ANALISIS TEMPERATURE HEAT INDEX (THI) DALAM HUBUNGANNYA DENGAN RUANG TERBUKA HIJAU (Studi Kasus : Kabupaten Bungo - Propinsi Jambi)
YUSUF KALFUADI
DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
ANALISIS TEMPERATURE HEAT INDEX (THI) DALAM HUBUNGANNYA DENGAN RUANG TERBUKA HIJAU (Studi Kasus : Kabupaten Bungo - Propinsi Jambi)
YUSUF KALFUADI
Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains Pada Program Studi Meteorologi
DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
RINGKASAN YUSUF KALFUADI. Analisis Temperature Heat Index (THI) Dalam Hubungannya Dengan Ruang Terbuka Hijau (Studi Kasus : Kabupaten Bungo - Propinsi Jambi). Dibimbing oleh YON SUGIARTO. Penelitian ini bertujuan menganalisis pengaruh Temperature Heat Index (THI) atau indeks kenyamanan terhadap wilayah ruang terbuka hijau (RTH) guna menduga luas pertambahan minimal RTH dengan menggunakan penginderaan jauh dan sistem informasi geografis di Kabupaten Bungo, Propinsi Jambi. Hasil penelitian menunjukan bahwa perbedaan tipe penutup lahan mempunyai karakteristik sifat-sifat fisis permukaan seperti konduktifitas thermal dan emisivitas yang dapat mempengaruhi distribusi komponen Temperature Heat Index (THI) pada suatu wilayah. Konversi dari tipe penutup lahan vegetasi dan tubuh air menjadi tipe penutup lahan non vegetasi akan menyebabkan peningkatan suhu udara dan penurunan kelembaban yang pada ahirnya membawa dampak terhadap tingkat kenyamanan pada suatu daerah. Pembangunan dan pertambahan jumlah penduduk di Kabupaten Bungo yang merupakan salah satu daerah otonomi akan semakin terus meningkat. Apabila tidak dilakukan dengan memperhatikan keseimbangan ekosistem, maka akan dapat menimbulkan suatu masalah yang membawa dampak terhadap terjadinya perubahan lingkungan. Salah satu contoh perubahan lingkungan adalah meningkatnya suhu udara dan menurunnya kelembaban yang dapat mengakibatkan rasa tidak nyaman. Hasil estimasi suhu udara berkisar 220C sampai dengan 340C, sedangkan kelembaban udara berkisar 58% sampai dengan 94%. Berdasarkan hasil estimasi, nilai suhu dan kelembaban maka THI untuk Kabupaten Bungo sebesar 19 sampai dengan 35. Hasil nilai THI dengan kisaran 23 – 26 mempunyai luasan yang terbesar sekitar 157.785 Ha. Dari luasan tersebut menunjukan bahwa sebagian besar wilayah Kabupaten Bungo masih tergolong dalam kondisi sedang. Daerah kondisi sedang didominasi oleh penutupan lahan tegalan. Perhitungan luas RTH yang diperlukan untuk meningkatkan kenyamanan dan menurunkan suhu udara ini juga didasarkan pada luas penggunaan lahan. Untuk mengimbangi jumlah lahan terbuka yang cukup luas, dengan asumsi lahan terbuka lebih dominan dijadikan sebagai daerah pemukiman, pusat perbelanjaan atau industri. Maka diperlukan penambahan luas RTH minimal secara keseluruhan seluas 17.432 Ha atau sekitar 3,96% dari total luas penutupan lahan. Dengan demikian efek panas pada permukaan dapat dikurangi.
Judul
: Analisis Temperature Heat Index (THI) Dalam Hubungannya Dengan Ruang Terbuka Hijau. (Studi Kasus : Kabupaten Bungo - Propinsi Jambi)
Nama
: Yusuf Kalfuadi
Program Studi : Meteorologi NRP
: G 24103038
Menyetujui : Pembimbing
Yon Sugiarto, S.Si, M.Sc. IT. NIP. 132 215 103
Mengetahui : Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
Dr. drh. Hasim, DEA. NIP. 131 578 806
Tanggal Disetujui :
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 12 Maret 1985, dan merupakan anak kelima dari lima bersaudara dari pasangan Slamet Marzuki dan Darini. Pendidikan formal dimulai pada Sekolah Dasar Negeri 04 Jakarta Timur, Sekolah Menengah Pertama Negeri 20 Jakarta Timur dan Sekolah Menengah Atas Negeri 42 Jakarta Timur. Penulis masuk IPB tahun 2003 melalui jalur SPMB dengan mengambil Program Studi Meteorologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Penulis pernah mengikuti pratikum lapang di Pusat Pengembangan Pemanfaatan Dan Teknologi Penginderaan Jauh Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN) Pekayon, Jakarta dari Bulan Juli sampai Agustus 2006.
