2.6.3 Sirkulasi Angin Lokal
Kecepatan angin secara horisontal dipengaruhi oleh gradien tekanan di permukaan serta kondisi kekasapan permukaan surface roughness. Semakin
besar beda tekanan akan semakin tinggi kecepatan angin, tetapi semakin kasap permukaan maka angin horisontal akan diperlambat. Angin mempengaruhi
penyebaran, pengenceran dan perpindahan polutan Oke, 1978. Ketika angin bertiup, polutan mengalami penyebaran searah angin dan jika terjadi turbulensi
maka penyebaran dapat terjadi searah dan melintas arah angin crosswind. Kecepatan angin berimplikasi pada proses pengenceran, semakin besar kecepatan
angin maka konsentrasi semakin mengecil. Raducan 2008 meneliti level konsentrasi NOx, NO
2
, NO, CO dan O
3
dari urban area dengan menggunakan OSPM Operational Street Pollution Model. OSPM digunakan dengan parameter
aliran yang sangat simpel dan kondisi dispersi pada street canyon. Aliran angin dan dispersi polutan secara khusus tergantung pada aspek rasio HW = 1,16
dengan H adalah tinggi rata-rata bangunan sepanjang jalan dan W adalah lebar jalan. Pembandingan hasil pengukuran dan perhitungan konsentrasi yang
ditunjukkan OSPM berhasil untuk memprediksi polusi dari lalulintas di jalan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ada korelasi yang signifikan antara lalulintas
dan polusi. Sementara itu Cahyono 2005 meneliti sebaran SO
2
dan NO
2
dari industri di Bandung. Metode yang digunakan adalah semi top-down untuk data
gradien menggunakan MM5. MM5 adalah salah satu model gradien yang merupakan model prediksi cuaca regional. MM5 sendiri merupakan model
gradien finite difference. Berdasarkan hasil analisis dengan MapInfo dan ArcView tampak di daerah sebelah timur kota Bandung emisi NO
2
and SO
2
lebih tinggi dibandingkan daerah lain. SO2 mencapai nilai 240.000 kgtahun dan NO2
mencapai nilai 335.000 kgtahun. Akan tetapi pola penyebaran ini juga dipengaruhi oleh efek sirkulasi diurnal di daerah tersebut seperti angin gunung
dan angin lembah. Di daerah utara sekitar Dago dan daerah terdekatnya cenderung nilainya rendah, karena daerah utara Bandung merupakan daerah tinggi yang
penuh dengan vegetasi. Angin dapat membawa materi polutan melintasi batas kota dan negara sampai ratusan kilometer. Faktor iklim dan cuaca sangat
menentukan dalam penyebaran polutan di suatu wilayah. Faktor meteorologi
mempunyai peran yang sangat utama dalam menentukan kualitas udara di suatu daerah, baik kualitas udara perkotaan, pedesaan maupun alami.
Pola angin pada jenis permukaan berbeda akan menentukan pola dispersi yang terjadi berbeda. Pada Gambar 6.a tampak terjadi perbedaan arah dispersi di
permukaan dan lapisan di atasnya. Menurut Klipp dan Mahrt 2003 ketika lapisan pembatas terdapat di atas dua jenis permukaan yang berbeda, maka
kesetimbangan dengan permukaan di bawahnya akan terganggu, dan terbentuk lapisan yang disebut Internal Boundary Layer IBL. Pada Gambar 6.b
menggambarkan pola dispersi pada permukaan yang lebih homogen yaitu daratan perkotaan, pola dispersi akan menyesuaikan dengan pola angin yang terjadi.
Arah dan kecepatan angin selalu berubah-ubah sehingga memerlukan analisis data angin untuk mendapatkan arah dan kecepatan angin rata-rata di suatu
tempat pada suatu waktu tertentu. Analisis ini dikenal sebagai windrose Cooper dan Alley, 1994. Data yang diperlukan untuk analisis ini adalah data kecepatan
dan arah angin dari waktu ke waktu, dibuat tabel frekuensi untuk arah angin dan kisaran kecepatan angin tertentu.
a Pola dispersi pada permukaan heterogen b Pola dispersi pada permukaan homogen
Gambar 6. Pola dispersi pada permukaan Profil kecepatan angin vertikal antara urban, pedesaan atau sub-urban serta
permukaan terbuka ditunjukkan pada Gambar 7.a. Pada ketinggian yang sama untuk ketiga jenis permukaan menunjukkan kecepatan angin yang berbeda.
