Tugas Individu Analisis Meteorologi

Hari/ tanggal: Kamis, 23 April 2009 Dosen : Dr. Ir. Sobri Effendy, M.Si

Analisis FrontDisusun Oleh : Sandro Wellyanto Lubis G24063245

MAYOR METEOROLOGI TERAPAN DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009

RINGKASAN

Front merupakan daerah bertemunya dua massa udara yang sifat fisik serta kekuatannya berbeda. Simbol-simbol pada peta sinoptik seperti cuaca, tekanan udara, kecepatan angin, suhu udara, suhu titik embun, dan jenis awan merupakan simbol-simbol yang menjadi indikator terjadinya front di suatu daerah. Front dapat dibedakan atas lima jenis yaitu front panas (warm front), front dingin (cold front), front campuran (occluded front), front stasioner (stationary front) dan siklon frontal. Front ini diklasifikasikan berdasarkan pada temperatur udara dan dominasi udara yang terjadi. Setiap jenis front memiliki masing-masing keunikan dan karakteristik yang berbeda-beda. Karakteristik front dingin berbeda dengan front panas. Apabila terjadi front dingin, daerah tersebut akan mengalami hujan deras dan badai yang biasanya disertai dengan petir dan kilat, sedangkan pada front panas yang terjadi adalah gerimis yang berkepanjangan. Begitu pula dengan front campuran, stasioner dan siklon frontal, yang memiliki dampak atau pengaruh yang berbeda terhadap fenomena cuaca. Analisis front merupakan suatu metode identifikasi front pada suatu wilayah tertentu dengan menggunakan informasi parameter unsur cuaca atau bantuan perangkat lunak. Analisis front dapat dilakukan secara manual dengan bantuan peta isoplet dan juga dapat dilakukan secara otomatis dengan bantuan citra satelit (IR atau Visible). Setiap metode memiliki kelemahan dan kelebihan. Pentingnya memepelajari front adalah membantu kita untuk memahami mekanisme pergerakan massa udara, mengetahui jenis front yang terjadi pada suatu wilayah, dan mempelajari fenomena cuaca yang mungkin terjadi dalam suatu region atau kawasan tertentu.

1

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Analisis front merupakan suatu metode identifikasi front pada suatu wilayah dimana wilayah tersebut merupakan tempat pertemuan massa udara yang berbeda karakteristik dan kekuatan. Analisis front dapat dilakukan secara manual dengan bantuan peta isoplet dan juga dapat dilakukan secara otomatis dengan bantuan citra satelit dan perangkat lunak meteorologi. Front merupakan suatu wilayah atau tempat pertemuan antara dua massa udara yang memiliki perbedaan fisik dan kekuatannya. Biasanya, front terjadi di daerah lintang tinggi sekitar 66.5o lintang utara atau selatan. Pada awal pembentukannya, perkembangan hingga penguatan front dikenal dengan istilah frontogenesis. Sedangkan pada fase akhir pelenyapan atau penghancuran front dikenal dengan istilah frontolisis. Secara umum front dapat dibedakan atas lima jenis yaitu front panas (warm front), front dingin (cold front), front campuran (occluded front), front stasioner (stationary front) dan siklon frontal. Klasifikasi front ini didasarkan pada temperatur udara dan dominasi udara yang terjadi. Analisis front sangat bermanfaat terutama untuk mempelajari fenomena cuaca yang mungkin terjadi dalam suatu wilayah. Dengan mengetahui jenis front yang terjadi maka kita dapat melakukan tindakan mitigasi untuk mencegah terjadinya keruskan akibat fenomena cuaca yang terjadi. Analisis front akan menjadi akurat jika kita mampu menganalisis proses terbentuknya front dari berbagai parameter unsur cuaca yang terjadi waktu lampau dan saat pengamatam. Pemahaman yang mendalam mengenai analisis front juga akan membantu kita untuk melakukan forecasting kondisi cuaca.

1.2 Tujuan 1. Mampu menganalisis peta isoplet dan peta sinoptik untuk menentukan garis-garis front.

2

2. Mampu mengidentifikasi jenis front berdaarakan parameter unsur-unsur cuaca. 3. Membedakan dan mengetahui jenis-jenis dan karakterisitk front. 4. Mampu menjelaskan pengaruh front terhadap kondisi cuaca dan iklim suatu wilayah. 5. Diharapkan setelah membaca tulisan ini, mahasiswa atau pembaca dapat menjadi seorang yang paham dalam analisis cuaca khususnya peristiwa frontogenisis dan frontolisis.

3

BAB II PEMBAHASAN

2.1. Deskripsi Umum Front Front adalah suatu wilayah pada posisi astronomis tertentu (biasanya sekitar lintang tinggi 66.5o LU/LS), dikenal sebagai wilayah transisi, suatu lokasi pertemuan dua massa udara yang memiliki karakter yang berbeda baik secara fisik maupun magnitude. Secara sederhana front dapat diartikan sebagai daerah perbatasan rempat bertemunya dua massa udara. Adanya front mengakibatkan cuaca sangat mudah berubah dan menyebabkan bayak terjadinya awan dan hujan. Awal pembentukan dari front ini sering disebut dengan Frontogenesis dan fase akhir pelenyapannya dikenal sebagai Frontolisis. Analisis front dapat dilakukan secara manual dan otomatis dengan bantuan perangkat lunak dan komputer. Analisis front secara manual biasanya dengan menggunakan peta sinoptik. Dengan memperhatikan unsur-unsur cuaca yang ada pada peta seperti tekanan, suhu udara, jenis awan, titik embun dan unsur lainnya kita dapat menentukan daerah terjadinya front. Analisis front secara otomatis biasanya dengan bantuan perangkat lunak dan data citraan satelit. Kemajuan teknologi mampu menentukan titik atau posisi terjadinya front secara akurat dalam tiga dimensi rauang dan waktu, tentu saja analisis front secara otomatis akan lebih memudahkan dalam proses analisi.

