PERILAKU CURAH HUJAN
DI KOTOTABANG, PONTIANAK, DAN BIAK
BERBASIS HASIL ANALISIS DATA EAR DAN WPR
INING SUNARSIH
DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
RINGKASAN
Ining Sunarsih. Perilaku Curah Hujan di Kototabang, Pontianak, dan Biak Berbasis Hasil Analisis Data EAR dan WPR. Dibimbing oleh Dr. Ir. Sobri Effendy, M.Si dan Dr. Ir. Eddy Hermawan, M.Sc
Kototabang, Pontianak, dan Biak relatif berada di sekitar ekuator. Namun perilaku atau karakteristik curah hujan di ketiga tempat tersebut berbeda. Kototabang dijadikan patokan untuk penentuan bulan basah dan kering. Hal ini dikarenakan Kototabang terletak di dekat Samudera Hindia dengan uap air dibawa dari Samudera Hindia menuju Samudera Pasifik. Data-data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data EAR, WPR, curah hujan, NCEP/NCAR Re-Analysis, GPCP dan OLR. Berdasarkan data curah hujan bulanan periode Maret 2007-Februari 2008, pola curah hujan Kototabang termasuk pola hujan Monsoonal. Bulan basah terjadi pada Bulan Desember sehingga bulan kering terjadi pada bulan Juni. Pada saat bulan basah, angin yang mendominasi daerah Kototabang adalah angin baratan sehingga curah hujan tinggi. Sedangkan pada bulan kering angin yang mendominasi adalah angin timuran sehingga curah hujan rendah. Daerah Pontianak baik pada bulan basah maupun kering angin yang mendominasi adalah angin baratan dikarenakan daerah ini dipengaruhi oleh osilasi tahunan yang sempurna, sehingga curah hujannya tinggi pula. Sedangkan daerah Biak baik pada bulan basah maupun kering terjadi angin timuran sehingga curah hujannya rendah. Hal ini dikarenakan semakin ke timur massa uap air yang bergerak dari barat semakin habis. Berdasarkan hasil analisis profil vertikal anomali angin zonal menunjukkan adanya propagasi angin baratan serta aktivitas konvergen dan divergen di Kototabang, Pontianak, dan Biak. Hal ini menunjukkan fenomena Madden Julian Oscillation (MJO) mempengaruhi curah hujan di ketiga tempat tersebut Berdasarkan analisis Spectral Power
Density (PSD) dan Transformasi Wavelet, osilasi kecepatan angin zonal di Kototabang dan Biak
terjadi 45 harian. Sedangkan Pontianak mengalami osilasi 55 harian. Berdasarkan analisis wavelet menunjukkan pergeseran kecepatan angin maksimum dari Kototabang menuju Biak. Hal ini membuktikan bahwa awan-awan konvektif seperti Super Cloud Cluster (SCC) bergerak dari barat menuju timur Indonesia. Hasil korelasi silang antara kecepatan angin dengan curah hujan menunjukkan signifikan baik di Kototabang, Pontianak maupun Biak.
PERILAKU CURAH HUJAN
DI KOTOTABANG, PONTIANAK, DAN BIAK
BERBASIS HASIL ANALISIS DATA EAR DAN WPR
INING SUNARSIH
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Geofisika dan Meteorologi
DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul : Perilaku Curah Hujan di Kototabang, Pontianak, dan Biak Berbasis
Hasil Analisis Data EAR dan WPR
Nama :
Ining Sunarsih
NIM :
G24104009
Menyetujui :
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Dr. Ir. Sobri Effendy, M.Si
Dr. Ir. Eddy Hermawan, M.Sc
NIP. 131918657
NIP. 300001344
Mengetahui :
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Dr. Drh. Hasim, DEA
NIP. 131578806
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas Rahmat dan Hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Perilaku Curah Hujan di Kototabang, Pontianak, dan Biak Berbasis Hasil Analisis Data EAR dan WPR”. Penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Dr. Ir. Sobri Effendy, M.Si. sebagai pembimbing I dan Bapak Dr. Ir. Eddy Hermawan, M.Sc. sebagai pembimbing II, yang telah banyak memberikan pengarahan, ilmu, masukan dan bimbingan sampai tugas akhir ini terselesaikan.
2. Bapak Ir. Hallimurrahman, MT selaku Kepala Bidang Pemodelan Iklim; Pak Rudi, Pak Teguh, Pak Terson, Pak Martono, K’Mian, K’Ibnu, dan Teh Nunun.
3. Staff Research Institute for Suistainable Humanosphere (RISH), Universitas Kyoto, Jepang yang sudah memberikan izin menggunakan data radar.
