CATATAN KULIAH PEMODELAN
METEOROLOGI
PERTEMUAN 1
Apa itu pemodelan meteorologi? Pemodelan meteologi adalah kuantifikasi dari proses fisis, dinamis dan kimia pada atmosfer.
Hal yang bisa dimodelkan dalam pemodelan meteorologi sangat banyak. Contoh kecil yang bisa dimodelkan dalam meteorologi adalah
- Hujan
- Jumlah tutupan awan - Angin (pegerakannya) - Mikrofisis awan - Gelombang laut - dan lain lain
Kita ambil 1 contoh yang bisa dimodelkan yaitu, hujan:
1.) Terpicunya gerak vertikal, yang mana hal-hal yang harus di kuantifikasi terdiri dari - Pemanasan matahari ke permukaan bumi
- Penguapan
- Transpirasi
- Transfer panas dari permukaan bumi ke atmosfer
- Adveksi - Efek topografi
- Interaksi atmosfer dengan permukaan bumi - Front
- Konvergensi permukaan - Dry intrusion
- Angin darat, angin laut - Gradient tekanan - Gradient suhu - Wind shear vertikal
- Albedo permukaan bumi
- Radiasi gas rumah kaca - Radiasi awan
- Radiasi aerosol - Siklonik - Shear angin - Anti siklonik
- Sirkulasi zonal (cell Walker) - Sirkulasi meridional (cel Hadley) - Gelombang Kelvin
- Gelombang Rossby - Gerak semu matahari - Rotasi bumi
- Vortisitas
ket:
warna biru = proses dinamis warna merah = proses fisis
warna hijau = proses kimia
- Gravitasi
3.) Kondensasi, yang mana hal-hal yang harus di kuantifikasi adalah - Pelepasan panas laten
- Pengembunan
- Penggabungan (antar tetes air) - Pembekuan tetes air
- Pelelehan tetes air
- Pengintian (penggabungan inti kondensasi dan uap air) - Penguapan (di lapisan atas karena updraft dan downdraft) 4.) Updraft
5.) Lightning
6.) Penggabungan tetes air dan inti es 7.) Tumbukan
8.) Downdraft* 9.) Pencairan*
10.) Penguapan (saat tetes air turun)* 11.) Microburst*
12.) Gusty* 13.) Shear*
keterangan, tulisan ter high light*) = proses ketika hujan turun
Hasil pemodelan di Indonesia masih belum akurat karena cuacanya cederung lokal. Ini menyebabkan kebutuhan akan initial condition yang lebih rapat dari yang tersedia. Berbeda dengan wilayah lintang tinggi yang cuacanya cenderung seragam pada wilayah yang luas, yang menyebabkan kebutuhan resolusi data initial conditionnya tidak perlu serapat untuk wilayah Indonesia. Untuk mengatasi masalah initial conditon, solusinya adalah asimilasi data sendiri. Asimilasi data adalah pengumpulan data-data input sebelum di proses ke pemodelan. Sumber-sumber data asimilasi adalah
Selain itu, teknik komputasi atau numerik pada model juga harus di perbaiki. Ini bisa menyangkut persamaan atau orde berapa yang dipakai dalam perhitungan numeriknya. Pada WRF, orde yang digunakan adalah
- Komputasi horizontal step → menggunakan orde 6 - Komputasi vertikal step → menggunakan orde 6 - Komputasi time step → menggunakan orde 3
Selain itu pada WRF, teknik numerik yang digunakan untuk diskritisasi persamaan diferensialnya adalah metode runge-kutta. Metode ini dikenal lebih akurat daripada metode biasa yang merupakan turunan dari deret Taylor biasa.
