Pada September dan Oktober 2015, puluhan ribu kebakaran melepaskan gas beracun dan partikel ke atmosfer. Meski Asia beriklim tropis, kebakaran pada periode ini bukanlah hal yang jarang terjadi. Selama beberapa dekade, masyarakat menggunakan api untuk membuka lahan pertanian dan membakar sisa tanaman. Tahun 2015 berbeda karena jumlah kebakaran sangat besar. Banyak kebakaran tidak terkendali dan berlangsung berminggu-minggu hingga berbulan-bulan.
Para ilmuwan mempelajari kebakaran dengan memanfaatkan beragam perangkat, mulai dari sensor lapangan hingga data satelit. Mereka ingin memahami penyebab kebakaran parah. Ilmuwan menilai dampaknya terhadap kesehatan manusia dan atmosfer. Mereka merumuskan langkah antisipasi menghadapi lonjakan di masa depan.
Pada masa paling parah tahun 2015, asap begitu pekat hingga sensor satelit seperti Moderate Resolution Imaging Spectroradiometers (MODIS) pada satelit Terra dan Aqua milik NASA hampir tidak mampu mendeteksi hutan tropis yang lebat maupun lahan pertanian di bawahnya. Pada banyak kesempatan, satelit tersebut hanya menangkap pemandangan awan asap kelabu tebal yang menyelimuti wilayah Sumatra dan Kalimantan bagian selatan.
Pengukuran sensor polusi udara di lapangan menunjukkan kondisi yang sangat parah. Di sejumlah wilayah Sumatra bagian selatan dan Kalimantan, Indeks Standar Pencemaran (PSI)—yang meliputi partikulat, sulfur dioksida, nitrogen dioksida, karbon monoksida dan ozon—meningkat hingga melampaui angka 2.000. Padahal, para ahli mengategorikan skor di atas 350 sebagai berbahaya bagi kesehatan manusia.
NASA mengoperasikan jaringan sensor darat global bernama AERONET yang berfungsi memvalidasi data satelit terkait partikel udara atau aerosol. Di Palangkaraya, salah satu kota yang paling terdampak di Kalimantan, stasiun AERONET mencatat lonjakan partikel hingga enam kali lipat dari kondisi normal pada September dan Oktober. Brent Holben, ilmuwan dari Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA, menyatakan bahwa mereka belum pernah melihat nilai setinggi ini secara konsisten dalam periode yang begitu panjang.
Upaya Keras
Pemerintah dan masyarakat berupaya keras menghadapi kondisi udara berbahaya. Mereka menutup sementara sekolah-sekolah. Warga memilih tetap di dalam rumah dan memakai masker saat keluar. Angkatan Laut mengerahkan kapal ke provinsi-provinsi terdampak asap sebagai pusat evakuasi tambahan. Juru bicara Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika menyebut kebakaran ini sebagai kejahatan terhadap kemanusiaan. Wali Kota Pekanbaru memerintahkan evakuasi bayi berusia di bawah enam bulan ke balai kota yang sudah mendapat perlengkapan filter udara, tempat tidur bayi, dan pendingin ruangan.
Hujan monsun yang datang pada akhir Oktober memadamkan sebagian besar kebakaran, lalu pemerintah melaporkan 19 orang meninggal akibat polusi. Sekitar 500.000 orang mengalami gangguan pernapasan, sementara lebih dari 43 juta penduduk terpapar asap dengan intensitas sangat tinggi.
Dengan iklim lembap, kebakaran seharusnya jarang terjadi tanpa kendali. Negara tropis ini memiliki hutan hujan dan rawa yang cukup basah untuk memadamkan api. Namun, dalam beberapa dekade terakhir, aktivitas manusia telah secara drastis mengubah ekosistem tersebut. Di banyak wilayah, jaringan kanal drainase mengeringkan lahan basah dan menurunkan permukaan air tanah. Kanal-kanal ini sering menjadi langkah awal dalam proses panjang yang bertujuan mengubah rawa dan hutan menjadi lahan pertanian.
Tahap berikutnya biasanya berupa pembakaran. Petani melakukan sebagian besar aktivitas ini untuk kepentingan pertanian, terutama membersihkan lahan atau menyuburkan tanah sebelum penanaman berikutnya. Mereka sebenarnya bisa menggunakan metode lain untuk membersihkan lahan, tetapi tidak ada yang lebih murah dan cepat daripada pembakaran. Dalam beberapa kasus, petani kecil menerapkan sistem tebang bakar. Sementara itu, operator pertanian skala besar atau pemilik lahan menengah menyalakan api untuk membuka area perkebunan kelapa sawit, kayu pulp dan karet.
