Sistematika Penulisan Dispersion Modeling Of Pm10 And So2 Based On Atmospheric Boundary Layer Stability Over Industrial Area

13 Gambar 2 Fluktuasi ketebalan lapisan pencampuran berdasar waktu Sheng 2004 Konsentrasi pencemar di udara selain dipengaruhi oleh ketebalan lapisan pencampuran juga dipengaruhi laju emisi dari sumber, laju perubahan baik fisik maupun kimia dari pencemar, serta dispersi dan transportasi pencemar dari dan ke suatu wilayah lainnya Yerramilli et al. 2011. Menurut Arya 1999, mekanisme dispersi pencemar dari suatu sumber emisi dipengaruhi oleh karakteristik sumber emisi dan karakteristik meteorologi dan topografi setempat. Faktor meteorologi terdiri dari unsur-unsur radiasi matahari, suhu dan tekanan udara, angin, curah hujan, kelembaban, serta evaporasi. Faktor meteorologi yang berpengaruh langsung terhadap dispersi pencemar adalah angin arah dan kecepatan serta stabilitas atmosfer. Kelembaban dan curah hujan lebih berpengaruh pada proses removal atau penghilangan pencemar. Sementara itu bentuk topografi akan turut mempengaruhi karakteristik meteorologi setempat, terutama pola angin Turyanti 2005. Radiasi tidak secara langsung mempengaruhi dispersi, tetapi mempengaruhi fluktuasi suhu dan tekanan yang akan mempengaruhi angin dan stabilitas atmosfer. Stabilitas atmosfer adalah kecenderungan udara untuk bergerak secara vertikal. Stabilitas atmosfer dibagi 3 kelompok utama yaitu: stabil, netral dan tidak stabil. Pada saat atmosfer tidak stabil, suhu menurun terhadap ketinggian ditandai dengan laju penurunan suhu udara lebih tajam, terutama jika dibandingkan dengan laju penurunan suhu udara kering atau dikenal sebagai Dry Adiabatic Lapse Rate DALR yang diasumsikan sebesar 6-7 ºCkm Wallace Hobbs 2006. Kondisi atmosfer netral ditunjukkan oleh laju penurunan suhu udara sama dengan DALR. Kondisi stabil terjadi ketika suhu udara meningkat terhadap ketinggian, atau dikenal pula dengan istilah inversi. Contoh paling mudah untuk melihat gambaran stabilitas atmosfer dan hubungannya dengan dispersi pencemar adalah pergerakan kepulan asap plume industri pada berbagai 14 kondisi stabilitas Gambar 3. Grafik sebelah kiri pada Gambar 3 menunjukkan profil suhu udara terhadap ketinggian pada ketiga kondisi stabilitas atmosfer. Pada kondisi netral pergerakan udara secara vertikal dan horizontal seimbang, sedangkan pada kondisi stabil pergerakan udara cenderung horizontal atau bahkan terjadi kecenderungan pengendapan pencemar. Sementara itu kondisi tidak stabil mendorong udara bergerak vertikal secara intensif menyebabkan konsentrasi pencemar di permukaan menurun. Hal ini umumnya terjadi pada siang hari. Gambar 3 Profil suhu dan pola kepulan asap cerobong berdasar stabilitas atmosfer a tidak stabil, b netral dan c stabil Godish 2004 Stabilitas atmosfer dan kecepatan angin bersama-sama mempengaruhi posisi konsentrasi maksimum polut an jatuh di permukaan Palau et al. 2008; Ruhiyat 2009. Pada kondisi atmosfer tidak stabil, jarak konsentrasi maksimum polutan di permukaan menjadi lebih dekat dengan sumber dengan konsentrasi yang lebih tinggi, sedangkan pada kondisi stabil sebaliknya, jarak konsentrasi polutan maksimum di permukaan menjadi lebih jauh dari sumber dengan konsentrasi lebih rendah. Menurut penelitian Ashrafi dan Hoshyaripour 2010, hubungan yang kuat antara kualitas udara dan stabilitas atmosfer terjadi pada saat musim panas, dan melemah pada musim dingin, dan lebih lemah pada musim semi dan gugur. Angin yang kuat pada musim semi dan gugur mempengaruhi lemahnya korelasi tersebut. Pengaruh angin terhadap dispersi pencemar terjadi baik karena arah maupun kecepatan angin. Arah angin akan menentukan arah daerah paparan, sedangkan kecepatan 15 angin akan menentukan seberapa jauh pencemar akan terbawa sepanjang arah angin dominan. Hal ini menunjukkan, bahwa pada lokasi-lokasi tertentu akan terjadi akumulasi polutan lebih tinggi dibanding yang lain. Memandang berbagai faktor yang mempengaruhi dispersi pencemar, maka dapat dipahami bahwa tingkat pencemaran udara di suatu wilayahlokasi sangat ditentukan oleh sumber yaitu jenis dan besar emisinya, serta oleh kondisi meteorologi yaitu angin dan stabilitas atmosfer. Kedua faktor utama tersebut merupakan faktor yang sangat dinamis, sehingga dalam menduga dampak pencemaran udara memerlukan bantuan pemodelan.

2.4 Pemodelan Dispersi Pencemar Udara

Pemodelan kualitas udara yang paling umum digunakan adalah dengan pendekatan sebaran gauss atau dikenal sebagai Gaussian Model, tetapi lebih sesuai untuk analisis sumber titik, atau pun modifikasi dari sumber garis. Model Gauss merupakan model dispersi yang relatif sederhana sehingga banyak digunakan, tetapi menggunakan banyak asumsi yang terlalu ideal Beychok 2003. Beberapa penelitian sebelumnya yang menggunakan dispersi Gauss adalah Rahmawati 2003, Hadibowo Huboyo 2006, Warlina 2008, Ruhiyat 2009. Pemodelan kualitas udara yang melibatkan karakteristik dinamika atmosfer, pada umumnya menggabungkan model prediksi cuaca numerik Numerical Weather Prediction NWP dengan model pencemaran udara, sehingga menghasilkan model kualitas udara yang terintegrasi Grell et al. 2005. Contoh model yang sudah banyak digunakan adalah model WRFHYSPLIT Srinivas et al. 2009, Yerramilli et al. 2008, MM5CHIMERE, WRFCHIMERE Jorba et al. 2008, de Meij et al. 2009, Menut et al. 2012, Terrenoire 2013, MM5CMAQ Zhou et al. 2012, Sharma et al. 2014. Semua model tersebut merupakan model offline couple, yaitu pasangan model tetapi dijalankan masing-masing, model meteorologi dijalankan di awal lalu outputnya menjadi input untuk model pencemaran udara. Perkembangan teknologi komputer mendorong perkembangan dunia pemodelan, termasuk dikembangkannya model online couple, yaitu model meteorologi yang dijalankan simultan dengan model kualitas udara. Pada model ini proses pemodelan meteorologi berjalan dengan tambahan input kondisi kimia atmosfer, sehingga proses kimia atmosfer terakomodasi di dalamnya. The Weather Research and Forecasting Chemistry WRFChem Model merupakan model online couple. Model tersebut dikembangkan oleh the National Center for Atmospheric Research NCAR, the University Corporation for Atmospheric Research UCAR, the National Oceanic and