ANALISIS KEJADIAN CUACA EKSTRIM DI WILAYAH SUMATERA UTARA BERDASARKAN INDEKS PERINGATAN DINI

(1)

ANALISIS KEJADIAN CUACA EKSTRIM DI WILAYAH

SUMATERA UTARA BERDASARKAN INDEKS

PERINGATAN DINI

TESIS

Oleh

THAHIR DANIEL F. HUTAPEA

107026012/FIS

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

ANALISIS KEJADIAN CUACA EKSTRIM DI WILAYAH

SUMATERA UTARA BERDASARKAN INDEKS

PERINGATAN DINI

TESIS

Diajukan sebagai salah satu syarat Untuk Memperoleh

gelar Magister Sains Dalam Program Studi

Magister Ilmu Fisika pada Program Pascasarjana

Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara

Oleh

THAHIR DANIEL F. HUTAPEA 107026012/FIS

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PENGESAHAN

Judul Tesis : ANALISIS KEJADIAN CUACA

EKSTRIM DIWILAYAH SUMATERA

UTARA BERDASARKAN INDEKS

PERINGATAN DINI

Nama Mahasiswa : THAHIR DANIEL F. HUTAPEA

Nomor Induk Mahasiswa : 107026012

Program Studi : Magister Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sumatera Utara

Menyetujui Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Muhammad Zarlis, MSc Dr. Mester Sitepu, MSc. M.Phill

Ketua Anggota

Ketua Program Studi, Dekan

Dr. Nasrudin MN, M.Eng,Sc Dr. Sutarman, M.Sc

(4)

PERNYATAAN ORISINALITAS

ANALISIS KEJADIAN CUACA EKSTRIM

DIWILAYAH SUMATERA UTARA

BERDASARKAN INDEKS PERINGATAN DINI

TESIS

Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui bahwa semua karya tesis ini adalah hasil karya saya sendiri kecuali kutipan dari ringkasan yang tiap satuannya dijelaskan sumbernya dengan benar.

Medan, November 2012

(5)

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertandatangan dibawah ini:

Nama : Thahir Daniel Forigner Hutapea

NIM : 107026012

Program Studi : Magister Ilmu Fisika Jenis Karya Ilmiah : Tesis

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non Ekcelisive Royalty Free Right) atas Tesis saya yang berjudul:

ANALISIS KEJADIAN CUACA EKSTRIM

DIWILAYAH SUMATERA UTARA

BERDASARKAN INDEKS PERINGATAN DINI

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengolah dalam bentuk data base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin saya selama mencantumkan nama saya sebagai penulis dan pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

Medan, November 2012

(6)

Telah diuji pada

Tanggal : 8 November 2012

Panitia Penguji Tesis

Ketua : Prof. Dr. Muhammad Zarlis, M.Sc

Anggota : 1. Dr. Mester Sitepu, M.Sc, M.Phill

2. Dr. Anwar Dharma Sembiring, M.S

3. Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc

(7)

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama Lengkap berikut Gelar : Thahir Daniel Foreigner Hutapea, ST

Tempat dan Tanggal Lahir : Medan, 10 Januari 1984

Alamat Rumah : Jln. K.H. Wahid Hasyim No. 2A/53 Medan

Instansi Tempat Bekerja : Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Stasiun Meteorologi Klas I Polonia Medan

Alamat Kantor : Komp. Bandar Udara Polonia Medan Telepon/Faks : 08116121611

E-mail : hutapea_d@yahoo.com

DATA PENDIDIKAN

SD : SD KATOLIK RK MAKMUR Tamat : 1995

SMP : SMP SWASTA KATOLIK BUDI MURNI 3 Medan Tamat : 1998

SMA : SMAN 4 MEDAN Tamat : 2001

Diploma- 3 : AKADEMI METEOROLOGI DAN GEOFISIKA Tamat : 2006

JAKARTA

(8)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yesus Kristus karena atas segala kasih dan karunianya yang telah memberikan kesehatan dan kesempatan sehingga tesis ini dapat di selesaikan.

