Pemanfaatan dan Interpretasi Metode RGB Satelit Himawari-8 untuk Kejadian Hujan Es di Sukabumi (Studi Kasus : 23 Agustus 2020)

Pemanfaatan dan Interpretasi Metode RGB Satelit Himawari-8 untuk Kejadian Hujan Es di

Sukabumi (Studi Kasus : 23 Agustus 2020)

Nadine Ayasha^1,*

1Jalan Samekto, Baamang Hulu, BMKG Stasiun Meteorologi H. Asan Kotawaringin Timur Abstrak

Pada tanggal 23 Agustus 2020, telah terjadi fenomena hujan es pada musim kemarau di Sukabumi selama 30 menit. Pertumbuhan awan penghasil hujan es ini dapat dikaji melalui satelit Himawari-8 dengan memanfaatkan metode RGB (Red, Green, Blue). Pada penelitian ini, hujan es akan diinterpretasikan melalui metode RGB dengan memanfaatkan 3 produk, yaitu produk Day Convective Storm (untuk membedakan awan konvektif dengan awan lainnya), Day Microphysics (untuk proses mikrofisis awan) dan Air Mass (untuk kandungan massa udara) dengan mengkombinasikan beberapa kanal satelit Himawari-8. Penyebab hujan es juga didukung oleh analisis dari anomali Sea Surface Temperature (SST) dan Relative Humidity (RH) lapisan 850-700 mb. Hasil penelitian menunjukan bahwa produk Day Convective Storm dapat menjelaskan pertumbuhan dan perkembangan awan Cb mulai dari fase tumbuh, fase matang dan fase punah. Produk Day Microphysics menunjukan terjadinya proses mikrofisis yang kuat dan produk Air Mass menunjukan bahwa terdapat banyak kandungan massa udara hangat yang berasal dari arah Timur Laut- Timur dan mempengaruhi pertumbuhan awan penghasil hujan es. Selain itu, anomali SST yang bernilai positif dan nilai RH yang basah (75-90%) di lapisan 850-700 mb menunjukan bahwa adanya pengaruh anomali SST yang hangat dan nilai RH yang basah dalam proses pembentukan awan konvektif penyebab hujan es di Sukabumi

Kata Kunci: Air Mass, Day Convective Storm, Day Microphysics, Relative Humidity, RGB, SST 1. PENDAHULUAN

Fenomena hujan es telah terjadi di Sukabumi pada tanggal 23 Agustus 2020. Dilansir dari Kompas.com, hujan es tersebut berlangsung selama 30 menit. Hujan es merupakan fenomena bola es jatuh ke permukaan bumi, dimana bentuknya tidak beraturan dan berdiameter lebih besar dari 0,5 cm¹. Hujan es terjadi saat partikel es yang tumbuh melewati daerah dengan kandungan air yang bervariasi, sehingga menyebabkan pertumbuhan es semakin besar. Updraft yang kuat mendukung es lebih besar dan naik sangat lambat, di mana es terus tumbuh dengan cepat dan bertabrakan dengan banyak tetesan cairan yang sangat dingin. Saat hendak jatuh ke permukaan bumi, es yang membesar tersebut belum mencair secara sempurna sebagai hujan².

Pertumbuhan awan penghasil hujan es dapat dilihat melalui satelit cuaca atau satelit meteorologi. Salah satu satelit cuaca yaitu satelit Himawari-8³. Terdapat beberapa metode untuk melihat perkembangan awan penghasil hujan es, yaitu dengan menggunakan metode RGB (Red, Green and Blue) dari satelit Himawari-8.

Metode RGB ini menggabungkan beberapa kanal yang dapat mempermudah forecaster untuk menganalisa perkembangan awan⁴.

Oleh karena itu, penelitian ini dibuat untuk menganalisis pertumbuhan awan penghasil hujan es di Sukabumi dengan memanfaatkan metode RGB dari satelit Himawari-8. Penelitian ini menggunakan beberapa produk dari metode RGB, yaitu Day Convective Storm, Day Microphysics dan Air Mass. Day Convective Storm digunakan untuk membedakan jenis awan konvektif penghasil fenomena cuaca ekstrem dan bermanfaat untuk mendeteksi awan Cb dengan updraft yang kuat. Produk Day Microphysics digunakan untuk membedakan jenis awan konvektif di siang hari (digunakan untuk melihat proses mikrofisis awan di siang hari). Sementara itu, produk Air Mass digunakan untuk menganalisis jumlah kandungan massa udara saat terjadi fenomena cuaca ekstrem⁵ Anomali sea surface temperature (SST) dan relative humidity (RH) akan digunakan sebagai data dukung dalam penelitian ini.

