ANALISA CURAH HUJAN PADA SAAT KEJADIAN BORNEO VORTEKS MENGGUNAKAN VORTISITAS POTENSIAL DI STASIUN METEOROLOGI SUPADIO PONTIANAK BULAN JANUARI 2015

Transkripsi

1 ANALISA CURAH HUJAN PADA SAAT KEJADIAN BORNEO VORTEKS MENGGUNAKAN VORTISITAS POTENSIAL DI STASIUN METEOROLOGI SUPADIO PONTIANAK BULAN JANUARI 2015 Dina Ike Ayu Mardiningtyas, Achmad Zakir Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, Tangerang Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, Jakarta dinapambudie@gmail.com ABSTRAK Borneo vorteks merupakan salah satu fenomena sinoptik yang berupa sirkulasi siklonik yang terjadi di pantai barat pulau Kalimantan. Akitivitas monsun dingin Asia seringkali dikaitkan dengan kejadian Borneo vorteks ini, dimana disaat monsun Asia melewati Laut Cina Selatan dan bertemu dengan angin pasat tenggara ditambah dengan faktor topografi dari pulau Kalimantan maka terbentuklah pola siklonik yang biasa dikenal dengan Borneo vorteks. Dalam penelitian ini, digunakan parameter vortisitas potensial guna mengetahui kekuatan serta masa hidup dari Borneo vorteks. Lokasi terjadinya Borneo vorteks, secara tidak langsung juga memberikan dampak terhadap intensitas curah hujan. Analisis vortisitas potensial dilakukan di level tekanan yaitu lower tropospheric. Dari hasil analisis tersebut, didapatkan hasil bahwa nilai vortisitas potensial lebih besar atau sama dengan 0.5 PVU dapat memperpanjang masa hidup dari Borneo vorteks lebih dari satu hari (> 24 jam), dimana pada saat lokasi Borneo vorteks di kuadran I dan IV, curah hujan yang terjadi di Stasiun Meteorologi Supadio cukup tinggi bila dibandingkan pada kuadran II dan III. Kata kunci : Borneo vorteks, vortisitas potensial, curah hujan ABSTRACT Borneo vortex is one phenomenon synoptic form of cyclonic circulation that occur on the west coast of the island of Borneo. When monsoon Asia comes its often associated with the incidence of this Borneo vortex, while the Asian monsoon passed through the South China Sea and met with the southeast trade winds coupled with factors of topography of the island of Borneo its formed cyclonic pattern commonly known as the Borneo vortex. In this study, the potential vorticity parameter used to determine the strength and the lifetime of Borneo vortex. The location of the Borneo vortex self, indirectly has an impact on the intensity of the rainfall. Potential vorticity analysis carried out at the level of pressure that is lower tropospheric. From the analysis, showed that the value of vorticity potential above 0.5 PVU can extend the lifetime of Borneo vortex more than a day (> 24 hours), at which time the location of Borneo vortex in quadrant I and IV, the rainfall in the Meteorological agency of Supadio is quite high when compared to the quadrant II and III. Keywords : Borneo vorteks, potential vorticity, rainfall 1

2 I. PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Kalimantan Barat terletak di bagian barat pulau Kalimantan, yaitu terletak di antara garis 2 08 LU LS dan 108 BT BT. Berdasarkan letak geografis yang spesifik ini maka wilayah Kalimantan Barat tepat dilalui garis khatulistiwa. Secara umum daratan di Kalimantan Barat merupakan dataran rendah, memiliki banyak sungai yang aman untuk dilalui serta memiliki sedikit bukit yang menghampar dari barat ke timur. Monsun merupakan salah satu sirkulasi atmosfer penting dari sistem iklim global. Aktivitas monsun mempunyai pengaruh besar terhadap pembentukan cuaca