ANALISIS KEJADIAN CUACA EKSTRIM DI WILAYAH SUMATERA UTARA BERDASARKAN INDEKS PERINGATAN DINI

ANALISIS KEJADIAN CUACA EKSTRIM DI WILAYAH SUMATERA UTARA BERDASARKAN INDEKS PERINGATAN DINI

  TESIS

  Oleh THAHIR DANIEL F. HUTAPEA 107026012/FIS

  

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2012

ANALISIS KEJADIAN CUACA EKSTRIM DI WILAYAH SUMATERA UTARA BERDASARKAN INDEKS PERINGATAN DINI

  TESIS Diajukan sebagai salah satu syarat Untuk Memperoleh gelar Magister Sains Dalam Program Studi Magister Ilmu Fisika pada Program Pascasarjana

  Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara

  Oleh THAHIR DANIEL F. HUTAPEA

  107026012/FIS

PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

  

PENGESAHAN

  Judul Tesis : ANALISIS KEJADIAN CUACA

  EKSTRIM DIWILAYAH SUMATERA UTARA BERDASARKAN INDEKS PERINGATAN DINI

  Nama Mahasiswa : THAHIR DANIEL F. HUTAPEA Nomor Induk Mahasiswa : 107026012 Program Studi : Magister Fisika Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

  Universitas Sumatera Utara Menyetujui

  Komisi Pembimbing Prof. Dr. Muhammad Zarlis, MSc Dr. Mester Sitepu, MSc. M.Phill Ketua Anggota Ketua Program Studi, Dekan Dr. Nasrudin MN, M.Eng,Sc Dr. Sutarman, M.Sc NIP. 195507061981021002 NIP. 196310261991031001

  

PERNYATAAN ORISINALITAS

ANALISIS KEJADIAN CUACA EKSTRIM

DIWILAYAH SUMATERA UTARA

BERDASARKAN INDEKS PERINGATAN DINI

TESIS

  Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui bahwa semua karya tesis ini adalah hasil karya saya sendiri kecuali kutipan dari ringkasan yang tiap satuannya dijelaskan sumbernya dengan benar.

  Medan, November 2012 Thahir Daniel Foreigner Hutapea

  NIM. 10 70 26 012

  

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

  Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertandatangan dibawah ini: Nama : Thahir Daniel Forigner Hutapea NIM : 107026012 Program Studi : Magister Ilmu Fisika Jenis Karya Ilmiah : Tesis

  Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non Ekcelisive

  Royalty Free Right ) atas Tesis saya yang berjudul:

ANALISIS KEJADIAN CUACA EKSTRIM

DIWILAYAH SUMATERA UTARA

BERDASARKAN INDEKS PERINGATAN DINI

  Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non- Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengolah dalam bentuk data base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin saya selama mencantumkan nama saya sebagai penulis dan pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.

  Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

  Medan, November 2012 Thahir Daniel Foreigner Hutapea

  NIM. 10 70 26 012

  Telah diuji pada Tanggal : 8 November 2012 Panitia Penguji Tesis Ketua : Prof. Dr. Muhammad Zarlis, M.Sc Anggota : 1. Dr. Mester Sitepu, M.Sc, M.Phill

   2. Dr. Anwar Dharma Sembiring, M.S

   3. Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc

   4. Drs. Nasir Saleh, M.Eng.Sc

  

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

  Nama Lengkap berikut Gelar : Thahir Daniel Foreigner Hutapea, ST Tempat dan Tanggal Lahir : Medan, 10 Januari 1984 Alamat Rumah : Jln. K.H. Wahid Hasyim No. 2A/53 Medan Instansi Tempat Bekerja : Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Stasiun Meteorologi Klas I Polonia Medan Alamat Kantor : Komp. Bandar Udara Polonia Medan Telepon/Faks : 08116121611 E-mail :

DATA PENDIDIKAN

  SD : SD KATOLIK RK MAKMUR Tamat : 1995 SMP : SMP SWASTA KATOLIK BUDI MURNI 3 Medan Tamat : 1998 SMA : SMAN 4 MEDAN Tamat : 2001 Diploma- 3 : AKADEMI METEOROLOGI DAN GEOFISIKA Tamat : 2006 JAKARTA Strata- 1 : UNIVERSITAS PANCA BUDI MEDAN Tamat : 2009

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yesus Kristus karena atas segala kasih dan karunianya yang telah memberikan kesehatan dan kesempatan sehingga tesis ini dapat di selesaikan.

