Seminar Nasional Fisika dan Aplikasinya

Sabtu, 22 Juli 2017

Bale Sawala Kampus Universitas Padjadjaran, Jatinangor

103

ANALISIS KONDISI ATMOSFER SAAT HUJAN LEBAT DI BIMA TERKAIT SIKLON TROPIS YVETTE

(STUDI KASUS 20-21 DESEMBER 2016)

UMI SA’ADAH*, FATIMAH MEGA SUGIHARTATI

Prodi Meteorologi, Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika

Jl. Perhubungan 1 No.5, Pondok Betung, Pondok Aren, Tangerang Selatan, Banten 15221

Abstrak. Pada tanggal 21 Desember 2016 terjadi banjir bandang di Kota Bima yang mengakibatkan kerusakan pada beberapa fasilitas umum. Banjir dipicu oleh hujan lebat dari tanggal 20-21 Desember yang terjadi bersamaan dengan pertumbuhan siklon tropis YVETTE di perairan barat laut Australia. Salah satu pos hujan Kota Bima mencatat jumlah curah hujan selama 2 hari berturut-turut sebesar 221 mm. Dari kejadian tersebut penulis tertarik untuk menganalisis kondisi atmosfer yang mendukung. Hasil analisis didapatkan bahwa suhu permukaan laut (SPL) di sekitar perairan Bima bernilai lebih dari atau sama dengan 27 ᵒC dengan anomali SPL positif, kelembaban udara pada lapisan 850 mb bernilai 75 - 95 %, lapisan 700 mb bernilai 60 - 80 % dan lapisan 500 mb bernilai 60 - 85 % serta streamline menunjukkan adanya belokan angin (shearline) dan pola angin monsun barat menuju tekanan rendah di perairan barat laut Australia, vortisitas bernilai negatif sebesar 4x10-5. Interpretasi citra satelit Himawari-8 kanal infrared (IR) menunjukkan adanya tutupan awan Cumulonimbus (Cb) di Kota Bima dengan suhu puncak awan terendah mencapai -82.4 ᵒC.

Kata kunci : Cumulonimbus, Hujan Lebat, Siklon

Abstract. On December 21, 2016, there was a flood in Bima City that caused damage to some public facilities. The floods were triggered by heavy rains from December 20-21 that coincided with the growth of YVETTE tropical cyclones in Australia's northwest waters. One of the rain post of Bima City recorded the amount of rainfall for 2 days is 221 mm. From the incident, the authors are interested to analyze the conditions of the atmosphere that support. The analysis shows that sea surface temperature (SST) that around Bima waters is more than or equal to 27 ᵒC with positive SST anomaly, air humidity at 850 mb layer is 75-95%, 700 mb layer is 60-80% and 500 mb layer is 60-85% and streamline indicates the wind shearline and west monsoon pattern toward low pressure in Australia's northwest waters, a negative vorticity of 4x10-5. Interpretation of Himawari-8 infrared (IR) satellite imagery shows the presence of Cumulonimbus (Cb) cloud cover in Bima City with the lowest cloud top temperature reaches -82.4 ᵒC.

Keywords : Cumulonimbus, Heavy Rain, Cyclone

1. Pendahuluan

Sebagai salah satu negara yang berada di wilayah tropis, Indonesia berpotensi

besar terjadi cuaca ekstrem yang dapat memberi dampak bencana bagi masyarakat

di berbagai sektor kehidupan. Hujan lebat dengan intensitas minimal 50 mm/hari

atau 20 mm/jam merupakan salah satu contoh fenomena cuaca ekstrem [2]. Hujan

lebat sering mengakibatkan banjir di beberapa wilayah Indonesia. Dibandingkan

dengan tahun 2015, banjir di tahun 2016 meningkat 52 % dengan total banjir

sebanyak 766 kejadian [6]. Salah satu kasus bencana banjir ekstrem yang ramai * Email : umisaadah.23@gmail.com

