Joomla Templates and Joomla Extensions by JoomlaVision.Com
Joomla Templates and Joomla Extensions by JoomlaVision.Com
Anomali Curah Hujan Periode 2010-2040 di Indonesia PDF Cetak E-mail
Oleh Administrator   
Senin, 12 Februari 2007 19:18

Rainfall Anomali on 2010-2040 in Indonesia ; Simulated by ARPEGE Climat version 3.0 Model 

Oleh : Haris Syahbuddin dan Tri Nandar Wihendar

ABSTRAK  

Sejak tahun 1980an para pemerhati dan peneliti meteorologi meyakini bahwa akan terjadi beberapa penyimpangan iklim global, baik secara spatial maupun temporal, seperti   peningkatan temperatur udara, evaporasi dan curah hujan.  Menjadi hal sangat krusial mengetahui besaran anomali curah hujan yang akan terjadi pada masa datang di wilayah Indonesia dalam skala global menggunakan model prakiraan iklim yang dikembangkan berdasarkan keterkaitan proses antara atmosfer, laut, dan kutub dengan memperhatikan evolusi yang proporsional dari peningkatan konsentrasi CO2 di trophosfer.  Penelitian desk studi simulasi zonasi curah hujan untuk periode 1950-1979 dan periode 2010-2039 beserta anomalinya terutama untuk musim hujan (Maret sampai Oktober) dilaksanakan pada tahun 2002.  Anomali zonasi curah hujan merupakan selisih kejadian hujan (mm) pada periode inisial (1950-1979) dengan periode berikutnya (2010-2039), dengan menggunkan model ARPEGE (Action de Recherche Petite Echelle Grande Echelle) Climat versi 3.0.  Besaran curah hujan yang ditampilkan merupakan keadaan curah hujan rataan bulanan pada kedua periode tersebut.  Koordinat yang dipilih berkisar antara 25° Lintang Utara dan Lintang Selatan serta berkisar 150° Bujur Timur.  Selain itu, dianalisis zonasi temperatur maksimal dan temperatur minimal untuk ketinggian 2 m di atas permukaan tanah dan evaporasi (mm).  Untuk melihat perubahan frekuensi kejadian hujan sepanjang tahun 1980 sampai 2000 pada kondisi lapang, dilakukan analisis frekuensi untuk parameter curah hujan dan temperatur pada dua periode pengamatan: periode 1980-1990 dan 1991-2000.  Data iklim hasil pengamatan tersebut diperoleh dari stasiun klimatologi Tamanbogo, Lampung Tengah (105°05’ BT ; 5°22’ LS ; 20 m dpl) dan Genteng, Jawa Timur (114°13’ BT ; 8°22’ LS ; 168 m dpl).  Pada periode 2010-2039 diprakirakan akan terjadi peningkatan jumlah curah hujan di atas wilayah Indonesia, yang ditandai dengan perubahan zonasi wilayah hujan dengan anomali positip zona konveksi, peningkatan temperatur, dan evaporasi terutama pada zona konveksi  tertinggi di sepanjang selat Malaka, Laut Banda, Laut Karimata, dan Laut Arafura.  Perubahan kualitas dan kuantitas curah hujan, khususnya curah hujan 100-150 mm/hari  secara signifikan (59% dan 100%) pada stasiun sinoptik Tamanbogo dan Genteng telah terjadi pada periode 1991-2000.  Langkah antisipasi limpahan curah hujan yang lebih besar dapat dilakukan secara serentak melalui pendekatan lingkungan dan kemasyarakatan.

Kata Kunci : Anomali curah hujan, simulasi, Model ARPEGE climate version 3.0

 

ABSTRACT 

Since 1980s, many meteorologis explore an existance of global climate change spatially and temporally, especially air temperature, evaporation, and rainfall in the future. It is necessary to understand the rainfall anomaly in the future in by using climate prediction model, which was developed considering the interaction between atmosphere, ocean, and poles according to proportional increasing of CO2  concentration in the stratosphere.  This study was conducted using data of 1950-1979 and to simulate rainfall zone anomaly especially in the rainny season (Octobre-March) and 2010-2039 period.  Rainfall zone anomaly is the rainfall difference  between rainy  season (mm) in the initial periode of1950-1979 and next periode of 2010-2039.  The quantity of rainfall is presented by monthly average of rainfall condition in both periode.  The study was focused for the area situated between 25° North and South Latitude and 150o East Bangkok.  Maximum and minimum temperature zonation of 2 m above the earth surface as well as evaporation have also been analysis of rainfall and temperature has been done to quantify the change of rainfall and temperautre frequency of the 1980 to 2000. To do so, the data was separated into two period of 1980 – 1990 and 1991 – 2000. The data were collected from Tanahbogo station, Central Lampung (105°05’ BT ; 5°22’ LS ; 20 m asl) and Genteng, East java (114°13’ BT ; 8°22’ LS ; 168 m asl).  In the 2010-2039 period, there will be an increasing amount of rainfall, that is indicated by positive anomaly of rainfall zonation change, increasing of the temperature and evaporation especially on the Malaka and Karimata strait, Banda and Arafura Ocean.  Change in the quality and quantity of rainfall, particularly rainfall of 100-150 mm/day are significant (59% and 100%) at Tamanbogo and Genteng stations in the 1991-2000 period.  To anticipate the extreme rainfall a concerted effort to be carried out by the society in an environement friendly approaches.   

