DAMPAK PERUBAHAN TUTUPAN LAHAN TERHADAP
TEMPERATURE HUMIDITY INDEX (THI) KAWASAN
KAMPUS IPB DRAMAGA
NURUL FAHMI
DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Dampak Perubahan Tutupan Lahan Terhadap TemperatureHumidity Index (THI) Kawasan Kampus IPB Dramaga adalah benar karya saya dengan arahan dari pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, April 2013
Nurul Fahmi
ABSTRAK
NURUL FAHMI. Dampak Perubahan Tutupan Lahan Terhadap Temperature Humidity Index (THI) Kawasan Kampus IPB Dramaga. Dibimbing oleh SOBRI EFFENDY.
Keberadaan kampus IPB (Institut Pertanian Bogor) Dramaga tidak hanya memberikan dampak positif terhadap perekonomian masyarakat sekitar, tetapi juga berdampak negatif pada kondisi lingkungan. Salah satunya adalah perubahan tutupan lahan yang menyebabkan berkurangnya ruang terbuka hijau. Ketersediaan ruang terbuka hijau mempengaruhi kondisi kenyamanan manusia. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh perubahan tutupan lahan terhadap suhu udara dan Temperature Humidity Index (THI) kawasan kampus IPB Dramaga. THI merupakan metode yang digunakan dalam menentukan indeks kenyamanan, yang menggabungkan antara suhu udara dan kelembaban relatif. Suhu udara diekstrak dari data Landsat dengan metode neraca energi. Penutupan lahan diduga melalui metode klasifikasi tidak terbimbing. Suhu udara rata-rata tahun 1994, 1997, 2006 dan 2009 adalah 24.7 °C, 26.9 °C, 27.4 °C, dan 27.7 °C, sementara itu luas RTH sebesar 80 %, 74.4 %, 52 %, dan 36.4 %. Nilai THI tahun 1994, 1997, 2006 dan 2009 adalah 24.1 oC, 25.8 oC, 25.8 oC, dan 26.4 oC. Hal ini menunjukkan bahwa berkurangnya luasan ruang terbuka hijau berdampak pada peningkatan suhu udara dan nilai THI kawasan kampus IPB Dramaga berada pada titik kritis kenyamanan.
ABSTRACT
NURUL FAHMI. The Impact of Land Cover Change On Temperature Humidity Index of IPB Dramaga Campus Area. Supervised by SOBRI EFFENDY.
The existence of IPB (Bogor Agricultural University) Dramaga campus doesn’t only give a possitive impact on economy aspect of the surrounding communities, but also give negative impact on the environment. One of which is the land cover change that cause reduction green open space. The presence of green open space can affect human comfort condition. The objective of this research is to determine the impact of land cover changes on air temperature and Temperature Humidity Index (THI) of IPB Dramaga campus area. THI is a method to determine the comfort index, which combines the air temperature and relative humidity. Air temperature are derived from Landsat using energy balance method. Land cover are classified using unsupervised method. Average air temperature in 1994, 1997, 2006 and 2009 respectively are 24.7°C, 26.9°C, 27.4°C and 27.7°C, while the THI values are 24.1oC, 25.8oC, 25.8oC and 26.4oC. Urban green space in the years above respectively are 80%, 74.4%, 52% and 36.4%. It shows that the reduced of green open space affects the temperature increase and the value of THI IPB Dramaga campus area is at a critical point of comfort.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada
Departemen Geofisika dan Meteorologi
DAMPAK PERUBAHAN TUTUPAN LAHAN TERHADAP
TEMPERATURE HUMIDITY INDEX (THI) KAWASAN
KAMPUS IPB DRAMAGA
NURUL FAHMI
DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Skripsi : Dampak Perubahan Tutupan Lahan Terhadap Temperature Humidity Index (THI) Kawasan Kampus IPB Dramaga Nama : Nurul Fahmi
NIM : G24090030
Disetujui oleh
Dr Ir Sobri Effendy, MSi Pembimbing
Diketahui oleh
Dr Ir Rini Hidayati, MS Ketua Departemen
PRAKATA
Alhamdulillah atas limpahan kasih sayang Allah SWT penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah dengan judul : Dampak Perubahan Tutupan Lahan Terhadap Temperature Humidity Index (THI) Kawasan Kampus IPB Dramaga. Karya ilmiah ini merupakan salah satu syarat kelulusan di program studi Meteorologi Terapan, Departemen Geofisika dan Meteorologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian, Bogor.
Selama penulisan karya ilmiah ini penulis telah banyak menerima bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, ungkapan terima kasih patut penulis sampaikan pada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan karya ilmiah ini yaitu :
1.Ayahanda Kharis, Ibunda Baroyah serta adik tercinta Lela Widiawati dan alm.Khusnul Hidayah atas segala bentuk dukungan, semangat, doa dan kasih sayang yang diberikan kepada penulis di setiap saat.
2.Bapak Dr.Ir. Sobri Effendy, M.Si selaku dosen pembimbing yang selalu memberikan waktu, ilmu, bimbingan, kritik dan saran dalam menyelesaikan karya ilmiah ini.
3.Ibu Dr.Ir.Rini Hidayati, MS selaku pembimbing akademik dan ketua Departemen Geofisika dan Meteorologi.
4.Segenap staf pengajar dan pegawai Departemen Geofisika dan Meteorologi yang memberikan bimbingan, arahan, nasehat serta ilmu yang bermanfaat bagi penulis. Icih, Wayan, Dissa, Noya, Ocha dan yang tidak bisa saya sebutkan.
7.Teman-teman seperjuangan, Galih, Adam, ka Okta, ka Pungki, alm.Rifdah, teh Inggit, teh Ismi, Vada, Tri, Anis, semua keluarga SerumG dan teman-teman IGTF Tlogopakis.
8.Donatur beasiswa Permata Bank Syariah, Qatar C. Foundation dan Mitsubishi Foundation.
