Hidrografi
Pemantauan Pasang Surut Jangka Panjang: Kenapa Tren Kenaikan Muka Laut Tidak Sesederhana Angka yang Terlihat
Memprediksi pasang surut esok hari — topik yang sudah dibahas di artikel lain situs ini — adalah persoalan jangka pendek: hitungan jam sampai hari, diselesaikan lewat konstituen harmonik. Mendeteksi kenaikan muka laut adalah persoalan yang sama sekali berbeda. Dibutuhkan puluhan tahun rata-rata bulanan dari tide gauge yang sama, dan bahkan setelah itu, angka yang keluar di ujung perhitungan belum tentu otomatis berarti sinyal dari perubahan iklim. Tren kenaikan di satu tide gauge bisa jadi bukan laut yang naik, melainkan tanah yang turun — dan memisahkan kedua kemungkinan itu adalah inti dari seluruh disiplin ilmu ini.
Arsip di Balik Garis Tren
Permanent Service for Mean Sea Level (PSMSL), yang bermarkas di National Oceanography Centre, Liverpool, adalah bank data global untuk perubahan muka laut jangka panjang, menghimpun jaringan lebih dari 2.000 stasiun tide gauge. Lembaga ini awalnya didirikan pada 1933 sebagai IUGG Mean Sea Level Committee, lalu diadopsi sebagai Permanent Service di bawah International Council for Science pada 1958. PSMSL tidak sekadar menyimpan pembacaan mentah — dataset Revised Local Reference (RLR) miliknya mengikat catatan setiap stasiun ke satu benchmark lokal yang sama dan terus disurvei ulang, sehingga nilai rata-rata bulanan maupun tahunan tetap bisa dibandingkan satu sama lain lintas dekade, sekalipun peralatan gauge fisiknya sudah diperbaiki atau diganti berkali-kali.
Mengubah arsip itu menjadi sebuah tren butuh kesabaran. Perubahan relative sea level umumnya baru dihitung untuk stasiun yang punya minimal 30 tahun data pengamatan, dengan nilai dirata-ratakan per bulan justru untuk membuang noise frekuensi tinggi — storm surge, siklus musiman, pasang surut ekstrem sesaat — yang kalau dibiarkan akan menenggelamkan sinyal lambat berskala multi-dekade yang sebenarnya dicari. Angka 30 tahun itu batas bawah, bukan target akhir; makin panjang rekamannya, makin percaya diri pula sebuah tren linear bisa dipisahkan dari variabilitas alami.
Apa yang Menggerakkan Tanah di Bawah Gauge
Vertical land motion (VLM) di lokasi tide gauge muncul dari beberapa sumber yang berbeda, masing-masing dengan skala waktunya sendiri. Glacial isostatic adjustment (GIA) — rebound Bumi padat yang masih berlangsung akibat lepasnya beban gletser zaman es — berperilaku sebagai laju yang kurang lebih konstan sepanjang skala waktu sekitar satu abad, mudah dimodelkan tapi bekerja lambat. Subsidence lokal jauh lebih bervariasi: kompaksi akibat ekstraksi air tanah atau hidrokarbon menjadi penggerak utama pergerakan vertikal tanah, terutama mencolok di delta sungai, di mana laju subsidence bisa mencapai beberapa milimeter per tahun. Pergerakan tektonik menambahkan komponen ketiga yang sifatnya spesifik lokasi, dengan regangan interseismik menghasilkan pengangkatan (uplift) beberapa milimeter per tahun di sebagian pesisir barat Amerika Serikat. Tak satu pun dari ketiga sumber ini masuk ke dalam proyeksi muka laut global standar — itulah sebabnya tren mentah satu tide gauge saja bisa menyimpang jauh dari rata-rata global.