PRAKATA Assalamu’alaikum Wr. Wb. Alhamdulillah, puji dan syukur penulis ucapkan atas kehadirat Allah SWT, karena atas izin, rahmat serta taufik dan hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul “Analisis Temperature Heat Index (THI) Dalam Hubungannya Dengan Ruang Terbuka Hijau (Studi Kasus : Kabupaten Bungo - Propinsi Jambi)”. Penulis banyak mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah banyak memberikan bantuan dan dukungan selama penelitian dan dalam penyusunan skripsi, yaitu : 1. Yon Sugiarto, S.Si, M.Sc.IT. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, arahan, dan masukan dengan penuh kesabaran dalam penyusunan skripsi ini. 2. Keluargaku tercinta Ibu, Bapak dan Kakak atas semua cinta, kasih sayang, pengertian, doa, motivasi dan kesabaran yang tiada habisnya. 3. Seluruh keluarga besar di Jakarta, Bandung dan Yogyakarta atas doa dan dukungannya selama ini. 4. Al-Ustadz Al-Habib Alwi bin Al-Alamah Al-Habib Abdurrohman Assegaf atas bimbingan, ilmu dan doa tiada henti, serta jama’ah zaadul muslim wabilkhusus ustadz sholeh. 5. Teman-teman GFM 40, Elbios dan semuanya yang sudah menjadi teman dan memberi warna selama masa kuliahku. 6. Pak Pono, Kang Azis dan staf TU GFM lainnya, terima kasih atas pelayanannya selama ini serta berbagai pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Akhirnya penulis berharap agar skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan semua pihak yang memerlukannya. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna sehubungan dengan berbagai keterbatasan dan kemampuan penulis, baik kemampuan akademik maupun kemampuan teknik penulisan. Sehubungan dengan itu penulis sangat mengharapkan kritik yang membangun, saran dan masukan dari pembaca demi perbaikan skripsi ini. Semoga tulisan ini dapat bermanfaat dan memberikan informasi bagi yang membutuhkan. Terima Kasih. Wassalamu’alaikum Wr.Wb.
Bogor, Juli 2009
Penulis
i
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL ........................................................................................................... DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................... DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................................
Halaman ii ii ii
I. PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang ......................................................................................................... I.2 Tujuan .......................................................................................................................
1 1
II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penginderaan Jauh Thermal...................................................................................... 2.2 Karakteristik LANDSAT TM/ETM+ ....................................................................... 2.3 Suhu Permukaan ....................................................................................................... 2.4 Suhu Udara .............................................................................................................. 2.5 Kelembaban Udara ................................................................................................... 2.6 Temperature Heat Index (THI) ................................................................................ 2.7 Perubahan Penutupan Lahan..................................................................................... 2.8 Ruang Terbuka Hijau................................................................................................
1 2 3 3 4 4 4 5
III. METODOLOGI 3.1 Waktu dan Tempat ................................................................................................... 3.2 Alat dan Bahan......................................................................................................... 3.3 Metode Penelitian .................................................................................................... 3.3.1 Pengolahan Awal Citra Satelit ........................................................................ Pemulihan Citra (Image Restoration)......................................................... Penajaman Citra (Image Enhachement) ..................................................... Pengambilan Wilayah Kajian..................................................................... Klasifikasi Penutupan Lahan...................................................................... 3.3.2 Estimasi Suhu Permukaan Citra Satelit LANDSAT ETM+............................ 3.3.3 Estimasi Suhu Udara ....................................................................................... 3.3.4 Estimasi Kelembaban Udara ........................................................................... 3.3.5 Estimasi Indeks Kenyamanan ......................................................................... 3.3.6 Penentuan Ruang Terbuka Hijau ....................................................................
