IDENTIFIKASI DAN ANALISIS PEMBENTUKAN AWAN CB TUNGGAL PADA KEJADIAN HUJAN EKSTREM DI KEDIRI LOMBOK (Studi Kasus Tanggal 16 Januari 2016)

Transkripsi

1 IDENTIFIKASI DAN ANALISIS PEMBENTUKAN AWAN CB TUNGGAL PADA KEJADIAN HUJAN EKSTREM DI KEDIRI LOMBOK (Studi Kasus Tanggal 16 Januari 2016) I Wayan Wirata 1, A. Fachri Radjab 2, Alif Adiayasa 2 1, Jakarta 2 Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, Jakarta piterasenk@gmail.com Abstrak Kejadian cuaca ekstrem dapat diartikan sebagai suatu fenomena meteorologi yang dapat memberikan dampak berupa kerusakan terhadap sarana/prasarana umum, kerugian harta benda hingga korban jiwa. Salah satu contoh cuaca ekstrem yaitu hujan lebat yang intensitasnya 50 mm per hari (BMK 2010) seperti yang terjadi di Kediri Lombok pada tanggal 16 Januari Berdasarkan fenomena tersebut curah hujan yang terukur di stasiun klimatologi Kediri Lombok mencapai mm yang mengakibatkan terjadinya banjir di Kediri Lombok. Penelitian ini menggunakan data reanalysis ECMWF, citra satelit, radar dengan produk CMAX, dan rekaman pias hujan di stasiun klimatologi Kediri Lombok. Adapun hasil penelitian menyimpulkan terjadinya hujan disebabkan oleh awan cb bersel tunggal yang dilihat dari citra satelit dan contour, tingginya Nilai dbz yang dilihat dari citra radar, tingginya nilai rh dilihat dari reanalysis ECMWF, nilai vortisitas, divergensi dan vertical velocity yang cenderung negatif, serta profil angin vertikal yang mendukung pembentukan awan cumulunimbus single cell. Kata kunci : cb tunggal, hujan ekstrem, banjir. Abstract Extreme weather events can be interpreted as a meteorological phenomena that can have impact such as damage to public infrastructure, loss of property, until victim. One example of the extreme weather is heavy rain that intensity 50 mm per day (BMKG 2010) that occurred in Kediri Lombok on 16 th of January Based on the phenomena, rainfall measured in Kediri Lombok climatology station reach mm that can be result flood in Kediri Lombok. This research uses ECMWF reanalysis data, satellite imagery, radar with CMAX product, and pias record rainfall in Kediri Lombok climatology station. The result of this research concluded that occurrence of floods caused by cloud with single cell that can be seen from satellite images and contour, dbz value in high status that can be seen from radar imagery, relative humidity value in high status that can be seen from reanalysis ECMWF, vortices value, divergences, and vertical velocity in negative status, as well as the vertical wind profile that supports cloud formation cumulunimbus single cell. Keywords : single cell, extreme rain, flood 1

2 I. PENDAHULUAN Indonesia merupakan salah satu negara tropis dengan awan konvektif yang aktif (Tjasyono, 2004). Tingginya pemanasan dan tersedianya banyak uap air secara fisis merupakan lahan subur bagi pertumbuhan awan-awan konvektif yang menyebabkan terjadinya hujan dan petir ( Nurlatifah, 2012). Awan-awan konvektif tersebut pada lapisan troposfer atas dapat mengeluarkan panas laten, yang akan menyebabkan gangguan terhadap atmosfer sekelilingnya (Nuryanto, 2011). Pada tanggal 16 Januari 2016 telah terjadi hujan ekstrim di wilayah Kediri Lombok, curah hujan di Stasiun Klimatologi Kediri Lombok tercatat mm, pada pukul WITA. Berita menyebutkan hujan ini mengakibatkan banjir di wilayah tersebut dengan ketinggian banjir mencapai 50 cm. Dari sifat hujan yang terjadi hujan tersebut berasal dari awan Cb tunggal, dimana hujan yang terjadi hanya kurun waktu dua jam. Tujuan penulisan ini adalah mengkaji kondisi atmosfer dan mengidentifikasi pembentukan awan Cb tunggal saat kejadian hujan ekstrim di wilayah Kediri Lombok dengan melakukan kajian pemanfaatan data observasi permukaan serta data dukung lainnya berupa data yang diambil dari citra satelit dan reanalysis untuk mensimulasikan kejadian/pertumbuhan awan Cb degan NWP. 4. data reflektifitas (z) radar cuaca gematronik Pada penelitian ini, data reanalisis Era Interim dari ECMWF diolah menggunakan software Grads. Hasil pengolahan berupa gambar analisa parameter-parameter meteorologi mulai dari permukaan hingga ketinggian 200 mb. Grafik nilai hujan pada saat kejadian di pias hujan, kemudian dibuatkan ilustrasi grafik dengan memakai Microsoft excel. Produk radar cuaca yang digunakan adalah CMAX dengan melihat hubungan antara reflektifity radar dengan curah hujan seperti pada tabel 1. Tabel 1. Klasifikasi nilai intensitas reflektivitas debu vulkanik II. DATA DAN METODE Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Data citra satelit MTSAT (Multi Functional Transport Satellite) citra IR format *.z tanggal 16 Januari 2016 yang diperoleh dari Sub Bidang Citra Satelit BMKG. 2. Data reanalysis ECMWF ( European Center for Medium Range Weather Forecasts) tiap enam jam yang tersedia secara online pada situs _full_daily/ pada tanggal 16 Januari Rekaman pias hujan pada saat kejadian hujan yang didapat dari Stasiun Klimatologi Kediri Lombok Gambar 1. Diagram alir 2

