MAKALAH KELOMPOK 7 Automatic Weather Observation System (AWOS) Dibuat untuk memenuhi tugas mata kuliah Peralatan Meteorologi II Disusun oleh: 1. Nurul Aufa Tri Wahyuni 41.15.0069 41.15.0079 41.15.0081 2. Riki Setyono 3. Roi Jujur Sihombing PROGRAM SARJANA TERAPAN INSTRUMENTASI SEKOLAH TINGGI METEOROLOGI DAN GEOFISIKA TANGERANG KLIMATOLOGI SELATAN 2017 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah swt karena rahmat dan karunia-nya penulis dapat menyelesaikan makalah dengan judul Automatic Weather Observation System (AWOS). Penulisan makalah ini dibuat untuk memenuhi tugas mata kuliah Peralatan Meteorologi II di Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika. Penulisan makalah ini memiliki banyak kendala dan kesulitan. Namun, penulisan makalah dapat selesai berkat bimbingan, bantuan, saran, dan nasihat berbagai pihak, khususnya dosen pengampu mata kuliah Peralatan Meteorologi II sehingga kendala dan kesulitan dapat teratasi dengan baik.
Penulis menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna dan masih banyak kekurangan baik dari aspek kualitas maupun kuantitas. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan penelitian dalam makalah ini. Selanjutnya dengan tulus penulis menyampaikan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu hingga makalah ini dapat diselesaikan. Pihak-pihak tersebut adalah: 1. Agustina Rachmawardhani selaku dosen pengampuh mata kuliah Peralatan Meteorologi II. 2. Teman-teman kelas Instrumentasi IVC yang telah memberikan masukan dan saran. 3. Berbagai pihak yang telah memberikan bantuan dan dorongan, serta berbagi pengalaman pada proses penyusunan makalah ini. Demikian, penulis berharap bahwa makalah ini dapat memberikan manfaat dan memperluas wawasan bagi berbagai pihak. Tangerang Selatan, Juli 2017 Penulis 2
Daftar Isi HALAMAN JUDUL 1 KATA PENGANTAR 2 DAFTAR ISI 3 BAB I PENDAHULUAN 4 1.1 Latar Belakang...4 1.2 Rumusan Masalah...4 1.3 Tujuan Penulisan...4 1.4 Manfaat Penulisan...5 BAB II PEMBAHASAN 6 2.1 Pengertian AWOS...6 2.2 Bagian-bagian AWOS...7 2.3 Jaringan AWOS...8 2.4 Sensor pada AWOS...9 2.5 Pemeliharaan AWOS 15 2.6 Kalibrasi AWOS 16 BAB II PENUTUP 17 DAFTAR PUSTAKA 18 3
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pengamatan meteorologi adalah salah satu atau serangkaian tindakan yang meliputi kegiatan menaksir, mengukur, dan atau menghitung parameter meteorologi, baik secara visual maupun menggunakan alat. Pengamatan meteorologi dilakukan untuk memperoleh data unsur-unsur meteorologi dan keadaan cuaca saat itu. Data parameter meteorologi tersebut, selanjutnya disiapkan untuk berbagai keperluan, seperti untuk dikumpulkan hingga jangka waktu tertentu, diolah menjadi data olahan, diplot pada peta geografis khusus, untuk dianalisa pola cuaca saat itu, untuk pelayanan informasi keadaan meteorologi sesaat, dan keperluan penerbangan. Automatic Weather Observation System (AWOS) adalah peralatan meteorology yang umumnya digunkan di bandara perbedaannya dengan AWS adalah AWOS dilengkapi dengan alat ukur visibility yaitu transmissometer dan scattermeter beserta alat ukur ketinggian dasar awan yaitu ceilometer. Pada makalah ini akan dibahas mengenai AWOS, sensor yang digunakan, dan prinsip kerja dari AWOS. 1.2 Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah dari makalah ini