BAB I Pendahuluan I.1 Latar Belakang I.1.1 Historis Banjir Jakarta Menurut Caljouw et al. (2004) secara morfologi Jakarta didirikan di atas dataran aluvial pantai dan sungai. Bentang alamnya didominasi dataran, rawa pantai dan sungai, hingga genangan laguna. Berdasarkan hal tersebut maka Jakarta dianggap daerah langganan banjir. Historis banjir Jakarta dari catatan sejarah perkembangan kota, banjir besar dimulai tahun 1621, 1654, 1918, 1976, 1996, 2002 dan 2007. Dari inventarisasi bencana alam banjir di wilayah Jakarta dan sekitarnya, maka banjir berskala besar terjadi jika hujan turun terus menerus (non stop) selama satu hari atau lebih. Bencana alam banjir yang melanda daerah Jakarta dan sekitarnya yang terjadi hampir tiap tahun disebabkan oleh hujan torensial. Beberapa kasus terburuk dari kejadian banjir di DKI Jakarta, yaitu tahun 2002 dan 2007. Kejadian bencana alam banjir, yang melanda hampir 70% seluruh wilayah di DKI Jakarta berlangsung mulai tanggal 29 Januari 2002 sampai 10 Februari 2002 dengan tinggi genangan berkisar antara 10-250 cm (Zulkaidi, 2005). Hal tersebut terjadi kembali pada 1 Februari 2007 dimana banjir besar terulang, yang diakibatkan oleh besarnya curah hujan di wilayah Jakarta Barat, Jakarta Pusat dan Jakarta Utara. Adapun banjir susulan yang terjadi pada tanggal 4 Februari 2007 karena diakibatkan oleh besarnya curah hujan di wilayah Bogor, kondisi ini ditandai dengan meningkatnya debit air di pintu Air Katulampa Bogor sekitar pukul 17.00 WIB (Waktu Indonesia Barat) tanggal 3 Februari 2007. Dengan demikian maka mengakibatkan kenaikan debit air yang tercatat di pintu air Manggarai pada malam harinya (Sasmito et al., 2007). Ada tiga aspek penting dari sirkulasi angin laut di sekitar Jakarta, hal tersebut meliputi perubahan arus angin laut terhadap waktu, pengaruh profil temperatur terhadap lapisan turbulen dan interaksi antara front angin laut terhadap perubahan kondisi topografi daerah Jakarta. Hasil studi tentang angin laut di Hong Kong dan Taiwan utara, mengindikasikan terjadinya konvergensi akibat pertemuan pola 1
angin yang berbeda arah. Hal tersebut mengakibatkan tumbuhnya awan-awan konvektif besar penyebab hujan lebat (Liu et al., 2002 dan Liu et al., 2001). Aliran konveksi di atas lautan di daerah tropis lebih aktif dibanding daratan, dengan variasi yang besar. Dengan demikian akan mengakibatkan variabilitas curah hujan menjadi sangat besar. Ditinjau dari dinamika awan hujan, Benua Maritim Indonesia (BMI) menerima panas sensible (insolasi) dan panas laten kondensasi. Hal tersebut diakibatkan oleh perubahan fasa uap air dalam jumlah besar, maka jenis awan yang muncul adalah awan konvektif atau awan cumuliform. Jika terjadi geser angin (wind shear) vertikal dan konvergensi troposferik, maka hujan di area monsun disebabkan oleh awan cumulonimbus (Cb) atau cumulus bermenara (Chaudhry et.al., 1996). Dinamika awan sebagaimana di atas sangat penting untuk dikaji, terkait dengan perubahan pola fluktuasi curah hujan. Baik dari segi dinamika makrofisika maupun mikrofisika, proses pertumbuhan awan merupakan suatu variabel yang berpengaruh untuk analisis kejadian curah hujan ekstrim. Dengan demikian maka siklus curah hujan harian dan variasi regional sangat penting untuk dikaji, terutama di daerah tropis. Karena siklus curah hujan tropis diakibatkan oleh peningkatan panas laten penguapan dan energi skala besar. Dengan demikian maka wilayah ekuatorial menjadi pembangkit sirkulasi umum di atmosfer (Mori et al., 2004). Dari