Miriam Marlier dari Universitas Columbia membandingkan data kebakaran satelit dengan tutupan lahan Kementerian Kehutanan dan menemukan bahwa 41% emisi kebakaran di Sumatra berasal dari lahan yang mendapat pengelolaan industri kelapa sawit dan kayu. Sementara itu, di Kalimantan, 27% emisi kebakaran juga bersumber dari sektor industri tersebut.
Data Kebakaran
Ruth DeFries, salah satu ilmuwan dalam penelitian ini, menekankan bahwa meski data kebakaran tahun 2015 belum tersedia, menyalahkan sepenuhnya perkebunan besar kelapa sawit adalah penyederhanaan berlebihan. Ia menjelaskan bahwa perluasan pertanian skala kecil (kurang dari dua hektare) serta perkebunan komersial skala kecil hingga menengah (lebih dari 100 hektare) juga memberikan kontribusi signifikan terhadap emisi asap.
Pada umumnya, petani mampu mengendalikan kebakaran setiap tahun. Namun, kondisi pada 2015 sangat berbeda. El Nino yang sangat kuat muncul di Samudra Pasifik dan mengubah pola cuaca, sehingga musim kemarau menjadi jauh lebih kering.
Data satelit curah hujan dari misi Global Precipitation Measurement (GPM) menunjukkan penurunan intensitas hujan selama musim kebakaran. Pada September, hujan lebat turun di Sumatra utara, namun Sumatra selatan hampir tidak mendapat hujan. Malaysia menerima hujan, sedangkan Kalimantan Tengah dan Selatan tetap kering, sehingga kondisi serupa terjadi di Kalimantan.
Permasalahan juga meluas hingga ke lapisan bawah tanah yang subur. Wilayah pesisir Sumatra dan Kalimantan menyimpan beberapa endapan gambut tropis terbesar di dunia. Gambut sendiri merupakan campuran menyerupai tanah dari sisa-sisa tanaman yang sebagian membusuk, terbentuk di lahan basah, rawa serta kawasan yang tergenang.
Karena terbentuk di bawah air, karbon dalam material tanaman pada gambut tidak terurai oleh bakteri yang membutuhkan oksigen, yang biasanya melepaskan karbon dioksida kembali ke atmosfer. Sebaliknya, gambut berfungsi sebagai penyimpan karbon layaknya spons. Tanah gambut bawah permukaan di wilayah tropis menyimpan sekitar sepuluh kali lebih banyak karbon daripada ekosistem di atas permukaan. Secara keseluruhan, lahan gambut dunia menampung sekitar 500 miliar metrik ton karbon, dan hutan rawa gambut Indonesia menyumbang hampir seperenam dari total tersebut.
Rawa Bergambut
Ketika manusia mengeringkan rawa bergambut, komunitas bakteri berubah. Gambut yang terurai melepaskan karbon dioksida ke atmosfer, dan pembakaran gambut kering mempercepat pelepasan itu. Guido van der Werf, ilmuwan dari Vrije Universiteit Amsterdam, menjelaskan bahwa kebakaran gambut menghasilkan karbon monoksida tiga kali lebih banyak serta metana sepuluh kali lebih banyak daripada kebakaran sabana atau padang rumput. Kebakaran gambut biasanya berlangsung pada suhu rendah dan membara di bawah tanah, sehingga petugas sulit memadamkannya dan kadang kebakaran bertahan berbulan-bulan.
Dengan berbagai faktor tersebut, dampak iklim akibat kebakaran hutan meningkat pesat. Analisis emisi oleh van der Werf menunjukkan bahwa kebakaran tahun 2015 menghasilkan 1,75 miliar ton setara gas rumah kaca, jumlah yang melampaui total emisi Jepang dalam satu tahun. Pada hari-hari terburuk, pelepasan karbon dari kebakaran hutan setara, bahkan melebihi, emisi harian rata-rata seluruh aktivitas ekonomi Amerika Serikat.
Instrumen MODIS merekam citra hampir seluruh permukaan bumi setiap hari. Berkat saluran inframerah menengah dan termal, sensor ini mampu mengidentifikasi titik panas akibat kebakaran aktif. Kedua sensor mencatat lebih dari 120.000 titik panas pada tahun 2015, jumlah tertinggi dalam dekade terakhir.