adalah sebagai berikut: 1.2.1 Apa itu AWOS? 1.2.2 Apa saja sensor yang tersedia di dalam AWOS? 1.2.3 Bagaimana bagian, prinsip kerja, pemasangan, pemeliharaan, dan kalibrasi AWOS? 1.3 Tujuan Penulisan Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut: 1.3.1 Memberikan informasi tentang pengertian detail AWOS. 1.3.2 Membantu taruna-taruni STMKG memahami cara kerja, instalasi, pemeliharaan, analisis data, dan kalibrasi AWOS. 1.4 Manfaat Penulisan Manfaat dari pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut. 1.4.1 Memberikan pengetahuan kepada para pembaca. 1.4.2 Menjadi sumber rujukan taruna-taruni dalam studi tentang AWOS. 4
5
BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pengertian AWOS Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika merupakan suatu instansi pemerintah yang bertugas memberikan pelayanan jasa di bidang meteorologi, klimatologi dan geofisika. Dalam rangka pelaksanaan tugas tersebut, BMKG melakukan pengamatan unsur-unsur cuaca baik secara manual maupun menggunakan peralatan yang otomatis. Peralatan pengamatan cuaca otomatis yang dioperasikan BMKG diantaranya adalah AWOS atau Automatic Weather Observation System. AWOS atau Automatic Weather Observation System merupakan suatu alat pengamatan cuaca otomatis yang ditempatkan pada bagian-bagian tertentu yang ada pada landasan pacu di suatu bandara. Pada umumnya, AWOS ini dibedakan menjadi 2 macam jenis. Yang pertama, yakni big AWOS. Big AWOS ini mempunyai sensor cuaca lengkap dan juga ditempatkan pada bandara-bandara yang memiliki tingkat kesibukan super tinggi. Yang kedua, yaitu small AWOS. Small AWOS mempunyai sensor yang jauh lebih sedikit yang mana disesuaikan dengan kebutuhan dari bandara terkait yang ada. Data cuaca yang telah berhasil AWOS tampilkan ini bisa menjadi salah satu pembanding alat-alat konvensional yang bisa digunakan dalam proses pengamatan suatu cuaca. Jika untuk saat ini, seluruh perangkat AWOS yang telah dioperasikan oleh BMKG (Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika) di seluruh Indonesia masih mengandalkan perangkat-perangkat yang didatangkan dari luar negeri. Jadi, bisa dikatakan, biaya yang harus dikeluarkan menjadi terbilang mahal dan membuang begitu banyak waktu dalam proses untuk menginstall perangkat tersebut. Sementara itu, diharapkan, untuk waktu atau di masa yang akan datang ini, BMKG bisa melakukan suatu bentuk kerja sama beserta dengan produsen atau bahkan teknisi yang sudah jauh lebih terampil di dalam negeri, demi terciptanya penggunaan teknologi dalam negeri yang tepat guna. Berikut ini macam-macam sensor yang ada pada small AWOS : 1. Sensor angin. Sensor angin ini diletakkan pada ketinggian sekitar 10 meter dari permukaan tanah, serta jauh dari obstacle. 6
2. Sensor temperature dan kelembapan. Sensor yang satu ini dilengkapi dengan blower udara sehingga bisa membuat sensor menjadi tetap kering. 3. Visibility dan Present weather sensor. Sensor yang bisa memberikan informasi mengenai jarak pandang serta cuaca yang aktual pada saat dilakukan suatu pengamatan. 4. Ceilometer. Alat yang memiliki teknologi LIDAR (Light Detector and Raging) dengan adanya pemandu laser pada sensor tersebut, yang berguna untuk mengetahui jumlah serta tinggi dasar awan di sekitar runway. 