Pola Angin Laut di Kawasan Pantai TPI Desa Bulurejo Kabupaten Lumajang dengan Metode Windrose
George Winaktu1, Ita Suhermin Ingsih2*
1,2Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Islam Malang, Jl. MT. Haryono No.193 Malang, Indonesia
*Koresponden email: [email protected]
Diterima: 18 Juli 2022 Disetujui: 31 Juli 2022
Abstract
Sea breezes, commonly referred to as monsoon winds, have varying speeds and different directions of arrival at each location. The wind that occurred at TPI Beach, Bulurejo Village, Tempursari District, Lumajang Regency, gradually caused changes in the shoreline, commonly referred to as abrasion, where the wind, which can cause waves, hit the shore repeatedly. Therefore, we need a study that aims to determine the wind speed on this TPI's coast. Using data for five years, from 2015 to 2020, obtained from meteorological reanalysis data for the study of wind energy potential ECWMF (European Center for Medium-Range Weather Forecasts) is processed using the Windrose method. The results showed that the average wind speed on TPI Beach's coast ranged from 3 to 8 m/s. The wind speed has an impact, one of which can change the coastline. But on the other hand, it can also be used as a renewable energy source that utilizes the coastal wind.
Keywords: windrose, ECWMF, wind speed, coastal East Java, Lumajang
Abstrak
Angin laut atau yang biasa disebut dengan angin muson memiliki kecepatan yang bervariasi, juga arah datang yang berbeda di setiap lokasi. Angin yang terjadi di Pantai TPI Desa Bulurejo Kecamatan Tempursari Kabupaten Lumajang sedikit demi sedikit menyebabkan perubahan garis tepi pantai atau biasa disebut dengan abrasi dimana angin yang dapat menimbulkan gelombang, menghantam tepi pantai secara berulang. Oleh karena itu diperlukan suatu penelitian yang bertujuan untuk mengetahui kecepatan angin yang terjadi di pantai TPI ini. Data angin yang digunakan adalah data angin selama 5 tahun yaitu dari Tahun 2015 hingga Tahun 2020 yang diperoleh dari data reanalysis meteorologi untuk kajian potensi energi angin ECWMF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) yang diolah dengan menggunakan metode Windrose. Hasil penelitian didapatkan besaran kecepatan angin rata-rata yang terjadi di pesisir Pantai TPI berkisar antara 3 – 8 m/s. Kecepatan angin tersebut memiliki dampak yang salah satunya dapat mengubah garis tepi pantai. Namun disisi lain juga dapat digunakan pula sebagai sumber energi terbarukan yang memanfaatkan angin di tepi pantai.
Kata Kunci: Windrose, ECWMF, kecepatan angin, pesisir Jawa Timur, Lumajang
1. Pendahuluan
Angin merupakan energi [1], hal ini disebabkan oleh adanya tekanan udara yang berbeda antara aliran udara dingin dengan aliran udara panas [2]. Aliran angin dari daerah yang memiliki tekanan udara tinggi ke daerah yang bertekanan udara rendah [3] [4]. Dalam teorinya, ada beberapa jenis angin yang penamaannya bergantung dari mana arah angin tersebut bertiup. Timbulnya angin jika sewaktu-waktu terdapat perbedaan tekanan udara secara horizontal, akan menimbulkan pergerakan udara yang besar dari daerah yang bertekanan udara tinggi ke daerah yang bertekanan udara rendah [5]. Arah angin adalah arah dimana angin bertiup atau dari arah mana datangnya angin dan dinyatakan dalam satuan derajat, dimana besarannya tergantung dari arah putaran yang searah jarum jam dan dimulai dari titik paling utara bumi atau biasa disebut dengan titik Kompas [6]. Jenis angin yang dianalisis pada penelitian ini adalah angin laut yang merupakan Respons terhadap perubahan pemanasan skala meso di permukaan atmosfer. Angin laut terjadi secara terbatas pada lapisan 1 sampai 2 km, sehingga proses viskositas dan konduktivitas lapisan batas sangat berpengaruh terhadap angin laut [7].
