Urban Heat Island Di Metropolitan Jakarta: Analisis Berbasis Mikrometeorologi Untuk Perencanaan Cool City

Abstract

Perubahan iklim perkotaan, khususnya iklim mikro, erat kaitannya dengan urbanisasi yang sangat cepat. Salah satu indikator yang dapat menggambarkan hal tersebut adalah munculnya efek pulau panas perkotaan (urban heat island, selanjutnya disebut UHI), dimana suhu di perkotaan lebih tinggi dari daerah sekitarnya. Intensitas UHI bervariasi tergantung pada ukuran wilayah perkotaan, morfologi bangunan, serta geografi dan iklim suatu kota. Karakteristik meteorologi dan kondisi sinoptik lainnya, seperti curah hujan, angin, cakupan awan, kabut, polusi udara, dan kabut asap juga berpengaruh pada UHI. Suhu hangat yang diinduksi UHI meningkatkan beban panas ke penduduk kota dan menimbulkan serangkaian masalah negatif karena peningkatan penggunaan energi listrik untuk pendingin ruangan, akan menurunkan kualitas udara karena meningkatnya emisi CO2 dan gas rumah kaca, dan berdampak terhadap kesehatan manusia. Meskipun beberapa penelitian telah dilakukan pada daerah tropis, penelitian pada daerah Kawasan Metropolitan Jakarta diklasifikasikan beriklim monsun tropis belum banyak dilakukan. Pemodelan numerik menggunakan berbagai skema untuk mengetahui skema terbaik yang dapat dipergunakan untuk perhitungan intensitas UHI di wilayah monsun tropis sangat diperlukan. Perubahan pola cuaca sinoptik/iklim, urbanisasi, maupun tingkat perkotaan harus dipertimbangan, karena jika hanya mengandalkan data dari stasiun cuaca, kondisi UHI mungkin tetap konstan atau mungkin menurun saat iklim latar menghangat. Penggunaan data guna lahan/tutupan lahan terbaru, dan analisa mekanisme fisik UHI dapat membantu dalam menentukan prioritas mitigasi yang dapat dilakukan pada suatu area. Upaya mitigasi panas di perdesaan dan pinggiran kota mungkin menjadi hal yang lebih penting daripada yang diperkirakan sebelumnya. Tujuan penelitian ini adalah (1) menganalisis perubahan tata guna dan tutupan lahan (landuse landcover, LULC) dan pengaruhnya terhadap kondisi cuaca di Metropolitan Jakarta; (2) menerangkan hubungan karakter fisik dengan keseimbangan energi permukaan yang mempengaruhi iklim perkotaan; (3) memetakan intensitas UHI serta menganalisis implikasi perubahan tata guna lahan secara spasial dan temporal; dan (4) menganalisis pengaruh skenario pemodelan terhadap intensitas UHI, diantaranya dengan meningkatkan albedo, dan kemungkinannya sebagai strategi mitigasi yang dapat mereduksi intensitas UHI. Metode yang akan digunakan dalam penelitian ini menggunakan simulasi model cuaca numerik non-hidrostatik dan pendekatan statistik. Tahap pertama, mempertegas bahwa UHI di Metropolitan Jakarta terjadi karena adanya perubahan LULC. Pada tahap ini dilakukan simulasi menggunakan model Weather Research and Forecasting (WRF) digabung dengan skema urban. Data tutupan lahan yang dipergunakan adalah MODIS default dan MODIS 2017, dengan periode simulasi dipilih bulan Mei 2017. Perbandingan antara dataset LULC lama dan baru mengungkapkan efek urbanisasi dimana kawasan pinggiran kota terus berkembang, mengubah lahan bervegetasi menjadi lahan terbangun dan berpengaruh terhadap kondisi atmosfer. Hasil simulasi parameter cuaca yang dievaluasi terhadap data in-situ yang diukur oleh stasiun BMKG untuk