Gambar 1. Ilustrasi terbentuknya front stasioner. (sumber:http://www.jeffsweather.com)

4

2.2. Karakteristik Front (General Describtion)

Front mempunyai ciri-ciri yang khusus, diantaranya adalah sebagai berikut : 1. Sepanjang garis front terjadi angin yang bergerak dari arah yang berlawanan 2. Perbedaan suhu yang tajam 3. Cuaca yang buruk seperti hujan badai selama 2 jam pada front dingin, serta hujan gerimis selama 2 hari pada front panas. Pada awal pembentukan front terjadi kabut. 4. Pada lokasi sekitar front beda suhu udara T dan Td sangat kecil, bahkan hampir sama. 5. Garis isobar mengalami patahan, dan pada patahan tersebut terjadi siklon.

Gambar 2. Ilustrasi Ciri-ciri front (www.books.google.co.id)

Kriteria yang digunakan untuk menentukan lokasi suatu front di permukaan pada peta cuaca (Ahrens, 2007) : 1. Tajamnya perubahan suhu pada jarak yang relatif dekat, 2. Perubahan pada kelembaban udara (ditunjukkan oleh perubahan suhu titik embun), 3. Perubahan pada arah angin, 4. Tekanan udara dan perubahan tekanannya, 5. Awan dan pola presipitasi.

5

Dalam suatu Front atau konvergensi massa udara, udara mengalami deformasi kompresi. Adapun tahap tahap deformasinya biasa dibagi ke dalam empat tingkat, yaitu :

1. Tingkat normal Udara Kutub dari utara dan udara tropis dari selatan saling bertemu. 2. Tingkat Deformasi 3. Suatu putaran udara terjadi, arahnya berlawanan jarum jam di belahan bumi utara dan searah jarum jam di belahan bumi selatan. 4. Tingkat deformasi frontal Bidang front (diskontinuitas) terdeformasi kuat sehingga massa udara terbelah dan udara panas terjepit diantara udara dingin. Udara dingin menghujam di bawah udara panas, kemudian udara panas naik ke udara atas yang lebih tinggi dalam bidang miring dimana disepanjang bidang Front panas akan terbentuk awan awan Cirrus, Altostratus dan Altocumulus. Disepanjang bidang Front dingin udara panas

bersinggungan dengan udara dingin menyebabkan tidak stabil sehingga udara panas naik dengan cepat dan menumbuhkan awan awan konvektif Cumulus, Cumulus Congestus dan Cumulonimbus. Front dingin inilah yang menyebabkan hujan lebat, badai guruh dan hujan es. 5. Tingkat Occlusion Front dingin akan bergerak lebih cepat di bandingkan dengan Front panas. Front dingin akan mengejar Front panas dan menutup jalannya dengan cara menyatukan kedua Front yang akhirnya akan kabur dan kemudian mati (Occlusion).

6

2.3. Klasifikasi Front Secara umum dan berdasarkan sifat, suhu perkembangan udara atau dominansinya, front dapat dibagi menjadi empat , yaitu front panas, front dingin, front stationer, dan front campuran. Namun pada beberapa kasus khusus front dibagi menjadi lima yaitu dengan adanya tambahan siklon frontal. Masing-masing front ini mempunyai ciri yang berbeda-beda sesuai dengan jenis awannya masingmasing serta jenis massa udaranya.

Gambar 3. Jenis-jenis front dan simbolnya (http:// www.physicalgeography.net)

. Masing-masing front ini mempunyai ciri yang berbeda-beda sesuai dengan jenis awannya masing-masing serta jenis massa udaranya. Karakteristik front dingin berbeda dengan front panas. Apabila terjadi front dingin, daerah tersebut akan mengalami hujan deras dan badai yang biasanya disertai dengan petir dan kilat, sedangkan pada front panas yang terjadi adalah gerimis yang

berkepanjangan. Dengan menggunakan simbol-simbol yang ada pada peta sinoptik, pengamat dapat menganilisis bilamana terjadi front di daerah tersebut. Berdasarkan jenis awan yang ada, dapat terlihat front yang terbentuk, karena setiap jenis awan yang tebentuk dapat dijadikan parameter dalam penentuan jenis front sehingga dapat dianalisis dan informasinya bisa digunakan untuk kepentingan masyarakat. Analisis tersebut dapat mencakup lama badai atau

7

gerimis berlangsung serta karakteristik dari fenomena tersebut sehingga antisipasi dapat dilakukan. Untuk melakukan analisis front maka kita harus mengkaji dan memahami lebih dalam mengenai karaketer atau ciri-ciri dari front, hal ini akan sangat membantu kita dalam indentifikasi front dan penentuan wilayah yang akan terkena dampaknya.

