Pemodelan iklim yang akurat bergantung pada pemahaman awan – ukuran, bentuk, dan cara awan berinteraksi dengan sinar matahari dan curah hujan. Salah satu bagian penting dari teka-teki ini adalah mikrofisika tetesan awan, tarian rumit tetesan air di dalam awan. Penelitian terbaru menyoroti kesenjangan besar dalam kemampuan model kami untuk menangkap kompleksitas ini, yang berpotensi berdampak pada prediksi kami mengenai iklim bumi.
Model iklim kami saat ini kesulitan untuk merepresentasikan secara akurat keragaman ukuran tetesan awan di dalam awan. Nithin Allwayin dan timnya menemukan bahwa simulasi canggih sekalipun, yang dikenal sebagai simulasi pusaran besar (LES), memberikan gambaran distribusi tetesan yang terlalu seragam. Anggap saja seperti salah mengira kota yang ramai sebagai ladang kosong – gambaran keseluruhannya sangat berbeda dari kenyataan.
Temuan ini berasal dari perbandingan data LES dengan pengamatan di dunia nyata yang dikumpulkan di awan stratocumulus, jenis awan yang umum ditemukan di sepanjang garis pantai dan sering kali tampak sebagai bidang rendah berwarna abu-abu. Para peneliti fokus pada bagaimana ukuran tetesan bervariasi di berbagai bagian awan. Data observasi baru mengungkapkan pola yang berbeda – beberapa daerah memiliki tetesan besar sementara yang lain memiliki tetesan yang lebih kecil, yang menunjukkan struktur internal yang lebih dinamis.
Di sinilah kekurangan model. Meskipun simulasi LES menangkap beberapa korelasi menarik antara ukuran tetesan air dan fenomena awan yang lebih luas (seperti pembentukan gerimis dan aliran udara ke atas), simulasi tersebut gagal mencerminkan keragaman yang diamati pada skala yang lebih besar di dalam awan.
Perbedaan ini mungkin disebabkan oleh beberapa faktor. Misalnya, model yang ada saat ini mungkin tidak secara akurat menggambarkan “entrainment”, yaitu proses dimana udara kering bercampur menjadi awan, menyebabkan penguapan dan mempengaruhi ukuran tetesan. Penyebab lainnya mungkin adalah asumsi bahwa faktor-faktor seperti kondisi permukaan dan jenis aerosol tersebar merata di seluruh awan – yang jarang terjadi di alam.
Meningkatkan pemahaman kita tentang proses mikrofisika ini sangat penting untuk menyempurnakan model iklim. Allwayin dan timnya menekankan bahwa simulasi LES mereka adalah skenario yang disederhanakan, sehingga diperlukan kehati-hatian saat menerapkannya secara langsung pada kompleksitas dunia nyata. Mereka mendesak penelitian di masa depan untuk mengeksplorasi bagaimana variasi konsentrasi aerosol di seluruh awan mempengaruhi ukuran tetesan dan menyempurnakan teknik model untuk merepresentasikan entrainment secara lebih realistis. Mereka percaya bahwa skema Lagrangian, yang melacak partikel-partikel individual di dalam awan alih-alih menghitung rata-rata properti dalam volume besar, menjanjikan untuk menangkap nuansa ini.
Pada akhirnya, mendapatkan gambaran mikrofisika awan yang lebih akurat akan sangat penting untuk meningkatkan pemahaman kita tentang bagaimana awan berkontribusi terhadap sistem iklim bumi dan pada akhirnya, memprediksi perubahan pola cuaca global di masa depan.