Robert Field, pakar iklim dari Goddard Institute for Space Studies NASA, menjelaskan bahwa data titik api aktif dari MODIS menjadi metode yang efektif untuk memantau lokasi kebakaran secara sistematis. Ia menambahkan bahwa Indonesia masih sangat membatasi pelaporan berbasis darat maupun pesawat, yang umum berjalan di Amerika Utara.
Meski menggunakan pencitra satelit, mendeteksi kebakaran tidak selalu sederhana. Asap maupun awan dapat menghalangi kemampuan instrumen dalam mengenali api di permukaan. Sementara itu, kebakaran bawah tanah dengan suhu rendah atau yang membara—yang sering terjadi—kadang tidak terdeteksi sama sekali.
Sensor Darat
Ellsworth Welton, peneliti utama Micro Pulse Lidar Network NASA—jaringan sensor berbasis darat untuk awan dan aerosol—menyatakan bahwa penempatan sensor darat yang tepat sangat penting di kawasan ini. Ia menambahkan, kepadatan awan di Asia Tenggara membuat cuaca tetap menjadi hambatan nyata meskipun tersedia banyak platform satelit.
Berbagai jenis sensor lain mengungkap cerita kebakaran, asap, dan dampaknya. Cloud-Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization (CALIOP) pada satelit CALIPSO serta Multi-angle Imaging SpectroRadiometer (MISR) mengukur ketinggian asap. CALIOP memantulkan pulsa laser ke permukaan bumi lalu menghitung waktu cahaya yang kembali ke sensor. MISR memotret asap dengan sembilan kamera yang mengarah ke sudut berbeda.
Michael Tosca, ilmuwan atmosfer di Laboratorium Propulsi Jet NASA, menjelaskan bahwa mengetahui ketinggian asap sangat penting bagi para ahli atmosfer dan meteorologi dalam menyusun model prediksi arah pergerakan asap. Di berbagai wilayah dunia, kebakaran bisa mengangkat asap hingga lima kilometer atau lebih ke udara, bahkan mencapai 10 kilometer. Namun, Tosca menemukan bahwa asap kebakaran Indonesia sering kali berada cukup rendah di atmosfer, yakni antara permukaan hingga tiga kilometer.
Saat meninjau data MISR dan CALIPSO dari September hingga Oktober 2015, Tosca mendapati bahwa gumpalan asap terbaru mengikuti pola serupa. CALIPSO merekam asap tebal di atas Kalimantan Tengah pada 4 Oktober 2015 yang mencapai ketinggian sekitar dua kilometer. Dalam beberapa penerbangan, MISR bahkan mencatat lapisan asap pekat yang lebih dekat dengan permukaan. (Perlu mendapat perhatian bahwa peneliti melakukan pengukuran MISR pada pagi hari, sebelum sinar matahari memanaskan tanah dan memicu konveksi serta arus udara ke atas.).
Asap Kebakaran
Walau asap kebakaran hutan umumnya tetap berada di lapisan rendah atmosfer, sebagian terbawa oleh angin kencang di permukaan yang mampu menyebarkannya ke berbagai wilayah Asia Tenggara. Tosca menjelaskan bahwa angin tersebut biasanya mendorong asap ke arah barat laut, menuju Malaysia, Singapura, Thailand bagian selatan, Kamboja selatan dan Vietnam, sehingga kualitas udara di kawasan ini bisa sangat terganggu. Pada 2015, asap yang masuk menyebabkan kadar partikulat di Malaysia dan Singapura mencapai tingkat berbahaya, hingga memaksa pemerintah menutup sekolah beberapa kali.
Satelit juga mampu mengungkap karakteristik penting dari asap. MISR menggunakan sudut pandang ganda untuk memperkirakan ketinggian gumpalan dan menilai ukuran, bentuk, serta tingkat kecerahan partikel kecil di dalam asap. Asap kebakaran hutan umumnya mengandung partikel kecil berbentuk bulat dan berwarna gelap, yang disebut karbon hitam karena sifatnya menyerap cahaya. Namun, pada 2015, awan asap mengandung partikel yang relatif lebih besar. Menurut Ralph Kahn, peneliti senior di Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA, kondisi tropis dengan kelembapan tinggi—bahkan saat musim kemarau—membuat partikel asap menyerap air dan membesar.
