Vernal Equinox: Semi di Utara, Gugur di Selatan

Ada yang istimewa di bulan Maret. Pada tanggal 20 Maret ini, siang akan berlangsung selama hampir tepat dua belas jam di mana pun di Bumi, kecuali di kutub. Pada saat itu, Matahari akan terbit di titik timur benar dan terbenam di titik barat benar. Hal itu terjadi karena Matahari sedang berada di posisi vernal equinox atau titik musim semi. Titik vernal equinox merupakan salah satu titik simpul perpotongan bidang ekliptika dan proyeksi lingkaran ekuator Bumi di langit. Vernal equinox disebut titik musim semi karena pada saat itu di Bumi belahan utara mulai memasuki musim semi. Matahari mengalami pergeseran posisi di langit relatif terhadap ekuator ke arah utara dan selatan sepanjang tahun. Misalnya, hari ini kamu mengamati Matahari pukul 08.00 WIB, kamu lihat beberapa pekan atau beberapa bulan kemudian pada jam yang sama Matahari akan berada di posisi lebih utara atau selatan dari posisi hari ini. Posisi lintasan Matahari bergeser sepanjang tahun relatif dari atas lintang 23o,44 LS hingga 23o,44 LU dan sebaliknya secara berulang. Pergeseran posisi Matahari ini menyebabkan perbedaan panjang siang dan besarnya energi yang diterima oleh suatu wilayah. Lebih jauh lagi, pergeseran posisi Matahari tersebut menyebabkan perubahan musim. Lalu, bagaimana pergeseran posisi Matahari ini dapat terjadi?

Mari kita ulas lebih jauh.

Bumi Berputar Tidak Tegak Lurus

Selama berevolusi mengelilingi Matahari, Bumi yang bulat berputar pada porosnya dalam waktu 24 jam sekali putar atau lebih tepatnya 23 jam 56 menit. Dibutuhkan waktu 365,2422 hari sebagai interval waktu bagi Matahari untuk melewati dari titik vernal equinox ke titik vernal equinox lagi jika dilihat dari Bumi, yang kemudian kita kenal sebagai satu tahun tropis. Bidang orbit Bumi dalam mengelilingi Matahari kita kenal sebagai bidang ekliptika. Sepanjang tahun itu, ternyata sumbu rotasi Bumi tidak tegak lurus terhadap bidang ekliptika, melainkan miring sebesar 23o,44 terhadap sumbu normal bidang ekliptika. Hal ini menyebabkan posisi kutub utara dan kutub selatan berubah sepanjang tahun relatif terhadap Matahari seperti yang digambarkan dalam ilustrasi 1.

EarthOrbit

Ilustrasi 1. Bumi berputar dan berevolusi di ekliptika dengan sumbu miring.
Sumber: Image

Perubahan orientasi kutub utara dan kutub selatan tersebut menyebabkan paparan radiasi Matahari yang diterima suatu area sepanjang tahun menjadi tidak konstan. Saat kutub utara lebih dekat dengan Matahari, maka Bumi belahan utara mendapatkan lebih banyak sinar Matahari dan durasi waktu yang lebih lama dibandingkan dengan kutub selatan. Pada sekitar 6 bulan selanjutnya, yang terjadi adalah kebalikannya. Lalu, pada posisi bagaimana vernal equinox terjadi?

Coba bayangkan bidang ekliptika kita perbesar pada radius tak berbatas dan ekuator Bumi pun diperbesar pada radius tak berbatas (ekuator langit). Kedua bidang lingkaran menempel pada permukaan bola langit dengan radius tak berbatas pula (perhatikan ilustrasi 2). Kita sebagai pengamat yang berada di Bumi seakan berada di pusat bola langit tersebut dan akan kita lihat antara kedua lingkaran tersebut membentuk sudut 23,o44 sesuai kemiringan sumbu rotasi Bumi terhadap sumbu normal bidang ekliptika. Lalu, kita dapati pula ada dua titik potong antara bidang ekuator langit dengan ekliptika. Selain itu, kita juga akan melihat seakan-akan Matahari relatif bergerak di bidang ekliptika sepanjang tahun. Dalam satu tahun, Matahari akan melalui kedua titik potong tersebut. Saat Matahari seakan bergerak dari arah selatan (bagian bawah pada ilustrasi 2) ke arah utara (bagian atas pada ilustrasi 2), Matahari akan melalui satu titik potong, yaitu titik vernal equinox. Sementara titik potong yang dilalui Matahari saat bergerak dari utara ke selatan disebut sebagai titik autumnal equinox atau titik musim gugur.

bola langitIlustrasi 2. Bola langit dengan asumsi pengamat di suatu lintang utara.
Sumber: diadaptasi dari stars.astro.illinois.edu

Vernal Equinox Tidak Selalu pada Tanggal yang Sama

Beberapa ratus tahun silam, titik vernal equinox dikenal sebagai titik Aries karena posisinya berada di arah rasi Aries. Tetapi, arah kemiringan sumbu rotasi Bumi tidak tetap relatif terhadap langit latar. Sumbu rotasi Bumi berputar perlahan terhadap arah normalnya yang disebut sebagai presesi. Periode presesi sumbu rotasi Bumi sekitar 25.800 tahun. Artinya, posisi arah sumbu rotasi Bumi akan kembali sama relatif terhadap langit latar setelah 25.800 tahun. Adanya presesi sumbu rotasi Bumi ini menyebabkan pergeseran posisi perpotongan ekuator langit dengan ekliptika. Dengan kata lain, posisi titik vernal equinox juga bergeser relatif terhadap langit latar. Dengan periode presesi tersebut, maka titik vernal equinox akan bergeser sekitar 50,23 detik busur per tahun ke arah barat di sepanjang bidang ekliptika. Saat ini, posisi titik vernal equinox berada di rasi Pisces, tepatnya seperti yang digambarkan dalam ilustrasi 3. Oleh karenanya, titik vernal equinox terkadang disebut pula sebagai titik Pisces dari yang sebelumnya dikenal sebagai titik Aries. Untuk membuat lebih konsisten, digunakan penamaan simbol seperti yang tertera pada ilustrasi 2, yaitu titik gamma (γ) untuk vernal equinox dan titik omega (Ω) untuk autumnal equinox.