berhubungan dengan Samudera Hindia dapat menghasilkan energi yang besar dari angin dan gelombang laut. Selain dapat menjadi sumber energi, angin yang terjadi dapat menyebabkan pengikisan garis pantai atau biasa disebut dengan abrasi. Hal ini dapat mengubah kedudukan garis tepi pantai yang ada. Seberapa besar kekuatan angin sampai dapat menyebabkan hal ini terjadi perlu diteliti. Oleh karena itu, penulis merasa perlu untuk mengetahui seberapa besar kecepatan angin laut yang ada di laut selatan Jawa Timur khususnya Kabupaten Lumajang.
2. Metode Penelitian
Salah satu unsur cuaca yaitu angin permukaan dimana kondisinya baik arah maupun kecepatannya berubah-ubah dan bervariasi. Analisis variasi angin dilakukan dengan menggunakan metode Wind Rose [14]. Windrose memberikan informasi singkat namun lengkap mengenai persebaran kecepatan dan arah angin di suatu lokasi atau daerah. Windrose menampilkan seberapa sering angin bertiup. Panjang setiap kriteria di sekitar lingkaran diasumsikan sebagai frekuensi angin bertiup dari arah tertentu [6].
Penelitian dilakukan secara berkala yaitu berupa divergensi sistematik berupa: 1). Pengumpulan data dasar untuk studi lapangan dianggap sebagai dukungan utama untuk literatur data yang ada. 2). Data lapangan kemudian diolah menjadi perhitungan sistematis yang saling terkait dan sekarang digunakan sebagai dasar analisis. 3). Berdasarkan rumus yang akan digunakan dari studi literatur, kemudian data yang ada dianalisis. Hasil analisis tersebut digunakan sebagai dasar untuk menarik kesimpulan dan salah satu masukan pada rekomendasi dan lain-lain. Agar mendapatkan hasil penelitian yang mendalam dan menyeluruh, diperlukan suatu diagram alur penelitian sebagai rangkaian atau tahapan dalam pelaksanaan pekerjaan. Flowchart mencakup tahapan-tahapan dan hal-hal yang perlu disiapkan dan diselesaikan sebagai acuan pelaksanaan.
Data angin yang digunakan adalah data angin selama 5 tahun yaitu dari tahun 2015 hingga tahun 2020 yang diperoleh dari data reanalysis meteorologi untuk kajian potensi energi angin ECWMF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) [15] dan data angin NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) [16]. Penelitian ini dilaksanakan di Pantai TPI (Tempat Pelelangan Ikan), Desa Bulurejo, Kecamatan Tempursari, Kabupaten Lumajang pada bulan April 2021.
Gambar 1. Pantai TPI, Desa Bulurejo Kecamatan Tempursari, Kabupaten Lumajang Sumber: a. [3] b. [4]
a b
Gambar 2. Lokasi Penelitian, Ds. Bulurejo, Kecamatan Tempursari, Kabupaten Lumajang Sumber: [20]
3. Hasil dan Pembahasan
Untuk mengetahui perubahan garis pantai di kawasan Pantai TPI Desa Bulurejo Kecamatan Tempursari Kabupaten Lumajang dengan koordinat geografis garis bujur 112°58'8.65"T dan garis lintang 8°19'57.74"S dibutuhkan beberapa data yaitu data gelombang dan angkutan sedimen dalam jangka waktu yang panjang. Data kecepatan angin yang diperoleh dari ECMWF ditabelkan dalam bentuk frekuensi dan persentase angin, seperti pada Tabel 1.