Dengan selesainya tesis ini, penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada :

Bapak Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc (CTM), Sp. A(K) yang telah memberi kesempatan kepada kami untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan program Magister Sains.

Bapak Dr. Sutarman, M.sc, sebagai Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Bapak Dr. Nasrudin MN, M.Eng,Sc sebagai Ketua Program Studi Magister Ilmu Fisika, Bapak Dr. Anwar Dharma Sembiring, M.S, Sekertaris Program Studi Magister Ilmu Fisika, beserta seluruh staf pengajar pada Program Studi Magister Ilmu Fisika Universitas Sumatera Utara.

Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan yang setinggi-tingginya kami ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis, M.Sc, selaku Pembimbing Utama yang dengan penuh perhatian telah memberikan dorongan dan bimbingan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini, demikian juga kepada Bapak Dr. Mester Sitepu, M.Sc, M.Phill, selaku Pembimbing Lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing kami hingga selesainya penelitian ini.

Kepada kedua orang tua saya, Bapak Ir. S.Gito Hutapea dan Mama Rosphyta Siagian, terimakasih untuk semua dukungan yang telah di berikan, baik itu doa, dukungan moril dan materil yang telah banyak diberikan dalam menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Magister Ilmu Fisika Universitas Sumatera Utara. Kepada kakak-kakak dan abang ku, Sondang Juli Indah Hutapea,SE, Rio Sudarso Hutapea, Theresia Mei Mahda Hutapea, SP, MM, terimakasih buat dukungan doa dan semangat serta bantuan-bantuan yang telah diberikan dalam menyelesaikan tesis ini dengan baik. Dan kepada yang teristimewa Nevi Dwitya Purba, SE, terimakasih untuk segala doa, cinta, dukungan, semangat dan bantuannya dalam pengerjaan tesis ini.

(9)

dan berbagai pihak yang banyak membantu kami yang tidak bisa di sebutkan satu persatu.

Dengan segala kerendahan hati, tulisan ini masih mempunyai kekurangan, namun penulis berharap dapat memberikan manfaat sebagai bahan referensi dan untuk keperluan pengembangan ilmu pengetahuan.

Penulis,

(10)

ANALISIS KEJADIAN CUACA EKSTRIM

DIWILAYAH SUMATERA UTARA

BERDASARKAN INDEKS PERINGATAN DINI

ABSTRAK

Provinsi Sumatera Utara adalah salah satu provinsi yang berada di Pulau Sumatera dengan posisi 1°-4° Lintang Utara dan 98°-100° Bujur Timur.Letak geografis Sumatera Utara sangat unik dimana diapit oleh dua perairan yaitu: Selat Malaka dan Samudera Hindia serta dilalui pegunungan bukit barisan yang membentang dari utara hingga selatan. Kondisi ini menyebabkan Cuaca, Musim dan Iklimnya dipengaruhi oleh sirkulasi atmosfer global, regional dan lokal, seperti sirkulasi Utara-Selatan (Hadley), Sirkulasi Barat-Timur (Walker) dan sistem angin lokal. Wilayah Sumatera Utara dilanda beberapa peristiwa bencana baik itu bencana banjir, angin kencang, Petir dan Suhu yang tinggi. Dari hasil penelitian ini didapatkan Variabel suhu permukaan laut dan Tekanan permukaan laut di wilayah A (laut cina Selatan), Wilayah B ( Selat malaka), Wilayah C ( Pantai Barat Sumatera), Variabel OLR, Zonal dan Meridional wind, mempengaruhi pembentukan cuaca ekstrim di wilayah Sumatera Utara. Dari hasil penelitian ini di peroleh indeks peringatan dini di wilayah Sumatra Utara. Dari indeks yang dihasilkan diharapkan masyarakat dapat mempersiapkan diri sebelum kejadian cuaca ekstrim khususnya kejadian banjir untuk mengurangi dampak jatuhnya korban.

