Ketebalan ABL Sebagai Fungsi Spasial

Tabel 1 Perbandingan karakter ABL secara spasial dan temporal Waktu Variabel Karakter Bogor daratan Karawang pantai Pulau Pramuka lautan Siang ketebalan ABL ± 1500 m ± 1200 m ± 450 m stabilitas statis non-lokal unstable kuat unstable sedang unstable lemah kecepatan angin ms 0-4 0-4 0-7 kelembaban udara 60-80 60-80 75 Turbulensi Intensif Intensif Kurang intensif Profil suhu udara SL lapse rate lapse rate Inversi ML lapse rate lapse rate Lapserate titik dasar awan Tinggi Tinggi Rendah entrainment zone ±330 m ±370 m ±440 m waktu transisi Malam ketebalan ABL ± 1450 m ± 1300 m ± 650 m stabilitas statis non-lokal Stable Stable stable lemah kecepatan angin ms 0-4 0-8 0-4 kelembaban udara 80-90 70-90 75 Turbulensi lemahhilang lemahhilang lemahhilang Profil suhu udara SL Inversi Inversi Lapserate SBL lapse rate lapse rate Lapserate titik dasar awan tidak ada tidak ada Rendah entrainment zone - - ±175 m Untuk variabel kecepatan angin secara vertikal antara daratan, pantai, dan wilayah lautan tidak terlalu berbeda jauh. Namun yang membedakan karakter angin antara daratan dan lautan adalah turbulensi. Di wilayah daratan, terutama siang hari, turbulensi sangat intensif shingga profil angin secara vertikal menjadi Chaotic, hal ini di sebabkan oleh kekasapan permukaan daratan, sehingga gaya gesek udara di lapisan udara besar menyebabkan aliran angin menjadi Chaotic. Sedangkan pada wilayah lautan profil vertikal kecepatan angin relatif lebih stabil bersifat laminar, karena pada lautan kekasapan permukaannya relatif kecil. Dari karakter-karakr variabel ABL di atas dapat disimpulkan bahwa ABL bervariasi secara temporal diurnal dan spasial. Dalam jangka waktu yang panjang karakter-karakter ABL ini dapat membentuk suatu pola tertentu. Sehingga dengan memahami salah satu atau beberapa karakter ABL tersebut dalam jangka waktu yang panjang, Analisis tentang ABL ini dapat digunakan sebagai acuan dalam pemodelan atau dapat digunakan untuk memprediksi fenomena cuaca tertentu.

4.4 Ketebalan ABL Sebagai Fungsi Spasial

dan Temporal Karakter ABL yang paling penting untuk diamati adalah ketebalan ABL itu sendiri. Berdasarkan profil vertikal suhu potensial virtual di tiga wilayah kajian secara diurnal didapatkan ketebalan ABL. Ketebalan tersebut diperoleh dengan menggunakan prinsip keridakstabilan statis non-lokal. Nilai yang diperoleh berdasarkan analisa tersebut dicantumkan dalam Tabel 2. Kajian mengenai karakter ABL di Wilayah Bogor, Karawang, dan Pulau Pramuka, parameter utama dalam penentuan karakter ABL adalah ketebalan ABL. Untuk Daerah Bogor ketebalannya rata-rata 1450 m pada siang hari dengan ketebalan stable boundary layer SBL pada malam hari rata-rata 165 m. Kondisi ini terjadi karena Wilayah Indonesia yang merupakan daerah tropis dengan penyinaran matahari maksimum menyebabkan pemanasan yang terjadi di Daerah Bogor juga maksimum terutama pada siang hari. Karakter daratan yang mudah menyerap panas dan mudah melepaskannya menyebabkan permukaan Wilayah Bogor pada siang hari lebih panas dibandingkan udara di atasnya, sehingga kondisi stabilitas atmosfer di Wilayah Bogor pada siang hari cenderung unstable dan mudah mengembang sehingga ketebalan ABL pada siang hari di Daerah Bogor lebih besar dibandingkan dengan lautan ataupun daerah pantai. Wilayah Pulau Pramuka ketebalan ABL cenderung lebih kecil, rata-rata pada siang hari hanya sekitar 433 m, begitu pula ketebalan SBL pada ABL di lautan ketebalnnya relatif lebih kecil dibandingkan dengan di daratan, yaitu hanya sekitar 40 m. Kondisi ini disebabkan karena perbedaan antara suhu udara diatas laut dan