Variabilitas Nilai Ketinggian ML,

Gambar 15 Profil vertikal a suhu potensial virtual θ v dan kelembaban spesifik q sebagai variabel penduga ketinggian ML dan ketinggian RL; b Bulk-Richardson number Ri B sebagai variabel penduga TFT di Soekarno-Hatta pada tanggal 3 Februari 2012 Pukul 13.00 yang menunjukkan profil vertikal θ v dan q, serta Bulk-Richardson number Ri B . Gambar 15a menunjukkan bahwa pada siang hari terjadi konveksi maksimum, sehingga besarnya θ v cenderung konstan di ML. Hal tersebut mengindikasikan bahwa terjadi pencampuran uap air yang homogen dari permukaan sampai ML dengan ketinggian 1410 m. Sedangkan nilai kelembaban spesifik pada ML tidak menunjukkan variasi yang besar yang berkisar antara 16 gkg sampai 12 gkg. Pada ketinggian 1410 m terjadi kemiringan yang cukup signifikan baik pada profil θ v maupun profil q yang menandakan bahwa terdapat lapisan Stable Inversion Layer. Pada dasarnya pendugaan ketinggian RL sama dengan ketinggian ML, yang membedakan hanya ketinggian ML digunakan untuk menduga ABL ketika siang hari sedangkan ketika malam hari, ketinggian ABL diwakili oleh besarnya ketinggian RL. Besarnya Ri B dapat digunakan untuk membedakan antara aliran yang turbulen dan laminar, di mana Ri B merupakan besaran yang tidak memiliki dimensi yang menunjukkan parameter stabilitas dinamis. Aliran laminar akan menjadi turbulen ketika nilai Ri B dibawah critical value eqiuvalent Ri C yang besarnya 0.25. Aliran turbulen akan tetap turbulen ketika Ri B =1, tetapi akan menjadi laminar saat Ri B lebih besar dari 1 Arya 2001. Berdasarkan Gambar 15b diketahui bahwa aliran turbulen terjadi dari permukaan sampai ketinggian 205 m, di mana di sepanjang lapisan tersebut besarnya Ri B kurang dari 0.25. Di atas 205 m alirannya menjadi laminar. Lapisan dari permukaan sampai ketinggian 205 m disebut juga TFT. Berdasarkan hasil penentuan besarnya ke- tinggian ML dan TFT, maka dapat disim- pulkan bahwa proses pencampuran terjadi di sepanjang lapisan ML dengan ketinggian 1410 m, dengan aliran turbulen hanya terjadi dari permukaan sampai ketinggian 205 m.

4.4 Variabilitas Nilai Ketinggian ML,

Ketinggian RL, dan TFT Untuk menentukan variabilitas harian dari ketinggian ML, ketinggian RL, dan TFT, maka data harian yang telah tersedia dibagi menjadi tiga kelas, yaitu 1 Malam Pukul 15.00 UTC dan 18.00 UTC, 2 Pagi Pukul 00.00 UTC dan 03.00 UTC, dan 3 Siang Pukul 06.00 UTC dan 09.00 UTC. Adapun besarnya ketebalan ABL pada siang hari diwakili oleh ketinggian ML, ketebalan ABL pada malam hari diwakili oleh ketinggian RL, dan ketinggian aliran turbulensi yang diwakili oleh nilai TFT pada wilayah kajian dapat dilihat pada Tabel 2 dan Tabel 3. Pada saat pagi hari ketinggian ML masih dangkal, dimulai dari ketinggian 10 meter di mana situasinya masih cukup tenang sampai ketinggian beberapa ratus meter di mana Mixed Layer Aliran Laminar Aliran Turbulen situasinya sudah lebih kompleks. Ketinggian ML semakin meningkat secara perlahan-lahan pada pagi hari karena masih ada lapisan SBL pada malam sebelumnya yang menutupi lapisan ML yang baru tumbuh. Saat menjelang siang hari, udara