BRIN dan Kyoto University Peringati Pembangunan Radar Atmosfer Khatulistiwa

Jakarta, Itech- Wilayah Pasifik bagian barat yang disebut Kepulauan Indonesia merupakan pusat pergerakan atmosfer yang intens dan perubahan atmosfer global. Namun demikian, mekanisme perubahan dan fluktuasi atmosfer masih belum jelas dipahami dengan baik karena jarangnya data pengamatan di wilayah tersebut.

Kolaborasi ilmiah antara Jepang dan Indonesia dalam studi atmosfer khatulistiwa dimulai pada pertengahan 1980-an. Research Institute for Sustainable Humanosphere (RISH), Kyoto University, Jepang (semula bernama “Radio Atmospheric Science Center (RASC)”) dan Organisasi Riset Penerbangan dan Antariksa BRIN (sebelumnya bernama LAPAN), memulai kerja sama ilmiah dengan merencanakan “Equatorial Radar” atau “Radar Khatulistiwa” yang merupakan radar raksasa yang ditempatkan tepat di atas khatulistiwa.

Pada 1990, RISH melakukan kampanye pengamatan pertama atmosfer khatulistiwa dengan menggunakan radiosonde. Pemasangan dua radar terpadu dimulai pada 1992 di Puspiptek Serpong, dan radar Middle-Frequency (MF) pada 1995 di Pontianak. Di Indonesia, lembaga lain seperti Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) dan Institut Teknologi Bandung (ITB) juga ikut serta dalam penelitian ini.

Selama kurun waktu 2001-2007, RISH dipimpin Prof. S. Fukao menyelesaikan pembangunan Equatorial Atmosphere Radar (EAR) dan meningkatkan kerja sama dengan OR PA-BRIN dalam penelitian “Proses Penggabungan di Atmosfer Khatulistiwa”. RISH dan BRIN menyelenggarakan peringatan 10 tahun dan 15 tahun EAR pada tahun 2011 dan 2016 di Jakarta.

Dokumen ini merangkum kerjasama ilmiah jangka panjang antara Jepang dan Indonesia yang juga membahas arah masa depan yang berpusat di sekitar fasilitas baru radar Equatorial Middle and Upper atmosphere (EMU).

INCREASE dan ARN ke-6

Dalam rangkaian kegiatan peringatan pengembangan EAR yang ke-20, BRIN dan RISH Kyoto University menggelar konferensi internasional gabungan International Conference on Radioscience, Equatorial Atmospheric Science and Environment (INCREASE) and Asia Research Node (ARN) ke- 6 pada 20 dan 21 September 2021 secara virtual dengan platform Zoom. Peserta dapat mendaftar melalui tautan http://ear20.lapan.go.id/#register.

Kegiatan ini bertujuan untuk bertukar informasi hasil-hasil penelitian dari EAR dan fasilitas yang terkait selama 20 tahun dan untuk memperkuat jaringan ilmiah internasional. Simposium ini juga bertujuan untuk berbagi konsep dan penemuan terkini dalam bidang Sains Humanosfer termasuk Atmospheric Science, Environmental Science, Space Science, Material Science, Plant Science, Entomology, Microbiology, Ecology, Forestry, Wood Science, Chemistry, Biochemistry, Molecular Biology, Architecture, Electromagnetic Engineering, Agriculture, dan bidang keilmuan lainnya yang berkontribusi pada terbentuknya “Sustainable Humanosphere”.

Pembicara kunci yang hadir adalah Prof. Shigeo Yoden (Kyoto University, Jepang), Prof. J.Y. Liu (NCU, Taiwan), dan Dr. Didi Satiadi (OR PA-BRIN). Sebanyak 180 peneliti, akademisi, dan mahasiswa dari berbagai negara akan menyajikan dan mendiskusikan hasil penelitiannya dalam konferensi ini.

Tentang EAR

Mekanisme yang menyebabkan variabilitas atmosfer di wilayah Pasifik barat dianggap memiliki struktur hierarkis dan kompleks sehingga diperlukan pengamatan atmosfer dalam berbagai skala. Sebagai fasilitas utama untuk penelitian ini, RISH membangun EAR di Equatorial Atmosphere Observatory, Kototabang, Agam, Sumatera Barat, Indonesia (0.20°LS, 100.32°BT) pada tahun 2001. Pengoperasian EAR didasarkan pada nota kesepahaman (MOU) antara RISH dan BRIN.

EAR adalah radar atmosfer yang dioperasikan pada frekuensi tengah sebesar 47-MHz. EAR dirancang untuk mengukur kecepatan angin dan turbulensi vertikal dan horizontal di troposfer dan stratosfer bawah (hingga ketinggian 20 km) dengan resolusi waktu dan ketinggian tinggi (masing-masing kurang dari 1 menit dan 150 m).

