BAB 1 Pendahuluan 1.1. Latar Belakang
Pengamatan satelit meteorologi sangat penting untuk memonitor dinamika atmosfer dalam skala meso, sinoptik dan global dengan resolusi temporal yang tinggi sehingga bermanfaat untuk meningkatkan akurasi prakiraan cuaca jangka pendek (nowcasting dan short-range weather forecast). Oleh sebab itu sistem penerima data satelit BMKG merupakan salah satu unsur utama yang diperlukan dalam Meteorological Early Warning System (MEWS) BMKG, sehingga data yang diperoleh harus dapat dikelola secara optimal untuk mendukung pelayanan informasi meteorologi yang cepat dan tepat.
1.2. Tujuan
Pedoman Operasional ini disusun untuk memberikan panduan kepada petugas operasional dalam pelaksanaan tugas pengelolaan citra satelit di Sub Bidang Pengelolaan Citra Satelit BMKG Pusat Jakarta.
1.3. Ruang Lingkup
Operasional yang diatur dalam Pedoman Pelaksanaan Pengelolaan Citra Satelit ini adalah meliputi Operasional Rutin dan Operasional Khusus :
1.3.1. Operasional rutin :
a. Pemeriksaan akuisisi/penerimaan data satelit (MTSAT, Feng Yun, MODIS, NOAA)
b. Penyimpanan dan back-up data satelit (MTSAT, Feng Yun, MODIS, NOAA)
c. Pengolahan dan analisis data satelit
d. Penyediaan produk satelit (MTSAT, Feng Yun, MODIS dan NOAA) untuk pengguna operasional BMKG Pusat dan UPT BMKG Daerah e. Penyediaan produk citra satelit untuk publik
1.3.2. Operasional khusus :
a. Monitoring potensi cuaca signifikan b. Monitoring debu vulkanik (volcanic ash) c. Monitoring titik panas (fire-hotspot) d. Penyampaian hasil operasional khusus
1.4. Pelaksana
Pelaksana kegiatan operasional pengelolaan citra satelit ini adalah Sub Bidang Pengelolaan Citra Satelit.
BAB 2 Operasional Rutin
Operasional rutin adalah kegiatan akuisisi /penerimaan, penyimpanan, pengolahan dan analisis data satelit untuk menghasilkan produk citra satelit bagi keperluan pengguna operasional di BMKG Pusat dan UPT BMKG daerah, serta publik/umum.
2.1. Lingkup Kegiatan
Kegiatan operasional rutin meliputi pemeriksaan, akuisisi/penerimaan, penyimpanan, pengolahan / analisis, dan diseminasi citra satelit.
2.1.1. Pemeriksaan akuisisi/penerimaan data satelit
Pemeriksaan akuisisi/penerimaan data satelit dilakukan untuk mengetahui apakah data satelit yang terbaru telah diterima oleh sistem penerima data satelit BMKG Pusat.
Langkah-langkah yang dilakukan :
- Memeriksa sistem penerimaan data satelit :
a. MTSAT : periksa data MTSAT terbaru melalui workstation MTSAT Receiving System. Data MTSAT dikirim setiap jam. Periksa juga data MTSAT format .Z di MTSAT server VPN BMKG-JMA.
b. MODIS : periksa data MODIS terbaru pada client workstation ES&S SATRAX700. c. Feng Yun 2-D/2-E : periksa data FY-2D/2E terbaru pada FY Recipient System
Client.
d. NOAA : periksa workstation NOAA LEXICAL System untuk mengetahui data NOAA terbaru yang masuk.