  Dengan selesainya tesis ini, penulis mengucapkan terima kasih sebesar- besarnya kepada : Bapak Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof Dr. dr. Syahril

  Pasaribu, DTM&H, M.Sc (CTM), Sp. A(K) yang telah memberi kesempatan

  kepada kami untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan program Magister Sains.

  Bapak Dr. Sutarman, M.sc, sebagai Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Bapak Dr. Nasrudin MN, M.Eng,Sc sebagai Ketua Program Studi Magister Ilmu Fisika, Bapak Dr. Anwar Dharma Sembiring,

  M.S, Sekertaris Program Studi Magister Ilmu Fisika, beserta seluruh staf pengajar pada Program Studi Magister Ilmu Fisika Universitas Sumatera Utara.

  Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan yang setinggi-tingginya kami ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis, M.Sc, selaku Pembimbing Utama yang dengan penuh perhatian telah memberikan dorongan dan bimbingan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini, demikian juga kepada Bapak Dr. Mester Sitepu, M.Sc, M.Phill, selaku Pembimbing Lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing kami hingga selesainya penelitian ini.

  Kepada kedua orang tua saya, Bapak Ir. S.Gito Hutapea dan Mama Rosphyta Siagian, terimakasih untuk semua dukungan yang telah di berikan, baik itu doa, dukungan moril dan materil yang telah banyak diberikan dalam menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Magister Ilmu Fisika Universitas Sumatera Utara. Kepada kakak-kakak dan abang ku, Sondang Juli Indah Hutapea,SE, Rio Sudarso Hutapea, Theresia Mei Mahda Hutapea, SP, MM, terimakasih buat dukungan doa dan semangat serta bantuan-bantuan yang telah diberikan dalam menyelesaikan tesis ini dengan baik. Dan kepada yang teristimewa Nevi Dwitya Purba, SE, terimakasih untuk segala doa, cinta, dukungan, semangat dan bantuannya dalam pengerjaan tesis ini.

  Kepada sehabat-sahabat ku Ferdika Amsal Harapan Purba, Vincentius Andi M. K., Martha R. Manurung yang telah memberikan bantuan dan doa dalam menyelesaikan tesis ini. Kawan-kawan Program Studi Magister Ilmu Fisika Universitas Sumatera Utara angkatan 2010 yang telah bersama-sama menjalani pendidikan. Pegawai Administrasi Program Studi Magister Fisika USU medan yang telah banyak memberikan bantuan selama penulis menempuh pendidikan, dan berbagai pihak yang banyak membantu kami yang tidak bisa di sebutkan satu persatu.

  Dengan segala kerendahan hati, tulisan ini masih mempunyai kekurangan, namun penulis berharap dapat memberikan manfaat sebagai bahan referensi dan untuk keperluan pengembangan ilmu pengetahuan.

  Penulis, Thahir Daniel Foreigner Hutapea

  

ANALISIS KEJADIAN CUACA EKSTRIM

DIWILAYAH SUMATERA UTARA

BERDASARKAN INDEKS PERINGATAN DINI

ABSTRAK

  Provinsi Sumatera Utara adalah salah satu provinsi yang berada di Pulau Sumatera dengan posisi 1°-4° Lintang Utara dan 98°-100° Bujur Timur.Letak geografis Sumatera Utara sangat unik dimana diapit oleh dua perairan yaitu: Selat Malaka dan Samudera Hindia serta dilalui pegunungan bukit barisan yang membentang dari utara hingga selatan. Kondisi ini menyebabkan Cuaca, Musim dan Iklimnya dipengaruhi oleh sirkulasi atmosfer global, regional dan lokal, seperti sirkulasi Utara-Selatan (Hadley), Sirkulasi Barat-Timur (Walker) dan sistem angin lokal. Wilayah Sumatera Utara dilanda beberapa peristiwa bencana baik itu bencana banjir, angin kencang, Petir dan Suhu yang tinggi. Dari hasil penelitian ini didapatkan Variabel suhu permukaan laut dan Tekanan permukaan laut di wilayah A (laut cina Selatan), Wilayah B ( Selat malaka), Wilayah C ( Pantai Barat Sumatera), Variabel OLR, Zonal dan Meridional wind, mempengaruhi pembentukan cuaca ekstrim di wilayah Sumatera Utara. Dari hasil penelitian ini di peroleh indeks peringatan dini di wilayah Sumatra Utara. Dari indeks yang dihasilkan diharapkan masyarakat dapat mempersiapkan diri sebelum kejadian cuaca ekstrim khususnya kejadian banjir untuk mengurangi dampak jatuhnya korban.

