| dc.description.abstract | Penelitian sistem konvektif skala-meso (SKM) atau biasa dikenal sebagai mesoscale convective system (MCS) di wilayah Benua Maritim Indonesia (BMI) masih sangat terbatas, namun telah menggali siklus hidup serta karakter umum SKM terjadi di darat dan laut serta evolusi SKM pada saat aktivitas Madden-Julian Oscillation (MJO) dan adanya pengaruh wind shear vertikal. Sejauh ini penelitian tentang SKM yang mengakibatkan curah hujan lebat di BMI belum dilakukan lebih jauh. Dalam penelitian ini digali potensi SKM dalam menghasilkan hujan lebat berpotensi banjir di kawasan Jabodetabek.
Tujuan penelitian ini adalah (i) mendeskripsikan karakter SKM yang menghasilkan hujan lebat berpotensi banjir, (ii) menganalisis struktur kinematika dan dinamika SKM, dan (iii) mengembangkan pemodelan SKM sebagai penduga hujan lebat berpotensi banjir di kawasan Jabodetabek. Penelitian ini mempelajari parameter-parameter SKM sebagai penduga kejadian hujan lebat yang berpotensi banjir di wilayah Jabodetabek pada periode musim hujan Januari – Februari tahun 2013, 2014 dan 2015. Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data citra satelit inframerah Multi-functional Transport Satellite (MTSAT) untuk mendeteksi adanya SKM. Data curah hujan per 3-jam dari 6 stasiun sekitar Jabodetabek digunakan untuk mengkonfirmasi curah hujan lebat dan untuk menghitung persamaan ambang batas curah hujan lebat berpotensi banjir. Selanjutnya data radiosonde (rason) profil vertikal yang diperoleh dari Stasiun Meteorologi Cengkareng digunakan untuk identifikasi kondisi atmosfer menjelang tumbuhnya SKM pada saat terjadi hujan lebat. Selain itu data reanalisis JRA55 digunakan juga untuk melihat kondisi lapisan atmosfer secara spasial.
Tahap pertama adalah identifikasi SKM menggunakan algoritma algoritma “Grab ‘em, Tag ‘em, Graph ‘em” (GTG) yang berbasis teori graf. Kriteria black-body temperature (TBB) yang digunakan dalam penelitian ini adalah TBB ≤ 210 210 K dengan ukuran minimum 2.000 km2. Kriteria tersebut digunakan karena awan konvektif yang menghasilkan hujan lebat di wilayah tropis biasanya merupakan awan yang tumbuh tinggi menjulang ke atas dan mempunyai ukuran yang tidak telalu besar. Selanjutnya ambang batas curah hujan per 3 jam tersebut digunakan sebagai indikator adanya SKM di kawasan Jabodetabek. Secara umum karakteristik MCS di sekitar Jabodetabek mempunyai perbedaan dengan lintang menengah (mid-latitude), yaitu MCS cenderung mempunyai ukuran lebih kecil. Hal ini ditandai dengan adanya awan yang menjulang tinggi ke atas hingga ketinggian 14 km.
Tahap kedua melakukan analisis statistik untuk mengidentifikasi karakter SKM di wilayah Jabodetabek. SKM dengan ukuran kecil dengan ukuran maksimum < 50.000 km2 merupakan karakteristik umum di Jabodetabek. Hujan lebat berpotensi banjir pada umumnya terjadi pada pagi hari antara pukul 23:00 – 10:00 WIB. Hasil yang diperoleh menjelaskan adanya pengaruh kondisi atmosfer terhadap pertumbuhan SKM yang diperkuat adanya aliran pasokan uap air yang
masuk dari Samudera Hindia dan Laut Jawa. Dalam penelitian ini diperkenalkan kategori baru SKM di Jabodetabek yaitu TBB ≤ 210 K dengan luas area ≥ 2.000 km2, jika eksentrisitas ≥ 0,7 disebut sebagai deep circular convective system (DCCS) dan jika eksentrisitas < 0,7 disebut sebagai deep elongated convective system (DECS). Terdapat 5 SKM yang digolongkan sebagai DCCS dan 8 SKM yang digolongkan sebagai DECS.
Tahap ketiga menganalisis struktur kinematika dan dinamika SKM terkait dengan hujan lebat di Jabodetabek. Pergerakan SKM pada umumnya mengarah dari Barat ke Timur, menunjukkan adanya pengaruh monsoon (muson) pada perambatan SKM tersebut. Kecepatan gerak SKM yang kecil mampu memodulasi hujan lebat secara signifikan. Terdapat perbedaan kecepatan angin (terutama angin zonal) di atas dan di bawah ketinggian 2 km pada saat munculnya SKM. Kecepatan angin saat munculnya SKM di bawah 2 km lebih lemah sedangkan di atas 2 km lebih kuat dibandingkan dengan kecepatan angin rata-ratanya. Selain itu kandungan uap air di atmosfer (theta-e dan kelembaban relatif) pada saat munculnya SKM antara lapisan 2 – 6 km lebih tinggi dibandingkan dengan rata-ratanya.
Tahap keempat melakukan pengembangan model SKM sebagai penduga hujan lebat berpotensi banjir. Untuk itu dilakukan dua pendekatan model yaitu model statistik dan model numerik. Pemodelan statistik yang menggunakan penduga parameter dan indeks stabilitas atmosfer untuk merepresentasikan aktivitas SKM. Maksud dilakukannya pemodelan statistik tersebut adalah untuk menguji apakah parameter dan indeks stabilitas atmosfer tersebut mampu menghasilkan prediksi curah hujan yang akurat atau tidak. Hasil pemodelan statistik terbaik baik regresi lag berganda maupun regresi komponen utama mempunyai koefisien korelasi hampir 0,5 dan RMSE 15 mm, sedangkan model ARIMAX terbaik mempunyai koefisien korelasi 0,3 dan RMSE 16 mm. Hasil tersebut masih jauh dari harapan untuk memprediksi kejadian hujan lebat secara akurat. Namun kedua model statistik (regresi lag berganda dan regresi komponen utama) mampu menangkap pola puncak curah hujan, meskipun tidak seluruhnya.
Selain pemodelan statistik dalam penelitian ini juga dilakukan uji pemodelan numerik menggunakan weather research forecasting (WRF). Simulasi dilakukan dengan kombinasi 4 kondisi awal dan 5 skema parameter cumulus yang berbeda, sehingga diperoleh 20 kombinasi skenario yang berbeda. Maksud dilakukannya simulasi tersebut adalah untuk menguji apakah skenario model WRF tersebut mampu menangkap pola kemunculan SKM atau tidak. Secara umum hasil keluaran model menunjukkan adanya pola puncak curah hujan yang tertangkap oleh model WRF, meskipun ada beberapa skenario yang menunjukkan waktunya tidak tepat (maju atau mundur). Demikian juga dengan profil vertikal komponen atmosfer (angin, mixing ratio dan theta-e) secara umum mempunyai pola yang mendekati observasi, meskipun ada perbedaan yang relatif kecil. Struktur vertikal reflektivitas hasil luaran model WRF menangkap pola struktur sistem konvektif, meskipun tidak sama waktu tumbuhnya dibandingkan dengan observasi. | id |
