Studi Pengaruh Kualitas Vegetasi pada Lingkungan Termal Kawasan Kota di Bandung Menggunakan Data Citra Satelit

Transkripsi

1 Studi Pengaruh Kualitas Vegetasi pada Lingkungan Termal Kawasan Kota di Bandung Menggunakan Data Citra Satelit Surjamanto Wonorahardjo Suwardi Tedja Benedictus Edward Laboratorium Teknologi Bangunan Sekolah Arsitektur, Perencanaan dan Pengembangan Kebijakan Institut Teknologi Bandung titus@ar.itb.ac.id Abstrak Tulisan ini membahas lingkungan termal kawasan perkotaan yang dipengaruhi oleh berbagai aspek antara lain bentuk permukaan kawasan, kepadatan dan penggunaan bahan bangunan. Salah satu aspek fisik permukan kawasan yang diyakini para ahli dapat mempengaruhi suhu udara adalah vegetasi seperti taman kota, pohon di tepi jalan dll. Konsep zoning pada kota membentuk kawasan dengan keunikan karakteristik fisik permukaan dan vegetasinya sehingga membentuk kenikan lingkungan termal seperti terbentuknya pulau-pulau panas (heat island). Penelitian ini memanfaatkan data satelit Landsat ETM yang mengambil citranya dalam 7 band termasuk di dalamnya citra termal. Metoda ini cukup akurat karena citra (termal) satelit mempunyai resolusi 1 pixel = 60mx 60 m. Pendataan suhu udara lingkungan juga dilakukan dengan pengukuran lapangan untuk pembanding data citra satelit tersebut. Analisis dilakukan terhadap pengaruh tipe vegetasi (pohon, perdu, rumput di lahan terbuka dll) terhadap fisik permukaan kawasan (bentuk permukaan kawasan, kepadatan, penggunaan bahan bangunan) dari aspek pembentukan lingkungan termalnya. Hasil penelitian menunjukkan lingkungan termal kawasan kota sangat dipengaruhi oleh karakteristik vegetasinya. Kata kunci : Lingkungan termal, vegetasi, citra satelit 1. Pendahuluan Pembangunan fisik di perkotaan telah menimbulkan berbagai masalah lingkungan, salah satunya adalah berubahnya kualitas lingkungan termal, menjadi lebih panas dari kawasan sekitarnya atau kawasan yang masih alami. Pemanasan lingkungan tersebut berdampak negatif pada aktifitas kehidupan di kawasan tersebut seperti meningkatnya penggunaan energi untuk pengkondisian udara, penurunan produktifitas kerja dll. Vegetasi diduga sebagai salah satu unsur yang dapat mengendalikan kualitas lingkungan termal. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi peranan vegetasi dan tutupan lahan / perkerasan dalam pengendalian lingkungan termal.

2 2. Metoda Penelitian Penelitian ini mengunakan media data citra satelit Landsat ETM dan citra satelit yang diambil dari google map. Data citra termal menunjukkan tingkat emisifitas termal permukaan bumi, yang merupakan potensi pemanasan lingkungan, sedangkan data citra visible menunjukkan citra permukaan seperti aslinya. Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap yaitu; 1) Inspeksi visual terhadap citra visible dan termal, yang terkait dengan karakteristik fisik permukaan dan tingkat emisifitas permukaan. Pada tahap ini dapat dibedakan kualitas vegetasi permukaan kota (lihat gambar 1). 2) Pada tahap berikutnya, dilakukan kuantifikasi vegetasi pada setiap zona ukur. Pada penelitian ini digunakan zona ukur berdiameter 300 m, dengan titik pusat sebagai titik pengambilan temperatur udara. Kuantifikasi dilakukan terhadap pohon dan vegetasi penutup tanah didalam lingkaran zona ukur. Tahapan kuantifikasi dapat dilihat pada gambar 2. Gambar 1: Citra Visible dan Citra Termal Kawasan Asia Afrika Bandung Indonesia 1. Penentuan Zona Ukur 2. Identifikasi Vegetasi 3. Kuantifikasi Volume Vegetasi 4. Kuantifikasi Luas Jalan Gambar 2 : Tahapan Kuantifikasi Volume Vegetasi Kawasan

