18 Ciri kota dibandingkan desa akan sangat berbeda dalam hal konversi
radiasi netto untuk ketiga hal baik sebagai pemanas udara, pemanas permukaan maupun sebagai penguap air. Khomarudin 2005 mengkaji Kota Surabaya
menemukan ciri neraca energi kota pada besarnya komponen radiasi netto dipakai untuk memanaskan permukaan dan udara di atasnya. Hal inilah yang diduga
menjadi penyebab makin meluasnya fenomena UHI di perkotaan. Tiga konsep yang dikembangkan untuk mengkaji penggunaan neraca
energi perkotaan: 1 Konsep Albedo α yaitu, rasio antara radiasi gelombang
pendek yang dipantulkan dengan radiasi yang datang pada permukaan. Permukaan yang terang dan kering dicirikan oleh nilai albedo yang tinggi. 2
Konsep Rasio Bowen β Ohmura, 1982; Perez et al, 1999 yaitu, rasio antara
fluks untuk memanaskan udara dengan fluks penguapan. Permukaan kering dicirikan nilai
β yang tinggi. 3 Konsep Fraksi Alfa Fα dikembangkan oleh Jarvis 1981 yaitu, rasio antara fluks penguapan dengan radiasi neto. Nilai F
α indikator besar-kecilnya jumlah energi Rn yang dipakai untuk penguapan.
2.7. Penginderaan Jauh
Pemanfaatan citra penginderaan jauh satelit paling banyak digunakan di Indonesia adalah Landsat 51, disusul citra SPOT 19, Foto udara 13,
Radarsat 9, JERS 8, GMS 0.4, dan jenis citra lain 0.6, dengan pengguna dari pemerintah, lembaga perguruan tinggipeneliti dan pihak swasta
Hanggono, et al. 2000. Penggunaan Landsat yang relatif tinggi karena beberapa keunggulannya EROS, 1995, seperti cakupan datanya yang luas 185 x 185 km
dapat dipakai untuk kajian regional, memberikan informasi permukaan setiap 16 hari sehingga terjaga kekontinuan datanya, dengan resolusi 30 x 30 m, cukup
baik bagi kajian karakteristik permukaan dengan data lebih rapat secara spasial, serta dengan multi spektral, objek yang sama diambil dengan multi kanal
menghasilkan keluaran beberapa parameter permukaan untuk sekali pengambilan data. Sehingga hubungan dan penyusunan persamaan secara kuantitatif dapat
dilakukan antara RTH dengan suhu udara. Prinsip dasar penginderaan jauh yaitu menangkap energi gelombang
elektromagnetik yang dipancarkan maupun dipantulkan oleh suatu permukaan yang dipilah-pilah dalam sensor panjang gelombang. Suhu permukaan diperoleh
19 dari energi yang dipancarkan oleh suatu permukaan. Sensor yang digunakan
untuk mendeteksi pada satelit adalah sensor thermal Infrared. Permukaan bumi dengan suhu sebesar 300 K memberikan nilai pancaran
puncak maksimum pada panjang gelombang 9.7 μm, merupakan kisaran radiasi
infrared. Itulah sebabnya maka penginderaan jauh thermal banyak dilakukan pada spektrum antara 8–14
μm Sutanto, 1999. Hasil riset dalam negeri telah banyak mengungkapkan keunggulan
penggunaan data satelit penginderaan jauh dalam hal cakupan spasial yang luas, historis data terjaga serta pengamatan yang tidak terlalu banyak, Risdiyanto
2001 telah memonitor data cuaca di seluruh wilayah Indonesia berdasarkan data satelit NOAA, Khomarudin 2005 menduga evapotranspirasi skala regional
menggunakan data satelit penginderaan jauh dipadukan antara data NOAA dan Landsat TM untuk wilayah Surabaya.
