MJO (Madden-Julian Oscillation)

        Madden Julian Oscillation adalah suatu gelombang atau osilasi sub musiman yang terjadi di lapisan troposfer wilayah tropis, akibat dari sirkulasi sell skala besar di ekuatorial yang bergerak dari barat ke timur yaitu dari laut Hindia ke Pasifik Tengah dengan rentang daerah propagasi 15°LU - 15°LS. MJO secara alami terbentuk dari sistem interaksi laut dan atmosfer, dengan periode osilasi kurang lebih 30-60 hari (Madden dan Julian, 1971, 1972; Madden dan Julian, 1994).

       MJO/ISO ( Madden Julian Oscillation/Intra Seasonal Oscillation) yang merupakan osilasi sub musiman dari suatu sistem interaksi laut dan atmosfer. MJO pertama kali ditemukan oleh Roland A. Madden dan Paul R. Julian pada tahun 1971,  mereka menemukan semacam osilasi yang berperiode 41-53 hari pada saat menganalisis anomali angin zonal di Pasifik Tropis dengan menggunakan data tekanan 10 tahun P. Canton (2,8°S,171,7°W) dan data angin lapisan atas Singapore (Madden dan Julian 1971,1972). Namun seiring dengan perkembangan penelitian, dengan mengevaluasi data stasiun dan menambahkan titik pengamatan serta periode waktu yang berbeda, mereka menyatakan osilasi tersebut lebih sering mengarah kepada osilasi 30-60 hari (Madden dan Julian,1994).

          Madden Julian Oscillation juga merupakan fluktuasi utama dari sirkulasi atmosfer yang menjelaskan variasi cuaca di tropis dan meregulasi Monsun Asia Selatan (South asian Monsoons). MJO mempengaruhi variasi dari angin, SST, awan, dan curah hujan (http://www.gsfc.nasa.gov), selain itu MJO juga memicu terjadinya fenomena ENSO yang sangat dikenal sebagai sinyal tunggal yang terkemuka dari variasi intraseasonal iklim di bumi (lau dan Chan,1986). Hal inilah yang menyebabkan feomena MJO merupakan salah satu variabilitas dominan yang sangat penting di daerah tropis.

FASE MJO

Fenomena MJO mempunyai dua mode/fase yang berbeda jelas sebagaimana yang diungkapkan (Suryantoro,2004) yaitu fase basah-pelan dan kering-cepat dimana fase MJO basah-pelan dapat di didentifikasikan pada saat divergensi paras atas maksimum berada di daerah konveksi aktif seperti di daerah samudera Hindia,Pasifik Barat,Amerika Selatan dengan kecepatan fase penjalaran 5 m/s. fase MJO kering-cepat muncul pada saat gangguan bergerak melalui daerah- daerah dengan aktivitas konveksi rendah seperti di Pasifik Tengah sampai Timur dan Atlantik dengan kecepatan penjalaran berkisar 30 m/s untuk parameter tekanan permukaan serta 15-20 m/s untuk parameter kecepatan potensial paras atas dan angin zonal.

MJO dibagi menjadi 8 fase yaitu:

fase-1 di Afrika ( 210o BB – 60o BT )
fase-2 di samudera Hindia bagian barat ( 60o BT – 80o BT )
fase-3 di samudera Hindia bagian timur ( 80o BT – 100o BT )
fase-4 & fase-5 di benua maritim Indonesia ( 100o BT – 140o BT )
fase-6 di kawasan Pasifik barat ( 140o BT-160o BT )
fase-7 di Pasifik tengah ( 160o BT – 180o BT )
fase-8 di daerah konveksi di belahan bumi bagian barat ( 180o – 160oBB ).
(Sumber : Buletin Stamet Batam Oktober 2008)

Up date MJO klik disini

KARAKTERISTIK MJO

         Meski uraian penelitian MJO sudah maju dengan mantap sepanjang tahun, tidak satu pun dari teori-teori saat ini yang mampu secara penuh menjelaskan karakteristik-karakteristik dasar MJO (Hayashi dan Golder, 1993). Kendatipun demikian karakteristik MJO secara eksplisit terlihat sebagai propagasi wilayah kenaikan (enhanced) dan penurunan (suppressed) dari curah hujan di wilayah tropis, kejadian ini terlihat pertama kali di wilayah lautan Pasifik yang menjalar
menuju ke timur hingga lautan Pasifik Tengah.

