Estimasi Ketinggian Planetary Boundary Layer Indonesia Menggunakan Data Ecmwf Interim Reanalysis

Abstract

Planetary Boundary Layer (PBL) merupakan lapisan terendah dari troposfer yang mendapat pengaruh secara langsung dari permukaan bumi, lapisan ini memiliki peranan penting dalam iklim, cuaca dan kualitas udara. Struktur PBL yang sangat kompleks dan berubah-ubah terhadap waktu menyebabkan PBL sangat sukar untuk diobservasi dari luar angkasa. Salah satu parameter yang paling relevan dan fundamental untuk diselidiki adalah ketinggian PBL. Ketinggian PBL dapat diestimasi melalui analisis profil vertikal atmosfer, seperti profil vertikal suhu, turbulensi dan komposisi atmosfer. Dalam penelitian ini ketinggian PBL di Indonesia diestimasi menggunakan tujuh metode gradien berdasarkan profil vertikal kelembaban relatif (RH), suhu virtual (Tv), suhu potensial (ϴ), suhu potensial virtual (ϴv), kelembaban spesifik (q), indeks refraktivitas atmosfer (N), dan kecepatan angin (V), yang diperoleh dari data ECMWF Interim Reanalysis selama enam bulan di wilayah 10oLU–10oLS, 90oBT –150oBT dengan resolusi spasial 2,5o x 2,5o. Hasil analisis menunjukkan bahwa beberapa metode menghasilkan ketinggian yang hampir sama untuk tempat dan waktu tertentu seperti pada wilayah 2,5oLU 92,5oBT dan 5oLS 140oBT. Metode gradien q dan N konsisten lebih rendah sedangkan metode gradien ϴv konsisten lebih tinggi bila dibandingkan dengan metode gradien lainnya. Untuk menguji ketahanan dan ketidakpastian parametrik dan struktural dari hasil estimasi ketinggian PBL di Indonesia menggunakan tujuh metode gradien, lima uji statisistik digunakan yaitu uji Student’s t, uji F, uji korelasi linear Pearson, uji korelasi Spearman Rank, dan uji Kolmogorov Smirnov. Ditemukan bahwa terdapat hubungan korelasi yang signifikan antar ketujuh metode gradien yang dibandingkan, serta terdapat pula perbedaan yang signifikan secara statistik antar ketujuh metode gradien. Rata-rata perbedaan ketinggian PBL ratusan hingga ribuan meter menunjukkan bahwa estimasi ketinggian PBL di Indonesia memiliki ketidakpastian struktural. Hasil uji statistik menunjukkan pula bahwa metode gradien RH merupakan metode yang baik untuk mengestimasi ketinggian PBL di Indonesia. Estimasi ketinggian PBL dibagi berdasarkan variasi bulanan dan variasi diurnal. Ditemukan bahwa terdapat variasi bulanan dan harian yang tinggi di wilayah daratan bila dibandingkan dengan wilayah lautan yang relatif lebih konstan. Ketinggian PBL di Indonesia menggunakan metode gradien RH sekitar 2100 m – 4324 m selama siang hari dan pada malam hari ketinggian PBL berada di bawah 2900 m. Di atas lautan, PBL pada saat siang hari ditemukan pada ketinggian 1100 m – 2100 m dan relatif konstan pada malam dan dini hari. Kata