Mengoreksi Data dengan GPS
Solusi standarnya adalah menempatkan stasiun continuous GPS (CGPS) tepat berdampingan dengan tide gauge, mengukur langsung kecepatan vertikal benchmark-nya, lalu menjumlahkan laju pergerakan tanah hasil GPS itu dengan tren relative sea level dari tide gauge untuk menghasilkan rekaman yang sudah terkoreksi pergerakan tanah. European Sea Level Observing System working group mengembangkan pendekatan ini lebih jauh lewat konsep dual-CGPS: satu stasiun di gauge untuk menangkap pergerakan tanah lokal, dan satu lagi beberapa kilometer ke arah daratan di atas batuan yang stabil, sehingga keyakinan atas apa yang sebenarnya direpresentasikan kecepatan stasiun pertama jadi lebih kuat. Meski begitu, koreksi ini punya keterbatasan bawaan — rekaman GPS di kebanyakan lokasi baru mencakup satu sampai dua dekade ke belakang, sementara banyak rekaman tide gauge sudah berjalan lebih dari satu abad. Menerapkan laju hasil GPS ke seluruh rekaman historis berarti mengasumsikan pergerakan vertikal itu tetap linear sepanjang rentang waktu yang jauh lebih panjang daripada yang benar-benar pernah diamati GPS.
Studi Kasus: Ketika Subsidence Melampaui Laju Laut di Galveston
Tide gauge Galveston Pier 21 di Texas, dengan rekaman kontinu sejak 1904, memperlihatkan seberapa besar sebenarnya komponen pergerakan tanah itu bisa terjadi. Tren relative sea level mentah stasiun ini berjalan pada sekitar 6,51 milimeter per tahun, totalnya kira-kira 0,7 meter kenaikan relatif sejak 1909 — tapi kenaikan absolute (eustatic) sea level yang sesungguhnya menyumbang ke angka itu hanya sekitar 1,10 milimeter per tahun, laju seragam yang diestimasi untuk Teluk Meksiko sebelum 1992. Sisanya, 76 sampai 85 persen dari tren yang teramati, adalah subsidence tanah.
Para peneliti yang menggabungkan data stasiun GPS, tiga belas borehole extensometer yang melacak kompaksi sistem akuifer sejak 1970-an dan 1980-an, serta model gabungan aliran air tanah dan subsidence, berhasil mengurai subsidence itu lebih rinci lagi: kompaksi primer akibat ekstraksi air tanah menyumbang sekitar 2,56 milimeter per tahun selama periode puncak penyedotan 1937–1983 (36 persen dari total), creep sistem akuifer menambahkan kira-kira 0,83 sampai 0,87 milimeter per tahun, dan subsidence tektonik serta batuan dasar yang lebih dalam menyumbang sekitar 2,67 milimeter per tahun. Laju subsidence itu sendiri berubah cukup tajam dari waktu ke waktu — 3,53 milimeter per tahun pada 1909–1937, lebih dari dua kali lipat menjadi 6,08 milimeter per tahun selama tahun-tahun penyedotan air tanah besar-besaran 1937–1983, lalu melandai ke 3,51 milimeter per tahun sejak 1983 seiring dikuranginya aktivitas pemompaan. Detail sedetail ini sama sekali tidak akan terlihat kalau hanya mengandalkan tren mentah tide gauge saja.
Kenapa Angka Mentah Tidak Pernah Jadi Jawaban Akhir
Tren tide gauge yang naik adalah data yang nyata, tapi angka itu sendiri tidak pernah, dengan sendirinya, merupakan ukuran kenaikan muka laut akibat perubahan iklim — ia adalah ukuran relative sea level, dan komponen pergerakan tanah yang tersembunyi di dalam angka itu bisa berkali-kali lipat lebih besar daripada kontribusi laut itu sendiri, persis seperti yang ditunjukkan Galveston. Untuk sampai dari rekaman tide gauge multi-dekade yang mentah menuju pernyataan yang bisa dipertanggungjawabkan tentang seberapa cepat laut itu sendiri sedang naik di suatu garis pantai, koreksi pergerakan vertikal tanah berbasis GPS wajib menjadi langkah kedua yang tidak bisa dilewati — bukan penyempurnaan opsional.
Referensi
- Permanent Service for Mean Sea Level (PSMSL), https://psmsl.org/
- NOAA Tides & Currents, "Sea Level Trends," https://tidesandcurrents.noaa.gov/sltrends/sltrends_global.html
- "Land Subsidence Contributions to Relative Sea Level Rise at Tide Gauge Galveston Pier 21, Texas," PMC/National Library of Medicine, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7578811/
- "Application of the Dual-CGPS Concept to Monitoring Vertical Land Movements at Tide Gauges," ScienceDirect, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1474706502000773
- Coastal Wiki, "Sea Level Rise," https://www.coastalwiki.org/wiki/Sea_level_rise
Artikel Terkait