3 3. Lingkungan Termal Lingkungan termal didefinisikan sebagai lingkungan yang mempengaruhi manusia dalam hal kualitas termalnya, sehingga manusia dapat merasakan lingkungan tersebut sebagai lingkungan yang dingin atau panas. Salah satu unsur utama yang membetuk lingkungan termal adalah temperatur udara, disamping unsur lain seperti temperatur radiasi, kelembaban, dan pergerakan udara. Perubahan lingkungan termal di perkotaan pada penelitian ini dilihat dari berubahnya temperatur udara. Para ahli berpendapat bahwa perubahan lingkungan termal dipengaruhi oleh : - Pergantian natural land cover (LC) dengan perkerasan, bangunan, dan infrastruktur lainnya - Pengurangan jumlah pohon dan tanaman sehingga mengurangi efek pendinginan alami dari pembayangan dan penguapan air dari tanah dan dedaunan (evapotranspiration). - Peningkatan jumlah bangunan tinggi sehingga membentuk jalur-jalur jalan sempit yang memerangkap udara panas dan menghambat aliran udara (geometry effect). - Peningkatan buangan panas dari kendaraan, pabrik dan AC serta kegiatan manusia lainnya yang menambah panas lingkungan dan memperburuk efek P2 (anthropogenic). - Peningkatan polusi udara yang membentuk lapisan greenhouse gas dan ozone di udara. 4. Peran Vegetasi Salah satu peran vegetasi untuk mengendalikan lingkungan termal adalah melalui mekanisme evapotranspiation (proses penguapan air dari daun ke udara) yang dapat mempercepat pendinginan permukaan daun yang juga berakibat pada penurunan temperatur udara. Pengukuran terhadap proses evapotranspiration pernah dilakukan oleh DOE Lawrence Berkeley National Laboratory dan dilaporkan bahwa pohon berdiameter 30 feet dapat melepas air sebanyak 40 galon / hari. Dalam artikel Trees and Vegetation yang dikeluarkan HIG dinyatakan bahwa pohon dan tanaman mendinginkan udara dengan cara membayangi dan mungurangi jumlah sinar matahari yang mencapai tanah. Jumlah sinar matahari yang menembus canopy

4 dinyatakan dalam nilai transmitansi 1 yang bervariasi dari 0 100%. Nilai 0 berarti sinar matahari sama sekali tidak dapat menembus canopy, nilai 100 berarti tidak ada sinar matahari yang ditahan oleh canopy. Gambar 3 : Peran Vegetasi Sumber : HIG 2006 Analisis karakeristik vegetasi biasanya dilakukan di atas dan di bawah canopy untuk memberikan pemahaman yang lebih baik tentang material penutup lahan. 5. Vegetasi beberapa Kawasan di Kota Bandung Kualitas vegetasi beberapa kawasan di kota Bandung dalam penelitian ini ditunjukkan melalui volume pohon (m 3 ), sedangkan aspek kerindangan dan vegetasi penutup tanah tidak diteliti. Beberapa kawasan seperti kawasan RS Borromeus dan RS Advent dan sekitarnya memiliki kualitas vegetasi yang lebih baik dibanding kawasan Asia Afrika dan kawasan perumahan di belakang Gedung Sate. Data kualitas vegetasi dapat dilihat pada gambar 4 dibawah ini. 1 Transmittance varies by tree or vegetation type, but for deciduous species which shed their leaves in winter transmittance ranges from 6 to 30% in the summer and 10 to 80% in the winter.

5 Kawasan Citra Kawasan Volume Pohon (M 3 ) 1 Asia Afrika Timur Asia Afrika Barat RS Borromeus RS Advent Kawasan Perdagangan Segitiga Emas Kosambi 244, Perumahan di belakang Gedung Sate Gambar 4 : Data Kualitas Vegetasi Beberapa Kawasan di Bandung

6 6. Analisis Pengaruh Vegetasi Pada Lingkungan Termal Pengaruh kualitas vegetasi di beberapa kawasan terhadap lingkungan termalnya dapat ditunjukkan oleh diagram korelasi antara volume pohon dan temperatur udara. Hasil analisis korelasi anatar volume pohon terhadap temperatur udara menunjukkan bahwa volume pohon mempengaruhi temperatur udara secara siginifikan. Semakin banyak pohon, maka temperatur udara semakin rendah. Biv ariate Fit of temp By ph temp ph Linear Fit Bivariate Normal Ellipse P=0.500 Signifikansi pengaruh pohon terhadap temperatur udara dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Terlihat bahwa volume pohon sangat berpengaruh terhadap temperatur udara. Parameter Estimates Std Error Term Intercept ph Estimate 1.178e t Ratio Prob> t Gambar 5 : Korelasi antara Volume Pohon terhadap Temperatur Udara Berikut ini adalah prediksi profil korelasi antara kualitas vegetasi - penutup tanah terhadap berbagai aspek lingkungan termal seperti temperatur udara maksimum, temperatur udara rata-rata, laju naik dan turun temperatur udara, serta waktu terjadinya temperatur maksimum (lihat gambar 6 ).