- Hasil pemeriksaan dicatat dalam Log-book Akuisisi/penerimaan data
2.1.2. Penyimpanan / back-up data satelit.
Kegiatan ini dimaksudkan untuk menyimpan dan mem-back-up data digital maupun citra (image) dalam media penyimpan data (data storage) dan dapat diolah kembali jika sewaktu-waktu diperlukan. Langkah yang dilakukan adalah menyimpan data digital dan citra.
a. Data digital (raw / level-0 / level-1b / level 2) - MTSAT :
Raw data MTSAT (level-0) dari GEOSAT500 ES&S System setiap jam pengamatan dengan format .DAT disimpan dalam Network Storage MTSAT
Data level-1b tiap jam pengamatan disimpan dalam Network Storage MTSAT dengan format .HDF yaitu untuk domain wilayah : Indonesia, , Jawa Barat, Banten dan Jakarta
Data level 2 yang disimpan dalam Network Storage MTSAT dengan format .HDF yaitu: SST dan LST
- Feng Yun : Data digital hasil pengamatan tiap jam satelit Feng Yun dengan format .GPF dan .VSR disimpan dalam Network Storage Feng Yun
- MODIS : Data digital MODIS level-0 dengan format .PDS disimpan dalam Network Storage MODIS
- NOAA : Data digital satelit NOAA dengan format .HRPT dan .ZLD disimpan dalam Network Storage NOAA
b. Data citra (image)
Data citra (image) dalam format .PNG disimpan dalam Network Storage khusus produk citra. Citra satelit yang disimpan adalah :
- MTSAT :
a. Citra awan (Cloud imagery) dari 5 channel (VIS, IR1, IR2, IR3/WV, dan IR4) untuk wilayah : Indonesia dan cakupan citra penuh Asia Pasifik (Full-Disk)
b. Citra jenis awan (Cloud type imagery) : wilayah Indonesia dan sekitarnya c. Citra tinggi puncak awan (Cloud top Height) : wilayah Indonesia dan
sekitarnya
d. Citra liputan awan Cb (Cb - Cloud Coverage) : wilayah Indonesia dan sekitarnya
e. Citra Enhanced-IR untuk : wilayah Indonesia dan Asia Pasifik, Jakarta dan sekitarnya
f. Suhu muka laut (Sea Surface Temperature (SST)) : wilayah Indonesia dan sekitarnya
g. Land Surface Temperature (LST) : wilayah Indonesia - Feng Yun :
a. Citra awan (Cloud image) dari 5 kanal (VIS, IR1, IR2, WV, IR4) : wilayah Indonesia dan sekitarnya
b. Suhu muka laut (Sea surface temperature) c. Out-going long wave radiation (OLR) - MODIS :
a. Titik panas / fire-hotspot (wilayah Sumatera dan Kalimantan) b. Atmospheric index : Total Totals, Lifted-Index dan K-Index c. Vegetation index
d. Klorofil
e. Suhu muka laut (Sea surface temperature) f. Land surface temperature
g. Aerosol Optical Depth (kandungan aerosol) - NOAA :
a. Titik panas / fire-hotspot (wilayah Sumatera dan Kalimantan) b. Suhu muka laut (Sea surface temperature)
c. Vegetation index
d. Aerosol Optical Depth (kandungan aerosol) 2.1.3. Pengolahan dan Analisis Data Satelit
Pengolahan dan analisis data satelit dimaksudkan untuk mengetahui kondisi dinamika atmosfer di wilayah Indonesia dan sekitarnya dan menganalisis produk citra satelit cuaca harian.
2.1.3.1. Kegiatan :
Data yang diolah dan dianalisis meliputi : a. data satelit MTSAT;
b. data satelit Feng Yun 2D/2E; c. data satelit NOAA;
d. data MODIS satelit Aqua/Terra
A. Data Satelit MTSAT:
Pengolahan dan analisis data satelit MTSAT dan NWP-JMA meliputi : - Pengolahan dengan MTSAT Display and Analysis System untuk :
a. Produk citra kanal tunggal (VIS, IR1, IR2, WV dan IR4): untuk identifikasi awan
b. Objective Cloud Analysis Information (OCAI): untuk memperoleh produk Cloud type, Cloud-Top Height, Cb Cloud Coverage, Upper Cloud Coverage c. Citra awan pada kanal IR1 di-overlay dengan hasil NWP-JMA: Rainfall,
Temperature, Humidity, Wind, Vorticity (masing-masing untuk level/paras tekanan : permukaan, 925, 850, 700, 500 dan 200 milibar)
- Membuat ringkasan analisis kondisi liputan awan harian di wilayah Indonesia dan sekitarnya berdasarkan data-data satelit dan model NWP-JMA.