Tabel 1. Persentase kecepatan angin setiap jam selama tahun 2015-2020
Arah Angin Kecepatan Angin Harian (knots)
0,97 - 4,08 4,08 - 7,00 7,00 - 11,08 11,08 - 17,11 17,11 - 21,58 >= 21,58 Total (%)
348,75 - 11,25 U 0,85 0,45 0,01 0,00 0,00 0,00 1,31
11,25 - 33,75 UTL 0,94 1,14 0,08 0,00 0,00 0,00 2,16
33,75 - 56,25 TL 1,21 3,04 1,31 0,03 0,00 0,00 5,59
56,25 - 78,75 TTL 1,09 3,93 5,53 0,54 0,00 0,00 11,09
78,75 - 101,25 T 0,98 3,39 8,85 4,23 0,20 0,01 17,65
101,25 - 123,75 TTg 0,80 2,10 4,95 7,43 1,97 0,20 17,46
123,75 - 146,25 TG 0,73 1,42 2,63 4,94 1,20 0,06 10,97
146,25 - 168,75 STg 0,64 0,84 1,06 0,72 0,05 0,00 3,31
168,75 - 191,25 S 0,55 0,84 0,72 0,27 0,00 0,00 2,39
191,25 - 213,75 SBD 0,51 0,83 0,78 0,29 0,01 0,00 2,42
213,75 - 236,25 BD 0,56 0,95 1,10 0,74 0,07 0,00 3,42
236,25 - 258,75 BBD 0,55 1,08 1,80 1,71 0,51 0,23 5,89
258,75 - 281,25 B 0,66 1,33 2,74 2,38 0,58 0,35 8,03
281,25 - 303,75 BBL 0,69 1,17 1,72 0,92 0,11 0,00 4,61
303,75 - 326,25 BL 0,74 0,81 0,33 0,02 0,00 0,00 1,89
326,25 - 348,75 UBL 0,75 0,48 0,01 0,00 0,00 0,00 1,24
Sub-Total 12,25 23,79 33,61 24,23 4,69 0,86 99,42
0,58
100
Sumber: Pengolahan data (2020)
Berdasarkan data angin pada Tabel 1, maka diperoleh arah angina, yaitu dominan dari arah timur (17,65%), arah timur-timur laut (11,09%) dan arah timur tenggara (17,46%). Untuk kecepatan harian, kecepatan angin sebagian besar berkisar antara 7-11,08 knots (33,320%), dan antara 11,08-17,11 (26,465%), seperti tampak pada Tabel 1. Pengolahan data ini sesuai dengan hasil data yang diunduh pada European Centre for Medium-Range Weather Forecasts [5].
Pada bulan Desember sampai Februari (musim barat) arah angin harian dominan berasal dari arah timur (15,3 knots) pada bulan Januari 2015 tanggal 29 jam 6, sedangkan kecepatan rata-rata Tahun 2015- 2020 (8,95 knots), dimana hasil rekapitulasi dapat dilihat pada Tabel 2.
Gambar 3. Mawar Angin (Windrose) pada tahun 2015-2020 Sumber: Pengolahan data (2020)
Gambar 4. Diagram distribusi kecepatan angin tahun 2015-2020 Sumber: Pengolahan data (2020)
Gambar 5. Visualisasi Mawar Angin Sumber: Pengolahan data (2020)
Dari Gambar 5 dapat dilihat bahwa angin yang dominan berasal dari arah Timur dengan kecepatan angin yang sering terjadi adalah antara 7 sampai 11 knots, atau sekitar 3,6 sampai 5,65 m/s. Sedangkan kecepatan angin dibawah 7 knots dan diatas 11 knots tidak terlalu dominan. Hal ini berbeda dengan angin yang terjadi di daerah Selat Sunda, dimana selat ini terletak di bagian barat Pulau Jawa yang memisahkan antara Pulau Jawa dengan Pulau Sumatera. Untuk angin yang terjadi di Selat Sunda ini dominan ke arah barat dengan kecepatan dan berukuran sedang antara 4 – 5 m/s [16].
