IDENTIFIKASI HUJAN ES MENGGUNAKAN RADAR GEMATRONIK (Studi Kasus Surabaya, 9 Desember 2015)

IDENTIFIKASI HUJAN ES MENGGUNAKAN RADAR

GEMATRONIK

(Studi Kasus Surabaya, 9 Desember 2015)

IDENTIFYING HAIL USING GEMATRONIK RADAR

(Case Study Surabaya, December 9

th

, 2014)

Marlin Tresnawati

1_{Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, Jakarta}

Email: marlintresnawati@gmail.com

Abstrak

Indonesia merupakan negara maritim yang berada di wilayah equator diapit oleh dua benua dan dua samudra dimana, sehingga memiliki dinamika atmosfer yang kompleks dan unik. Posisinya yang berada di wilayah equator mejadi penerima surplus energi radiasi.

Hujan es pada tanggal 9 Desember 2014 yang dianalisa terjadi sekitar pukul 07.20 UTC sekitar 5- 10 menit. Berdasarkan standar operasional pelaksanaan peringatan dini cuaca ekstrim Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, hujan es merupakan fenomena yang wajib dilaporkan dalam peringatan dini cuaca ekstrim. Dari radar cuaca fenomena hujan es dapat dilihat nilai reflektifitas maksimum dan inti sel pusat badai sehingga dapat dilaporkan secepatnya. Nilai Reflektifitas maksiumum pada citra radar C-MAX lebih dari 50 dBz yang menunjukkan adanya kandungan partikel es di dalam awan dan potensi hujan es. Nilai reflektifitas maksimum pada citra radar V-CUT sangat dekat dengan permukaan saat terjadinya hujan es. Sedangkan dari citra SWI menunjukkan adanya pusat badai di dalam awan Cumulonimbus saat kejadian hujan es.

Kata Kunci : Radar, hujan es,

ABSTRACT

Indonesia is the Bigest country of maritime with a million islands, which have area on equator, it was possed by 2 continentals and 2 oceans. So it was make indonesia have an uniqe and complex dynamics atmosphere. Because of it’s position on Equator was make indonesia alwasy have surplus radiation energy.

Hail on December 9th 2014 which analysis at 7.30 UTC about 5-10 Minutes based on standart operation of Implementation on Alert of Extreme Weather at Ministry of Meteorogical and Geophisic (BMKG). Hail, it was Phenomenon which has to be Reported on Alert Extreme Wheather. On This Research the data was gathered by Weather Radar, Hail Phenomenon can be seen on the value of reflectivity maximum and centre cell of atmosphere before and after of the phenomenon. From the looks of the weather radar image of C-MAX, it showed maximum reflectivity values more than 50 dBz is conveniently indicates the potential for hail and the content of ice particles in clouds. . The maximum reflectivity value on the radar image V - CUT very close to the surface when the hail . While the SWI image shows the storm center in the time of the incident Cumulonimbus clouds hail.

PENDAHULUAN

Hujan es presipitasi yang berbentuk bola-bola es kecil, dapat juga berupa potongan maupun serpihan es. Hujan es berasal dari awan Cummulonimbus, biasanya disertai dengan angin kencang (gust) dan terkadang angin puting beliung yang memiliki ordo kejadian yang sangat singkat

Di daerah tropis, hujan yang sangat lebat terjadi secara tiba-tiba dan diikuti oleh hujan yang seragam dan relatif stabil dari awan stratiform sistem anvil (Dewita, 2015)

Secara umum Jawa Timur memiliki pola musim monsunal dimana puncak musim penghujan terjadi terjadi antara bulan Desember hingga Februari. Data kejadian menunjukkan bahwa fenomena hujan es terjadi pada musim penghujan. Dimana proses pertumbuhan awan hujan cukup aktif, kelembapan yang relatif tinggi, dan suhu udara permukaan cenderung lebih dingin dibandingkan saat musim kemarau ataupun peralihan.

Suhu permukaan bumi dan suhu udara diatasnya memiliki peranan sangat penting dalam terjadinya hujan es. Suhu tersebut mempengaruhi kondisi dan bentuk hailstone ketika telah meninggakan freezing level. Semakin panas suhu permukaan bumi dan suhu diatasnya, semakin cepat meleleh menjadi air sehingga hujan es akan sangat sulit terjadi.

Proses terbentuknya hujan es sebagai berikut: 1. Didalam awan Cb terdapat arus yang

kuat kebawah oleh udara dingin

2. Jika sebuah tetesan air terangkat oleh arus updraft, tetesan air tersebut dapat naik dan terangkat hingga lapisan atas dari freezing level yang memiliki suhu kurang dari 0 ºC, sehingga tetesan air tersebut membeku.