a. Front Panas (Warm front) Front panas terjadi apabila massa udara panas menggilas massa udara dingin. Proses terjadinya front ini seperti udara yang naik di pegunungan sehingga akan terbentuk kabut dan seringkali menimbulkan hujan gerimis berkepanjangan. Awan-awan yang terbentuk pada saat front panas ini adalah awan Cirrus, Cirocumulus, Cirrostratus, Altocumulus, dan Altostratus. Pada saat front panas berlangsung, terjadi hujan gerimis dalam waktu yang lama sekitar 2-3 hari. Pada peta cuaca, posisi permukaan front dingin ditandai dengan garis dengan simbol segitiga yang berwarna biru, yang ditempatkan pada tepi terdepan massa udara dingin. (David Roth, 2006).

Gambar 4 : Proses terjadinya front panas seperti udara yang naik di pegunungan (sumber: www.free-online-private-pilot-ground-school.com)

8

Front panas umumnya bergerak sangat lambat sekitar 10-25 mile/ jam. Front panas mengandung massa udara yang hangat dan memiliki kelembaban yang tinggi. Ketika massa udara terangkat maka udara akan mengalami pendinginan dan kondensasi pun terjadi. Ciri dari terbentuknya front panas adalah adanya awan cirriform dan stratiform, juga adanya kabut. Pada bulan musim panas, awan jenis cumulonimbus akan memiliki peluang untuk tumbuh. Tipe hujan yang mencirikan front ini adalah hujan yang ringan hingga menengah, bentuk hujan tersebut diantaranya adalah sleet, snow, atau drizzle. Terakhir, ketika front panas terbentuk maka tekanan barometer akan turun sampai front selesai tejadi (frontolisis). Pada saat terjadi front ini visibilitas sangatlah buruk. Front panas digambarkan dengan garis merah dan simbol setengah lingkaran. Besarnya slope adalah 1:200 (Lutgens & Tarbuck, 1982).

Weather Element Winds Temperature Pressure

Before Passing

While Passing

After Passing

South/Southeast Cool to cold, slow warming Usually falling

Variable Steady rise Leveling off

South/Southwest Warmer then steady Slight rise, followed by fall

Clouds

Ci, Cs, As, Ns, St, and fog, occasionally Cb in summer

Stratus type

Clearing with scattered Sc, Cb in summer

Precipitation

Light-to-moderate rain, snow, sleet, or drizzle, showers in summer

Drizzle or none

Usually none, sometimes light rain or showers

Visibility

Poor

Poor but improving

Fair in haze

Dew Point

Steady rise

Steady

Rise then steady

Tabel 1. Tipe kondisi cuaca dengan Front panas di bagian belahan bumi utara (Sumber : Meteorology Today, 2007)

9

Pada front panas, wilayah yang akan menerima hujan sangat ditentukan oleh seberapa jauh kemiringan yang terbentuk dan total uap air yang ada didalamnya. (Paul, 1996). Secara simbolik, front panas diwakilkan oleh garis merah padat dengan titik-titik berbentuk setengah lingkaran yang mengarah ke daerah massa udara dinging atau searaha dengan pergerakan front panas yang menggilas massa udara dingin.

Gambar 5. Simbol front panas (Sumber : ww2010.atmos.uiuc.edu, 2009)

Perubahan temperatur secara ekstrim dapat digunakan sebagai indikator untuk menjustifikasi bahwa daerah tersebut merupakan daerah front. Sebagai contoh, jika pada peta suhu permukaan berikut, stasiun yang berada disebelah utara dilaporkan memiliki temperatur 53 o F sementara pada jarak yang tidak terlalu jauh dibelakang font suhu udara meningkat 71o F . Perbedaan suhu pada jarak yang dekat seperti ini merupakan indikator yang baik bahwa terdapat front yang berada diantaranya. Jika udara hangat menggantikan posisi udara dingin, maka front dapat dianalisis sebagai front hangat. Ciri-ciri umum ini sangat berasosiasi dengan ciri front panas seperti yang telah disebutkan pada tabel diatas. Dalam melakukan identifikasi lanjut, ada beberapa parameter yang kita bisa digunakan untuk menentukan front pada suatu wilayah. Diantaranya dengan melihat suhu udara, suhu titik embun dan arah angin pada peta sinoptik. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa suatu wilayah diakatakan sebagai front jika terdapat perbedaan suhu yang ekstrim pada jarak yang sangat dekat, suhu titik embun mendekati suhu udara (RH 100% atau lembab), dan adanya angin yang bergerak pada arah yang berlawanan.

10

Berikut adalah contoh indentifikasi front panas dengan menggunakan informasi unusr-unsur cuaca yang terdapat pada peta sinoptik:

(1)

(2)

(3)

Sumber: http://ww2010.atmos.uiuc.edu

11

Pada gambar peta sinoptik di atas, kita bisa menggunakan peta isoplet yang terdiri dari peta isotherm (1), isogon (2), dan isodrotherm (3) untuk menganalisis pada suatu wilayah. Pada peta isoterm terdapat perubahan suhu yang cukup ekstrim antara dua wilayah seperti yang telah dilingkari 53 oF dan 71 oF. Pada peta arah angin terlihat jelas bahwa arah angin pada front berlawanan arah, dan pada peta isodrotherm suhu antara Td dan T lingkungan memiliki nilai yang hampir sama (jenuh). Selain dengan menggunakan peta-peta tersebut analisis front dapat juga dilakukan dengan menggunakan peta isobarik, pada isboarik yang bentuknya patahan merupakan daerah terjadinya front.