Keys word : Rainfall anomaly, Indonesia, 2010-2039, ARPEGE Climat version 3.0 

 

PENDAHULUAN 

Sejak tahun 1980an para pemerhati dan peneliti meteorologi meyakini bahwa akan terjadi beberapa penyimpangan iklim global, baik secara spatial maupun temporal.  Beberapa hasil simulasi lembaga-lembaga pemerhati perubahan iklim global, seperti GIEC (Group International for Evolution of Climate) dengan model GCM (General Circulation Model), lembaga penelitian meteorologi Inggris dengan UKMO, Amerika serikat dengan model NCAR, dan lain-lain, mengidentifikasi bahwa akan terjadi kenaikan temperatur global 1.0-4.5 °C.  Hasil prediksi di atas dilandasi oleh  skenario laju peningkatan konsentrasi CO2 di atmosfer menjadi dua kali lipat sampai akhir abad 21.  Selain itu model-model di atas yang sudah sangat komplek dan rumit tersebut, baru memasukkan interaksi antara dinamika dua faktor pengendali iklim (driving force) utama yaitu atmosfer dan laut.  Padahal secara global dinamika iklim yang terjadi di belahan bumi Utara, belahan bumi Selatan dan equator, juga sangat dipengaruhi oleh evolusi, peluruhan, dan dinamika wilayah kutub (pole).  Di mana sumbangan wilayah kutub, dalam menjaga keseimbangan aliran dan pelepasan energi panas yang diterima bumi sangatlah besar.  Demikian pula peranannya mempengaruhi siklus pergerakan masa air dari zona temperate dan semi temperate ke zona equatorial.

Selain itu, akibat peningkatan suhu udara, mencairnya es di kedua kutub akan mempengaruhi volume air laut.  Phenomena ini akan meningkatkan kapasitas menyimpan dan melepaskan panas dari permukaan laut.  Demikian pula dengan evolusi suhu muka laut, yang akan mempengaruhi letak zona konveksi.  Seperti diketahui, pada saat suhu muka laut mendingin terutama di samudra Pasific, maka pada saat itu zona konvergen berada tepat di atas wilayah Indonesia dan akan meningkatkan jumlah curah hujan  yang jatuh di atas wilayah Indonesia.  Tetapi sebaliknya, pada saat suhu muka laut meningkat maka zona konvergen akan bergeser ke arah Barat samudra Pasific dan akan menyebabkan penurunan jumlah curah hujan di atas wilayah Indonesia.  Terutama bila anomali suhu muka laut mencapai 3.0-5.0 °C atau yang dikenal dengan istilah El-Nino.

 

Di sisi yang lain, karena pertambahan jumlah penduduk, aktivitas, dan kebutuhan terhadap berbagai sumberdaya alam seperti, kayu, bahan bakar minyak dan sebagainya akan berpengaruh terhadap peningkatan suhu udara.  Hal ini dikenal dengan istilah effek rumah kaca sebagai akibat peningkatan konsentrasi CO2 di atmosfer (troposfer).  Ini berarti peningkatan konsentarsi CO2 proporsional menurut waktu.  Karena model merupakan tiruan dari suatu proses alam yang dituangkan kedalam bahasa matematika, fisika dan bahasa komputer, maka model akan menjadi lebih baik bila dibuat mendekati fenomena-fenomena yang terjadi di alam yang sangat berpengaruh terhadap sistem yang akan dikaji.  Oleh karena itu untuk memperlajari perubahan atau anomali iklim perlu memperhatikan keterkaitan proses antara tiga wilayah utama tersebut di atas dengan memperhatikan evolusi yang proporsional dari peningkatan konsentrasi CO2 di troposfer. 

 

Lembaga penelitian meteorologi Perancis, Centre National de la Recherches Meteoroligie (CNRM) bekerja sama dengan Laboratoir Oceanografique Dynamique (LODIC) dan lembaga kalkulasi dan modelisasi Eropa di Toulouse Perancis (CERFACS) membuat suatu model yang disebut dengan ARPEGE, dengan memperhitungkan interaksi seperti tersebut di atas.  Salah satu versi yang terbaru dari model ARPEGE adalah ARPEGE Climat versi 3.0.

 

Berdasarkan beberapa hasil penelitian meteorologi yang berkaitan dengan El-nino menunjukkan bahwa periodisitas kehadiran El-Nino di Indoensia 10 tahun terakhir meningkat dari satu kali dalam 10-15 tahun menjadi sekali dalam 2-4 tahun.  Sejak tahun 1900 sampai tahun 2000, Pawitan et. al. (1998a) mencatat  telah terjadi 25 kali El-Nino dengan intensitas sedang sampai kuat, dan terdapat kecenderungan peningkatan frekuensi dalam kurun waktu 20 tahun terakhir, yaitu dengan kejadian tahun 1977/78, 1982/83, 1987, 1991/92, 1993/94, dan 1997/98.  Hal ini berarti fenomena kekeringan dan kerawanan pangan akan kian sering terjadi di Indonesia.  Di sisi lain, pada masa datang kebutuhan air dan pangan akan semakin meningkat seiring dengan laju pertumbuhan penduduk.  Berdasarkan hasil proyeksi jumlah penduduk dikalikan dengan kebutuhan air per kapita di Indonesia, akan diperoleh volume kebutuhan air domestik (Pawitan et.al., 1997). Proyeksi kebutuhan air domestik dari 1990 sampai 2020 meningkat hingga 271% yaitu  dari 5.256 MCM (Mega Cubic Meter) pada 1990 menjadi 20.028 MCM pada 2020.  Kebutuhan air pertanian sampai tahun 1993 (khususnya air irigasi yang bersumber dari waduk dan aliran sungai) merupakan bagian terbesar dari total kebutuhan air nasional yaitu 71.676 MCM dengan luas tanam padi sawah 8.551.162 ha (BPS, 1993).

 

Oleh karena itu, menjadi hal sangat mendesak untuk mengetahui besaran anomali curah hujan yang akan terjadi di masa yang akan datang di wilayah Indonesia dalam skala global.  Dengan demikian dapat dilakukan upaya-upaya antisipasi bila terjadi peningkatan atau penurunan curah hujan.  Untuk keperluan tersebut, langkah dini yang paling tepat dan cepat adalah dengan menggunakan model prakiraan iklim. Tujuan penelitian ini adalah: mengetahui dan memprediksi perubahan zonasi serta kuantitas curah hujan dan temperatur di Indonesia.