yang berada di lapisan RL menjadi lebih panas, sehingga batas atas ML berkembang sampai ke dasar RL. Sejak saat itulah lapisan SBL sudah tidak ada lagi. Ketika udara panas thermal sudah mencapai lapisan CI yang merupakan puncak dari lapisan RL terjadi gerak vertikal sehingga ML menurun secara cepat. Kemudian ML akan cenderung konstan pada siang hari dan akan mencapai maksimum saat menjelang sore hari. Pada malam hari, terjadi pen- dinginan permukaan sehingga ML mulai menipis yang kemudian berubah menjadi SBL yang terjadi ketika kondisi atmosfer stabil. Dan di atas lapisan SBL terdapat lapisan RL yang tidak terpengaruh oleh pendinginan permukaan, oleh karena itu pada lapisan RL suhunya tetap adiabatic lapse rate yang berasal dari lapisan ML pada siang harinya. Berdasarkan Tabel 2 dan Tabel 3, pada siang hari ABL lebih tebal dibandingkan pada malam hari dan pagi hari. Hal ini karena pada siang hari terjadi penyinaran radiasi matahari yang intensif, sehingga menyebabkan pe- manasan maksimum. Besarnya ketinggian ML tergantung pada beberapa faktor, antara lain Tabel 2 Statistik ketinggian ML, ketinggian RL, dan TFT di wilayah tropis pada tiga kelas waktu Tropis Soekarno-Hatta Polonia Da Nang Kelas MLRL m TFT m MLRL m TFT m MLRL m TFT m Malam Range 449-925 - 299-776 - 267-779 - Mean 776 - 581 - 521 - Std.dev 143 - 164 - 107 - Std.error 32 - 37 - 24 - Pagi Range 760-926 0-218 572-838 0-78 408-1080 0-335 Mean 842 94 766 31 742 36 Std.dev 80 92 48 33 153 78 Std.error 18 20 11 7 34 17 Siang Range 899-1410 0-206 1235-1268 7-303 260-1275 0-273 Mean 1350 118 1253 68 798 75 Std.dev 153 60 9 76 281 88 Std.error 34 13 2 17 63 20 Tabel 3 Statistik ketinggian ML, ketinggian RL, dan TFT di wilayah subtropis pada tiga kelas waktu Subtropis Perth Nanjing Hakasskaja Kelas MLRL m TFT m MLRL m TFT m MLRL m TFT m Malam Range 376-1276 - 444-1052 - 121-561 - Mean 831 - 910 - 305 - Std.dev 165 - 169 - 136 - Std.error 37 - 38 - 30 - Pagi Range 315-1435 0-655 540-1483 0-681 101-599 - Mean 1018 267 1014 103 360 - Std.dev 351 204 326 191 163 - Std.error 79 46 73 43 37 - Siang Range 352-1384 0-759 787-1471 0-769 200-666 0-41 Mean 1295 313 1069 247 522 6 Std.dev 225 240 221 302 112 10 Std.error 50 54 49 68 25 2 konveksi termal, turbulensi, penutupan awan, dan pemanasan permukaan. Di daerah tropis ketinggian ML berkisar antara 260 m sampai 1410 m dan ketinggian RL berkisar antara 260 m sampai 925 m. Sedangkan di daerah subtropis ketinggian ML berkisar antara 100 m sampai 1490 m dan ketinggian RL berkisar antara 120 m sampai 1280 m. Hal ini sesuai dengan pernyataan Stull 1999 bahwa ketinggian Mixed Layer di midlatitude dapat mencapai 1-2 km. Dari hasil perhitungan ketinggian ML dan ketinggian RL pada masing-masing wilayah kajian diperoleh nilai yang hampir sama dengan hasil penelitian yang telah dilakukan di Teluk Benggala di mana ketinggian ML dan ketinggian RL pada pagi hari, siang hari, dan malam hari berkisar antara 450-1500 m Subrahamanyam et al. 2012. Pada tiga stasiun pengamatan di wilayah subtropis, Bandara Perth memiliki ketinggian ML dan ketinggian RL yang paling besar dibandingkan Nanjing