Lebih dari 75 Tahun, Cloud Seeding Masih Kontroversial – Bisakah Membantu Kota-Kota Paling Tercemar di Dunia?

Cloud seeding adalah topik yang kontroversial. Sementara pendukungnya mengutip studi yang menunjukkan peningkatan curah hujan sebesar 10-15% karena itu, mereka yang menentangnya menyebutkan bahaya yang menyertainya, seperti kerusakan pada keselamatan dan lingkungan kita. Menyelidiki inti perdebatan memerlukan studi fenomena ini secara mendetail. Hanya dengan begitu kita dapat membuat penilaian yang berinformasi. 

Apa Itu Cloud Seeding?

Desert Research Institute, pemimpin terkenal dalam penelitian lingkungan dasar dan terapan di seluruh dunia, mendefinisikan Cloud Seeding sebagai:

“Teknik modifikasi cuaca yang meningkatkan kemampuan awan menghasilkan hujan atau salju dengan menambahkan partikel pembentuk es kecil ke jenis awan tertentu yang sangat dingin tetapi masih mengandung air cair.”

Awan terdiri atas tetesan air kecil atau kristal es. Ketika mendingin, uap air dapat mengembun menjadi tetesan pada inti kondensasi, misalnya partikel garam atau debu. Kristal es dapat terbentuk pada partikel yang berfungsi sebagai inti pembekuan. Inti kondensasi dan inti pembekuan memiliki fungsi berbeda.

Pada penyemaian awan lewat pembentukan es, partikel yang ditambahkan membantu kristal es terbentuk dan tumbuh. Kristal dapat jatuh sebagai salju atau mencair menjadi hujan, bergantung pada suhu di bawah awan. Metode ini memerlukan awan yang sesuai dan tidak menciptakan hujan dari langit cerah.

Teknik Cloud Seeding 

Ada dua kelompok utama. Penyemaian higroskopis mendorong pertumbuhan tetesan air dalam awan hangat, sedangkan penyemaian glasiogenik mendorong pembentukan es dalam awan dengan air lewat dingin atau supercooled. Untuk awan hangat, contohnya adalah:

(i) teknik tetesan air dan (ii) teknik garam biasa.

Penyemaian awan lewat dingin dapat dilakukan dengan es kering atau perak iodida untuk membantu pembentukan kristal es.

Cloud Seeding Hangat: Teknik Tetesan Air

Teknik ini menggunakan koalesensi, yaitu tumbukan dan penggabungan tetesan menjadi tetesan yang lebih besar. Air atau partikel higroskopis ditambahkan ke awan hangat. Dalam percobaan historis di Australia, tetesan memiliki jari-jari median sekitar 25 mikrometer dan disemprotkan dengan laju sekitar 30 galon AS per menit, setara 1,9 liter per detik. Angka itu menggambarkan rancangan percobaan tertentu, bukan dosis universal per penyemaian; 25 milimeter adalah satuan yang keliru.

Penyemaian Awan Hangat: Teknik Garam Biasa

Garam biasa digunakan sebagai bahan penyemaian umum dalam proses ini dalam bentuk larutan 10% atau padatan. Untuk aplikasi praktis, garam digunakan sebagai bagian dari campuran garam dan sabun. Untuk memfasilitasi penyebaran campuran ini, alat seperti penyemprot berdaya, kompresor udara, atau generator darat digunakan. 

Teknik lain untuk melaksanakan proses ini melibatkan teknik balon pecah, di mana bubuk mesiu dan natrium klorida diatur untuk meledak di dekat dasar awan guna menyebarkan partikel garam. 

Cloud Seeding Dingin: Teknik Es Kering

Es kering adalah karbon dioksida padat. Pada tekanan atmosfer normal, zat ini menyublim pada sekitar −78,5 °C, langsung berubah dari padat menjadi gas tanpa terlebih dahulu mencair. Ketika jatuh melalui awan lewat dingin, es kering mendinginkan udara di sekitarnya dengan kuat.

Pesawat dapat melepaskan pelet es kering, misalnya berukuran 0,5–1,0 cm, di dekat puncak awan. Pendinginan yang kuat mendorong terbentuknya kristal es. Kristal kemudian dapat tumbuh dan jatuh sebagai salju atau mencair menjadi hujan sesuai kondisi suhu.

