ANALISIS DIURNAL PARAMETER METEOROLOGI DI STASIUN KLIMATOLOGI

Prosiding SNSAA 2013, ISBN : 978-979-1458-78-8

ANALISIS DIURNAL PARAMETER METEOROLOGI DI STASIUN KLIMATOLOGI DARMAGA BOGOR MENGGUNAKAN PORTABLE WEATHER STATION (PWS) Radyan Putra Pradana dan Kadarsah Puslitbang Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Jl. Angkasa I No. 2 Kemayoran 10720. Jakarta. Email: [email protected]

Abstract Analysis of diurnal meteorological parameters at Darmaga Bogor Climate Station has been done using two Portable Weather Station (PWS). The each from two PWS placed vertically divided by two levels altitude 1,5 and 2 meters at the same location. PWS placement refers to the standards of the World Meteorological Organization (WMO). PWS measure of meteorological parameters such as temperature, humidity, pressure, precipitation, wind direction and wind speed. The research was done by comparing the results of measurements between PWS I and PWS II. The result show that the 0,5 meter difference level height between PWS I and PWS II does not affect the difference fluctuations and diurnal patterns of each meteorological parameters. Meanwhile, the results of these measurements compared with observational data from Darmaga Bogor Climate Stations. For the result, the temperature correlation in PWS I is 0,67; and for the PWS II correlation is 0,68. For moisture parameter in PWS I the correlation is 0,65; and for the PWS II the correlation is 0,66. For air pressure parameter in PWS I the correlation is 0,71; and for the PWS II the correlation is 0,73. For air pressure parameter in PWS I the correlation is 0,71; and for the PWS II the correlation is 0,73. For precipitation parameter in PWS I the correlation is 0,98; and for the PWS II the correlation is 0,99. For wind direction parameter in PWS I the correlation is -0,02; and for the PWS II the correlation is -0,05. For wind speed parameter in PWS I the correlation is 0,08; and for the PWS II the correlation is -0,06. Keywords : analysis of diurnal, meteorological parameters, Portable Weather Station (PWS), Abstrak Analisis parameter meteorologi diurnal di Stasiun Klimatologi Darmaga Bogor telah dilakukan menggunakan dua alat Portable Weather Station (PWS). Masingmasing dari dua PWS ditempatkan secara vertikal dibagi dua tingkat ketinggian 1,5 dan 2 meter di lokasi yang sama. Penempatan PWS mengacu pada standar World Meteorological Organization (WMO). PWS mengukur parameter meteorologi seperti suhu, kelembaban, tekanan, curah hujan, arah angin dan kecepatan angin. Penelitian dilakukan dengan membandingkan hasil pengukuran antara PWS I dan II PWS. Hasil penelitian menunjukkan bahwa 0,5 meter perbedaan tingkat ketinggian antara PWS I dan PWS II tidak mempengaruhi fluktuasi perbedaan dan pola diurnal setiap parameter meteorologi. Hasil pengukuran juga dibandingkan dengan data pengamatan dari Stasiun Iklim Darmaga Bogor. Hasilnya, pada PWS I terdapat korelasi temperatur sebesar 0,67; sedangkan untuk PWS II sebesar 0,68. Untuk parameter kelembapan pada PWS I terdapat korelasi sebesar 0,65 sedangkan untuk PWS II terdapat korelasi sebesar 0,66. Untuk parameter tekanan pada PWS I terdapat korelasi sebesar 0,71 sedangkan untuk PWS II terdapat korelasi sebesar 0,73. Untuk parameter curah hujan pada PWS I terdapat korelasi sebesar 0,98 sedangkan untuk PWS II terdapat korelasi sebesar 0,99. Untuk parameter arah angin pada PWS I terdapat korelasi sebesar -0,02 sedangkan 140


untuk PWS II terdapat korelasi sebesar -0,05. Untuk parameter kecepatan angin pada PWS I terdapat korelasi sebesar 0,08 sedangkan untuk PWS II terdapat korelasi sebesar -0,06. Kata Kunci: analisis diurnal, parameter meteorologi, Portable Weather Station (PWS)

