ANALISIS STABILITAS ATMOSFER PADA LAPISAN
TROPOSFER ATAS DAN STRATOSFER BAWAH DI
ATAS KOTOTABANG MENGGUNAKAN DATA
EQUATORIAL ATMOSPHERE RADAR (EAR),
BOUNDARY LAYER RADAR (BLR)
DAN RADIOSONDE
Eddy Hermawan"', Sri Harutl Soeparmo" , dan FMa Aulifin Kemlrah""1 '' Pone lit! I'usai Pen-, a n Uja n Sains Aimosfer dan Iklim, LAPAN "' Per.eliti Departement GeoBslka dan Mc.coro'.ogi ITB, Bandung
ABSTRACT
This p a p e r is mainly concerned to the analysis of atmospheric stability especially n e a r the tropopause layer as well as t h e variaton on wet and dry seasons over Kototabang a r e a , West S u m a t e r a (0.2°S;100.32°E) using Equatorial Atmosphere Radar (EAR), Boundary Layer Radar (BLR) and radiosonde d a t a . The Observation of a t m o s p h e r e stability n e a r b y the tropopause layer is very important, considering its function as a buffer of an air m a s s e s exchanges from troposphere to stratosphere layer and so the contrary, which is usually called as Stratosphere - Troposphere Exchange
(STE). D a t a analysis divide in two stages, firstly is the short periode data analysis from April, 10th until May, 9 t h of 2004 with the main purpose of validation between vertical echo power (VEP) from EAR and Brunt-V&isala Frequency Squared (N2) from radiosondes. The result shows t h a t the average
of correlation coefficient from 9 observations is 0 . 8 1 . This point shows EAR's ability to replace radiosondes d a t a to inform a t m o s p h e r e stability. The second stages, contain the long periode d a t a analysis from J u n e and November in the years of 2 0 0 1 until 2 0 0 4 . Both month representing dry and wet s e a s o n s based on monthly Global Precipitation Climatology Project (GPCP) d a t a over 25 years (1979-2004) observations in S u m a t e r a Island area, specifically for Kototabang. Final result shows that the tropopause height variation in dry season (November) is easier to identify. In the other side, zonal wind dominant on November compare to vertical wind on J u l y . This situation probably because the strong m o n s u n a l effect in wet seasons. The tropopause height is also estimate have no significant effect to rain intensity.
ABSTRAK
Kototabang, S u m a t e r a Barat (0.2° LS; 100.32° BT) dengan m e n g g u n a k a n d a t a Equatorial Atmosphere Radar (EAR), Boundary Layer Radar (BLR) dan radiosonde. P e n g a m a t a n t e r h a d a p stabilitas lapisan tropopause penting dilakukan, mengingat lapisan ini m e r u p a k a n lapisan penyangga dari terjadinya p e r t u k a r a n m a s s a u d a r a s e c a r a vertikal t c r m a s u k gas-gas polutan dari lapisan troposfer ke lapisan stratosfer d a n j u g a sebaliknya yang dikenal dengan istilah Stratosphere-Troposphere Exchange (STE). Analisis d a t a dibagi menjadi d u a t a h a p , yaitu analisis d a t a j a n g k a pendek dengan periode waktu mulai 10 April - 9 Mei 2004, yakni p a d a saat berlangsungnya kegiatan Coupling Process Equatorial Atmosphere (CPEA) y a n g dilakukan u n t u k memvalidasi p a r a m e t e r vertical echo power (VEP) dari d a t a EAR dan nilai Brunt-V&isdld Frequency Squared (N2) dari d a t a radiosonde. Hasil
menunjukkan koefisien korelasi rata-rata dari 9 kali pengamatan sebesar 0,81. Ini ditujukan u n t u k mcngetahui sejauh m a n a EAR m a m p u menggantikan radiosonde dalam menginformasikan stabilitas atmosfer. Setelah itu analisis dilanjutkan ke t a h a p j a n g k a panjang, yaitu bulan Juli dan November periode t a h u n 2001-2004 yang dianggap mewakili bulan kering d a n b u l a n b a s a h b e r d a s a r k a n d a t a Global Precipitation Climatology
Project (GPCP) b u l a n a n selama 25 t a h u n pengamatan (1979-2004) u n t u k kawasan Pulau S u m a t e r a dan sekitamya, k h u s u s n y a u n t u k d ae r ah Kototabang. Hasilnya m e n u n j u k k a n b a h w a variasi tinggi r e n d a h n y a lapisan tropopause p a d a bulan b a s a h (November) relatif lebih m u d a h diidentifikasi dibandingkan b u l a n kering, s e d a n g k a n angin zonal (November) relatif lebih dominan dibandingkan angin vertikal p a d a bulan J u l i . Hal ini diduga akibat pengaruh m o n s u n y a n g k u a t p a d a m u s i m b a s a h . Selain itu d i t e m u k a n juga bahwa tinggi r e n d a h n y a lapisan tropopause tidak m e m p u n y a i pengaruh secara signifikan t e r h a d a p intensitas c u r a h hujan.