5. Barometer. Barometer atau alat pengukur tekanan udara ini terpasang pada kotak FDCU, yang berguna untuk mengetahui tekanan udara di area touchdown. 6. Rain gauge. Rain gauge atau dalam bahasa Indonesia dinamakan dengan penakar hujan, yang menggunakan prinsip typing bucket untuk bisa mengukur jumlah curah hujan yang jatuh di permukaan. Secara umum, pelaporan dari AWOS ini dilakukan dengan interval sekitar 20 menit dan tidak ada laporan pengamatan spesial terhadap perubahan dari daanya kondisi cuaca. Prinsip kerja AWOS berdasarkan sensor dari masing-masing unsur cuaca yang diamati. Kemudian hasil dari sensor ini dikirim menggunakan via LAN di WORK station (stasiun Observasi) selanjutnya dikirim di stasiun komunikasi dan Forecaster. 2.2 Bagian-bagian AWOS 1. Sensor dan Interface sensor Sensor digunakan untuk merespon setiap perubahan dari parameter meteorologi ; pengukuran ; resolusi ; ketidakpastian, response time dapat disesuaikan dengan kebutuhan. 2. Data Collection Unit DCU digunakan untuk mengambil dan mengumpulkan data dari output sensor dalam bentuk engineering unit seperti ohm, ampere, voltage dan merubahnya ke dalam bentuk satuan meteorologi seperti derajat celcius, m/sec, dst. 7
3. Central Control and Processing unit Bagian ini menerima data dari DCU, menghasilkan report meteorologi dan message, mengirim ke local dan remote terminal serta penyimpanan semua data dan log file. 4. Display unit Menampilkan data meteorologi dimanapun tempat yang dibutuhkan 5. Communication interface Melakukan komunikasi antara DCU, CPU dan remote serta local terminal. 6. Power supplies Mensupplay power system 2.3 Jaringan AWOS Sebaiknya jaringan AWOS mempunyai fasilitas diantaranya : Mengumpulkan, memproses dan menampilkan data meteorologi Melakukan otomatisasi generate message dan pengiriman report meteorologi seperti halnya SYNOP, METAR, SPECI dll. Dapat melakukan konfigurasi sensor Mendukung banyak pilihan sistem komunikasi data Managemen semua komunikasi protocol untuk beberapa sensor dan komunikasi data peralatan Penyimpanan data (database) yang dapat ditampilkan sesuai dengan data yang diinginkan Memungkinkan input data manual apabila ada data otomatis tidak masuk. Mempunyai kemampuan quality control terhadap data pengukuran dan pesan yang dihasilkan. Memungkinkan pemakai dapat mengakses data dari remote untuk beberapa pilihan yang diinginkan. Dapat dikonfigurasi otomatis switch untuk beberapa mode pilihan yang berbeda Memungkinkan pengiriman pesan (message) untuk interval yang diinginkan. 8
Gambar 2.1 Layout Penempatan Sensor di Taman Observasi Gambar 2.2 Komponen-komponen AWOS 2.4 Sensor Pada AWOS 1. Sensor Arah dan Kecepatan Angin 2. Sensor RUNWAY VISUAL RANGE (RVR) 3. Sensor Present Weather 4. Sensor Ceilometer ( sky condition) 9
5. 6. 7. 8. 9. 2.4.1 Sensor Temperature Sensor Barometric Pressure and Altimeter Sensor Tipping Bucket Rain Gauge Sensor Thunderstorm sensor Sensor Solar Radiation Sensor Arah dan Kecepatan Angin Sensor menggunakan gelombang suara untuk mengukur kecepatan dan arah angin. Pengukuran ini didasarkan pada waktu yang dibutuhkan untuk pulsa ultrasonic untuk bepergian dari satu transduser ke yang lain, yang bervariasi tergantung pada faktor-faktor kecepatan angin. Waktu transit diukur di kedua arah selama beberapa (biasanya dua atau tiga) pasang kepala transduser. Berdasarkan hasil tersebut, sensor menghitung kecepatan dan arah angin. Gambar 2.3.1 Sensor Arah dan Kecepatan angin 2.4.2 Sensor RUNWAY VISUAL RANGE (RVR) Transmissometers menggunakan sinar cahaya inframerah yang dikirim dari satu ujung sensor terhadap penerima, tapi offset dari garis langsung ke penerima dengan sudut tertentu. Jumlah cahaya tersebar oleh partikel di udara dan diterima oleh penerima menentukan koefisien kepunahan. Koefisien kepunahan berasal dari jumlah cahaya yang hilang di udara. 10