 

 

BAHAN DAN METODE 

Penelitian ini bersifat desk studi dan merupakan kombinasi antara analisis frekuensi data pengamatan lapang di stasiun synoptik Tamanbogo, Lampung Tengah, dengan simulasi model iklim menggunakan model ARPEGE Climat versi 3.0 untuk parameter curah hujan dan temperatur 2 m dari permukaan tanah.

 

Data Pengamatan dan Analisis Frekuensi

Untuk melihat perubahan kejadian hujan dan temperatur sepanjang tahun 1980 sampai 2000 di stasiun pengamatan lapang, dilakukan analisis frekuensi dengan membandingkan dua periode pengamatan yaitu periode 1980-1990 dan 1991-2000.  Data iklim hasil pengamatan tersebut berasal dari stasiun klimatologi Tamanbogo, Lampung Tengah (105°05’ BT ; 5°22’ LS), pada ketinggian 20 m dari permukaan laut (m dpl), dan stasiun Genteng, Jawa Timur (114°13’ BT ; 8°22’ LS), pada ketinggian 168 m dpl.

 

Simulasi Model ARPEGE Climat versi 3.0

Simulasi zonasi curah hujan dilakukan untuk periode 1950-1979 dan periode 2010-2039 beserta anomalinya terutama untuk musim hujan (bulan Maret sampai Oktober).  Anomali zonasi curah hujan merupakan selisih kejadian hujan (mm) pada periode awal (1950-1979) dengan periode berikutnya (2010-2039).  Besaran curah hujan yang ditampilkan merupakan keadaan curah hujan rataan bulanan pada kedua periode tersebut.  Untuk merealisasikan zonasi tersebut, digunakan program GrADS (Grid Analysis and Display System) yang dipadukan dengan keluaran model ARPEGE Climat versi 3.0. Guna menghasilkan zonasi curah hujan di atas wilayah Indonesia, koordinat yang dipilih berkisar antara 25° Lintang Utara dan Lintang Selatan serta berkisar 150° Bujur Timur. Selain itu, dianalisis zonasi temperatur maksimum dan temperatur minimum untuk ketinggian 2 m dari permukaan tanah dan evaporasi (mm).

 

Model Prakiraan Iklim ARPEGE Climat Versi 3.0

Untuk mempelajari perubahan iklim (climate change) pada skala tertentu selama puluhan tahun, adalah menjadi suatu kebutuhan untuk menggunakan model coupling antara atmosphere, kelautan (Oceanografi) dan kutub (pole), serta interaksi ketiganya.  CNRM Meteo France bekerjasama dengan CERFACS telah membuat model coupling untuk merealisasikan skenario iklim sejak tahun 1950 sampai akhir abad 21. Model ARPEGE-Climat Météo France, memiliki kapasitas melakukan simulasi pada berbagai variasi geografis dan musim berdasarkan sirkulasi general atmosphere (General Ciculation of the Atmosphere) dan beberapa parameter iklim permukaan yang telah dimediasi pada beberapa publikasi ilmiah (Royer et al., 2001).  Versi 3.0 merupakan versi terbaru (cycle 22-a), yang terdiri dari dekomposisi spektral pada suatu harmonik lingkaran bumi, yang tergantung pada lengkungan trianguler (a troncature triangulaire) dengan batasan sampai 63 gelombang (T63), masing-masing berhubungan dengan satu pixel kira-kira 2,8º (128 x 64 points).  Di setiap pixel dihitung term non linier dinamik dan parameterisasi fisik.  Selain itu versi ini memiliki 45 tingkatan vertikal sehingga dapat memberikan gambaran suatu sirkulasi di stratosphere yang padanya ditemukan konsentrasi maksimum ozon.

 

Perbandingan komposisi ozon merupakan variabel yang diduga, ditransfer melalui dinamik tiga dimensi, berinteraksi pada transfer radiatif dan untuk hal-hal tersebut sumber photochemic digambarkan sebagai parametrik yang tergantung pada linierisasi laju produksi sebagai fungsi dari perbandingan percampuran ozon, kuantitas akumulasi ozon di atas titik yang diamati, dan dari temperature udara (Cariolle et al., 1986 et Mahfouf et al., 1993 in Royer et al., 2001).  Model ARPEGE Climat didasarkan pada persamaan klasik dinamika atmosphere dengan memperhitungkan fenomena fisik yang paling dominan dan penting, seperti radiasi matahari, formasi awan hujan, turbulensi lapisan lebih rendah dari (boundary layer) atmosfere, dan proses di permukaan, seperti keseimbangan antara ketersediaan air dan vegetasi di daratan (CNRM, 2001)

 

Model sirkulasi umum kelautan (General Circulation Ocean Model) yang digunakan pada model ARPEGE Climat adalah model OPA versi 8.0 yang dikembangkan oleh laboratorium IPSL (Institut Pierre Simon Laplace), laboratorium Oceanografi Dinamik (LODYC : Laboratoire d’Oceanographie Dynamique) (Madec, 1997 in Royer et al., 2001). Evolusi yang terjadi di wilayah kutub dihitung dengan menggunakan model GELATO dari D. Salas Y Melia (Salas, 2001 in Royer et al., 2001).  Perubahan panas, evaporasi, dan gesekan angin di permukaan laut dihitung setiap 24 jam dengan menggunakan model coupling OASIS yang dikembangkan oleh CERFACS (Terray et al., 1995 et Terray et al., 1995 in Royer et al., 2001).

