27 Tabel 4. Nilai konstanta a, c, d, dan f untuk menghitung
y
dan
z
sebagai fungsi dari jarak Davis et al., 2004
Kelas stabilitas
x 1 km x 1 km
a c
d F
c d
f
A 213
440.8 1.941
9.27 459.7
2.094 -9.6
B 156
100.6 1.149
3.3 108.2
1.098 2
C 104
61 0.911
61 0.911
D 68
33.2 0.725
-1.7 44.5
0.516 -13
E 50.5
22.8 0.678
1.3 55.4
0.305 -34
F 34
14.35 0.74
-0.35 62.6
0.18 -48.6
Sumber : Martin,D.O.,”Comment on the change of concentration standard deviations with distance,” Journal of the Air Pollution Control Association, vol. 26, pp.
145-146, 1976.
Variasi diurnal radiasi matahari yang mempengaruhi temperatur udara memiliki peranan penting dalam menentukan kestabilan atmosfer. Pada
malam hari kondisi udara stabil karena temperatur permukaan tanah lebih rendah dari pada temperatur udara. Pada saat matahari terbit dan kondisi
udara cerah, radiasi matahari memanaskan permukaan tanah lebih cepat dibandingkan udara, kondisi ini memicu timbulnya turbulensi udara.
Ketebalan lapisan konveksi semakin meningkat pada siang hari akibat pemanasan lapisan permukaan tanah, sehingga kondisi atmosfer menjadi
tidak stabil karena pergerakan udara menjadi sangat dinamis. Pada sore hari temperatur udara sama dengan temperatur permukaan tanah, sehingga profil
temperatur udara menjadi adiabatik karena tidak adanya fluks bahang dari permukaan tanah Seinfeld, 1986.
4. Kecepatan Angin
Arah angin dan kecepatan angin memegang peranan penting dalam proses
pengenceran dilution
dan pemindahan
transportation. Peningkatan kecepatan angin akan menyebabkan penambahan jumlah
volume udara bersama gas-gas polutan yang terkandung dalam suatu kurun waktu tertentu. Proses penyebaran dispersi banyak dipengaruhi oleh variasi
arah angin jika arah angin secara kontinu menyebar ke berbagai arah maka area sebaran polutan semakin luas, sedangkan apabila arah angin dominan
tetap bergerak hanya ke satu arah tertentu, maka daerah tersebut akan memiliki tingkat paparan polutan yang tinggi Liptak et al., 2000.
28 Menurut Davis et al. 2004, arah angin menentukan ke mana arah
mengalir atau bergeraknya gas yang terkontaminasi di atas permukaan. Kecepatan angin mempengaruhi ketinggian kepulan dan nilai campuran atau
pengenceran dilution gas-gas pencemar yang telah diemisikan dari titik keluaran. Peningkatan kecepatan angin akan menurunkan ketinggian
kepulan dengan membelokkan kepulan tersebut lebih cepat dari titik keluarannya, dan penurunan ketinggian kepulan cenderung akan
meningkatkan konsentrasi polutan di permukaan tanah ground level. Menurut Davis et al. 2004, koreksi kecepatan angin berdasarkan
ketinggian dapat menggunakan Persamaan 26.
n o
z o
z
h h
u u
÷÷ ø
ö çç
è æ
=
............................................................................................ 26 dimana :
u
z
= Kecepatan angin pada ketinggian z yang diinginkan, mdet u
o
= Kecepatan angin pada ketinggian standar, mdet h
o
= Ketinggian alat ukur anemometer, m h
z
= Ketinggian kecepatan angin yang diinginkan, m n = Konstanta yang ditentukan berdasarkan stabilitas atmosfer
EPA Environmental Protection Agency United State, membedakan kondisi stabilitas atmosfer di daerah pedesaan dan kota untuk menentukan
nilai eksponen n yang tersaji dalam Tabel 5 Davis et al., 2004, sebagai berikut :
Tabel 5. Aturan nilai eksponen n untuk pedesaan dan kota
Kelas stabilitas
Pedesaan Kota
Kelas stabilitas
Pedesaan Kota
A 0.07
0.15 D
0.15 0.25
B 0.07
0.15 E
0.35 0.30
C 0.10
0.20 F
0.55 0.30
Sumber : User’s Guide for ISC3 Dispersion Models, Vol.II, EPA-454B-95-003b,U.S, September, 1995
Pergerakan atmosfer dalam bentuk parsel udara atau angin disebabkan oleh ketidakseimbangan radiasi bersih,
kelembaban dan momentum diantara
29 lintang rendah dan lintang tinggi di satu pihak serta diantara permukaan
bumi dan atmosfer dilain pihak Prawirowardoyo, 1996. Perbedaan penerimaan radiasi matahari akan menyebabkan terjadinya perbedaan
tekanan udara. Semakin tinggi gradien tekanan maka kecepatan angin akan semakin tinggi.
E. Dasar-dasar Simulasi
Menurut Syamsa 2003, simulasi komputer adalah usaha mengeksplorasi model-model matematika dari suatu proses atau fenomena fisik dengan
menggunakan komputer dalam rangka memberikan gambaran situasi nyata dengan sebagian besar rinciannya. Sedangkan simulasi proses adalah penggunaan
model matematika untuk menggambarkan secara realistik perilaku nyata dari sistem dengan mengukur tanggap dinamik variabel-variabel proses yang dipantau,
misalnya temperatur tekanan, dan komposisi bahan. Dengan memanipulasi atau
bekerja dengan model diharapkan : 1. Dapat meramalkan hasil atau keluaran.
2. Lebih memahami model fisik dan matematik dari fenomena dan proses.
3. Bereksperimen dengan model. 4. Melakukan pengujian dengan model.
5. Menggunakan model untuk tujuan pendidikan dan pelatihan. Secara garis besar, simulasi proses dapat dikategorikan menjadi dua kategori
berdasarkan kondisinya yaitu simulasi pada keadaan tunak dan simulasi keadaan dinamik Syamsa, 2003. Simulasi keadaan tunak biasanya terdiri dari sejumlah
persamaan aljabar yang diselesaikan secara iteratif, misalnya untuk menghitung kalkulasi panas dan keseimbangan bahan dari suatu proses dibawah kondisi
keadaan tunak yang berubah-ubah. Program simulasi keadaan tunak umum digunakan dalam proses industri seperti pengukuran boiler dan peralatan turbin
untuk laju panas tertentu. Sedangkan simulasi keadaan dinamik tidak hanya memperhatikan kalkulasi panas dan keseimbangan bahan dalam keadaan tunak,
tetapi juga kondisi transien dari perubahan proses. Simulasi dilakukan dengan