Penyemaian Awan Dingin: Teknik Perak Iodida

Metode ini menyebarkan partikel perak iodida yang sangat kecil sebagai asap atau aerosol. Partikel dapat menjadi inti pembekuan dalam awan lewat dingin yang cukup rendah suhunya. Angka sekitar −5 °C merujuk pada kondisi pembentukan es, bukan suhu tetap yang dipertahankan partikel.

Partikel dapat dilepaskan dari generator darat lalu dibawa naik oleh aliran udara, atau disebarkan langsung dari pesawat. Pilihan terbaik bergantung pada awan, medan, dan cuaca. Kebutuhan perak iodida yang kecil tidak berarti metode ini selalu lebih efektif daripada es kering.

Teknik penyemaian awan berkembang selama puluhan tahun. Percobaan awalnya sudah dilakukan lebih dari 75 tahun sebelum artikel ini ditulis. 

Sejarah Singkat Cloud Seeding

Ahli kimia dan meteorologi Amerika Vincent J. Schaefer melakukan percobaan penting dari pesawat pada 13 November 1946. Ia menjatuhkan enam pon es kering yang dihancurkan, sekitar 2,7 kg, ke awan di atas Pegunungan Berkshire, Massachusetts.

Pada 1947, GE dan militer AS menjalankan Project Cirrus, salah satu upaya awal untuk memengaruhi badai tropis. Es kering disebarkan ke badai di Samudra Atlantik, di sebelah timur Florida. Badai kemudian berbelok dan mencapai Georgia serta South Carolina, tetapi urutan waktu tersebut tidak membuktikan bahwa penyemaian menyebabkan perubahan arah.

Selanjutnya muncul pada awal 1960-an, bernama Proyek Skywater, serangkaian percobaan cloud seeding yang didanai oleh Bureau of Reclamation. Tujuannya adalah meningkatkan sumber daya air di bagian barat Amerika Serikat. 

Di Australia, Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) melakukan percobaan besar dari 1947 hingga awal 1960-an. Peneliti antara lain menjatuhkan es kering ke puncak awan kumulus serta memakai generator perak iodida di darat dan di pesawat.

Militer AS juga menggunakan penyemaian awan pada akhir 1960-an dan awal 1970-an. Operasi Popeye bertujuan meningkatkan hujan untuk mengganggu jalur pasokan selama Perang Vietnam. Konvensi ENMOD dibuka untuk penandatanganan pada 1977 dan mulai berlaku pada 1978. Konvensi ini melarang negara peserta menggunakan modifikasi lingkungan untuk tujuan militer atau permusuhan dengan dampak luas, berkepanjangan, atau parah guna merugikan negara peserta lain. Ini bukan larangan umum atas seluruh modifikasi cuaca.

Namun, penelitian di sekitarnya tidak berhenti. Teknik ini telah diadopsi dan dicoba dalam banyak bentuk di hampir semua benua di seluruh dunia. 

Pada November 2023, pemerintah Delhi mempertimbangkan uji penyemaian awan untuk mengurangi polusi udara. Artikel ini menggambarkan rencana penyebaran bahan seperti kalium iodida dan perak iodida dari pesawat, serta menyebut es kering. Rencana tersebut bukan bukti bahwa operasi sudah dilaksanakan atau terbukti berhasil di atas Delhi.

IIT Kanpur sebelumnya telah melakukan uji terbang pada 2023 menggunakan Cessna enam tempat duduk yang dimodifikasi dengan peralatan penyemaian. Persetujuan kelaikan terbang pesawat dan peralatannya berbeda dari izin serta kondisi cuaca yang diperlukan untuk operasi nyata di atas Delhi.

Namun, menurut Jai Dhar Gupta, aktivis udara bersih dan alumni Wharton School yang juga memiliki gelar di Ilmu Lingkungan dari University of Pennsylvania:

“Penyemaian awan hanya pengalihan perhatian dan tidak masuk akal. Setelah hujan, karena kelembapan udara meningkat, polusi akan naik sebab semuanya [bahan bakar, biomassa, dan sebagainya] akan melepaskan lebih banyak polutan.”

