QBO dan Variabilitas Musiman Curah Hujan

Sumber: NASA Goddard Space Flight Center, Atmospheric Chemistry & Dynamics Laboratory. Data: radiosonde Singapura dan MERRA-2.

Setiap tahun, meteorolog di seluruh dunia menyoroti ENSO sebagai penyebab utama anomali curah hujan Indonesia. ENSO memang penting — El Niño yang kuat bisa memangkas curah hujan musim kemarau secara dramatis, sementara La Niña membasahi bulan-bulan yang semestinya kering. Tapi ada osilasi lain yang bekerja di lapisan stratosfer, jauh di atas awan-awan yang kita lihat setiap hari, dan pengaruhnya terhadap curah hujan Indonesia tidak kalah nyata: Quasi-Biennial Oscillation, atau QBO.

QBO adalah pergantian periodik angin baratan (westerly) dan timuran (easterly) di stratosfer tropis, pada rentang tekanan sekitar 10–100 hPa (ketinggian 16–32 km). Periode rata-ratanya sekitar 28 bulan — itulah asal kata "quasi-biennial" — meski siklus individu bervariasi antara 22 hingga 34 bulan. Tidak seperti ENSO yang merespons SST Samudra Pasifik atau MJO yang berosilasi setiap 30–90 hari, QBO adalah sinyal stratosfer intrinsik yang memiliki ritme sendiri, terlepas dari pemanasan permukaan laut.

Pertanyaannya: apa urusan angin di 20 km ketinggian dengan curah hujan di Kalimantan atau Papua Barat? Jawabannya ada pada cara QBO memodulasi kedalaman konveksi MJO, kekuatan Tropical Easterly Jet, dan intensitas Walker Circulation di atas Maritime Continent.

Mengenal QBO

QBO pertama kali terdeteksi pada awal 1960-an oleh Ebdon dan Reed secara independen, melalui pengamatan radiosonde yang menunjukkan pola angin stratosfer ekuatorial yang tidak sesuai prediksi saat itu. Penemuan itu mengejutkan: stratosfer tropis ternyata memiliki variabilitas internal yang kuat dan reguler, bukan kondisi diam yang diasumsikan sebelumnya.

Sejak itu, QBO dipantau terus-menerus menggunakan radiosonde dua kali sehari (00Z dan 12Z) dari Upper Air Observatory Singapura (stasiun 48698, koordinat 1,34°N, 103,89°E). Singapura dipilih karena letaknya sangat dekat ekuator, di mana sinyal QBO paling kuat. Data ini juga dilengkapi oleh reanalisis MERRA-2 dari NASA GSFC untuk periode yang lebih panjang dan resolusi vertikal yang lebih rapat.

Dalam konteks prakiraan musiman, QBO menduduki posisi yang unik. ENSO beroperasi pada skala waktu antartahunan (2–7 tahun), MJO bergerak pada skala submusiman (30–90 hari), sementara QBO mengisi celah di antara keduanya dengan periode ~28 bulan. Ketiganya berinteraksi — dan memahami fase QBO saat ini menjadi komponen penting dalam prakiraan musiman yang andal.

Pada awal 2026, QBO berada dalam fase timuran (easterly) yang kuat, dengan angin di level 30 hPa tercatat sekitar −24 m/s pada September 2025 berdasarkan data monitoring. Fase ini terus turun ke lapisan stratosfer bawah sepanjang akhir 2025 hingga awal 2026.

Mekanisme QBO dan Propagasi Ke Bawah

Ciri khas QBO yang paling mudah dikenali adalah propagasi ke bawah: pita angin baratan atau timuran terbentuk di stratosfer atas (~10 hPa) dan perlahan turun dengan kecepatan sekitar 1 km per bulan, hingga akhirnya melemah dan menghilang di dekat tropopause (~100 hPa). Pada grafik penampang waktu-ketinggian seperti yang diproduksi NASA GSFC dari data radiosonde Singapura, pola ini tampak seperti pita diagonal yang bergantian.

Penjelasan fisik mekanisme ini baru datang pada 1970-an, ketika Lindzen dan Holton menunjukkan bahwa QBO dihasilkan oleh penyerapan momentum gelombang ekuatorial yang merambat ke atas dari troposfer tropis. Dua jenis gelombang utama yang terlibat adalah Kelvin waves — yang mendorong akselerasi westerly — dan mixed Rossby-gravity waves — yang mendorong akselerasi easterly. Gelombang-gelombang ini dipancarkan oleh konveksi tropis di bawahnya, merambat naik, dan momentum-nya diserap di lapisan stratosfer sesuai dengan kondisi aliran rata-rata di sana. Hasilnya adalah pergantian angin yang teratur dan berulang.