*E-mail korespondensi : xxxxxx@gmail.com; xxxxxx@ukitoraja.ac.id

Seminar Nasional Fisika- Universitas Kristen Indonesia Toraja ISBN: 978-623-96194-1-1

2. BAHAN DAN METODE

Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

1. Data Satelit Himawari-8 kanal 3 (0.6 μm), kanal 5 (1.6 μm), kanal 7 (3.9 μm), kanal 8 (6.2 μm), kanal 10 (7.3 μm) dan kanal 13 (10.8 μm) dalam format (.z) untuk produk Day Convective Storm yang didapat dari ftp://202.90.199.

2. Data Satelit Himawari-8 kanal 4 (0.86 μm), kanal 7 (3.9 μm), kanal 13 (10.4 μm), dalam format (.z) untuk produk Day Microphysics yang didapat dari ftp://202.90.199

3.

Data Satelit Himawari-8 kanal 8 (6.2 μm), kanal 10 (7.3 μm), kanal 12 (9.7 μm) dan kanal 13 (10.8 μm) dalam format (.z) untuk produk Air Mass yang didapat dari ftp://202.90.199

4.

Data dukung Anomali Sea Surface Temperature (SST) yang didapat dari extreme.kishou.go.jp 5. Data dukung Relative Humidity (RH) format netCDF (.nc) didapat dari cds.climate.copernicus.eu.

Metode yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan analisis deskriptif terhadap citra RGB yang dihasilkan. Penelitian ini menggunakan software SATAID GMSLPD. SATAID (Satellite Animation and Interactive Diagnosis) dalam penelitian ini digunakan untuk mengolah beberapa kanal satelit Himawari-8 format .z ke dalam proses metode RGB (Red, Green, Blue). Pengaturan metode RGB untuk produk Day Convective Storm yaitu Red (WV6.2 μm – WV7.3 μm), Green (IR3.9 μm – IR10.8 μm) dan Blue (NIR1.6 μm – VIS0.6 μm).

Sementara itu, untuk produk Day Microphysics memiliki pengaturan yaitu Red (N1 0.86 μm), Green (IR 3.9 μm) dan Blue (IR 10.8 μm). Untuk pengaturan metode RGB produk Air Mass memiliki komposisi yaitu Red (WV6.2 μm – WV7.3 μm), Green (O3 9.7 μm – IR10.8 μm) dan Blue (WV6.2 μm). Selanjutnya, hasil dari pengolahan metode RGB dari masing-masing produk ini akan dianalisis dan diinterpretasikan secara deskriptif berdasarkan citra RGB yang dihasilkan. Sementara itu, data Relative Humidity (RH) format .nc akan diolah menggunakan software GrADS.

3. HASIL DAN BAHASAN a. Produk Day Convective Storm

Gambar 1. Produk Day Convective Storm (08.20-09.50 UTC)

Berdasarkan dari citra satelit (Gambar 1) yang diolah dengan menggunakan metode RGB produk Day Convective Storm pukul 08.20-09.50 UTC, dapat terlihat bahwa pertumbuhan awan konvektif bersifat lokal dan citra pada pukul 08.20 UTC menunjukan adanya bibit untuk pertumbuhan awan konvektif di wilayah Sukabumi. Bibit pertumbuhan awan tersebut semakin membesar pada pukul 08.30. Selanjutnya pada pukul

Seminar Nasional Fisika- Universitas Kristen Indonesia Toraja ISBN: 978-623-96194-1-1

08.40-09.10 UTC, citra awan berwarna jingga kekuningan mengindikasikan adanya awan konvektif penyebab hujan es, dimana awan konvektif mulai meluas di wilayah Sukabumi. Pertumbuhan awan konvektif terlihat semakin kuat yang ditandai dengan semakin pekat warna jingga kekuningan yang terlihat pada citra. Citra yang berwarna jingga kekuningan tersebut menandakan adanya konveksi kuat yang menghasilkan awan Cb dengan updraft yang kuat atau awan penghasil presipitasi yang besar ⁶. Updraft terjadi ketika pemanasan laten yang terkait dengan kondensasi terjadi di lingkungan yang tidak stabil secara kondisional, dimana menjadi sumber updraft⁸. Oleh karena itu, hujan es di Sukabumi terjadi dikarenakan updraft yang kuat dan disebabkan oleh pemanasan laten yang kuat dan pemanasan matahari yang konstan