         Karakteristik secara eksplisit ini dapat dilihat karena pada umumnya hujan di daerah tropis adalah hujan konvektif dimana puncak awan konvektif sangat dingin dengan kata lain sedikit mengemisi radiasi gelombang panjang, Pergerakan awan konvektif dari barat ke timur sepanjang Pasifik Tropis ditandai dengan konvergensi di lapisan bawah (troposfer) dan divergensi di lapisan atas (stratosfer) (www.kadarsah.wordpress.com), oleh karena itu MJO dapat dideteksi atau dimonitor dengan memperhatikan variasi OLR yang di pancarkan oleh sensor inframerah pada satelit.

         Untuk menggambarkan karakterisik MJO lebih dalam (Rui dan Wang, 1990) menggunakan struktur 3 dimensi yaitu ketika suppressed convective kuat dari lautan Hindia hingga lautan Pasifik Tengah, anomali siklonik pada level 200 mb bergerak mengikuti daerah dari suppressed convective. Dengan kondisi yang sama, Anomali antisiklonik level pada 200 mb juga bergerak mengikuti daerah enchanced convective dan sekali lagi menjadi kuat di samudera Hindia dan Pasifik Barat. Kedua anomali tersebut juga terbentuk pada sisi berlawanan yang terbentuk di permukaan, tetapi lebih lemah daripada yang terbentuk di troposfer
(Geerts dan Wheeler,1998).

IDENTIFIKASI MJO
Madden Julian Oscillation dapat diidentifikasi dengan berbagai cara,
(Wheeler et al., 2004) menyatakan bahwa MJO dapat diidentifikasi dengan 3
teknik pendekatan yaitu:

a. Penyaringan frekuensi panjang gelombang
b. Model forecast dari interaksi laut dan udara
c. Proyeksi dari observasi harian yang mengkombinasikan EOFs (Empirical
    Orthogonal Functions) pada rentang 15°S-15°N dari rata-rata OLR
    (Outgoing Long Wave Radiation), u850 dan u200 untuk mendapatkan dua
     indikasi yang dinamakan “Real-time Multivariate MJO” (RMM1 dan
     RMM2). Indeks ini terdiri dari RMM1,RMM2,Fase,dan Amplitudo
     Indeks dalam series waktu harian.

Prediksi MJO dapat di temukan di:
http://www.cpc.noaa.gov/products/precip/CWlink/MJO/mjo_chi.shtml.
Ada 4 infomasi yang disampaikan dari situs di atas
1.Prediksi MJO 40 hari kedepan dari sekarang:


2.Analisis GFS untuk analisis MJO,analisis verifikasi ( 40 hari sebelumny)

3.Prediksi EWP  untuk analisis MJO , verifikasi prediksi ( 40 hari sebelumnya)

• Roland Madden dan Paul Julian (1971) menemukan osilasi 30-60 hari,ketika menganalisis anomali angin zonal di Pasifik Tropis, data yang digunakan :data tekanan 10 tahun P.Canton (2.8 LS Pasifik), dan data angin di lapisan atas singapore.
• Osilasi ini dihasilkan dari sirkulasi sell skala besar di ekuatorial yang bergerak ke timur dari laut Hindia ke Pasifik Tengah. Anomali angin zonal dan kecepatan potensial di troposfer atas yang sering menyebar untuk melakukan siklus mengitari bumi. Proses tersebut ditandai dengan perubahan tekanan permukaan dan momentum relatif angular atmosfer.MJO merupakan variasi intraseasonal (kurang dari setahun )yang terkenal di daerah tropis.
• Osilasi ini merupakan faktor penting saat fase aktif dan fase lemah monsun India dan Australia, sehingga menyebabkan gelombang laut, arus, dan interaksi laut-udara.
• Pergerakan awan ke arah timur diasosiasikan dengan osilasi MJO
• Analisis spektral digunakan oleh Yanai dan Maruyama, 1966 untuk menemukan gelombang gravitasi Rossby di stratrosfer ekuatorial, Wallace dan Kousky menggunakan untuk mengidentifikasi gelombang kelvin stratosferik.
• Osilasi MJO dapat juga dianalisis dari data rawinsonde,sehingga terlihat koherensi antara tekanan permukaan,angin zonal dan temperatur tiap pada berbagai level dalam rentang 41-53 hari.
• Angin meridional berperan dalam MJO.
• Awal dan aktivitas monsun Asia-Australia dipengaruhi sangat kuat oleh pergerakan MJO ke timur (Yasunari 1979; Lau and Chan 1986)
• Kopel dengan lautan tropis dengan angin baratan mengakibatkan MJO secara signifikan dapat memodifikasi SST,surface heat fluks. (Kawamura 1991; Zhang 1996; Jones and Weare 1996; Flatau et al. 1997; Jones et al. 1998; Hendon and Glick 1997)
• MJO mempengaruhi struktur termohalin di laut pasifik ekuatorial (Kessler.1996), dan sekaligus mentrigger peristiwa ENSO (Lau and Chan 1986; Weickmann 1991)
• Dalam hal prediksi cuaca, saat amplitudo MJO membesar tingkat prediksi membesar dan juga berlaku sebaliknya, selain itu prediksi jangka menengah berhasil baik jika eror di daerah ektratropis (tropical intraseasonal osilasi) minimal
• Contohnya hasil NCEP, dapat memprediksi 10 hari kedepan,dengan syarat error mode frekuensi rendah tropical dan ektratroopical mengecil dan presistensi amplitudo MJO membesar.