di wilayah yang dilaluinya. Wilayah Indonesia merupakan wilayah yang terletak didalam daerah pengaruh Monsun (1). Aktivitas monsun seringkali dikaitkan dengan adanya ganggguan skala synoptik pada wilayah yang dilaluinya, salah satunya adalah berkembangnya vorteks. Borneo vorteks merupakan salah satu bentuk karakteristik monsun Asia yaitu berupa sirkulasi siklonik yang terdapat di bagian barat pulau Kalimantan (2). Kejadian Borneo vorteks cukup menonjol karena vorteks ini terbentuk di sekitar ekuator. Pola siklonik ini terbentuk secara tidak langsung juga dipengaruhi oleh topografi di pulau Kalimantan (3). Gambar 1. Bentuk sirkulasi utama skala sinoptik sepanjang Laut Cina Selatan pada saat Monsun Asia. Label C merupakan sirkulasi siklonik yang dikenal 2 dengan Borneo Vorteks. (Sumber:Johnson dan Zimmerman, 1986 dalam Anip, 2012) Vortisitas sering dihubungkan sebagai ukuran kekuatan dari suatu vorteks, vortisitas akan mengalami penguatan yang berakibat pada pola sikloniknya, disebabkan adanya perubahan vortisitas terhadap waktu. Dijelaskan juga bahwa mekanisme perubahan vortisitas terhadap waktu ini sangat penting dalam gangguan skala sinoptik (4). Dan vortisitas potensial lebih mudah menjelaskan perubahan vortisitas terhadap waktu, karena vortisitas potensial bersifat kekal terhadap gerak dalam keadaan adiabatk dan aliran tidak ada gesekan, jika pemanasan adiabatik dan gaya gesek terjadi, maka vortisitas potensial tidak akan kekal (5). Analisis vortisitas potensial telah banyak digunakan untuk meneliti beberapa fenomena atmosfer yang bersifat cyclogenesis seperti struktur siklon. Konsep vortisitas potensial ini dapat diterapkan secara langsung untuk memahami dinamika atmosfer baik di level atas maupun level bawah (6). Oleh karena itu, dalam penelitian ini dilakukan analisa terhadap besaran vortisitas potensial untuk melihat kekuatan serta masa hidup dari Borneo vorteks yang sedang terjadi. Setelah itu dilakukan analisis terhadap curah hujan yang terjadi Stasiun Meteorologi Supadio Pontianak pada saat kejadian Borneo vorteks dengan lokasi yang berbeda-beda. I.2. Tujuan Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1) Untuk mengkaji tentang masa hidup dari Borneo vorteks diwilayah penelitian, dengan cara menganalisis besaran dari vortisitas potensialnya. 2) Untuk mengetahui pengaruh dari lokasi Borneo vorteks terhadap curah

3 hujan yang terjadi pada saat kejadian di Stasiun Meteorologi Supadio Pontianak. Dalam penelitian ini, penulis membatasi pembahasan hanya pada : 1) Seputar analisa kejadian Borneo vorteks dan tidak memperhatikan proses dinamis lainnya yang terkait dengan pembentukan vorteks. 2) Data yang diambil ialah periode bulan Januari 2015 terkait dengan aliran monsun Asia. 3) Wilayah penelitian adalah wilayah yang telah diteliti oleh Chang,dkk yaitu 2.5 LS 7.5 LU dan BT BT. Gambar 2. Lokasi penelitian menurut Chang, 2003 II. DATA DAN METODE II.1. Data Data yang digunakan dalam penelitian ini terbagi atas data yaitu : 1) Untuk mengidentifikasi kejadian Borneo vorteks yang didapat dari data re-analisis komponen angin zonal dan meridional dari ERA- Interim ECMWF pada level 925 dan 850 mb dengan resolusi 0,125 x 0,125 pada 2 time series dan ) Untuk menghitung nilai vortisitas potensial digunakan data komponen angin U dan V dan temperatur yang diambil dari ERA-Interim ECMWF pada level 925 hingga 850 mb dengan resolusi 0,125 x 0,125 dan pada 2 time series dan Pada penelitian ini