Pernyataan itu merupakan penilaian Gupta, bukan hubungan umum yang telah terbukti untuk setiap kejadian hujan. Skeptisisme tersebut menegaskan perlunya menimbang potensi manfaat, keterbatasan, dan risiko.

Manfaat Cloud Seeding

Salah satu penggunaan utama adalah meningkatkan salju musim dingin dan cadangan salju pegunungan, sehingga air lelehannya menambah pasokan air alami bagi masyarakat sekitar.

Untuk mengevaluasi efektivitas pendekatan ini, para ilmuwan telah melakukan berbagai studi tentang efek cloud seeding. Meskipun proyek yang berbeda menghasilkan hasil yang beragam, terdapat banyak contoh keberhasilan yang signifikan. Sebagai contoh, proyek cloud seeding jangka panjang di pegunungan Nevada dan bagian lain dunia telah menunjukkan peningkatan lapisan salju keseluruhan di area target sebesar 10% atau lebih per tahun. 

Desert Research Institute merancang proyek cloud seeding lima tahun di Snowy Mountains, New South Wales, Australia. Hasilnya adalah peningkatan curah salju sebesar 14% di seluruh area proyek.

Percobaan cloud seeding lain yang dilakukan di Wyoming berlangsung selama sepuluh tahun. Percobaan ini terjadi di Snowy Range dan Sierra Madre Range. 

Menurut data dari Wyoming Water Development Office, berbagai analisis menunjukkan potensi peningkatan presipitasi sekitar 5–15 persen dalam kondisi penyemaian yang sesuai. Angka ini bukan kenaikan pasti yang terukur pada seluruh lapisan salju. Artikel juga menyebut peningkatan salju hingga 15 persen dalam percobaan terkontrol dengan generator darat di Bridger Range, Montana barat. Hasil bergantung pada cuaca dan rancangan penelitian.

Meskipun ada keberhasilan ini, cloud seeding tetap mengalami sejumlah kontroversi. 

Mengapa Cloud Seeding Kontroversial?

Risiko Kontaminasi

Penanganan bahan penyemaian yang keliru dapat menimbulkan risiko sehingga dampak lingkungan perlu dipantau. Namun, perak iodida dalam jumlah yang lazim dipakai belum terbukti memicu rangkaian pencemaran luas atau gangguan kesehatan besar. Tinjauan penelitian menunjukkan dampak terukur yang terbatas pada tingkat penggunaan tersebut; penggunaan yang lebih luas atau berkepanjangan tetap perlu dievaluasi.

Redistribusi Risiko, Bukan Penghapusan 

Penyemaian hanya dapat memengaruhi air yang sudah terdapat dalam awan yang sesuai. Dampak di wilayah searah angin dan lintas batas administratif memerlukan penelitian serta koordinasi. Belum terbukti bahwa penyemaian secara umum “mencuri” hujan dan menyebabkan kekeringan di daerah tetangga. Meski demikian, ketidakpastian dapat menimbulkan konflik politik tentang pembagian air.

Bahaya Ekologis dan Lingkungan

Dampak pada perairan, kemungkinan penumpukan bahan penyemaian, dan perubahan presipitasi perlu dipantau. Perak iodida pada jumlah penggunaan lazim belum terbukti menyebabkan bioakumulasi berbahaya atau banjir perkotaan. Risiko banjir dipengaruhi total hujan, kondisi tanah, dan aliran air, bukan hubungan langsung yang sederhana dengan perak iodida.

Kekurangan Kebijakan

Perizinan yang jelas, koordinasi antardaerah, dan aturan penggunaan penting untuk mengelola risiko. Cuaca, hujan alami, dan risiko banjir harus terus dievaluasi. Jadwal yang baik tidak dapat menjamin risiko banjir menjadi nol.

Keterbatasan Bukti Efektivitas 

Pengaruh penyemaian telah lama sulit dipisahkan dari variasi hujan alami. Kekuatan bukti berbeda menurut metode dan jenis awan. Perbandingan dengan teknik rekayasa iklim lain, seperti pengaturan radiasi matahari atau penghilangan karbon dioksida, harus menilai setiap metode dan penelitiannya. Riset baru telah menunjukkan hubungan sebab akibat untuk beberapa bentuk penyemaian musim dingin di pegunungan, tetapi tidak membuktikan semua proyek berhasil atau dapat mengatasi polusi perkotaan.