3. Saat tetesan air membeku tersebut mulai jatuh terbawa oleh arus downdraft dingin, saat mencapai bagian bawah awan Cb yang lebih hangat, tetesan air yang membeku tersebut mulai mencair. 4. Dalam keadaan setengah mencair, tetsan

tersebut dapat terbawa ke atas oleh arus updraft dan mencapai lapisan udara yang sangat dingin membeku kembali. Saat perjalanan tetesan tersebut menuju lapisan atas dan di bawah freezing level,

mengakibatkan bertambahnya lapisan es yang menyelimuti es tersebut.

5. Jika tetesan beku tersebut yang sudah diselimuti oleh banyak lpisan es jatuh ke permukaan bumi inilah yang disebut hujan es ( hail).

Menurut penelitian Lutgent dkk (2013) Hujan es terbentuk dari awan Cumulonimbus yang besar dimana updraft dapat mencapai kecepatan rata-rata 160 km/jam dan terdapat banyak tetes ir kelewat dingin. Hailstone berawal dari embrio butiran es yang tumbuh dengan cara mengumpulkan tetes air kelewat dingin ketika jatuh di awan. Jika embrio butiran es tersebut bertemu dengan updraft yang kuat, ia akan dibawa kembali ke atas dan mengalami proses yang sama berulang-ulang. Setiap proses yang dilalui menyebabkan pnambahan lapisan es. Proses ini berlangsung terus menerus hingga hailstone tumbuh kelewat berat untuk diangkat oleh updraft sehingga dibawa oleh downdraft dan jatuh dari awan ke permukaan bumi.

Gambar 2.1 Proses Pembentukan Hujan Es Menurut Lutgent dkk (2013) Hujan es terbentuk dari awan Cumulonimbus yang besar dimana updraft dapat mencapai kecepatan rata-rata 160 km/jam dan terdapat banyak tetes air kelewat dingin. Hailstone berawal dari embrio butiran es yang tumbuh dengan cara mengumpulkan tetes air kelewat dingin ketika jatuh di awan. Jika embrio butiran es tersebut bertemu dengan updraft yang kuat, ia akan dibawa kembali ke atas dan mengalami proses yang sama berulang-ulang. Setiap proses yang dilalui menyebabkan pnambahan lapisan es. Proses

ini berlangsung terus menerus hingga hailstone tumbuh kelewat berat untuk diangkat oleh updraft sehingga dibawa oleh downdraft dan jatuh dari awan ke permukaan bumi.

Dalam proses pembekuan ini terdapat penambahan massa es yang disebabkan oleh proses tumbukan dengan tetes kelewat dingin yang kemudian membeku degan partikel es, sehingga mempercepat proses pertambahan massa partikel es tersebut (Tjasyono, 2004)

Menurut Federer (1978) mengatakan hujan es mungkin terjadi bahwa ketinggian reflektifitas maksimum 45 dbZ harus melampaui ketinggian dari Freezing level lebih dari 1,4 km.

Menurut Longley dkk (1965) dalam tulisannya penyebab terjadinya hujan es ia mengumpulkan beberapa hasil kajian yang berbeda sehingga dapat disimpulkan bahwa kejadian hujan es berkorelasi dengan beberapa variabel meteorologi sebagi berikut, diantaranya:

1. Kondisi Atmosfer yang tidak stabil (hingga ketinggian 500 mb). Karena hail muncul dari awan Cb dengan updraft tinggi, maka kondisi atmosfer yang tidak stabil untuk udara jenuh menjadi syarat mutlak. Beckwith (1956, 1960) juga mendenstrasikan bahwa ketidakstabilan kondisi atmosfer diperlukan dalam pembentukan hail.

2. Kecepatan angin yang tinggi di lapisan atas. Das (1962) dalam penelitiannya dalam pertumbuhan hailstone menyimpulkan bahwa shear tidak terlau penting dalam pembentukan hail. Namun keberadaan shear dapat menambah peluang terbentuknya hail.

3. Kelembaban Udara yang tinggi pada lapisan permukaan. Kelembaban udara merupakan sumber utama untuk pembentukan hailstone. Jika kelembaban udara mencukupi dan awan dapat terbentuk pada ketingian 1-2 meter dibawa freezing level maka hail dapat terbentuk di dalam awan tersebut. Jika ketebalan awan dibawah freezing level cukup tinggi (lebih dari 2 km) hal ini dapat menghambat pembentukan hail.

4. Front. Keberadaan front (biasanya front dingin namun dapat juga front panas juga berhubungan dengan pembentukan hail).

Radar yang berarti deteksi dan penjarakan radio adalah alat pengindraan jarak jauh aktif. Radar akan mendeteksi keberadaan objek dan mengukur kekuatan reflektifitas dari objek tersebut, bergantung pada besar komponen dan massa. Radar mampu menyediakan data dengan resolusi spasial dan temporal yang cukup baik. 1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut

Mempelajari struktur dan karakteristik hujan es yang muncul di Surabaya.

Manfaat dari penelitian ini dari segi untuk menambah pengetahuan dalam memahami dinamika atmosfer terutama dalam kejadian hujan es. Dengan memahami sifat atmosfer maka akan meningkat juga ilmu teknologi dalam menganalisa dan memprakirakan kejadian-kejadian yang terjadi di atmosfer. Dalam penelitian ini diharapkan mampu meningkatkan kualitas pembuatan peringatan cuaca dini di Surabaya.