EAR dapat mengamati perilaku gelombang gravitasi, generasi turbulensi, dan gerakan angin di troposfer dan stratosfer bawah. EAR juga mampu mengamati ketidakteraturan ionosfer seperti gelembung plasma di atas ketinggian sekitar 90 km. EAR memulai pengamatan atmosfer khatulistiwa secara terus-menerus sejak Juni 2001.

Salah satu pencapaian utama dari EAR adalah penemuan modulasi gelombang Kelvin di wilayah tropopause oleh Fujiwara dan kawan-kawan pada tahun 2003 yang memberikan bukti langsung bahwa percampuran udara stratosfer dan udara troposfer terjadi oleh pemecahan gelombang Kelvin. Selain itu, pengukuran resolusi tinggi angin dan turbulensi oleh EAR sangat berkontribusi untuk memperjelas mekanisme generasi konveksi deep cumulus yang selanjutnya membangkitkan gelombang gravitasi atmosfer [hasil penelitian Ratnam dkk pada tahun 2006].

Dari pengamatan ionosfer, pengukuran beam-scan pulse-to-pulse antenna oleh EAR mengungkapkan evolusi spasial gelembung plasma ekuator, yang menyebarkan dan mempengaruhi fenomena elektromagnetik di termosfer ekuator [hasil penelitian Fukao dkk pada tahun 2004].

Pengembangan Kapasitas

Kolaborasi RISH dan BRIN (sebelumnya LAPAN) sangat berhasil dalam hal pendidikan dan peningkatan kapasitas. Lulusan mahasiswa Ph.D. dengan topik EAR berjumlah 20 (termasuk 6 mahasiswa Indonesia). Lulusan S2 sebanyak 49 (termasuk 6 mahasiswa Indonesia).

Kyoto University bersama ITB menyelenggarakan KAGI21 International Summer School di Bandung sebanyak empat kali yang diikuti oleh peneliti Indonesia untuk mempelajari topik penelitian terbaru tentang geosains. Program pengembangan kapasitas oleh RISH berikutnya adalah Program Platform Sains Asia-Afrika oleh Japan Society for Promoting Science (JSPS) “Penjelasan jaringan pengamatan atmosfer berbasis darat di Asia khatulistiwa”, Program Pertukaran JSPS untuk Peneliti Muda Asia Timur “Program Pembinaan Pemuda Terkemuka Ilmuwan menuju Pembentukan Ilmu Humanosfer di Asia Timur”, dan Proyek Penelitian Bersama JSPS-LIPI “Studi kolaboratif Jepang-Indonesia tentang kopling vertikal atmosfer khatulistiwa dengan radar atmosfer besar”.

Semua program tersebut digunakan untuk peningkatan kapasitas perkuliahan di Indonesia, kerjasama observasi/studi, undangan peneliti Indonesia ke pertemuan ilmiah di Jepang, dan lain-lain. Selain itu menyelenggarakan International School on Equatorial Atmosphere (ISQUAR) di Bandung pada 18-22 Maret 2019. RISH mengadakan Humanosphere Science School (HSS) di Indonesia setiap tahun, yang juga membantu meningkatkan ilmu humanosfer.

Saat ini, RISH sedang mempromosikan proyek penelitian besar “Study of the coupling processes in the solar-terrestrial system”. Salah satu proses dominan energi matahari adalah radiasi matahari yang maksimum di daerah khatulistiwa. Sinergi ini akan mempelajari respons terhadap input energi matahari di magnetosfer, ionosfer, atmosfer tengah, dan troposfer.

RISH dan BRIN berencana memasang The Equatorial Middle and Upper Atmosphere (EMU) Radar yang bertujuan untuk mempelajari dan menangkap aliran energi dan material yang terjadi di semua rentang ketinggian atmosfer khatulistiwa atau dikenal sebagai air mancur khatulistiwa. RISH akan memperluas kerjasama internasional pada jaringan observasi berbasis darat dari radar IS/MST dan instrumen lainnya.

Hasil pengamatan akan diarsipkan dalam database, yang akan dibuka secara luas kepada masyarakat internasional dengan memanfaatkan sistem pertukaran metadata yang dinamakan Inter-University Upper Atmosphere Global Observation NETwork (IUGONET). RISH dan BRIN akan melanjutkan kolaborasi ilmiah ini untuk jangka waktu yang lama, dan akan menghasilkan manfaat dari penelitian yang berkontribusi pada studi lingkungan Bumi. (Foto www.rish.kyoto-u.ac.jp)