Pada pukul 09.30 UTC, citra awan sudah mulai sedikit mengalami perubahan dengan mulai menurunnya gradasi warna. Terlihat warna jingga kekuningan sudah mulai sedikit memudar. Pergerakan warna yang memudar terus terjadi hingga dapat dilihat pada 09.40 UTC. Dengan kata lain, awan telah memasuki fase peluruhan atau punah. Terlihat pada pukul 09.50 UTC warna awan telah berubah menjadi keungunan yang menandakan aktivitas awan konvektif telah selesai.

b. Produk Day Microphysics

Gambar 2. Produk Day Microphysics (08.20-09.50 UTC)

Berdasarkan interpretasi citra satelit yang diolah dengan menggunakan metode RGB produk Day

Microphysics pada Gambar 2 pukul 08.20-09.50 UTC, citra pada pukul 08.20 UTC menunjukan

adanya permulaan proses mikrofisis di Sukabumi. Warna jingga pekat pada pukul 08.40-09.10 UTC menunjukan adanya proses mikrofisis yang kuat dan suhu awan yang semakin dingin. Hal ini menunjukan bahwa awan Cb memiliki updraft yang kuat dan cuaca buruk telah terjadi di Sukabumi (JMA, 2015). Pada pukul 09.20 UTC keadaan awan sudah mulai mengalami perubahan dengan mulai menurunnya gradasi warna dan menunjukan bahwa proses mikrofisis telah berkurang. Pergerakan warna yang memudar terus terjadi hingga 09.30 dan 09.40 UTC. Dengan kata lain, proses mikrofisis tersebut telah berkurang dan suhu awan menjadi semakin menghangat di Sukabumi. Terlihat pada pukul 09.50 UTC citra warna telah berubah jauh yang menandakan proses mikrofisis awan Cb telah selesai di Sukabumi.

c. Produk Air Mass

Seminar Nasional Fisika- Universitas Kristen Indonesia Toraja ISBN: 978-623-96194-1-1

Gambar 3. Produk Air Mass (08.20-09.50 UTC)

Produk Air Mass pada Gambar 3 menunjukan bahwa terdapat massa udara yang padat untuk pembentukan awan konvektif di Sukabumi pada saat kejadian hujan es. Massa udara berwarna putih yang ditunjukan oleh citra diatas mulai cukup padat pada pukul 08.30 UTC. Lalu massa udara tersebut mulai meluas hingga pukul 09.20 UTC. Massa udara ini mendukung pertumbuhan awan konvektif. Selain itu, warna putih padat pada pukul 08.30-09.20 diatas menunjukan bahwa awan konvektif tumbuh sangat tebal dan memiliki puncak awan yang tinggi (JMA, 2015). Pada 09.30 UTC, pergerakan dan kandungan massa udara sudah mulai berkurang.

Massa udara perlahan menghilang pada pukul 09.40-09.50 UTC. Kandungan massa udara ini didukung oleh arah angin yang bergerak dari timur laut-timur yang ditunjukan oleh wind bar berwarna biru. Hal ini menunjukan bahwa angin mempengaruhi pembentukan massa udara, hal ini ditunjukan oleh pertumbuhan kandungan massa udara pada pukul 08.30 UTC yang terlihat muncul dari arah timur laut-timur.

d. Analisis Anomali Sea Surface Temperature (SST)

Gambar 4. Anomali Sea Surface Temperature

Berdasarkan data anomali SST, terlihat pada lingkaran hitam bahwa anomali SST di wilayah laut selatan Sukabumi memiliki anomali positif 0,5-07. Anomali SST positif menandakan bahwa suhu permukaan laut hangat diatas normal dan dapat mendukung adanya penguapan yang besar, sehingga dapat mendukung pertumbuhan awan-awan konvektif. Hal ini berdasarkan penelitian Pertiwi dkk. (2020) bahwa suhu permukaan laut dapat mempengaruhi kondisi atmosfer.

e. Analisis Relative Humidity (RH)

