ketinggian atau lapse rate dtdz 0. Namun hal tersebut tidak selalu berlaku di
permukaan, karena pada waktu tertentu laju suhu akan meningkat terhadap ketinggian
atau inversi dtdz 0. Sehingga hal tersebut dapat berpengaruh terhadap efek
stabilitas atmosfer yang berperan dalam pendistribusian polutan secara vertikal.
Pada saat suhu udara parsel cenderung lebih tinggi dari lingkungan, maka massa
udara polutan akan naik dan menyebar, kondisi inilah yang dinyatakan sebagai
stabilitas atmosfer tidak stabil, sehingga tidak membahayakan makhluk hidup dalam
jangka pendek. Sebaliknya, ketika suhu udara parsel cenderung lebih rendah dari
lingkungan
maka kondisi
tersebut dinyatakan sebagai stabilitas atmosfer stabil.
Pada kondisi ini massa udara polutan tidak dapat naik namun tetap berada di atmosfer
dan terakumulasi,
sehingga dapat
meningkatkan konsentrasi polutan di udara. Kelembaban udara juga termasuk salah
satu unsur cuaca yang mempengaruhi proses distribusi pencemar udara. Nilai RH yang
rendah akan menyebabkan
konsentrasi polutan di atmosfer meningkat. Hal ini
dikarenakan RH menghalangi pemanasan surya terhadap permukaan. Pada siang hari,
suhu udara relatif tinggi dibandingkan malam hari sehingga memiliki kandungan
uap air jauh lebih rendah dibandingkan pada saat malam hari. Di sisi lain, konsentrasi
partikel
tersuspensi yang
mengalami peningkatan di udara juga akan berakibat
pada berkurangnya jarak pandang Oke 1987.
2.2.2 Proses Transformasi
Secara fisik dan dinamik, radiasi surya sebagai sumber energi perpindahan massa
udara berpengaruh dalam pendistribusian zat pencemar di udara. Hal ini terjadi akibat
perbedaan pemanasan di permukaan bumi maupun di perairan yang menimbulkan
angin dan turbulensi sehingga secara tidak langsung berpengaruh terhadap kondisi
stabilitas atmosfer dan percampuran polutan dengan lingkungan sekitar. Selain itu, radiasi
juga berpengaruh terhadap proses kimia di atmosfer dengan interaksi antar molekul
yang bertindak sebagai fotoreseptor.
Selanjutnya selama berada di udara, zat pencemar pasti akan mengalami perubahan
bentuk baik secara fisik maupun kimia yang dipengaruhi oleh proses difusi molekuler dan
turbulensi, kehadiran uap air serta radiasi matahari. Difusi molekuler adalah proses
dimana perjalanan penyerapan zat ke dalam atmosfer melalui kontak molekul secara
lambat. Sedangkan proses difusi turbulensi adalah proses penyerapan atau peresapan zat
ke dalam atmosfer yang disebabkan oleh adanya proses turbulensi Oke 1987.
2.2.3 Proses Transport
Proses transport
merupakan proses
pengangkutan zat pencemar ke udara secara horizontal sesuai arah angin, dengan jarak
jangkau sebagai fungsi dari kecepatan angin. Angin yang bergerak di suatu wilayah tidak
selamanya bergerak secara teratur dan semua gerakan udara dapat dikatakan turbulen
Forsdyke 1970. Sehingga dalam hal ini, jika arah angin relatif konstan, wilayah yang
dituju oleh arah angin akan terus-menerus terpapar polutan tingkat tinggi, sebaliknya
jika arah angin berubah-ubah secara konstan, polutan akan bergerak ke wilayah yang lebih
luas dan konsentrasi di wilayah yang terpapar akan lebih rendah Godish 1991.
Sementara kecepatan
angin akan
menentukan sejauh mana polutan akan bergerak ke suatu wilayah.. Sementara itu,
bentuk pergerakan angin yang terjadi terdiri atas pergerakan laminer dan turbulen.