9.Seluruh teman-teman GFM 46, kakak GFM 44 dan GFM 45, adik GFM 47 dan GFM 48 serta semua pihak yang telah membantu selama penelitian dan penyusunan skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
Akhir kata penulis menyadari bahwa karya ilmiah ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat diperlukan untuk perbaikan di masa yang akan datang. Penulis berharap semoga karya ilmiah ini dapat memberikan manfaat bagi banyak pihak dan berguna bagi perkembangan ilmu pengetahuan. Amin.
Bogor, April 2013
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL x
DAFTAR GAMBAR x
DAFTAR LAMPIRAN x
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian 2
METODE 2
Bahan 3
Alat 3
Prosedur Analisis Data 3
Pendugaan Tutupan Lahan 4
Pendugaan Suhu Permukaan 4
Penentuan Neraca Energi 5
Pendugaan Suhu Udara 7
Analisis Dampak Perubahan Tutupan Lahan Terhadap Suhu Udara dan
Temperature Humidity Index (THI) 7
HASIL DAN PEMBAHASAN 8
Gambaran Umum Wilayah Kampus IPB Dramaga 8
Perubahan Tutupan Lahan 9
Perubahan Nilai Suhu Permukaan 10
Perubahan Nilai Radiasi Netto 11
Pendugaan Nilai Suhu Udara 11
Dampak Perubahan Tutupan Lahan Terhadap Suhu Udara dan Temperature
Humidity Index (THI) 12
SIMPULAN DAN SARAN 16
Simpulan 16
Saran 17
DAFTAR PUSTAKA 17
LAMPIRAN 19
DAFTAR TABEL
1 Perbandingan selang kenyamanan beberapa negara 2
2 Suhu permukaan dugaan 11
3 Nilai Ts rata-rata, Albedo, dan Rn 11
4 Perbandingan Ta dugaan (°C) dengan Ta observasi (°C) 12 5 Ta setelah disesuaikan dengan hasil observasi 12
6 Perbandingan nilai RTH dan suhu udara 13
7 Sebaran pengurangan RTH dan peningkatan suhu udara 13
8 Hubungan RTH dan suhu udara 14
9 Nilai Ta, RH dan THI kawasan kampus IPB Dramaga 14 10 Perbandingan nilai THI pada pagi, siang dan sore 14
DAFTAR GAMBAR
1 Diagram alir penelitian 3
2 Wilayah kajian 8
3 Penutupan lahan kawasan kampus IPB tahun 1994 (kiri) dan tahun
2009 (kanan) hasil pengolahan Landsat 9
4 Perubahan tutupan lahan kawasan kampus IPB Dramaga 10
5 Persamaan antara RTH dan suhu udara 13
6 Perbandingan antara RTH dan luas daerah yang memiliki suhu udara
≥ 27 oC 15
7 Sebaran suhu udara kawasan kampus IPB Dramaga tahun 1994 (kiri)
dan 2009 (kanan) 16
DAFTAR LAMPIRAN
1 Tutupan Lahan Kawasan Kampus IPB Dramaga 19
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Keberadaan kampus IPB Dramaga memberikan dampak positif terhadap perekonomian masyarakat sekitar (Suharyanto 2007). Selain itu berdampak pula pada kondisi lingkungan, yaitu perubahan fungsi lahan dari ruang terbuka hijau (RTH) menjadi ruang terbangun. Penggunaan lahan dapat berpengaruh terhadap penerimaan radiasi matahari dan kemampuan bahan penutup lahan tersebut dalam melepaskan panas yang diterima dari radiasi matahari. Hal ini akan berpengaruh terhadap suhu udara.
Ruang terbuka hijau (RTH) adalah area memanjang/jalur dan/atau mengelompok, yang penggunaannya lebih bersifat terbuka, tempat tumbuh tanaman, baik yang tumbuh secara alamiah maupun yang sengaja ditanam (Undang-undang No. 26 Tahun 2007). Proporsi RTH minimal 30% dari luas wilayah kota. Effendy (2009) menjelaskan bahwa terjadi peningkatan suhu udara pada wilayah yang mengalami penurunan RTH. Oliveira (2012) menyatakan bahwa ukuran ruang terbuka hijau (RTH) akan menentukan besar kecilnya efek dari penurunan suhu udara (cooling effect) di lingkungan tersebut. Kanopi yang renggang akan menyebabkan radiasi yang sampai ke area tersebut menjadi lebih banyak digunakan untuk memanaskan udara.
Peningkatan suhu udara akan mempengaruhi kenyamanan manusia yang tinggal di wilayah tersebut. Temperature Humidity Index (THI) merupakan salah satu metode yang dapat digunakan untuk mengkaji tingkat kenyamanan suatu daerah. Metode ini menghasilkan suatu indeks untuk menetapkan efek dari kondisi panas terhadap kenyamanan manusia berdasarkan unsur suhu udara dan kelembaban di wilayah tersebut. Penelitian yang dilakukan oleh Syah (2011) untuk kasus Kota Depok menunjukkan bahwa perubahan penggunaan lahan RTH dengan maksud untuk perluasan pemukiman perkotaan berkontribusi terhadap peningkatan suhu udara sehingga menyebabkan ketidaknyamanan terjadi. Hal tersebut diduga juga akan terjadi di kawasan kampus IPB Dramaga Bogor, sehingga dilakukanlah penelitian ini.
Kawasan RTH akan memberikan cooling effect sehingga nilai suhu udara di kawasan RTH akan lebih rendah dibandingkan dengan kawasan non-RTH. Shahidan et al. (2010) menjelaskan bahwa kawasan RTH akan mendapatkan radiasi yang lebih sedikit akibat adanya proses transmisi. Semakin sedikitnya radiasi yang diterima pada kawasan RTH akan memungkinkan terjadinya penurunan suhu udara dan peningkatan kelembaban relatif di sekitar sehingga dapat memperbaiki kenyaman termal manusia.