- Mengolah dan menganalisis perkembangan liputan awan setiap jam pengamatan dengan menggunakan fasilitas animasi dan fungsi-fungsi lain dalam Display and Analysis System sesuai kebutuhan.
- Pelaksanaan:
a. Skala sinoptik dilakukan tiap 3 jam: 00, 03, 06, 09, 12, 15, 18, 21 UTC. b. Skala lokal dilakukan tiap jam.
B. Data Satelit Feng Yun-2D / 2E:
- Mengoperasikan FY Display and Analysis System untuk menghasilkan citra (image) SST dan OLR tiap jam dan komposit harian dan data digital hasil olahan (format .GPF)
- Menyimpan data citra (image) ke dalam format .PNG dan diunggah (upload) ke web produk satelit
- Menyimpan produk citra (image) dan data digital ke dalam Network Storage
C. Data Satelit NOAA:
- Membuat produk citra dengan Display and Analysis System NOAA terdiri dari : o Titik panas / fire-hotspot
o Suhu muka laut (SST)
o Indeks vegetasi (Vegetation Index)
o Kandungan aerosol (Aerosol optical depth)
- Untuk data koordinat titik panas / fire-hotspot dari satelit NOAA setiap hari diproses menjadi Peta Titik Panas Harian dengan software ArcView GIS
- Mengunggah (upload) produk citra (image) ke web produk satelit
D. Data Satelit Aqua/Terra MODIS:
- Membuat produk citra dengan Display and Analysis System MODIS terdiri dari : o Titik panas / fire-hotspot
o Sea surface temperature (SST) o Index vegetasi / Vegetation Index
o Atmospheric index : Total Totals, Lifted-Index dan K-Index o Kandungan aerosol (Aerosol optical depth)
- Untuk data koordinat hotspot/firespot dari MODIS Aqua/Terra setiap hari diproses menjadi Peta Titik Panas Harian dengan software ArcView GIS
- Mengunggah (upload) produk citra (Image) ke web produk satelit
- Menyimpan produk citra (image) dan data digital ke dalam Network Storage
2.1.3.2. Produk yang dihasilkan : A. MTSAT
A.1. Produk citra tiap jam terdiri dari :
- Citra liputan awan kanal VIS, IR1, IR2, WV, dan IR4
- Citra analisis obyektif awan (Cloud type, Cloud-Top Height, Cb Cloud Coverage, Upper Cloud Coverage)
- Citra Enhanced-IR untuk domain wilayah : Asia Pasifik, Indonesia, Jawa Barat, Banten dan Jakarta
A.2. Produk citra tiap 3 jam terdiri dari :
- Citra awan kanal IR1 yang di-overlay dengan NWP-JMA (parameter : RR, T, RH, Wind, Vorticity ; untuk 6 level/paras tekanan : Permukaan, 925, 850, 700 500 dan 200 milibar)
- Ringkasan analisis kondisi liputan awan wilayah Indonesia dan sekitarnya tiap 3 jam: 00, 03, 06, 09, 12, 15, 18, 21 UTC.