• Dengan menggunakan analisis EAR (Equatorial Atmosphere Radar) secara vertikal ( zonal-vertikal, data angin) dapat menunjukan adanya pergerakan ke timur dipermukaan dan ke barat di lapisan atas dan inilah yang disebut dengan siklus MJO serta hal tersebut sesuai dengan teori skema perpotongan MJO sepanjang ekuator.
• MJO juga memiliki siklus 40-50 hari
• MJO mempengaruhi seluruh lapisan trofis,terlihat jelas di Pasifik Barat dan Hindia.
• Unsur yang dilibatkan dalam menganalisi MJO dapat berupa :angin,SST,perawanan,hujan, dan OLR.
• Fenomena MJO, terlihat jelas pada variasi OLR ( sensor inframerah satelit), sebab CH tropis adalah konvektif,dengan puncak awan konvektif sangat dingin sehingga memancarkan sedikit radiasi gelombang panjang.
• Pergerakan awan konvektif dari barat ke timur sepanjang Pasifik Tropis ditandai konvergensi di lapisan bawah (troposfer )dan divergensi di lapisan atas(stratosfer).
• MJO merupakan sirkulasi skala besar di ekuator dan berpusat di Samudera Hindia dan bergerak ketimur antara 10 LU dan 10 LS.
• Mekanisme MJO:

1. CSIK (Conditional Instability of the Second Kind)
2. Evaporation-wind feedback

• CSIK memiliki dua mekanisme:

1. Penjalaran gelombang kelvin ke arah timur yang ditandai dengan pemanasan awan kumulus
2. Interaksi dengan osilasi stabil pada keadaan dasar yang stabil

• Aktivitas konveksi dapat mempengaruhi siklus MJO
• Faktor orografik bisa menghambat pergerakan MJO
• Siklus MJO ( Matthews A.J,2000) ditunjukan berupa gugus-gugus awan tumbuh di Samudera Hindia lalu bergerak ke arah timur dan membentuk suatu siklus dengan rentang 30-60 hari dan dengan cakupan daerah 10N-10S, seperti yang ditunjukan Gambar 1.

Gambar diatas menunjukan siklus MJO dengan interval selama 3 harian atau 22.5 derajat.Gambar diatas menggunakan OLR sebagai salah satu cara untuk menggambarkan perjalanan siklus MJO. Siklus MJO pada fase 0 atau t=0,konveksi tumbuh dan berkembang di Samudera Hindia dan terjadi supresi (mengalami kekeringan)di Samudera Pasifik. Kedua peristiwa ini bergerak ke timur sampai fase 180 dengan lokasi yang berkebalikan (konveksi di Samudera Pasifik dan supresi di Samudera Hindia).Kondisi ini terus bergerak ke timur dan kembali ke fase 0 ( Konveksi di Samudera Hindia dan supresi di Samudera Pasifik). Penjalaran ini memerlukan waktu 30-60 hari dengan efek basah dan kering pada daerah-daerah yang di lewatinya.

·

Sama dengan Gambar 1 hanya dengan menggunakan SLP.

Gambar 3 diatas menunjukan skema MJO di ekuatorial. Garis panah menunjukan sirkulasi meridional yang diasosiasikan dengan MJO. Garis atas menunjukan tinggi tropopause dan garis bawah menunjukan tekanan permukaan laut(sea-level pressure, SLP). Terlihat dalam gambar tersebut munculnya awan dan posisinya bergeser ke arah timur.