Gambar 2.4 Runway Visual Range (RVR) 2.4.3 Sensor Present Weather Berasal dari data untuk beberapa parameter, termasuk suhu udara, titik embun, suhu, visibilitas, petir (bila tersedia), dan jenis curah hujan dan data rate dari sensor cuaca. Menggunakan Light Emitting Diode Weather Identifier (LEDWI) untuk menentukan jenis curah hujan yang jatuh. Sensor LEDWI mengukur pola kilau dari curah hujan yang jatuh melalui sensor sinar inframerah (berdiameter sekitar 50 milimeter) dan menentukan dari analisis pola ukuran partikel dan kecepatan jatuh apakah curah hujan hujan atau salju. Gambar 2.5 Sensor Present Weather 2.4.4 Sensor Ceilometer ( sky condition) Pengukuran awan yang diambil oleh Ceilometer laser. Ceilometer CL51 didasarkan pada pengukuran dari waktu yang diperlukan untuk pulsa pendek dari cahaya untuk melintasi atmosfer dari pemancar ceilometer untuk basis hamburan balik awan dan kembali ke penerima ceilometer tersebut. Gambar 2.6 Sensor Ceilometer ( sky condition) 11
2.4.5 Sensor Temperature Menampilkan nilai-nilai terbaru untuk Suhu, Dew Point (titik embun), dan Kelembaban Relatif. Model 5190 Temperature and Humidity Probe ini beroperasi dengan pasokan tegangan DC dan memiliki arus rendah. Kelembaban relatif diukur dengan sensor kapasitor film tipis, sementara suhu diukur menggunakan Pt100 Resistance Temperature Detector (RTD) yang sangat akurat. Gambar 2.7 sensor temperature 2.4.6 Sensor Barometric Pressure and Altimeter Pengaturan Altimeter dihitung berdasarkan tekanan udara, ketinggian tempat, ketinggian sensor dan - opsional - suhu udara. Pengaturan Altimeter dilaporkan dalam inci merkuri (dalam langkah 0,01 inhg) atau seluruh hectopascals, dibulatkan ke bawah. Barometer menggunakan transduser tekanan dengan silikon peizoresistive. Sensor tekanan memiliki hysteresis dan pengulangan karakteristik yang sangat baik, ketergantungan suhu rendah, dan stabilitas jangka panjang yang sangat baik. Gambar 2.8 sensor Barometric Pressure and Altimeter 2.4.7 Sensor Tipping Bucket Rain Gauge 12
Hujan memasuki pengukur melalui corong besar, yang dilindungi oleh cincin logam untuk mencegah distorsi. Pengukuran didasarkan pada banyaknya tip yang memiliki resolusi tertentu sehingga menentukan jumlah curah hujan. 2.4.8 Gambar 2.9 sensor Tipping Bucket Rain Gauge Sensor Thunderstorm sensor Mendeteksi muatan listrik dalam radius 200 mil. Model 6500 adalah sensor pasif yang mendengarkan sinyal elektromagnetik dengan antena penerima. Tidak ada pemancar, dan karena itu tidak ada transmisi berbahaya.dapat menghubungkan tanda listrik dan magnetik dari sambaran petir lebih baik daripada sistem lain karena teknologi saluran yang cangih. Antena telah dirancang untuk membantu menyaring suara berdenyut dari sumber selain muatan listrik atmosfer untuk memastikan pembacaan yang akurat. Prosesor deteksi petir mendigitalkan, analisis, dan mengubah sinyal dibuang ke jangkauan dan data, kemudian menyimpan data dalam memori. 13
