Mata badai adalah wilayah dengan cuaca yang sebagian besar tenang di pusat siklon tropis. Mata badai berbentuk area yang hampir melingkar, biasanya berdiameter 30–65 kilometer (19–40 mil; 16–35 mil laut). Mata badai tersebut dikelilingi oleh dinding mata, yakni cincin badai petir yang menjulang tinggi, tempat cuaca paling ekstrem dan angin terkuat dari siklon terjadi. Tekanan barometrik terendah dari siklon juga berada di dalam mata badai, dan nilainya bisa mencapai 15 persen lebih rendah daripada tekanan di luar badai.^[1]

Pada siklon tropis yang kuat, mata badai ditandai dengan angin tenang dan langit cerah, serta dikelilingi di semua sisi oleh dinding mata yang menjulang tinggi dan simetris. Pada siklon tropis yang lebih lemah, mata badai tidak terbentuk dengan jelas dan dapat tertutup oleh tutupan awan padat pusat (central dense overcast), yakni area awan tinggi dan tebal yang tampak terang pada citra satelit. Badai yang lebih lemah atau tidak teratur juga berkemungkinan memiliki dinding mata yang tidak sepenuhnya mengelilingi pusatnya, atau memiliki mata yang diliputi hujan deras. Namun, pada semua jenis badai, mata badai merupakan area dengan pembacaan barometer terendah.^[1][2]

Struktur

Siklon tropis lazimnya memiliki mata dengan diameter sekitar 30–65 km (20–40 mi) di pusat geometris badai tersebut. Mata badai dapat terlihat cerah atau memiliki awan rendah yang tersebar (clear eye), yakni kondisi mata badai yang bersih. Mata badai juga bisa penuh dengan awan tingkat rendah dan tingkat menengah (filled eye). Selain itu, mata badai juga dapat tertutup oleh tutupan awan padat pusat. Kendati demikian, angin dan hujan yang terjadi di mata badai sangat sedikit, terutama di dekat pusatnya. Kondisi ini sangat kontras dengan situasi di dinding mata, yakni wilayah dengan angin terkuat dari suatu badai.^[3] Karena adanya mekanisme siklon tropis, mata badai serta udara tepat di atasnya memiliki suhu yang lebih hangat daripada area sekitarnya.^[4]

Meskipun biasanya cukup simetris, mata badai bisa berbentuk lonjong dan tidak beraturan, terutama pada badai yang sedang melemah. Mata badai koyak (ragged eye) yang berukuran besar merupakan mata badai berbentuk tidak melingkar yang tampak terfragmentasi. Fenomena ini menjadi indikator bahwa siklon tropis yang lemah atau sedang melemah. Sementara itu, mata badai terbuka (open eye) adalah mata badai yang berbentuk melingkar tetapi dinding matanya tidak mengelilingi mata badai tersebut sepenuhnya. Kondisi tersebut juga menunjukkan bahwa siklon sedang melemah dan kekurangan kelembapan, atau siklon lemah yang justru sedang menguat. Kedua indikator tersebut digunakan untuk memperkirakan intensitas siklon tropis melalui analisis Dvorak.^[5] Dinding mata badai biasanya berbentuk melingkar. Namun, bentuk-bentuk poligonal yang tampak jelas, mulai dari segitiga hingga segi enam, kadang bisa saja terjadi.^[6]

Walaupun badai matang pada umumnya memiliki mata yang membentang beberapa puluh mil, badai yang mengalami intensifikasi cepat mampu membentuk mata yang sangat kecil, cerah, dan melingkar, yang terkadang disebut sebagai mata jarum (pinhole eye). Badai bermata jarum rentan akan fluktuasi intensitas yang besar, yang merupakan fenomena yang kerap menyulitkan dan membingungkan para prakirawan cuaca.^[7]

Mata badai yang kecil atau mini, yang lebarnya kurang dari sepuluh mil laut (19 km, 12 mi), kerap memicu siklus penggantian dinding mata, yang ditandai dengan mulai terbentuknya dinding mata baru di luar dinding mata yang asli. Proses ini bisa terjadi dalam bentangan lima belas hingga ratusan kilometer (sepuluh hingga beberapa ratus mil) di luar mata bagian dalam. Badai tersebut kemudian membentuk dua dinding mata sepusat (concentric eyewalls), yakni suatu kondisi "mata badai dalam mata badai". Pada sebagian besar kasus, dinding mata luar mulai menyusut cepat setelah terbentuk, sehingga memutus pasokan ke mata bagian dalam dan menyisakan mata yang jauh lebih besar tetapi lebih stabil. Meskipun siklus penggantian ini cenderung melemahkan badai saat siklus tersebut berlangsung, dinding mata yang baru bisa menyusut sangat cepat setelah dinding mata lama luruh, sehingga membuat badai mampu menguat kembali. Fenomena tersebut bisa diikuti siklus penggantian dinding mata berikutnya.^[8]