Ada pula sensor lain yang mampu meneliti gas-gas tak terlihat. Sensor Pengukuran Polusi di Troposfer (MOPITT) pada satelit Terra dapat mendeteksi karbon monoksida, yaitu gas beracun yang tidak berbau dan tidak berwarna serta banyak dihasilkan dari kebakaran lahan gambut. Jika terhirup, karbon monoksida akan mengurangi pasokan oksigen yang dibawa darah ke organ tubuh, termasuk jantung dan otak.
Helen Worden, ilmuwan dari Pusat Penelitian Atmosfer Nasional, menyatakan bahwa kebakaran tahun 2015 menghasilkan salah satu tingkat karbon monoksida tertinggi yang pernah terdeteksi oleh MOPITT. Biasanya, konsentrasi rata-rata gas ini sekitar 100 bagian per miliar. Namun, di sejumlah wilayah Kalimantan pada 2015, MOPITT mencatat kadar karbon monoksida di permukaan mencapai hampir 1.300 bagian per miliar.
Karbon Monoksida
Karbon monoksida yang dihasilkan tidak hanya bertahan di permukaan bumi. Atmospheric Infrared Sounder (AIRS) mencatat adanya konsentrasi signifikan gas ini pada ketinggian sekitar lima kilometer. Sementara itu, Microwave Limb Sounder (MLS) mendeteksi peningkatan kadar karbon monoksida di atas sembilan kilometer pada akhir Oktober. Gas tersebut kemungkinan terdorong naik oleh konveksi yang dipicu badai monsun dan hujan.
Selain meneliti kebakaran dan dampaknya terhadap atmosfer, para ilmuwan serta kelompok konservasi kini memanfaatkan data satelit untuk menekan penggunaan api. World Resources Institute dan World Wildlife Fund menyediakan perangkat daring yang menggabungkan informasi kebakaran aktif dari satelit NASA dengan data tambahan, seperti lokasi kawasan konservasi maupun area yang ditujukan untuk kelapa sawit, kayu pulp dan penebangan. Alat ini telah dimanfaatkan untuk mengidentifikasi perusahaan atau individu yang melakukan pembakaran ilegal.
Meski data satelit sangat berguna, sejumlah peneliti mengingatkan agar tidak mengandalkannya sepenuhnya untuk menentukan penyebab kebakaran. Menurut David Gaveau, ilmuwan penginderaan jauh dari Pusat Penelitian Kehutanan Internasional, kompleksitas hukum di tingkat nasional, provinsi maupun adat sering menimbulkan kebingungan mengenai kepemilikan lahan tertentu.
Dalam sejumlah kasus, Gaveau dan timnya memadukan data satelit dengan investigasi lapangan untuk menghasilkan temuan yang tidak selalu sesuai dengan dugaan awal. Sebagai contoh, usai kebakaran tahun 2014, Gaveau memanfaatkan citra Landsat 8 bersama penyelidikan langsung di lokasi untuk menunjukkan bahwa dua kebakaran di Sumatra yang terjadi di perkebunan komersial besar ternyata berasal dari luar area perkebunan lalu meluas, atau berawal dari lahan yang digarap petani kecil di dalam perkebunan.
Gaveau menekankan dalam sebuah posting blog bahwa analisis timnya tidak boleh dianggap sebagai pembebasan penuh bagi perusahaan—mengingat penggunaan api untuk membuka lahan pernah dilakukan sebelumnya. Namun, hasil analisis tersebut menunjukkan bahwa kondisi di lapangan jauh lebih rumit daripada gambaran yang biasanya disampaikan.
Dampak Kebakaran
Di sisi lain, Field bersama tim peneliti di Columbia berfokus pada upaya mengurangi dampak musim kebakaran di masa depan. Mereka tengah mengembangkan serta memperkenalkan teknologi prakiraan cuaca dan kebakaran terbaru yang dirancang untuk membantu masyarakat dalam mengelola kebakaran secara lebih efektif.
Pada 2015, para meteorolog dan klimatolog sudah memprediksi datangnya cuaca kering jauh sebelum terjadi, terutama dipicu oleh fenomena El Nino. Field menjelaskan bahwa terdapat setidaknya satu bulan waktu untuk melakukan langkah kesiapsiagaan sebelum kondisi memburuk pada Agustus. Ia menekankan bahwa sistem peringatan dini memang tidak akan menyelesaikan akar persoalan sosial-ekonomi kebakaran, namun kebutuhan akan sistem peringatan yang terstruktur sangat mendesak. Dengan kemajuan ilmu pengetahuan, kini ada peluang nyata untuk merespons prakiraan cuaca sebelum krisis terjadi.