Gambar 5. RH lapisan 850 dan 700 mb

RH dapat digunakan untuk mengetahui apakah kelembapan udara di atmosfer pada suatu tempat basah atau kering. RH yang basah dan memiliki kelembapan yang tinggi dapat mendukung pertumbuhan awan konvektif di atmosfer. Gambar 5 menunjukan RH pada lapisan 850 dan 700 mb pada jam 08.00 dan 09.00 UTC di Sukabumi. Hasil menunjukan bahwa RH pada lapisan 850 mb memiliki kelembapan yang basah dengan rentang 85-90%. Sementara itu, untuk RH lapisan 700 mb, RH yang dimiliki cukup basah dengan rentang 75- 85%. Hal ini menunjukan bahwa RH yang basah di lapisan 850 dan 700 mb ini mendukung pertumbuhan awan-awan konvektif penyebab hujan es di Sukabumi

4. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian diatas, dapat disimpulkan bahwa produk Day Convective Storm dan Day Microphysics dapat menghasilkan citra yang mendeteksi adanya updraft yang kuat saat terjadinya hujan es di Sukabumi. Citra menunjukan bahwa pertumbuhan awan konvektif bersifat lokal. Pemanasan laten yang kuat berkontribusi terhadap pembentukan awan konvektif penyebab hujan es di Sukabumi. Selain itu, produk Air Mass menunjukan bahwa terdapat kandungan massa udara yang padat di Sukabumi yang bergerak dari arah timur laut-timur. Anomali SST menunjukan bahwa anomali suhu permukaan laut diatas normal (hangat)

Seminar Nasional Fisika- Universitas Kristen Indonesia Toraja ISBN: 978-623-96194-1-1

dengan nilai 0.5-0.7, dimana mendukung pertumbuhan awan-awna konvektif di Sukabumi. Untuk relative humidity, nilai RH cenderung basah di atmosfer lapisan 850 dan 700 mb dan menyebabkan pertumbuhan awan- awan konvektif. Sehingga, updraft yang kuat, pemanasan laten yang kuat, nilai anomali SST positif dan nilai RH yang tinggi menjadi faktor penyebab pertumbuhan awan konvektif penyebab hujan es di Sukabumi.

DAFTAR PUSTAKA

1. Stull, R. 2015. Practical Meteorology-An Algebra-based Survey of Atmospheric Science., University of British Columbia, Canada

2. Ahrens, D.C. dan Henson, R. 2019. Meteorology Today : An Introduction to Weather, Climate, and The Environment Twelfth Edition., Cengage Learning, USA.

3. Tan, S.Y. 2014. Meteorological Satellite Systems. Springer., France.

4. K. Bessho, K. Date, M. Hayashi, A. Ikeda, T. Imai, H. Inoue, Y. Kumagai, T. Miyakawa, H. Murata, T.

Ohno, A. Okuyama, R. Oyama, Y. Sasaki, Y. Shimazu, K. Shimoji, Y. Sumida, M. Suzuki, H. Taniguchi, H. Tsuchiyama, D. Uesawa, H. Yokota and Yoshida, R., An Introduction to Himawari-8/9-Japan’s New- Generation Geostationary Meteorological Satellites, Journal of the Meteorological Society of Japan (2016) 94.

5. JMA. 2015. Day Convective Storm RGB Detection of Cumulonimbus Cloud, Meteorological Satellite Center, Japan.

6. JMA. 2015, Day Microphysics RGB Nephanalysis in Daytime, Meteorological Satellite Center, Japan.

7. JMA. 2015, Airmass RGB Analysis of Air Mass and Jet Stream, Meteorological Satellite Center, Japan.

8. H. Morrison, J. M. Peters, A. C. Varble, W. M. Hannah and S. E. Giangrande, 2020 Thermal Chains and Entrainment in Cumulus Updraft Part I : Theoretical Description, Journal of The Atmospheric Sciences (2020) 77.

9. B. S. Pandjaitan, A. Rachmawati, R. Hidayat, S. Wirahma dan A. D. Vahada, Pemanfaatan Skema Daytime Microphysics RGB Himawari 8 Untuk Mendeteksi Awan Cumulus Potensial dalam Kegiatan Teknologi Modifikasi Cuaca, Jurnal Sains & Teknologi Modifikasi Cuaca (2019) 20.

10. J. A. I. Paski, A. Sepriando dan D. J. A. Pertiwi, Pemnafaatan Teknik RGB Pada Citra Satelit Himawari- 8 untuk Analisis Dinamika Atmosfer Kejadian Banjir Lampung 20-21 Februari 2017, Jurnal Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (2017) 4.

11. M. A. Pertiwi, S. Kahar, B. Sasmito dan S. Marpaung, Analisis Korelasi Suhu Permukaan Laut Terhadap Curah Hujan Dengan Metode Penginderaan Jauh Tahun 2012-2013, Jurnal Geodesi Undip (2015) 4.