2
manfaat yang lebih besar untuk menurunkan suhu udara dan suhu permukaan tanah. Areal bervegetasi memiliki peranan penting dalam mempengaruhi albedo dan nilai dari radiasi surya yang sampai ke wilayah perkotaan. Hal tersebut berkorelasi positif terhadap kenyamanan manusia jika dilihat dari indeks kenyamanan yang dihasilkan (Gomez et al. 2004). Setiap wilayah memiliki selang kenyamanan yang berbeda-beda.
Tabel 1 Perbandingan selang kenyamanan beberapa Negara Negara Selang Kenyamanan THI (oC) Pustaka
Indonesia 20-26 Mom 1947
Malaysia 21-26 Webb 1952
India 21-26 Malhotra 1955
Eropa 20-26 McFlane 1958
England 14-19 Bedford 1954
(sumber: Ayoade 1983)
Teknologi penginderaan jauh sangat membantu dalam penelitian analisis spasial. Kelebihan penginderaan jauh dalam hal penyediaan data spasial rapat dengan akurasi baik serta cakupan wilayah yang luas telah dibuktikan oleh Streutker (2003), sehingga keterbatasan jumlah stasiun cuaca konvensional secara spasial dapat ditutupi dengan penggunaan penginderaan jauh. Keunggulan lain adalah tersedianya multikanal, sehingga untuk sekali pengambilan data dapat dikeluarkan beberapa parameter secara bersamaan, dengan demikian penentuan hubungan keterkaitan antara RTH dan suhu udara menjadi potensial sebagai bahan kajian (Effendy 2009).
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini yaitu:
1. Menghitung presentase perubahan tutupan lahan dan pengaruhnya terhadap suhu udara kawasan kampus IPB Dramaga.
2. Menghitung presentase perubahan tutupan lahan dan pengaruhnya terhadap indeks kenyamanan kawasan kampus IPB Dramaga.
METODE
3 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan adalah sebagai berikut:
a. Citra Landsat path/row 122/65 akuisisi 14 Maret 1994, 26 Juni 1997, 5 Juli 2006 dan 2 November 2009. Data-data ini dipilih karena data tahun tersebut merupakan data terbaik yang dapat diolah nilai kanal termal inframerahnya dari citra Landsat. (sumber: USGS)
b. Peta spasial administrasi wilayah Dramaga skala 1:25.000. Digunakan untuk pemotongan wilayah kajian. (sumber: Bappeda Kota Bogor)
c. Foto udara tahun 2012. Digunakan sebagai acuan dalam melakukan klasifikasi penutupan lahan. (sumber: googlemaps)
d. Data suhu udara dan kelembapan relatif (RH) hasil observasi Stasiun Klimatologi Dramaga, Kabupaten Bogor pada tanggal yang sama dengan akuisisi Landsat. Data suhu udara digunakan sebagai pembanding data suhu udara dugaan dari citra Landsat, sedangkan data RH digunakan sebagai masukan dalam perhitungan THI. (sumber: Stasiun Klimatologi Dramaga, Kabupaten Bogor)
Alat
Alat yang digunakan adalah seperangkat komputer yang dilengkapi dengan perangkat lunak ER Mapper, Arc GIS, spreadsheet,dan serta beberapa perangkat lunak penunjang lainnya.
Prosedur Analisis Data
Untuk mempermudah memahami langkah-langkah penelitian maka pada setiap tahapan secara umum disajikan dalam bentuk diagram alir pada Gambar 1.
Gambar 1 Diagram alir penelitian
4
Pendugaan Tutupan Lahan
Tutupan lahan diduga dari hasil klasifikasi citra menggunakan gabungan kanal 2, 4 dan 5. Hal ini berdasarkan panjang gelombang yang dimiliki kanal-kanal tersebut yang dapat menduga dan membedakan obyek dengan baik. Gabungan kanal 542 dipilh karena lebih baik daripada gabungan kanal 543 dalam membedakan objek pada citra (Syah 2009). Proses klasifikasi menggunakan metode isoclass unsupervised, diawali dengan pembagian tutupan lahan menjadi 20 kelas terlebih dahulu, kemudian kelas yang memiliki kemiripan warna dijadikan dalam satu kelas yang sama hingga akhirnya didapatkan tiga klasifikasi penutupan lahan kawasan kampus IPB Dramaga. Foto udara digunakan sebagai alat bantu dalam melakukan pengecekan dan pengelompokkan kelas tutupan lahan.
Pendugaan Suhu Permukaan
Pendugaan suhu permukaan dari citra Landsat menggunakan kanal enam pada kisaran panjang gelombang 10.40 m hingga 12.50 m, meliputi tahap-tahap sebagai berikut
(a) Konversi Digital Number (DN) ke Nilai Spectral Radiance
Persamaan yang digunakan untuk menghitung nilai spectral radiance dari nilai DN (USGS 2003)
Lmin = Nilai minimum spectral radiance kanal ke-i
Lmax = Nilai maksimum spectral radiance kanal ke-i
QCALmin = Minimum pixel value
QCALmax = Maksimum pixel value (255)
(b) Konversi Nilai Spectral Radiance (L ) ke Brightness Temperature (TB) Persamaan menggunakan konstanta kalibrasi: K1= 666.09 Wm-2sr-1 m-1
dan K2= 1282.71 K (USGS 2003)
………..……… (2)
(c) Konversi Brightness Temperature (TB) ke Suhu Permukaan (TS)
Persamaan yang digunakan merupakan persamaan yang ditentukan oleh Weng (2001)
... (3) Keterangan:
Ts = Suhu permukaan (K)
5
= Emisivitas objek, untuk badan air= 0.98, RTH= 0.95, non- RTH= 0.92 (Weng 2001)
TB = Suhu kecerahan (brightness temperature)
Penentuan Neraca Energi
Penentuan neraca energi meliputi tahap-tahap sebagai berikut: (a) Radiasi Netto dan Albedo
Radiasi netto (Rn) merupakan selisih antara gelombang pendek matahari dan gelombang panjang yang datang ke permukaan bumi dengan gelombang pendek dan gelombang panjang yang keluar. Berikut persamaannya
Rn = Rsin – Rsout + Rlin - Rlout ……….. (4)
Energi radiasi gelombang pendek yang dipantulkan oleh suatu permukaan dapat diduga dari sensor satelit yang menerima kisaran panjang gelombang pendek. Pada citra Landsat, kisaran panjang gelombang pendek diterima oleh kanal 1, 2 dan 3. Persamaan yang digunakan mengikuti Persamaan 1 dengan QCAL, Lmin dan Lmax untuk kanal 1, 2 dan 3.
