata dalam data observasi dan analisis ulang satelit. Osilasi ini memiliki periode 30-60 hari dan memanifestasikan diri dalam berbagai variabel melibatkan konveksi, radiasi, fluks permukaan, suhu permukaan laut (SST), dan sirkulasi skala besar,” tulis Bao dan tim.

Para ilmuwan mengidentifikasi TWISO menggunakan observasi satelit dan analisis ulang kumpulan data, yang dikembangkan dan dikelola oleh lembaga-lembaga penelitian terkemuka dan dibagikan secara terbuka kepada komunitas ilmiah global.

”TWISO adalah fenomena alam yang selalu ada, tetapi baru-baru ini diidentifikasi dalam makalah kami melalui analisis observasi historis dan data analisis ulang,” kata Bao.

”Ciri khas TWISO adalah koherensinya yang mencakup seluruh wilayah tropis. Fenomena ini merepresentasikan osilasi skala besar yang mencakup seluruh sabuk tropis dengan variasi yang terjadi pada skala waktu intramusim 30-60 hari,” tuturnya.

Selama setiap siklus osilasi, berbagai komponen sistem iklim tropis, termasuk suhu atmosfer, suhu permukaan laut, angin, dan radiasi, berfluktuasi secara tersinkronisasi. Dalam hal ini, TWISO dapat dipandang sebagai ”denyut” atmosfer tropis.

Salah satu elemen utama TWISO adalah variasi konveksi, yaitu proses perpindahan panas melalui fluida, di atas ”kolam hangat”. Kolam hangat merupakan wilayah yang meliputi Samudra Pasifik bagian barat dan Benua Maritim dengan suhu permukaan laut tertinggi di Bumi.

Wilayah ini merupakan titik panas badai petir yang intens dan terus-menerus yang menghubungkan lautan dan atmosfer dengan erat. ”Kami menemukan konveksi di wilayah ini mengalami siklus intensifikasi dan pelemahan kuat, yang berperan sentral mengatur ritme bagi seluruh sistem iklim tropis untuk berosilasi bersama,” kata Bao.

Temuan Bao dan tim juga menunjukkan adanya keterkaitan antara TWISO dan MJO. Salah satu hipotesis keterkaitan tersebut karena TWISO didorong oleh interaksi nonlinier antara MJO dan sirkulasi gangguan atmosfer skala besar.

Masalahnya, tim peneliti dari Pusan National University, Korea Selatan, dalam studi di Communications Earth & Environment pada Agustus 2025 menemukan bahwa cara MJO menyebar (propagasi) berubah seiring suhu permukaan laut (SST) di lautan tropis memanas secara tak merata.

Menurut kajian ini, MJO bergerak lebih cepat di Samudra Hindia dan Kepulauan Maritim selama periode 2003-2022 dibandingkan dekade sebelumnya. Sebaliknya, di barat Pasifik, propagasi MJO melambat dalam periode sama.

Faktor utama pendorong perubahan ini yakni gradient kelembaban lebih kuat, ”prakelembaban” (premoistening) di depan pusat konveksi, serta stabilitas atmosfer yang meningkat di troposfer atas. Di sisi barat Pasifik, kelembaban horizontal melemah, gerak vertikal udara berkurang, dan stabilitas atmosfer lebih rendah, yang memperlambat MJO.

Kyung-Ja Ha, pemimpin studi dari Pusan National University, menyatakan, pemahaman bagaimana pemanasan laut ini mengubah MJO amat penting untuk meningkatkan akurasi model iklim jangka menengah (subseasonal).

”Dengan memperbaiki cara model iklim menangkap pengaruh pemanasan lautan pada perilaku MJO, prakiraan curah hujan dan risiko kekeringan bisa jadi jauh lebih akurat,” tuturnya.

Temuan perubahan cara MJO bergerak ini bisa membawa konsekuensi pada cuaca ekstrem. Karena TWISO adalah osilasi intramusiman besar yang melibatkan sirkulasi skala besar, maka kemungkinan besar perubahan iklim laut ini ”menyetel ulang” denyut iklim tropis lebih luas.

Dengan memperbaiki cara model iklim menangkap pengaruh pemanasan lautan pada perilaku MJO, prakiraan curah hujan dan risiko kekeringan bisa jadi jauh lebih akurat.

Kombinasi dinamika MJO dan TWISO pada masa pemanasan global bisa menjadi kunci baru untuk prakiraan cuaca ekstrem intramusiman.

Bao dan rekan-rekannya mencatat dampak TWISO pada cuaca regional belum pasti karena keterbatasan data. Namun, seperti osilasi lainnya, TWISO merupakan penyimpangan dari keadaan normal, yang sering kali dapat menyebabkan peristiwa cuaca ekstrem.

Pada fase tertentu TWISO, suhu permukaan laut naik dan meningkatkan kemungkinan pembentukan siklon. ”Osilasi intramusiman sirkulasi skala besar seperti diidentifikasi di sini menantang pandangan konvensional sel Hadley sebagai sistem stabil berskala waktu lebih pendek. Ini menyoroti interaksi dinamis konveksi lembab dan sirkulasi skala besar,” tulis Bao.

TWISO diperkirakan memiliki implikasi penting bagi cuaca dan iklim tropis. Pertama, osilasi dalam sirkulasi skala besar bisa mendorong respons terkoordinasi di semua sistem iklim tropis. Akibatnya, banyak proses jadi bervariasi, yang meningkatkan prediktabilitas intramusiman.

Kedua, osilasi yang kuat dapat mendorong sistem menjauh dari keadaan rata-ratanya, yang menyebabkan penyimpangan signifikan dari kondisi tipikal dan meningkatkan kemungkinan terjadinya peristiwa ekstrem.

Selain itu, variabilitas intramusiman dalam radiasi puncak atmosfer rata-rata tropis menunjukkan TWISO memodulasi keseimbangan energi tropis. Dengan memodulasi fluks energi, TWISO memengaruhi pertukaran dengan daerah di luar zona tropis, yang berpotensi memengaruhi pola cuaca dan iklim global.

Mengingat ancaman tahunan yang ditimbulkan oleh badai tropis, prakiraan cuaca yang akurat sangat penting untuk menyelamatkan nyawa dan mata pencarian, merencanakan evakuasi, dan mempersiapkan respons bencana.

Meski demikian, memprediksi cuaca tropis satu hingga dua bulan sebelumnya tetap menjadi tantangan besar. Karena TWISO mengikuti pola yang konsisten selama 30-60 hari, hal ini memberikan peluang untuk meningkatkan prediktabilitas dalam rentang waktu tersebut.

”Dengan memahami TWISO, kami bisa meningkatkan kemampuan memprediksi kapan siklon tropis kemungkinan akan terbentuk sehingga kami dapat mengeluarkan peringatan dini dan membantu meminimalkan risiko serta kerusakan yang ditimbulkannya. Kami berencana membahas hal ini dalam riset mendatang,” ungkap Bao.