5 5 5 5 6 6 6 6 6 6 7 7 7
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Keadaan Umum Wlayah Kabupaten Bungo, Propinsi Jambi ................................... 4.2 Pengolahan Awal Citra Satelit.................................................................................. 4.2.1 Koreksi Geometrik .......................................................................................... 4.2.2 Koreksi Radiometrik/Atmosferik .................................................................... 4.2.3 Pengambilan Wilayah Kajian.......................................................................... 4.2.4 Klasifikasi Penutupan Lahan Menggunakan Citra Satelit ............................... 4.3 Analisis Distribusi Spasial Suhu Permukaan............................................................ 4.4 Analisis Distribusi Spasial Suhu Udara .................................................................... 4.5 Estimasi Kelembaban Relatif Dari Citra Satelit ....................................................... 4.6 Analisis Distribusi Spasial Kelembaban Relatif (RH).............................................. 4.7 Analisis Distribusi Spasial Indeks Kenyamanan (THI) ............................................ 4.8 Pengaruh Ruang Terbuka Hijau Terhadap Indeks Kenyamanan..............................
9 9 9 9 9 9 10 11 12 13 14 15
V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan .............................................................................................................. 5.2 Saran ........................................................................................................................
16 16
DAFTAR PUSTAKA....................................................................................................... LAMPIRAN......................................................................................................................
16 18
ii
DAFTAR TABEL No. Tabel 1. Tabel 2. Tabel 3. Tabel 4. Tabel 5. Tabel 6. Tabel 7. Tabel 8. Tabel 9. Tabel 10. Tabel 11. Tabel 12. Tabel 13.
Halaman Karakteristik dan Fungsi Tiap Kanal Dalam Satelit LANDSAT TM/ETM+...... 3 Diffusivitas Thermal dan Damping Depth Pada Berbagai Kondisi Udara........... 7 7 Amplitudo Pada Berbagai Penutupan Lahan........................................................ 10 Klasifikasi dan Luas Lahan di Kabupaten Bungo Tahun 2002............................ 10 Kisaran Nilai Suhu Permukaan Pada Setiap Penutupan Lahan............................ 11 Kisaran Nilai Suhu Udara Pendugaan Pada Pukul 07.00 WIB............................ 11 Kisaran Nilai Suhu Udara Pendugaan Pada Pukul 13.00 WIB............................ 11 Kisaran Nilai Suhu Udara Pendugaan Pada Pukul 18.00 WIB............................ Kisaran Nilai Rata-Rata Suhu Udara Pendugaan Pada Setiap 12 Penutupan Lahan................................................................................................... Kisaran Nilai Kelembaban Relatif (RH) Pada Setiap Penutupan Lahan.............. 14 14 Kisaran Nilai Luasan Selang THI Kabupaten Bungo........................................... 15 Proporsi THI Pada Setiap Luasan Penutup Lahan............................................... Proporsi THI dan Luas Pertambahan RTH Minimal Kabupaten Bungo............... 16
DAFTAR GAMBAR No. Gambar 1. Gambar 2. Gambar 3. Gambar 4. Gambar 5. Gambar 6. Gambar 7. Gambar 8. Gambar 9. Gambar 10. Gambar 11. Gambar 12.
Halaman 8 Diagram Alir Penelitian................................................................................ 10 Rataan Nilai Suhu Permukaan Pada Setiap Penutupan Lahan....................... 11 Hubungan Ta Pendugaan dan Ta Reference Pada Pukul 07.00 WIB............. 11 Hubungan Ta Pendugaan dan Ta Reference Pada Pukul 13.00 WIB............. 11 Hubungan Ta Pendugaan dan Ta Reference Pada Pukul 18.00 WIB............. 11 Hubungan Rata-Rata Ta Pendugaan dan Ta Reference.................................. 12 Rataan Suhu Udara Pada Setiap Penutupan Lahan........................................ 13 Hubungan Linier Suhu Titik Embun (Td) dan Suhu Minimum (Tmin) .......... 13 Hubungan Linier Suhu Ketinggian (Talt) dan Suhu Reference(Tref) ............. 14 Rataan Nilai Kelembaban Relatif Pada Setiap Penutupan Lahan.................. 14 Rataan Nilai Selang Luasan THI.................................................................. Hubungan Antara Nilai Suhu Udara dan THI 15 Pada Setiap Penutupan Lahan........................................................................ 15 Gambar 13. Hubungan Linier Suhu Udara dan THI ........................................................