Gambar 6. Ilustrasi front panas (Source: http://www.atmos.uiuc.edu/earths_atmosphere/airmasses_fronts.html)

Ketika massa udara panas terangkat sampai pada daerah tekanan rendah, massa udara tersebut mengembang dan mengalami pendinginan. Saat

pendinginan, uap air mengalami kondensasi dan menghasilkan awan. Awan pertama yang terbentuk sepanjang slope permukaan massa udara dingin adalah nimbostratus, diikuti oleh altostratus, cirrostratus, dan cirrus.

12

b. Front Dingin (Cold Front)

Front dingin adalah massa udara dingin menggilas massa udara panas, dimana massa udara panas akan naik di atas massa udara yang lebih dingin. Front ini menunjukkan suatu wilayah dimana udara yang dingin, kering dan stabil mendorong udara yang hangat, lembab, dan tak stabil (Ahrens 2007).

Gambar 7 : Proses terjadinya front dingin seperti skop membongkar tanah (sumber: www.free-online-private-pilot-ground-school.com) Dengan gerakan yang lambat, Awan dan presipitasi biasanya menutupi area di belakang front. Dan ketika udara hangat yang naik tersebut menjadi stabil, awan-awan seperti nimbostratus terbentuk. Sering kali di ujung front dingin

terbentuk kabut, hujan deras, atau bahkan kilat (Thunderstorm) (Lutgens 1982). Udara dingin mempunyai densitas lebih besar dibandingkan udara panas (bandingkan dengan kerak samudera yang densitasnya lebih berat dibandingkan kerak benua, maka kerak samudera akan menyusup di bawah kerak benua; persis seperti massa udara dingin menyusup di bawah massa udara panas). Hal yang menarik, front dingin ini digambarkan persis simbolnya seperti simbol subduction, yaitu kurva bergerigi.

13

Front dingin biasanya mempunyai kemiringan antara 1:80 dan 1:150 yang artinya zona transisisi tersebut terletak pada ketinggian 1 km di atas tanah, pada jarak antara 80 sampai 150 dari front permukaan. Kemiringan ini cukup tajam sehingga udara bergerak lebih cepat dan mengakibatkan terjadinya hujan badai sangat besar dan sering kali meluas ke belakang ke udara yang dingin pada jarak tertentu. Apabila udara hangat itu relatif tidak stabil dan mengalami pengangkatan yang cukup besar, di zona frontal (transisi) terbentuk suatu deretan awan cumulonimbus sehingga berpotensi terjadinya badai yang dikenal sebagai garis badai atau squall line.

Gambar 8. Simbol front dingin (Sumber : ww2010.atmos.uiuc.edu, 2009)

Front dingin dapat bergerak dua kali lebih cepat dan perubahan cuaca yang drastis daripada front panas, udara dingin lebih padat daripada udara hangat dan secara cepat menggantikan keberadaan udara hangat pada lapisan perbatas. Pada peta cuaca, posisi permukaan front dingin ditandai dengan garis dengan simbol segitiga yang berwarna biru, yang ditempatkan pada tepi terdepan massa udara dingin. Front dingin terletak pada tepi terdepan dimana suhu udaranya terendah, dimana dalam analisis isotherm akan ditunjukkan sebagai tepi terdepan dari gradien isotherm. Awan-awan yang terbentuk pada saat front dingin adalah awan Cumulonimbus (Cb) dan Cumulus (Cu). Selama front ini berlangsung terjadi hujan badai sangat besar, Guntur, dan kilat selama 2-3 jam. Setelah terjadinya front dingin, maka menara yang dibentuk oleh awan cumulus dan cumulonimbus akan perlahan-lahan hilang dan menjadi awan kumlus kecil). Satu fakta penting yang diingat adalah tekanan rendah selalu terjadi ketika

14

front melewati stasiun. Jika kita bergerak menuju front, tekanan akan menurun, dan jika kita menjauh, tekanan meningkat. Front dingin selalu bergerak menuju selatan, tenggara, atau timur. Front ini digambarkan dengan garis biru dan segitiga di sepanjang garis tersebut. (Lutgens & Tarbuck, 1982).

Weather Element Winds Temperature Pressure Clouds

Before Passing

While Passing

After Passing

South/Southeast Warm Falling steadily Ci, Cs, Tcu, Cb

Gusty, shifting Sudden drop Minimum, then sharp rise Tcu, Cb

West/Northwest Steadily dropping Rising Stedily Cu, Sc when ground is warm

Precipitation

Short period of showers

Heavy showers of rain or snow, sometimes with hail, thunder, and lightning

Decreasing intensity of showers, then clearing

Visibility

Fair to poor in haze

Poor, followed by improving Sharp drop

Good, except in showers Lowering

Dew Point

High; remains steady

Tabel 2. Tipe kondisi cuaca dengan front dingin di bagian belahan bumi utara (Sumber : Meteorology Today, 2007)