1. PENDAHULUAN 1.1. Keadaan Umum Lokasi Penelitian Kecamatan Darmaga terletak di wilayah Bogor Barat dengan luas wilayah 2.437.636 Ha. Sebagian besar tanah yaitu 972 Ha digunakan untuk sawah, 1145 Ha lahan kering (pemukiman, pekarangan, kebun), 49,79 Ha lahan basah (rawa, danau, tambak, situ), 20,30 Ha lapangan olahraga dan pemakaman umum. Kecamatan Darmaga mempunyai batas wilayah sebelah utara dengan Kecamatan Rancabungur, sebelah selatan dengan Kecamatan Tamansari/Ciomas, sebelah barat dengan Kecamatan Ciampea, dan sebelah timur dengan Kecamatan Bogor Barat. Curah hujan di Kecamatan Darmaga 1000 – 1500 mm/tahun, dengan ketinggian 500 m dari permukaan laut. Jarak Kecamatan Darmaga dari ibukota Kabupaten Bogor adalah 12 km, dari ibukota Propinsi Jawa Barat 180 km, dan dari ibukota negara Indonesia 60 km. Kecamatan Darmaga terdiri dari 10 desa, 24 dusun, 72 RW, 309 RT, dan 20.371 KK (Kepala Keluarga). Analisis diurnal parameter meteorologi (Glickman, 2000) disuatu lokasi amat penting dilakukan untuk memahami kondisi iklim di lokasi tersebut. Pemahaman analisis diurnal misalnya temperatur akan memperlihatkan variasi temperatur minimum dan maksimal.

Informasi ini sangat bermanfaat dalam kajian iklim mikro. Lokasi

pengamatan penelitian ini ditunjukkan Gambar 1. Penempatan ini harus memperhatikan kondisi sekitarnya (Oke, 2006)

141


Gambar 1. Lokasi Pengamatan di Stasiun Klimatologi Darmaga Bogor

1.2. Deskripsi PWS Pengamatan kondisi atmosfer menggunakan PWS Vaisala tipe WXT520 di Bogor dilakukan di Stasiun Klimatologi Darmaga, Bogor. Pengamatan ini dilakukan untuk mengetahui kondisi mikro khususnya di sekitar Stasiun Klimatologi Darmaga, Bogor. PWS Vaisala tipe WXT520 merupakan alat pengukur parameter cuaca yang terdiri dari enam sensor (Pradana, 2013) (Gambar 2). Sensor yang terdiri dari : 1). Kecepatan Angin dan Arah Angin 2). Presipitasi 3). Tekanan terdapat modul

Atmosfer di dalam

4). Suhu dan Kelembapan terdapat di dalam

Gambar 2. Sensor-sensor PWS Vaisala WXT520 (Pradana, 2013)

142


2. DATA DAN METODE Pengamatan parameter meteorologi dilakukan selama bulan September 2013, dengan data rata-rata jaman selama 28 hari dengan menempatkan PWS I dan PWS II dalam satu lokasi dengan masing-masing tinggi pengukuran 1,5 m dan 2 meter di atas permukaan tanah (Gambar 3). Hasil pengukuran tersebut dibandingkan dengan data observasi dan di analisis untuk mengetahui variasi diurnal di lokasi pengamatan. Penempatan PWS II ditempatkan setinggi 2 meter sebagai standar pengukuran yang dilakukan

menurut

ketentuan

World

Meteorological

Organization

(WMO).

Penempatan PWS I setinggi 1,5 meter (perbedaannya 0,5 meter) dilakukan untuk mengetahui apakah perbedaan ketinggian sebesar 0,5 meter menimbulkan perbedaan yang signifikan.

PWS II PWS I

Gambar 3. Penempatan PWS I dan II

3. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil perbandingan pengamatan pola diurnal PWS I dan PWS II dengan data observasi menunjukkan bahwa temperatur observasi Stasiun Darmaga Bogor selalu lebih rendah dari kedua PWS dengan perbedaan mencapai 2 0C (Gambar 4). Tetapi, mulai pukul 16.00 WIB temperatur PWS selalu lebih rendah dibanding temperatur observasi. Hal ini terjadi karena temperatur yang terukur di Stasiun Klimatologi Darmaga merupakan temperatur dalam sangkar meteorologi sehingga temperatur yang terukur merupakan temperatur yang stabil dan relatif lebih lama mengalami perubahan dibanding temperatur di luar sangkar meteorologi. Sedangkan temperatur di luar sangkar meteorologi lebih labil dan mudah sekali berubah oleh perubahan radiasi matahari. Selain itu, kondisi ini juga menunjukkan bahwa perbedaan ketinggian sebesar 143


0,5 meter antara PWS I dan PWS II tidak signifikan. Perbedaan yang terukur antara PWS I dan PWS II antara 0-0,54 0C. Hal lain yang teramati adalah perubahan radiasi matahari yang terjadi pada pukul 16.00 WIB.

