Para ilmuwan telah menemukan bahwa sumber curah hujan—apakah itu menguap dari lautan atau daratan—memainkan peran penting yang sebelumnya diabaikan dalam menentukan kerentanan tanaman global. Kredit: Shutterstock
Sebuah studi baru dari Universitas California San Diego mengidentifikasi pengaruh tak terduga terhadap stabilitas tanaman global: sumber asli curah hujan.
Diterbitkan di Nature Sustainability , penelitian ini menelusuri uap air atmosfer kembali ke tempat pertama kali menguap, baik dari lautan maupun dari permukaan daratan seperti tanah, danau, dan hutan. Sinar matahari memanaskan permukaan ini, mengubah air menjadi uap yang naik ke atmosfer dan akhirnya kembali sebagai hujan.
Uap air yang berasal dari laut dapat melintasi benua dalam sistem cuaca besar termasuk sungai atmosfer, monsun, dan badai tropis. Uap air yang berasal dari daratan, yang sering disebut sebagai curah hujan daur ulang, tercipta ketika air menguap dari tanah dan vegetasi di sekitarnya, yang memicu badai yang lebih terlokal. Menurut penelitian tersebut, rasio uap air laut terhadap uap air daratan sangat memengaruhi risiko kekeringan regional dan produktivitas pertanian.
“Penelitian kami mengubah perspektif tentang risiko kekeringan — bukan hanya tentang seberapa banyak hujan turun, tetapi dari mana hujan itu berasal,” kata Yan Jiang, penulis utama studi ini dan peneliti pascadoktoral di UC San Diego dengan penugasan bersama di School of Global Policy and Strategy dan Scripps Institution of Oceanography. “Memahami asal muasal curah hujan dan apakah berasal dari sumber laut atau darat, memberi para pembuat kebijakan dan petani alat baru untuk memprediksi dan mengurangi tekanan kekeringan sebelum terjadi.”
Melacak Sumber Kelembapan untuk Meningkatkan Prakiraan Kekeringan
Dengan menggunakan data pengukuran satelit selama hampir 20 tahun, Jiang dan rekan penulisnya, Jennifer Burney dari Universitas Stanford, mengukur seberapa besar curah hujan global berasal dari penguapan di daratan. Mereka menemukan bahwa ketika lebih dari sekitar sepertiga curah hujan berasal dari daratan, lahan pertanian menjadi jauh lebih rentan terhadap kekeringan, kelembapan tanah menurun, dan hasil panen pun berkurang. Sistem yang didorong oleh lautan umumnya menghasilkan curah hujan yang lebih deras dan lebih konsisten, sementara sistem yang didorong oleh daratan cenderung menghasilkan hujan yang lebih ringan dan kurang dapat diprediksi, sehingga tanaman menjadi lebih rentan selama periode ketika air sangat dibutuhkan.
Penemuan ini menawarkan metode baru untuk mengidentifikasi wilayah dengan risiko lebih tinggi dan untuk merencanakan strategi pengelolaan air dan tanaman secara lebih efektif.
“Bagi petani di daerah yang sangat bergantung pada kelembapan tanah—seperti sebagian wilayah Midwest atau Afrika bagian timur—ketersediaan air lokal menjadi faktor penentu keberhasilan panen,” jelas Jiang. “Perubahan kelembapan tanah atau deforestasi dapat berdampak langsung dan berantai pada hasil panen.”
Penelitian ini mengidentifikasi dua titik panas global yang menonjol: wilayah Midwest AS dan Afrika Timur tropis.
Di wilayah Midwest, Jiang mencatat bahwa kekeringan semakin sering dan intens terjadi dalam beberapa tahun terakhir, meskipun wilayah tersebut berstatus sebagai salah satu zona pertanian paling produktif di dunia.
“Temuan kami menunjukkan bahwa ketergantungan tinggi wilayah Midwest pada kelembapan yang bersumber dari daratan, dari tanah dan vegetasi di sekitarnya, dapat memperburuk kekeringan melalui apa yang kami sebut ‘lingkaran umpan balik curah hujan’,” kata Jiang. “Ketika tanah mengering, penguapan berkurang, yang pada gilirannya mengurangi curah hujan di masa mendatang — menciptakan siklus kekeringan yang saling memperkuat.”
Karena wilayah tersebut merupakan kontributor utama pasar biji-bijian global, gangguan di sana dapat memengaruhi pasokan pangan jauh melampaui perbatasan AS. Jiang mengatakan petani di Midwest mungkin perlu fokus pada konservasi kelembaban tanah, efisiensi irigasi, dan pengaturan waktu penanaman yang strategis untuk membatasi risiko dampak kekeringan yang semakin parah.
Afrika Timur menghadapi tantangan yang berbeda namun sama seriusnya. Pertumbuhan lahan pertanian yang pesat dan hilangnya hutan hujan di sekitarnya mengancam sumber kelembapan yang membantu mempertahankan curah hujan di wilayah tersebut.
“Ini menciptakan konflik yang berbahaya,” kata Jiang. “Para petani menebang hutan untuk menanam lebih banyak tanaman, tetapi hutan-hutan itu membantu menghasilkan curah hujan yang dibutuhkan tanaman. Jika sumber kelembapan itu hilang, ketahanan pangan lokal akan berada dalam risiko yang lebih besar.”
Jiang menambahkan bahwa wilayah tersebut masih memiliki peluang untuk mencegah penurunan lebih lanjut.
“Afrika Timur berada di garis depan perubahan, tetapi masih ada waktu untuk bertindak. Pengelolaan lahan yang lebih cerdas — seperti melestarikan hutan dan memulihkan vegetasi — dapat melindungi curah hujan dan mempertahankan pertumbuhan pertanian.”
Hutan Berperan Sebagai Penghasil Curah Hujan Alami
Studi ini menekankan bahwa hutan dan ekosistem alami memainkan peran penting dalam menjaga curah hujan. Melalui penguapan dan transpirasi (ketika tumbuhan menghasilkan uap air), hutan melepaskan sejumlah besar uap air ke atmosfer, membantu membentuk awan yang kemudian menghasilkan hujan di lahan pertanian sekitarnya.
“Hutan dataran tinggi seperti penghasil hujan alami,” kata Jiang. “Melindungi ekosistem ini bukan hanya tentang keanekaragaman hayati—tetapi juga tentang keberlanjutan pertanian.”
Memajukan Perencanaan Lahan dan Air yang Ramah Iklim
Karya Jiang memperkenalkan kerangka kerja baru yang menghubungkan keputusan penggunaan lahan, pola curah hujan, dan perencanaan pertanian. Pendekatan ini mungkin akan semakin penting seiring dengan upaya berbagai wilayah untuk mencari strategi guna memperkuat ketahanan terhadap kekeringan.
Studi ini juga menyajikan metode pemetaan berbasis satelit yang dapat memandu investasi dalam irigasi, retensi air tanah, dan konservasi hutan untuk membantu menstabilkan curah hujan.
