ANALISIS DAMPAK PERUBAHAN TUTUPAN LAHAN HUTAN TERHADAP IKLIM DI PULAU KALIMANTAN MENGGUNAKAN MODEL IKLIM REGIONAL (REMO) SOFYAN AGUS SALIM G02400013 DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
ANALISIS DAMPAK PERUBAHAN TUTUPAN LAHAN HUTAN TERHADAP IKLIM DI PULAU KALIMANTAN MENGGUNAKAN MODEL IKLIM REGIONAL (REMO) SOFYAN AGUS SALIM G02400013 Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Pada Program Studi Meteorologi DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
Judul : Analisis Dampak Perubahan Tutupan Lahan Hutan Terhadap Iklim Di Pulau Kalimantan Menggunakan Model Iklim Regional (REMO) Nama : Sofyan Agus Salim NRP : G02400013 Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Prof.Dr.Ir. Hidayat Pawitan NIP : 130 516 292 Dr. Edvin Aldrian NIP: 680 002 393 Mengetahui, Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor Dr.Drh. Hasim, DEA NIP : 131 578 806 Tanggal Lulus :
ABSTRAK SOFYAN AGUS SALIM. Analisis Dampak Perubahan Tutupan Lahan Hutan Terhadap Iklim di Pulau Kalimantan Dengan Menggunakan Model Iklim Regional REMO. Dibimbing oleh HIDAYAT PAWITAN dan EDVIN ALDRIAN. Dengan menggunakan model iklim regional REMO dibuat tiga skenario untuk menganalisis pengaruh penurunan luas tutupan lahan hutan terhadap iklim di pulau Kalimantan. Skenario yang digunakan adalah Kontrol (rasio hutan Kalimantan tahun 1996), R-25% (rasio hutan Kalimantan tahun 1996 diturunkan 25%), R-50% (rasio hutan Kalimantan diturunkan 50%). Hasil dari simulasi model REMO menunjukkan bahwa penurunan luas hutan menyebabkan kenaikan suhu udara rata-rata dari 25,3 C pada Kontrol menjadi 25,4 C pada R-25% dan 25,5 C pada R-50%. Selain itu mengakibatkan terjadinya kenaikan evaporasi sebesar 1,03% pada skenario R-25% dan 1,99% pada skenario R-25%. Peningkatan evaporasi menyebabkan curah hujan konvektif naik sebesar 5,21% pada skenario R-25% dan 6,20 % pada skenario R-50%. Kenaikan curah hujan ini mengakibatkan naiknya limpasan permukaan sebesar 6,15% pada skenario R-25% dan 10,51% pada skenario R-50%. Kata kunci : model iklim, deforestasi, perubahan iklim
DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR... iii DAFTAR TABEL... iv DAFTAR LAMPIRAN... v I. PENDAHULUAN... 1 1.1. Latar Belakang... 1 1.1.1. Penurunan Luas Tutupan Lahan Hutan... 1 1.2.2. Model Iklim Sebagai Alat bantu Dalam Proses Analisis Dampak Perubahan Tutupan Lahan Hutan... 1 1.2. Tujuan... 1 1.3. Hipotesis... 1 II. TINJAUAN PUSTAKA... 2 2.1. Hutan Hujan Tropis... 2 2.2. Pengaruh Perubahan Tutupan Lahan Hutan Terhadap Komponen Neraca Energi... 4 2.3. Suhu Udara... 4 2.4. Evaporasi... 5 2.5. Hujan... 5 2.6. Model REMO... 5 2.6.1. Model REMO... 5 2.6.2. Penggunaan model REMO di Indonesia... 6 III. METODOLOGI... 7 3.1. Tempat Penelitian... 7 3.2. Bahan dan Alat... 7 3.3. Metode... 7 3.3.1. Tahap Compiler Installation... 7 3.3.2. Tahap Persiapan (Pre-processing)... 7 3.3.3. Menjalankan Model Remo... 10 3.3.4. Tahap Analisis (Post-processing)... 10 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 12 4.1. Parameter Model... 12 4.2. Rasio Hutan Kalimantan... 12 4.3. Analisis Keluaran Model... 12
4.3.1. Suhu Udara... 12 4.3.2. Evaporasi... 14 4.3.3. Curah Hujan... 14 4.3.4. Limpasan Permukaan... 16 4.4. Pembahasan Umum... 16 V. KESIMPULAN DAN SARAN... 18 4.1. Kesimpulan... 18 4.2. Saran... 18 Daftar Pustaka... 18
DAFTAR GAMBAR 1. Sebaran hutan hujan tropis... 2 2. Tutupan hutan di pulau Kalimantan... 3 3. Proporsi neraca energi... 4 4. Lima pulau besar dan tiga laut yang digunakan dalam validasi model REMO... 6 5. Diagram alir penelitian... 7 6. Diagram alir sub-model penurunan rasio hutan... 8 7. Rasio hutan pada tiga skenario... 9 8. LAI pada tiga skenario.... 9 9. Albedo permukaan pada tiga skenario... 10 10. Sebagian data rasio hutan pulau Kalimantan... 10 11. Proses Masking... 11 12. Pixel dari pulau Kalimantan... 12 13. Grafik suhu udara harian pada tiga skenario... 13 14. Grafik rataan suhu udara per 6 jam pada tiga skenario... 13 15. Grafik evaporasi pada tiga skenario... 14 16. Grafik curah hujan musiman pada tiga skenario... 15 17. Grafik curah hujan konvektif pada tiga skenario... 15 18. Grafik limpasan permukaan pada tiga skenario... 16 19. Diagram alir proses yang terjadi jika rasio hutan turun... 17