wilayah Jakarta dan sekitarnya menunjukkan bahwa skema urban Bulk, Single-layer Urban Canopy Modul (UCM), maupun modul multi-layer (Building Effect Parameterization (BEP), dan Building Energy Model (BEM) dapat menangkap variasi diurnal dari parameter cuaca. Dalam kasus ini skema UCM memberi galat terkecil dan memberikan hasil yang lebih baik dalam memprediksi cuaca perkotaan, khususnya suhu udara (T2m). Penelitian ini menggunaan resolusi spasial, parameterisasi fisik dan skenario urban yang lebih baik dalam simulasi cuaca perkotaan di daerah monsun tropis. Hal ini dapat diterapkan sehingga diperoleh hasil prakiraan yang lebih akurat. Tahap kedua, memahami tentang mekanisme fisik yang mengontrol UHI di Metropolitan Jakarta. Melalui analisa berbasis mikrometeorologi tentang keseimbangan energi permukaan diketahui bahwa energi radiasi di perkotaan (urban) lebih tinggi dari perdesaan (rural). Pengaruh morfologi urban terlihat dari nilai panas laten yang sangat kecil serta nilai panas sensibel dan panas tersimpan dalam tanah yang lebih besar dibanding rural. Pengaruh LULC signifikan terlihat pada daerah suburban pada saat diterapkan MODIS 2017 yaitu perubahan polanya yang menyerupai urban, menandakan pusat kota yang meluas. Hasil simulasi model WRF yang digabungkan dengan skema urban dan menggunakan model permukaan tanah Noah LSM memperlihatkan nilai albedo perkotaan yang memainkan peran penting pada WRF dalam pemodelan variabel meteorologi permukaan dan dekat permukaan dan berpengaruh terhadap UHI. Tahap ketiga mencakup dua suhu hasil simulasi multi metode, suhu udara (T2m) dan suhu permukaan (LST) yang digunakan untuk menghitung intensitas UHI dan UHI permukaan (SUHI). Dari bagian penelitian ini diketahui karakteristik variasi spasial dan temporal dari UHI di Metropolitan Jakarta. Saat faktor iklim mempengaruhi intensitas UHI, bentuk lahan terbangun akan memberi dampak terhadap luasan daerah yang mengalami UHI. Besaran UHI maksimum pada siang hari MODIS default lebih tinggi dibanding MODIS 2017, demikian juga untuk SUHI maksimum. Sedangkan pada malam hari, UHI dan SUHI maksimum MODIS default lebih rendah dari MODIS 2017. Daerah UHI dan SUHI menggunakan MODIS2017 lebih luas daripada MODIS default, dengan nilai maksimum UHI 3,1 oC dan maksimum SUHI 5,7 oC. Tahap keempat, melihat bagaimana respon UHI/SUHI saat dilakukan simulasi pemodelan yaitu dengan menaikkan albedo pada perkotaan yang berkategori LULC terbangun dengan kepadatan bangunan yang tinggi. Skenario yang dipakai untuk mempelajari penurunan suhu perkotaan akibat peningkatan albedo permukaan perkotaan (yaitu pada atap, dinding, dan jalan). Hasil simulasi menunjukkan bahwa peningkatan albedo tersebut menyebabkan penurunan T2m dan LST di wilayah kota hingga 5 oC, hingga menurunkan intensitas UHI sebesar 0,5 oC dan intensitas SUHI sebesar 1 oC. Luaran model dan analisa yang dilakukan dapat menunjukkan perubahan suhu perkotaan dan menjadi petunjuk bahwa apakah hal tersebut dapat dijadikan strategi untuk menurunkan suhu perkotaan dan menurunkan intensitas UHI. Keseluruhan hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan untuk penilaian dampak pada kehidupan manusia dan lingkungan serta mengidentifikasi tindakan mitigasi dan adaptasi untuk mengurangi efek berbahaya UHI di Metropolitan Jakarta.