Front dingin dan front panas memiliki perbedaan karakter yang cukup mendasar diantaranya adalah:INDIKATOR Pada zona transisi FRONT DINGIN Mempunyai slope 1:80 hingga 1:150 Seperti skop membongkar tanah, udara panas terdesak, cepat sehingga membentuk cuaca buruk dan squall line FRONT PANAS Slope antara 1:120 hingga 1:300 Seperti udara naik pegunungan akan terbentuk kabut yang seringkali membuat hujan gerimis berkepanjangan

Proses kejadian front

15

Awan-Awan yang terbentuk

Cu (cumulus) dan Cb (Cumulonimbus)

Indikator selama front hingga berakhirnya

Hujan badai sangat besar guntur dan kilat selama 2-3 jam

Cirus, Cirocumulus, cirostratus, altocumulus dan altostratus serta nimbostatus dan cumulus Hujan gerimis hingga sedang yang berlangsung lama 2-3 hari.

Tabel 3. Perbedaan front dingin dan front hangat

Gambar 9. Ilustrasi front dingin dan dominasi awan yang terbentukSumber: http://www.apollo.lsc.vsc.edu Sama halnya dengan front panas, analisis front dingin dapat dilakukan dengan menggunakan peta isoplet. Peta isoplet yang dapat dugunaka antara lain adalah peta isobar, peta isothermal, isodrotherm dan peta isogon. Analisis untuk identifikasi front dingin sama dengan front panas, perbedaanya hanya pada jenis dominasi awan dan kondisi cuaca pada daerah yang secara umum kita sebut front. Berikut adalah contoh hasil identifikasi front dingin dengan menggunakan peta sinoptik dimana gamabar no 1 menunjukan peta isotherm (1), isogon (2), dan isodrotherm (3) untuk menganalisis pada suatu wilayah.

16

Berikut adalah contoh indentifikasi front dingin dengan menggunakan informasi unusr-unsur cuaca yang terdapat pada peta sinoptik:

(1)

(2)

(3)

Sumber: http://ww2010.atmos.uiuc.edu

17

c. Front Campuran (Occluded Front) Front campuran terjadi apabila dua massa udara dingin bertemu dengan massa udara panas sehingga massa udara dingin akan mengambil alih lokasi massa udara panas. Pada saat front campuran berlangsung, yang mendominasi adalah front dingin, sehingga karakteristiknya mirip dengan front dingin. Front campuran pada umumnya terjadi dimana front dingin bergerak lebih cepat dari front panas. Kadang-kadang dalam sebuah sistem badai front dingin akan "mengejar" front panas. Front campuran yang diwakili oleh pada peta cuaca yang solid ungu dengan alternating triangles dan setengah lingkaran, yang di arah dari gerakan.

Gambar 10 : Proses terjadinya front campuran (sumber: www.free-online-private-pilot-ground-school.com) Terdapat dua jenis front campuran di atmosfer dan temperatur udara sangat menentukan front campuran jenis mana yang lebih dominan. Front oklusi dingin terjadi ketika front dingin bergerak cepat dan mengambil alih lokasi front panas dimana udara pada front panas lebih bergerak lambat atau ketika front dingin menyelusup ke bawah front panas. Ketika hal ini terjadi maka udara dingin akan

18

mengganti massa udara hangat di atmosfer. Secara khusus front campuran jenis ini dapat menciptakan sebuah percampuran dari udara yang ditemukan pada kedua front sehingga kondisi udara relatif stabil.

Gambar 11. The Cold front occlusion

Front oklusi panas terjadi ketika udara di depan front panas lebih dingin dari udara front dingin atau dengan kata lain terjadi apabila front dingin naik ke atas front panas. Ketika kasus ini terjadi maka front dingin akan naik dan terus naik ke atas front panas. Ketika udara ini terangkat oleh front panas maka kondisi atmosfer yang terbentuk adalah tidak stabil, cuaca akan lebih berat dibandingkan dengan front oklusi dingin, diikuti oleh terjadinya badai besar, hujan dan kabut.

Gambar 12. The Warm front occlusion

19

Front ini digambarkan dengan garis setengah lingkaran dan segitiga di yang berwarna ungu di sepanjang garis tersebut. (Lutgens & Tarbuck, 1982).

Weather Element Winds

Before Passing

While Passing

After Passing

East, Southeast, or South

Variable

West or North West

Temperature Cold type Warm type Pressure Clouds Precipitation Cold or cool Cold Usually falling Ci, Cs, As, Ns Light, moderate, heavy precipitation Visibility Poor in precipitation Dew Point Steady Usually slight drop, especially if coldoccluded Slight drop, although may rise a bit if warmoccluded. Dropping Rising Low point Ns sometimes Tcu, Cb Light, moderate, heavy continous precipitation or showers Poor in precipitation Colder Milder Usually rising Ns, As, or scttered Cu Light to moderate, precipitation followed by general clearing Improving

Tabel 4. Tipe kondisi cuaca dengan front campuran di bagian belahan bumi utara (North America) (Sumber : Meteorology Today, 2007)

Gambar 13. Simbol untuk front campuran

20

d. Front Stasioner (Stationary Front)