 

Karakteristik Model

Sebelum model ARPEGE Climat versi 3.0 dikembangkan, telah dibuat beberapa model ARPEGE Climat dengan versi yang berbeda.  Pada model versi terbaru ini terdapat beberapa perubahan mendasar, yang berkaitan dengan pendekatan terhadap dinamika fisik atmosfir.  Perubahan-perubahan mendasar tersebut menyebabkan model ARPEGE Climat versi 3.0 memiliki kekhususan.  Perbedaan prinsip model ini dibandingkan dengan skenario iklim sebelumnya adalah penggunaan model OPA versi 8.0 dan bukan model OPA versi 7.0 untuk sistem laut, termasuk di dalamnya memperhitungkan dinamika kutub (GELATO) dan bukan sebagai suatu sistem termodinamika tersendiri.   Selain itu, pada model ARPEGE-Climat ini dipergunakan skema integrasi semi-Lagrangian dan bukan skema Eulérian, terdapat perbaikan resolusi spasial yang sebelumnya 96x48 (Troncature 31) per pixel menjadi 128x64  (Troncature 36) per pixel, stratifikasi stratosfer menjadi lebih detail dari 31 level menjadi 45 level, digunakannya skema radiasi model Centre Européen de Prévision à Moyen Terme (CEPMMT) dan bukan skema Geleyn (Geleyn et al., 1979 in Royer et al., 2001).  Model ini juga menggunakan skema statistik keawanan, parameterisasi ketinggian lapisan di bawah stratosfer (boundary layer), memperhitungkan efek langsung dan tidak langsung aerosol dari antropik original, perhitungan transfer fotokemik ozon dengan meletakkan koefisien parameterisasi ozon dengan menggunakan model fotochimik bidimensional MOBIDIC (Cariolle et al., 1986, Cariolle et al., 1990 Teyssèdre 1994, in Royer et al., 2001).  Model ARPEGE Climat mampu melakukan simulasi peramalan dua kali per hari dengan resolusi 20 km di atas Perancis.  Selain itu dapat digunakan untuk melakukan prakiraan untuk jangka pendek, sampai 3 harian, atau jangka menengah (mingguan) dari suatu evolusi iklim pada suatu wilayah.

 

Skema Eulérian dan Semi - Langrangian.  Perhitungan skema ini dilakukan dengan menggunakan model perjalanan waktu secara terus menerus.  Pada setiap perjalanan waktu, untuk setiap titik pixel di setiap tingkatan, parameter utama dari setiap partikel dihitung dengan mengaplikasikan terlebih dahulu persamaan dinamika meteorologi (part of dynamic), selanjutnya dengan mengaplikasikan  parameter utama (part of physic) yang memperhitungkan evolusi yang berkaitan dengan pertukaran pada sistem luar (seperti  pergantian antara air dan tanah, penyinaran, dsb) atau proses fiisik pada skala yang lebih kecil dari yang pernah ditulis untuk suatu peristiwa dinamik lainnya (Konveksi).  Skema evolusi temporal tersebut menyebabkan intervensi beberapa variasi waktu pada variabel yang dianalisa.

 

Pada skema Eulérian, evolusi waktu tersebut dihitung pada setiap titik pixel dan pada waktu yang bersamaan digunakan kecenderungan lokal dari variabel dan batasan-batasan adveksi. Sedangkan pada skema Langrangian, nilai suatu variabel dihitung  berdasarkan pergerakan partikel.  Di mana untuk menghitung parameter di suatu titik pada suatu pixel N pada waktu (t + dt), digunakan nilai parameter pada waktu (t – dt) pada titik O dan pada waktu t pada titik M. Garis lintasan OMN menggambarkan lintasan partikel sepanjang periode pengamatan.

 

Pada awalnya skema Langrangian membutuhkan waktu lebih panjang dalam perhitungan tetapi dapat digunakan dalam satu kali  perjalanan waktu 4 sampai 5 kali lebih kecil, maka secara keseluruhan menjadi lebih menarik untuk digunakan.

 

Kondisi Limit. Kondisi limit merupakan suatu hipotesis yang digunakan untuk memberikan batasan initial sistem/simulasi.  Model ARPEGE Climat  memiliki kondisi awal simulasi 20 tahunan  untuk laut dalam adalah berdasarkan keadaan temperatur dan salinitas klimatologi Livitus (Levitus, 1982 in Royer et al., 2001).  Sedangkan untuk di permukaan laut dibatasi oleh klimatologi Reynolds (Reynolds, 1988 in Royer et al., 2001) tahun 1950-1960. Untuk menjaga keseimbangan sistem dilakukan simulasi coupling tanpa  memangggil kembali (looping) pendekatan kedua jenis klimatologi di atas untuk jangka waktu 10 tahunan, dan dilakukan perhitungan kembali (looping) terhadap koeffisien ozon.  Kondisi yang telah dihasilkan pada kasus 10 tahunan tersebut memberikan kondisi inisial untuk menjalankan simulasi iklim coupling.

 

Skenario.  Secara garis besar skenario model peramalan iklim ARPEGE Climat terdiri dari dua bagian yaitu (1) berdasarkan pengalaman (kontrol) yang menyatakan bahwa konsentrasi gas rumah kaca adalah tetap (C1 dan C2) berdasarkan hasil pengamatan tahun 1950, dan (2) berdasarkan skenario (SG0 dan SG1) di mana konsentrasi gas rumah kaca berevolusi menurut waktu.  Pada skenario pertama suatu simulasi hasil interaksi kedua bagian di atas (C1 dan SG0) menyatakan bahwa homogenitas kimia ozon diperhitungkan.  Sedangkan pada sekenario kedua menyatakan bahwa kondisi kimia ozon diperbaiki untuk memperhitungkan reaksi perusakan ozon oleh klor akibat reaksi heterogenitas permukaan awan stratosfer di daerah kutub.   Karena Indonesia terletak di daerah tropik, dimana tidak terdapat heterogenitas kandungan kimia ozon maka digunakan skenario SG0.

 

Pada skenario SG0, konsentrasi dari gas utama rumah kaca (CO2, CH4, N2O, chlorofluorocarbon, CFC-11 dan CFC-12) tergantung pada hasil pengamatan hingga akhir abad 20, dan tergantung pada nilai skenario SRES-B2 dari GIEC (Nakicenovic et al., 2000 in Royer et al., 2001).  Artinya pada skenario SG0 yang didasarkan pada skenario B2, konsentrasi gas rumah kaca proporsional menurut waktu.  Skenario B2 ini menyatakan bahwa gas carbon tidak akan mencapai dua kali lipat dari konsentrasi praindustri sampai akhir abad 21. Emisi CFC disesuaikan dengan pengukuran yang dimplementasikan pada Protokol Montréal, dan konsentrasi gas tersebut menurun secara gradual dari titik puncak di tahun 2000 selama 100 tahun ke depan (tahun 2100).