B. Feng Yun-2D / 2E
- Citra liputan awan (kanal IR1, IR2, VIS, WV) - Citra IR1 3-dimensional
- Suhu muka laut (SST)
C. NOAA
o Titik panas / fire-hotspot o Suhu muka laut (SST)
o Indeks vegetasi (Vegetation Index)
o Kandungan aerosol (Aerosol optical depth) D. MODIS (Aqua/Terra)
o Titik panas / fire-hotspot SST o Vegetation Index
o Atmospheric index : Total Totals, Lifted-Index dan K-Index o Kandungan aerosol (Aerosol optical depth)
2.2. Penyajian.
2.2.1. Penyajian produk untuk pengguna operasional BMKG
Hasil pengolahan dan analisis citra satelit MTSAT (citra setiap jam dan produk overlay citra dengan NWP-JMA setiap 3 jam) diunggah(upload) ke web-server produk satelit.
Pengguna operasional dapat mengakses produk olahan satelit dalam format image .PNG, di alamat website http://satelit.bmkg.go.id/
Data digital satelit MTSAT dan NWP JMA dalam format .Z 24 jam terakhir dapat diakses pengguna operasional BMKG Pusat dan UPT Daerah di alamat FTP internet ftp://satelit.bmkg.go.id/
Untuk keperluan akses data format .Z masing-masing unit pengguna operasional BMKG akan diberikan Username dan Password oleh Administrator Sub Bidang Pengelolaan Citra Satelit.
2.2.2. Penyajian produk untuk publik
Produk GSR untuk publik adalah citra (format: .PNG) :
o Citra tutupan awan satelit MTSAT tiap jam kanal : VIS, IR1, dan WV (animasi interaktif untuk data 24 jam terakhir)
o Data citra satelit MTSAT tiap jam 7 hari terakhir (kanal VIS, IR1 dan WV) o Produk level-2 MTSAT : SST mosaic, LST, Cloud classification,
o MODIS level-2b :, SST, Hot spot, Vegetation Index, Klorofil o NOAA level-2 :, SST, Hot spot, Aerosol optical depth
Produk-produk tersebut di-update setiap hari dan disajikan online di alamat website http://satelit.bmkg.go.id/
BAB 3
Operasional Khusus
Operasional khusus adalah kegiatan monitoring yang dilakukan apabila terdapat indikasi adanya potensi cuaca signifikan yang dapat terjadi di wilayah DKI Jakarta, Banten dan Jawa Barat, atau fenomena cuaca di sekitar wilayah tersebut yang diperkirakan mempunyai dampak kepada wilayah DKI Jakarta, Banten dan Jawa Barat. Cuaca signifikan dimaksud adalah : hujan lebat, badai guntur/thunderstorm, Inter-tropical Convergence Zone (ITCZ), badai tropis, palung, dll.
Selain cuaca signifikan, monitoring khusus juga dilakukan jika terjadi peristiwa letusan gunung berapi dan titik panas (fire-hotspot).
3.1. Kegiatan
3.1.1. Monitoring cuaca signifikan
- Mengamati perkembangan sistem liputan awan di wilayah Indonesia dan sekitarnya dengan menganimasikan citra satelit MTSAT 3-12 jam terakhir
- Memeriksa cloud-grid data/analisis obyektif awan untuk mengidentifikasi jenis awan (cloud-type) dan ketinggiannya (cloud-top height)
- Mengidentifikasi daerah pertumbuhan awan-awan konvektif padat (dense-cloud), convective cloud cell dan Cb-cluster yang meliputi luasan wilayah sekurang-kurangnya 100 km (± 1 derajat lintang/bujur) dengan suhu puncak awannya (brightness temperature) ≤ -50ºC (223º K) yang persisten selama 3 jam atau lebih - Membuat citra enhancement IR1 dan WV untuk mengidentifikasi cold cloud-tops
(suhu puncak awan yang paling dingin) dengan enhancement-color (misalnya: EXT-1 )
- Mengidentifikasi apakah terdapat ”Enhanced-V” area pada citra IR1 tersebut, yang mengindikasikan adanya potensi thunderstorm/badai guntur disertai angin kencang di wilayah tersebut
- Mengamati perkembangan arah dan kecepatan pergerakan wilayah sistem convective cloud cell atau Cb-cluster dan cold cloud-tops - nya setiap jam observasi dengan membuat trajectory-nya
3.1.2. Monitoring debu vulkanik (volcanic ash)
- Jika terjadi letusan gunung berapi yang mengeluarkan material vulkanik, maka dilakukan identifikasi wilayah sebaran debu vulkanik dengan citra satelit MTSAT kanal IR1 dan IR2 serta data NWP-JMA
- Identifikasi debu vulkanik dilakukan dengan menampilkan data citra satelit split-windows IR1-IR2 dengan sistem display dan analisis data satelit.