104 Umi Sa’adah dkk

diberitakan di akhir tahun 2016 adalah banjir bandang di Kota Bima. Berdasarkan

informasi yang diperoleh dari Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB),

banjir di Kota Bima disebabkan oleh hujan lebat pada tanggal 20-21 Desember

2016. Tidak ada korban jiwa dalam bencana tersebut, tetapi banjir mengakibatkan

ribuan rumah di lima kecamatan Kota Bima terendam banjir setinggi 1-2 meter,

listrik dan akses telekomunikasi terputus [7]. Curah hujan yang terukur di

beberapa pos hujan Kota Bima diatas 100 mm/hari. Pada saat yang bersamaan

dalam skala regional telah terjadi pertumbuhan siklon tropis di Samudera Hindia

bagian selatan Indonesia atau perairan Barat Laut Australia. Pertumbuhan siklon

tropis dari tanggal 20-21 Desember terus mengalami penguatan hingga tanggal 22

Desember 2016, Bureau of Meteorology (BOM) resmi memberi nama YVETTE

untuk siklon tropis yang tumbuh di perairan Barat Laut Australia.

Gambar 1. Jejak (track) Siklon Tropis YVETTE

(Sumber: http://www.bom.gov.au/products/IDW60281.shtml)

Ketika ada indikasi pertumbuhan siklon tropis, pada beberapa wilayah memiliki

kecenderungan cuaca yang memburuk. Tetapi ketika siklon tropis sudah matang

atau sudah diberi nama (kecuali daerah yang mempunyai radius 500 km dari pusat

siklon yang lebih sering mengalami hujan lebat), yang berpengaruh di Indonesia

hanya angin kencang dan gelombang tinggi. Kemudian disaat siklon tropis sudah

menjauhi wilayah Indonesia atau ketika intensitasnya sudah melemah, cuaca di

Indonesia bagian selatan cenderung banyak terjadi hujan lebat [9]. Di Kota Bima

hujan lebat yang memberi dampak berupa banjir bandang terjadi bersamaan

dengan periode tumbuh siklon tropis YVETTE. Melihat dua kejadian tersebut,

penulis tertarik melakukan penelitian untuk mengkaji kondisi atmosfer saat

kejadian hujan lebat di Kota Bima yang berkaitan dengan pertumbuhan siklon

tropis YVETTE. Untuk melakukan analisis cuaca di Indonesia, penting

ISSN : 2477-0477. 105

memperhatikan beberapa fenomena cuaca skala regional yang secara periodik

terjadi serta mengenali jenis massa udara yang melewati Indonesia. Hal tersebut

dapat diketahui dengan melihat pola tekanan udara yang ada di Benua Asia dan

Benua Australia. Pola tekanan udara ini dimanfaatkan untuk mengetahui dari

mana sumber massa udara yang memasuki wilayah Indonesia dan memantau

monsun Asia maupun Australia [11]. Berdasarkan pola curah hujan tahunan,

Indonesia terbagi menjadi tiga wilayah. Salah satunya, wilayah bagian selatan

Indonesia yang dipengaruhi oleh monsun dimana pada wilayah ini memiliki

perbedaan yang jelas antara periode musim hujan dan periode musim kemarau

dengan satu puncak musim hujan pada periode DJF (Desember Januari Februari)

dan satu lembah hujan pada periode JJA (Juni Juli Agustus) [1]. Di dalam wilayah

monsun kerap terjadi gangguan tropis salah satunya siklon tropis. Siklon tropis

adalah sistem tekanan rendah yang terbentuk di atas perairan tropis yang hangat

dengan suhu permukaan laut di atas 26.5 °C, memiliki pola angin siklonik dengan

kecepatan angin maksimum rata-rata di pusatnya mencapai 34 knot [12]. Siklon

tropis terbentuk secara efektif pada wilayah di atas lintang 10 derajat Lintang

Utara/Lintang Selatan. Sekitar 2/3 kejadian siklon tropis terletak di belahan bumi

utara (BBU) dan 1/3 kejadian terjadi di belahan bumi selatan (BBS), salah satunya

