ANALISIS INDEKS SERUAKAN DINGIN TERHADAP SEBARAN HUJAN DI SUMATERA UTARA. Abstrak

Transkripsi

1 ANALISIS INDEKS SERUAKAN DINGIN TERHADAP SEBARAN HUJAN DI SUMATERA UTARA Christen Ordain Novena Marpaung 1 Dr Widada Sulistya, DEA 2 Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (STMKG), Tangerang Selatan novnachristen@gmail.com Abstrak Indeks seruakan digunakan untuk melihat aktifnya seruakan dingin pada saat monsun Asia berlangsung. Indeks seruakan merupakan selisih tekanan antara Stasiun Gushi (115 BT 30 LU) dengan Hongkong (114 BT 22 LU), indeks seruakan ini dikenal dengan rambatan gelombang massa udara dingin dari daratan Asia yang melintasi ekuator. Jika nilai indeks seruakan lebih dari atau sama dengan 10 mb dikatakan terjadi seruakan dingin. Adanya gelombang dingin yang menuju ekuator akan meningkatkan curah hujan di wilayah sekitar Sumatera dan Jawa. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kondisi dinamika atmosfer dari skala regional dan lokal saat seruakan dingin terjadi dan melihat pola distribusi curah hujannya di Sumatera Utara. Berdasarkan hasil olahan data observasi curah hujan, data pengamatan udara atas, dan data reanalisis Era Interim ECMWF menunjukkan bahwa pengaruh seruakan dingin terhadap distribusi curah hujan hanya berintensitas ringan sampai sedang. Hal ini juga dapat dilihat dari indeks stabilitas yang hanya menunjukkan konveksi sedang di Sumatera Utara. Kata kunci: indeks seruakan dingin, monsun Asia, convection Abstract Cold surge index is used to view the active cold surge during Asian monsoon. Index surge can finding from difference pressure between Gushi Station (115º E 30º N) to Hongkong Station (114º E 22º N), index surge was known as cold air mass wave propagation from Asia who across the equator. If the index surge greater than or equal to 10 mb was said to occur cold surge. Cold wave towards the equator would increase rainfall in the region around Sumatera and Java. This study was conducted to determine the condition of atmospheric dynamics of regional and local scale when cold surge happen and see the pattern of rainfall distribution in North Sumatera. Based on the processed observation data of rainfall, upper air observation, and the ECMWF Interim Reanalysis Era that indicate the cold surge effect is only mild to moderate intensity on the distribution of rainfall. It also be seen from the stability index that show moderate convection in North Sumatera. Keywords: cold surge index, Asian monsoon, convection 1. PENDAHULUAN Selama musim dingin Asia berlangsung di Belahan Bumi Utara (BBU) angin bertiup dari Timur Laut sampai ke Selatan ekuator dan saat itu matahari berada di Selatan menuju ke Utara. Bersamaan dengan kondisi tersebut sering dijumpai penjalaran massa udara dingin dari monsun dingin Asia menuju Indonesia yang disebut seruakan dingin (Bayong, 2004). Menurut penelitian dari beberapa ahli, adanya seruakan dingin ditandai dengan naiknya tekanan udara, penurunan suhu dengan cepat dan bertambahnya kecepatan angin serta 1