Kajian spesifik menggunakan penginderaan jauh dan teknik model GIS Geographic Information System untuk menganalisa UHI skala lokal dilakukan
oleh Vukovich 1983, Balling dan Brazel 1998, Weng 2001, Streutker 2002 serta Xu dan Chen 2004. Penggunaan penginderaan jauh pada wilayah
perkotaan untuk mengevaluasi besaran UHI dilakukan oleh Johnson et al. 1994, Nichol 1996, dan Weng 2003. Klasifikasi tutupan lahan serta kaitannya
dengan UHI dikaji oleh Kim 1992, Lo dan Quattrochi 2003, Hawkins et al. 2004 dan Weng dan Yang 2004. Semua penelitian mengungkapkan potensi
penggunaan penginderaan jauh untuk menganalisis fenomena UHI mendapatkan hasil yang baik dan akurat, meskipun tetap harus didukung oleh data observasi
lapang di stasiun klimat sebagai data referensis. Bahkan Yang 2000 menggunakan penginderaan jauh dengan alasan membutuhkan data spasial yang
rapat dan akurat bagi kajian simulasi keseimbangan neraca energi permukaan desa-kota di Nebraska timur. Sementara data dari stasiun yang ada dapat
digunakan sebagai bahan acuan untuk mengkalibrasi hasil pendugaan data dari ekstraksi Landsat.
Voogt dan Oke 2003 mencatat penggunaan satelit saat ini dengan peningkatan pada resolusi spektral dan spasial, sehingga detil permukaan
perkotaan penyebab UHI dapat dikaji, serta peningkatan pada resolusi kanal
20 termal digunakan untuk mengkaji iklim wilayah perkotaan. Bahkan BenDor dan
Saaroni 1997 di Tel Aviv, Israel dengan menggunakan spasial kanal termal dengan resolusi sangat tinggi dapat mengkaji mikrostruktur permukaan kota,
sehingga dapat dilakukan kajian iklim mikro perkotaan. Penginderaan jauh digunakan juga untuk mengkaji hubungan vegetasi
dengan suhu permukaan oleh Gallo et al. 1993, Friedl dan Davis 1994, Gallo dan Owen 1999 serta Gallo et al. 2002. Kajian tentang hubungan vegetasi
dengan suhu permukaan menggunakan NDVI dilakukan oleh Nichol 1994, Gallo dan Tarpley 1996, Owen et al. 1998, Quattrochi dan Ridd 1998.
Kaitan NDVI dengan suhu permukaan didapatkan hasil yang nyata, sehingga dengan menggunakan data NDVI dapat digunakan untuk menduga besarnya suhu
permukaan. Hasil ini tentunya sangat membantu bagi aplikasi di lapang yang membutuhkan waktu singkat dengan hanya mengekstraksi citra akan didapat data
NDVI, dari data NDVI digunakan untuk menduga besarnya suhu permukaan. Kajian model pendugaan berdasarkan persamaan empiris untuk
menghitung komponen neraca energi, dilakukan oleh Xinmei et al. 1993, Dibella et al. 2000 dan Pielke Sr, et al. 2002. Hasil kajian neraca energi
cukup akurat bila luasan wilayah kajian mencakup kawasan yang luas regional dengan tutupan lahan homogen misalnya bila mengkaji skala perkebunan yang
luas, areal padang pengembalaan dan kawasan hutan dengan tanaman sejenis, kawasan kota besar. Sedangkan penggunaan lahan dengan tanaman campuran,
skala kajian yang lokal, dan areal pedesaan didapatkan hasil hitungan komponen neraca energi yang kurang akurat. Hal ini terjadi karena pengideraan jauh
didasarkan pada satuan pengamatan terkecil berupa pixel, apabila dalam satu pixel dijumpai berbagai tipe tutupan, maka akan dianggap mewakili tutupan lahan
tertentu yang secara rata-rata lebih menonjol jumlahnya dari tipe lainnya, misalkan pixel tersebut dianggap sebagai RTB padahal di dalamnya ada RTH, ada
badan air, namun secara rata-rata lebih dominan RTB. Pada kurun waktu 11 tahun sejak 1990 hingga tahun 2000 Voogt dan Oke
2003 membuat intisari tentang kajian iklim perkotaan yang menggunakan penginderaan jauh, khususnya mengekstrak data Landsat, disajikan pada Tabel 8.