titik vernal equinox di piscesIlustrasi 3. Titik vernal equinox di arah rasi Pisces.
Sumber: Simulasi aplikasi Stellarium versi 0.15.1

Perubahan posisi titik vernal equinox terhadap langit latar akan menyebabkan perubahan tanggal terjadinya vernal equinox. Sistem penanggalan dibuat berdasarkan musim dan lebih mudah untuk dikaitkan dengan posisi Matahari pada arah suatu rasi. Beberapa tahun lalu, vernal equinox terjadi pada tanggal 21 Maret. Namun, saat ini vernal equinox terjadi pada 20 Maret 2017, tepatnya pada pukul 10.29 UTC atau 17.29 WIB. Hal tersebut menandai Bumi belahan utara mulai memasuki musim semi dan Bumi belahan selatan mengalami musim gugur.

Semi di Utara, Gugur di Selatan

Perbedaan intensitas cahaya Matahari yang diterima suatu wilayah, apalagi cukup signifikan dalam waktu lama, akan memicu proses cuaca lebih lanjut sehingga terjadi perubahan musim. Seperti yang ditunjukkan dalam ilustrasi 1, pada saat tertentu, Bumi belahan utara atau selatan menerima lebih banyak paparan sinar Matahari dibandingkan dengan waktu lain. Paparan ini terjadi beberapa saat dan mengalami pengurangan hingga minimum lalu mulai kembali meningkat dan begitu seterusnya berulang. Untuk lintang tinggi atau wilayah subtropik (lebih dari 23o,44 LU atau LS), perubahan paparan sinar Matahari akan dirasa signifikan sehingga perbedaan temperatur akan cukup ekstrem dan suasana musim yang dirasakan pun sangat berbeda. Di wilayah subtropik tersebut akan terjadi empat musim, yaitu panas, gugur, dingin, dan semi. Untuk wilayah tropika (daerah antara lintang 23o,44 LU hingga 23o,44 LS), perbedaan paparan Matahari sepanjang tahun tidak terlalu signifikan sehingga hanya memungkinkan untuk terjadi dua musim, yaitu musim hujan dan kemarau.

Saat vernal equinox terjadi, Matahari berada di atas lintang nol (ekuator) relatif terhadap Bumi yang beralih dari selatan menuju ke utara. Artinya, saat itu Bumi belahan utara akan mengalami musim semi setelah sebelumnya mengalami musim dingin. Sementara di Bumi belahan selatan, yang terjadi adalah sebaliknya. Bumi belahan selatan akan memasuki musim gugur setelah mengalami musim panas.

Sementara di area tropika, seperti Indonesia, Malaysia, Singapura, dan Brazil, suasana saat vernal equinox tidak akan jauh berbeda dengan hari-hari sebelum atau sesudahnya. Temperatur tidak akan naik tiba-tiba dan tidak akan membahayakan karena fenomena ini. Vernal equinox adalah fenomena biasa yang terjadi setiap tahun. Yang perlu diingat adalah lokasi terbit dan terbenam Matahari saat vernal equinox 20 Maret tahun ini. Kita dapat memanfaatkan momen ini untuk menentukan arah mata angin dengan akurat. Pada tanggal terjadinya equinox, baik vernal equinox maupun autumnal equinox, kita dapat menandai arah timur benar dan barat benar dari posisi saat Matahari terbit dan terbenam. Pada kedua momen tersebut, Matahari hampir tepat berada di ekuator langit sepanjang hari.

Tampaknya, Bumi belahan utara memang punya prioritas lebih sehingga titik vernal equinox lebih umum dikenal sebagai titik musim semi. Hal ini berkaitan dengan sejarah peradaban manusia. Kemajuan peradaban manusia, khususnya dalam bidang astronomi, lebih dahulu dimulai dan lebih pesat terjadi di Bumi belahan utara. Oleh karena itu, berbagai penamaan banyak mengacu pada Bumi belahan utara. Contoh lain adalah lokasi titik nol bujur Bumi, yaitu diambil pada meridian yang melalui kota Greenwhich – Inggris sehingga disebut sebagai meridian Greenwhich.

Salah satu hal yang dapat dinikmati saat saat vernal equinox terjadi adalah keindahan alam di saat musim berganti. Kita bisa berlibur ke Jepang untuk menikmati musim semi dengan bunga-bunga sakura nan cantik. Kita juga bisa pergi ke Australia untuk menikmati indahnya warna keemasan daun-daun pohon Ginkgo dan Golden Ash yang pada saat vernal equinox menandai awal musim gugur di Australia. 

daun kuning di australia
bunga sakura di jepang
Ilustrasi 4. Daun-daun yang menguning di Australia (musim gugur) dan sakura di Jepang (musim semi).
Sumber: Image 1, Image 2

Pustaka:

Penulis: Siti Fatima
Editor: Muhammad Bayu Saputra

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s