DAFTAR LAMPIRAN No. Halaman 19 Lampiran 1. Peta Administrasi Kabupaten Bungo - Propinsi Jambi ............................. Lampiran 2. Peta Citra Satelit LANDSAT ETM+ Komposit RGB 542 20 Kabupaten Bungo - Propinsi Jambi Tahun 2002...................................... Lampiran 3. Peta Klasifikasi Penutupan Lahan Kabupaten Bungo, Propinsi Jambi Tahun 2002....................................................................... 21 Lampiran 4. Peta Sebaran Suhu Permukaan Kabupaten Bungo - Propinsi Jambi.......... 22 Lampiran 5. Peta Sebaran Suhu Udara Kabupaten Bungo - Propinsi Jambi.................. 23 Lampiran 6. Peta Sebaran Kelembaban Relatif (RH) Kabupaten Bungo Propinsi Jambi........................................................................................... 24 Lampiran 7. Peta Sebaran Indeks Kenyamanan (THI) Kabupaten Bungo Propinsi Jambi........................................................................................... 25 Lampiran 8. Peta Sebaran Indeks Kenyamanan (THI) Berdasarkan Kondisi Kabupaten Bungo - Propinsi Jambi............................................................ 26 27 Lampiran 9. Data Klimatologi Bulan Agustus 2002 ......................................................
1
I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tumbuh pesatnya perkembangan pembangunan di berbagai sektor yang dapat mengakibatkan semakin berkurangnya ruang terbuka hijau dan juga dapat menyebabkan terjadinya masalah sosial dan masalah lingkungan. Masalah lingkungan yang terjadi yaitu perubahan lingkungan yang dapat membawa dampak terhadap perubahan unsur iklim. Perubahan unsur iklim yang terjadi adalah suhu, penerimaan radiasi matahari, kecepatan angin, dan keawanan. Diantara unsur-unsur tersebut yang dapat dirasakan langsung perubahannya adalah suhu udara. Perubahan suhu udara yang terjadi ini semakin meningkat dari hari ke hari dan akhirnya akan mempengaruhi kenyamanan manusia. Temperature Heat Index (Indeks Kenyamanan) merupakan suatu metode yang dapat digunakan untuk mengkaji tingkat kenyamanan di suatu daerah. Dari metode ini dihasilkan suatu indeks untuk menetapkan efek dari kondisi panas pada kenyamanan manusia yang mengkombinasikan antara unsur suhu dan kelembaban. Fenomena meningkatnya suhu rata-rata di suatu daerah yang tinggi biasanya disebut dengan pulau panas (heat island). Panas yang dihasilkan biasanya berasal dari proses pembakaran, sisa pembuangan gas kendaraan bermotor, aktivitas manusia maupun jenis bahan bangunan tertentu. Peningkatan suhu udara yang mengakibatkan berkurangnya rasa kenyamanan pada suatu daerah dapat diatasi dengan membuka dan mengembangkan lahan yang kosong untuk dijadikan ruang terbuka hijau. Ruang terbuka hijau merupakan daerah hijau yang ditumbuhi oleh berbagai jenis tanaman. Daerah hijau ini akan dapat menurunkan suhu udara kota dibandingkan dengan derah pinggiran kota. RTH juga sangat efektif mengurangi efek-efek climatological heat pada lokasi pemusatan bangunan tinggi yang berakibat pada timbulnya anomalianomali pergerakan zat pencemar udara yang berdampak destruktif baik terhadap fisik bangunan maupun mahluk hidup. Penambahan jumlah luas RTH di suatu kota dapat mereduksi peningkatan gas polusi udara dan dapat memberikan kontribusi terhadap penurunan suhu. Sistem penginderaan jauh merupakan salah satu cara yang dapat digunakan untuk melakukan estimasi unsur iklim seperti suhu
udara, radiasi, evapotranspirasi dan kelembaban. Hal ini disebabkan data unsurunsur cuaca masih terbatas dan hanya didapatkan dari stasiun meteorologi di permukaan, sehingga untuk kajian wilayah yang cukup luas pendugaan data unsur-unsur iklim dari sistem penginderaan jauh diperlukan untuk meminimalisasi kekurangan data tersebut. Adanya otonomi daerah Propinsi Jambi menyebabkan terjadinya pemekaran wilayah pada tingkat kabupaten. Salah satunya adalah Kabupaten Bungo Tebo yang dimekarkan menjadi Kabupaten Bungo dan Kabupaten Tebo. Pengelolaan secara masing - masing dari setiap wilayah ini, khususnya Kabupaten Bungo mengakibatkan tumbuh pesatnya perkembangan pembangunan di berbagai sektor yang dapat mengakibatkan semakin berkurangnya ruang terbuka hijau. Penelitian ini menyajikan peran sistem penginderaan jauh dan sistem informasi geografis untuk mengidentifikasi komponen Temperature Heat Index (THI) dan pengaruhnya terhadap ruang terbuka hijau di Kabupaten Bungo, Propinsi Jambi. 1.2 Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk dan menganalisis suhu mengestimasi permukaan, suhu udara, kelembaban dan Temperature Heat Index (THI) dengan menggunakan citra LANDSAT ETM+. Serta Mengetahui karakteristik dan pengaruh Temperature Heat Index (THI) terhadap ruang terbuka hijau di Kabupaten Bungo, Propinsi Jambi.
