analisis kondisi atmosfer saat hujan lebat di riau...

Proseding Seminar Nasional Fisika dan Aplikasinya Sabtu, 19 November 2016 Bale Sawala Kampus Universitas Padjadjaran, Jatinangor

Kode Artikel: FINS-01 ISSN: 2477-0477

ANALISIS KONDISI ATMOSFER SAAT HUJAN LEBAT DI RIAU BERBASIS DATA CITRA SATELIT DAN MODEL

NUMERIK DENGAN MEMANFAATKAN APLIKASI GrADS (Studi Kasus Hujan Lebat Di Pekanbaru 16 November 2015)

MIA VADILLA, FEBRYANTO SIMANJUNTAK*

Sekolah Tinggi Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika Jl. Perhubungan I no. 5, Pondok Betung, Bintaro, Tangerang 15221

Abstrak. Hujan lebat yang terjadi pada tanggal 16 November 2015 di Pekanbaru menyebabkan tergenangnya air di beberapa tempat di wilayah Pekanbaru. Dari data hasil pengamatan sinoptik diketahui bahwa nilai curah hujan terukur adalah sebesar 126.8 mm yang termasuk dalam katagori hujan ekstrem. Terjadinya hujan lebat tidak lepas dari dinamika parameter-parameter cuaca yang berkaitan erat dengan proses konveksi dan pembentukan awan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui fenomena-fenomena cuaca yang mempengaruhi terjadinya hujan lebat di Pekanbaru dan sekitarnya. Analisis menggunakan data ECMFW (European Centre for Medium-Range Weather Forecast) dengan memanfaatkan aplikasi GrADS (The Grid Analysis and Display System). Parameter yang diambil diantaranya adalah suhu, kelembaban (RH), angin, dan total tutupan awan. Data yang diambil adalah data pada lapisan permukaan, 850 mb, 700 mb, dan 500 mb, yang dianggap mewakili kondisi atmosfer saat itu. Pada saat hujan lebat terjadi, tutupan awan di Pekanbaru 8 okta dengan suhu puncak awan mencapai -70,5℃. Kelembaban tiap lapisan, angin, serta suhu juga mendukung terjadinya pertumbuhan awan konvektif yang mengakibatkan hujan lebat di Pekanbaru.

Kata kunci : hujan lebat, konveksi, ECMWF, GrADS

Abstract. Heavy rains that occurred on 16 November 2016 in Pekanbaru cause flooded water in some places in the Pekanbaru region. From the observed data synoptic note that the value of rainfall measured on that day amounted to 126.8 mm which is included in the category of extreme rainfall. Heavy rains cannot be separated from the dynamics parameters weather linked to the process of convection and cloud formation. This study aims to determine the weather phenomena that affect the occurrence of

* Email: [email protected]

Analisis Atmosfer Saat Hujan Lebat di Riau Berbasis Data Citra Satelit…

68

heavy rains in Pekanbaru and its surroundings. Analyses ECMFW by utilizing the application GRADS. Parameters are temperature, humidity ( RH ), wind, and total cloud cover. Data is taken from data on surface layer, 850 mb, 700 mb,and500mb, which is considered to represent the atmospheric conditions at the time. By the time heavy rains occur, cloud cover in Pekanbaru 8 octa with a peak temperature reached -70.5 ℃ cloud. Each layer humidity, wind, and temperature also supports the growth ofconvectivecloudsthatmakesheavyrain in Pekanbaru.

Keywords : heavy rain, convection, ECMWF, GrADS

1. Pendahuluan Hujan deras di Pekanbaru yang terjadi pada tanggal 16 November 2015 menyebabkan sebagian wilayah Pekanbaru digenangi banjir. Hal ini menimbulkan dampak kerugian yang sangat besar bagi warga kota Pekanbaru, baik dari sektor ekonomi dimana kegiatan-kegiatan ekonomi masyarakat tidak dapat berjalan lancar untuk sementara, sektor pendidikan,dimana sekolah diliburkan untuk sementata waktu, sektor transportasi dimana jalanan tertutup oleh genangan air yang membuat kendaraan tidak melintas. Tidak hanya itu kerugian materil juga dirasakan warga, banyak dari rumah penduduk yang terendam genangan banjir hingga setinggi lutut orang dewasa. Tidak hanya di kota Pekanbaru namun kabupaten lain di wilayah Riau juga ikut tergenang banjir. Ini terjadi juga di kabupaten Rokan Hulu, lima desa di kecamatan Rambah terendam banjir akibat meluapnya aliran Sungai Pubuh dan Sungai Pawan yakni Desa Rambah Tengah Hulu, Dusun Pawan Hulu, Dusun Tanjung Harapan, Desa Koto Tinggi, dan Desa Babusallam. Sedangkan di Pekanbaru banjir terjadi di Kelurahan Maharatu Marpoyan Damai.