permukaan laut relatif kecil sehingga gaya apung di atas permukaan relatif lemah. Tetapi kandungan uap air di atas permukaan laut sangat tinggi terutama untuk daerah tropis dengan intensitas Tabel 2 Rata-Rata Nilai Ketebalan ABL di Tiga Wilayah Kajian. Pukul Stasiun Pengamatan Ketebalan ABL m Ketebalan Jenis Wilayah ML m SBL m RL m 1:00 Pulau Pramuka 46.6 46.6 610.5 Lautan 4:00 46.6 46.6 698.2 7:00 42.5 42.5 610.1 10:00 435.3 435.3 13:00 449.6 449.6 16:00 414.7 414.7 19:00 33.6 33.6 390.6 22:00 33.4 33.4 601.6 rata-rata ketebalan ABL m siang 433.2 malam 40.54 1:00 Karawang 240.1 240.1 1013 Daerah pantai daratan yang berbatasan langsung dengan laut 4:00 187.3 187.3 1293.4 7:00 245.2 245.2 1104.9 10:00 1407 493.9 330.9 582.3 13:00 916.2 916.2 16:00 986 986 19:00 1325.2 598 270.3 456.8 22:00 311.25 311.25 906 rata-rata ketebalan ABL m siang 1158.6 malam 246.0 1:00 Bogor 138.4 138.4 1302.1 Daratan pedalaman 4:00 27.9 27.9 1459.6 7:00 95.4 95.4 1197.4 10:00 1490.8 756.2 286.2 448.5 13:00 1538.6 1538.6 16:00 1322 1322 19:00 234.5 234.5 1302.5 22:00 329.7 392.7 1137 rata-rata ketebalan ABL m siang 1450.5 malam 165.18 radiasi matahari yang tinggi menyebabkan intensif-nya pembentukan awan di atas permukaan laut. Lemahnya gaya apung dan tingginya kelembaban menyebabkan rendahnya titik dasar awan di wilayah lautan. Titik dasar awan yang merupakan daerah batas ABL di lautan relatif rendah dan intensifitas pembentukan awan yang tinggi, menyebabkan wilayah lautan sebagian besar tertutupi oleh awan, terutama awan stratus dan stratocumulus. Dan pada daerah Karawang yang merupakan daerah pantai, ketebalan ABLnya lebih kecil dari Daerah Bogor namun lebih besar dari Pulau Pramuka. Ketebalan ABL untuk daerah ini pada siang hari berkisar sekitar 1150 m, dengan ketebalan SBL yang lebih besar dari Daerah Bogor yaitu sekitar 246 m. Pada dasarnya wilayah ini merupakan daratan namun memiliki pengaruh laut yang kuat, terutama pengaruh angin. Perbedaan gradien yang besar antara daratan dan lautan menyebabkan adanya aliran udara antara daratan dan lautan secara diurnal yang berpengaruh pada karakter ABL di atasnya. 4.5 Variasi Diurnal Suhu Potensial Virtual, Mixing Ratio, dan Kecepatan Angin pada Lapisan SL, ML, dan FA Tanggal 02 Februari 2010 Variasi diurnal suhu udara tergantung pada vegetasi dan evaporasi. Sedangkan variasi diurnal kelembaban spesifik tergantung pada evaporasi diurnal dan kondensasi, suhu permukaan, kecepatan angin rata-rata, turbulensi, dan ketebalan ABL. Perubahan suhu temperatur yang besar secara diurnal menyebabkan variasi yang besar kelambaban spesifik, yang menunjukkan hubungan antara tekanan uap jenuh dan suhu. Gambar 20 Variasi diurnal potensial virtual dan mixing ratio Bogor Gambar 21 Variasi diurnal kecepatan angin Bogor Variasi diurnal suhu potensial virtual, mixing ratio, dan kecepatan angin di kota Bogor di amati pada ketinggian 50 m yang mewakili SL, 100 m yang mewakili ML, dan 1800 m yang mewakili FA. Dari ketiga variasi tersebut variasi suhu potensial virtual di daerah SL mengikuti pergerakan sinar matahari, sedangkan pada daerah ML dan FA variasi suhu potensial virtual relatif stabil atau cenderung homogen sepanjang waktu. Sedangkan mixing ratio di Wilayah Bogor memiliki nilai yang besar pada daerah dekat permukaan, dan semakin ke atas nilai mixing ratio semakin berkurang, di daerah SL nilai mixing ratio relatif homogen, namun mengalami sedikit penurunan pada siang hari. Sedangkan pada daerah ML nilai mixing ratio mengikiuti pergerakan sinar matahari, semakin meningkat saat siang hari dan berkurang saat malam hari. Variasi diurnal kecepatan angin untuk Wilayah bogor