(11)

ANALYSIS OF THE OCCURANCE OF EXTREME WEATHER

IN NORTH SUMATRA

BASED ON THE EARLY WARNING INDEX

Abstract

North Sumatera, one of the provinces in Sumatera Island lies between 1°-4° North Latitude and 98°-100° East longitude. The position of North Sumatera is unique where it is flanked by two waters which are Malacca Strait and Indian Ocean. It is also passed by Bukit Barisan from north to south. This condition makes the weather, season, and climate influenced by atmosphere circulation: globally, regionally and locally such as North-South circulation (Hadley), West-East circulation (Walker) and local wind system. North Sumatera area is attacked by several disaster such as flood, bluster, thunderclap and extreme temperature. The result of research is found several variable which are sea level temperature and sea level pressure in A area ( South China Sea), B area ( Malacca strait), C area (Sumatera West Coast), OLR, Zonal and Meridional Wind, influence the formation of extreme weather in North Sumatera Area. From this research, we will get the early warning index for the extreme weather phenomenon for North Sumatera area. In the index result, we expect the community can prepare themselves to face the extreme weather condition especially flood to reduce the impact of extreme weather (flood) victims.

(12)

DAFTAR ISI

BAB III. METODE PENELITIAN... 32

3.1Wilayah Penelitian ... . 32

3.2Alat dan Bahan ... . 32

3.3Variabel yang Diamati ... . 33

3.4Data ... . 33

3.5Rancangan Penelitian ... . 34

3.5.1 Pengumpulan Data Sea Surface Temperature (SST), OLR, Sea Level Preasure dan pola angin... 34

(13)

BAB IV. ANALISIS DAN PEMBAHASAN………... 44

4.1 Hasil Penelitian ... . 44

4.1.1. Analisis Hasil Penelitian Perkejadian Cuaca Ekstrim Tahun 2011 ... . 44

4.1.1.1Analisis Kejadian Tanggal 1 April 2011 ... . 44

4.1.1.1.1. Analisis Anomali OLR ... . 45

4.1.1.1.2. Analisis Anomali Sea Surface Temperature ... . 46

4.1.1.1.3. Analisis Anomali Sea Level Preasure... . 47

4.1.1.1.4. Analisis Pola Angin ... . 47

4.1.1.1.5. Analisis Curah Hujan ... . 48

4.1.1.2 Analisis Kejadian Tanggal 19 April 2011 ... . 50

4.1.1.2.1. Analisis Anomali OLR ... . 51

4.1.1.2.2 Analisis Anomali Sea Surface Temperature ... . 51

4.1.1.2.3 Analisis Anomali Sea Level Preasure... . 52

4.1.1.2.4 Analisis Pola Angin ... . 52

4.1.1.2.5 Analisis Curah Hujan ... . 53

4.1.1.3 Analisis Kejadian Tanggal 14 September 2011 ... . 54

4.1.1.3.1 Analisis Anomali OLR ... . 55

4.1.1.4 Analisis Kejadian Tanggal 5 Oktober 2011 ... . 58

4.1.1.5 Analisis Kejadian Tanggal 5 November 2011 ... . 64

4.2 Pembahasan ... . 69

4.2.1 Sea Surface Temperature ... . 69

4.2.2 OLR ... . 70

4.2.3 Sea Level Preasure (SLP) ... . 71

4.3 Validasi Hasil Penelitian ... . 72

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN………. 74

5.1Kesimpulan ... . 74

5.2Saran ... . 75

(14)

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

Tabel 3.1

Tabel 4.1

Tabel Data Variabel-variabel yang Telah Didapat Dalam Format ASCII

Data Nilai Variabel-variabel yang Mempengaruhi Cuaca Ekstrim Tanggal 1 April 2011

