Analisis Spasial Komponen Neraca Air Terdistribusi dengan Pendekatan Berbasis Grid pada Fase ENSO di Pulau Jawa - Bali

Abstract

Variabilitas iklim ENSO memengaruhi pola curah hujan di wilayah tropis dan berpotensi mengubah keseimbangan komponen neraca air. Pulau Jawa–Bali memiliki kepadatan penduduk dan kebutuhan air yang tinggi sehingga perubahan neraca air menjadi isu penting dalam pengelolaan sumber daya air. Penelitian ini bertujuan menganalisis pola spasial komponen neraca air serta mengidentifikasi komponen dominan pada berbagai fase ENSO di wilayah Jawa–Bali. Analisis dilakukan menggunakan pendekatan neraca air terdistribusi berbasis SIG dengan resolusi spasial 5 km × 5 km. Curah hujan netto dihitung menggunakan metode RS-Gash, evapotranspirasi aktual menggunakan produk MOD16A2GF, limpasan permukaan menggunakan metode SCS-CN, dan perubahan simpanan air dihitung sebagai residu neraca air. Hasil penelitian menunjukkan bahwa curah hujan netto pada fase La Niña berkisar 2.054–3.031 mm/tahun dan menurun menjadi 1.505–2.118 mm/tahun pada fase El Niño. Peningkatan curah hujan pada fase La Niña diikuti oleh peningkatan limpasan permukaan dan perubahan simpanan air, sedangkan evapotranspirasi aktual relatif stabil. Analisis spatial Principal Component Analysis (sPCA) menunjukkan komponen utama pertama menjelaskan lebih dari 50% variansi spasial neraca air, dengan curah hujan netto sebagai komponen dominan pembentuk pola neraca air di Jawa–Bali. Temuan ini penting untuk mendukung perencanaan pengelolaan sumber daya air yang adaptif terhadap variabilitas iklim.

ENSO climate variability affects rainfall patterns in tropical regions and has the potential to alter the balance of water balance components. The Java–Bali islands have high population density and water demand, making changes in the water balance an important issue in water resource management. This study aims to analyze the spatial patterns of water balance components and to identify the dominant components during various ENSO phases in the Java–Bali region. The analysis was conducted using a distributed water balance approach based on GIS with a spatial resolution of 5 km × 5 km. Effective rainfall was calculated using the RS-Gash method, actual evapotranspiration using the MOD16A2GF product, surface runoff using the SCS-CN method, and water storage changes were calculated as the water balance residual. The results showed that effective rainfall during the La Niña phase ranged from 2,054–3,031 mm/year and decreased to 1,505–2,118 mm/year during the El Niño phase. The increase in rainfall during the La Niña phase is followed by an increase in surface runoff and changes in water storage, while actual evapotranspiration remains relatively stable. Spatial Principal Component Analysis (sPCA) shows that the first principal component explains more than 50% of the spatial variance of the water balance, with effective rainfall as the dominant component shaping the water balance pattern in Java–Bali. These findings are important for supporting water resource management planning that is adaptive to climate variability.