segi geografis DKI-Jakarta merupakan bagian dari Pulau Jawa yang terletak diantara dua perairan yaitu Laut Jawa dan Lautan Hindia. Hal tersebut sangat memungkinkan terjadinya pembentukan awan konvektif dan hujan besar. Dari segi morfologi, DKI-Jakarta terdiri dari dataran rendah dan pegunungan. Kondisi secara umum hujan disebabkan oleh awan Nimbostratus (Ns) yang dibarengi oleh awan Cumulonimbus (Cb). Pola pertumbuhan awan tersebut, dapat secara konveksi maupun orografi yang dikenal sebagai awan konvektif dan awan orografi (Borys et al., 2000). 2
Kajian pola dinamika awan sebagai analisis efektivitas teknologi modifikasi cuaca (TMC) sistem statis yang diharapkan menjadi alternatif mengurangi intensitas curah hujan ekstrim di daerah DKI Jakarta. Untuk mengetahui tingkat efektivitas tersebut, dilakukan perhitungan secara numerik pola penyebaran bahan semai kedalam awan yang dirangkum dalam suatu model. Dasar ilmiah yang belum ada dan memberikan kejelasan kepada masyarakat mengenai kelayakan penerapan TMC yang masih terjadi kontraversi, menjadi acuan pentingnya penelitian ini dilakukan. Selain hal tersebut di atas perlunya dilakukan uji efektivitas TMC, karena termasuk teknologi strategis disaat-saat mendatang dalam menghadapi era krisis energi (Tikno, 2000; Solak et al., 2002). I.1.2 Permasalahan Penelitian Sebagaimana urian di atas, ada dua permasalahan penting yang perlu dikaji yaitu; 1. Penyebab kejadian banjir di Jakarta adalah curah hujan ekstrim. Kajian dinamika atmosfer curah hujan ekstrim dari efek global, regional dan lokal penting dilakukan untuk mencari prekursor fenomena tersebut. 2. Efektivitas penerapan teknologi modifikasi cuaca sistem statis sebagai alternatif teknologi sederhana untuk mengurangi intensitas kejadian curah hujan ekstrim. I.1.3 Pertanyaan Penelitian 1. Apa prekursor atau ciri dari curah hujan ekstrim kejadian banjir Jakarta. 2. Bagaimana evaluasi awal teknologi modifikasi cuaca sistem statis untuk mengurangi intensitas hujan. I.1.4 Motivasi Sebagai motivasi dalam penelitian ini adalah masalah kejadian curah hujan ekstrim di DKI Jakarta. Hal ini karena Jakarta sebagai Ibu Kota Negara Indonesia, dimana terdapat Istana Merdeka yang menjadi simbol kekukuhan kekuasaan suatu pemerintah. Kejadian hujan ekstrim mengakibatkan banjir yang berdampak sangat besar terhadap lingkungan, bukan hanya daerah permukiman saja yang tergenang tetapi juga halaman Istana Merdeka. Dampak lain yang ditimbulkan akibat banjir, 3
bukan hanya kerusakan infra struktur namun masalah sosial akan muncul. Masalah sosial yang terjadi antara lain, konflik antara penduduk. Selain dampak di atas banjir mempengaruhi perencanaan kota, yang menurunkan realita nilai suatu kawasan. Perkembangan Kota Jakarta kedepan adalah mencoba mencari kualitas lingkungan yang lebih baik, dengan strategi mengatasi degradasi lingkungan yang semakin buruk dari hari ke hari (Caljouw et al., 2004). I.2 Ruang Lingkup dan Batasan Penelitian Berdasarkan uraian di atas pola dinamika awan di DKI-Jakarta sangat berpengaruh terhadap pola fluktuasi perubahan curah hujan, maka dalam penelitian ini dilakukan kajian perubahan pola dinamika awan yang akan menghasilkan perubahan pola fluktuasi curah hujan sebagai evaluasi efektivitas teknologi modifikasi cuaca. Penelitian ini menitik-beratkan pada pembahasan pola pertumbuhan konveksi yang terjadi di DKI-Jakarta dengan koordinat batas 6 0 LU 6 0 LS dan 90 0 BT 110 0 BT. Studi dan simulasi model dipilih pada periode dengan konveksi