 

 

 

HASIL DAN PEMBAHASAN

 

 

Deviasi Zonasi Curah Hujan

Hasil simulasi zonasi curah hujan bulanan rata-rata selama musim kemarau (April-September) periode 1950-1979 pada kondisi normal, menunjukkan sebagian besar wilayah Indonesia, khususnya Sumatra, Jawa, dan sebagian Kalimantan, Sulawesi, dan Papua  menerima curah hujan lebih kecil atau terletak pada zona hujan 5-6 mm.  Bersamaan dengan pergeseran rotasi bumi terhadap matahari, pada bulan April bumi bagian Utara mulai menerima energi matahari.  Bersamaan dengan waktu, panas yang terakumulasi baik di daratan dan lautan menyebabkan terbentuknya zona-zona bertekanan tinggi (zona anticyclon) dan terbentuknya pergerakan massa air ke trophosfer.  Di lapisan trophosfer massa air tersebut akan terbawa oleh Siklus Hadley, yang mendominasi gerakan massa air di lapisan tersebut, ke daerah bertekanan rendah (zona depresion) di bagian Selatan Equator.  Selanjutnya, siklus massa air tersebut akan bertemu dengan pergerakan massa air horizontal dari wilayah lain untuk membentuk zona konvergen dan zona konveksi di samudra Pasific di bagian Utara kepulauan Papau (zona curah hujan 10-11mm), seperti yang terlihat pada Gambar Zonasi wilayah hujan bulan April-September periode 1950-1979 (a).  Pemanasan laut dan daratan mencapai puncak pada Juli dan Agustus, yang diikuti oleh kian intensif siklus zonal gerakan massa air (Siklus Hadley) ke belahan bumi beraltitude lebih tinggi (Utara equator) dan penurunan curah hujan di wilayah Indonesia.

 

Zonasi wilayah hujan hasil simulasi ARPEGE Climat pada April-September periode 2010-2039 menunjukkan perubahan yang sangat kuat.  Terdapat kecenderungan pada musim kemarau periode tersebut, zona wilayah hujan 5-7 mm meliputi wilayah yang lebih luas. Bahkan zona hujan yang lebih besar dari 10 mm terbentuk di atas laut Jawa, yang pada periode sebelumnya zona konveksi tersebut tidak terbentuk.  Hal ini berarti jumlah curah hujan pada periode 2010-2040 antara April sampai September akan mengalami peningkatan. Seperti yang terlihat pada hasil simulasi anomali zonasi curah hujan (Gambar Zonasi wilayah hujan bulan April-September periode 1950-1979 (b) dan (c). Anomali curah hujan antara 0-(-0.3) mm meliputi sebagian besar Sumatera dan Papua. Anomali zonasi hujan 0-0.3 mm terdapat diwilayah Sumatera bagian Selatan, Sumatera bagian Barat, Jawa, Bali, dan Nusa Tenggara. Sedangkan anomali tertinggi antara 0.6 sampai 1.8 mm hanya meliputi wilayah Sulawesi bagian Selatan, Jawa Timur, dan Kalimantan Utara.  Artinya di masa datang kekeringan yang biasa melanda daerah-daerah tersebut akan mengalami sedikit perbaikan, akibat penambahan jumlah curah hujan.  Dengan demikian kesempatan untuk memperpanjang masa tanam dapat diperhitungkan, kecuali untuk sebagian besar Sumatera, yang berindikasikan terjadinya penurunan curah hujan sekitar 0-(-0.3) mm.

 

{mosimage}

Gambar Zonasi wilayah hujan bulan April-September periode 1950-1979 (a), 2010-2039  (b), dan anomali (c)  direalisasi dengan model ARPEGE Climat versi 3.0

 

Selanjutnya memasuki bulan Oktober posisi bumi terhadap matahari mengalami pergeseran, dimana sejak pertengahan bulan September belahan bumi bagian Selatan menerima radiasi matahari dengan intensitas yang lebih besar.  Bersamaan dengan pergerakan waktu dan posisi bumi terhadap matahari menyebabkan temperatur di belahan bumi bagian Selatan meningkat secara signifikan.  Demikian pula dengan pembentukan zona bertekanan tinggi dan pergerakan vertikal massa air ke trophospher.  Pada bulan-bulan tersebut akan terbentuk zone konvergen intertropikal di atas Indonesia, yang menyebabkan pembentukan awan hujan yang lebih besar (komulonimbus).  Akibatnya pada kondisi normal sepanjang bulan Oktober sampai Maret terjadi peningkatan kuantitas dan kualitas curah hujan  di seluruh Indonesia. Seperti yang terlihat pada Gambar di bawah ini.   Di mana pada periode 1950-1979 sebagian besar wilayah Indonesia terdapat pada zona hujan 6-7 mm. Sumatera bagian Utara, Jawa bagian Timur, dan Nusa Tenggara memiliki wilayah hujan lebih kecil yaitu 5-6 mm.  Sedangkan sebagian besar Kalimantan dan Papua berada pada zona hujan 7-8 mm. Zona konveksi tertinggi terletak di sekitar laut Jawa 8-10 mm.

