AWAN TERTINGGI DI BUMI SEDANG TURUN

Pada malam-malam musim panas, lama setelah matahari terbenam, awan-awan tipis dapat bersinar terang di langit senja. Awan ini pertama kali dideskripsikan pada 1885, setelah letusan besar Krakatau pada 1883. Karena masih disinari Matahari ketika tanah sudah gelap, awan itu pasti mengambang lebih dari 80 km di atas. Jika awan itu terbuat dari es air, seperti yang diasumsikan sejak 1912, udara di sana pasti lebih dingin daripada 150 kelvin. Inilah awan noktilusen (noctilucent clouds), awan tertinggi di Bumi.

Burung kenari di udara atas

Sudah lama awan ini diduga membawa sinyal iklim. Karbon dioksida yang meningkat mendinginkan stratosfer dan mesosfer, lapisan-lapisan di bawah awan itu. Lapisan yang mendingin akan menyusut: atmosfer atas “mengerut”, dan awan-awan yang bertengger di puncaknya seharusnya perlahan turun. Sebuah model iklim untuk wilayah ini, LIMA/MIMAS, memprediksi persis hal itu — penurunan yang bertambah cepat setelah 1960, 6,5 kali lebih cepat daripada sebelumnya, seiring karbon dioksida yang meningkat semakin cepat.

Mengujinya sulit. Seberapa sering awan ini muncul bergantung pada jumlah pengamat dan cuaca; kecerahannya diukur dengan instrumen yang tidak terkalibrasi. Namun, ketinggiannya telah diukur sejak awan itu ditemukan. Tinjauan-tinjauan sebelumnya tidak menemukan tren yang jelas: ketinggiannya secara alami tersebar antara 79 dan 85 km, lebih besar daripada penurunan yang diperkirakan.

Membandingkan secara setara

Oleg Ugolnikov, dari Space Research Institute di Russian Academy of Sciences, bersama rekan-rekan di Moskwa dan Kaliningrad, pertama-tama menetapkan aturan yang ketat. Lidar modern, yang menyelidiki langit dengan sinar laser, melihat butiran es mungil di bagian atas lapisan awan, sedangkan foto melihat butiran terbesar di bagian bawahnya — hingga 2 km lebih rendah. Jadi, hanya satu teknik yang diperhitungkan: triangulasi, yaitu memotret awan yang sama dari dua tempat atau lebih dan menghitung ketinggiannya dari pergeseran posisinya.

Mereka juga menyisihkan survei-survei yang tidak presisi. Survei paling awal, pada 1887, mendapatkan 79 km, tetapi kedua pengamatnya hanya terpisah 32,4 km dan disinkronkan dengan ketelitian beberapa menit, cukup untuk menghasilkan galat di atas 10 km. Tim hanya mempertahankan lokasi yang terpisah paling sedikit 40 km dengan pencatatan waktu yang tepat: O. Jesse di sekitar Berlin pada 1890-1891, C. Störmer di dekat Oslo pada 1932-1934, lalu Stockholm, Estonia, Latvia, dan Skotlandia, hingga garis dasar 200 km pada 1986.

Dua puluh ribu ketinggian baru

Sejak 2020, sekitar dua puluh kamera, sebagian besar dalam jaringan otomatis Starvisor, mengamati langit antara 54 dan 61 derajat lintang utara. Kamera-kamera itu bekerja dalam kelompok yang terpisah 50 hingga 200 km, mengambil hingga empat citra per menit. Perangkat lunak memotong setiap bidang awan menjadi fragmen-fragmen, mencocokkannya antarkamera, lalu menghitung ketinggian dan kecepatannya. Hasilnya: sekitar 20.000 ketinggian individual.

Metode kedua memeriksanya dengan citra yang sama. Ketika sebuah awan tergelincir masuk ke bayangan Bumi, awan itu mula-mula menjadi lebih biru, ketika cahaya mataharinya melintasi lapisan ozon, lalu lebih merah, ketika cahaya itu melewati atmosfer bawah. Waktu terjadinya perubahan warna ini menghasilkan ketinggiannya. Setelah koreksi untuk kabut partikel halus di stratosfer, kedua metode itu sesuai dengan selisih tidak lebih dari 0,18 km.

Mengurai petunjuk

Ketinggian awan-awan ini juga bergantung pada musim, waktu malam, pasang surut bulan, garis lintang, dan aktivitas Matahari. Tim mencocokkan semuanya sekaligus, pengukuran demi pengukuran, dari 1890 hingga 2026. Hanya dua efek yang menonjol: musim, dengan awan terendah sekitar 10 Juli, beberapa minggu setelah titik balik matahari, dan tren jangka panjang.

Tren itu diukur sebagai fraksi K dari prediksi model: K = 1 berarti model itu benar, K = 0 berarti tidak ada tren. Pencocokan itu menghasilkan K = 0,52 ± 0,18 — penurunan yang terdeteksi dengan tingkat keyakinan lebih dari 99,5%, tetapi hanya separuh dari prediksi model. Saat ini, itu berarti sekitar 1,2 km per abad.

Sebuah pemeriksaan sederhana menegaskannya. Sebelum tahun 2000, ketinggian rata-rata semua pengukuran adalah 82,52 km; pada dekade 2020-an, nilainya 81,83 km. Awan itu kini berada 0,69 km lebih rendah, sekitar separuh dari penurunan yang diperkirakan model sejak 1960.

Bagian bawah turun, bagian atas bertahan

Satu detail menonjol. Batas atas rentang ketinggian awan itu nyaris tidak bergeser, baik sepanjang musim maupun sepanjang dekade. Batas bawahnya turun sekitar dua kali lebih banyak daripada rata-rata — mendekati laju yang diprediksi model.

Para penulis memperkirakan bahwa triangulasi lebih lanjut akan mempertajam ketinggian rata-rata saat ini, tetapi tren itu sendiri akan tetap dibatasi oleh sedikitnya jumlah dan sederhananya presisi pengukuran lama. Perolehan yang sesungguhnya, tulis mereka, akan datang setelah lidar, satelit, dan kamera mengamati awan-awan itu cukup lama pada abad ke-21.