Secara keseluruhan, diperlukan studi holistik. Studi harus melampaui penilaian efektivitasnya dengan melihat tidak hanya dampak langsung tetapi juga apa arti cloud seeding bagi wilayah tetangga, ekologi, keanekaragaman hayati, dan lain-lain. 

Penggunaan utamanya adalah berupaya menambah presipitasi dan ketersediaan air. Hujan dapat menghilangkan sebagian partikel udara untuk sementara, sehingga penyemaian diusulkan untuk menangani kabut asap, tetapi bukan pengganti pengurangan emisi. Perusahaan berikut menyediakan layanan lingkungan dan kualitas udara yang lebih luas; ini tidak berarti mereka menawarkan penyemaian awan.

Klik untuk daftar lima saham penangkap karbon terbaik untuk diinvestasikan. 

Perusahaan dengan Solusi Teruji untuk Memerangi Polusi

#1. Tetra Tech

Tetra Tech (TTEK ) menawarkan solusi untuk tantangan lingkungan yang kompleks, termasuk solusi terkait peningkatan kualitas udara, penanganan tantangan polusi suara, perbaikan kualitas air, pengelolaan limbah padat, dan lainnya. Jika kita melihat solusi kualitas udara mereka secara khusus, mereka melibatkan basis data terkomputerisasi dan perangkat lunak pelaporan untuk membantu klien secara efisien dan efektif memenuhi kewajiban kepatuhan mereka. Layanan mencakup pembuatan inventaris emisi, pemodelan dispersi, analisis kerangka teknologi kontrol, pemantauan dan pelaporan ambient serta emisi, dan lainnya. 

Pada tahun fiskal yang berakhir pada 2 Oktober 2022, pendapatan Tetra Tech mencapai sekitar US$3,50 miliar, dibandingkan lebih dari US$3,2 miliar pada tahun sebelumnya. Laba bersihnya lebih dari US$263 juta, naik dari lebih dari US$232 juta pada 2021. Laba per saham terdilusi masing-masing US$4,86 dan US$4,26. Ini adalah angka historis yang dilaporkan saat itu.

#2. Arcadis

Arcadis adalah pemain global lain yang membantu organisasi mengelola emisi udara dengan lebih baik di tengah perubahan iklim, dengan polusi udara menjadi agenda publik utama. Ia mendukung klien menjalankan operasi sesuai prinsip bisnis berkelanjutan dan menawarkan layanan higiene industri serta kesehatan & keselamatan yang komprehensif untuk memenuhi kepatuhan OSHA di fasilitas industri.

Menurut laporan tahunan terintegrasi Arcadis 2022, pendapatan bersihnya sebesar €3,019 miliar, dibandingkan €2,565 miliar pada 2021. Margin EBITA operasional sebesar 9,8 persen, naik dari 9,6 persen. Ukuran ini adalah EBITA, bukan EBITDA. Imbal hasil atas modal kerja bersih mencapai 54 persen menurut definisi perusahaan.

Peta Jalan Masa Depan untuk Cloud Seeding

Sementara perusahaan lingkungan besar melanjutkan pekerjaannya, manfaat penyemaian awan bagi kualitas udara kota masih menjadi pertanyaan penelitian. Artikel pada 2023 menyebut operasi di setidaknya delapan negara bagian AS bagian barat, terutama untuk pasokan air. Sebagai contoh biaya, program di hulu daerah aliran Sungai Colorado disebut membutuhkan sekitar US$1,5 juta per tahun.

Tinjauan penelitian tahun 2015 yang disusun untuk Bureau of Reclamation menyatakan bahwa “sangat sedikit dokumentasi yang menentukan pengaruh kenaikan kecil presipitasi akibat penyemaian terhadap aliran air musiman. Karena dampak penyemaian sulit dihitung, kajian dampak lanjutan ini hanya dapat dianggap spekulatif.”

Penelitian tambahan diperlukan tentang dampak pada presipitasi maupun kemungkinan penurunan sementara polusi udara. Peningkatan salju tidak dengan sendirinya membuktikan bahwa penyemaian awan dapat mengatasi kabut asap perkotaan.