 

 

{mosimage}

Gambar Zonasi wilayah hujan bulan Oktober-Maret periode 1950-1979 (a), 2010-2039  (b), dan anomali (c)  direalisasi dengan model ARPEGE Climat versi 3.0

 

Pada periode 2010-2039 hasil simulasi menunjukkan akan terjadi pergeseran garis monsoon ke arah Utara.  Sehingga  pada periode tersebut sebagain besar pulau Jawa berada pada zona 5-6 mm. Selain itu terjadi peningkatan areal zona hujan 7-8 mm di sekitar laut Banda, Laut Arafura, dan kepulauan Papua.  Dengan perkataan lain akan terjadi anomali negatif zona hujan -0.2-(-0.4) mm di sebagian besar Sumatera, Jawa Tengah, dan Jawa Timur. Anomali -0.4-(-0.5) mm di Jawa Barat dan sebagian Jawa Tengah. Anomali -0.2-0.0 mm di sebagian besar Sumatera, Papua, dan Sulawesi Utara. Sebaliknya akan terjadi anomali positip zonasi hujan 0.0-0.4 mm di wilayah Kalimantan bagian Timur dan Selatan, di Sulawesi bagian Selatan, sebagian Nusa Tenggara Barat, dan Nusa Tenggara Timur.  Anomali 0.2-0.9 membentang dari selat Karimata, laut Banda sampai laut Arafura.

 

Namun demikian jika diperhatikan posisi anomali zona hujan yang mengelilingi seluruh kepulauan Indonesia dan dengan membandingkan hasil simulasi pada musim hujan (Oktober-Maret) antara periode 1950-1979 dan 2010-2039 menunjukkan akan terjadi peningkatan peluang jumlah curah hujan yang lebih tinggi di wilayah Indonesia.  Di mana musim hujan akan sedikit lebih panjang dari biasanya, yaitu diindikasikan oleh jumlah curah hujan yang jatuh pada musim kemarau (April-September) lebih besar dari periode sebelumnya (Gambar Zonasi wilayah hujan bulan April-September).  Selain itu dari Gambar Zonasi wilayah hujan bulan Oktober-Maret (c) menunjukkan, wilayah Indonesia diapit oleh anomali positip zonasi hujan 0.2-0.9 mm yang terjadi di sekitar samudra Pasifik dan samudra Indonesia.  Demikian juga halnya yang terdapat di sepanjang selat Karimata, laut Banda sampai laut Arafura.  Prakiraan ini sejalan dengan hasil simulasi yang dilakukan oleh CNRM yang menyatakan bahwa sampai akhir abad 21 akan terjadi peningkatan jumlah curah hujan di Asia Tenggara (CNRM, 2001).

 

Para peneliti Meteorologi di CNRM meyakini bahwa pertambahan kuantitas curah hujan sebagai dampak dari peningkatan temperatur udara, yang akan memicu percepatan kehilangan air dalam bentuk evaporasi.  Gambar dibawah menunjukkan kesamaan lokasi anomali antara peningkatan curah hujan dengan peningkatan temperatur maksimum, temperatur minimum serta evaporasi pada musim hujan di atas wilayah Indonesia.  Peningkatan kandungan uap air di udara tersebut exponensial dengan peningkatan temperatur.  Kandungan uap air akan meningkatkan efek rumah kaca dan pemanasan kembali permukaan bumi.  Pada tahap selanjutnya akan terbentuk kandungan uap air dalam jumlah besar di udara berupa awan-awan hujan (cumulonimbus).  Di mana proses evaporasi sendiri tidak mengalami titik limit karena sebagian besar bumi (70%) terdiri dari lautan.  Sehingga secara global ditemukan bahwa curah hujan meningkat 1.5% dari nilai rata-rata global per derajat pemanasan permukaan bumi dan diefektifkan oleh monsoon.  Bahkan untuk kasus di Afrika Barat, Senegal, peningkatan curah hujan pada periode 2010-2039 di bagian Utara Senegal mencapai 50% sedangkan di bagian Selatan Senegal meningkat 100% dibanding hujan periode 1950-1979 (Syahbuddin, 2001).

 

{mosimage}

Gambar Anomali temperatur maksimal (a) dan temperatur minimal (b) permukaan (2 m) pada musim hujan (Oktober-Maret) direalisasikan dengan model ARPEGE Climat versi 3.0

 

{mosimage}

Gambar Anomali evaporasi permukaan (2 m) pada musim kemarau (April-September)  direalisasikan dengan model ARPEGE Climat versi 3.0

 

 

Deviasi Frekuensi dan Kuantitas Curah Hujan di Stasiun Synoptik

Pada tulisan ini  ditampilkan deviasi beberapa parameter iklim yang terjadi pada skala mikro, dalam hal ini digunakan data stasiun Tamanbogo, Lampung Tengah dan Genteng, Jawa Timur.  Lokasi stasiun terletak pada lahan kering beriklim kering dengan bulan basah 3-4 bulan dan bulan kering 2-3 bulan (Oldeman et al., 1978).  Dipilihnya stasiun Tamanbogo selain karena data yang tersedia cukup lengkap, juga terletak pada wilayah sentra produksi padi terpenting di propinsi Lampung dengan jaringan irigasi yang sangat luas, dengan rata-rata curah hujan tahunan berkisar antara 1800-2900 mm/tahun, memberikan kemudahan untuk melihat eratik perubahan curah hujan pada kedua periode pengamatan tersebut.

 

Curah Hujan Tahunan. Berdasarkan hasil analisis rata-rata bergerak menunjukkan selama 20 tahun terakhir terdapat dua buah inklinasi curah hujan yang memiliki kecenderungan sama.  Diawali dengan penurunan curah hujan pada tahun 1980 hingga 1986, untuk kemudian meningkat kembali kembali pada tahun 1987 dan  1993, di mana sebelumnya diselingi oleh penurunan yang tajam pada tahun 1991, yang diakhiri juga dengan penurunan yang drastis pada tahun 1998, untuk kemudian meningkat kembali pada tahun 1999-2000 (Gambar Profil curah hujan rata-rata bergerak dua tahunan di stasiun Tamanbogo, Lampung Tengah).  Pola ini bila terus berlanjut maka dapat diprakirakan bahwa curah hujan pada 5 atau 10 tahun ke depan akan meningkat.  Perubahan ekstrim kuantitas curah hujan untuk dua tahunan sangat terlihat pada stasiun pengamatan di Genteng, Jawa Timur.  Bahkan peningkatan kuantitas curah hujan dari periode dua tahun sebelumnya mencapai lebih dari 100% (Gambar Profil curah hujan rata-rata bergerak dua tahunan di stasiun Genteng, Jawa Timur).  Artinya, meskipun periode simulasi dengan periode observasi berbeda, namun kecenderungan yang terlihat menunjukkan peluang peningkatan curah hujan periode berikutnya cukup besar, seperti dihasilkan oleh simulasi ARPEGE Climat.