Katakunci: Stabilitas atmosfer, Tropopause, EAR, Stratospher-Troposphere Exchange
1 PENDAHULUAN
Indonesia diyakini memiliki p e r a n a n y a n g besar t e r h a d a p p e r u b a h a n iklim global, jadi tidaklah m e n g h e r a n k a n jika kini menjadi p u s a t perhatian para peneliti atmosfer dunia. Salah s a t u n y a adalah dengan dibangunnya Equatorial Atmosphere Radar (EAR) di Kototabang, S u m a t e r a Barat (0.20LS; 100.320BT d e n g a n ketinggian sekitar 865 m dpi), y a n g m e r u p a k a n hasil kerjasama riset a n t a r a Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN) dengan Research Institute for Suistainable Humanosphere (RISH), Universitas Kyoto, J e p a n g .
Hasil kajian peneliti sebelumnya Hermawan dkk (1998) menyatakan bahwa stabilitas (statis) atmosfer d a p a t d i t u r u n k a n d e n g a n b e s a r a n Brunt
analisis stabilitas atmosfer p a d a lapisan troposfer a t a s dan stratosfer bawah, t e r u t a m a di sekitar lapisan tropopause y a n g perhatian u t a m a a k a n ditujukan pada: (1) validasi d a t a EAR, k h u s u s n y a parameter vertikal echo power dengan besaran Brunt Vaisald Frequency Squared (N2) hasil p e n u r u n a n dari d a t a
radiosonde periodc 10 April - 9 Mei 2004 saat kegiatan Coupling Processes Equatorial Atmosphere (CPEA) berlangsung d a n (2) analisis stabilitas atmosfer di sekitar lapisan tropopause hasil observasi d a t a vertikal echo power tadi u n t u k p e n g a m a t a n j a n g k a panjang, p a d a musim b a s a h dan m u s i m kering periode t a h u n 2 0 0 1 sampai 2 0 0 4 , yang a k a n ditentukan b e r d a s a r k a n data Global Precipitation Climatology Project (GPCP) selama 25 t a h u n pengamatan (1979-2004).
Studi stabilitas atmosfer di lapisan sekitar tropopause penting karena berkaitan dengan a d a n y a pergerakan m a s s a u d a r a s e c a r a vertikal yang bisa menyebabkan terjadinya p e r t u k a r a n m a s s a u d a r a (termasuk gas-gas polutan) a n t a r a lapisan troposfer dan stratosfer yang dikenal dengan istilah Stratosphere-Troposphere Exchange (Holton, 1997).
2 DATA
Data yang digunakan pada penelitian ini adalah data EAR yang berupa d a t a Vertical Echo Power (VEP) dan d a t a angin, periode 10 April - 9 Mei 2004 u n t u k analisis d a t a j a n g k a p e n d e k dan periode J u l i 2 0 0 1 - 2 0 0 4 dan November 2001-2004 yang mewakili bulan kering m a k s i m u m d a n bulan b a s a h m a k s i m u m sepanjang t a h u n (berdasarkan d a t a GPCP), u n t u k analisis d a t a j a n g k a panjang, dengan lokasi pengamatan di Stasiun Pengamat Dirgantara (SPD) Kototabang. Karakteristik d a t a y a n g dipakai berbentuk binary d a n ASCII. Data EAR selengkapnya diperoleh dari LAPAN-Bandung.
Data radiosonde, meliputi d a t a temperatur, t e k a n a n d a n kelembaban yang diambil dari hasil pengamatan p a d a kegiatan Coupling Process Equatorial Atmosphere (CPEA) yang dilakukan oleh tim CPEA J e p a n g di bawah koordinasi Research Institute for Suistainable Humanosphere (RISH), Universitas Kyoto, J e p a n g p a d a periode 10 April - 9 Mei 2004. Data dalam bentuk ASCII, diperoleh dari http://rslab.riko.shimane-u.ac.jp/CPEA/campaign/sonde/data.html.
Data BLR yang b e r u p a d a t a Vertical Echo Power (VEP) dan d a t a angin dengan periode y a n g s a m a dengan EAR. Karakteristik d a t a yang dipakai b e r b e n t u k binary. D a t a BLR selengkapnya diperoleh dari LAPAN-Bandung.