4. Bapak Imam Santosa sebagai pembimbing akademik.
5. Bapak Pono, Pak Khairun, Mas Azis, Mbak Wanti, Pak Jun, dan Mbak Ica. 6. Pihak BMG: Mbak Dian, K’Eris dan Ibu Yuli atas bantuan data curah hujan.
7. Bapak Wendi Harajupa staff LAPAN-Kototabang, terima kasih telah memberikan data dan bimbingan program matlab.
8. Mamah, Bapak, Akbar, Ema, Abah, Mang Osen dan seluruh keluarga besar terima kasih atas do’a, kasih sayang, serta dukungannya.
9. Teman seperjuangan “Ire” (Makibao) yang selalu setia, terima kasih atas bantuan, kebersamaan, perhatian, masukan, dan dorongan semangat.
10. Fahdil, terima kasih hardisk nya; K’Fauzi, terima kasih telah sabar memperbaiki komputer penulis; K’Rudin terima kasih pinjaman laptopnya. Semoga Allah membalas kebaikan kalian.
11. Teman – teman GFM 41: Yasmin, Weni, Yunus terima kasih selalu membantu penulis untuk pembuatan surat pengantar permintaan data; Sisi, Diva, Siti, Fithriya, Siska, Rini (L’Nail), Tia, Tigia, Ade I, Bayu A, Uda Ari, Meli, Dhita, Cornel, Freddy, Reza, Ekos, Ferdi, Bladus, Oki, Tedy, dan Zein, terima kasih atas kekompakannya
12. Teman – teman GFM 39, 40 dan 42 yang tidak mungkin disebutkan satu persatu.
13. Anak – anak “Wisma Bintang”; Viter, Fera (Freya), Tante Ipit (Rira), Grice, Wilma, Riri, Inez, dan anak 43 lainnya terima kasih atas kebersamaan, candaan, kekompakan dan dorongan semangatnya.
14. Denies, Dadan Eka Banda, dan Erna terima kasih selalu memberikan semangat dan bantuan materi.
15. Semua pihak yang telah membantu yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari tugas akhir ini masih banyak kekurangan dan jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis berbesar hati untuk menerima saran, kritik, dan masukan yang sifatnya membangun. Semoga tugas akhir ini bermanfaat.
Bogor, September 2008
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sumedang, pada tanggal 17 Juli 1986 dari ayah Adnan dan ibu Ayu Wahyuni. Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara.
Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di Sekolah Dasar Negeri Cipeundeuy pada tahun 1998. Pada tahun yang sama, penulis melanjutkan pendidikan di SLTPN 2 Wado dengan lulus pada tahun 2001. Kemudian melanjutkan ke tingkat Sekolah Menengah Umum Negeri 2 Cimalaka lulus tahun 2004. Setelah menyelesaikan pendidikan SMU, penulis melanjutkan kuliah di Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI dengan jurusan Meteorologi. Selama menjalani studinya, penulis pernah menjadi anggota Himpunan Profesi Mahasiswa Geofisika dan Meteorologi (HIMAGRETO) dan mengikuti berbagai kepanitiaan seperti Pesta Sains di Meteorologi Interaktif (METRIK) dan Birunya Langitku.
DAFTAR ISI
Halaman DAFTAR TABEL... iv DAFTAR GAMBAR ... iv DAFTAR LAMPIRAN ... v I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Tujuan ... 1 II TINJAUAN PUSTAKA... 12.1 Karakteristik Iklim di Indonesia... 1
2.2 Konsep Radar Secara Umum ... 3
2.3 Equatorial Atmospheric Radar (EAR)... 3
2.4 Wind Profiler Radar (WPR) ... 4
2.5 Madden Julian Oscillation (MJO) ... 5
III METODOLOGI ... 6
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ... 6
3.2 Alat dan Data yang digunakan ... 6
3.3 Metode Penelitian... 7
IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 8
4.1 Analisis Data Bulanan ... 8
4.2 Analisis Data Tahunan ... 10
4.3 Analisis Statistika... 14
KESIMPULAN ... 15
DAFTAR PUSTAKA ... 16
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Cuaca dan Iklim Indonesia... 2
2 Spesifikasi Equatorial Atmosphere Radar (EAR) di Kototabang... 3
3 Perbedaan Frekuensi Wind Profiling Radar ... 4
4 Parameter Observasi WPR Pontianak dan Biak ... 5
5 Nilai Korelasi Silang Kecepatan Angin dengan Curah Hujan di Kototabang pada Tanggal 1 November 2007 – 29 Februari 2008... 14
6 Nilai Korelasi Silang Kecepatan Angin dengan Curah Hujan di Pontianak pada Tanggal 1 November 2007-29 Februari 2008 ... 15