 

{mosimage}

Gambar Profil curah hujan rata-rata bergerak dua tahunan di stasiun Tamanbogo, Lampung Tengah (a) dan Genteng, Jawa Timur (b)

 

Curah Hujan Harian. Persentase frekuensi suatu besaran curah hujan pada dua periode pengamatan dikelompokkan berdasarkan dampaknya terhadap lingkungan agronomi tanaman.  Curah hujan kurang dari 1 mm merupakan curah hujan yang diintersepsi oleh daun dan dievaporasikan, 1-3 mm merupakan curah hujan yang  sangat esensial memberikan kontribusi terhadap evaporasi dari tanah, dari 3 sampai 10 mm  hanya mengisi cadangan air tanah di lapisan permukaan. Sedangkan dari 25 mm merupakan curah hujan yang effektif menyebabkan erosi (konsultasi pribadi dengan J.C. Combres _CIRAD-Perancis in Syahbuddin, 2001).

 

{mosimage}

Gambar Frekuensi curah hujan di stasiun synoptik Tamanbogo, Lampung Tengah (a) dan stasiun Genteng, Jawa Timur (b) periode 1980-1990 dan 1991-2000

 

Hasil analisis rata-rata bergerak  (Gambar Profil curah hujan rata-rata bergerak dua tahunan) menunjukkan pola pengulangan peningkatan curah hujan tahunan  selaras dengan hasil analisis frekuensi curah hujan harian pada Gambar Frekuensi curah hujan di stasiun synoptik di atas.  Hasil analisis frekuensi menunjukkan curah hujan 3-10 mm dan 10-25 mm periode 1991-2000 meningkat berturut-turut 32 dan 17% untuk stasiun Tamanbogo dibanding periode sebelumnya.  Sedangkan untuk stasiun Genteng, curah hujan tidak terjadi peningkatan frekuensi untuk curah hujan 3-10 mm, untuk curah hujan 10-25 mm meningkat 17%.  Bahkan curah hujan antara 100 dan 150 mm periode 1991-2000 meningkat 59% untuk stasiun Tamanbogo dibanding periode 1980-1990.  Pada selang tersebut, di stasiun Genteng terjadi peningkatan yang sangat besar yaitu sebesar 100%.  Peningkatan ini lebih besar dibandingkan dengan penurunan jumlah curah hujan pada rentang waktu yang lain.  Hasil tersebut memberikan ilustrasi bahwa telah terjadi peningkatan curah hujan di daerah sekitar Tamanbogo sejak beberapa tahun sebelumnya.  Bila hasil ini diselaraskan dengan hasil simulasi ARPEGE Climat, maka di dugaan bahwa pada 10-15 tahun yang akan datang curah hujan yang akan mengisi cadangan air tanah permukaan dan yang dapat menyebabkan erosi akan mengalami peningkatan yang signifikan.

 

Deviasi Temperatur di Stasiun Synoptik 

Temperatur Harian. Pendapat yang menyatakan bahwa curah hujan akan meningkat 1.5 % untuk setiap peningkatan temperatur permukaan bumi, juga terlihat di statiun Tamanbogo. Dimana terdapat peningkatan frekuensi kejadian temperatur siang 32-38°C serta temperatur malam  23-25°C dan 26-30°C,  pada periode 1991-1997 masing-masing sebesar  18%, 7% dan 200% dibanding periode 1980-1990 (Gambar Frekuensi temperatur diurnal dan nokturnal (a, b). Peningkatan temperatur sebagai akibat efek rumah kaca kian jelas terlihat pada stasiun pengamatan Genteng di Jawa Timur. Di mana temperatur malam antara 25-30°C yang pada periode sebelumnya tidak terjadi, pada periode 1991-2000 rentang temperatur tersebut terjadi dengan besaran frekuensi cukup besar yaitu antara 5-50% (Gambar Frekuensi temperatur diurnal dan nokturnal c, d).  Hasil penelitian Apriyana dan Sugianto (2000) juga menunjukkan telah terjadi peningkatan temperatur di beberapa lokasi sentra produksi pertanian.  Untuk temperatur diurnal terjadi peningkatan secara signifikan di Kendalpayak (Jawa Timur), Maros (Sulawesi Selatan), Pusakanegara, Muara, dan Margahayu (Jawa Barat). Sedangkan temperatur nokturnal meningkat di lokasi selain tersebut di atas juga terdapat di Lanrang (Sulawesi Selatan), Darmaga, dan Sukabumi (Jawa Barat).

 

{mosimage}

Gambar Frekuensi temperatur diurnal (a dan c) dan nokturnal (b dan d) di stasiun synoptik Tamanbogo, Lampung Tengah dan Genteng, Jawa Timur periode 1980-1990 dan 1991-1997

 

 

KESIMPULAN DAN SARAN

 

 

Kesimpulan

Berdasarkan hasil simulasi skenario iklim dengan model ARPEGE Climat versi 3.0 dan pengamatan di stasiun synoptik seperti yang diuraikan di atas dapat disimpulkan :

  1. Pada periode 2010-2039 diprakirakan akan terjadi peningkatan jumlah curah hujan di atas wilayah Indonesia, yang ditandai dengan perubahan zonasi wilayah hujan dengan anomali positip zona konveksi, peningkatan temperatur, dan evaporasi terutama pada zona konveksi tertinggi di sepanjang selat Malaka, Laut Banda, Laut Karimata, dan Laut Arafura.
  2. Perubahan kualitas dan kuantitas curah hujan, khususnya curah hujan 100-150 mm/hari  secara signifikan (59% dan 100%) pada stasiun sinoptik Tamanbogo dan Genteng telah terjadi pada periode 1991-2000, perubahan tersebut diikuti oleh peningkatan temperatur permukaan (2 m).
  3. Langkah antisipasi limpahan curah hujan yang lebih besar dapat dilakukan secara serentak melalui pendekatan lingkungan dan kemasyarakatan.
  