Data Global Precipitation Climate Project (GPCP) y a n g m e r u p a k a n d a t a intensitas c u r a h hujan s e c a r a global periode J a n u a r i 1979 - November 2 0 0 4 . Bentuk d a t a n y a b e r u p a k o n t u r intensitas c u r a h hujan r a t a - r a t a b u l a n a n yang diperoleh dari h t t p : / / c i c s . u m d . e d u / - - v i n / G P C P / m a i n . h t m l .
3 TEORI
Hasil kajian mengenai stabilitas atmosfer oleh Hermawan,dkk (1998) menunjukkan a d a n y a keterkaitan yang erat a n t a r a Brunt Vdisdld Frequency Squared (N2) d e n g a n Log Pv (Vertical Echo Power) dan j u g a Pv/P0 (vertikal
relatif t e r h a d a p oblique echo power) yang dikenal dengan istilah aspect sensitivity. Nilai N2 diperoleh dari p e n u r u n a n d a t a radiosonde s e m e n t a r a Pv
dari data EAR. Ada 2 teori d a s a r y a n g d a p a t d i g u n a k a n menjelaskan hubungan a n t a r a N2 dengan vertikal echo power.
3.1 Isotropic Turbulent Scattering (ITS)
dengan
N2 adalah didapat dari d a t a Radiosonde
Pv/Po adalah d i d a p a t d a r i d a t a R a d a r
Hasil a k h i r m e n u n j u k k a n b a h w a Pv «: N2 t e r u t a m a di sekitar lapisan tropopause, y a n g m a n a a k a n dijadikan d a s a r analisis d a t a EAR d a n d a t a radiosonde.
4 HASIL
4.1Validasi Antara Vertical Echo Power dan Brunt Vaisala Frequency
Squared [HP)
Pengolahan d a t a u n t u k validasi diawali d e n g a n m e m b u a t profil k e d u a parameter, y a n g d i b u a t p e r 3 h a r i a n . Salah s a t u n y a , yaitu p a d a G a m b a r 4-1 yang m e r u p a k a n profil k e d u a d a t a p a d a tanggal 10-12 April 2 0 0 4 .
Gambar 4 - 1 : (a) Profil VEP dari d a t a EAR d a n (b) Profil N2 dari d a t a radiosonde Seperti terlihat p a d a G a m b a r 4-1 s e c a r a k a s a t m a t a terlihat b a h w a pola profil Vertical Echo Power (VEP) y a n g dihasilkan EAR s e b a n d i n g d e n g a n nilai N2 (Brunt Vaisala Frequency Squared) y a n g d i t u r u n k a n dari d a t a
Tabel 4 - 1 : NILAI KORELASI ANTARA VEP DAN N2 PE RIODE 10 APRIL - 9
MEI 2 0 0 4
R a t a - R a t a Nilai Korelasi Antara N* d a n VEP P e n g a m a t a n p a d a j a m 0 0 : 0 0
Tanggal
10-Apr-04 12-Apr-04 27-Apr-04 30-Apr-04 2-Mei - 0 4 3-Mei - 0 4 4-Mei-04 8-Mei-04 9-Mei-04 Ketinggian (km) 17.5-18.1 17.5-18.1 17.1-18.0 17.1-17.8 16.0-17.2 17.5-18.3 17.1-18.3 17.5-18.0 17.2-18.3 Nilai Korelasi Rata-RataNilai Korelasi 0.83 0.62 0.82 0.70 0.91 0.97 0.62 0.99 0.80 0.81
K h u s u s u n t u k p e l u n c u r a n tanggal 8 Mei 2 0 0 4 , k e d u a profil y a n g nilai korelasinya 0.99 seperti p a d a G a m b a r 4-2
Dari ketiga gambar tersebut di atas terlihat bahwa baik data vertical
echo power, spectral width dan juga vertikal angin menunjukkan pola yang
sama dalarn mengidentifikasi terjadinya perubahan struktur lapisan
tropopause
4.2 Hasil Pengolahan Data Jangka Panjang
Untuk analisis jangka panjang, diawali dengan penentuan bulan
basah dan bulan kering berdasarkan data GPCP (dalam bentuk citra/image)
bulanan selama 25 tahun pengamatan (1979-2004). Dari data tersebut
diperoleh informasi bahwa terjadinya musim kering dan musim hujan di atas
Pulau Sumatera, khususnya Kototabang terjadi pada bulan Juli dan
November seperti terlihat pada Gambar 4-6.