Albedo merupakan perbandingan radiasi gelombang pendek yang dipantulkan dengan radiasi gelombang pendek yang datang pada permukaan. Dirumuskan sebagai berikut:
d = Jarak astronomi bumi matahari
ESUN = Rata-rata nilai solar spectral irradiance pada kanal tertentu L = Spectral radiance
6
………... (7) Satuan untuk total energi radiasi gelombang pendek masih dinyatakan dalam satuan Wm-2sr-1 m-1. Hal ini menyatakan laju perpindahan energi (W) yang terekam oleh sensor per m-2 luas permukaan untuk satu steradian (sudut tiga dimensi dari sebuah titik di permukaan bumi ke sensor satelit) per unit panjang gelombang dalam satu kali pengukuran.
Langkah selanjutnya mengkonversi Wm-2sr-1 m-1 menjadi satuan energi W.m-2 agar dapat dilakukan perhitungan dengan parameter lainnya. Persamaan yang digunakan untuk mengembalikan nilai menjadi radiasi yang tidak tergantung pada sifat lengkung permukaan bumi
2
………... (8) Keterangan:
E = Energi (W m-2 m-1) π = 3.14
d = Jarak bumi matahari dalam satuan astronomi Unsur panjang gelombang ( m-1
) dapat dihilangkan dengan cara mengalikan dengan nilai tengah panjang gelombang dari masing-masing kanal.
atmosfer. Persamaan yang digunakan adalah (Stull 1995)
Rlin = 98.5 – Rlout ………... (10)
Nilai 98.5 adalah konstanta dengan satuan W m-2. Namun karena nilainya yang sangat kecil disebabkan oleh penutupan awan mendekati nol, maka Rlin
dianggap tidak berpengaruh dalam perhitungan nilai radiasi netto. (b) Fluks Panas Tanah (G)
Fluks panas tanah adalah sejumlah energi radiasi surya yang sampai pada permukaan tanah dan digunakan untuk berbagai proses fisik dan biologi tanah. Secara umum, FAO (1998) menghitung nilai G pada saat siang hari sebesar 0.1Rn.
(c) Fluks Panas Udara (H)
Fluks panas udara adalah sejumlah energi radiasi netto yang digunakan untuk memanaskan udara dan dikenal sebagai panas udara terasa. Fluks H dihitung berdasarkan persamaan neraca energi permukaan H G dan persamaan bowen ratio �=���, (nilai β berbeda-beda untuk setiap tutupan lahan: air = 0.1, rumput = 0.5, wilayah kering = 5), sehingga diperoleh
H -G
7 Berdasarkan Persamaan 12, persamaan untuk menentukan suhu udara dapat ditentukan sebagai berikut
u adalah kecepatan angin normal pada ketinggian 1.2 m untuk ruang terbangun= 1.79 ms-1 dan RTH= 1.41 ms-1
Dampak Perubahan Tutupan Lahan Terhadap Suhu Udara dan Temperature Humidity Index (THI)
Penjelasan secara ilmiah mengenai laju pemanasan atau pendinginan suhu udara akibat pengurangan atau penambahan RTH adalah mengikuti hukum pendinginan Newton, yang dapat dinyatakan secara matematis sebagai
q = hA (To-T1) ……………... (14)
Berdasarkan Persamaan 14, nilai perubahan suhu udara dapat dituliskan
8
nilai kelembapan relatif didapat dari hasil pengamatan langsung Stasiun Klimatologi Dramaga, Bogor.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambaran Umum Wilayah Kampus IPB Dramaga
Kampus IPB Dramaga merupakan salah satu dari lima kampus milik Institut Pertanian Bogor (IPB). Luas keseluruhan Kampus IPB Darmaga adalah 270 Ha, dengan gedung-gedung utama seperti gedung rektorat dan gedung-gedung fakultas (Pertanian, Kedokteran Hewan, Perikanan dan Ilmu Kelautan, Peternakan, Kehutanan, Teknologi Pertanian, MIPA, Ekonomi dan Manajemen, Ekologi Manusia) serta gedung-gedung pusat penelitian pengembangan dan pusat kegiatan belajar-mengajar untuk Strata-1, 2 dan 3. Di kampus ini tersedia pula sejumlah fasilitas sosial dan fasilitas umum, seperti klinik kesehatan, rumah sakit hewan, wisma tamu, pusat kegiatan mahasiswa, asrama mahasiswa, gedung olahraga, plaza akademik, bank, ATM dan kantor pos mobile.
Kampus IPB Dramaga dikelilingi oleh beberapa desa yang berbatasan langsung dengan wilayah kampus, antara lain desa Babakan, desa Balungbang Jaya, desa Cibanteng, desa Cikarawang dan desa Dramaga, yang merupakan kawasan hunian sebagian besar civitas IPB dan masyarakat sekitar. Kecamatan Darmaga terletak di wilayah Bogor Barat dengan luas wilayah 2.437.636 Ha. Sebagian besar tanah yaitu 972 Ha digunakan untuk sawah, 1145 Ha lahan kering (pemukiman, pekarangan, kebun), 49,79 Ha lahan basah (rawa, danau, tambak, situ), 20,30 Ha lapangan olahraga dan pemakaman umum. Kecamatan Darmaga mempunyai batas wilayah sebelah utara dengan Kecamatan Rancabungur, sebelah selatan dengan Kecamatan Tamansari/Ciomas, sebelah barat dengan Kecamatan Ciampea, dan sebelah timur dengan Kecamatan Bogor Barat. Curah hujan di kawasan Darmaga 1000 – 1500 mm/tahun, dengan ketinggian 500 m dari permukaan laut. Kecamatan Darmaga mempunyai beberapa sarana dan prasarana yang cukup lengkap, seperti sarana dan prasarana sosial, pengairan, perhubungan, pertanian, dan perekonomian (BPS kabupaten Bogor 2009).