Wilayah yang lebih kasap, perubahan kecepatan angin antar ketinggiannya kecil, karena terjadi olakan yang mengakibatkan kecepatan angin lebih homogen. Pada
Gambar 7.b-e menunjukkan pengaruh stabilitas terhadap profil kecepatan angin. Pada kondisi stabil perbedaan kecepatan angin antar ketinggian lebih besar
dibandingkan dengan kondisi netral dan tidak stabil.
Sumber: Oke 1978 Gambar 7. Profil kecepatan angin di permukaan kota, suburban dan daerah
terbuka a, serta pengaruh stabilitas b, c, d, e Pada skala vertikal kecepatan angin meningkat terhadap ketinggian, dan
dapat dihitung dengan menggunakan pendekatan Deacon dalam Wark dan Warner 1981 sebagai berikut:
2 2
1 1
p
u z
u z
⎛ ⎞
= ⎜ ⎟ ⎝
⎠ ……. 2.4
dengan : u
1
, u
2
= kecepatan angin pada dua lapisan ketinggian yang berbeda ms
-1
z
1,
z
2
= ketinggian dua lapisan m; p = fungsi stabilitas atmosfer Menurut Geiger, Aron dan Todhunter 1995, variasi angin terhadap
ketinggian maksimum terjadi di atas permukaan yang tidak beraturan dan minimum di atas daratan yang datar dan permukaan air. Pada daerah yang penuh
bangunan tinggi nilai p sekitar 0,40 kota kecil dan daerah berhutan p = 0,28 sedangkan untuk daerah terbuka dan datar, danau dan laut nilai p = 0,16.
Tabel 7. Nilai p untuk model profil angin sebagai pengaruh kekasapan permukaan Kelas stabilitas
p kota
p desa
A B
C D
E F
0,15 0,15
0,20 0,25
0,40 0,60
0,15 0,15
0,20 0,25
0,40 0,60
Sumber: Cooper dan Alley 1994
Wark dan Warner 1981 mengemukakan bahwa nilai p pada persamaan 2.4 dapat dihubungkan dengan nilai n parameter stabilitas:
2 n
p n
= −
……. 2.5 Pada kondisi netral, persamaan 2.4 menjadi:
ln
o
u z
u k
z ⎛
⎞ =
⎜ ⎟
⎝ ⎠
……. 2.6 dengan
u
τ ρ
=
Keterangan : u = kecepatan angin pada ketinggian z k = konstanta von Karman 0,4 untuk dekat permukaan tanah
z
o
= panjang kekasapan permukaan bidang yang paling aktif melakukan pertukaran, makin halus permukaan z
o
makin kecil diukur dari analisa profil
= tegangan geser permukaan ρ = kerapatan atmosfer
u = kecepatan gesekan sher velocity merupakan indikasi turbulensi dan bergantung ketinggian
Tabel 8. Hubungan antara parameter n dengan kondisi stabilitas atmosfer Kondisi stabilitas
n Laju penurunan suhu besar
Laju penurunan suhu kecil atau nol Inversi moderat
Inversi kuat 0,20
0,25 0,33
0,50
Sumber: Suton dalam Wark dan Warner 1981 Jika
u k
dianggap sebagai suatu konstanta c, maka persamaan 2.6 menjadi :
log
o
z u
c z
⎛ ⎞
= ⎜
⎟ ⎝
⎠
……. 2.7 ketika terjadi inversi, udara dingin cenderung bertahan di permukaan, sehingga:
1
du cz
dz
−
=
……. 2.8 menurut Geiger, Aron dan Todhunter 1995 secara umum persamaan 2.8 ditulis
menjadi:
du cz
dz
β −
=
……. 2.9
dengan β adalah fungsi struktur suhu stabilitas, β = 1 untuk kondisi netral, β 1
untuk kondisi stabil dan β 1 untuk kondisi tidak stabil
2.6.4 Kondisi Topografi
Kategori