GPCP Monthly Mean Precipitation Rate (mm/day) GPCP Monthly Mean Precipitation Rate (mm/day) Calendar month JUL Average of 1979—2004 Calendar month NOV Average of 1979—2004
Gambar 4-6: Kontur intensitas curah hujan Juli dan November 1979-2004
berdasarkan data GPCP
Pengolahan kemudian dilanjutkan dengan menganalisis profil kontur
dari pada vertical echo power, zonal wind dari EAR, vektor angin
horizontal-vertikal dari BLR dan intensitas curah hujan dari ORG atau MAWS pada
periode 2001-2004, khususnya pada bulan Juli dan November dengan hasil
seperti pada Bambar 4-7 sampai dengan Gambar 4-10.
G a m b a r 4 - 1 0 : Kecepatan angin horizontal-vertikal t e r h a d a p ketinggian periode November 2 0 0 1 - 2 0 0 4
5 PEMBAHASAN
5.1 Analisis Jangka Pendek (10 April-9 Mei 2 0 0 4 )
Analisis d a t a j a n g k a p e n d e k ditekankan p a d a m a s a l a h validasi data vertical echo power dari EAR dengan d a t a N2 dari d a t a radiosonde. Data
radiosonde yang dipakai m e m p u n y a i orde waktu 6 j a m - a n dengan ketinggian setiap 100 meter. Sedangkan u n t u k data EAR orde waktu y a n g diambil, yaitu per 3 menit d e n g a n ketinggian per 150 meter, u n t u k d i s e s u a i k a n dengan data radiosonde m a k a k e d u a parameter diset dengan ketinggian tiap 200 meter.
Pada G a m b a r 4-1 diperlihatkan k e d u a profil N2 dan VEP periode
p e n g a m a t a n 10-12 April 2 0 0 4 memiliki pola y a n g s a m a dalam p e n e n t u a n tinggi tropopause. Ketinggian tropopause yang terlihat b e r d a s a r k a n k e d u a profil yaitu p a d a ketinggian mulai 17-18,5 k m . P a d a ketinggian 22 km j u g a terjadi p e r u b a h a n drastis dari p a d a k e d u a profil, n a m u n belum bisa dikatakan sebagai lapisan tropopause.
Data vertical echo power, dinyatakan dalam b e s a r a n dB (decibel). Oleh k a r e n a itu nilai N2 dikonversi menjadi b e s a r a n 10logl0(N2). Analisis tersebut,
diperkuat dengan m e m b u a t analisis statistikanya, diperoleh koefisien korelasi (R2) rata-rata s e b e s a r 0.72. Sedangkan, nilai koefisien korelasi selama 10 kali
pengamatan s e c a r a a c a k periode 10 April- 9 Mei 2 0 0 4 (Tabel 4-1) mencapai rata-rata 0 . 8 1 , dengan nilai berkisar dari 0,62-0,99. J a d i bila dibandingkan hasil dari p a r a m e t e r VEP d a n N2, m a k a VEP menghasilkan profil yang lebih
jelas dan lebih r a p a t k a r e n a waktu p e n g a m a t a n n y a dalam orde per menit. Selain itu, disajikan p u l a d a t a pembanding lain, y a k n i spectral width dan angin vertikal, terlihat ketiganya m e n u n j u k k a n pola yang s a m a . Hal ini berarti b a h w a Vertical Echo Power (VEP) EAR dapat dijadikan referensi (bahan
Pada G a m b a r 4-3 terlihat b a h w a ketinggian lapisan t r o p o p a u s e berubah t e r h a d a p w a k t u . P e n u r u n a n ketinggian lapisan tropopause m e n c a p a i ketinggian 16 km p a d a sekitar tanggal 2 1 - 2 5 April d a n 7-9 Mei 2 0 0 4 . Hal ini juga ditunjukkan oleh profil angin vertikal, y a n g m a n a p a d a tanggal-tanggal tersebut nilai k e c e p a t a n angin vertikal m a k s i m u m y a n g d i r e p r e s e n t a s i k a n dengan w a m a m e r a h .
Seperti telah dijelaskan b a h w a p e n g a m a t a n u t a m a d i l a k u k a n di sekitar lapisan t r o p o p a u s e , sehingga p e n g a m a t a n difokuskan p a d a ketinggian 15-24 km, n a m u n t e n t u n y a a p a y a n g teramati p a d a ketinggian t e r s e b u t mempunyai keterkaitan d e n g a n k e a d a a n atmosfer di lapisan troposfer b a w a h , atau tepatnya dibawah 6 k m . U n t u k itu diolah j u g a d a t a VEP d a n d a t a angin berdasarkan p e m a n t a u a n BLR, hasilnya menunjukkan ketika terjadi p e n u r u n a n ketinggian lapisan t r o p o p a u s e tanggal 2 1 - 2 5 april 2 0 0 4 d a n 7-9 Mei 2 0 0 4 , berdasarkan vektor angin dari BLR m e n y a t a k a n b a h w a p a d a s a a t t e r s e b u t terjadi p e n u r u n a n m a s s a u d a r a , hal ini j u g a bersesuaian dengan nilai VEP-nya, yang m a n a p a d a s a a t t e r s e b u t j u g a nilainya m a k s i m u m .