Ukuran mata badai bervariasi, mulai dari berdiameter 370 km (230 mi) (Topan Carmen)^[9] hingga hanya berdiameter 37 km (23 mi) (Badai Wilma).^[10] Kendati jarang terjadi badai bermata besar berkembang menjadi sangat intens, fenomena tersebut tetap bisa terjadi, khususnya pada badai anular (annular hurricane). Badai Isabel merupakan badai Atlantik Utara terkuat kesebelas dalam catatan sejarah meteorologi. Badai tersebut mempertahankan matanya yang lebar, berdimater 65–80 km (40–50 mi), selama beberapa hari.^[11]

Pembentukan dan pendeteksian

Siklon tropis biasanya terbentuk dari area-area yang luas dan sporadis di wilayah tropis yang mengalami gangguan cuaca. Seiring dengan bertambah dan berkumpulnya badai petir, badai tersebut membentuk pita hujan yang mulai berputar mengelilingi satu pusat bersama. Saat badai semakin kuat, sebuah cincin konveksi yang lebih kuat terbentuk pada jarak tertentu dari pusat rotasi badai yang sedang berkembang tersebut. Karena badai petir yang lebih kuat dan hujan yang lebih deras menjadi indikator untuk area-area dengan arus udara naik (updraft) yang lebih kuat, tekanan barometrik di permukaan mulai turun, dan udara mulai menumpuk di tingkat atas siklon.^[12] Fenomena ini mengakibatkan terbentuknya antisiklon tingkat atas, yakni suatu area dengan tekanan atmosfer tinggi di atas tutupan awan padat pusat. Akibatnya, sebagian besar dari akumulasi udara ini mengalir keluar secara antisiklonik di atas siklon tropis. Di luar mata badai yang sedang terbentuk, antisiklon di tingkat atas atmosfer meningkatkan aliran menuju pusat siklon dengan mendorong udara ke arah dinding mata dan memicu umpan balik positif.^[12]

Namun, sebagian kecil dari akumulasi udara tersebut tidak mengalir keluar, melainkan mengalir masuk menuju pusat badai. Hal ini menyebabkan tekanan udara semakin meningkat, hingga pada titik ketika bobot udara mampu mengimbangi kekuatan arus udara naik di pusat badai. Udara pun mulai turun di pusat badai dan menciptakan area yang sebagian besar bebas hujan, sehingga terbentuklah mata badai.^[12]

Banyak aspek dari proses ini yang masih menjadi misteri. Para ilmuwan belum mengetahui alasan cincin konveksi terbentuk di sekitar pusat sirkulasi alih-alih tepat di atas pusat sirkulasi tersebut, atau alasan antisiklon tingkat atas hanya mengeluarkan sebagian dari kelebihan udara di atas badai. Banyak teori yang mengemukakan proses pasti pembentukan mata badai: satu-satunya hal yang diketahui dengan pasti adalah bahwa mata badai sangat diperlukan oleh siklon tropis untuk mencapai kecepatan angin yang tinggi.^[12][13]

Bagi badai bermata cerah, mendeteksi matanya semudah melihat foto dari satelit cuaca. Namun, bagi badai dengan mata penuh awan (filled eye), atau mata badai yang tertutup total oleh tutupan awan padat pusat, perlu metode pendeteksian lain. Pengamatan melalui kapal dan pemburu badai bisa memastikan posisi mata badai secara visual, yakni dengan melacak penurunan kecepatan angin atau ketiadaan curah hujan di pusat badai. Di Amerika Serikat, Korea Selatan, dan beberapa negara lain, jaringan stasiun radar cuaca Doppler NEXRAD mampu mendeteksi mata badai di dekat pantai. Satelit cuaca juga membawa peralatan untuk mengukur uap air atmosfer serta suhu awan, yang bisa digunakan untuk menemukan mata badai yang sedang terbentuk. Selain itu, para ilmuwan baru-baru ini menemukan bahwa jumlah ozon di dalam mata badai jauh lebih tinggi daripada jumlah ozon di dinding mata, akibat dari udara yang turun dari stratosfer yang kaya akan ozon. Instrumen yang sensitif terhadap ozon melakukan pengukuran untuk mengamati kolom udara yang naik dan turun, serta memberikan indikasi pembentukan mata badai bahkan sebelum citra satelit dapat memastikan pembentukannya.^[14]

Sekitar 60% siklon tropis Atlantik memiliki mata badai.^[15] Sebuah studi satelit menemukan bahwa mata badai terdeteksi rata-rata selama 30 jam per badai.^[16]

Fenomena terkait

Mesovorteks dinding mata

Mesovorteks dinding mata adalah sejumlah fitur berputar berskala kecil yang ditemukan di dalam dinding mata siklon tropis yang kuat. Fitur-fitur tersebut secara prinsip mirip dengan "vorteks-vorteks isap" kecil yang sering tampak pada tornado multi-vorteks.^[19] Di dalam vorteks-vorteks ini, kecepatan angin mampu menjadi lebih kuat dibandingkan di bagian lain di dalam dinding mata.^[20] Mesovorteks dinding mata paling sering terjadi selama periode intensifikasi siklon tropis.^[19]