Sumber: NOAA Climate.gov, diadaptasi dari analisis Amy Butler (Desember 2024). Data ERA5, anomali relatif terhadap 1991–2020.

Ada asimetri penting yang perlu diperhatikan: fase easterly memiliki amplitudo sekitar dua kali lipat fase westerly dan propagasinya ke bawah lebih tidak teratur. Ini bukan kebetulan — perbedaan ini mencerminkan asimetri dalam sumber momentum gelombang yang mendorong masing-masing fase. Implikasinya langsung terasa di troposfer tropis: ketika QBO sedang easterly, perubahan yang ditimbulkan pada kestabilan di upper troposphere–lower stratosphere (UTLS) jauh lebih besar dibandingkan saat fase westerly.

Ketika QBO berada dalam fase westerly, gelombang atmosfer dari troposfer lintang tengah dapat terus merambat ke wilayah subtropis, memperkuat aliran stratosfer kutub. Sebaliknya, saat QBO easterly, gelombang tersebut lebih cenderung pecah di dekat kutub, melemahkan vorteks kutub dan meningkatkan kemungkinan terjadinya sudden stratospheric warming (SSW). Meskipun efek kutub ini relevan untuk cuaca musim dingin belahan bumi utara, dampak QBO pada troposfer tropis — khususnya melalui jalur MJO dan Walker Circulation — jauh lebih langsung bagi Indonesia.

Pengaruh QBO pada MJO dan Konveksi Maritim

Jalur pengaruh QBO yang paling langsung terhadap curah hujan Indonesia bekerja melalui MJO. Riset dari NASA GSFC yang dipublikasikan di Nature Communications (2023) menunjukkan bahwa selama musim dingin boreal (DJF) dengan fase easterly QBO (EQBO), anomali temperatur negatif di sekitar level 70 hPa melemahkan kestabilan statik di UTLS. Efek ini memungkinkan sistem konveksi dalam di dalam selubung MJO untuk menembus ketinggian lebih tinggi dibandingkan selama fase westerly QBO (WQBO).

Dampaknya terukur secara statistik di atas Maritime Continent, khususnya selama fase aktif MJO (fase 4–5, amplitudo moderat). Frekuensi kemunculan rezim awan konvektif tipe deep-core meningkat dari 12,2% (WQBO) menjadi 15,9% (EQBO), sementara frekuensi rezim awan tipe anvil naik dari 25,8% menjadi 31,0% — keduanya signifikan secara statistik dengan \(p < 0{,}005\).

Rantai mekanistik: QBO easterly melemahkan kestabilan UTLS, memperdalam konveksi MJO, memperkuat cloud-radiative feedback, dan akhirnya meningkatkan curah hujan di Maritime Continent bagian barat selama fase aktif MJO.

Awan yang lebih dalam selama EQBO lebih efektif memerangkap radiasi gelombang panjang (OLR berkurang), sehingga memperkuat feedback cloud-radiative dalam selubung MJO dan memfasilitasi propagasi MJO ke timur melewati Maritime Continent. Ini penting karena Maritime Continent barrier — kesulitan MJO melintas pulau-pulau besar Indonesia — adalah salah satu sumber utama kesalahan dalam model prakiraan musiman dan S2S (subseasonal-to-seasonal). Dengan EQBO, hambatan itu melemah.

Konsekuensi praktisnya: skill prakiraan MJO secara rata-rata 5–10 hari lebih tinggi selama musim dingin dengan EQBO dibandingkan WQBO, berdasarkan evaluasi terhadap database prakiraan S2S WMO. Ini berarti saat QBO sedang easterly, model prakiraan seminggu hingga dua minggu ke depan cenderung lebih dapat diandalkan untuk Indonesia.

QBO, Tropical Easterly Jet, dan Curah Hujan Indonesia

Di luar jalur MJO, QBO juga memengaruhi curah hujan Indonesia melalui modulasi Tropical Easterly Jet (TEJ). Studi Li et al. (2022) di Geophysical Research Letters menunjukkan bahwa sejak dekade 1980-an, TEJ di atas Maritime Continent secara konsisten lebih lemah selama fase easterly QBO dibandingkan fase westerly. Besaran kontribusi QBO terhadap perbedaan intensitas TEJ antar kedua fase mencapai sekitar 17% dari total variabilitas klimatologis.