DAFTAR TABEL 1. Luas hutan di pulau Kalimantan... 2 2. Korelasi curah hujan keluaran model REMO dengan data stasiun... 6 3. Daftar perangkat lunak yang digunakan... 7 4. Data yang digunakan pada tiap skenario... 8 5. Luas pulau kalimantan... 12 6. Luas dan rataan rasio hutan pulau Kalimantan pada tiga skenario... 12 7. Rataan suhu udara pada tiga skenario... 12 8. Rataan suhu udara per 6 jam pada tiga skenario... 13 9. Sensible heat flux per 6 jam pada tiga skenario... 13
DAFTAR LAMPIRAN 1. Albedo dari beberapa jenis permukaan... 20 2. Parameter input dan output dalam model REMO... 22 3. Merubah format data dari BIG endian menjadi LITTLE endian... 24 4. Script merubah rasio hutan... 25 5. Script untuk menjalankan model REMO... 28 6. Script untuk mengekstrak model REMO... 31 7. Uji statistik dari unsur iklim... 34 8. Data curah hujan di beberapa stasiun di pulau Kalimantan pada tahun 1996... 37
I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.1.1. Penurunan luas tutupan lahan hutan Kondisi hutan mengalami perubahan yang cepat dan dinamis, sesuai perkembangan pembangunan dan perjalanan waktu. Banyak faktor yang mengakibatkan perubahan tersebut antara lain pertambahan penduduk, dan pembangunan diluar sektor kehutanan yang sangat pesat memberikan pengaruh besar terhadap meningkatnya kebutuhan akan lahan dan produk-produk dari hutan. Selain itu adanya perambahan hutan dan terjadinya kebakaran hutan yang mengakibatkan semakin luasnya kerusakan hutan di Indonesia. Menurut data selama 12 tahun (1985-1997) angka degradasi dan deforestasi untuk pulau Sumatera, Kalimantan dan Sulawesi adalah 1,6 juta ha/tahun sebagai akibat penebangan liar, pencurian kayu, perambahan hutan, kebakaran hutan, lahan dan kebun serta sistem pengelolaan hutan yang kurang tepat. Deforestasi dan degradasi hutan diperparah dengan terjadinya kebakaran hutan pada tahun 1997 di Pulau Sumatera dan Kalimantan, dengan kebakaran terbesar terjadi di Kalimantan Timur hingga mencapai 3,2 juta ha (Badan Planologi Kehutanan dan Perkebunan, 1998). Dari hasil perhitungan untuk pulau Sumatera, Kalimantan dan Sulawesi, diperkirakan laju deforestasi menjelang tahun 2000 telah melebihi angka 2,5 juta ha/tahun. Penurunan luas hutan dapat mengubah karakteristik tutupan lahan, salah satu perubahannya adalah meningkatnya albedo permukaan. Peningkatan albedo permukaan berdampak terhadap neraca energi yang kemudian berpengaruh terhadap unsur iklim seperti suhu udara dan evaporasi. Selain itu penurunan luas hutan dapat menurunkan kemampuan tanah untuk menyerap dan mempertahankan air. dipakai dan seringkali alat tersebut jarang dikalibrasi. Untuk menutupi kekurangan itu maka digunakanlah model iklim. Hal lain yang perlu disadari mengapa model iklim diperlukan adalah eksperimen yang ekstrim tidak bisa dilakukan secara langsung di alam. Untuk mengetahui berbagai fenomena alam yang bersifat ekstrim seperti perubahan luas tutupan lahan hutan dapat disimulasikan dalam sebuah model tanpa merusak alam. Kemajuan teknologi di bidang komputer turut membantu perkembangan di bidang pemodelan iklim. Saat ini model iklim dapat diproses oleh personal computer. Teknologi ini dapat membantu dalam proses analisis dampak perubahan tutupan lahan hutan. 1.2 Tujuan Mengkaji dampak penurunan luas tutupan lahan hutan terhadap iklim di pulau Kalimantan menggunakan model iklim regional REMO Menduga tingkat perubahan iklim akibat penurunan luas tutupan lahan hutan. 1.3 Hipotesis Penurunan luas tutupan lahan hutan menyebabkan: Peningkatan suhu udara. Peningkatan evaporasi Peningkatan curah hujan konvektif Peningkatan limpasan 1.1.2. Model iklim sebagai alat bantu dalam proses analisis dampak penurunan luas tutupan lahan hutan. Dalam dunia ilmu pengetahuan terdapat tiga sumber acuan informasi yaitu dari data hasil pengamatan, hasil kajian teoritis dan data hasil model. Yang paling bernilai dari ketiga jenis tersebut adalah hasil observasi instrumentasi pengamatan karena semua analisis ilmiah akan dikembalikan kepada acuan tersebut. Akan tetapi pengamatan dengan instrumentasi memiliki keterbatasan dari resolusi fisis alat, temporal dan tutupan spasial. Selain itu keusangan alat akibat terlalu lama