Catatan Kampus Cikabayan
Di langit terbuka yang cerah dan tenang di lereng gunung Pangrango, seekor elang jawa (Nisaetus bartelsi) melayang tinggi tanpa mengepakkan sayapnya. Gerakannya anggun dan efisien, seolah menari bersama arus udara tak kasat mata. Di balik keindahan ini tersimpan pelajaran penting tentang termodinamika atmosfer, khususnya perpindahan panas dari permukaan bumi ke udara yang membentuk arus konveksi termal (thermal updrafts). Fenomena ini berkaitan erat dengan konsep heat flux, salah satu prinsip dasar dalam ilmu atmosfer. Burung elang memanfaatkan proses fisika kompleks ini jauh sebelum manusia memahami secara ilmiah. Melalui perilaku terbangnya, elang menjadi cermin nyata dari interaksi antara makhluk hidup dan proses energi atmosfer.
Strategi terbang elang disebut soaring atau melayang, cara hemat energi menjelajah wilayah luas. Elang memanfaatkan arus udara hangat yang naik vertikal, terbentuk akibat pemanasan permukaan bumi oleh sinar matahari. Udara hangat dan ringan naik membentuk kolom udara panas yang disebut thermal updrafts. Dengan ketelitian, elang menemukan thermal updrafts ini dan melingkar di dalamnya untuk mendapatkan daya angkat, sehingga terbang tinggi tanpa mengepakkan sayap terus-menerus.
Secara fisik, proses ini erat
kaitannya dengan sensible heat flux, yaitu aliran panas dari permukaan bumi ke
udara melalui konveksi. Dalam atmosfer terbuka,
konveksi bebas akibat pemanasan permukaan menjadi kunci pembentukan thermal
yang cukup kuat mengangkat burung seberat beberapa kilogram ke ketinggian
ribuan meter. Elang secara alami mempraktikkan prinsip
termodinamika atmosfer seperti gradien suhu vertikal, instabilitas atmosfer,
dan turbulensi konvektif. Ia dapat dianggap “guru terbang” yang
mengaplikasikan fenomena fisika secara intuitif, jauh sebelum manusia
memahaminya.
Adaptasi elang juga menunjukkan
sensitivitas biologis terhadap variasi heat flux permukaan. Elang memilih
wilayah padang rumput, lahan terbuka, atau lereng bukit yang cepat menyerap dan
memancarkan panas, memudahkan terbentuknya thermal.
Sebaliknya, area hutan lebat atau perairan luas yang lambat memanas cenderung
menghasilkan thermal lemah atau tidak stabil. Kondisi
ini memengaruhi pola terbang dan migrasi elang.
Perubahan penggunaan lahan, urbanisasi, deforestasi, dan perubahan iklim yang
mengubah karakteristik heat flux berpotensi mengganggu keseimbangan ekosistem
udara yang menjadi jalan elang.
Perilaku terbang elang
menginspirasi teknologi penerbangan modern. Pesawat glider dan drone kini
mengadopsi prinsip soaring untuk menghemat bahan bakar dan meningkatkan
efisiensi. Studi atmosfer dengan sensor biomimikri terinspirasi
cara burung mencari dan memanfaatkan thermal*). Elang bukan hanya makhluk hidup
di langit, tapi simbol keterpaduan ilmu alam dan kehidupan yang mengajarkan
kita menghargai proses fisika alam secara sederhana namun luar biasa.
Melalui pengamatan elang, kita
sadar bahwa sains tidak hanya hadir dalam angka dan persamaan, tapi juga dalam
gerak dan naluri alam. Elang memanfaatkan potensi termodinamika
atmosfer untuk terbang tanpa lelah, seolah memahami di mana panas bumi naik
menjadi tumpuan sayapnya. Ia menjadi representasi hubungan
harmonis biosfer dan proses fisik atmosferik. Di era perubahan iklim, memahami
mekanisme sederhana tapi elegan seperti ini penting, bukan hanya untuk
pelestarian satwa liar, tapi juga sebagai inspirasi pengembangan teknologi dan
ilmu pengetahuan. Dalam setiap lingkaran terbangnya, elang mengingatkan kita
bahwa ilmu pengetahuan bisa ditemukan di setiap sudut alam, jika kita mau
membaca dan memaknainya.
(SiBu Bayan)
*) Sensor biomimikri adalah jenis sensor yang dirancang dengan
meniru prinsip, mekanisme, atau struktur biologis yang ditemukan di alam untuk
meningkatkan fungsi dan kinerjanya. Kata biomimikri sendiri berasal dari bahasa
Yunani, yaitu "bio" yang berarti hidup atau makhluk hidup, dan
"mimesis" yang berarti meniru atau mencontoh. Sensor biomimikri
mencoba mengadopsi cara organisme hidup dalam mendeteksi, merespon, atau
berinteraksi dengan lingkungannya, lalu mengaplikasikannya dalam teknologi
sensor modern, sebagai contoh dalam ilmu atmosfer adalah nensor suhu dan
tekanan yang meniru reseptor saraf. Beberapa makhluk hidup mampu mendeteksi
perubahan suhu dan tekanan dengan sangat halus melalui reseptor saraf khusus.
Sensor biomimikri yang meniru reseptor ini dapat menghasilkan alat pengukur
suhu dan tekanan atmosfer yang sangat sensitif dan presisi.