2 bertambahnya curah hujan di daerah Selatan ekuator Indonesia. Indonesia merupakan negara maritim yang menjadi tempat interaksi berbagai sirkulasi atmosfer. Sirkulasi atmosfer utama yang berpengaruh terhadap variasi cuaca dan iklim di Indonesia adalah sirkulasi skala sinoptik yakni monsun. Monsun merupakan angin yang bertiup sepanjang tahun dan berganti arah dua kali dalam setahun. Umumnya, monsun akan meniupkan angin darat yang kering pada setengah tahun pertama dan setengah tahun selanjutnya akan meniupkan angin laut yang basah. Monsun adalah angin yang arahnya berbalik secara musiman. Angin monsun disebabkan oleh beda sifat fisis antara benua dan lautan. Secara latitudinal (melintang) dan longitudinal (membujur) Indonesia di bawah pengaruh sirkulasi ekuatorial dan monsunal yang sangat berbeda karakteristiknya. Monsun dapat digambarkan sebagai fenomena angin laut raksasa akibat beda panas BBU BBS yang dikaitkan dengan migrasi matahari tahunan (Tjasyono, 2007). Monsun Musim Dingin Asia mempengaruhi distribusi curah hujan dengan tipe hujan monsunal di Indonesia. Namun, tidak selamanya keadaan berlangsung normal. Hal ini disebabkan oleh gangguan cuaca lainnya yang menyebabkan anomali tersebut. Salah satu anomali pada saat Monsun Musim Dingin Asia adalah cold surge atau seruakan dingin. Cold surge sebagai salah satu gangguan yang paling mempengaruhi bentuk siklus tahunan curah hujan di wilayah Indonesia bagian barat laut yang membentuk siklus semi monsunal (Aldrian dan Susanto, 2003). Meskipun masa aktifnya hanya dalam ordo hari namun cold surge berdampak buruk bagi cuaca di bagian timur Asia dan juga berpengaruh terhadap hujan di wilayah Asia Tenggara (Chen dkk, 2003). Seruakan dingin Asia adalah kenaikan kecepatan angin yang kuat bergerak dari utara ke selatan. Berasal dari daratan Asia hingga mencapai laut Cina Selatan dengan lama perambatan selama waktu 72 jam, yang mengakibatkan kenaikan kecepatan angin di wilayah selatan ekuator di atas laut Cina Selatan. Dimana meningkatnya kecepatan angin tersebut terjadi satu atau dua hari setelah seruakan dingin mencapai Hongkong (Budiyono dan Hariadi, 2006). Menurut Wu dkk. (2007), udara dingin yang menjalar dari daratan Asia ke selatan bersifat massa udara benua yang dingin dan mantap (stable). Bila melata di atas Laut Cina Selatan yang hangat udara dingin tersebut mengembun dan membentuk awan jenis Cumulus dan Stratocumulus yang tidak tinggi dan jenis Altostratus. Di atas awan Altostratus cerah tak ada awan. Daerah awan dapat sangat luas. Bila bersamaan dengan datangnya palung di sebelah utara, atau palung udara atas (upper trough pada 200 hpa) kelompok awan tersebut dapat terorganisasi menjadi pusaran. Bila pusaran terbentuk menghambat penjalaran seruakan ke selatan. Sebaliknya, apabila tidak ada gangguan maka seruakan dingin dapat mencapai lebih ke selatan, di arah selatan khatulistiwa dapat banyak awan dan hujan. Teknik identifikasi cold surge diringkas oleh Pramuwardani dan Setiawan (2010) dengan menjelaskan aktifnya cold surge ditandai dengan perbedaan tekanan udara antara dua wilayah di daratan Asia, yaitu Gushi dan Hongkong. Perbedaan tekanan udara antara dua wilayah tersebut dapat dijadikan indikator aktifnya cold surge penjalaran massa udara dari Asia yang melewati Indonesia. Besarnya perbedaan tekanan ini disebut dengan indeks surge. Jika indeks surge memiliki nilai lebih besar dari 10 mb menandakan aktifnya penjalaran massa udara dari daratan Asia. Sebaliknya jika indeks surge memiliki nilai lebih kecil dari 10 mb menandakan kurang aktifnya bahkan tidak terjadinya cold surge. Menurut Zakir dkk. (2010) cold surge merupakan aliran massa udara dingin dari daratan Asia yang menjalar memasuki wilayah Indonesia bagian barat. Cold surge biasa terjadi pada saat di Asia memasuki musim dingin. Adanya seruak dingin ini ditandai dengan: 1. Perbedaan tekanan udara antara 30 LU, 115 BT dengan Hongkong (10 mb); 2