1.

METODOLOGI

Pada penelitian ini, penulis menggunakan jenis penelitian berupa studi kasus yang terjadi di Surabaya pada tanggal 9 Desember 2014 jam 07.20 UTC.

Dengan menggunakan software Rainbow untuk radar Gematronik di Surabaya yang akan menghasilkan produk sebagai berikut:

a. Produk CMAX

menampilkan nilai echo maksimum yang didapatkan oleh pengamatan radar pada suatu kolom

b. Produk SWI (Severe Weather Indicator) Menganalisa data reflektivity, velocity dan spectral width

untuk menganalisa data

volume

radar

untuk

mendeteksi

wilayah pusat badai, mesocyclone,

divergensi, serta microburst.

c. Produk VCUT

Menggambarkan irisan vertikal dari suatu data volume

2. HASIL DAN PEMBAHASAN

2.1 Pengolahan Radar

Data mentah radar yang berupa raw data diolah dalam program rainbow kemudian membuat produk-produk yang diperlukan untuk menganalisa hujan es tanggal 9 Desember 2014.

a. Produk CMAX

Gb 3.1 Produk CMAX

Pada analisa citra radar C-MAX terlihat pembentukan awan mulai terlihat pukul 06.20 UTC di Selatan Sidoarjo, dengan nilai reflektifitas maksimum 57 dBz.

kumpulan awan tersebut merupakan awan konvektif Cumulonimbus yang memiliki potensi menghasilkan hujan es, hujan lebat, kilat, petir dan angin kencang maupun puting beliung.

Awan bergerak menuju Surabaya dan meluas dan nilai reflektifitas maksimum masih tinggi yaitu 56 dbz pada saat kejadian pukul 07.20 UTC, setelah itu meluruh. b. Produk SWI(Severe weathet Indicator)

Gb 3.2 Produk SWI

Dari analisa produk SWI terlihat cakupan awan Cumulonimbus yang luas menutupi seluruh sidoarjo dan Surabaya bagian Selatan. Sel awan badai meluas dan bergerak menuju Surabaya. Pusat badai seblum kejadian sekitar 10 menit sudah merada pada wilayah sekitar jalan Ketintang( Lokasi Kejadian). Hal ini menunjukkan bahwa adanya potensi cuaca buruk termasuk hujan es sangat besar.

c. Produk VCUT

Gb 3.4 Produk VCUT

Pada analisa citra radar VCUT terdapat awan Cumulonimbus satu jam sebelum kejadian yaitu jam 06.20 UTC nilai reflektifitas maksimumnya 57 dBz berada pada ketinggian yang sangat rendah yatu 2.13 km diatas permukaan. Pada saat kejadian jam 07.20 UTC nilai reflektifitas maksimumnya 56 dBz dan berada pada ketinggian 0.63 km diatas permukaan, menurun dari satu jam sebelum kejadian dan sangat dekat dengan permukaan.

3. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan beberapa point terkait dengan rumusan masalah seperti yang tertulis pada bab Pendahuluan. Yaitu sebagai berikut:

1. Dalam pantauan radar yang paling utama dilakukan adalah dengan melihat nilai reflektifitas maksiumum nya, dan dilihat ketinggiannya terhadap permukaan, intisel badai di dalam awan konvektif, perkembangan awan meluas ke arah sebelah mana, sehingga prakirawan bisa memprediksi lokasi

yang berpotensi cuaca buruk seperti hujan es dengan memberikan peringatan dini.

2. Rendahnya nilai Reflektifitas maksimum yang dekat dengan permukaan sangat memberikan potensi yang besar untuk memungkinkan kejadian hujan es tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Byers, H.R 1974. General Meteorologi New York : McGraw-Hill Book Company Inc. London.

Chandrasekar, A., 2010. Basics of Atmospheric Science. PHI Learning, New Delhi.

Dewita, A., 2015. Identifikasi Squall Line menggunakan Radar Gematronik. STMKG. Jakarta.

Federer, B. 1978. The Kinetic energy of hairfall part I: Hailstone Spectra. Journal Applied Meteorology.,17, 515-520 (Chapter 29a: 1978). USA

Blustein, B.H., dan Jain, M.H., 1985, Formation of Mesoscale Lines of Precipitation : Severe Squall lines in Oklahoma during the Spring, Weather Alert Radar Network, Wellston.

Cotton, W.R., dan Anthes, A.R., 1989, Storm and Cloud Dynamics, Academic Press, San Diego, California.

Tjasyono, Bayong. 2004. Klimatologi: ITB. Bandung. http://www.meted.ucar.edu/radar/tropical_ca ses/print_2.htm#page_3.1.0 meteora.ucsd.edu/~mpritchard/bib/Tak07/ theweatherforums.com/archive/index.php?to pic/15760-serve-weather/