analisa terhadap identifikasi Borneo vorteks maupun besaran nilai vortisitas potensial dilakukan secara visual (interpretasi gambar). Data pendukung lainnya ialah data curah hujan harian dari Stasiun Meteorologi Supadio Pontianak, dimana keseluruhan data diambil pada periode bulan Januari 2015 terkait dengan aliran monsun Asia. II.2. Metode Setelah melakukan identifikasi terhadap kejadian Borneo vorteks kemudian dilakukan pengelompokkan hal ini bertujuan untuk membuktikan hipotesa bahwa semakin kuat suatu vorteks maka kejadian vorteks akan terjadi hingga lapisan diatasnya. Pengelompokkan dilakukan untuk 3 kategori, yaitu : 1) Borneo vorteks terjadi pada lapisan 925 dan 850 mb secara full time series ( dan 12.00) 2) Borneo vorteks terjadi pada lapisan 925 dan 850 mb tidak secara full time series. 3) Borneo vorteks hanya terjadi pada lapisan 925 mb (tidak melihat time series-nya). Analisis vortisitas potensial dihitung pada level tekanan dengan menggunakan rumus sebagai berikut : (II.1) Dimana P adalah vortisitas potensial, g adalah percepatan gravitasi ζɑ merupakan vortisitas absolut dan ϴ adalah temperatur potensial (Holton, 2004). Nilai vortisitas potensial digunakan untuk menganalisis masa hidup Borneo vorteks. Pengolahan data kejadian Borneo vorteks maupun perhitungan vortisitas potensial dilakukan menggunakan software The Grid Analysis and Display System (GrADS) merupakan software interaktif yang digunakan untuk memanipulasi dan 3

4 visualisasi data sains kebumian secara mudah. Langkah selanjutnya dilakukan pengklasifikasian lokasi kejadian Borneo vorteks, dibuat menjadi 4 kuadran sebagai berikut : Kuadran I : N dan BT Kuadran II : N dan BT Kuadran III : 2.5 S 2.5 N dan BT Kuadran IV : 2.5 S 2.5 N dan BT Keempat kuadran ini dikompositkan dengan data curah hujan harian di Stasiun Meteorologi Supadio Pontianak pada saat kejadian Borneo vorteks selama periode Januari Diagram Alir III. HASIL DAN PEMBAHASAN III.1. Identifikasi kejadian Borneo Vorteks Setelah dilakukan analisa terhadap identifikasi kejadian Borneo vorteks pada bulan Januari 2015, didapatkan hasil sebagai berikut : Tabel 1. Daftar kejadian Borneo vorteks pada lapisan 925 dan 850 mb bulan Januari TAHUN BULAN TGL LAPISAN 925 mb Jam 00 UTC Jam 12 UTC Jam 00 UTC Jam 12 UTC 2015 JANUARI LAPISAN 850 mb Pada tabel 1 dapat dilihat bahwa kejadian Borneo vorteks pada bulan Januari 2015 adalah sebanyak 17 hari kejadian, dimana kejadian Borneo vorteks yang terjadi pada lapisan 925 hingga 850 mb secara full time series sebanyak 14 hari kejadian dan yang terjadi tidak secara full time series sebanyak 3 hari kejadian. Keadaan dimana vorteks terjadi hingga lapisan 850 mb dan secara full time series mengindikasikan bahwa vorteks kuat dan diperkirakan bahwa kejadian vorteks akan berlangsung lebih dari satu hari ( >24 jam ). 4

5 Hal ini terbukti dari data tabel bahwa kejadian Borneo vorteks yang terjadi berturut-turut yaitu pada tanggal 02 Januari hingga tanggal 15 Januari 2015, meskipun pada kejadian tanggal 15 Januari tidak terjadi secara full time series, sehingga dapat dilihat pada tanggal 16 Januari tidak teridentifikasi lagi adanya kejadian Borneo vorteks. Lanjut pada kejadian tanggal 18 Januari kejadian Borneo vorteks terjadi secara full time series tetapi pada tanggal 19 dan 20 Januari kejadian tidak terjadi secara full time series meski terjadi hingga lapisan 850 mb. Hal ini mengindikasikan pada tanggal 18 Januari telah terdapat energi yang