3 2. Selama 24 jam turunnya suhu udara di Hongkong sekitar 5 C atau lebih; 3. Selama 24 jam ada peningkatan kecepatan angin di Hongkong mencapai 10 knot atau lebih; 4. Angin di sekitar wilayah Laut Cina Selatan dari utara atau timur laut dengan kecepatan di atas 10 knot. 2. DATA DAN METODE Dalam penelitian ini adapun bahan berupa data yang digunakan antara lain: 1. Data pengamatan curah hujan harian dari beberapa stasiun dan pos hujan di Sumatera Utara. 2. Data analisis isobar, angin lapisan 925 mb, transpor uap air, RH, dan suhu jam 00 UTC hasil olahan data reanalysis model ECMWF dengan resolusi spasial 0,25 x 0, Data beda tekanan Gushi dan Hongkong. 4. Data pengamatan udara atas di Stasiun Meteorologi Kuala Namu (96035). Metode yang dilakukan dalam penelitian ini yaitu sebagai berikut: 1. Melakukan analisis terhadap data curah hujan tanggal 8-11 Desember. 2. Menginterpretasikan isobar, peta angin, transport uap air, RH, dan suhu di Sumatera Utara tanggal 8-11 Desember. 3. Mendeskripsikan nilai beda tekanan untuk deteksi seruak dingin. 4. Membuat kesimpulan berdasarkan hasil analisis dan pembahasan. 3. ANALISIS DAN PEMBAHASAN 1. Analisis Distribusi Curah Hujan Pola distribusi curah hujan selama 24 jam pada tanggal 8-11 Desember menunjukkan bahwa intensitas curah hujan dominan yang terjadi dengan kategori ringan hingga sedang di hampir seluruh wilayah Sumatera Utara selama periode seruakan dingin aktif. Akumulasi curah hujan lebat hanya terjadi pada tanggal 8, 10, dan 11 Desember. Gambar 3.1 Peta Spasial Sebaran Hujan Tanggal 8-11 Desember 3

4 2. Analisis Isobar Analisis skala sinoptik dimulai dengan informasi isobar berupa tekanan pada permukaan laut (MSLP) di sekitar daratan Asia, Laut Cina Selatan hingga Indonesia mulai tanggal 8-11 Desember tiap 24 jam. Berdasarkan gambar 3.2 pada tanggal 17 hingga 19 Desember membuktikan adanya daerah bertekanan tinggi sebesar 1024 mb di sekitar daratan Asia. Terlihat juga pada saat yang sama garis Isobar yang cukup rapat di dekat wilayah Cina. Dikarenakan pada bulan Desember merupakan puncak musim dingin di wilayah BBU, hal ini mengindikasikan akan adanya arus massa udara yang mengalir kuat dari daerah tersebut menuju BBS. Hal ini juga didukung oleh adanya daerah palung equator serta daerah bertekanan rendah di sepanjang wilayah Indonesia. Tercatat selama 3 hari sejak tanggal 7 Desember, tekanan di wilayah Indonesia mencapai mb. Kondisi ini mengakibatkan pasokan massa udara dari Asia semakin kencang menerobos wilayah Indonesia, sehingga akan memicu tumbuhnya banyak awan di Indonesia termasuk Sumatera Utara. Gambar 3.2 Peta Isobar dengan interval 2 mb tanggal 8-11 Desember 4