- Menampilkan profil kontur perbedaan suhu puncak awan pada kanal IR1 dan IR2 di wilayah sekitar lokasi gunung api yang meletus tersebut. Debu vulkanik dapat diidentifikasi jika dijumpai kontur suhu split-windows (IR1-IR2) bernilai minus (-) kurang dari -0.5ºC.
- Melakukan pemrosesan citra dengan teknik RGB (Red-Green-Blue) dengan sistem display dan analisis data satelit menggunakan citra SP (IR1-IR2), S2 (IR4-IR1) dan IR4.
- Metode RGB yang diaplikasikan adalah warna Merah (RED) untuk citra SP, warna Hijau (GREEN) untuk citra S2 dan warna Biru (BLUE) untuk citra IR4. - Debu vulkanik dapat diidentifikasi perbedaannya terhadap awan-awan lainnya,
terlihat akan berwarna pink pada citra RGB tersebut. Sedangkan awan-awan lainnya seperti Convective cloud (Cu, Cg, Cb) akan berwarna Orange ~ Merah, Cold-top convective cloud (Cb dengan suhu puncak awan sangat dingin) berwarna Kuning terang dan Coklat muda menunjukkan Awan-awan rendah (St, Fog) dan Abu-abu muda kebiruan biasanya menunjukkan Awan-awan menengah (seperti As, Ac).
- Mencatat hasil identifikasi debu vulkanik dalam Log-Book Monitoring Khusus
3.1.3. Monitoring titik panas (fire-hotspot) A. Identifikasi dengan citra satelit MTSAT :
- Identifikasi titik api (fire-hotspot) dapat dilakukan dengan menggunakan citra IR4 yang sensitif terhadap panas / suhu tinggi.
- Mendeteksi suhu (brightness temperature) pada citra IR4 satelit MTSAT, jika teridentifikasi suhu abnormal (anomali) tinggi sebesar > 320ºK ( > 47ºC) pada suatu piksel citra maka kemungkinan besar di titik tersebut terjadi titik api pada wilayah piksel citra tersebut.
- Menerapkan teknik pewarnaan kombinasi citra komposit RGB (Red-Green-Blue) menggunakan sistem pengolah citra dengan pewarnaan citra sbb : IR4 (Rev) =
Red ; IR1-IR4 = Green ; IR1 = Blue. Jika terdapat piksel yang dengan warna kuning cerah pada citra komposit RGB tersebut, maka diidentifikasi sebagai lokasi titik panas (fire-hotspot)
- Mencatat hasil monitoring dalam Log-Book Monitoring Khusus
B. Identifikasi dengan citra satelit NOAA :
- Sistem penerima satelit NOAA produk Lexical Technology Pte. Ltd. (Singapore) dapat digunakan untuk memroses informasi hotspot dari data satelit NOAA bai dalam bentuk citra maupun teks yang berisi statistik hotspot.
- Untuk dapat memroses informasi hotspot, maka harus ada citra kanal 3B dari satelit NOAA .
- Untuk citra satelit siang hari, hanya satelit data 12, 14, NOAA-16, FY-1C dan FY-1D yang dapat diproses menjadi citra hotspot karena terdapat data kanal 3B).
- Citra satelit siang hari yang diperoleh dari satelit NOAA-15 dan NOAA-17 tidak dapat diproses menjadi citra hotspot karena data citra kanal 3B-nya tidak tersedia.