3 III. HASIL DAN PEMBAHASAN Berikut adalah hasil hasil pengolahan data yang telah dilakukan pada kejadian hujan ekstremdi Kediri Lombok pada tanggal 16 Januari a. Analisis tahap pembentukan awan Cumulunimbus. Berdasarakan sifat-sifat tahap pembentukn awan Cb yang dibedakan menjadi tiga tahap yaitu: tahap cumulus, tahap dewasa dan tahap punah, maka pembantukan awan Cb pada saat kejadian hujan dapat diilustrasikan seperti gambar 4.9. Karena sifat dari awan Cb pada tahap dewasa menyebabkan hujan deras (shower). Maka dari data pias hujan dapat dilihat tahap dewasa terjadi pada pukul WITA atau UTC, curah hujan yang dihasilkan awan tersebut sebesar 21.5 mm. Kemudian hujan berlanjut sampai jam WITA atau UTC dengan curah hujan mencapai 50.0 mm dengan kategori hujan lebat. Sedangkan tahap punah ditandai dengan berkurangnya curah hujan (hujan rintik-rintik). Gambar 1. Ilustrasi pembentukan awan Cb ditinjau dari data rekaman data pias hujan (kiri: pias hujan Staklim Kediri Lombok, kanan: ilustrasi). b. Analisis Citra Satelit IR Dari citra satelit IR sebagaimana yang terlihat pada gambar 2., terlihat pertumbuhan awan awan konvektif dimulai pada jam UTC di sebelah utara Kediri Lombok. Kemudian pada jam UTC awan terus tumbuh dan berkembang semakin besar hingga menutupi wilayah Kediri Lombok dan pada jam UTC terjadi hujan lebat seperti yang ditunjukkan gambar citra satelit IR gambar 4.3. Penurunan suhu yang signifikan terjadi pada jam UTC mencapai nilai C dengan puncak nya pada jam UTC. Penurunan suhu yang signifikan ini mengindikasikan adanya pertumbuhan awan konvektif yang menghasilkan hujan lebat seperti yang terukur di Stasiun Klimatologi Kediri Lombok, curah hujan mencapai mm. c. Analisis Contour Dan Time Series Citra IR Berdasarkan grafik time series pada gambar 3. di wilayah Kediri Lombok terlihat pola pertumbuhan awan mulai terbentuk pada jam UTC dimana pada jam tersebut terjadi penurunan suhu dengan nilai C, kemudian suhu naik lagi pada jam UTC. 3

4 Gambar 2 Citra satelit IR tanggal 16 Januari Gambar 3. citra IR contour dan time series suhu puncak awan tanggal 16 januari