Ada kalanya suatu front tidak cukup kuat untuk mendorong front lainnya, sehingga udara menjadi tidak bergerak. Kondisi ini dinamakan front stasioner atau front quasi stationer (Ahrens, 2007). Front quasi stationer dapat terjadi apabila ada dua massa udara yang bertemu, baik dingin maupun panas, tetapi masing-masing dari massa udara tersebut tidak cukup kuat untuk mendesak satu dengan yang lainnya sehingga tidak jelas mana yang mendominasi. Suatu daerah dapat dikatakan mengalami front quasi stationer apabila tidak terjadi perubahan selama rentang beberapa lama. Hal ini bersifat subjektif, karena tergantung dari pengamat yang melakukan penelitian di lapangan. Pergerakan dari front quasi stationer ini hanya berkisar pada 5 knot. Kondisi cuaca di sepanjang front stasioner ini umumnya cerah atau sedikit berawan, dengan udara yang jauh lebih dingin disalah satu sisi. Hal ini disebabkan karena kedua massa udara relatif kering dan tanpa presipitasi. Tetapi front tersebut tak berlangsung lama. Jika udara yang lebih hangat mulai bergerak dan mendorong udara dingin, front tak lagi dalam kondisi stasioner. Kondisinya akan berubah menjadi front panas. Begitu pula ketika udara yang lebih dingin mendapat daya dorong yang lebih kuat, maka kondisi akan berubah menjadi front dingin dan udara hangat tersebut akan tergeser (Lutgens, 1982).

Gambar 13. Proses Pembentukan Quasi Stationer Front (sumber: www. earth.usc.edu)

21

Dalam beberapa keadaan suatu segmen front kutub yang panjang hampir menjadi stasioner. Di sepanjang bagian front ini terjadi osiliasi kecil sebagai gelombang-gelombang yang sanagt lemah yang bergerak sepanjang front. Di beberapa tempat front ini bergerak ke arah utara sebagai front hangat dan bergerak kembali ke arah selatan sebagai suatu front dingin beberapa jam kemudian. Front ini disebut front quasi stasioner. Jadi tidak begitu jelas mana yang dominan. Kadang-kadang front ini mengikuti karakteristik suatu front hangat dalam hal adanya gerakan ke arah atas, meskipun posisi frontal permukaan memperlihatkan gerakan yang kecil. Front stasioner pada peta cuaca ditandai dengan alternating setengah lingkaran merah dan biru yang berlawanan arah, tidak menunjukkan pergerakan signifikan. Ketika front stasioner berada pada skala kecil, degenerating ke zona yang sempit di mana arah angin berubah cukup signifikan lebih dari jarak dekat, mereka dikenal sebagai shearlines. Shearline digambarkan sebagai garis merah titik dan strip.

Gambar 14. Shearline untuk menggambarkan front stasioner (sumber: www. earth.usc.edu)

e. Siklon Frontal

Siklon frontal adalah daerah front dimana terjadi pertemuan dua massa udara yang berbeda kekuatan dan karakter. Siklon frontal merupakan bentuk front yang terjadi dalam keadaan khusus. Depresi frontal dalam tahapan paling berkembang dapat berupa badai besar yang lebarnya mencapai 1600 km (1000 mil) dan dapat bergerak sejauh ribuan kilometer (mil), membawa cuaca penuh badai yang sangat mudah berubah arah ke berbagai tempat sebelum akhirnya menghilang. Front bergerak digambarkan di peta cuaca sebagai garis lengkung. Siklon frontal sering juga disebut sebagai siklon ekstratropis karena siklon frontal ini terjadi di lintang-lintang menengah dan tinggi. Siklon tersebut berbeda

22

dari siklon tropis dalam beberapa hal, tetapi yang paling menonjol adalah bahwa siklon ekstratropis mengandung sistem frontal sedangkan siklon tropis tidak sehingga siklon tropis dikenal sebagai siklon frontal. Sikoln ekstratropis terbentuk di sepanjang front kutub yang merupakan suatu zona frontal yang memisahkan massa udara kutub yang dingin dari massa udara tropis yang hangat. Salah satu contohnya adalah Claudette Hurricane di tahun 2003, di mana asal gelombang angin dari 45 mph (72 km / h) sebelum berkembang menjadi sirkulasi. Badai tropis yang digambarkan dengan garis yang solid jeruk di US Nasional Cuaca Layanan Unified Permukaan Analisis. Dalam suatu Front atau konvergensi massa udara, udara mengalami deformasi kompresi. Adapun tahap tahap deformasinya biasa dibagi ke dalam empat tingkat, yaitu : 1. Tingkat normal Udara Kutub dari utara dan udara tropis dari selatan saling bertemu. 2. Tingkat Deformasi 3. Suatu putaran udara terjadi, arahnya berlawanan jarum jam di belahan bumi utara dan searah jarum jam di belahan bumi selatan. 4. Tingkat deformasi frontal Bidang front (diskontinuitas) terdeformasi kuat sehingga massa udara terbelah dan udara panas terjepit diantara udara dingin. Udara dingin menghujam di bawah udara panas, kemudian udara panas naik ke udara atas yang lebih tinggi dalam bidang miring dimana disepanjang bidang Front panas akan terbentuk awan awan Cirrus, Altostratus dan Altocumulus. Disepanjang bidang Front dingin udara panas bersinggungan dengan udara dingin menyebabkan tidak stabil sehingga udara panas naik dengan cepat dan menumbuhkan awan awan konvektif Cumulus, Cumulus Congestus dan Cumulonimbus. Front dingin inilah yang menyebabkan hujan lebat, badai guruh dan hujan es.