berada di bagian antara selatan wilayah Indonesia dan Australia seperti Laut

Timor [10]. Meskipun letak geografis Indonesia bukan merupakan lokasi

pembentukan siklon tropis, namun Indonesia berbatasan langsung dengan daerah

pembentukan dan lintasan siklon [5]. Dampak siklon tropis dapat menjangkau

hingga ribuan kilometer dari pusat badai dan menyebabkan terjadinya angin

kencang, gelombang tinggi, dan hujan lebat yang dapat mengakibatkan banjir,

tanah longsor, tumbangnya pepohonan dan membahayakan kegiatan penerbangan

serta pelayaran [3]. Selain itu dampak siklon tropis juga dipengaruhi posisi dan

intensitas siklon serta faktor sirkulasi udara di wilayah Indonesia [9]. Awan-awan

pembentuk hujan dapat diidentifikasi dengan salah satunya bantuan citra satelit

cuaca. Hujan lebat dapat terjadi pada awan-awan yang mempunyai suhu puncak

rendah [4]. Suhu kecerahan awan konvektif yang berpotensi menimbulkan hujan

lebat berkisar antara 195-235 K atau setara (-78) - (-40) °C [8]. Jika dilihat dari

citra satelit cuaca, wilayah konvektif dengan awan Cumulonimbus (Cb)

digambarkan berupa wilayah dengan tutupan tebal berwarna putih terang.

2. Metode Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Kota Bima, Provinsi Nusa Tenggara Barat yang

terletak pada koordinat 118°41'00"-118°48'00" BT dan 8°20'00"-8°30'00" LS.

Kota Bima terbagi menjadi lima kecamatan yaitu Asakota, Rasanae Barat,

Rasanae Timur, Raba dan Punda.

106 Umi Sa’adah dkk

Gambar 2. Lokasi Penelitian

Sumber: https://www.google.com/maps/@8.529617,117.8865863,180697m/data=!3m1!1e3.

Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data reanalysis Era-Interim dari

European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) dengan

resolusi spasial 0,125°x0,125° dan resolusi temporal 6 jam dengan level 1000 mb

sampai 100 mb yang diunduh melalui situs http://ecmwf.int. Data reanalysis

meliputi suhu permukaan laut, kelembaban udara, angin zonal (u), angin

meridional (v), dan vortisitas. Hasil reanalysis dari NOAA untuk anomali suhu

permukaan laut diunduh melalui situs

http://www.ospo.noaa.gov/Products/ocean/sst/anomaly/, hasil reanalysis dari

BOM untuk pola tekanan permukaan laut melalui situs

http://www.bom.gov.au/australia/charts/, dan data curah hujan dari beberapa pos

hujan di Kota Bima. Selain itu juga digunakan data mentah Citra Satelit

Himawari-8 kanal infrared (IR) dalam format SATAID dengan resolusi 0.0181o

yang diperoleh dari Sub Bidang Satelit BMKG melalui alamat

ftp://202.90.199.115/.

Data – data yang telah diperoleh kemudian diolah menggunakan perangkat lunak

(Software) yang telah tersedia. Pengolahan data reanalysis ECMWF dalam

memetakan skala regional pada saat kejadian hujan lebat dilakukan dengan

menggunakan perangkat lunak GrADS. Sedangkan, pengolahan data mentah Citra

Satelit dalam menunjukkan nilai suhu puncak awan pada saat kejadian hujan lebat

dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak SATAID GMSLPD. Untuk

mengetahui kondisi atmosfer yang mendukung terjadinya hujan lebat di Kota

Bima pada saat pertumbuhan siklon tropis YVETTE, dilakukan pengintepretasian

peta suhu permukaan laut dan anomalinya, pergerakan massa udara secara

horizontal (Streamline), kelembaban udara, votisitas dan grafik suhu puncak awan

serta tampilan citra satelit kanal Infrared Himawari-8.

ISSN : 2477-0477. 107

3. Hasil dan Pembahasan

Di wilayah perairan Bima berdasarkan data suhu muka laut pada tanggal 19 Desember 2016 memiliki nilai berkisar antara 27 - 30 °C dan suhu muka laut lebih hangat tergambarkan diwilayah perairan utara dan barat laut Australia dengan nilai di atas 30 °C. Suhu muka laut yang hangat mendukung adanya potensi pertumbuhan awan konvektif karena banyaknya pasokan uap air akibat proses penguapan yang terjadi diperairan hangat.