Gambar 2.10 Sensor Thunderstorm sensor 2.4.9 Sensor Solar Radiation Pyranometer (pengukuran radiasi matahari pada permukaan) menggunakan elemen penginderaan yang menggabungkan elemen thermopile. Elemen penginderaan ini dilapisi dengan lapisan karbon berbasis non-organik yang sangat stabil, yang memberikan penyerapan spektrum yang sangat baik. Gambar 2.11 Sensor Solar Radiation 2.5 Pemeliharaan AWOS Penggantian komponen secara berkala : 1. Penggantian sensor arah dan kecepatan angin, sensor tekanan, sensor radiasi 2. 3. matahari, ceilometers, dan visibilitymeter setiap 5 (lima) tahun; Penggantian sensor suhu dan sensor kelembaban setiap 2 (dua) tahun; Penggantian penakar hujan tipping bucket dan lightning detector setiap 10 4. (sepuluh) tahun; Penggantian, Data Logger, sistem Display, sistem komunikasi, dan UPS setiap 5 5. 6. (lima) tahun; Penggantian kabel data setiap 2 (dua) tahun; Penggantian tiang dudukan dan casing setiap 10 (sepuluh) tahun. Pemeliharaan berkala : Pemeliharaan berkala wajib dilakukan mingguan, bulanan, dan tahunan. Perbaikan peralatan pada saat terjadi kerusakan : 1. Kerusakan pada sensor-sensor, ceilometer, dan visibilitymeter harus dilakukan penggantian alat; 2. Kerusakan pada penakar hujan tipping bucket dapat dilakukan perbaikan; 3. Kerusakan pada dudukan dan casing dapat dilakukan perbaikan; 14
4. Kerusakan software dapat dilakukan instalasi ulang. 2.6 Kalibrasi AWOS Kalibrasi merupakan kegiatan yang dilaksanakan, dengan meng-kondisi-kan parameter yang ditentukan, kemudian ditentukan hubungan antara nilai yang ditampilkan oleh pengukuran peralatan dengan nilai yang ditampilkan oleh alat standard. System AWOS harus dikalibrasi untuk memelihara kualitas data Direkomendasikan untuk dikalibrasi di Laboratorium dalam jangka waktu tertentu dan dikeluarkan sertifikat kalibrasi. Prosedur kalibrasi untuk kalibrasi lapang dan kalibrasi laboratorium harus lebih dulu ditentukan untuk masing-masing komponen. Prosedur kalibrasi harus melakukan test peralatan. 15
BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan AWOS atau Automatic Weather Observation System merupakan suatu alat pengamatan cuaca otomatis yang ditempatkan pada bagian-bagian tertentu yang ada pada landasan pacu di suatu bandara. Pelaporan dari AWOS ini dilakukan dengan interval sekitar 20 menit dan tidak ada laporan pengamatan spesial terhadap perubahan dari daanya kondisi cuaca. Prinsip kerja AWOS berdasarkan sensor dari masing-masing unsur cuaca yang diamati. Kemudian hasil dari sensor ini dikirim menggunakan via LAN di WORK station (stasiun Observasi) selanjutnya dikirim di stasiun komunikasi dan Forecaster. Secara umum, AWOS sama dengan AWS tetapi ditambahkan beberapa sesor yaitu visibility meter dan ceilometer. 3.2 Saran Dengan menambahkan informasi dari sumber yang kredibel, makalah ini dapat diperbaiki sehingga dapat digunakan sebagai pustaka terkait peralatan MKG-I khususnya pada bidang pengukuran visibilitas. Untuk makalah ini tidak membahas keseluruhan isi dengan detail, karena instrument ini mempunyai berbagai macam bentuk dari berbagai pabrikan. 16
DAFTAR PUSTAKA WMO No.8 edisi ke 7, diperbarui tahun 2010. vaisala.com/en/products/ 17