5 d. Analisa Citra Radar 16 Januari 2016 Produk citra radar yang digunakan adalah produk CMAX dengan tinggi dasar 0.5 km dan tinggi puncak 12 km, lokasi radar berada di Bandara Internasional Lombok. Jarak antara pusat radar dengan lokasi kejadian sekitar km. Berdasarkan hasil pengamatan dari stasiun Klimatologi Kediri Lombok hujan terjadi pada jam WITA atau UTC. Produk CMAX pada dua jam sebelum kejadian hujan menampilkan adanya liputan echo yang memanjang di atas Kediri Lombok. Liputan echo terus berkembang dan mulai memasuki wilayah Kediri Lombok pada jam UTC, pada jam UTC teridentifikasi nilai echo reflektifitas mempunyai nilai dbz tinggi di wilayah Kediri Lombok mencapai dbz, dimana hujan pada jam UTC merupakan jam kejadian hujan lebat di wilayah Kediri Lombok. Gambar 4. citra produk CMAX tanggal 16 januari 2016 e. Analisis Kelembaban Gambar 5. merupakan hasil pengolahan data kelembapan udara tanggal 16 januari 2016 di sekitar Kediri Lombok dari lapisan permukaan hingga lapisan 500 mb. Pada sebelum kejadian hujan yaitu pada UTC pada permukaan hingga lapisan 700 mb nilai kelembaban mencapai 80 90%. Sedangkan pada lapisan mb nilai kelembapan mencapai %. Hal ini menunjukkan bahwa kondisi udara di Kediri Lombok pada saat kejadian hujan cukup jenuh dengan didukung nilai kelembapan yang tinggi pada lapisan permukan hingga lapisan 700 mb. Hal ini mengindikasikan uap air yang tersedia cukup melimpah dan berpotensi membetuk awan awan konvektif yang dapat menghasilkan hujan dengan intensitas lebat. f. Analisis Divergensi Kondisi (nilai) divergensi y ang ditunjukkan pada gambar 6. diatas saat kejadian hujan lebat. Dengan menampilkan kondisi divergensi secara vertikal di sekitar Kediri Lombok, diharapkan didapat suatu analisis proses pemampatan massa udara yang berlangsung di suatu lapisan sebagai salah satu unsur pembentukan awan awan konvektif yang berpotensi menghasilkan cuaca buruk. Pada dua jam sebelum kejadian hujan di lapisan permukaan hingga ketinggian 900 mb divergensi udara bernilai negatif, kemudian lapisan diatasnya sampai lapisan 500 mb divergensi bernilai positif. Kondisi adanya konvergensi di lapisan bawah dan lapisan menengah merupakan suatu indikator akan adanya sistem cuaca signifikan yang menyebabkan arus udara yang naik. Hal ini 5

6 memicu terbentuknya kumpulan awan awan konvektif yang menjulang tinggi. Gambar 5. Kelembaban per lapisan tanggal 16 januari 2016 Gambar 6. Divergensi per lapisan tanggal 16 januari 2016 g. Analisis Vortisitas Relatif Daerah Kediri Lombok terletak di sebelah selatatan equator. Nilai vortisitas negatif berkaitan dengan kecenderungan udara naik, dan nilai vortisitas positif kecenderungan udara turun. Dari vortisitas relatif tanggal 16 Januari 2016 ditunjukkan oleh gambar 7. Data tersebut merupakan data dari lokasi Kediri Lombok lokasi terjadinya hujan lebat pada tanggal 16 Januari Dua jam sebelum kejadian hujan yaitu pada jam UTC di lokasi Kediri Lombok pada level 1000 mb hingga 850 mb nilai vortisitas cenderung negatif, begitu juga diatasnya pada level 700 mb hingga 600 mb nilai vortisitas juga cenderung negatif, sedangkan pada 6