kuat sehingga kejadian Borneo vorteks dapat berlangsung lebih dari satu hari. III.2. Analisis Vortisitas Potensial Analisis terhadap besaran vortisitas potensial dilakukan pada lapisan 925 mb hingga lapisan 850 mb, dengan time series dan 12.00, adapun data yang digunakan untuk dapat menghasilkan vortisitas potensial adalah data komponen angin zonal, meridional dan data temperatur. Dan didapatkan hasil sebagai berikut : Tabel 2. Nilai vortisitas Potensial pada saat kejadian Borneo vorteks pada lapisan 925 dan 850 mb jam dan UTC pada bulan Januari TGL LAPISAN 925 mb LAPISAN 850 mb PV Jam 00Z Jam 12Z Jam 00Z Jam 12Z Jam 00Z Jam 12Z 2 0,3 2,1 3 1,4 1,8 4 1, ,1 0,9 6 0,8 0,8 7 0,8 0,6 8 0,8 0,7 9 0,8 0,8 10 0,8 0,9 11 1,2 1, ,4 13 1,6 1,1 14 0,9 1,2 15 1,2-18 0,6 1,0 19 0,5-20 0,7 - Dari tabel 2, dapat dilihat bahwa pada saat kejadian Borneo vorteks tanggal 02 Januari hingga 15 Januari 2015, nilai vortisitas potensial berkisar antara PVU. pada tanggal 02 Januari terlihat bahwa nilai vortisitas potensial pada jam mencapai angka 2.1 PVU hal ini mengindikasikan telah adanya energi pembentuk vorteks yang cukup kuat. Pada tanggal Januari terlihat trend menurun dari nilai vortisitas potensialnya, akan tetapi pada tanggal 11 Januari nilai vortisitas potensial kembali menguat hingga pada tanggal 15 Januari. Terlihat pada tanggal 13 jam mencapai angka 1.6 PVU. Pada tanggal 15, 18,19 dan 20 Januari terlihat nilai votisitas potensial tidak lebih tinggi dari nilai vortisitas potensial pada tanggal Januari, sehingga meskipun kejadian Borneo vorteks berlangsung lebih dari satu hari, namum kejadian terjadi tidak secara full time series. Nilai vortisitas potensial memiliki hubungan yang berbanding lurus dengan identifikasi kejadian Borneo vorteks pada lapisan 925 hingga 850 mb. Pada tanggal Januari terlihat bahwa kejadian Borneo vorteks terjadi pada lapisan 925 hingga 850 mb secara full time series, kemudian pada nilai vortisitas potensialnya cukup tinggi terlihat berkisar antara 0.3 PVU hingga 2.1 PVU. Hal ini mengindikasikan bahwa kuatnya energi dalam suatu vorteks dapat dilihat dari nilai vortisitas potensialnya. III.3. Analisis Sebaran Curah Hujan pada saat kejadian Borneo vorteks Analisis terhadap curah hujan pada saat kejadian Borneo vorteks periode bulan Januari 2015 di Stasiun Meteorologi Supadio Pontianak dilakukan dengan cara membagi kedalam 4 kuadran (pembagian kuadran telah dijelaskan pada II.2. METODE), didapatkan hasil sebagai berikut : Satuan : 1 PVU = 10 6m 2 s -1 K kg -1 5

6 Tabel 2. Curah hujan di Stasiun Meteorologi Supadio Pontianak pada saat kejadian Borneo vorteks bulan Januari Thn/Tgl Bulan/Kuadran PV Stamet Supadio 2015 Januari Jam 00Z Jam 12Z KUADRAN I 3 I 15.5 mm 1,4 1,6 4 I 6.2 mm 1,2 1,0 5 I 21.6 mm 1,1 0,9 6 I 4.8 mm 0,8 0,8 7 I 16.8 mm 0,8 0,6 9 I 2.4 mm 0,8 0,4 10 I TTU 0,8 0,8 11 I - 0,9 0,9 15 I 8.5 mm 1,2 - KUADRAN II 2 II 2.6 mm 0,9 2,1 12 II - 1,0 1,4 13 II - 1,6 1,1 14 II 2.8 mm 0,9 1,2 19 II TTU 0,5-20 II - 0,7 - KUADRAN III 18 III 52.5 mm 0,6 1,0 KUADRAN IV 8 IV 10.4 mm 0,8 0,7 Konvergensi pada gambar 3 di atas ditunjukkan jika nilai di colorbar semakin negatif. Semakin minus nilainya, maka konvergensi semakin kuat, sehingga hal ini mendukung kejadian hujan yang terjadi pada saat kejadian Borneo vorteks pada bulan Januari 2015 di Stasiun Meteorologi Supadio Pontianak. Pada kuadran I, tanggal Januari hujan terjadi berturut-turut dengan intensitas hujan maksimum terjadi