21 Tabel 8. Studi aplikasi citra Landsat yang dikaitkan dengan iklim kota
Peneliti tahun Aplikasi
Carnahan and Larson 1990
Perbedaan pemanasan dan pendinginan urban dan rural
Kim 1992 Model neraca energi urban
Aniello, et al. 1995 Distribusi spasial suhu permukaan urban dan suhu
permukaan vegetasi Iino dan Hoyano 1996
Model neraca energi perkotaan menggunakan pengideraan jauh dan GIS
Lougeay, et al. 1996 Pola suhu berkaitan dengan tipe lahan
Nichol 1996 Bentuk spasial suhu permukaan kaitannya dengan
morfologi urban Gallo dan Owen 1998
Identifikasi multispektral ruang perkotaan untuk menduga penyimpangan nilai UHI dari observasi
suhu pada skala besar Nichol 1998
Pendugaan suhu permukaan dinding dengan remote sensing menyusun suhu urban secara tiga dimensi
Parlow 1999 Model neraca energi urban menggunakan metode
spektral Wald and Baleynaud
1999 Evaluasi kualitas udara menggunakan metode
remote sensing
Sumber: Voogt dan Oke 2003
Berdasarkan Tabel 8 ada tiga tema utama dalam kajian penggunaan data Landsat. Pertama, penggunaan penginderaan jauh termal untuk mengkaji
karakterstik UHI dikaitkan dengan karakteristik permukaan. Dimulai dari kajian Carnahan dan Larson tahun 1990 dengan menggunakan Landsat TM mengkaji
perbedaan pemanasan dan pendinginan urban dan rural dengan memanfaatkan kanal 6 sebagai kanal untuk mendeteksi suhu permukaan. Lalu Aniello 1995
mengkaji distribusi spasial suhu permukaan urban dan wilayah bervegetasi. Dilanjutkan Nichol 1996 mengenai suhu permukaan dan kaitannya dengan
morfologi urban dilanjutkan pada tahun 1998 dengan kajian tiga dimensi suhu urban. Lougeay 1996 menggunakan Landsat dalam kajian kaitan pola suhu dan
tipe lahan. Kajian pada tema pertama hanya mungkin dilakukan karena fasilitas penginderaan jauh yang dilengkapi dengan multikanal, sehingga satu data dapat
diekstrak menjadi banyak output, di mana setiap output dapat dikaji korelasi atau kaitan ouput yang satu dengan output yang lain.
Tema kedua, aplikasi penginderaan jauh termal dalam kajian neraca energi perkotaan. Dimulai oleh Kim 1992 menyusun model neraca enerji khusus untuk
22 wilayah urban, sehingga dari kajian ini muncul ide untuk mengekstrak nilai suhu
udara dan nilai evapotranspirasi dari penggunaan neraca energi. Dilanjutkan oleh Iino dan Hoyano 1996 memodelkan neraca energi perkotaan menggunakan
pengideraan jauh dan GIS, serta Parlow 1999 mengkaji pola neraca energi urban dengan pendekatan spektral. Pada tema kedua aplikasi pengideraan jauh
dikombinasikan dengan GIS serta data observasi lapang sebagai data referensis masih dominan digunakan. Output yang diperoleh dari tema kedua adalah dapat
dilakukan penghitungan evapotranspirasi dari suatu tipe kawasan lahan sehingga kajian potensi kekeringan dapat dilakukan.
Tema ketiga, aplikasi penginderaan jauh termal dalam kaitanya dengan kajian UHI baik di atmosfer maupun UHI permukaan. Dimulai oleh Gallo dan
Owen 1998 mengidentifikasi ruang perkotaan dengan multispektral untuk menduga penyimpangan nilai UHI dari observasi suhu pada skala besar. Bahkan
kajian lebih jauh yakni menilai kualitas udara menggunakan citra Landsat TM dilakukan oleh Wald dan Baleynaud 1999. Dari tema ketiga diperoleh hasil
bahwa penggunaan data penginderaan jauh berpotensi besar sebagai pelengkap monitoring kualitas udara perkotaan di samping masih tetap diperlukan stasiun
pemantau di setiap sudut perkotaan, sebagai data pengkalibrasi hasil ekstraksi data penginderaan jauh.
Hasil kajian terbaru menggunakan penginderaan jauh khususnya citra Landsat pada wilayah Los Angelas, USA tahun 1988 dan 2003 oleh Hardegree
2006. Hasil kajian disajikan secara spasial merupakan hasil olahan ekstraksi Landsat pada dua periode data. Landsat 1988 sebagai data awal dan Landsat 2003
sebagai data akhir, sehingga perubahan karakteristik permukaan kota Los Angeles dan kaitannya dengan UHI dapat dipelajari secara mendalam. Seperti makin
luasnya RTB dengan perubahan karakteristik permukaan yang makin kering, akan meningkatkan potensi penyerapan panas, penggunaan panas terasa dengan
proporsi yang makin besar dibandingkan untuk penguapan panas laten, semuanya menjadikan fenomena UHI makin terasa di perkotaan.
.
23
III. BAHAN DAN METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