23

Gambar 15. Siklon Frontal (Tjasyono 2004).

24

2.4 Analisis Perhitungan Kemiringan Front (Slope of front)

Front adalah sebuah istilah yang diperkenalkan oleh seorang ahli meteorologi Norwegia pada tahun 1918. Permukaan front, merupakan slope atau kemiringan zona transisi antara dua massa udara yang berbeda kerapatan dan suhu. Kesetimbangan slope dari permukaan yang diskontinu diturunkan oleh M. R. Margules sebagai :

tan

f 11 2 2 f Tm1 2 g 1 2 g T2 T1

Gambar 16. Slope yang terbentuk pada peristiwa front dingin (ilustrasi) (Sumber: http://www.apollo.lsc.vsc.edu)

Dimana 1 dan 2 adalah kerapatan udara, 1 dan 2 komponen angin geostropis yang sejajar dengan front, T adalah suhu, f adalah parameter coriolis dan g adalah percepatan gravitasi. (McIntosh, 1972).

25

2.5 Analisis Front dengan Citra Satelit

Analisis front dengan menggunakan citra satelit dapat dilakukan dengan menggunakan menggunakan citraan inframerah dan citraan cahaya tampak. Perbedaan kedua citra ini adalah dari panjang gelombang yang ditangkap oleh masing-masing band satelit. a. Infrared Imagery Gambar front diambil dengan IR panel dan ditampilkan dalam kode-kode warna. Puncak awan dingin diberi warna merah atau pink, warna kuning muda dan abu-abu menggambarkan puncak awan hangat atau lebih panas. Awan dingin yang berhenti umumnya merupakan batasan (boundary) dari massa-massa udara disekitar front dan sangat berpotensi untuk menghasilkan hujan. Dengan menggunakan skala warna kita dapat menentukan temperatur tiap awan. Berikut adalah contoh analisis front dengan menggunakan satelit Meteosat 8 Infrared 00 UTC:

Gambar 17. Analisis front dengan menggunakan citra satelit infrared. (sumber: www. http://www.eumetsat.de/)

26

Pencitraan

dengan

menggunakan

sensor

IR

(inframerah)

mampu

menganalisis suhu permukaan suatu objek apakah itu awan, samudera dan permukaan tanah. Citra IR muncul dalam variasi warna yang berbeda sangat bergantung dari penyusunan algoritma citra. b. Visible Imagery Citra satelit cahaya tampak (visible) menampilkan citraan suatu objek dengan spektrum cahaya tampak. Tampilan yang dihasilkan mirip atau hampir sama dengan apa yang dilihat dengan mata telanjang. Manfaat dari pengunaan citra satelit dengan cahaya tampak ini memiliki kemapuan untuk membedakan kabut rendah dan awan stratus dimana jika kita menggunakan citraan IR objek ini tidak dapat terdeteksi atau dibedakan. Citraan dengan cahaya tampak juga bisa mengidentifikasi fitur daerah seperti danau dan vegetasi. Fitur ini sangat berguna untuk mengidentifikasi awan cirrus tinggi, asap tipis, debu, dan abu vulkanik. Namun kelemahannya adalah citraan cahaya tampak ini hanya tersedia selama matahari bersinar. .

Gambar 18. Analisis front dengan menggunakan citra satelit cahaya tampak (sumber: www. http://www.eumetsat.de/)

27

Citraan satelit diatas diambil dengan menggunakan satelit Meteosat 8 Visual 12 UTC. Analisis front dapat dilakukan dengan menentukan jenis awan yang mendominasi pada suatu wilayah (perhatikan gambar). Setiap awan memiliki karakter pencitraan yang unik dan berbeda satu dengan yang lain. Warna pink pada citra merupakan awan es yang dingin dan warna kuning atau hijau pada awan merupakan awan yang mengandung kandungan air dekat permukaan.

2.6 Studi Kasus Analisis Front

Carolina Coastal Front Case Studies, Sensible Weather Timothy A. Holley, Wyat Appel, Allen Riordan North Carolina State University Raleigh, NC 27607 A. Objectives Case Studies Onshore Coastal Fronts 17-18 Feb 2000 29-30 Mar 2001 Document Structure and Movement of Coastal Fronts Compare Eta Forecast with Observations Timing of inland movement Cold inland temperatures

B. Methods Hand analysis of observed pressure and temperature fields were made for: surface upper-levels cross sections Time series analysis of temperature Comparison with Eta fields

28

1. Identifikasi Wilayah Frontogenesis

2. Surface Analysis 06Z 18 Feb 00 msl pressure (mb)/Temp (F)

29

3. Surface Analysis 12Z 18 Feb 00

4. 288 K Theta Surface Eta Initialization for 12Z 18 Feb Pressure (mb)/ Winds (kts)

30

5. Location of the 50oF dew point line at 4-hour increments starting at 15 Z on 18 Feb.

6. 30-h Eta Forecast Valid 18Z 18 Feb msl Pressure (mb)/ 2m Temps (F)

31

7. Bandingkan

(Observed)

(30-h Forecast)

32

Conclusions

18-19 February Case Front progressed Northwest / Anchored in Southwest Cold-water camouflage Diurnal Cooling Influenced Location Eta forecast pressure field OK Eta 2-m temp disaster in cold air