9 Sejak pertama kali melepaskan diri dari Universitas Indonesia (UI) pada tanggal 1 September 1963, kampus IPB terus berkembang, terutama kampus IPB Dramaga. Seiring berkembangnya kampus IPB Dramaga, maka jumlah bangunan pun pasti bertambah. Hal ini berdampak pada berkurangnya ruang terbuka hijau (RTH). Rektor IPB Prof.Dr.Ir. Herry Suhardiyanto,M.Sc memindahkan semua aktivitas akademik strata-1 ke kampus IPB Dramaga pada tahun 2007. Hal ini juga berdampak pada bertambahnya bangunan di dalam dan sekitar kampus IPB Dramaga.
Keberadaan kampus IPB berdampak positif terhadap perekonomian masyarakat sekitar, terutama sektor tersier dan sekunder (Suharyanto 2007). Sektor tersier meliputi perdagangan, rumah makan, minimarket, jasa hunian, persewaan, pengangkutan dan komunikasi. Sektor sekunder meliputi industri pengolahan, gas, air minum dan bangunan. Sedangkan sektor usaha primer, yaitu pertanian, mengalami penurunan (Suharyanto 2007). Perkembangan sektor usaha sekunder dan tersier ini berdampak pada penurunan kualitas lingkungan, salah satunya adalah bertambahnya bangunan-bangunan yang menyebabkan berkurangnya ruang terbuka hijau, terutama di wilayah sekitar kampus, antara lain desa Babakan, Cibanteng, Cikarawang, Dramaga dan Balungbang Jaya.
Perubahan Tutupan Lahan
Tutupan lahan di kawasan kampus IPB Dramaga diklasifikasikan ke dalam tiga kelas: badan air, RTH dan bukan RTH. Badan air meliputi : danau, kolam, situ dan sungai. RTH meliputi: hutan, jalur hijau, ladang, sawah, sempadan sungai, pekarangan dan perkebunan. Kelompok bukan RTH meliputi : pemukiman, pertokoan, perusahaan, industri dan lahan terbangun lainnya.
Berdasarkan pengolahan dan pendugaan dari citra Landsat, luas kawasan kampus IPB Dramaga yang dikaji yaitu meliputi desa Babakan, Balungbang Jaya, Cikarawang, Dramaga dan Cibanteng adalah sebesar 1146 Ha. Tutupan lahan di kawasan kampus IPB Dramaga pada periode 1994-2009 telah banyak mengalami perubahan.
10
Perubahan penggunaan lahan terjadi di sekitar kawasan kampus IPB Dramaga, dalam hal ini meliputi desa Babakan, desa Balungbang Jaya, desa Cibanteng, desa Cikarawang dan desa Dramaga. Perubahan yang paling terlihat adalah di sekitar jalan raya Dramaga, desa Babakan, desa Balungbang Jaya dan Cibanteng. Hal ini dikarenakan di wilayah ini merupakan pusat dari pemukiman mahasiswa dan tempat usaha sektor sekunder dan tersier. Sementara di sekitar desa Cikarawang terlihat lebih hijau daripada keempat desa yang lain karena sebagian besar di desa ini berupa areal sawah dan kebun.
Selama periode 1994 hingga 2009 terjadi perubahan tutupan lahan yaitu berkurangnya luasan RTH dan peningkatan luasan ruang terbangun, sementara luasan badan air cenderung lebih stabil. Luasan ruang terbangun meningkat dari 18 % pada tahun 1994 menjadi 63 % pada tahun 2009, sedangkan luasan RTH menurun dari 80 % pada tahun 1994 menjadi 36 % pada tahun 2009. Hal ini disebabkan oleh kebutuhan penduduk akan tempat tinggal dan tempat usaha serta berbagai fasilitas umum lain. Setiap tahun berdatangan mahasiswa baru dengan jumlah yang terus meningkat dari tahun ke tahun. Selain bertambahnya bangunan untuk pemukiman, bangunan untuk kegiatan usaha juga bertambah. Hal ini juga didukung dengan laju pertumbuhan penduduk lokal kawasan Dramaga sebesar 2 % per tahun. Pertumbuhan penduduk berdampak pada perubahan tutupan lahan. Distribusi penggunaan lahan untuk pemukiman dan tempat usaha menggeser RTH yang ada.
Perubahan Nilai Suhu Permukaan
Nilai suhu permukaan (Ts) dipengaruhi oleh penutupan lahan, karena setiap penutupan lahan memiliki panas jenis yang berbeda. Jika diasumsikan nilai penambahan panas sama, suhu pada tanah yang memiliki panas jenis 800 Jkg-1K-1 akan lebih cepat naik dibandingkan dengan air yang memiliki panas jenis 4200 Jkg-1K-1. Tabel 2 menunjukkan adanya peningkatan suhu permukaan kawasan kampus IPB Dramaga dari tahun 1994 ke tahun 2009. Peningkatan suhu permukaan pada periode tersebut mengindikasikan adanya perubahan tutupan
11 lahan dari lahan bervegetasi menjadi lahan terbangun.
Tabel 2 Suhu Permukaan Dugaan
Radiasi netto (Rn) merupakan selisih antara gelombang pendek matahari dan gelombang panjang yang datang ke permukaan bumi dengan gelombang pendek dan gelombang panjang yang keluar. Nilai radiasi netto dipengaruhi oleh nilai suhu permukaan dan albedo. Semakin besar nilai albedo dan suhu permukaan maka nilai radiasi nettonya semakin kecil karena radiasi yang dipantulkan oleh permukaan semakin besar, contohnya daerah pemukiman dan lahan terbuka. Sebaliknya, semakin kecil nilai suhu permukaan dan albedo maka nilai radiasi netto semakin besar. Daerah yang memiliki radiasi netto besar adalah yang memiliki naungan yang besar, seperti hutan.