B e r d a s a r k a n d a t a ORG d a n MAWS, i n t e n s i t a s c u r a h h u j a n yang tercatat k h u s u s n y a p a d a tanggal 2 1 - 2 5 April 2 0 0 4 d a n 7-9 Mei 2 0 0 4 j u g a
ditemukan pada data EAR dan BLR. Kedua data MAWS dan ORG mungkin
tidak memberikan nilai yang sama, tetapi rata-rata dari keduanya
menunjukkari fluktuasi yang sama, hal ini dapat dilihat pada Gambar 5-3.
Gambar 5-3: Intensitas curah hujan 10 April-9 Mei 2004
5.2 Analisis Jangka Panjang (2001-2004)
5.2.1 Analisis struktur lapisan tropopause selama bulan Juli 2 0 0 1 hingga
2004
Berdasarkan gambar time-height section dari data Vertical Echo Power
(VEP) bulan Juli 2001 (Gambar 4-2), ternyata struktur lapisan tropopause
pada saat itu tidaklah mengalami fluktuasi yang relatif tajam. Lapisan
tropopause masih dalam batasan normal sekitar 15 hingga 17 km. Hal ini
dapat dibandingkan dengan data an gin zonal (Gambar 5-4) pada waktu yang
sama dengan data VEP tadi yang menunjukkan bahwa struktur lapisan
tropopause berkisar di sekitar lapisan 16-18 km. Terjadi penurunan lapisan
tropopause, yakni pada tanggal 18, 25, 27 dan 31 Juli 2001, namun itu pun
tidaklah terlalu signifikan perubahannya. Pada tanggal 3 Juli 2001 tidak
terdapat kenaikan nilai Vertical Echo Power (VEP). Kondisi-kondisi seperti
inilah yang diduga menyebabkan terjadinya percampuran antara massa
u d a r a pada lapisan troposfer dengan lapisan stratosfer. Yang menarik di sini
adalah adanya konsistensi data antara VEP EAR dengan data angin
horizontal-vertikal BLR u n t u k lapisan 1 hingga 5 km pada waktu yang sama
(Gambar 4-9).
Laju penurunan massa udara tersebut, ternyata diikuti dengan
adanya kenaikan intensitas curah hujan hasil observasi menggunakan data
MAWS (Gambar 5-4). Hal ini mencerminkan bahwa penurunan massa udara
dari lapisan di atas 5 km diduga banyak membawa u a p air yang turun
sebagai hujan.
Pada bulan Juli 2002, kondisinya hampir sama dengan Juli 2001
yakni dengan laju perubahan tinggi tropopause yang relatif stabiL Tidak ada
perubahan yang drastis sifatnya, kecuali menjelang tanggal 21 Juli 2002,
yang m a n a h a l ini j u g a diikuti p a d a tanggal 26 J u l i 2 0 0 2 . Hal y a n g b e r b e d a dengan t a h u n s e b e l u m n y a (walaupun s a m a - s a m a p a d a b u l a n Juli) a d a l a h penurunan m a s s a u d a r a tadi t i d a k diikuti d e n g a n kenaikan i n t e n s i t a s c u r a h hujan, k a l a u p u n a d a nilainya relatif kecil, yakni sekitar 10 mm (Gambar 5-4). Pada tanggal 2 J u l i 2 0 0 2 , tidak t e r d a p a t k e n a i k a n nilai VEP, n a m u n p a d a hari berikutnya, lapisan t r o p o p a u s e s a n g a t r a p a t m u l a i dari ketinggian 17-18,5 km sehingga d i d u g a tidak a d a n y a lapisan t r o p o p a u s e p a d a tanggal 2 Juli tidak m e n y e b a b k a n p e r c a m p u r a n m a s s a u d a r a a n t a r a lapisan troposfer dengan stratosfer.