Mesovorteks dinding mata sering kali menunjukkan perilaku yang tidak biasa dalam siklon tropis. Pusaran-pusaran tersebut biasanya berputar mengelilingi pusat tekanan rendah, tetapi terkadang pusaran tersebut tetap diam. Mesovorteks dinding mata bahkan pernah terdokumentasikan melintasi mata badai. Fenomena ini telah terdokumentasikan dalam observasi,^[21] eksperimen,^[19] dan teori.^[22]

Mesovorteks dinding mata merupakan faktor penting dalam pembentukan tornado saat siklon tropis melanda daratan. Mesovorteks mampu memicu rotasi pada sel konvektif individu atau arus udara naik (sebuah mesosiklon), yakni kondisi yang memicu aktivitas tornado. Saat melanda daratan, gesekan terjadi antara sirkulasi siklon tropis dan daratan. Hal ini dapat membuat mesovorteks turun ke permukaan dan menimbulkan tornado.^[23] Sirkulasi tornado di lapisan batas ini mungkin sering terjadi di dinding mata dalam siklon tropis yang kuat, tetapi karena durasinya yang singkat dan ukurannya yang kecil, sirkulasi tersebut tidak sering teramati.^[24]

Efek stadion

Efek stadion adalah fenomena yang teramati pada siklon tropis yang kuat. Efek tersebut merupakan peristiwa yang cukup umum, yakni ketika awan-awan di dinding mata melengkung keluar dari permukaan seiring dengan bertambahnya ketinggian. Proses tersebut membuat tampilan mata badai serupa stadion olahraga jika dilihat dari udara. Mata badai selalu berukuran lebih besar di bagian atas badai dan paling kecil di bagian bawah badai karena udara yang naik di dinding mata mengikuti isolin momentum sudut yang setara, yakni garis yang juga miring ke luar seiring bertambahnya ketinggian.^[25][26][27]

Bahaya

Meskipun sejauh ini merupakan bagian badai yang paling tenang dan paling hening di daratan, karena tidak ada angin di bagian pusat dan biasanya langit cerah, mata badai kemungkinan merupakan area yang paling berbahaya di samudra. Di dinding mata, gelombang laut yang digerakkan oleh angin semuanya bergerak ke arah yang sama. Namun, di pusat mata badai, gelombang-gelombang tersebut memusat dari segala arah, sehingga menciptakan puncak gelombang tak beraturan yang saling memperkuat hingga menjadi gelombang liar. Tinggi maksimum dari gelombang laut yang ditimbulkan hurikan tidak diketahui, tetapi pengukuran selama Badai Ivan ketika badai tersebut berstatus Kategori 4 memperkirakan bahwa gelombang laut di dekat dinding mata melampaui 40 m (130 ft) dari puncak hingga ke lembah gelombang.^[32]

Kesalahan umum yang sering terjadi, terutama di wilayah yang jarang dilanda hurikan, yakni warga keluar rumah untuk memeriksa kerusakan saat mata badai yang tenang melintas, namun kemudian terjebak angin kencang yang merusak di dinding mata.^[33]

Siklon lain

Meskipun hanya siklon tropis yang memiliki struktur yang secara resmi disebut "mata", terdapat sistem cuaca lain yang dapat membentuk fitur menyerupai mata.^[1][34]

Tornado

Tornado adalah badai berskala kecil yang merusak dan merupakan jenis badai yang menghasilkan angin tercepat di bumi. Ada dua jenis utama: (1) tornado vorteks tunggal, yang terdiri atas satu kolom udara yang berputar, dan (2) tornado multi-vorteks, yang terdiri atas "vorteks-vorteks isap" kecil menyerupai tornado-tornado mini dan semuanya berputar mengelilingi satu pusat yang sama. Secara teori, kedua jenis vorteks ini memiliki mata yang tenang. Teori-teorinya didukung oleh pengamatan kecepatan Doppler melalui radar cuaca dan pengamatan langsung dengan mata.^[38][39] Beberapa tornado vorteks tunggal tertentu juga terbukti cukup cerah di dekat pusat vorteksnya, yang tampak dari pantulan dBZ (reflektivitas) yang lemah pada radar bergerak, serta memiliki kecepatan angin yang lebih lambat.^[40]

Vorteks ekstraterestrial

NASA melaporkan pada November 2006 bahwa wahana antariksa Cassini menemukan badai "menyerupai hurikan" yang terkunci di kutub selatan Saturnus dengan dinding mata yang terbentuk jelas. Pengamatan tersebut sangat penting karena sebelum penemuan itu awan dinding mata belum pernah terlihat di planet lain selain Bumi (dengan mempertimbangkan gagalnya pengamatan dinding mata pada Bintik Merah Raksasa Jupiter oleh wahana antariksa Galileo).^[41] Pada 2007, vorteks-vorteks yang sangat besar di kedua kutub Venus dengan struktur mata dua kutub teramati oleh misi Venus Express dari Badan Antariksa Eropa.^[42]

Referensi

Pranala luar

Wikimedia Commons memiliki media mengenai Eye (cyclone).

• Laboratorium Oseanografi dan Meteorologi Atlantik
• Pusat Hurikan Kanada: Glosarium Istilah Hurikan