Dalam penelitian lain [2] juga menyatakan bahwa wilayah di bawah Khatulistiwa, yang salah satunya adalah perairan selatan Pulau Jawa memiliki kecepatan angin sampai 11 m/s, yang ditemukan tepatnya di wilayah Jawa Barat. Perairan selatan Jawa Timur juga didominasi oleh angin dan gelombang, dimana potensi yang ada tersebut dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi terbarukan. Hal ini juga diperkuat dengan hasil penelitian [17] yang menyatakan bahwa gelombang panas laut maksimum terjadi di perairan selatan Jawa dan perairan selatan Flores. Gelombang panas laut ini salah satunya adalah dari angin permukaan laut yang terjadi. Begitu pula angin yang terjadi di Pulau Biawak, Kabupaten Cirebon, yang notabene terletak di wilayah selatan Pulau Jawa. Pulau Biawak juga memiliki dua arah mata angin utama yaitu 50% mengarah ke barat laut (270° - 315°) dan 38% menuju ke timur (80°- 120°). Sedangkan kecepatan angin bervariasi, 7,5% kurang dari 1,5 m/s, 19% 1,5-3 m/s, 60% 3-5 m/s, dan sisanya itu lebih tinggi dari 5 m/s [13].
Pada lokasi lain, masih di perairan selatan Pulau Jawa tepatnya di Kabupaten Bantul Jawa Tengah, pada periode mawar angin musim tahun 2018-2019 menunjukkan bahwa kecepatan angin pembangkit gelombang pada arah Barat, Barat Laut, Barat Daya, Selatan, Tenggara, dan Utara adalah sebesar 0%.
Sedangkan kecepatan angin 5,5-8,0 m/s dari arah Timur Laut adalah sebesar 0,73529%, dan untuk kecepatan angin yang lebih dari 8,0 m/s tidak ada. Untuk kecepatan angin pembangkit gelombang sebesar 5,5 – 8,0 m/s adalah sebesar 33,8235%, sedangkan 2,94118% adalah angin dengan kecepatan lebih dari 8 m/s. Sehingga arah angina yang dihasilkan yaitu arah angin dari Timur (N 82° E) [18]. Sehingga dapat dikatakan kecepatan angin yang terjadi juga berada di kisaran angka lebih dari 5 m/s.
Dari beberapa lokasi di atas, menunjukkan kecepatan angin rata-rata yang terjadi di wilayah selatan Pulau Jawa. Secara lebih detail, yaitu kecepatan angin yang terjadi di perairan selatan Kabupaten Lumajang yang menyebabkan perubahan garis pantai di Pantai TPI. Kecepatan angin yang mengakibatkan gelombang
Sehingga ke depannya dapat pula dilakukan identifikasi pantai mana saja yang kemungkinan dapat mengalami abrasi, sehingga dapat dilakukan tindakan preventif jauh-jauh hari. Begitu pula data kecepatan angin yang dapat digunakan sebagai salah satu sumber data untuk perancangan pembangkit energi tenaga angin.
5. Daftar Pustaka
[1] M. L. Rachmawati, “Rancang Bangun Kincir Angin Model Savonius Termodifikasi Sebagai Sumber Energi Terbarukan,” Skripsi, Universitas Sebelas Maret, Surakarta, 2010.
[2] R. Yunginger and N. N. Sune, “Analisis Energi Angin Sebagai Energi Alternatif Pembangkit Listrik Di Kota Di Gorontalo,” Univ. Negeri Gorontalo, vol. 15, pp. 1–15, 2015.
[3] Sudarto, “Pemanfaatan Dan Pengembangan Energi Angin Untuk Proses Produksi Garam Di Kawasan Timur Indonesia,” Triton, vol. 7, no. 2, pp. 61–70, 2011.
[4] M. A. Wahid, “Mengidentifikasi Besar Kecepatan Angin dan Energinya Melalui Data Ncep/Ncar Reanalysis dan 5 Stasiun BMKG di Provinsi Aceh,” J. Phi, vol. 2018, No. 1, pp. 1–10, 2018.
[5] A. Ardhitama, “Simulasi Prakiraan Jumlah Curah Hujan Dengan Menggunakan Data Parameter Cuaca (Study Kasus Di Kota Pekanbaru Tahun 2012),” J. Sains Teknol. Modif. Cuaca, vol. 14, no.