Pada b u l a n J u l i 2 0 0 3 , kondisi ini a g a k sulit d i t e n t u k a n p e r u b a h a n struktur dan t i n g g i t r o p o p a u s e n y a . T e r d a p a t b a n y a k d a t a y a n g t i d a k t e r u k u r {missing data) p a d a tanggal 5-7, 12-14 d a n 19-21 J u l i 2 0 0 3 . K a l a u p u n a d a masih sukar u n t u k dijelaskan d e n g a n a d a n y a p e r u b a h a n w a r n a y a n g s a n g a t mendadak dari k u n i n g ke biru. W a l a u p u n k e l i h a t a n n y a m a s i h d a l a m b a t a s a n normal, n a m u n d i d u g a terjadi p e r u b a h a n tinggi t r o p o p a u s e , t e r u t a m a mulai tanggal 5-7 J u l i 2 0 0 3 y a n g dilanjutkan mulai tanggal 12-14 J u l i 2 0 0 3 k a r e n a
menunjukkan penurunan. Keadaan ini juga disertai dengan kenaikan
intensitas curah hujan yang dihasilkan data ORG juga mencapai nilai
maksimum sekitar 45 mm. Hal ini dapat memberi gambaran bahwa walaupun
pada bulan Juli, curah hujan tetap saja ada bahkan bisa mencapai nilai di
atas 40 mm/hari.
Pada bulan Juli 2004, terlihat dengan jelas bagaimana lapisan
tropopause berfiuktuasi terhadap waktu selama periode 1-31 Juli 2004
(Gambar 4-2), yang mana hal ini tidak terlihat jelas justru dari kecepatan
angin zonal yang sementara ini digunakan sebagai pembandingnya. Ada satu
kesamaan dengan data sebelumnya seperti yang terjadi pada bulan Juli 2002,
yakni walaupun terjadi penurunan tinggi lapisan tropopause hingga 14 km
pada tanggal 19 Juli 2004, namun justru intensitas curah hujan yang
dihasilkannya 0 mm.
Gambar 5-5: Kecepatan angin zonal periode Juli 2004
5.2.2 Analisis struktur lapisan tropopause selama bulan November 2001-2004
Pada bulan November 2001, keunggian lapisan tropopause cukup
stabil berkisar antara 16,5-18 km dan pada hari-hari tertentu terdapat dua
lapisan tropopause (tropopause ganda) yang terjadi pada keunggian 18-19 km,
namun menjelang akhir november, sekitar tanggal 29 November 2001 terjadi
penurunan lapisan tropopause hingga mencapai 14,5 km. Pada tanggal 4 dan
5 tidak ada kenaikan nilai VEP.
Pada bulan November 2002, keunggian lapisan tropopause juga relatif
stabil dan rapat pada ketinggian berkisar antara 16-18 km, seperti juga pada
bulan November 2001, menjelang akhir November 2002 tepatnya tanggal 28
November terjadi perubahan tinggi lapisan tropopause yang drastis hingga di
bawah 14 km, hal ini juga dapat dilihat berdasarkan profil kecepatan angin
zonalnya. Belum dapat dijelaskan secara pasti bagaimana hal ini dapat
terjadi, faktor dominan apa yang menyebabkannya, namun yang pasti adalah
perubahan ini tidak menyebabkan adanya kenaikan intensitas curah hujan
di bawahnya. Yang terjadi justru sebaliknya, di saat tinggi tropopause relatif
tenang (tidak terjadi lonjakan yang berarti) seperti tanggal 11 November
2002, justru intensitas curah hujan mencapai puncaknya sekitar 65 mm
Pada b u l a n November 2 0 0 3 , w a l a u p u n tidak s a m a persis dengan kejadian s e b e l u m n y a , n a m u n terlihat a d a n y a p e n u r u n a n tinggi lapisan tropopause h i n g g a m e n c a p a i 1 4 k m , y a k n i p a d a tanggal 2 3 November 2 0 0 3 . Hal yang b e r b e d a a d a l a h p e n u r u n a n ini j u s t r u diikuti d e n g a n a d a n y a kenaikan i n t e n s i t a s c u r a h h u j a n d i b a w a h n y a y a k n i p a d a tanggal 2 2 d a n 2 4 November 2 0 0 3 , walau h a n y a m e n c a p a i 40 m m . Selain itu j u g a d i k e t e m u k a n adanya lapisan t r o p o p a u s e g a n d a y a n g perlu pengkajian lebih m e n d a l a m untuk menganalisisnya.
Pada b u l a n November 2 0 0 4 , kondisi y a n g m u n g k i n paling sulit u n t u k dianalisis. Selain b a n y a k d a t a y a n g tidak t e r u k u r {missing data) b a i k p a d a data EAR m a u p u n BLR, j u g a m a s a l a h p e n a j a m a n w a r n a . S e b e n a r n y a s u d a h dicoba u n t u k k o n s i s t e n d a l a m menyeleksi gradasi w a r n a , n a m u n t e t a p saja hasilnya tidak s e m p u r n a .
G a m b a r 5-6: I n t e n s i t a s c u r a h h u j a n November 2 0 0 1 - 2 0 0 4
5.2.3 Perbandingan lapisan tropopause secara keseluruhan antara bulan
Juli dan November 2 0 0 1 - 2 0 0 4
sama. Selain disebabkan p e r u b a h a n posisi matahari, faktor m a s s a u d a r a yang di bawanya j u g a berbeda.