7 Prediction Profiler Intensitas P2 Waktu Maks Laju Turun Laju Naik T Rata-rata T Maks Pada gambar di samping ini terlihat bahwa volume pohon berpengaruh menurunkan temperatur udara. Semakin besar volume pohon di kawasan, ratarata temperatur udara juga semakin rendah. Pohon juga mempengaruhi laju naik dan turn. Semakin besar volume pohon, maka penurunan tempetur udara semakin cepat. Sedangkan penutup tanah seperti jalan aspal berperan negatif terhadap temperatur udara, dengan pengertian bahwa semakin besar luas jalan, maka semakin tinggi temperatur udara. Luas jalan juga berpengaruh positif pada laju penurunan temperatur udara, dengan pengertian semakin luas jalan, maka semakin cepat temperatur udara turun pada sore hari Pohon Jalan Gambar 6 : Korelasi Kualitas Vegetasi dan Penutup Tanah (Jalan) Terhadap Lingkungan Termal. 7. Hasil dan Pembahasan Sebagai hasil penelitian didapatkan bahwa vegetasi berupa pohon sangat berpengaruh positif terhadap lingkungan termalnya dalam hal laju penurunan temperatur udara dan

8 temperatur udara rata-rata. Dengan demikian maka mekanisme pohon dalam pengendalian lingkungan termal dapat diintepretasikan sebagai berikut : - Pohon berpengaruh positif terhadap temperatur udara berdasarkan mekanisme pembayangan (canopy effect), di mana pohon memayungi daerah di bawahnya dari sinar matahari langsung sehingga tidak menjadi panas dan berpengaruh pada udara. - Pohon berpengaruh positif terhadap proses pendinginan (penurunan temperatur udara sore hari) berdasarkan mekanisme evapotranspiration, di mana pelepasan air dari permukaan daun pada sore hari mendinginkan permukaan daun dan mempengaruhi temperatur udara di sekitarnya. - Pohon berpengaruh negatif terhadap proses pemanasan (naiknya temperatur udara pagi hari) berdasarkan mekanisme selimut di mana canopy menghalangi pertukaran panas dengan daerah sekitarnya sehingga lingkungan di bawahnya cepat menjadi panas. Efek dari laju naik temperatur udara tidak terlalu berpengaruh pada temperatur udara rata-rata. Sedangkan badan jalan juga berpengaruh pada lingkungan termalnya sbb: - Badan jalan berpengaruh negatif terhadap temperatur udara dalam pengertian semakin luas badan jalan, maka temperatur udara rata-rata siang hari semakin tinggi. Pergantian penutup tanah alami dengan aspal dan beton mempengaruhi lingkungan termalnya. Mekanisme pemanasan lingkungan diduga terjadi karena perkerasan tanah menyimpan panas (kapasitas termal tinggi) lebih banyak dibanding kondisi permukaan yang alami. - Sedangkan badan jalan berpengaruh positif terhadap proses pemanasan lingkungan pagi hari dan proses pendinginan lingkungan sore hari dengan pengertian semakin luas badan jalan, maka laju naik temperatur udara semakin kecil dan laju turun temperatur udara semakin besar. Mekanisme ini terjadi karena badan jalan yang cenderung lebar / luas, tidak memerangkap udara panas di lingkungannya sehingga peningkatan temperatur udara berjalan lebih lambat dan pendinginannya berjalan lebih cepat. Walapun demikian secara keseluruhan badan jalan cukup berpengaruh negatif terhadap temperatur udara rata-rata.

9 8. Pemberitahuan Penelitian ini disponsori oleh ITB melalui Riset Unggulan 2007 atas nama peneliti. 9. Kesimpulan Pengendalian iklim mikro kota dapat dilakukan dengan vegetasi dan infrastruktur lainnya seperti jalan, lapangan terbuka dll. Dengan demikian berubahnya lingkungan termal tidak dapat dianggap sebagai fenomena pemanasan global saja, karena terbukti dalam skala lingkungan mikro (kawasan kota) asspek karakteristik fisik permukaan seperti kualitas vegetasi dan tutupan lahan sangat berpengaruh pada temperatur udara. Pohon sebagai salah satu unsur vegetasi yang cukup dominan di kawasan kota Bandung cukup berperan dalam pengendalian lingkungan termalnya terutama karena mempunyai mekanisme payung (canopy effect) dan peninginan evaporatif (evapotranspiration) 10. Daftar pustaka Akbari Hashem (1999) : Characterizing the Fabric of the Urban Environment: A Case Study of Sacramento, diakses tanggal 20 Desember 2005 di website Emmanuel (2000) : Assesment of Impact of Land Cover Changes on Urban Bioclimatic: The Case of Colombo, Sri Lanka, diakses tanggal 10 Mei 2006 di website HIG (2004) : Trees and Vegetation, diakses tanggal 20 Desember 2005 di website Patz Jonathan A. (2004) : The Potential Health Impacts of Climate Variability and Change for the United States: Executive Summary of the Report of the Health Sector of the U.S. National Assessment, diakses tanggal 10 Mei 2006 di website R honda M. Ryznar (1998) : Using Remotely Sensed Imagery to Detect Urban Changes Viewing Detroit from Space, diakses tanggal 7 April 2006 di website. UNEP WorldConservation ( 2003) : Biodiversity and Climate Change Programme, MonitoringCentre, Cambridge, United Kingdom, diakses tanggal 10 Oktober 2005 di website Voogt, James A. (2004) : Urban Heat Islands: Hotter Cities, diakses tanggal 10 Oktober 2005 di website Wong Nyuk Hien (2002) : The Thermal Effects of Plants on Buildings, diakses tanggal 2 Februari 2006 di website