Pergerakan angin laminer adalah pergerakan yang mulus sepanjang lapisan sejajar,
sementara
pergerakan angin
turbulen merupakan pergerakan acak dan baur
Geiger 1995. 2.2.4 Proses Dilusi
Presipitasi seperti hujan ataupun salju, lapisan kabut, turbulensi, serta karakteristik
permukaan merupakan faktor utama dalam pembersihan
atmosfer sehingga
zat pencemar
dapat terendapkan
Proses pembersihan
atau penghilangan
zat pencemar ini terjadi melalui dua mekanisme,
yaitu rain out dan wash out. Rain out terjadi pada saat proses kondensasi dengan partikel
pencemar sebagai
butir kondensasi.
Sedangkan wash out terjadi pada saat air hujan
dalam perjalananya
menuju permukaan bereaksi dengan partikel-partikel
pencemar Liu dan Liptak 2000.
2.3 Model Matematis Dispersi Polutan
Pemodelan atmosfer terbagi atas dua pendekatan utama, yaitu pendekatan secara
fisik dan matematis. Pendekatan secara fisik pada akhirnya akan menghasilkan model
fisik yang
dapat digunakan
dalam mensimulasikan proses dinamika atmosfer.
Sementara pendekatan secara matematis
adalah pendekatan yang selanjutnya dapat menghasilkan
pemodelan matematis
terhadap proses dinamika atmosfer Seinfeld dan Pandis 2006. Di bawah ini terdapat
beberapa pendekatan yang digunakan untuk memprediksi konsentrasi dan sebarannya
dari beberapa tipe model Benarie 1980 antara lain:
1.
Pendekatan fisik:
Terowongan Angin wind tunnel
Saluran Air Liquid Flume
Tangki Towing Tank 2.
Pendekatan Matematis a.
Empirik-Deterministik:
Kotak-Eularian
Statistik-Rollback b.
Semi-Empirik:
Gaussian Plume-Kepulan
Lintasan-Moving Cell c.
Numerik-Reaktif:
Box Jamak-Lagrangian
Grid-Eularian-Finite Difference
Partikel; partikel dalam sell d.
Polusi global e.
Jarak Pandang f.
Dosage-Exposure Masing-masing
pendekatan tersebut
nantinya dapat di aplikasikan dalam semua pemodelan pendisperisian polutan. Model-
model yang
kerap digunakan
dalam pendugaan dispersi polutan antara lain, fixed
box model, dan Gaussian model.
2.3.1 Fixed-Box Model
Model sederhana yang sering digunakan dalam menduga kualitas udara adalah fixed-
box model. Parameter input yang digunakan dalam model ini adalah sumber emisi dekat
lapisan permukaan, laju adveksi masuk dan keluar dari sisi kotak, input polutan dari
bagian atas karena ketinggian campuran yang meningkat dan proses transformasi
kimia. Apabila campuran polutan sempurna dan seragam dalam batasan wilayah kajian,
model ini dapat menduga konsentrasi volume rata-rata sebagai fungsi waktu.
Prinsip
matematis dalam
model ini
dinyatakan sebagai laju perubahan massa dalam kotak khayal sebanding dengan
jumlah laju massa ditambahkan semua sumber emisi dalam kotak, perubahan
adveksi
horizontal dan
perubahan pemasukan
dari lapisan
atas dalam
ketinggian campuran Arya 1999: Lh
dc dt
= LQ
a
+ u h c
b
− c + L dh
dt c
b
− c .....1
Jika kondisi laju emisi konstan dan atmosfer tenang, persamaan di atas menjadi
c
e
= L
h Q
a
u .....2
dengan: c
e
: Konsentrasi polutan µgm
3
L : Panjang wilayah kajian m
Q
ɑ
: Laju emisi polutan wilayah kajian grm
2
s ū
: Kecepatan angin rata-rata pada ketinggian H ms
h : Ketinggian mixing height m
Difusi dari sumber-sumber individu tidak disarankan dalam pemakaian fixed-box
model, sehingga cocok dalam mengestimasi dari segala sumber polutan. Sesuai dengan
perlakuan meteorologi sederhana dalam bentuk transpor efektif angin dan ketinggian
campuran
dapat digunakan
dalam memprakirakan proses fotokimia Arya
1999.
2.3.2 Model Dispersi Gaussian