Saran

Memperhatikan hasil simulasi di atas, di masa datang diprakirakan akan terjadi peningkatan jumlah air yang jatuh di atas permukaan bumi, maka persoalan yang dapat ditimbulkannya berdampak luas baik untuk bidang pertanian, usaha konservasi tanah dan air, penanggulangan limpahan air, dan sebagainya.   Di satu sisi masalah kekeringan akan dapat diperbaiki, namun masalah lain seperti kebanjiran, erosi tanah terutama pada tanah-tanah tanpa vegetasi dan berlereng curam, penurunan intensitas radiasi surya, penurunan kesuburan tanah, sampai pada masalah penyakit tanaman dan manusia.  Beberapa langkah antisipasi berdasarkan faktor yang paling bersinggungan dan berinteraksi seperti tertera di bawah ini.

Langkah antisipasi pendekatan lingkungan: 

  1. Dari sisi penanggulangan bahaya banjir, perlu diantisipasi dengan menyiapkan saluran-saluran air/kanal, dengan cara memperbesar daya tampung saluran, baik berupa saluran air alami (sungai), maupun buatan (saluran drainase)
  2. Usaha ini harus dipadukan dengan meningkatkan daya dukung DAS (daerah aliran sungai) di hulu guna menerima, menyimpan selama mungkin, dan menyalurkan air hujan ke daerah hilir
  3. Menghutankan kembali lahan-lahan gundul
  4. Memonitor dan mengevaluasi daya tampung Waduk, terutama yang berkaitan dengan proses sedimentasi, dan lain-lain
  5. Peningkatan curah hujan akan diikuti oleh penurunan intensitas radiasi surya, maka dibidang pertanian perlu diperhatikan penggunaan varietas berumur dalam, agar akumulasi bahang optimal sehingga produksi dapat ditingkatkan

 

Langkah antisipasi pendekatan kemasyarakatan :
  1. Meningkatkan kepedulian masyarakat terhadap masalah banjir (Program Pos Peduli Banjir/P3B), dengan mensosialisasikan informasi cuaca, bahaya banjir dan pasca banjir, melalui instansi terkait dari tingkat Lurah/Desa/Kampung sampai Propinsi, media massa, sekolah, LSM, dll
  2. Mensosialisasikan arti penting kebersihan lingkungan terutama (saluran air) dan pembuangan sampah serta peruntukan lahan, terutama yang berkaitan dengan kegiatan-kegiatan yang menyebabkan penyempitan bantaran sungai, penyempitan daerah tangkapan air, pengelolaan lahan dengan kelerengan sedang sampai curam bagi usaha-usaha pertanian tanaman pangan
  3. Penegakan Undang-Undang Konservasi Lingkungan dan pemberian sangsi seberat-beratnya bagi pelanggaran terhadap RUTR, konservasi lingkungan, dan lain-lain.
 

 

Ucapan Terimakasih

Penulis mengucapkan terimakasih pada Dr. Jean Francois Royer,  Dr. Anne Rascole, dan Mrs. Sophie Tyteca,  peneliti dari Centre National Research of Meteorologi-METEO France, Toulouse. France, untuk bantuan mereka mendapatkan data-data hasil simulasi model ARPEGE versi 3.  

DAFTAR PUSTAKA 

Apriyana, Y. dan Yanto Sugianto.  2000.  Kajian Perubahan Suhu Udara dan Evapotranspirasi di Indonesia. Tidak dipublikasi. Bogor. 12 hal.BPS, 1993.

Survei Pertanian-Luas Lahan Menurut Penggunaannya di Jawa dan di Luar Jawa. Jakarta.

BPS. CNRM., 2001. Les scénarios climatiques au

CNRM. Website Centre Nationale de la Recherches Meteorologie Meteo France. Toulouse. 6 pages.

Oldeman, L.R., Irsal Las, and Darwis S.N.  1978. Agroclimatic Map of Sumatra. CRIA-Bogor, Indonesia.

Pawitan et.al., 1997. The Implementation of Strategic and Tactical Approach in Efficient Water Use Movement. National Seminar Proceedings on Establishing the efficient Water Use Movement to Optimize the Utilization of Water Resources.Colaboration between The National Resiliency Institute, Indonesian Association of Agricultural Meteorology, Indonesian Association of Agronomy, and Indonesian Association of Agricultural Economy. Jakarta Juli 11st, 1996.

Pawitan, H.  1998a. Antisipasi Bencana Banjir dan Kekeringan serta Upaya Penanggulangannya. Makalah disajikan dalam Diskusi Panel PERAGI, 12 Agustus 1998. Jakarta.

Royer J.F., D. Cariolle, F. Chauvin, M. Déqué, H. Douville, S. Planton, A. Rascol, J.L. Ricard, D. Salas Y Melia, F. Sevault, P. Simon, S. Somot, S. Tyteca, L. Terray, et S. Valcke.  2001. Simulation des Changements Climatiques au Cours du 21-éme Siècle Incluant l’Ozone Stratosphérique. Académie des Sciences Série Iia, rubrique : Climat.  Paris. 20 p.

Syahbuddin, H. 2001.  Effet du Changement Climatique sur le Rendement de l’Arachide (Arachis hypogaea L.) dans le Cas du Sénégal, Afrique d’Ouest. Réalisée avec le Modèle ARPEGE Climat Version 3.0 et SARRA Habille. Rapport du Stage de recherche en formation du Mastère Spécialise Météorologie Tropicale ; Ecole Nationale de la Météorologie Toulouse-France. Décember 2001. 129 pages        

Terakhir diperbarui Selasa, 22 April 2014 03:22
 
Joomla Templates by JoomlaVision.com