Gambar 3. Suhu Muka Laut tanggal 19 Desember 2016 pukul 00 UTC

Sementara itu anomali suhu muka laut di wilayah perairan Bima pada tanggal 19 Desember 2016 secara umum menunjukkan anomali positif berkisar 0.0 - 1.5 °C. Anomali suhu muka laut positif ini mengindikasikan adanya penguapan yang tinggi sehingga dapat menambah pasokan uap air untuk pertumbuhan awan-awan konvektif. Suhu muka laut dan anomalinya merupakan parameter cuaca global, sedangkan siklon tropis merupakan fenomena cuaca regional dan hujan lebat akibat adanya awan konvektif merupakan fenomena cuaca lokal. Perbedaan skala cuaca ini menyebabkan adanya jeda waktu (time lack) dalam mempengaruhi skala cuaca yang lebih kecil. Maka dari itu, untuk mengetahui potensi pendukung pertumbuhan siklon tropis dan pertumbuhan awan konvektif, analisis suhu muka laut dan anomalinya dilakukan satu hingga tiga hari sebelum kejadian.

108 Umi Sa’adah dkk

Gambar 4. Anomali Suhu Muka Laut tanggal 19 Desember 2016

Berdasarkan peta streamline tanggal 20-21 Desember 2016 dapat diketahui bahwa

di wilayah Bima terdapat pola shearline dan angin dominan bertiup dari arah barat

laut akibat pengaruh monsun baratan. Di wilayah shearline pada umumnya

memiliki kecepatan angin menurun dan menyebabkan terjadinya penumpukan

massa udara di sekitar wilayah tersebut sehingga berpotensi mendukung adanya

pertumbuhan awan-awan konvektif. Sementara itu, pada tanggal 20 Desember

2016 terlihat adanya dua arus siklonik pula di perairan utara dan barat laut

Australia. Namun, mulai tanggal 21 Desember 2016 pukul 00 UTC, arus siklonik

di perairan utara Australia memasuki daratan sedangkan arus siklonik di perairan

barat laut Australia tetap bertahan di atas perairan dengan kecepatan angin yang

semakin meningkat 30 - 40 knot.

Gambar 5. Streamline tanggal 20-21 Desember 2016

ISSN : 2477-0477. 109

Sebagaimana ditunjukkan pada peta streamline, gambar isobar juga menunjukkan bahwa terdapat pusat tekanan rendah di perairan barat laut Australia yang merupakan bibit dari siklon tropis YVETTE. Monsun Baratan dan adanya tahap pertumbuhan siklon tropis di perairan Australia semakin menarik massa udara basah dari Asia menuju pusat tekanan rendah dan mendukung potensi terbentuknya sabuk perawanan yang meluas. Kondisi ini memungkinkan pembentukan awan-awan konvektif di Bima.

Gambar 6. Isobar tanggal 20-21 Desember 2016 pukul 00 UTC

Kelembaban udara mengindikasikan banyaknya uap air yang tersedia pada suhu tertentu dimana syarat yang mendukung pembentukan awan konvektif apabila nilai kelembaban udara pada lapisan signifikan yaitu 850 mb, 700 mb dan 500 mb masing-masing memiliki nilai lebih besar atau sama dengan 80%, lebih besar atau sama dengan 60% dan lebih besar atau sama dengan 50%. Berdasarkan profil vertikal kelembaban udara di Kota Bima pada tanggal 20-21 desember 2016, kelembaban udara di lapisan 850 mb berkisar antara 75 - 95 %, di lapisan 700 mb berkisar 60 - 80 %, dan di lapisan 500 mb berkisar 60 - 85 %. Dengan keadaan atmosfer yang cukup basah tersebut, menunjukkan kondisi uap air yang cukup banyak untuk mendukung pembentukan awan konvektif. Selain itu terlihat bahwa kondisi kelembaban atmosfer dari tanggal 20 Desember pukul 18 UTC sampai 21 Desember pukul 03 UTC di tiap lapisannya cukup basah. Hal ini mengindikasikan pertumbuhan awan konvektif hingga lapisan atas dan menyebabkan terjadinya hujan lebat di Kota Bima.