7 lapisan 500 mb nilai vortisitas bernilai positif. Adanya nilai vortisitas relatif yang bernilai negatif menandakan terjadinya gerak udara naik. Gambar 7. vortisitas per lapisan tanggal 16 Januari 2016 h. Analisis vertical velocity Gambar 8. menunjukkan hasil pengolahan dari data vertical velocity di area sekitar Kediri Lombok tanggal 16 januari 2016 pada lapisan mb digunakan untuk menganalisis potensi pertumbuhan dan pembentukan awan terutama awan konvektif. Melalui analisis secara vertikal (menggunakan beberapa lapisan isobarik) diharapkan didapatkan informasi gerak vertikal udara ke atas yang mengindikasikan potensi terbentuknya awan awan konvektif penyebab hujan lebat. Pada sebelum terjadinya hujan yaitu jam UTC nilai vertical velocity di sekitaran Kediri Lombok pada lapisan mb berkisar antara hingga Pa/s. sedangkan pada lapisan mb nilai berkisar antara -0.6 hingga nilai yang semakin negatif pada saat menjelang kejadian hujan merupakan indikasi adanya gerakan udara ke atas yang membawa massa udara. Gerak udara vertikal yang naik ke lapisan atas akan mengalihkan panas dan kelembaban dari permukaan dalam kondisi yang labil sehingga mendukung proses kondensasi dan presipitasi di sekitar wilayah Kediri Lombok. g. Analisis Profil Angin Vertikal Gambar 9. diatas merupakan profil kecepatan angin vertikal di sekitaran Kediri Lombok pada tanggal 16 Januari Garis merah putus putus pada gambar diatas menunjukkan jam kejadian hujan yaitu pada jam UTC. Terlihat sebelum kejadian hujan kecepatan profil angin vertikal pada lapisan bawah sampai lapisan 700 mb berkisar antara 4 8 knot, sedangkan pada lapisan mb kecepatan anginnya berkisar antara knot. Berdasarkan teori yang dijelaskan pada bab sebelumnya ini mendukung pembentukan awan konvektif yaitu cumulunimbus single cell. 7

8 Gambar 8. vertical velocity per lapisan tanggal 16 januari Gambar 9. Profil angin vertikal per lapisan tanggal 16 januari 2016 IV. KESIMPULAN Berdasarkan uraian hasil dan pembahasan pada bab sebelumnya maka dapat disimpulkan Hujan yang terjadi pada tanggal 8

9 2 Mei 2015 dan 16 Januari 2015 disebabkan oleh awan Cb yang ber sel tunggal dengan dilihat dari citra satelit yang suhunya mencapai dan C. Dengan memakai analisis citra radar produk CMAX memberikan gambaran lebih jelas tentang tahap pertumbuhan awan Cb. Dari data reanalysis ECMWF didapat nilai kelembapan yang relatif tinggi. Nilai divergensi, vortisitas dan vertical velocity yang cenderung negatif yang mengindikasikan adanya pergerakan massa udara ke atas, serta dari profil angin vertikal pada kedua kejadian tersebut mendukung dalam pembentukan awan cumulunimbus singlecell. V. DAFTAR PUSTAKA Alif Adiasa, Rika Kariani, Analisis Tahap Pembentukan Awan Cumulonimbus (Cb) di Stasiun Polonia (Studi Kasus Tanggal 9 Mei 2012) Bayong Tasyono HK, Ina Juaeni, Sriworo B. Harijono, Proses Meteorologis Bencana Banjir di Indonesia, Hasil Riset LPPM-ITB, BMKG, 2010, Peraturan KBMKG Keputusan No.009 Tentang Prosedur Standart Operasional Pelaksanaan Peringatan Dini, Pelaporan, dan Diseminasi Informasi Cuaca Ekstrim, BMKG, Jakarta Cotton, William R, dkk, Storm and Cloud Dynamics Second Edition. Panjaitan, BS., 2015, Analisis Kejadian Mesoscale Convective Complex Di Selat Makasar, STMKG, Jakarta Japan Meteorological Agency, Sataid User Manual, Nurlatifah, S., 2012, Pemanfaatan Data Satelit Cuaca MTSAT Untuk Estimasi Curah Hujan di Stasiun Meteorologi Tegal dan Stasiun Meteorologi Citeko, Tugas Akhir, AMG, Jakarta. Nuryanto, D.E, 2011, Aktifitas Konvektif di Atas Benua Maritim Indonesia dan Keterkaitannya dengan Variabilitas Iklim Regional dan Lokal, Institut Teknologi Bandung, Bandung. Prawirowardoyo, Susilo Meteorologi. Institut Teknologi Bandung. Soeharsono Meteorologi Penerbangan cetakan ke-2 Balai Diklat Meteorologi dan Geofisika Jakarta. Soepangkat Pengantar Meteorologi Balai Diklat Meteorologi dan Geofisika Jakarta. Soejitno Meteorologi Umum Untuk Observasi Meteorologi Balai Pendidikan dan Latihan Meteorologi dan Geofisika Jakarta. Tjasyono, B.H.K, dan Harijono, S.W.B., 2007 Meteorologi Indonesia 2 Awan & Hujan Monsun, BMG. Jakarta Tjasyono, B.HK., 2004, Klimatologi, Institut Teknologi Bandung, Bandung. 9