Pada bulan Juli, lapisan tropopause berkisar a n t a r a ketinggian 16-18 km, n a m u n f i u k t u a s i p e r u b a h a n (pcnurunan d a n kenaikan) s a n g a t draslis dari h a r i ke hari. Schingga jika dibandingkan dengan bulan November 2 0 0 1 -2004 p e r u b a h a n tropopause lebih jelas terlihat dengan fiuktuasi ketinggian
16,5-17,5 k m , m e n u n j u k k a n bahwa lapisan tropopause bulan November lebih stabil d a n lebih rapat. Hal ini terlihat baik dari d a t a VEP m a u p u n angin zonal. Namun p a d a h a m p i r setiap akhir bulan November, selalu terjadi p e n u r u n a n lapisan tropopause hingga mencapai 14 km, hal ini diduga karena p a d a b u l a n November u m u m n y a aktifitas konveksi s u d a h mulai melemah.
Yang menarik adalah a r a h kecepatan angin u m u m n y a horizontal (Gambar 4-10) b e r d a s a r k a n pengamatan BLR p a d a lapisan 1 hingga 5 km. Hal ini diduga terjadi akibat p e n g a r u h m o n s u n p a d a saat itu c u k u p dominan, sebab m a s s a u a p air y a n g nantinya t u r u n sebagai hujan tidak lagi m u r n i dari atas, melainkan dari arah horizontal yang diduga berasal dari S a m u d e r a Hindia. Perbedaan y a n g c u k u p mencolok adalah frekuensi c u r a h hujannya yang relatif lebih banyak dibandingkan saat m u s i m kering. Memang tidak bisa d i k a t a k a n unggi r e n d a h n y a p e r u b a h a n lapisan tropopause selalu indentik dengan laju intensitas c u r a h hujan di bawahnya, w a l a u p u n hal ini terjadi di s a a t m u s i m b a s a h (hujan).
6 KESIMPULAN
B e r d a s a r k a n analisis d a n pengolahan d a t a s e c a r a k e s e l u r u h a n ada beberapa h a l y a n g d a p a t disimpulkan sebagai berikut.
• Korelasi a n t a r a p a r a m e t e r Vertical Echo Power (VEP) dari EAR dengan Brunt V&is&la Frequency Squared (N2) dari d a t a radiosonde selama 9 kali
pengamatan dalam periode 10 April — 9 Mei 2004 mencapai 0,81 dengan nilai berkisar a n t a r a 0,62-0,99.
• Ketinggian lapisan tropopause p a d a bulan Juli 2001-2004 berkisar a n t a r a 15-18 k m , s e d a n g k a n sepanjang November 2001-2004 berkisar a n t a r a 17,5-18 n a m u n p a d a t a h u n 2 0 0 1 - 2 0 0 3 p a d a tanggal tertentu mengalami p e n u r u n a n hingga di bawah ketinggian 14,5 km.
• Pecahnya lapisan tropopause tidak dipengaruhi w a k t u p e n g a m a t a n .
• Dari 8 kali k a s u s y a n g ada, diduga h a n y a terjadi 2 kali p a t a h a n tropopause terjadi, masing-masing Juli 2 0 0 1 d a n 2 0 0 3 . S e m e n t a r a p a d a m u s i m b a s a h h a n y a 1 kali terjadi, yakni November 2 0 0 3 .
• Penentuan tinggi lapisan tropopause relatif lebih m u d a h dianalisis pada musim basah dibandingkan dengan musim kering (kecuali November 2004)
bahwa tinggi r e n d a h n y a Iapisan tropopause ternyata tidak selalu diikuti dengan tinggi r e n d a h n y a intcnsitas curah hujan yang t e r u k u r di bawahnya. • Pada m u s i m kering kecepatan angin vertikal (yang turun) relatif lebih
dominan dari p a d a angin horizontal. Sebaliknya, p a d a saat m u s i m b a s a h , kecepatan angin horizontal relatif lebih dominan dibandingkan angin vertikal y a n g mungkin terkait erat dengan fenomena m o n s u n p a d a s a a t itu.
