Pola Trajectory Lintas Batas PM2.5 di Lapisan Troposfer Bawah (Studi Kasus: Jabodetabek)

Abstract

PM2.5 merupakan jenis polutan yang dijadikan indikator kualitas udara yang memiliki ukuran <2,5 ???? dan dapat bergerak melewati batas-batas administrasi suatu wilayah tertentu. Sumber emisi PM2.5 dapat berasal dari sumber emisi lokal maupun sumber emisi lintas batas. Hal ini dipengaruhi oleh ketinggian sumber emisi dan faktor meteorologi. DKI Jakarta menjadi wilayah yang sering mendapat isu pencemaran udara. Oleh karena itu, diperlukan pengelolaan kualitas udara di daerah tersebut. Namun, informasi mengenai kontribusi sumber emisi antar wilayah masih terbatas. Oleh karena itu, perlu dilakukan pemodelan trajectory polutan yang dapat membantu menganalisis potensi kontribusi sumber emisi antar wilayah pada berbagai lapisan udara. Penelitian ini bertujuan untuk 1) menganalisis pola trajectory lintas batas (transboundary) polutan PM2.5 dan 2) melakukan estimasi kontribusi emisi terhadap kualitas udara wilayah DKI Jakarta tahun 2024 pada berbagai ketinggian udara di lapisan troposfer bawah.

Analisis fluktuasi konsentrasi PM2.5 DKI Jakarta tahun 2024 dilakukan menggunakan Microsoft Excel. Analisis konsentrasi PM2.5 juga dilakukan pada periode tidak ada hujan (curah hujan kurang dari 1 mm). Data konsentrasi PM2.5 pada periode tidak ada hujan dianalisis lebih lanjut pada musim hujan (Januari dan Februari), musim kemarau (Juli dan Agustus), dan musim peralihan (September). Analisis potensi sumber emisi lokal dilakukan menggunakan data arah dan kecepatan angin serta konsentrasi PM2.5 menggunakan polar plot di RStudio. Analisis potensi sumber emisi antar wilayah dilakukan menggunakan data konsentrasi PM2.5 periode tidak ada hujan dan data meteorologi GDAS1. Analisis ini dilakukan menggunakan pemodelan Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory Concentration Weighted Trajectory (HYSPLIT CWT) untuk menunjukkan daerah yang berkontribusi terhadap konsentrasi PM2.5 di DKI Jakarta.

Hasil analisis menunjukkan saat terjadi angin muson barat, aliran udara yang bergerak menuju DKI1-DKI5 cenderung bergerak lurus dari arah barat. Sementara saat terjadi angin muson timur, aliran udara yang bergerak menuju DKI1-DKI5 cenderung memiliki lengkungan di arah utara Jakarta. Pada saat terjadi angin muson barat, aliran udara yang bergerak menuju DKI1-DKI5 pada ketinggian 15, 50, 100, dan 200 magl memiliki arah dominan yang sama antar lapisan. Sementara pada saat terjadi angin muson timur, aliran udara yang bergerak menuju DKI1-DKI5 memiliki arah dominan yang sama pada ketinggian 15, 50, dan 100 magl, tetapi terdapat perbedaan arah lintasan pada lapisan 200 magl. Estimasi kontribusi emisi PM2.5 antar wilayah di musim hujan berada dikisaran 5-40 ????/??3. Sementara estimasi kontribusi emisi PM2.5 antar wilayah di musim kemarau berada dikisaran 30 ????/??3 hingga lebih dari 55 ????/??3.

PM2.5 is a type of pollutant used as an indicator of air quality that is <2.5 ???? and can move across the administrative boundaries of a particular region. Sources of PM2.5 emissions can originate from local sources or cross-border sources. Meteorological factors, along with the source's emission height, exert an influence on this. DKI Jakarta is an area that often experiences air pollution issues. Therefore, air quality management is needed in this area. However, information on the contribution of emission sources between regions is still limited. Therefore, it is necessary to model pollutant trajectories that can help analyze the potential contribution of emission sources between regions at various air layers. This study aims to 1) analyze the transboundary trajectory patterns of PM2.5 pollutants and 2) estimate the contribution of emissions to air quality in DKI Jakarta in 2024 at various heights in the lower troposphere.

The analysis of PM2.5 concentration fluctuations in DKI Jakarta in 2024 was conducted using Microsoft Excel. The analysis of PM2.5 concentrations was also conducted during non-rainfall periods (rainfall less than 1 mm). PM2.5 concentration data during non-rainfall periods were further analyzed during the rainy season (January and February), dry season (July and August), and transition season (September). The analysis of potential local emission sources was conducted using wind direction and wind speed data as well as PM2.5 concentration data using polar plots in RStudio. The analysis of potential inter-regional emission sources was conducted using PM2.5 concentration data during non-rainfall periods and GDAS1 meteorological data. This analysis was conducted using Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory Concentration Weighted Trajectory (HYSPLIT CWT) modeling to identify areas contributing to PM2.5 concentrations in DKI Jakarta.

The analysis results show that during the west monsoon, airflow moving towards DKI1-DKI5 tends to move straight from the west. Meanwhile, during the east monsoon, airflow moving towards DKI1-DKI5 tends to curve north of Jakarta. During the west monsoon, airflow moving towards DKI1-DKI5 at altitudes of 15, 50, 100, and 200 magl has the same dominant direction across all layers. Meanwhile, during the east monsoon, airflow moving towards DKI1-DKI5 has the same dominant direction at altitudes of 15, 50, and 100 magl, but there is a difference in the direction of the trajectory at the 200 magl layer. The estimated contribution of PM2.5 emissions between regions in the rainy season is in the range of 5-40 ????/??3. Meanwhile, the estimated contribution of PM2.5 emissions between regions in the dry season ranges from 30 ????/??3 to more than 55 ????/??3.