The Grid Analysis and Display System (GrADS) merupakan software interaktif yang digunakan ntuk memanipulasi dan visualisasi data sains kebumian secara mudah. GrADS dapat diperoleh dari internet secara bebas di http://grads.iges.org/grads/downloads.html. Di dalam situs internet tersebut dapat dipilih GrADS versi Windows yang tak perlu menggunakan X server. X server adalah software yang dapat mengemulasikan tampilan tampilan monitor berbasis grafis. GrADS merupakan software yang direkomendasikan oleh World Meteorological Organization (WMO) untuk menggambarkan parameter-parameter meteorologi dalam bentuk spasial dan jika kita memperhatikan jurnal-jurnal

Mia Vadila dkk.

69

meteorologi internasional, sebagian besar gambar yang ditampilkan diolah menggunakan software GrADS.

European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) merupakan organisasi internasional yang didukung oleh 31 negara anggota seperti Belgium, Denmark, Germany, Greece, Spain, France, Ireland, Italy, Luxembourg, the Netherlands, Norway, Austria, Portugal, Switzerland, Finland, Sweden, Turkey, United Kingdom. Serta perjanjian kerjasama dengan negara Czech Republic, Montenegro, Estonia, Croatia, Iceland, Latvia, Lithuania, Hungary, Morocco, Romania, Serbia, Slovenia and Slovakia serta beberapa organisasi meteorologi dunia seperti: 1. World Meteorological Organisation (WMO) 2. European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMETSAT) 3. African Centre of Meteorological Applications for Development (ACMAD) 4. Joint Research Centre (JRC) 5. Preparatory Commission for the Comprehensive Nuclear Test-Ban Treaty Organization (CTBTO) 6. Executive Body of the Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution (CLRTAP) 7. European Space Agency (ESA) Organisasi ini menyediakan peramalan jangka menengah-panjang untuk data-data atmosfer atau cuaca serta super-fasilitas komputasi untuk penelitian ilmiah dan bekerjasama secara keilmuan maupun teknis dengan agen satelit dan komisi Eropa. ECMWF juga merupakan hasil pengembangan meteorologi secara dinamis dan sinoptik lebih dari 100 tahun dan lebih dari 50 tahun pengembangan prediksi cuaca secara numerik (Numerical Weather Prediction). Sistem peramalan ECMWF terdiri dari model sirkulasi umum, model gelombang laut, sistem asimilasi data dan sejak 1992 sebuah sistem peramalan ensemble. Pada tahun 1998 sistem peramalan musiman mulai beroperasi dan pada tahun 2002 diperkenalkan sistem peramalan bulanan.

2. Metode Penelitian

Data ECMWF yang digunakan adalah berupa data suhu, total tutupan awan, kelembaban (RH), dan angin untuk wilayah Riau. Data ini merupakan data


70

tanggal 16 November 2015 pukul 18.00 UTC, dimana hujan deras dengan intensitas sangat tinggi terukur pada jam pengamatan 15.00 UTC. Sebelumnya data ECMWF ini dapat diunduh pada situs http://www.ecmwf.int/ dengan URL data http://data-portal.ecmwf.int/data/d/interim_daily/. Data yang diambil khusus wilayah yang mencangkup wilayah Riau, dimana data ini menggunakan koordinat cakupan 20 LU hingga 20 LS dan 1000 BT hingga 1050 BT. Koordinat tersebut dianggap sudah mencakup sebagian besar wilayah Riau untuk melihat parameter yang ada di wilayah tersebut. data parameter yang diambil adalah pada lapisan permukaan, 850 mb, 700 mb, dan 500 mb. Data tersebut dianggap mampu mewakili kondisi atmosfer yang ada pada saat itu untuk kemudian dilakukan analisis pada tiap parameternya.