terkuat saat terjadi curah hujan ekstrim. Kajian ini dibatasi hanya untuk di DKI-Jakarta, dikarenakan waktu yang diperlukan untuk perubahan pola dinamika awan hujan sangat pendek dalam artian mencakup luasan dan waktu yang sempit. Hal ini berkaitan dengan kemampuan model WRF yang cocok untuk aplikasi luas dari skala meter sampai ribuan kilometer (Michalakes et al., 1999). Adapun dinamika awan baik awan orografi dan awan konvektif sangat dominan terhadap pertumbuhan curah hujan khususnya DKI-Jakarta (Tikno, 2000; Heru, 2004 dan Liong et al., 2004) I.3 Tujuan Penelitian 1. Mengkaji tanda-tanda terjadinya curah hujan ekstrim tahun 2002 dan 2007 berdasarkan analisis data iklim. 2. Kajian awal tingkat efektivitas teknologi modifikasi cuaca sistem statis untuk melihat pengaruh terhadap curah hujan ekstrim DKI-Jakarta. 4
I.4 Asumsi Data Final Analysis (FNL) dan model Weather Research and Forecast (WRF), merupakan data dan model cuaca global terbaik saat ini. I.5 Hipotesis Pengaruh efek global dari aktifitas matahari, fluks sinar kosmik sebagai prekursor global, dan konveksi lokal lebih besar dari efek regional diindikasikan sebagai penyebab curah hujan ekstrim di Jakarta. Penerapan teknologi modifikasi cuaca sistem statis yang ada sebagai teknologi terapan untuk mengurangi intensitas curah hujan. I.6 Metodologi Penelitian Dalam penelitian ini tahap pertama, dilakukan explorasi data iklim dan cuaca dari efek global, regional dan lokal. Hal tersebut dilakukan untuk mengkaji dan menentukan anomali faktor-faktor iklim dan cuaca yang merupakan prekursor fenomena curah hujan ekstrim di DKI Jakarta. Penelitian tahap kedua, adalah perhitungan efektivitas Teknologi Modifikasi Cuaca (TMC) statis melalui penggunanaan model Weather Research and Forecast (WRF). Hal tersebut dilakukan untuk memperoleh kondisi meteorologi yang sesuai dengan daerah penelitian. Hal ini dimungkinkan karena model tersebut dapat mensimulasikan sebagian besar dinamika atmosfer, perhitungan mikrofisika dan parameterisasi cumulus yang merupakan generasi model cuaca terbaru (Michalakes et al., 1999). Adapun hasil di atas, digunakan sebagai parameter masukan pada model persamaan difusi sehingga diperoleh hasil pola sebaran bahan semai kedalam awan. I.7 Kegunaan Hasil penelitian ini adalah sebagai studi analisis konveksi dan pola dinamika awan terhadap efektivitas teknologi modifikasi cuaca di DKI-Jakarta. Sedangkan secara umum adalah sebagai sumbangan dan perkembangan model iklim terhadap khasanah ilmu pengetahuan khususnya sains atmosfer di Indonesia dan sekaligus 5
dapat diaplikasikan sebagai dasar acuan dan dasar teori teknologi modifikasi cuaca Badan Pengkajian dan Pnerapan Teknologi (TMC BPPT) di masa mendatang. I.8 Sistematika Pembahasan Pembahasan pada Disertasi ini terbagi dalam lima bab. Adapun sistematika penulisan adalah sebagai berikut: Bab I Pendahuluan :berisi latar belakang masalah, tujuan penelitian, batasan masalah dan sistematika pembahasan. Bab II Tinjauan Pustaka :terdiri dari teori dan penelitian sebelumnya yang relevan dengan penelitian ini seperti, siklus dinamika awan hujan, teknologi modifikasi cuaca dan perkembangan model cuaca. Bab III Metodologi :berisi tentang penjelasan data dan metodologi yang digunakan dalam penelitian. Bab IV Hasil dan Analisis :berisi hasil pengolahan dan pembahasan dari hasil yang diperoleh. Bab V Kesimpulan dan Saran :berisi kesimpulan dari penelitian dan saran untuk menyempurnakan pekerjaan yang masih belum dicakup dalam penelitian. 6