Modulasi TEJ ini menghasilkan pola curah hujan yang asimetris di seluruh kepulauan Indonesia:

• Selama EQBO: konveksi di sisi barat Maritime Continent (Indonesia bagian barat) menguat, sementara sisi timur melemah. Efek ini terjadi karena sisi barat secara klimatologis memiliki gerak naik yang lebih kuat, sehingga lebih responsif terhadap penurunan kestabilan di tropopause yang disebabkan oleh EQBO.
• Selama WQBO pada musim panas boreal (JJA): Walker Circulation Pasifik menguat, menghasilkan curah hujan yang meningkat secara menyeluruh di Maritime Continent sekaligus mengurangi curah hujan di Pasifik Barat.

Interaksi dengan ENSO menambah lapisan kompleksitas. Ketika QBO westerly bertemu dengan episode El Niño, efek WQBO yang menekan konveksi Pasifik Barat bisa memperkuat pelemahan Walker Circulation yang sudah disebabkan El Niño — sebuah interaksi yang memperburuk kekeringan di Indonesia bagian timur. Sebaliknya, QBO easterly yang berbarengan dengan La Niña dapat memperkuat curah hujan di Indonesia bagian barat secara signifikan.

Bagi pengelola sumber daya air, petani, dan forecaster BMKG, perbedaan barat-timur ini bukan sekadar detail akademis. Bendungan di Kalimantan Barat dan wilayah pertanian di Pulau Jawa bereaksi berbeda terhadap sinyal curah hujan yang juga berbeda, dan fase QBO adalah salah satu faktor yang menentukan distribusi anomali tersebut.

Status QBO Terkini dan Gangguan Historis

Memasuki 2026, QBO berada dalam fase timuran (easterly) yang kuat. Data monitoring dari NASA GSFC dan KIT ATMO Hub — yang diperbarui dari radiosonde Singapura dan reanalisis MERRA-2 — mengonfirmasi fase easterly ini terus descend melalui stratosfer bawah sejak akhir 2025. Indeks angin zonal di 30 hPa tercatat sekitar −24 m/s pada September 2025, yang tergolong easterly kuat berdasarkan statistik historis.

Implikasi konkretnya untuk 2026: selama musim hujan boreal spring–summer yang berlanjut (MAM–JJA 2026), konveksi MJO yang melintas Maritime Continent diperkirakan lebih dalam dan lebih intens dibandingkan kondisi netral. Wilayah Indonesia bagian barat berpotensi menerima curah hujan anomali positif selama fase aktif MJO, sementara wilayah timur mungkin lebih kering — pola yang konsisten dengan dinamika EQBO yang sudah dibahas.

Untuk status terkini QBO, pantau di halaman monitoring NASA GSFC yang menyediakan grafik time-height interaktif dan diagram fase yang diperbarui harian.

Sebelum menutup, ada satu episode historis yang patut disebut: gangguan QBO 2015–2016. Untuk pertama kalinya sejak pencatatan sistematis dimulai pada 1953, siklus turun QBO terganggu. Pada awal 2016, angin timuran anomali muncul di sekitar 40 hPa (~23 km), membelah pita angin baratan menjadi dua cabang. Penyebabnya adalah kombinasi El Niño kuat 2015 dan intrusi gelombang planet dari belahan bumi utara yang tidak biasa.

Gangguan ini menunjukkan bahwa QBO, meski teratur, tetap rentan terhadap modulasi dari bawah (konveksi tropis yang diintensifkan ENSO) dan dari lintang menengah. Bagi model S2S yang mengasumsikan QBO "normal", episode seperti ini bisa menghasilkan prakiraan yang menyimpang.

---

Eksplorasi artikel meteorologi lainnya di meteo.my.id (meteo.my.id).

Referensi

• NOAA Climate.gov — Predicting the chances of a polar vortex disruption this winter — Penjelasan NOAA tentang bagaimana fase QBO memengaruhi kekuatan vorteks kutub dan probabilitas sudden stratospheric warming.
• NASA GSFC — The Quasi-biennial Oscillation (QBO) monitoring page — Halaman monitoring NASA dengan data radiosonde Singapura harian, grafik time-height, dan diagram fase QBO yang diperbarui secara kontinu.
• Nature Communications (2023) — QBO deepens MJO convection — Studi peer-reviewed yang mengkuantifikasi peningkatan frekuensi awan konvektif dalam dan anvil selama EQBO di atas Maritime Continent.
• Geophysical Research Letters (2022) — The Influence of the QBO on the Tropical Easterly Jet — Li et al. menunjukkan kontribusi ~17% QBO terhadap variabilitas TEJ dan dampak asimetrisnya pada curah hujan Indonesia barat vs. timur.
• Weather and Climate Dynamics (2022) — The tropical route of QBO teleconnections — Studi pemodelan yang menelusuri jalur tropis telekoneksi QBO melalui Walker Circulation dan divergensi troposfer atas.