pada tiga daerah yang berbeda cenderung memiliki pola dengan kecepatan yang berbeda. Semakin tinggi lapisan kecepatan angin semakin besar. Pada pagi hari kecepatan angin relatif lemahlambat dan terus meningkat menjelang siang hari hingga mencapai punacaknya sekitar sore hari. Dan mulai turun kembali menjelang malam hari. Gambar 22 Variasi diurnal potensial virtual dan mixing ratio Karawang Gambar 23 Variasi diurnal kecepatan angin Karawang Wilayah Karawang yang merupakan daerah dataran rendah dekat pantai memilki variasi suhu potensial dan mixing ratio yang hampir sama dengan Wilayah Bogor. variasi suhu potensial di lapisan SL bervariasi mengikuti pergerakan sinar matahari, sedangkan pada lapisan ML dan FA relatif homogen sepanjang waktu. Semakin tinggi lapisan, nilai suhu potensial virtual semakin besar, ini menunjukkan pola troposfer yang cenderung inversi. Berbanding terbalik dengan nilai suhu potensial virtual, nilai mixing ratio semakin kecil seiring dengan bertambahnya ketinggian. Nilai mixing ratio pada lapisan SL relatif homogen, sedangkan pada lapisan ML nilainya mengikuti pergerakan sinar matahari, dan pada lapisan FA nilainya juga relatif homogen. Kecepatan angin pada Wilayah Karawang lebih tinggi dibandingkan dengan Wilayah Bogor. kecepatan angin terbesar terjadi pada malam hari, mengalamai penurunan menjelang pagi dan mencapai nilai minimumnya pada pagi hari, menjelang siang hari kecepatan angin mulai naik lagi hingga sore hari dan kembali turun setelah matahari terbenam. Pada ketiga lapisan pola kecepatan angin hampir sama. Gambar 24 Variasi diurnal potensial virtual dan mixing ratio Pulau Pramuka ketiga varibel tersebut pada tiga lapisan troposfer yang berbeda yaitu SL, ML, dan FA menunjukkan perbedaan yang nyata, hal ini membuktikan bahwa ketiga lapisan tersebut merupakan lapisan yang memiliki karakter yang berbeda sehingga dalam kajiannya kita tidak dapat men-generalkan ketiga lapisan tersebut. Secara umum variasi diurnal suhu potensial berbanding terbalik dengan kelembaban udara, semakin tinggi suatu lapisan suhu potensial semakin besar nilainya tetapi kelembaban semakin kecil. Pada lapisan SL profil suhu potensial mengikuti laju pergerakan matahari tetapi pada lapisan ML dan FA suhu potensial relatif konstan. Di wilayah lautan suhu potensial di lapisan SL nilainya hampir sama dengan di lapisan ML. Sedangkan profil kecepatan angin, semakin tinggi suatu lapisan, kecepatan angin semakin besar dan secara diurnal kecepatan angin semakin besar pada malam hari dan melemah pada siang hari. Antara daratan dan lautan kecepatan angin lebih besar di lautan. Ketebalan ABL adalah parameter yang sangat penting dalam mengkaji karakter ABL. Ketebalan ABL di ketiga wilayah kajian tersebut sangat bervariasi secara temporal diurnal. Untuk Wilayah Bogor yang mewakili wilayah daratan pedalaman ketebalannya rata-rata mencapai ±1450 m pada siang hari dan 165 m pada malam hari, untuk Wilayah Karawang yang mewakili wilayah pantai ketebalannya rata-rata pada siang hari mencapai mencapai ±1150 m dan pada malam hari rata-rata mencapai ±246 m, dan untuk Pulau Pramuka yang karakternya mirip wilayah lautan ketebalannya relatif lebih rendah dibandingkan kedua wilayah sebelumnya yaitu rata-rata ±433 m pada siang hari dan pada malam hari rata-rata ±40 m. Perbedaan ketebalan ABL di ketiga wilayah tersebut sangat di pengaruhi oleh perbedaan gradien tekanan antara permukaan dan udara di atasnya, kelembaban udara, dan shear angin. Sehingga dapat disimpulkan bahwa karakter ABL secara temporal diurnal lebih dinamis di wilayah daratan pedalaman dibandingkan dengan wilayah lautan.

5.2 Saran