…….40

…….44 Tabel 4.2 Data Nilai Variabel-variabel yang Mempengaruhi

Cuaca Ekstrim Tanggal 19 April 2011 …….50

Tabel 4.3 Data Nilai Variabel-variabel yang Mempengaruhi

Cuaca Ekstrim Tanggal 14 September 2011 …….54 Tabel 4.4 Data Nilai Variabel-variabel yang Mempengaruhi

Cuaca Ekstrim Tanggal 5 Oktober 2011 …….59

Table 4.5

Tabel 4.6

Data Nilai Variabel-variabel yang Mempengaruhi Cuaca Ekstrim Tanggal 5 November 2011

Data Nilai Variabel-variabel yang mempengaruhi Cuaca Ekstrim Tanggal 17 Desember 2011

…….64

(15)

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

Gambar 2.1 Hujan Konvektif ……..8

Gambar 2.2 Hujan Orografis ……..9

Gambar 2.3 Taraf Cumulus (beginning stage) ……..10

Gambar 2.4 Tahap Dewasa (mature stage) ……..11

Gambar 2.5 Tahap Mati (disspating stage) ……..11

Gambar 2.6 Sistem Angin dan Tekanan Terestirl idaman (ideal) ……..14

Gambar 2.7 Angin Rata-Rata pada ketinggian 5000 kaki ……..16

Gambar 2.8 Gaya Gradien Tekanan Dalam Musim Dingin dan Musim

Panas ……..19

Gambar 2.9 Bagan Gaya Gravitasional Munson ……..19

Gambar 2.10 Pola Dasar Angin Darat dan Angin Laut ……..21

Gambar 2.11 Terjadinya Angin Fohn ……..24

Gambar 2.12

Peredaran Tahunan Sea Surface Temperature 1982 – 2007

Pengumpulan Data Analisis Anomali Sea Surface Temperature (SST).

Pemilihan Plot Type, Batas Wilayah Plot dan Pembuatan Plot.

Menyimpan Hasil Plot Dalam Bentuk File NetCDF Langkah Menampilkan Data NetCDF Dalam Bentuk Gambar (gif)

Script Membuat Data Olahan Dari Type Net CDF Command Window Pada GrADS

Langkah-langkah Menampilkan Variabel-variabel Dalam Satu Tampilan

Animasi Variabel-variabel Cuaca

Validasi dan Verifikasi Indeks Peringatan Dini Diagram Alir Gambar 4.1 Gambar 4.1 Gambar Anomaly SST,SLP,OLR, U&V

Wind 27 Maret – 6 April 2011. ……..45

Gambar 4.2 Curah Hujan Pos Hujan Binjai Kota ……..48

Gambar 4.3 Gambar Anomaly SST,SLP,OLR, U&V Wind 14 April –

24 April 2011. ……..50

Gambar 4.4 Curah Hujan Harian Pos Hujan Bange 19 April 2011 ……..53 Gambar 4.5 Gambar Anomaly SST,SLP,OLR, U&V Wind 9

September – 19 September 2011. ……..55

Gambar 4.6 Grafik curah hujan harian pos hujan DIPERTA tebing 14

September 2011 . ……..57

Gambar 4.7 Gambar 4.7 Gambar Anomaly SST,SLP,OLR, U&V

Wind 1 Oktober – 10 Oktober 2011. ……..59

(16)

Nomor Judul Halaman Gambar 4.9

Gambar 4.10

Gambar 4.11 Gambar 4.12

Gambar Anomaly SST,SLP,OLR, U&V Wind 31 Oktober – 10

Grafik Sea Surface Temperature Kejadian Cuaca Ekstrim Tahun 2011

Grafik OLR Kejadian Cuaca Ekstrim Tahun 2011

Grafik Sea Level Preasure Setiap Kejadian Cuaca Ekstrim Tahun 2011

……..64

……..69

……..70

(17)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

Lampiran A Data kejadian Bencana di wilayah Sumatera Utara Tahun 2011