Tabel 3 Nilai Ts rata-rata, Albedo, dan Rn Tahun Ts (°C) Albedo Rn (W/m2)
1994 26.3 0.05-0.19 245-375 1997 28.1 0.08-0.20 165-289 2006 28.3 0.08-0.25 0-111 2009 29.7 0.11-0.30 0-104
Nilai albedo berbeda-beda berdasarkan jenis penutupan lahannya. Nilai albedo untuk air berkisar 0.1-1.0, lahan terbangun 0.1-0.35, lahan pertanian 0.18-0.25, dan hutan 0.05-0.2 (Oke 1997). Secara umum, nilai albedo permukaan non vegetasi lebih tinggi daripada permukaan vegetasi. Hal tersebut disebabkan oleh permukaan nonvegetasi lebih banyak memantulkan radiasi gelombang pendek dibandingkan dengan permukaan bervegetasi (Syah 2011).
Perubahan Nilai Suhu Udara
12
Tabel 4 Perbandingan Ta dugaan (°C) dengan Ta observasi (°C)
Tahun Ta Duga (°C) Ta Obs (°C)
1994 24.8 24.5
1997 27.3 26.5
2006 27.7 27.0
2009 28.0 27.4
Suhu udara hasil observasi lebih rendah daripada suhu udara hasil dugaan pada periode yang sama. Ketidaksesuaian tersebut dimungkinkan karena adanya pengaruh lingkungan pada saat pengambilan citra. Syah (2011) menyatakan bahwa adanya awan menyebabkan pendugaan suhu udara menjadi lebih rendah, sedangkan adanya bahan bangunan seperti asbes dan seng berdampak pada pendugaan suhu udara yang lebih tinggi.
Tabel 5 Ta setelah disesuaikan dengan hasil observasi
Tahun Ta (°C)
1994 24.7
1997 26.9
2006 27.4
2009 27.7
Tabel di atas menunjukkan telah terjadi peningkatan suhu udara selama periode 1994-2009 di kawasan kampus IPB Dramaga. Hal ini sesuai dengan beberapa kajian mengenai hubungan peningkatan suhu udara dengan perubahan penggunaan lahan di wilayah lainnya. Wilayah JABOTABEK mengalami peningkatan suhu udara selama periode 1991-2004, dari 30.7 oC menjadi 32.4 oC (Effendy et al. 2006).
Dampak Perubahan Tutupan Lahan Terhadap Suhu Udara dan THI
13 Tabel 6 Perbandingan Nilai RTH dan suhu udara
Tahun Luasan RTH (%) Ta (°C)
1994 80 24.7
1997 74 26.9
2006 52 27.4
2009 36 27.7
Pengurangan luasan RTH menyebabkan peningkatan suhu udara. Saat terjadi pengurangan RTH, permukaan lahan menjadi terbuka dari naungan dalam waktu yang relatif singkat, akibatnya laju transfer panas ke udara di atasnya juga menjadi lebih cepat. Kanopi yang renggang akan menyebabkan radiasi yang sampai ke area tersebut menjadi lebih banyak digunakan untuk memanaskan udara. Pengurangan luasan RTH dan peningkatan suhu udara bervariasi untuk masing-masing desa.
Tabel 7 Sebaran pengurangan RTH dan peningkatan suhu udara
Desa Luasan RTH (%) Ta (°C) menghasilkan persamaan berbentuk non-linier kuadratik, dengan asumsi hanya faktor RTH yang berpengaruh terhadap peningkatan suhu udara. Bentuk tersebut dipilih berdasarkan penelitian sejenis yang dilakukan oleh Syah (2011) dan Effendy et al. (2006) juga menghasilkan bentuk persamaan non-linier kuadratik dengan pola sebaran data dan nilai koefisien determinasi terkoreksi (R2adj) tertinggi serta nilai standar deviasi model (S) terendah.
Persamaan regresi yang didapat adalah Y = -0.0012X2 + 0.0736X + 26.157 dengan nilai R2 = 0.90 dan nilai r (korelasi) = -0.90. Terdapat hubungan negatif antara luasan RTH dengan nilai suhu udara, artinya semakin berkurang luasan RTH maka nilai suhu udara akan meningkat, begitu pun sebaliknya. Akan tetapi
Gambar 5 Persamaan antara RTH dan suhu udara
14
persamaan ini hanya berlaku pada presentase luasan RTH antara 30% hingga 80% karena variabel input RTH hanya berkisar pada rentang tersebut.
Tabel 8 Hubungan RTH dan suhu udara
RTH (%) Ta saat luasan RTH lebih dari 60%. Penambahan luasan RTH dari 30% menjadi 60% hanya menurunkan suhu udara sebesar 1 oC, sedangkan penambahan luasan RTH dari 60% menjadi 80% dapat menurunkan suhu udara sebesar 1.9 oC. Menurut Effendy et al. (2006), pengurangan RTH lebih beresiko meningkatkan suhu udara dibandingkan dengan penambahan RTH dalam menurunkan suhu udara. Dari persamaan yang didapatkan, setiap pengurangan luas RTH sebesar 1% menyebabkan peningkatan suhu udara sebesar 0.06oC. Peningkatan suhu udara berpengaruh terhadap nilai THI. Nilai THI didapatkan melalui Persamaan 16. Nilai Ta yang didapatkan dari hasil dugaan yang telah disesuaikan dengan hasil observasi menjadi nilai masukan pada persamaan tersebut. Nilai RH didapat dari hasil observasi Stasiun Klimatologi Dramaga.