  Kata Kunci : Cuaca Ekstrim, Suhu muka laut, Tekanan permukaan laut, OLR, Indeks peringatan dini.

ANALYSIS OF THE OCCURANCE OF EXTREME WEATHER

  

IN NORTH SUMATRA

BASED ON THE EARLY WARNING INDEX

Abstract

  North Sumatera, one of the provinces in Sumatera Island lies between 1°-4° North Latitude and 98°-100° East longitude. The position of North Sumatera is unique where it is flanked by two waters which are Malacca Strait and Indian Ocean. It is also passed by Bukit Barisan from north to south. This condition makes the weather, season, and climate influenced by atmosphere circulation: globally, regionally and locally such as North-South circulation (Hadley), West- East circulation (Walker) and local wind system. North Sumatera area is attacked by several disaster such as flood, bluster, thunderclap and extreme temperature. The result of research is found several variable which are sea level temperature and sea level pressure in A area ( South China Sea), B area ( Malacca strait), C area (Sumatera West Coast), OLR, Zonal and Meridional Wind, influence the formation of extreme weather in North Sumatera Area. From this research, we will get the early warning index for the extreme weather phenomenon for North Sumatera area. In the index result, we expect the community can prepare themselves to face the extreme weather condition especially flood to reduce the impact of extreme weather (flood) victims.

  Key Words : Extreme Weather, Sea Surface Temperature, Sea Surface Pressure, OLR, Early Warning Index.

  DAFTAR ISI

  Halaman

  KATA PENGANTAR .................................................................................... i ABSTRAK ...................................................................................................... iii DAFTAR ISI .................................................................................................. . v DAFTAR TABEL ......................................................................................... . vii DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... . viii DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. . x

  BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................. .. 1

  1.1 Latar Belakang .................................................................................... .. 1

  1.2 Perumusan Masalah ............................................................................ .. 4

  1.3 Batasan Masalah.................................................................................. .. 5

  1.4 Tujuan Penelitian ................................................................................ .. 5

  1.5 Manfaat Penelitian .............................................................................. .. 5

  BAB II. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................. . 7

  2.1 Curah Hujan ........................................................................................ . 7

  2.1.1. Pengertian Hujan ...................................................................... . 7

  2.1.2. Curah Hujan di Indonesia ........................................................ . 7

  2.2. Sirkulasi Atmosfer .............................................................................. .13

  2.2.1 Gerak Fluida Atmosfer ............................................................... .13

  2.2.2.Sistem Angin ............................................................................. . 14

  2.2.3 Fantor Terjadinya Angin ........................................................... . 18

  2.2.4 Jenis-jenis Angin ....................................................................... . 18

  2.2.5 Alat Ukur Angin ........................................................................ . 25 2.3.

   Sea Surface Temperature (SST) ........................................................ . 25