Sedangkan Wang dan Rui melakukan penelitian munculnya MJO menggunakan data OLR 1975-1985 dan mengklasifikasikan penjalaran MJO menjadi tiga tipe, seperti yang ditunjukan oleh Gambar 4.

Referensi:

• Flatau M, Flatau PJ, Phoebus P, Niiler PP (1996) The feedback between equatorial convection and local radiative and evapo-rative processes: the implications for intraseasonal oscillations.J Atmos Sci 54: 2373±2386
• Hendon HH, Glick J (1997) Intraseasonal air-sea interaction in the tropical Indian and Pacipic Oceans. J Clim 10: 647±661
• Jones C, Weare BC (1996) The role of low-level moisture conver-gence and ocean latent heat fluxes in the Madden and Julian Oscillation: an observational analysis using ISCCP data and ECMWF analyses. J Clim 9: 3086±3104
• Jones C, Waliser DE, Gautier C (1998 ) The infuence of the Madden and Julian Oscillation on ocean surface heat fluxes and very high sea surface temperature variability in the warm pool region. J Clim 11: 1057±1072
• Kawamura R (1991) Air-sea coupled modes on intraseasonal and interannual time scales over the tropical western Pacific.J Geophys Res 96: 3165±3172
• Lau KM, Chan PH (1986) Aspects of the 40±50 day oscillation during the northern summer as inferred from outgoing long-wave radiation. Mon Weather Rev 114: 1354±1367
• Kessler WS, McPhaden MJ, Weickmann KM (1996) Forcing of intraseasonal Kelvin waves in the equatorial Pacific. J Geophys Res 100: 10613±10631
• Madden RA, Julian PR (1971) Detection of a 40±50 day oscillation in the zonal wind in the tropical Pacific. J Atmos Sci 28: 702± 708
• Madden RA, Julian PR (1994) Observations of the 40±50 day tropical oscillation: a review. Mon Weather Rev 112: 814±837
• Matthews, A. J., 2000: Propagating mechanism for the Madden Julian oscillation. Quart. J. Roy.Met. Soc., 126, 2637-2651.
• Weickmann KM (1991) El NinÄ o/Southern Oscillation and Madden-Julian (30±60 day) oscillations during 1981±1982. J Geophys Res 96: 3187±3195
• Yasunari T (1979) Cloudiness ¯uctuations associated with the Northern Hemisphere monsoon. J Meteorol Soc Jpn 58: 225± 229
• Zhang C (1996) Atmospheric intraseasonal variability at the surface in the tropical western Paci®c Ocean. J Atmos Sci 53: 739±758

 by: Kadarsah: www.kadarsah.wordpress.com

  Selain itu data satelit juga bisa digunakan untuk melihat indikasi adanya konvektivitas kuat di tropis dan dimana wilayah yang terjadi konvektivitas menyimpang dari rata-rata. Penyimpangan ini menjadi alat diagnosis fundamental yang digunakan langsung untuk memonitor dan memprediksi Madden Julian Oscillation (Gottschalck, et. al).

PENGARUH MJO TERHADAP HUJAN

        Troposfer adalah lapisan atmosfer paling bawah dengan ketebalan lapisan rerata 10 km. Diatas ekuator puncak troposfer (tropopause) mencapai sekitar 18
km (paling tinggi) (Tjasyono,2007). MJO mempengaruhi aktivitas konveksi pada lapisan troposfer dimana, aktifitas konveksi merupakan salah satu faktor yang penting dalam pembentukan awan konvektif. Awan konvektif ialah awan yang terjadi karena kenaikkan udara di atas permukaan yang nisbi panas (Tjasyono,1999). Dari awan konvektif tersebutlah muncul potensi terjadinya hujan. Hujan yang terjadi tentunya adalah hujan konvektif, yaitu terjadi akibat adanya pemanasan radiasi matahari dan proses thermal sehingga menyebabkan
udara permukaan mengalami pemuaian dan naik ke lapisan atas.

Link:

http://cawcr.gov.au/bmrc/clfor/cfstaff/matw/maproom/RMM/phase.Last40days.gif

http://www.cpc.ncep.noaa.gov

http://www.gsfc.nasa.gov

Sumber: Buku,Google,dan berbagai sumber lainnya yang mau lebih lengkap bisa tanya jawab via email..

 Download Artikel disini
Download pengertian MJO disini