5 3. Analisis Pola Angin Identifikasi gangguan cuaca yang dilakukan pada tekanan pada permukaan laut (MSLP) diperjelas dengan informasi arah dan kecepatan angin. Gambar 3.3 merupakan merupakan overlay antara arah dan kecepatan angin pada lapisan 925 mb. Dengan memilih lapisan 925 mb dimaksudkan mampu memberikan gambaran tentang gangguan cuaca yang terjadi dalam kurun waktu tanggal 8-11 Desember yang terkait dengan arah dan kecepatan angin yang terjadi. Pada tanggal 8 Desember, ada beberapa indikasi gangguan cuaca yang terjadi. Gangguan cuaca tersebut di antaranya daerah pertemuan massa udara (konvergensi) di sekitar Laut Cina Selatan serta daerah belokan angin (shear) di wilayah Riau, Kalimantan Barat hingga Selat Karimata, terlihat pula adanya pusaran yang terbentuk di bagian Barat Pulau Kalimantan. Daerah vortex berupa eddy yang terjadi di atas Pulau Kalimantan tersebut diduga adalah fenomena dengan Borneo Vortex. Sedangkan pada tanggal 9 Desember, konvergensi masih terlihat di Sumatera bagian timur. Kecepatan angina semakin meningkat dibandingkan hari sebelumnya. Pada tanggal 10 Desember, kecepatan angina monsun timur laut tampak melemah. Vortex di Kalimantan Barat bergeser ke Laut Cina Selatan pada tanggal 11 Desember. Kondisi ini berpotensi menyebabkan pemampatan massa udara yang dapat menggerakkan massa udara naik dan menyebabkan pembentukan awan. Selain gangguan yang telah disebutkan, yang perlu dicermati lagi adalah tingginya kecepatan angin di Laut Cina Selatan. Arah angin Utara hingga Timur Laut dari Laut Cina Selatan tersebut mengarah ke Selat Karimata hingga Sumatera dengan kecepatan di atas 20 knot. Hal ini merupakan kondisi signifikan yang dapat menjadi indikasi adanya gangguan cuaca skala sinoptik yang dikenal dengan seruakan dingin (Cold Surge) dengan catatan kecepatan angin meredional di Hongkong lebih dari 10 knot. Gambar 3.3 Peta Angin Tanggal 8-11 Desember 5

6 4. Analisis Transpor Uap Air Analisis transport uap air dilakukan untuk mengetahui daerah dan asal dari uap air yang merupakan unsur utama pembentuk awan. Berdasarkan gambar 3.4 pada saat seruakan dingin terjadi di Sumatera Utara pada tanggal 7 Desember terlihat bahwa uap air banyak berasal dari Laut Cina Selatan yang mengarah menuju wilayah Sumatera. Dengan ketersedian uap air yang banyak, rata-rata lebih dari 1000 Kg/m 3 mendukung proses pembentukan awan BBU, hal ini mengindikasikan akan adanya arus massa udara yang mengalir kuat dari daerah Massa udara dingin yang bersifat kering dari daratan Asia dan didorong oleh angin utara menjalar menyeruak ke arah selatan melewati Laut Cina Selatan yang memiliki kandungan uap air yang cukup banyak. Ada adveksi udara dingin yang mendesak massa udara yang lebih hangat. Sebaran RH di sekitar Laut Cina Selatan dan Sumatera Utara lebih sedikit, hal ini ditunjukkan dari lemahnya pertumbuhan awan konvektif dan distribusi hujan yang merata dengan intensitas ringan sampai sedang. Gambar 3.4 Transpor Uap Air tanggal 8-11 Desember 6