  2.4. Karakteristik Hujan ........................................................................... . 27

  2.5. Interaksi Antara Suhu Permukaan Laut dengan Hujan ..................... . 28

  2.6. Outgoing Longwave Radiation (OLR) .............................................. . 28

  2.7. Cuaca Ekstrim ................................................................................... . 29

  2.8. Peringatan Dini.................................................................................. . 30

  2.9. GrADS (Grid Analysis and Display System...................................... . 30

  2.10. Konsep Operasi Dasar GrADS ....................................................... . 30

  BAB III. METODE PENELITIAN............................................................... 32

  3.1 Wilayah Penelitian .............................................................................. . 32

  3.2 Alat dan Bahan .................................................................................... . 32

  3.3 Variabel yang Diamati ........................................................................ . 33

  3.4 Data ..................................................................................................... . 33

  3.5 Rancangan Penelitian .......................................................................... . 34

  3.5.1 Pengumpulan Data Sea Surface Temperature (SST), OLR,

  Sea Level Preasure dan pola angin.......................................... 34

  3.5.2 Pengolahan Dan Analisis Data................................................. 36

  BAB IV. ANALISIS DAN PEMBAHASAN……………………………..... 44

  4.1 Hasil Penelitian ................................................................................... . 44

  4.1.1. Analisis Hasil Penelitian Perkejadian Cuaca Ekstrim Tahun 2011 ............................................................................. . 44