7 Nilai Korelasi Silang Kecepatan Angin dengan Curah Hujan di Biak pada Tanggal 1 November 2007-29 Februari 2008 ... 15
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1 Pola Curah Hujan di Indonesia... 22 Equatorial Atmospheric Radar (EAR) di Kototabang ... 3
3 Prinsip Kerja Wind Profiler Radar (WPR)... 4
4 Wind Profiler Radar yang dipasang di Pontianak dan Biak ... 5
5 Siklus MJO ... 6
6 Skema Sirkulasi MJO ... 6
7 Metode Analisis Penelitian... 7
8 Lokasi Penelitian, yaitu Kototabang, Pontianak, dan Biak... 8
9 Distribusi Curah Hujan Bulanan Daerah Kototabang, Pontianak, dan Biak Periode Maret 2007-Februari 2008 ... 8
10 Pola Angin yang dioverlay dengan Curah Hujan di Atas Indonesia bulan Desember 2007 8 11 Pola Angin yang dioverlay dengan Curah Hujan di Atas Indonesia bulan Juni 2007 ... 9
12 Curah Hujan Harian di Atas Kototabang, Pontinak, dan Biak Bulan Desember 2007 ... 9
13 Curah Hujan Harian di Atas Kototabang, Pontinak, dan Biak Bulan Juni 2007 ... 9
14 Kontur Anomali Angin Zonal di Kototabang pada Tanggal 5-13 Desember 2007 ... 9
15 Kontur Anomali Angin Zonal di Pontianak pada Tanggal 5-13 Desember 2007... 9
16 Kontur Anomali Angin Zonal di Biak pada Tanggal 5-13 Desember 2007 ... 10
17 Kontur Anomali Angin Zonal di Kototabang pada Tanggal 14-17 Juni 2007... 10
18 Kontur Anomali Angin Zonal di Pontianak pada Tanggal 14-17 Juni 2007 ... 10
19 Kontur Anomali Angin Zonal di Biak pada Tanggal 14-17 Juni 2007... 10
21 Kontur Anomali Angin Zonal di Pontianak Periode 1 Maret 2007-29 Februari 2008 ... 11
22 Kontur Anomali Angin Zonal di Biak Periode 11 Maret 2007-13 Februari 2008... 11
23 Kecepatan Angin di Sekitar Bulan Kering di Kototabang, Pontianak, dan Biak... 12
24 Kecepatan Angin pada Ketinggian 5.1 km (a); Propagasi awan (b); Bulan November 2007-Januari 2008 di Kototabang, Pontianak, dan Biak ... 12
25 Power Spectral Density Kecepatan Angin Zonal pada Ketinggian 5.1 km di Kototabang 13 26 Wavelet Kecepatan Angin Zonal pada Ketinggian 5.1 km di Kototabang ... 13
27 Power Spectral Density Kecepatan Angin Zonal pada Ketinggian 5.1 km di Pontianak .... 13
28 Wavelet Kecepatan Angin Zonal pada Ketinggian 5.1 km di Pontianak... 13
29 Power Spectral Density Kecepatan Angin Zonal pada Ketinggian 5.1 km di Biak ... 14
30 Wavelet Kecepatan Angin Zonal pada Ketinggian 5.1 km di Biak ... 14
31 Grafik Korelasi Silang Kecepatan Angin dengan CH di Kototabang... 14
32 Grafik Korelasi Silang Kecepatan Angin dengan CH di Pontianak ... 15
33 Grafik Korelasi Silang Kecepatan Angin dengan CH di Biak... 15
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman 1 Curah Hujan Bulanan (mm/hari) Sekitar Indonesia (90°BT-140°BT dan 12°LU-12°LS) Periode Maret 2007-Februari 2008 dengan Menggunakan Data NCEP/NCAR Reanalysis (Curah Hujan, Angin Zonal dan Angin Meridional) ... 192 Propagasi SCC (Super Cloud Cluster) dari OLR Periode Maret 2007-Februari 2008 di 90°BT-140°BT ... 20
3 Curah Hujan Bulanan (mm/hari) Sekitar Indonesia (90°BT-140°BT dan 12°LU-12°LS) Periode Maret 2007-Februari 2008 dengan Menggunakan Data GPCP ... 21
4 Script untuk Pengolahan dengan Menggunakan Sofware Matlab 7.1 ... 22
5 Script untuk Pengolahan Data dengan Menggunakan GrADS ... 32
6 Hasil Korelasi Silang Kecepatan Angin Zonal Dominan dengan Curah Hujan Periode 1 November 2007 – 29 Februari 2008... 34
7 Data Curah Hujan Daerah Kototabang, Pontianak, dan Biak Periode 1 Maret 2007 – 29 Februari 2008 ... 37
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar BelakangIndonesia merupakan satu-satunya kawasan maritim di daerah ekuator yang dua per tiga wilayah didominasi lautan, sehingga wilayah ini memiliki posisi yang sangat unik yang menyebabkan cuaca dan iklim Indonesia dipengaruhi oleh sirkulasi atmosfer baik skala global, regional maupun lokal.