Tabel 9 Nilai Ta, RH dan THI kawasan kampus IPB Dramaga
Tahun Ta (°C) RH (%) THI (°C)
1994 24.7 88 24.1
1997 26.9 80 25.8
2006 27.4 71 25.8
2009 27.7 76 26.4
Nilai THI pada tabel 9 menunjukkan kondisi tingkat kenyamanan rata-rata dalam satu hari, namun tidak dapat merepresentasikan kondisi kenyamanan pada pagi, siang dan sore. Tabel 10 menunjukkan perbandingan nilai THI antara pagi, siang dan sore pada tahun 1994 dan 2009.
Tabel 10 Perbandingan nilai THI pada pagi, siang dan sore
15 Batas nyaman THI di Indonesia adalah 20-26 oC (Ayoade 1983). Berdasarkan tabel 9, kawasan kampus IPB Dramaga sebelum tahun 2009 tergolong dalam kategori daerah yang nyaman, tetapi karena terjadi peningkatan suhu udara akibat pengurangan RTH dan penambahan ruang terbangun, nilai THI meningkat sehingga kawasan kampus IPB Dramaga berada di titik kritis kenyamanan pada tahun 2009. Pada tahun 1994 kawasan kampus IPB Dramaga berada dalam kondisi nyaman pada saat pagi dan sore, tetapi pada siang hari sudah tidak nyaman. Pada tahun 2009, saat siang dan sore kondisi kawasan kampus IPB Dramaga sudah tidak nyaman meskipun pagi hari masih dalam kondisi nyaman. Peningkatan nilai THI ini dikhawatirkan akan terus terjadi pada tahun-tahun selanjutnya karena jumlah ruang terbangun terus bertambah, sehingga menyebabkan kondisi lingkungan semakin tidak nyaman. Salah satu cara untuk menyiasati pertambahan ruang terbangun adalah pembangunan ruang terbangun secara vertikal (Syah 2011), sehingga RTH yang sudah ada tidak berkurang dan akhirnya nilai THI kawasan kampus IPB Dramaga dapat dipertahankan dalam batas nyaman. Hal ini juga menjadi masukan bagi IPB yang telah mendeklrasikan sebagai kampus hijau (green campus) agar mempertahankan luasan RTH yang ada di sekitar kampus.
Umumnya orang di wilayah tropis sudah merasa tidak nyaman pada nilai THI diatas 27 oC. Kawasan kampus IPB Dramaga yang memiliki suhu udara ≥ 27
o
C bertambah akibat pengurangan RTH. Daerah yang memiliki suhu ≥ 27 oC menyebar di sekitar Jalan Raya Dramaga , Desa Dramaga, Desa Balungbang Jaya dan Desa Cibanteng. Wilayah ini merupakan pusat dari pemukiman mahasiswa dan tempat usaha sehingga perubahan penggunaan lahan RTH menjadi lahan terbangun lebih luas di daerah ini. Sementara itu di sekitar Desa Cikarawang memiliki suhu udara yang lebih rendah daripada desa kajian yang lainnya, hal ini karena di daerah ini memiliki lebih banyak vegetasi. Kawasan RTH akan memberikan cooling effect sehingga nilai suhu udara di kawasan RTH akan lebih rendah dibandingkan dengan kawasan non-RTH. Secara spasial, sebaran luas daerah yang memiliki suhu udara < 27 oC dan ≥ 27 oC disajikan pada Gambar 7.
Gambar 6 Perbandingan antara RTH dan luas daerah yang memiliki suhu udara ≥ 27 o
16
Perubahan mencolok terjadi antara tahun 1994 dan 2009. Luas kawasan kampus IPB Dramaga Bogor yang memiliki suhu udara ≥ 27oC pada tahun 2009 mencapai 45.1% akibat pengurangan RTH. Hal serupa juga terjadi pada Kota Surabaya. Pada periode 1994-2002 luas daerah di Kota Surabaya yang memiliki suhu udara ≥ 27oC mencapai 100% akibat pengurangan RTH sebesar 92% (Tursilowati 2007).
Berdasarkan pengolahan citra Landsat tahun 2009, luas RTH di kawasan kampus IPB Dramaga masih sesuai dengan UU No. 26 tahun 2007, yaitu sebesar 36.4%. Meski begitu, sangat dimungkinkan luasan RTH di kawasan kampus IPB Dramaga pada tahun-tahun berikutnya akan mengalami penurunan akibat alih fungsi lahan dari RTH menjadi lahan terbangun. Semua pihak yang terkait harus lebih perhatian lagi dalam menyikapi perubahan tutupan lahan ini. Oleh karena itu, upaya mempertahankan dan meningkatkan pengelolaan RTH yang sudah ada memberikan hasil yang lebih baik dalam mempertahankan nilai suhu udara pada kisaran rata-rata yang nyaman bagi sebuah wilayah.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Pengurangan RTH sebesar 43% selama periode 1994 hingga 2009 menyebabkan peningkatan suhu udara sebesar 3oC di kawasan kampus IPB Dramaga. Hal ini membuktikan bahwa tutupan lahan mempengaruhi suhu udara di suatu wilayah. Kawasan yang memiliki RTH akan memiliki suhu udara yang lebih rendah dibandingkan dengan kawasan yang tidak memiliki RTH. Berdasarkan persamaan yang didapatkan, setiap 1% penurunan luasan RTH berpengaruh pada peningkatan suhu udara sebesar 0.06oC.
Gambar 7 Sebaran suhu udara kawasan kampus IPB Dramaga tahun 1994 (kiri) dan 2009 (kanan)
17 Nilai THI kawasan kampus IPB Dramaga meningkat 2.3oC selama periode 1994 hingga 2009 karena peningkatan suhu udara yang disebabkan oleh pengurangan RTH. Hal ini menunjukkan bahwa penurunan luasan RTH memiliki pengaruh negatif terhadap kenyamanan manusia. Pada tahun 1994, kawasan kampus IPB berada dalam kondisi nyaman saat pagi dan sore, siang hari sudah tidak nyaman. Pada tahun 2009 hanya pagi hari saja yang berada dalam kondisi nyaman, siang dan sore hari sudah tidak nyaman.