Data ECMWF yang telah diunduh tersebut kemudian dijalankan pada sistem aplikasi GrADS. Aplikasi ini menampilkan data dalam bentuk gradasi warna yang menginfokan nilai data yang berbeda pada tiap warnanya. Tidak hanya itu, untuk mendukung kelengkapan analisis akan dilakukan pengolahan data hasil pengamatan synoptic pada tanggal 16 November 2016 dalam bentuk grafik. Data grafik tersebut merupakan data curah hujan hari itu, data tingkat suhu, data tekanan udara, dan data kelembaban (RH).

3. Hasil dan Pembahasan

Analisis Suhu

Dari gambar data suhu lapisan permukaan diatas dapat dilihat bahwa lautan di wilayah Riau memiliki suhu yang hangat berkisar antara 250C hingga 270C. Suhu permukaan laut yang hangat ini memungkinkan terjadinya peristiwa evaporasi yang menyebabkan terbentuknya awan-awan termasuk awan konvektif. Awan konvektif ini akan menghasilkan hujan intensitas sedang hingga lebat yang kemungkinan terjadi di wilayah Riau. Pada lapisan 850 mb terlihat bahwa suhu pada wilayah Riau semakin dingin yaitu berkisar antara 170C hingga 150C, pada lapisan 700 mb suhu wilayah Riau juga semakin yakni 8.40C hingga 8.80C , pada lapisan 500 mb suhu wilayah Riau tercatat sebesar -4.60C hingga -4.10C. Penurunan suhu yang spesifik secara vertikal ini memungkinkan terjadinya adveksi dingin terjadi dan udara cenderung tidak stabil. Hal tersebut mendukung untuk terjadinya awan konvektif tumbuh dan berkembang secara signifikan dan

Mia Vadila dkk.

71

menghasilkan hujan sedang hingga besar untuk wilayah Riau khususnya di kota Pekanbaru.

Gambar 1. Temperatur tiap lapisan di Riau jam 18.00 UTC

Analisis Angin

Dari data gambar angin U-V permukaan diatas dapat dilihat bahwa terdapat pusat sumber massa udara dimana daerah tersebut merupakan daerah bertekanan tinggi atau High. Dari gambar juga dapat dilihat bahwa terdapat wilayah belokan angin atau shearline yang terjadi diatas wilayah kota Pekanbaru. Wilayah belokan angin atau shearline ini memungkinkan terjadi banyak tumbuhan awan konvektif karena terjadi pembelokan massa udara, sehingga ada cukup massa udara yang berkumpul dan membantu proses konvergensi uap air naik ke atmosfer menjadi awan, termasuk awan-awan konvektif. Pada lapisan 850 mb terlihat bahwa adanya pola konvergensi angin, dimana terjadinya pengumpulan massa udara menuju arah timur laut . Pola konvergensi ini memungkinkan awan konvektif untuk


72

tumbuh dan berkembang. Pada lapisan 700 mb dapat dilihat bahwa terjadi pola vortex dimana udara bergerak keluar dari pusaran yang berada di utara daerah Riau. Pada lapisan 500 mb terlihat bahwa adanya jalur belokan angin atau shearline tepat diatas kota Pekanbaru.

Gambar 2. Angin tiap lapisan di Riau jam 18.00 UTC

Analisis Kelembaban (RH)

Dari gambar data kelembaban diatas dapat diketahui bahwa daerah Riau memiliki keadaan atmosfer yang cukup basah, dimana pada lapisan permukaan tercatat bahwa kelembaban di Riau berkisar antara 90% hingga 98%, untuk dilapisan 850 mb berkisar antara 87% hingga 90%, untuk lapisan 700 mb berkisar antara 87% hingga 96%, untuk lapisan 500 mb berkisar antara 90% hingga 100%. Kondisi

Mia Vadila dkk.

73

atmosfer yang basah ini mengindikasikan bahwa udara mengandung banyak uap air yang memungkinkan proses pembetukan awan konvektif terjadi pada wilayah tersebut yang mendukung terjadinya hujan lebat untuk wilayah Riau.

Gambar 3. Kelembaban tiap lapisan di Riau jam 18.00 UTC


74

Gambar 4. Cloud cover tiap lapisan di Riau jam 18.00 UTC

Analisis Total Tutupan Awan

Dari gambar data total tutupan awan atau total cloud cover diatas dapat dilihat bahwa wilayah Riau ditutupi banyak awan. Di lapisan permukaan total tutupan awan sangat besar, begitu pula pada lapisan 850 mb, 700 mb, dan lapisan 500 mb. Total tutupan awan yang besar ini mengindikasikan bahwa wilayah Riau ditutupi oleh banyak awan, baik itu awan stratiform maupun awan konvektif.