110 Umi Sa’adah dkk

Gambar 7. Kelembaban Udara Lapisan 1000-100 mb tanggal 20-21 Desember 2016

Berdasarkan vortisitas udara pada tanggal 20-21 Desember 2016 di Kota Bima, terlihat bahwa vortisitas di lapisan 925 mb bernilai negatif dengan nilai antara 2x sampai 5x . Wilayah Bima berada di Belahan Bumi Selatan (BBS), dimana vortisitas negatif menunjukkan adanya gerak vertikal yang mengakibatkan massa udara terangkat dan meningkatkan intensitas pertumbuhan awan konvektif. Selain itu sama halnya seperti kelembaban udara, dari tanggal 20 Desember pukul 18 UTC sampai 21 Desember pukul 03 UTC, vortisitas menunjukkan nilai negatif tidak hanya di lapisan dekat permukaan namun hingga lapisan atas. Hal ini mengindikasikan pertumbuhan awan hingga lapisan atas.

Gambar 8. Vortisitas lapisan 1000-100 mb tanggal 20-21 Desember 2016

ISSN : 2477-0477. 111

Berdasarkan analisis deretan waktu (time series) citra satelit Himawari-8, dapat dilihat suhu puncak awan pada tanggal 20 Desember pukul 09 UTC - 11 UTC memiliki nilai di bawah -40 °C dan turun hingga mencapai -56 °C pada pukul 23 UTC. Sementara pada tanggal 21 Desember suhu puncak awan lebih rendah dibanding hari sebelumnya dan hampir bertahan sepanjang hari, yakni di bawah -50 °C sejak pukul 02 UTC hingga 13 UTC dan pukul 16 UTC hingga 19 UTC, dengan suhu puncak awan terendah mencapai -82.4 °C. Suhu puncak awan yang sangat dingin tersebut mengindikasikan adanya tutupan awan konvektif yakni awan Cb yang menjulang tinggi dan berpotensi menyebabkan hujan lebat.

Gambar 9. Time Series Suhu Puncak Awan tanggal 20-21 Desember 2016

Sementara itu berdasarkan kanal Infrared pada satelit Himawari-8 dapat dilihat gugusan awan berwarna putih terang di Kota Bima. Warna putih tersebut menunjukkan kandungan uap air yang banyak dan diindikasikan sebagai awan Cb yang dapat berpotensi mengakibatkan hujan dengan intensitas lebat.

112 Umi Sa’adah dkk

Gambar 10. Citra Satelit Kanal Infrared Himawari-8

Gugusan awan konvektif terlihat pada tanggal 20 Desember pukul 09,10,11,22, dan 23 UTC. Sedangkan gugusan awan konvektif dengan cakupan lebih luas dan bertahan hampir sepanjang hari terjadi pada tanggal 21 Desember mulai pukul 02 UTC - 13 UTC dan pukul 16 UTC - 19 UTC. Dari citra satelit dapat diketahui hujan pada tanggal 21 Desember berpotensi terjadi hampir sepanjang hari dangan intensitas lebat dibandingkan hari sebelumnya. Hal tersebut dibuktikan dengan hasil pengukuran curah hujan di pos hujan Kota Bima yang menunjukkan adanya hujan dengan intensitas sangat lebat terjadi pada tanggal 21 desember di semua titik pos hujan Kota Bima (Tabel 1).

Tabel 1. Data Curah Hujan Pos Hujan Kota Bima

Nama Pos Hujan Koordinat (°) Curah Hujan (mm)