7 5. Analisis Pengamatan Udara Atas Berdasarkan hasil pengolahan data udara atas tanggal 7-12 Desember di Stasiun Meteorologi Kuala Namu jam 00 dan 12 UTC. Tanggal 8 Desember jam 00 dan 12 UTC, 9 Desember jam 00 dan 12 UTC, 10 Desember jam 12 UTC, nilai indeks pengangkatan antara -2 dan -6 memberikan indikasi atmosfer dalam keadaan tidak stabil dimana badai guntur dengan kilat dapat terjadi. Nilai indeks pengangkatan antara 0 dan -2 terjadi pada pengamatan tanggal 10 Desember jam 00 UTC, 11 Desember jam 12 UTC, nilai indeks pengangkatan antara 0 dan -2 memberikan indikasi keadaan atmosfer tidak stabil ringan dimana awan badai guntur dengan kilat mungkin terjadi. Nilai K indeks antara memberikan indikasi bagi terjadinya badai guntur sebesar 61-80%. Kondisi ini terjadi pada pengamatan tanggal 8 Desember jam 00 UTC, 9 Desember jam 00 UTC dan 12 UTC, 10 Desember jam 00 UTC dan 12 UTC, 11 Desember jam 12 UTC, sedangkan pengamatan pada tanggal 8 Desember jam 12 UTC memberikan indikasi bagi terjadinya badai guntur sebesar 81-90%. Nilai SWEAT indeks antara terjadi pada pengamatan tanggal 8 Desember jam 00 dan 12 UTC, 9 Desember jam 00 dan 12 UTC, 10 Desember jam 00 dan 12 UTC, 11 Desember jam 12 UTC, berada di antara memberikan indikasi bagi pertumbuhan awan cumulus. Nilai CAPE antara J/kg terjadi pada pengamatan tanggal 8 Desember jam 12 UTC, 9 Desember jam 00 dan 12 UTC, dan 10 Desember jam 12 UTC. Nilai CAPE antara J/kg memberikan indikasi bagi terjadinya konveksi sedang, sedangkan nilai CAPE antara J/kg terjadi pada pengamatan tanggal 8 Desember jam 00 UTC, 10 Desember jam 00 UTC. Nilai CAPE antara J/kg memberikan indikasi bagi terjadinya konveksi lemah. Pengamatan pada tanggal dan jam lainnya memberikan indikasi terjadinya konveksi sangat lemah. Berdasarkan hasil pengolahan data udara atas tanggal 7-12 Desember di Stasiun Meteorologi Kuala Namu jam 00 dan 12 UTC, maka diperoleh nilai indeks stabilitas seperti yang dijelaskan dalam tabel berikut: TGL JAM Indeks Stabilitas LI KI SWEAT CAPE 0-2, , , , ,2 35,7 200, ,8 34,7 186, ,2 31,8 179, ,3 35,5 189, ,8 32,2 202,4 105 Tabel 3.5 Indeks Stabilitas tanggal 8-11 Desember 6. Analisis Kelembapan Udara Berdasarkan hasil pengolahan data kelembapan udara secara vertikal di Sumatera Utara tanggal 8-11 Desember pada lapisan 925 mb (gambar 3.6) didapatkan informasi mengenai kelembapan udara pada sebelum, saat dan setelah seruakan dingin terjadi. Terlihat pada lapisan permukaan ( mb) sebelum dan saat kejadian hujan kondisi udara di Sumatera Utara ymumnya berkisara dari 75-95%. Gambar 3.6 Diagram Hovmoller Kelembapan Udara model ECMWF 7

8 Nilai Beda Tekanan (mb) Kelembapan udara semakin meningkat seiring penjalaran seruakan dingin ke Sumatera. Hal ini berdampak pada meningkatnya pertumbuhan awan konvektif danpotensi terjadinya hujan.terjadinya penjalaran massa udara dari daratan Asia menuju Australia dengan sifat massa udara yang relatif hangat dan lembab. Inilah yang mengakibatkan pertambahan jumlah persentase kelembaban udara di Sumatera Utara. 7. Analisis Suhu Udara Secara umum, suhu udara di Sumatera Utara bervariasi mulai dari 21 C - 24 C. Pada tanggal 7 Desember, terlihat bahwa temperatur udara bergerak dari Utara dengan suhu udara berkisar antara C. Kemudian pada tanggal 8 Desember suhu udara semakin menurun menjadi C. Pada tanggal 9 Desember, suhu udara berkisar antara C di Sumatera Utara. Suhu udara pada tanggal 10 Desember dominan berkisar antara C dan meningkat di hari berikutnya menjadi 24 C. Gambar 3.7 ini menunjukkan bahwa surge mulai bergerak dari lintang Utara ke Selatan sehingga suhu udara menjalar dari daratan Asia di Utara menuju wilayah Indonesia khususnya Sumatera. Terbukti dengan semakin dinginnya suhu udara di selatan pada tanggal 7-12 Desember. Gambar 3.7 Diagram Hovmoller Suhu Udara model ECMWF 8. Analisis Indeks Seruakan Dingin Dari gambar 3.8 terlihat bahwa nilai beda tekanan lebih besar dari 10 mb mulai terjadi pada tanggal 7 Desember jam 18 UTC dengan nilai sebesar 10,5 mb. Nilai beda tekanan ini kemudian meningkat hingga menjadi 11,4 mb pada tanggal 8 Desember jam 06 UTC. Namun, mulai jam 18 UTC, nilai beda tekanan mulai turun secara perlahan hingga mencapai 8,9 mb pada tanggal 9 Desember jam 00 UTC. Pada tanggal 10 Desember jam 00 UTC nilai beda tekanan kembali meningkat menjadi 10,3 mb dan 13,1 mb pada jam 18 UTC. Kemudian mengalami penurunan tekanan secara perlahan pada tanggal 11 Desember jam 18 UTC menjadi 12,1 mb BEDA TEKANAN GUSHI DAN HONGKONG Desember 8 Desember 9 Desember 10 Desember 11 Desember Indeks surge Gambar 3.8 Grafik Beda Tekanan 8