2, p. 111, 2013, doi: 10.29122/jstmc.v14i2.2690.
[6] A. Fadholi, “Analisis Data Arah Dan Kecepatan Angin Landas Pacu ( Runway ) Menggunakan Aplikasi Windrose Plot ( Wrplot ),” Anal. data Arah dan Kecepatan Angin, vol. 9, no. September, pp. 84–91, 2013.
[7] J. A. Martilla and J. C. James, “Importance-performance analysis,” 1986.
[8] F. Zukhrufiana, F. Auliya’a Hajar, W. Stasiun, K. Mempawah, and K. Barat, “Kajian Potensi Energi Angin Di Wilayah Kalimantan Barat,” J. Meteorol. Klimatologi dan Geofis., vol. 4, no. 1, pp. 1–7, 2017.
[9] Sariana, M. I. Jumarang, and R. Adriat, “Kajian Pola Angin Permukaan di Bandara Supadio Pontianak,” Prism. Fis., vol. VI, no. 2, pp. 108–116, 2018.
[10] F. D. Rassarandi, “Pemetaan Situasi dengan Metode Koordinat Kutub di Desa Banyuripan, Kabupaten Klaten,” J. Integr., vol. 8, no. 1, pp. 50–55, 2016.
[11] M. D. Yamanaka, “Physical climatology of Indonesian maritime continent: An outline to comprehend observational studies,” Atmos. Res., vol. 178–179, pp. 231–259, 2016, doi:
10.1016/j.atmosres.2016.03.017.
[12] D. Surinati and J. H. M. Wijaya, “Arus Selatan Jawa,” Oseana, vol. 42, no. 3, pp. 1–8, 2017, doi:
10.14203/oseana.2017.vol.42no.3.78.
[13] N. P. Purba, “Atmosfer Ekuatorial,” J. Akuatika, vol. 5, no. 1, pp. 8–15, 2014.
[14] A. Fadholi, “Analisa Pola Angin Permukaan di Bandar Udara Depati Amir Pangkalpinang Periode Januari 2000 – Desember 2011,” Statistika, vol. 12, no. 1, pp. 19–28, 2012.
[15] S. Sperati, S. Alessandrini, and L. Delle Monache, “An application of the ECMWF Ensemble Prediction System for short-term solar power forecasting,” Sol. Energy, vol. 133, pp. 437–450, 2016, doi: 10.1016/j.solener.2016.04.016.
[16] R. Sandro, Arnudin, A. Tussadiah, R. M. Utamy, N. Pridina, and L. N. Afifah, “Study of wind, tidal wave and current potential in sunda strait as an alternative energy,” Energy Procedia, vol. 47, pp.
242–249, 2014, doi: 10.1016/j.egypro.2014.01.220.
[17] M. R. Iskandar, M. F. A. Ismail, T. Arifin, and H. Chandra, “Marine heatwaves of sea surface temperature off south Java,” Heliyon, vol. 7, no. 12, 2021, doi: 10.1016/j.heliyon.2021.e08618.
[18] P. S. Dewi, H. Setiyono, G. Handoyo, S. Widada, and A. A. D. Suryoputro, “Studi Perubahan Garis Pantai Tahun 2014-2019 di Pesisir Kabupaten Bantul, D.I. Yogyakarta,” Indones. J. Oceanogr., vol.
2, no. 3, pp. 233–242, 2020, doi: 10.14710/ijoce.v2i3.8492.
[19] N. H. Zadia, H. Hariyadi, W. Atmodjo, M. Yusuf, and A. Rifai, “Studi Perubahan Garis Pantai di Perairan Muara Sungai Kaliboyo, Batang,” Indones. J. Oceanogr., vol. 2, no. 2, pp. 105–112, 2020, doi: 10.14710/ijoce.v2i2.7632.
[20] https://www.detik.com/edu/detikpedia/d-6141079/gambar-peta-indonesia-lengkap-bersimbol- warna-dan-nama-provinsi