Lintang Bujur 20/12/162 21/12/16

Kolo (Asakota) -8.44803 118.74100 116.0 105.0

Jatiwangi (Asakota) -8.37825 118.72900 98.0 104.0

Rasanae Barat -8.47161 118.75500 23.0 101.0

Rasanae Timur -8.49517 118.78750 - 124.0

ISSN : 2477-0477. 113

4. Kesimpulan

Siklon tropis dalam mempengaruhi sistem cuaca di Indonesia dapat berupa meningkatkan atau menurunkan intensitas curah hujan baik terjadi sebelum atau saat bahkan setelah kehadirannya. Siklon tropis YVETTE sudah mempengaruhi sistem cuaca di Kota Bima dimulai dari tahap pertumbuhannya dengan dampak yang diberikan berupa peningkatan intensitas curah hujan. Dari hasil analisis dinamika atmosfer dan laut menunjukkan bahwa suhu muka laut hangat di perairan Bima, adanya shearline diwilayah Bima dengan monsun baratan sebagai arah angin dominan yang menyebabkan pergerakan massa udara dari Asia menuju pusat tekanan rendah di perairan barat laut Australia, kelembaban udara basah disetiap lapisan signifikan serta nilai negatif pada parameter vortisitas. Hal ini didukung dengan hasil interpretasi citra satelit Himawari-8 yang menunjukkan adanya daerah pumpunan awan konvektif yang ditandai dengan wilayah dengan warna putih tebal pada tanggal 20-21 Desember 2016 dengan suhu puncak awan terendah mencapai -82.4 °C.

Daftar Pustaka

1. Aldrian, E, and R.D., Susanto. 2003, Identification of three dominant rainfall

regions within Indonesia and their relationship to sea surface temperature,

Int. J. Climatol.

2. BMKG, 2010, Keputusan No.009 Tentang Prosedur Standart Operasional

Pelaksanaan Peringatan Dini, Pelaporan, dan Diseminasi Informasi Cuaca

Eksrem, BMKG, Jakarta.

3. Dyahwathi, N., Effendy, s., Adningsih, E.S. Karakteristik Badai Tropis dan

Dampaknya terhadap Anomali Hujan di Indonesia. Jurnal Agromet

indonesia, 21 (2): 61-27,2007.

4. Handoko, 1994, Klimatologi Dasar, Pustaka Jaya, Jakarta.

5. Haryani, Nanik Suryo, dan Zubaidah. Dinamika Siklon Tropis di Asia

Tenggara Menggunakan Data Penginderaan Jauh. Jurnal LAPAN Tahun 29

No. 324 September-Oktober 2012. Hal 54-58.

6. Nugroho, Sutopo Purwo., 2.342 Kejadian Bencana Selama 2016 Rekor Baru.

https://www.bnpb.go.id/home/detail/3234/2.342-Kejadian-Bencana-Selama-

2016,-Rekor-Baru. diakses 12 Juni 2017.

7. Nugroho, Sutopo Purwo., Ribuan Rumah Terendam Banjir.

https://www.bnpb.go.id/home/detail/3220/Ribuan-Rumah-Terendam-Banjir-

di-Bima. diakses 30 Mei 2017.

8. Parwati, Suwarsono, Yulianto, F., Suprapto, T., 2008, Penentuan Nilai

Ambang Batas untuk Potensi Rawan Banjir dari Data MT-SAT dan

QMORPH, Jurnal LAPAN, Jakarta.

9. Prasetya, Ratih., As’ari, Wan Dayantolis. Dampak Siklon Tropis Nagka,

Parma dan Nida pada Distribusi Hujan di Sulawesi Utara. Jurnal Fisika dan

Aplikasinya, Vol. 10 Nomor 1 Januari 2014.

114 Umi Sa’adah dkk

10. Tjasyono HK, Bayong dan Sri Woro B Harijono. 2013. Atmosfer Ekuatorial.

Puslitbang Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika: Jakarta.

11. Zakir, Achmad., 2009. Analisa dan Metode Prakiraan Cuaca. Pusat

Pendidikan dan Pelatihan Meteorologi dan Geofisika.

12. Zakir, Achmad., Sulistya, Widada., dan Khotimah, Mia Khusnul. 2010.

Perspektif Operasional Cuaca Tropis. BMKG. Jakarta.

13. https://www.google.com/maps/@8.529617,117.8865863,180697m/data=!3m

1!1e3. Diakses tanggal 19 Juni 2017.

14. http://www.bom.gov.au/products/IDW60281.shtml. Diakses tanggal 19 Juni

2017.