9 4. KESIMPULAN Berdasarkan analisis-analisis yang telah disebutkan dapat ditarik kesimpulan bahwa kejadian hujan pada tanggal 8-11 Desember merupakan akibat dari gangguan cuaca yang terbentuk melalui peristiwa mekanis seperti konvergensi dan vortex dan didukung dengan proses thermis seperti konveksi dan adveksi udara dingin dari adanya seruakan dingin mengakibatkan pertumbuhan awan-awan konvektif di Sumatera Utara. Namun, seruakan dingin yang terjadi hanya menghasilkan curah hujan yang berintensitas ringan sampai sedang. DAFTAR PUSTAKA BMKG,2010, Peraturan KBMKG Nomor: Kep. 009 Tahun 2010 tentang Prosedur Standar Operasional Pelaksanaan Peringatan Dini, Pelaporan, Dan Diseminasi Informasi Cuaca Ekstrim. Braesicke, P., Hai, O.S. dan Samah, A.A, 2012, Properties of strong off-shore Borneo vortices: a composite analysis of flow pattern and composition as captured by ERA-Interim. Journal of The Royal Meteorological Society 13: Chang, C.P., Harr, P. A., dan Chen, H. J, 2005, Synoptic Disturbances over the Equatorial South China Sea and Western Maritime Continent during Boreal Winter, Monthly Weather Review, Vol Hal Lupo, A.R. dan Anip, M.H.M., 2011, Climatological Study of Borneo Vortex during Northern Hemisphere Winter Monsoon. Poster in Conference World Research Climate Programme (WRCP) 2011, Denver, Colorado-USA. Prawoto, I., Azizah, N., dan Taufik, M., 2011, Tinjauan Kasus Banjir di Kepulauan Riau Akhir Januari 2011, Jurnal Megasains, Vol.2 No.2 - Juni 2011 Hal Riehl, H.,1954, Tropical Meteorology, Mc Graw Hill Book Company Inc, New York. Suyono, H., Satyaning, A., Boer, R., Agus, P., Ribudiyanto, K., Supiatna, J., Subarna, Leni, Linarka, U., Satyaningsih, R., Noviati, S., dan Kumalawati, R, 2009, Kajian Cuaca Ekstrim di Wilayah Indonesia, Puslitbang BMKG, Jakarta. Tangang, F.T., Liew, J., Salimun, E., Vinayachandran, P.N., Seng, Y.K., Reason, C. J. C., Behera, S. K., dan Yasunari, T, 2008, On the roles of the northeast cold surge, the Borneo Vortex, the Madden-Julian Oscillation, and the Indian Ocean Dipole during the extreme 2006/2007 flood in southern Peninsular Malaysia, Geophysical Research Letters, Volume 35, Issue 14, July 2008, American Geophysical Union. The European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, 2015, [daring], rim_full_daily/, diakses 10 Januari Tjasyono, B. H, K, 2008, Sains Atmosfer, Pusat Penelitian dan Pengembangan BMG: Jakarta. Wh, Suryadi, 1980, Hubungan Antara Gelombang Dingin Asia dan Cuaca di Indonesia, BPLMG Jakarta. Zakir, A., Sulistya, W., dan Khotimah, M. K., 2010, Perspektif Operasional Cuaca Tropis, Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, Jakarta 9

10