Awan Pelangi Ramai Diperbincangkan di Media Sosial, Ini Penjelasan Dosen IPB

Fenomena awan berwarna-warni atau disebut sebagai “awan pelangi” (iridescent clouds) tengah ramai menghiasi media sosial. Unggahan foto dan video langit dengan gradasi warna yang indah menarik perhatian warganet, sekaligus memicu rasa penasaran tentang bagaimana fenomena tersebut bisa terjadi.

Menjawab hal itu, dosen Departemen Geofisika dan Meteorologi IPB University, Sonni Setiawan, SSi, MSi, menjelaskan bahwa awan pelangi merupakan fenomena optika atmosfer yang terjadi secara alami.

“Iridescent clouds terjadi ketika sinar matahari mengalami difraksi oleh partikel-partikel droplet atau kristal es berukuran sekitar 0,001–0,01 mm di dalam awan.

Karena cahaya matahari merupakan radiasi polikromatik, maka cahaya yang mengalami difraksi dengan panjang gelombang yang berbeda akan saling menguatkan atau saling melemahkan pada sudut tertentu, sehingga muncul warna merah, hijau, biru, ungu yang selalu muncul di pinggiran awan,” ujarnya.

Ia menuturkan bahwa fenomena ini umumnya muncul pada awan tinggi yang tipis seperti awan altokumulus dan sirrokumulus (awan tipis di ketinggian 5–10 km), awan lentikular (awan berbentuk lensa di atas gunung), serta awan polaris stratosfer (awan mutiara di kutub, warnanya paling spektakuler).

“Awan harus tipis. Kalau tebal, cahayanya tertutup dan tidak ada efek warna. Struktur awan yang tipis memungkinkan cahaya matahari menembus dan berinteraksi dengan partikel-partikel di dalamnya, sehingga menghasilkan spektrum warna yang tampak berkilau,” jelas Sonni.

Apa Bedanya dengan Pelangi?

Meski sekilas menyerupai pelangi, Sonni menyebut proses terbentuknya awan pelangi berbeda. Jika pelangi terbentuk melalui pembiasan cahaya, fenomena ini terjadi karena difraksi cahaya. Difraksi terjadi saat cahaya melewati celah atau penghalang yang ukurannya sebanding dengan panjang gelombang cahaya.

“Di iridescent clouds, ‘celah’ itu adalah tetesan air atau kristal es yang diameternya ∼1–10 mikrometer. Ukuran diameter ini kira-kira sama dengan panjang gelombang cahaya tampak 400–700 nm.

“Kalau tetesannya terlalu besar seperti di awan hujan, difraksi tidak terlihat. Kalau terlalu kecil seperti di udara bersih, kemungkinan terjadinya difraksi sangat kecil,” tuturnya.

Ia menjelaskan, difraksi dalam iridescent cloud ini memenuhi prinsip difraksi celah tunggal, yaitu bahwa setiap droplet atau kristal es bertindak seperti celah tunggal yang menyebarkan cahaya. Intensitas cahaya yang terdifraksi bergantung pada panjang gelombang, sudut difraksi yang berbeda-beda, dan diameter partikel droplet atau kristal es.

“Karena panjang gelombang berbeda-beda untuk tiap warna, maka sudut difraksi pun di mana intensitas maksimum juga berbeda,” jelasnya.

Sebagai contoh, cahaya biru dengan panjang gelombang 450 nm akan terdifraksi pada sudut lebih kecil dibanding cahaya merah pada panjang gelombang 650 nm. Hasilnya, warna biru muncul lebih dekat ke sumber cahaya, sedangkan warna merah lebih jauh.

Kenapa Warnanya Tidak Beraturan?

Di pelangi, tetesan hujan besarnya seragam ∼1 mm dan cahaya mengalami refraksi plus refleksi satu kali. Jadi polanya teratur berbentuk busur.

Sementara, pada awan iridescent, tetesannya sangat kecil dan jumlahnya sangat banyak. Cahaya mengalami difraksi ganda dari banyak tetesan. Pola interferensinya saling tumpang tindih sehingga menghasilkan tambalan warna tidak beraturan di pinggiran awan, bukan busur sempurna.

Salah satu hal paling penting, yaitu jika ukuran tetesan awan tidak seragam, maka pola difraksi dari tiap tetesan akan saling menghapus sehingga warnanya menjadi putih buram.

Awan iridescent hanya terbentuk kalau tetesan airnya seragam. Itu biasanya terjadi di awan tipis altokumulus yang baru terbentuk dan belum sempat bergabung jadi tetesan besar.

“Spektrum warnanya memang mirip pelangi, tetapi prosesnya berbeda. Pada iridescent cloud, cahaya mengalami difraksi, bukan pembiasan seperti pada pelangi biasa,” urainya.

Sonni menyebut, tidak semua awan dapat menghasilkan fenomena ini. Hanya partikel dengan ukuran tertentu yang sebanding dengan panjang gelombang cahaya matahari yang mampu membelokkan cahaya, sehingga memunculkan warna-warna tersebut.

“Tidak semua partikel awan bisa mendifraksi cahaya. Hanya partikel dengan ukuran yang sesuai dengan panjang gelombang sinar matahari yang dapat menghasilkan efek warna tertentu,” tambahnya.

Ia juga menambahkan bahwa kondisi atmosfer tertentu, termasuk keberadaan awan kumulonimbus sebelumnya, dapat berkontribusi pada terbentuknya awan tipis di ketinggian yang mendukung munculnya fenomena ini.

“Fenomena awan pelangi dapat terjadi di berbagai wilayah selama kondisi atmosfer mendukung. Karena itu, masyarakat dapat menikmati kemunculannya sebagai bagian dari keindahan alam sekaligus memahami proses ilmiah yang terjadi di baliknya,” ucapnya. (AS)