dan Hakasskaja. Hal tersebut dikarenakan pada bulan Februari di wilayah Perth sedang terjadi musim panas, sedangkan di wilayah Nanjing dan Hakasskaja sedang terjadi musim dingin. Seperti yang diketahui besarnya ketinggian ML dan ketinggian RL tergantung dari pemanasan permukaan, karena pada musim panas siang harinya lebih panjang daripada malam hari, sehingga ketinggian ML menjadi lebih besar. Kemudian ketika malam hari, permukaan masih menyimpan panas sehingga ketinggian RL juga lebih tinggi. Sedangkan pada musim dingin, siang hari lebih pendek dibandingkan dengan malam hari, maka ketinggian ML dan ketinggian RL akan lebih tipis. Adapun di daerah tropis rata-rata ketinggian ML dan ketinggian RL terbesar terjadi di Bandara Soekarno-Hatta. Hal tersebut terjadi karena cuaca di Bandara Soekarno-Hatta cenderung lebih panas dibandingkan Bandara Polonia dan Da Nang. Turbulensi merupakan suatu aliran yang terjadi di ABL yang tidak beraturan dan memiliki karakter tiga dimensi. Turbulensi berperan penting dalam proses pertukaran momentum, massa, dan panas di sepanjang lapisan ABL. Turbulensi dipengaruhi oleh profil kecepatan angin dan biasanya terjadi di lapisan ML. Dalam mengidentifikasi aliran turbulensi dapat digunakan parameter Bulk- Richardson number Ri B . Di dekat permukaan, turbulensi menguat pada saat lapse rate dan akan melemah saat inversi. Besarnya TFT di daerah tropis berkisar antara 0 m sampai 335 m dengan rata-rata TFT terbesar terdapat di Bandara Soekarno-Hatta. Sedangkan besarnya TFT di daerah subtropis berkisar antara 0 m sampai 770 m dengan rata-rata TFT terbesar terdapat di Bandara Perth. Hasil yang diperoleh tidak berbeda jauh dengan hasil penelitian di Teluk Benggala di mana TFT berkisar antara 125 sampai 1475 m Subrahamanyam et al. 2012. Untuk observasi dalam jangka waktu yang pendek dan pada tempat yang terpisah-pisah, aliran turbulen sulit untuk dijelaskan karena turbulensi memiliki frekuensi waktu yang lebih besar dibandingkan frekuensi observasi. Selain itu, wilayah cakupan dari aliran turbulensi itu sendiri lebih kecil dibandingkan dengan wilayah cakupan ketika observasi. Di atas ABL terdapat lapisan FA yang tidak mengalami turbulensi. Nilai standar deviasi menunjukkan besarnya penyimpangan nilai data tersebut dari nilai rata-ratanya. Semakin besar nilai standar deviasinya, maka semakin besar pula variasi datanya. Dari enam wilayah kajian yang dibahas dalam penelitian ini, Bandara Perth memiliki nilai standar deviasi yang terbesar. Hal tersebut menunjukkan bahwa variasi nilai ketinggian ML, ketinggian RL, dan TFT di Bandara Perth lebih besar dibandingkan lima bandara lainnya. Standar error menggambarkan variasi pada penduga nilai rata-rata, sehingga dapat diketahui besarnya nilai rata-rata yang bervariasi dari satu sampel ke sampel lainnya. Standard error mean dapat dihitung dari rasio antara standar deviasi dengan akar dari jumlah data sampel. Jadi nilai standar error akan turun apabila ukuran sampel diperbanyak dan standar deviasi sampel dikurangi. Secara keseluruhan, standar error tertinggi terdapat di Bandara Perth.

4.5 Intensitas Turbulen