Waktu pembalikan nilai temperatur antara PWS dengan observasi

Gambar 4. Perbedaan temperatur PWS I (Temperature 1) dan II (Temperature II) sebesar = 0 0

s/d 0,54 C. Sedangkan perbedaan temperatur PWS I / PWS II dengan temperatur observasi sebesar 1 s/d 2 0C.

Radiasi matahari pada pukul 16.00 WIB sudah mulai berkurang dan radiasi netto yang terjadi di lokasi tersebut sudah mulai negatif sehingga mengakibatkan kondisi temperatur di luar sangkar selalu lebih rendah. Temperatur di dalam sangkar meteorologi selalu lebih tinggi akibat temperatur di sangkar meteorologi lebih stabil dan tidak terpengaruhi radiasi matahari secara langsung. Analisis ini penting untuk kajian panas sensibel (Kanda,et al, 2002) di suatu lokasi misalnya dengan membandingkan kondisi kota dan desa. Perbedaan temperatur kecil antara PWS I dan PWS II (0-0,54 0C) terjadi akibat perbedaan tinggi vertikal yang relatif rendah sebesar 0,5 m. Faktor lain yang berpengaruh adalah penempatan PWS I dan II yang berada dalam lapisan Planetary Boundary Layer (PBL). Akibatnya, kondisi atmosfer di lapisan tersebut seperti kecepatan aliran, temperatur, kelembaban, turbulensi mengalami pencampuran vertikal yang kuat sehingga relatif seragam. Hal ini pula yang menyebabkan arah angin relatif sama yang berasal dari utara. Yang membedakan adalah kecepatan angin yang terjadi pada PWS II yang lebih tinggi dibanding PWS I. Hal tersebut dapat dipahami mengingat kecepatan angin akan meningkat sejalan dengan kenaikan.

144


Gambar 5. Perubahan Kelembapan dari waktu ke waktu di Stasiun Klimatologi Darmaga Bogor berdasarkan pengukuran dua PWS yang dipasang pada level ketinggian yang berbeda.

Parameter lain yang teramati adalah kelembapan (Gambar 5). Perbedaan kelembapan antara kedua PWS bervariasi dengan rentang 2-5 %. Perbedaan ini terlihat semakin besar saat siang hari 07.00 - 17.00 WIB. Perbedaan kelembapan yang sangat besar saat siang hari terjadi karena kandungan uap air lebih bervariasi saat siang hari dibanding saat malam hari sehingga kelembapan yang terukur juga akan lebih bervariasi. Parameter lain yang terukur adalah tekanan (Gambar 6). Tekanan yang terukur pada PWS I selalu lebih tinggi dibanding tekanan pada PWS II perbedaan ini sangat kecil sekali maksimal sebesar 1 mb. Parameter lainnya adalah arah angin (Gambar 7) dan kecepatan angin (Gambar 8).

Arah angin yang terukur pada PWS I dan PWS II

menunjukkan bahwa tidak terjadi perbedaan, serta memiliki kondisi yang relatif sama. Perbedaan terlihat jelas ketika pengukuran dilakukan pada kecepatan angin. Kecepatan angin yang terukur pada PWS II selalu lebih tinggi dibanding PWS I hal ini dapat dipahami mengingat PWS II ditempatkan lebih tinggi dibanding PWS I dan umumnya kecepatan angin akan meningkat sesuai dengan ketinggian. Perbedaan kecepatan dapat mencapai 10 m/s.

145


Gambar 6. Perubahan tekanan udara di Stasiun Klimatologi Darmaga Bogor berdasarkan pengukuran dua PWS yang dipasang pada level perbedaan ketinggian sebesar 0,5 meter

Gambar 7. Arah angin pada PWS I dan PWS II relatif sama

Gambar 8. Perbedaan kecepatan angin PWS I dan PWS II sebesar = 0 s/d 10 m/s 146


Sebagai bahan pembanding maka ditampilkan plot temperatur (Gambar 9) dan kelembapan (Gambar 10) yang dibandingkan dengan data observasi selama satu bulan pengamatan. Plot temperatur pada Gambar 9, terlihat bahwa pola kedua PWS sangat sesuai dengan observasi dan tidak memiliki perbedaan yang signifikan. Perbedaan penempatan ketinggian sebesar 0,5 meter tidak menunjukkan perbedaan yang signikan selama pengamatan bulan September 2013. Hasil yang sama terjadi pada parameter kelembapan. Kedua PWS selama sebulan pengamatan menunjukkan pola yang sesuai dengan pola observasi sedangkan diantara kedua PWS tidak mengalami perbedaan yang signifikan sehingga plot keduanya hampir berhimpitan.