Diantara parameter iklim, curah hujan merupakan parameter yang penting. Tingginya variabilitas curah hujan di Indonesia baik dalam skala ruang dan waktu, umumnya disebabkan oleh dinamika aktif dari kumpulan awan-awan Cumulonimbus (Cb) yang dikenal dengan istilah Super
Cloud Cluster (SCC). Seperti yang
dilakukan oleh Matthews (2000) ketika menganalisis perilaku atau dinamika SCC tadi dengan menggunakan data radiasi gelomabang panjang (Outgoing Longwave
Radiation, OLR). Kumpulan awan yang
terbentuk di Samudera Hindia umumnya bergerak ke arah timur (Eastward) dan membentuk pola atau osilasi tertentu yang kemudian dikenal dengan istilah Madden
Julian Oscillation (MJO).
LAPAN saat ini mengoperasikan dua radar utama terkait dengan perilaku arah dan kecepatan angin di kawasan ekuator yaitu
Equatorial Atmospheric Radar (EAR) dan Wind Profiler Radar (WPR) yang diharapkan mampu menjelaskan pergerakan awan SCC sebagai indikator terjadinya variasi curah hujan di Indonesia.
Curah hujan di Indonesia umumnya dipengaruhi oleh fenomena sirkulasi atmosfer baik skala global, regional maupun lokal. Salah satu fenomena global yang mempengaruhi cuaca dan iklim Indonesia adalah MJO, salah satu fenomena atmosfer di daerah ekuator dengan osilasi atau embutan dominan antara 30-60 harian.
MJO dicirikan oleh adanya pertumbuhan gugus awan SCC di atas Samudera Hindia yang terus menjalar ke arah timur sepanjang ekuator mengelilingi bumi dan memberikan pengaruhnya pada variabilitas iklim dan cuaca di daerah tropis. Oleh karena itu MJO berperan penting sebagai variasi intra musim (ISV, Intraseasonal Variation) yang dominan di daerah ekuator.
Keterkaitan fenomena MJO dengan curah hujan belum sepenuhnya diketahui dengan baik dan benar. Sesuai dengan kajian yang telah dilakukan Puspawardhany
(2006) dan Nurhayati (2007) keterkaitan MJO dengan curah hujan diketahui dengan menggunakan data EAR. Namun WPR belum digunakan dan diharapkan mampu memberikan informasi yang lebih konperehensif.
Pengkajian karakteristik iklim khususnya curah hujan di sekitar ekuator belum sepenuhnya diketahui. Kototabang, Pontianak, dan Biak merupakan daerah yang berada di sekitar ekuator, walaupun ketiga tempat tersebut relatif sama berada di ekuator namun memiliki perilaku curah hujan yang berbeda. EAR terletak di Kototabang sementara WPR terletak di Pontianak dan Biak.
Pemanfaatan data radar seperti EAR dan WPR diharapkan mampu untuk mengkaji atau menganalisis perilaku curah hujan di Indonesia, khususnya sekitar ekuator seperti Kototabang, Pontianak, dan Biak berbasis kepada perilaku angin zonal (Timur-Barat) terutama di lapisan troposfer bawah.
1.2 Tujuan
Tujuan dibuatnya tugas akhir ini adalah a. Mengetahui perilaku curah hujan di
sekitar ekuator, khususnya Kototabang, Pontianak, dan Biak.
b. Mengetahui pola atau profil angin zonal sebagai pembawa uap air di Samudera Hindia.
c. Mengetahui pola osilasi kecepatan angin guna mengidentifikasi fenomena
Madden Julian Oscillation (MJO)
d. Mengetahui hubungan atau korelasi antara curah hujan dengan kecepatan angin.
II.
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Karakteristik Iklim di IndonesiaIndonesia dikenal sebagai daerah pertemuan sirkulasi meridional (Hadley) dan sirkulasi zonal (Walker) serta daerah yang memiliki sistem golakan lokal yang berbeda antara satu daerah dengan daerah lainnya. Hal ini karena Indonesia merupakan daerah kontinen maritim, memiliki topografi yang bervariasi, dan membentang cukup luas sepanjang ekuator.
Sirkulasi Walker dan Hadley terjadi akibat adanya perbedaan pemanasan, misalnya antara daratan Asia dan perairan di sekitar kawasan Asia Tenggara yang dikenal sebagai gejala peredaran angin musim (Monsoon). Monsoon merupakan angin yang