Saran
Penambahan RTH menjadi sangat penting untuk memperbaiki kondisi kenyamanan di suatu wilayah. Terutama bagi IPB yang mendeklarasikan sebagai kampus hijau (green campus) agar lebih memperhatikan lingkungan dalam setiap pembangunannya.
Penelitian ini menggunakan data Landsat tahun 1994, 1997, 2006 dan 2009. Hal ini disebabkan oleh keterbatasan citra Landsat yang mengalami kerusakan pada tahun-tahun yang lain. Peneliti menyaranakan untuk meneruskan penelitian ini menggunakan citra satelit dan daerah kajian yang berbeda.
DAFTAR PUSTAKA
Ayoade JO. 1983. Introduction to Climatology for The Tropics. John Wiley and Sons. New York.
[BPS] Kabupaten Bogor. 2009. Kabupaten Bogor dalam Angka 2009. Bogor. Departemen Dalam Negeri. 2007. Undang-undang Republik Indonesia Nomor 26
Tahun 2007. Tentang: Penataan Ruang.
Effendy S. 2009. Dampak Pengurangan Ruang Terbuka Hijau (RTH) Perkotaan Terhadap Peningkatan Suhu Udara dengan Metode Penginderaan Jauh. J Agromet Indonesia 23(2):169-181.
Effendy S, Bey A, Zain AFM, Santosa I . 2006. Peranan Ruang Terbuka Hijau dalam Mengendalikan Suhu Udara dan Urban Heat Island Wilayah JABOTABEK. J Agromet Indonesia 20(1):23-33.
FAO. 1998. Crop evaporation-guidelines for computing crop water requirements. FAO irrigation and drainage paper 56. FAO-Food and Agricultural Organization of the United Nations. Rome.
Gomez F, Gil L, Jabaloyes J. 2004. Experimental Investigation on the Thermal Comfort in the City: Relationship with the Green Areas, Interaction with the Urban Microclimate. J Building and Environment 39: 1077-1086.
Kiefer R W dan Lillesan T M. 1997. Penginderaan Jauh dan Interpretasi Citra. Dulbahri et al, penerjemah. Yogyakarta : Gadjah Mada Unversity Press. Terjemahan dari : Remote Sensing and Image Interpretation.
Monteith JL. and Unsworth M.H. 1990. Principle of Enviromental Physics. 2nd. Edward Arnold. London.
18
Oke, T.R. 1997. Urban climate and global change, in Applied Climatology: Priciples and Practices, eds A Perry & R Thompson. London, 273-287pp. Oliveira S, Andrade H, Vaz T. 2011. The Cooling Effect of Green Spaces as a
Contribution to the Mitigation of Urban Heat: A Case Study in Lisbon. J Building and Enivironment 46:2186-2194.
Rosenberg NJ. 1974. Microclimate: The Biological Enviroment. John Willey and Sons. New York.
Shahidan MF, Shariff MKM, Jones P, Shalleh E, Abdullah AM. 2010. A Comparison of Mesua ferrea L. And Hurra crepitans L. For Shade Creation and Radiation Modification in Improving Thermal Comfort. J Landscape and Urban Planning 97:168-181.
Streutker, D.R. 2003. Satellite-measured growth of urban heat island of Houston, Texas. Elsevier Science 18pp.
Stull RB. 1995. Meteorology Today for Scientist and Engineers, a Technical Companion Book. West Publishing Company Co. USA.
Suharyanto A. 2007. Dampak Keberadaan IPB Terhadap Ekonomi Masyarakat Sekitar Kampus dan Kontribusinya Terhadap Perekonomian Kabupaten Bogor. [tesis]. Bogor: Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Syah DS. 2011. Hubungan Ruang Terbuka Hijau (RTH) dengan Temperature Humidity Index (THI) Kota Depok. [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
Tursilowati L. 2007. Use of remote sensing and gis to compute thi as human comfort indicator related with land use-land cover change in surabaya (1994-2002). Di dalam: The 73rd International Symposium on Sustainable Humanosphere 2007. Hlm 160-165.
USGS. 2003. Landsat 7 Science Data Users Handbook. NASA. USA.
20
21
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir pada 14 Juni 1991 di Brebes provinsi Jawa Tengah dari pasangan Kharis dan Baroyah. Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara. Penulis menyelesaikan pendidikan menengah pertama di SMP 3 Bumiayu tahun 2006. Pada tahun 2009 penulis lulus dari SMA 1 Bumiayu dan pada tahun yang sama diterima di IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk Institut Pertanian Bogor (USMI) untuk program studi Meteorologi Terapan, Departemen Geofisika dan Meteorologi (GFM), Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA).
Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif dibeberapa Unit Kegiatan Mahasiswa yaitu Sosial Politik TPB tahun 2009/2010, Serambi Ruhiyah Mahasiswa FMIPA (Serum-G) Departemen Economic Management tahun 2010/2011 dan Departemen Syiar and Science tahun 2011/2012, Keluarga Pelajar dan Mahasiswa Daerah Brebes (KPMDB) Bogor tahun 2009-2012, Keluarga Mahasiswa Nahdlatul Ulama (KMNU) IPB, Forum Mahasiswa Muslim Bumiayu (Formmasi Bumi) Bogor tahun 2009-2012, Ikatan Santri Pondok Pesantren Al-Inayah (ISPA) tahun 2010/2011, Pelajar Islam Indonesia Bogor tahun 2009, Himpunan Pengusaha Muda Indonesia (HIPMI) IPB tahun 2011 serta beberapa kegiatan pengabdian masyarakat yang diselenggarakan oleh IPB seperti IPB Goes to Field. Penulis juga aktif dalam kegiatan pendakian ke beberapa gunung yang ada di Indonesia. Pada tahun 2012 penulis melakukan kegiatan magang di laboratorium Agrohidromet Balai Penelitian Agroklimat (Balitklimat) Departemen Pertanian dan pada tahun 2013 penulis menjadi asisten mata kuliah Meteorologi Satelit di Program Sarjana Meteorologi Terapan.