Gambar 9. Plot temperatur PWS I, PWS II dan data observasi selama bulan September 2013

Gambar 10. Plot kelembapan PWS I, PWS II dan data observasi selama bulan September 2013

Analisis lebih jelas terlihat pada Tabel 1 yang merangkum semua parameter meteorologi yang terukur selama sebulan pengamatan dengan RMSE, korelasi dan standar deviasinya jika dibandingkan dengan data observasi. Semua parameter yang terukur pada PWS I dan II memiliki korelasi yang kuat (0.65-0.99) kecuali arah dan kecepatan angin. Rendahnya nilai korelasi kecepatan dan arah angin terjadi karena arah dan kecepatan angi lebih bersifat variatif dan fluktuatif.

147


Gambar 11. Plot Intensitas curah hujan PWS I dan PWS II

Korelasi yang kuat pada masing-masing PWS I dan PWS II sebesar 0,98 dan 0,99 serta kemiripan pola menunjukkan bahwa PWS I dan PWS II dapat digunakan untuk pengukuran lapangan. Perbedaan yang terjadi antara PWS I dan II dengan data observasi diakibatkan posisi penempatan alat dan turbulensi yang terjadi dekat sensor curah hujan.

Tabel 1. RMSE, Korelasi dan Standar Deviasi Parameter Meteorologi PWS I dan PWS II dengan data observasi Stasiun Darmaga Bogor. TEMPERATU

KELEMBAPA

R

N

PWS I

PWS II

PWS I

PWS II

TEKANAN

CURAH HUJAN

PW

PWS

PWS

PWS

SI

II

I

II

ARAH ANGIN

PWS I

KECEPATA N ANGIN

PWS

PWS

PWS

II

I

II

RMSE

2.61

2.61

14.38

14.08

1.32

1.37

4.14

6.55

155.31

153.98

2.08

1.69

Korelasi

0.67

0.68

0.65

0.66

0.71

0.73

0.98

0.99

-0.02

-0.05

0.08

-0.06

Stdev

3.20

3.24

15.65

15.76

1.64

1.63

32.09

31.19

66.33

67.50

0.68

0.40

4. KESIMPULAN Berdasarkan observasi dan analisis data yang telah dilakukan melalui penelitian ini dapat disimpulkan bahwa: Perbedaan ketinggian 0,5 meter antara PWS I dan PWS II tidak mempengaruhi fluktuasi pola diurnal parameter meteorologi, pola diurnal disuatu lokasi sangat ditentukan oleh kondisi lingkungan sekitar tempat observasi, perbedaan

148


antara PWS dengan observasi terbesar terjadi pada parameter arah dan kecepatan angin hal tersebut terjadi karena arah dan kecepatan angin lebih bersifat variatif dan fluktuatif, studi tentang analisis diurnal sangat penting untuk memahami perilaku iklim mikro di suatu lokasi misalnya perubahan radiasi netto yang terjadi dilokasi pengukuran serta penggunaan PWS yang sangat bermanfaat untuk menganalisis kondisi iklim mikro di suatu tempat.

UCAPAN TERIMA KASIH Penelitian ini tidak dapat dilakukan tanpa bantuan DIPA Penelitian Klimatologi dan Kualitas Udara 2013 PUSLITBANG BMKG, terima kasih yang sebesar-besarnya atas dukungan dan bantuan yang diberikan : Dr. Ir. Dodo Gunawan, DEA, Ratna Satyaningsih, Jose Rizal dan Kepala Stasiun Klimatologi Darmaga Bogor beserta seluruh jajaran staf.

DAFTAR RUJUKAN Glickman, Todd, ed. Glossary of Meteorology. American Meteorological Society: Boston, Massachusetts, 2000. Oke, T.R., Initial Guidance to Obtain Representative Meteorological Observations at Urban Sites. World Meteorological Organization, Instruments and Observing Methods, IOM Report No. 81, WMO/TD-No. 1250, 2006. Pradana, R. P., Kadarsah., Analisis Diurnal Parameter Cuaca Mikro Di Perkebunan Kelapa Sawit PT. EMAL Kabupaten Sarolangun Provinsi Jambi. Prosiding Seminar Sains Atmosfer LAPAN, 2013. Bandung (Proses Penerbitan). Kanda, M., R. Moriwaki, M. Roth & T.R. Oke, Area-averaged sensible heat flux and a new method to determine zero-plane displacement length over an urban surface using scintillometry. Boundary-Layer Meteorology, 105, 177-193. 2002.

149

ANALISIS DIURNAL PARAMETER METEOROLOGI DI STASIUN KLIMATOLOGI

Recommend Documents