Ucapan Terima Kasih
Penulis m e n g h a t u r k a n terima kasih k e p a d a pihak teknisi yang bekerja di Stasiun Pengamat Dirgantara (SPD) LAPAN- Koto tab ang, k h u s u s n y a mereka yang bekerja menyediakan d a t a EAR. J u g a k e p a d a pihak Research Institute for Sustainable Humanosphere (RISH), Universitas Kyoto, J e p a n g , khususnya Dr. Mamoru Yamamoto dan Dr. Hiroyuki Hashiguchi. Selain itu juga kepada pihak S h i m a n e University, k h u s u s n y a Dr. Toshiaki Kozu dan Dr. Toyoshi Shimomay a t a s data-data radiosonde. EAR dan fasilitas lain yang ada di SPD Kototabang dioperasikan oleh RISH( Universitas Kyoto, J e p a n g
sejak J u n i 2 0 0 1
DAFTAR RUJUKAN
Fukao S., Hashiguchi H., Yamamoto M., T s u d a T., N a k a m u r a N and Yamamoto K.M., 2 0 0 3 . Equatorial Atmosphere Radar (EAR) : System Description and First Result Radio Science Center for Space a n d Atmosphere, Kyoto University, Kyoto, J e p a n g .
Handoko, 1993. Klimatologi Dasar. P u s t a k a J a y a , Bogor.
Hermawan E., T. T s u d a d a n T. Adachi, 1998. MU Radar Observation Variations By Using Clear Air Echo Characteristic. J u r n a l Earth Planet Space, 5 0 , 3 6 1 - 3 7 0 . Radio Science Center for Space and Atmosphere, Kyoto University, J e p a n g .
Hermawan E., dan Husni M., 2 0 0 2 . Perbandingan Antara Equatorial Atmosphere Radar dengan Middle and Upper Atmosphere Radar dalam Pemantauan Angin Zonal dan Angin Meridional J u r n a l Sains dan Teknonogi Modifikasi Cuaca 1 (III) : 4 5 - 5 1 .
H. Hashiguchi, 1995. Development of an L-Band Clear-Air Doppler Radar and Its Application to Planetary Boundary Layer Observation over Equatorial Indonesia. Radio Science Center for Space and Atmosphere, Kyoto University, J e p a n g .
Holton J a m e s R., 1997. An Introduction to Dynamic Meteorology. Academic Press, INC. San Diego, California.
Hopkins Edward J., 1996. Radiosondes-An Upper Air Probe. Artikel. www.meteor. wisc.edu.
Karmini M., dan Renggono F., 1994. Penggunaan Boundary Layer Radar (BLR) Untuk Mengamati Dinamika Atmosfer Pada Lapisan Atmosfer
Nurmayani Henny, 2 0 0 3 . Pemanfaatan Data Boundary Layer Radar (BLR) Pada Troposfer Bawah Untuk Analisis Awan Hujan Penyebab Banjir. Skripsi J u r u s a n Geofisika d a n Meteorologi, F a k u l t a s Matematik dan Ilmu P e n g e t a h u a n Alam, Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Prawirowarcioyo Susilo, 1996. Meteorologi Penerbit ITB. B a n d u n g
S. F u k a o , H. Hashiguchi., M. Yamamoto, T. T s u d a , N a k a m u r a , and M. Yamamoto. 2003. Equatorial Atmosphere Radar (EAR): System Description and First Result Radio Science Center for Space and Atmosphere, Kyoto University, J e p a n g .
Seonarmo, Sri H-, 1998. MetorologiTropis. Diktat Kuliah. Penerbit ITB. Bandung S u s u m u Kato, Tri Wahyu Hadi, d a n Joko Wiratmo, 1998. Dinamika Atmosfer.
Penerbit ITB. B a n d u n g .
Tjasyono, Bayong. 2 0 0 4 . Klimatologi Umum. Penerbit ITB. B a n d u n g .
Widyastuti, Erni. 1995, Analisis Dinamika Atmosfer Tropis di Sekitar Zona Tropopause Berdasarkan Data Radiosonde. T uga s Akhir. J u r u s a n Geofisika d a n Meteorologi, Fakultas Ilmu P e n g e t a h u a n d a n Teknologi
Mineral, Institut Teknologi Bandung, B a n d u n g .
Whiteman, C. David, 2 0 0 0 . Mountain Meteorology Fundamentals and Aplications. Oxford University Press, Ncwyork.
h t t p h t t p h t t p h t t p h t t p h t t p / / r s l a b . r i k o . s h i m a n e - u . a c . j p / C P E A / c a m p a i g n / s o n d e / d a t a . h t m l / / c i c s . u m d . e d u / ~ y i n / G P C P / m a i n . h t m l / / w w w . k u r a s c . k y o t o - u . a c . j p / e a r / i n d e x - e . h t m l / / w w w . s r h . n o a a . g o v / s r h / j e t s t r e a m / a t m o s / atmprofile.htm / / w w w . a t m o s p h e r e . m p g . d e / e n i d / / c i c s . u m d . e d u / ~ j i m / g p c p / m a i n . h t m l