pada tanggal 5 Januari sebesar 21.6 mm dengan nilai vortisitas potensial sebesar 0.9 dan 1.1 PVU. Pada kuadran II, terjadi anomali dimana kejadian Borneo vorteks kejadian tanggal 12 dan 13 Januari tidak menghasilkan hujan di wilayah Stasiun Meteorologi Supadio, meskipun secara energi dari vorteks dilihat dari nilai vortisitas potensialnya maupun dari lamanya vorteks tersebut hidup lebih dari satu hari. Dilihat dari tabel 3, bahwa kejadian Borneo vorteks pada kuadran I, II, III dan IV cenderung memberikan dampak terhadap terjadinya hujan di wilayah Stasiun Meteorologi Supadio, meski ada beberapa tanggal dimana pada saat ada kejadian Borneo vorteks justru tidak menyebabkan terjadinya hujan. Terlihat bahwa kejadian Borneo vorteks pada bulan Januari 2015, paling banyak terjadi di kuadran I dan II. Gambar 4. Pola angin pada saat kejadian Borneo vorteks tanggal Januari 2015 Gambar 3. Konvergensi pada bulan Januari 2015 Dari gambar 4, terlihat bahwa faktor lain yang mempengaruhi mengapa tidak terjadi hujan di wilayah Stasiun Meteorologi Supadio Pontianak dikarenakan dampak secara tidak langsung dari kejadian Shear yang terjadi jauh dari lokasi stasiun. 6

7 Untuk tanggal Januari hujan yang terjadi pun sedikit di tanggal 19 sedangkan tanggal 20 tidak terjadi hujan. Hal ini dapat dilihat dari nilai vortisitas potensial yang kecil dan hanya terjadi di jam UTC. Dan untuk kejadian hujan pada saat Borneo vorteks di kuadran III dan IV curah hujan yang terjadi berbanding lurus dengan nilai vortisitas potensial serta kejadian Borneo vorteks yang terjadi cukup kuat hingga lapisan 850 mb secara full time series. IV. KESIMPULAN Dari uraian analisis dan pembahasan di atas, maka yang dapat disimpulkan dari penelitian ini adalah : Pada bulan Januari telah teridentifikasi sebanyak 17 kejadian Borneo vorteks dengan rincian sebanyak 14 hari kejadian terjadi dari lapisan 925 hingga 850 mb secara full time series dan 3 hari kejadian tidak terjadi secara full time series. Kejadian Borneo vorteks mencapai ketinggian 850 mb mengindikasikan bahwa vorteks kuat. Dari analisis vortisitas potensial terlihat bahwa nilai vortisitas potensial 0.5 PVU dapat memperpanjang masa hidup Borneo vorteks menjadi lebih dari satu hari (>24 jam). Plot spasial antara curah hujan dengan lokasi kejadian Borneo vorteks menunjukkan bahwa pada bulan Januari kejadian paling banyak terjadi pada kuadran I dan II. Dan terlihat bahwa pada saat kejadian Borneo vorteks di 4 kuadran cenderung berdampak pada turunnya hujan di Stasiun Meteorologi Supadio Pontianak, meskipun masih didapatkan kejadian Borneo vorteks yang tanpa hujan. DAFTAR PUSTAKA 1) Ramage. (1971). Role of A Tropical Maritime Continent In The Atmospheric Circulation. Monthly Weather Review 96:6, ) 3) 4) Chang, C.P, Harr, P.A, dan Chen, H.J Synoptic Disturbance over the Equatorial South China Sea and Weastern Maritime Continent during Boreal Winter. Monthly Weather Review. Vol. 13, Chang, C.P, Liu, C.H., Kuo, H.C Typhoon Vamei : An Equatorial Tropical Cyclone Formation. Geophysical Research Letters, Vol. 30 No 3, Holton, J.R An Introduction in Dynamic Meteorologi (4 th ed). Elsevier Academic Press San Diego- California. 5) Andarini, DF Analisis Cold Surge dan Borneo Vorteks Menggunakan Vortisitas Potensial. Institut Teknologi Bandung. Bandung. 6) Hoskins, B.J. M.E. McIntyre, and A.W. Robertson, On the use and significance of Isentropic Potential Vorticity maps. Quart. J. Roy. Meteor. Soc, 111,