- Untuk citra malam hari pada semua jenis satelit tersebut di atas ada data citra kanal 3B- nya, sehingga dapat diproses menjadi citra dan informasi hotspot.
- Produk fire-hotspot dapat ditampilkan dengan mengoperasikan software Universal Meteorological Satellite Data Display System (untuk Lexical System), dengan menggunakan fasilitas pemrosesan data hotspot. Data yang diperlukan adalah file .ZLD yang telah diproses oleh sistem secara otomatis.
- Setelah dilakukan prosedur pengolahan maka akan dihasilkan secara otomatis data hotspot dalam format .hot yang harus disimpan di directory data hotspot. - Menampilkan produk dalam bentuk citra dan teks informasi statistik jumlah
hotspot pada layar display dengan warna yang berlainan untuk tingkat/level kepercayaan titik hotspot yang terdeteksi.
- File data hotspot dalam format teks .TXT yang berisi informasi statistik detil dimana lokasi hotspot ditemukan, pengelompokannya dan tingkat kepercayaan hasil identifikasi hotspot-nya. File ini dapat diolah kembali dengan software GIS (misalnya ArcView GIS) untuk dibuat Peta Titik Panas (Fire-Hotspot).
3.2. Produk yang dihasilkan 3.2.1. Laporan.
- Jika di suatu wilayah target monitoring parameter-parameter tersebut memenuhi prasyarat terjadinya cuaca signifikan, debu vulkanik atau titik panas (fire-hotspot), maka dibuat laporan monitoring khusus yang isinya sebagai berikut :
a. Kondisi umum (citra) sistem liputan awan skala meso wilayah target (6 jam terakhir)
b. Analisis kondisi liputan awan, identifikasi debu vulkanik dan titik panas (fire-hotspot) untuk wilayah target dan sekitarnya (6 jam terakhir)
c. Kesimpulan dan prospek perkembangan sistem liputan awan, identifikasi sebaran debu vulkanik, atau titik panas berdasarkan pengamatan satelit.
3.2.2. Penyajian Laporan.
- Untuk BMKG Pusat, hasil laporan monitoring dalam bentuk soft-copy yang dikirimkan melalui e-mail pengguna operasional dan disajikan dalam website produk satelit BMKG serta dalam bentuk hard-copy disampaikan kepada : Sub Bidang Informasi Meteorologi, Sub Bidang Cuaca Ekstrim, Sub Bidang Siklon Tropis, Sub Bidang Informasi Meteorologi Maritim, Sub Bidang Informasi Meteorologi Penerbangan, dan Sub Bidang Pengelolaan Citra Radar, dengan tembusan disampaikan kepada :
Deputi Bidang Meteorologi Kepala Pusat Meteorologi Publik
Kepala Bidang Pengelolaan Citra Inderaja
- Alamat e-mail pengguna operasional di BMKG Pusat sebagaimana dimaksud adalah sebagai berikut :
a. Sub Bidang Informasi Meteorologi : infomet2000@gmail.com b. Sub Bidang Cuaca Ekstrim : cuacaekstrim@gmail.com
c. Sub Bidang Siklon Tropis : tcwc@bmg.go.id
d. Sub Bidang Informasi Meteorologi Maritim : infomaritim@yahoo.com e. Sub Bidang Informasi Meteorologi Penerbangan : aviation.bmkg@gmail.com f. Sub Bidang Pengelolaan Citra Radar : radar@bmg.go.id
g. Kepala Pusat Meteorologi Publik : yunusbmkg@live.com ; yunus@bmg.go.id
h.
Kepala Bidang Pengelolaan Citra Inderaja : hdwidiatmoko@yahoo.comBAB 4 Penutup
Pedoman Operasional Pengelolaan Citra Satelit ini bersifat dinamis, sehingga dapat diperbaharui sesuai dengan perkembangan sistem dan metode analisis citra satelit di BMKG Pusat serta menyesuaikan teknologi di bidang satelit meteorologi yang terkini.