Mia Vadila dkk.

75

Gambar 5. Citra Satelit kanal IR di Riau jam 14.00-18.00 UTC

Analisis Citra Satelit

Dari citra satelit Himawari-8 pada pukul 14.00 UTC - 18.00 UTC diatas dapat dilihat bahwa hampir seluruh wilayah Riau ditutup oleh awan. Awan-awan tersebut merupakan awan statiform dan awan konvektif. Dapat dilihat bahwa ada daerah tutupan awan konvektif yang cukup luas di koordinat 0.36N dan 102.44E suhu puncak awan terukur sebesar -70.50C yang menunjukkan bahwa suhu


76

puncak awan tersebut sangat dingin dan mengandung banyak uap air. Suhu yang sangat rendah tersebut memungkinkan awan memproduksi hujan dengan intensitas sedang hingga lebat untuk wilayah Riau dan sekitarnya.

Analisis Grafik Data Synoptic

Gambar 6. Grafik curah hujan di Riau tanggal 16 November 2015

Grafik diatas merupakan grafik data curah hujan satu hari pada tanggal 16 November 2015 hasil dari observasi data synoptic pada Stasiun Meteorologi Klas I Pekanbaru. Dapat dilihat bahwa curah huja n tertinggi terjadi pada jam 15.00 UTC yaitu sekitar 112 mm, hujan mulai terukur pada jam 09.00 UTC dengan takaran TTU. Curah hujan satu hari terukur pada hari tersebut sebesar 126.8 mm. curah hujan yang sangat tinggi dan terjadi pada satu hari tersebut memungkinkan untuk tejadinya luapan air yang menyebabkan banjir di wilayah Riau.

0

20

40

60

80

100

120

00 03 06 09 12 15 18 21 24

CURAHHUJAN(mm)

Mia Vadila dkk.

77

Gambar 7. Grafik suhu permukaan di Riau tanggal 16 November 2015

Dari grafik suhu permukaan diatas dapat dilihat bahwa terjadi peningkatan suhu yang signifikan pada pukul 00 UTC hingga 06 UTC, dimana suhu pada pukul 00 UTC sebesar 24.00C dan meningkat menjadi 30.40C pada pukul 06. Peningkatan suhu ini memungkinkan terjadinya proses evaporasi yang besar dimana uap air naik ke atmosfer dan membentuk awan.

4. Kesimpulan

Dari hasil analisis beberapa parameter diatas, diantaranya suhu, angin, kelembaban, dan daerah tutupan awan, dapat disimpulkan bahwa parameter tersebut mendukung bahwa awan konvektif memang benar terjadi di wilayah Riau, yang mana awan konvektif tersebut menghasilkan hujan intensitas tinggi. Tidak hanya itu data citra satelit Himawari-8 juga mendukung bahwa benar daerah Riau ditutupi oleh awan sebesar 8 okta, dimana terdapat awan konvektif pada daerah tutupan awan tersebut yang memiliki suhu puncak hingga -70.50C. Data penunjang lainnya yaitu data hasil pengamatan synoptic Stasiun Meteorologi Klas I Pekanbaru, dimana tercatat bahwa curah hujan terukur pada tanggal 16 November 2015 sebesar 126.8 mm. Curah hujan yang tinggi tersebut itu yang menyebabkan meluapnya air dan menggenangi sebagian besar wilayah Riau termasuk kota Pekanbaru.

Ucapan terima kasih

Penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan tulisan ini. Penulis berharap dengan adanya

05

101520253035

00 03 06 09 12 15 18 21 24

SUHUPERMUKAAN


78

tulisan ini kita semua dapat memahami fenomena cuaca dengan lebih luas dan mudah

Daftar Pustaka

1. Hartamann el al. (1992). The Effect of Cloud Type on Earth’s Energy Balance :

Global Analysis. JOURNAL OF CLIMATE. Hal 1281-130. 2. Nofitra, Riyan. ‘Setelah Asap, Banjir Melanda Sebagian Riau’. 20 Oktober 2016.

https://m.tempo.co/read/news/2015/11/18/058719930/setelah-asap-banjir-melanda-sebagian-riau.

3. Kousky, V.E. (1988). Pentad Outgoing Longwave Radiation Climatology for the South American Sector. REVISTA BRASILIERA DE METEOROLOGIA. Hal 217 – 231.

analisis kondisi atmosfer saat hujan lebat di riau...

Documents