  4.1.1.1Analisis Kejadian Tanggal 1 April 2011 ............................ . 44

  4.1.1.1.1. Analisis Anomali OLR .......................................... . 45

  4.1.1.1.2. Analisis Anomali Sea Surface Temperature ......... . 46

  4.1.1.1.3. Analisis Anomali Sea Level Preasure................... . 47

  4.1.1.1.4. Analisis Pola Angin .............................................. . 47

  4.1.1.1.5. Analisis Curah Hujan ............................................ . 48

  4.1.1.2 Analisis Kejadian Tanggal 19 April 2011 ......................... . 50

  4.1.1.2.1. Analisis Anomali OLR .......................................... . 51

  4.1.1.2.2 Analisis Anomali Sea Surface Temperature ......... . 51

  4.1.1.2.3 Analisis Anomali Sea Level Preasure................... . 52

  4.1.1.2.4 Analisis Pola Angin .............................................. . 52

  4.1.1.2.5 Analisis Curah Hujan ............................................ . 53

  4.1.1.3 Analisis Kejadian Tanggal 14 September 2011 ................ . 54

  4.1.1.3.1 Analisis Anomali OLR .......................................... . 55

  4.1.1.3.2 Analisis Anomali Sea Surface Temperature ......... . 56

  4.1.1.3.3 Analisis Anomali Sea Level Preasure................... . 56

  4.1.1.3.4 Analisis Pola Angin .............................................. . 57

  4.1.1.3.5 Analisis Curah Hujan ............................................ . 57

  4.1.1.4 Analisis Kejadian Tanggal 5 Oktober 2011 ...................... . 58

  4.1.1.4.1 Analisis Anomali OLR .......................................... . 60

  4.1.1.4.2 Analisis Anomali Sea Surface Temperature ......... . 60

  4.1.1.4.3 Analisis Anomali Sea Level Preasure................... . 61

  4.1.1.4.4 Analisis Pola Angin .............................................. . 61

  4.1.1.4.5 Analisis Curah Hujan ............................................ . 62

  4.1.1.5 Analisis Kejadian Tanggal 5 November 2011 .................. . 64

  4.1.1.5.1 Analisis Anomali OLR .......................................... . 65

  4.1.1.5.2 Analisis Anomali Sea Surface Temperature ......... . 66

  4.1.1.5.3 Analisis Anomali Sea Level Preasure................... . 66

  4.1.1.5.4 Analisis Pola Angin .............................................. . 67

  4.1.1.5.5 Analisis Curah Hujan ............................................ . 68

  4.2 Pembahasan ......................................................................................... . 69

  4.2.1 Sea Surface Temperature ...................................................... . 69

  4.2.2 OLR ....................................................................................... . 70

  4.2.3 Sea Level Preasure (SLP) ..................................................... . 71

  4.3 Validasi Hasil Penelitian ..................................................................... . 72

  BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ……………………………………. 74

  5.1 Kesimpulan ......................................................................................... . 74

  5.2 Saran .................................................................................................... . 75

  DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... . 76

  DAFTAR TABEL

  Nomor Judul Halaman

Tabel 3.1 Tabel Data Variabel-variabel yang Telah Didapat

  Dalam Format ASCII …….40

Tabel 4.1 Data Nilai Variabel-variabel yang Mempengaruhi

  Cuaca Ekstrim Tanggal 1 April 2011 …….44

Tabel 4.2 Data Nilai Variabel-variabel yang Mempengaruhi

  Cuaca Ekstrim Tanggal 19 April 2011 …….50

Tabel 4.3 Data Nilai Variabel-variabel yang Mempengaruhi

  Cuaca Ekstrim Tanggal 14 September 2011 …….54

Tabel 4.4 Data Nilai Variabel-variabel yang Mempengaruhi

  Cuaca Ekstrim Tanggal 5 Oktober 2011 …….59

Table 4.5 Data Nilai Variabel-variabel yang Mempengaruhi

  Cuaca Ekstrim Tanggal 5 November 2011 …….64

Tabel 4.6 Data Nilai Variabel-variabel yang mempengaruhi

  Cuaca Ekstrim Tanggal 17 Desember 2011 …….72

  ……..62

  ……..50

  Peredaran Tahunan Sea Surface Temperature 1982

  Gambar (gif) Script Membuat Data Olahan Dari Type Net CDF Command Window Pada GrADS Langkah-langkah Menampilkan Variabel-variabel Dalam Satu Tampilan Animasi Variabel-variabel Cuaca Validasi dan Verifikasi Indeks Peringatan Dini Diagram Alir

  ……..26 ……..35 ……..35 ……..36 ……..38 ……..39 ……..39 ……..41 ……..41 ……..42 ……..43

Gambar 4.1 Gambar 4.1 Gambar Anomaly SST,SLP,OLR, U&V

  Wind 27 Maret

Gambar 4.2 Curah Hujan Pos Hujan Binjai Kota

  ……..48

Gambar 4.3 Gambar Anomaly SST,SLP,OLR, U&V Wind 14 AprilGambar 4.4 Curah Hujan Harian Pos Hujan Bange 19 April 2011Gambar 2.11 Terjadinya Angin Fohn

  ……..53

Gambar 4.5 Gambar Anomaly SST,SLP,OLR, U&V Wind 9

  September

Gambar 4.6 Grafik curah hujan harian pos hujan DIPERTA tebing 14 September 2011 .

  ……..57

Gambar 4.7 Gambar 4.7 Gambar Anomaly SST,SLP,OLR, U&V

  Wind 1 Oktober

Gambar 4.8 Grafik Curah Hujan Harian Pos Hujan BBI Murni

  ……..24 Gambar 2.12 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 3.7 Gambar 3.8 Gambar 3.9 Gambar 3.10

  ……..21

  DAFTAR GAMBAR

  ……..11

  Nomor Judul Halaman

Gambar 2.1 Hujan Konvektif

  ……..8

Gambar 2.2 Hujan Orografis

  ……..9

Gambar 2.3 Taraf Cumulus (beginning stage)

  ……..10

Gambar 2.4 Tahap Dewasa (mature stage)Gambar 2.5 Tahap Mati (disspating stage)Gambar 2.10 Pola Dasar Angin Darat dan Angin Laut

  ……..11

Gambar 2.6 Sistem Angin dan Tekanan Terestirl idaman (ideal)

  ……..14

Gambar 2.7 Angin Rata-Rata pada ketinggian 5000 kaki

  ……..16

Gambar 2.8 Gaya Gradien Tekanan Dalam Musim Dingin dan Musim

  Panas ……..19

Gambar 2.9 Bagan Gaya Gravitasional Munson

  ……..19

• – 2007 Pengumpulan Data Analisis Anomali Sea Surface Temperature (SST). Pemilihan Plot Type, Batas Wilayah Plot dan Pembuatan Plot. Menyimpan Hasil Plot Dalam Bentuk File NetCDF Langkah Menampilkan Data NetCDF Dalam Bentuk
• – 6 April 2011. ……..45
• – 24 April 2011.
• – 19 September 2011. ……..55
• – 10 Oktober 2011. ……..59

Nomor Judul Halaman

Gambar 4.9 Gambar Anomaly SST,SLP,OLR, U&V Wind 31

  Oktober

• – 10

  ……..64

Gambar 4.10 Grafik Sea Surface Temperature Kejadian Cuaca Ekstrim

  Tahun 2011 ……..69

Gambar 4.11 Grafik OLR Kejadian Cuaca Ekstrim Tahun 2011

  ……..70

Gambar 4.12 Grafik Sea Level Preasure Setiap Kejadian Cuaca Ekstrim

  Tahun 2011 ……..71