Coastal Front of 29-30 March 2001

1. 0300 UTC March 29 2001

33

2. 0600 UTC March 29 2001

3. 0900 UTC March 29 2001

34

4. 1200 UTC March 29 2001

5. 1500 UTC March 29 2001

35

6. 03.00 UTC March 30 2001

7. 1200 UTC March 30 2001

36

Kesimpulan

Front adalah suatu wilayah atau tempat pertemuan antara dua massa udara yang memiliki perbedaan fisik dan kekuatannya. Biasanya, front terjadi di daerah lintang tinggi sekitar 66.5 o lintang utara atau selatan. Front dapat dibedakan atas lima jenis yaitu front panas (warm front), front dingin (cold front), front campuran (occluded front), front stasioner (stationary front) dan siklon frontal. Klasifikasi front ini didasarkan pada temperatur udara dan dominasi udara yang terjadi. Front panas terjadi apabila massa udara panas menggilas massa udara dingin. Pada saat front panas berlangsung, terjadi hujan gerimis dalam waktu yang lama sekitar 2-3 hari. Awan-awan yang terbentuk pada saat front panas ini adalah awan Cirrus, Cirocumulus, Cirrostratus, Altocumulus, dan Altostratus. Front dingin terjadi apabila massa udara dingin menggilas massa udara panas, dimana massa udara panas akan naik di atas massa udara yang lebih dingin. Front dingin biasanya mempunyai kemiringan antara 1:80 dan 1:150 yang artinya zona transisisi tersebut terletak pada ketinggian 1 km di atas tanah, pada jarak antara 80 sampai 150 dari front permukaan. Awan-awan yang terbentuk pada saat front dingin adalah awan Cumulonimbus (Cb) dan Cumulus (Cu). Selama front ini berlangsung terjadi hujan badai sangat besar, Guntur, dan kilat selama 2-3 jam. Front campuran terjadi apabila dua massa udara dingin bertemu dengan massa udara panas sehingga massa udara dingin akan mengambil alih lokasi massa udara panas. Front quasi stationer terjadi apabila ada dua massa udara yang bertemu, baik dingin maupun panas, tetapi masing-masing dari massa udara tersebut tidak cukup kuat untuk mendesak satu dengan yang lainnya sehingga tidak jelas mana yang mendominasi. Siklon frontal adalah daerah front dimana terjadi pertemuan dua massa udara yang berbeda kekuatan dan karakter. Siklon frontal sering juga disebut sebagai siklon ekstratropis karena siklon frontal ini terjadi di lintang-lintang menengah dan tinggi.

37

Analisis front merupakan suatu metode identifikasi front pada suatu wilayah tertentu. Analisis front dapat dilakukan secara manual dengan bantuan peta isoplet dan juga dapat dilakukan secara otomatis dengan bantuan citra satelit dan perangkat lunak meteorologi. Analisis front secara sederhana atau manual dapat dilakukan dengan menggunakan pendekatan-pendekatan unsur-unsur cuaca. Diantaranya dengan melihat suhu udara, suhu titik embun dan arah angin pada peta sinoptik. Analisis front juga dapat dilakukan secara otomatis dengan bantuan citra satelit dengan menggunakan band inframerah atau cahaya tampak. Identifikasi front dengan menggunakan citra satelit sangat berkorelasi dengan temperature dan jenis awan pada suatu wilayah karena front merupaka pertemuan dua massa udara yang memiliki pebedaan karakteristik. Manfaat mempelajari front adalah memahami mekanisme pergerakan massa udara, mengetahui jenis front yang terjadi pada suatu wilayah, mempelajari fenomena cuaca yang mungkin terjadi dalam suatu wilayah dan suatu bentuk tindakan mitigasi untuk mencegah terjadinya keruskan akibat fenomena cuaca yang terjadi.

38

Daftar Pustaka[Anonim]. 2009. Air Masses and Weather Patterns. http://www.earth.usc.edu. [Bogor, 7 April 2009]. [Anonim]. 2008. Cold Front. http://en.wikipedia.org/wiki/Cold_front. [4 April 2009] 21:45. [Anonim]. 2008. Warm Front. http://en.wikipedia.org/wiki/Warm_front. [4 April 2009] 21:13. [Anonim]. 2009. Front. http://www.apollo.lsc.vsc.edu [03 April 2009]. [Anonim]. 2009. Front .http://ww2010.atmos.uiuc.edu. [21 April 2009]. Ahrens C. Donald. 2007. Meteorology Today: An Introduction to Weather, Climate, and the Environment. Belmont: Thomson Higher Education. Lutgens Frederick K. 1982. The Atmosphere: An Introduction to Meteorology. New Jersey: Prentice Hall. McIntosh, D, H. 1972. Meteorology Glossary. Her Majestys Stationery Office: London. Ritter, Michael. 2007. Weather Systems. http://www.uwsp.edu/geo/faculty/ritter/ geog101/textbook/weather_systems/outline.html Tjasyono Bayong. 2004. Klimatologi. Bandung: ITB Press. Toyib, Sobri Effendy. 2009. Modul Kuliah ke-6 Analisis Meteorologi. Bogor: Departemen Geofisika dan Meteorologi FMIPA IPB.

39