II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penginderaan Jauh Thermal Penginderaan jauh secara umum didefinisikan sebagai suatu cara untuk memperoleh informasi dari obyek tanpa mengadakan kontak fisik dengan obyek tersebut, sedangkan secara khusus adalah usaha untuk mendeteksi gelombang elektromagnetik baik yang dipancarkan atau dipantulkan oleh obyek (Lillesand and Kiefer, 1998). Prinsip dasar penginderaan jauh yaitu menangkap energi gelombang elektromagnetik yang dipancarkan maupun dipantulkan oleh suatu permukaan yang dipisahkan dalam sensor panjang gelombang. Suhu permukaan diperoleh atau dihitung dari energi yang dipancarkan oleh suatu permukaan. Sensor yang digunakan
2
untuk mendeteksi pada satelit adalah sensor thermal infrared. Penginderaan jauh thermal menjelaskan secara ringkas kemungkinan untuk memperoleh, menggambarkan dan menginterpretasikan keadaan panas di permukaan bumi. Pendefinisian energi thermal lebih sering mengacu kepada energi yang dipancarkan dari permukaan bumi. Berdasarkan sumber energi radiasi dari matahari panjang gelombang lebih pendek dipancarkan dari energi matahari, sedangkan gelombang panjang dipancarkan dari permukaan bumi. Semua benda di alam yang mempunyai suhu mutlak diatas 0 K atau setara dengan – 273°C akan mempunyai radiasi termal. Sebagai dasar dari pernyataan tersebut adalah hipotesis tentang benda hitam sempurna, yang dicirikan oleh : 1. Suatu benda akan mengabsorbsi seluruh energi yang diterima dari segala sudut penerimaan. 2. Suatu benda akan mengemisikan semua energinya ke segala arah dengan seluruh kisaran panjang gelombang yang ada. Sebuah teori tentang benda hitam di nyatakan oleh Wilhelm Wien, 1928 dalam Hermawan (2005) yang dirumuskan sebagai :
λmaks =
2897 ……………..….......……… (1) TS
Keterangan : = Panjang gelombang pada pancaran λMaks maksimum (μm) = Suhu permukaan obyek (K) Ts Berdasarkan persamaan di atas , dengan mengganggap bahwa nilai suhu mutlak permukaan matahari adalah 5780 K, maka didapatkan nilai panjang gelombang maksimum radiasi matahari yang mampu memberikan pancaran puncak maksimum terjadi pada panjang gelombang 0.5 μm yang dapat disebutkan sebagai nilai tengah dari spektral radiasi tampak. Dengan fakta ini, maka radiasi matahari akan memberikan energi maksimumnya pada kisaran spektral radiasi tampak (0.3 – 0.7 μm). Sedangkan untuk permukaan bumi dengan suhu permukaan sebesar 300 K memberikan nilai pancaran puncak maksimum pada panjang gelombang 9.7 μm yang merupakan kisaran radiasi infrared. Itulah sebabnya maka penginderaan jauh thermal banyak dilakukan pada daerah spektrum antara 8 – 14 μm.
Pada saat estimasi suhu permukaan dari citra thermal, rona yang lebih gelap pada citra mewakili suhu tampak yang lebih dingin dan rona yang lebih cerah mewakili citra yang lebih panas. Kondisi cuaca akan mempengaruhi thermal atmosferik. Kabut dan awan tidak dapat ditembus oleh radiasi thermal walaupun hari cerah, aerosol dapat menyebabkan perubahan yang besar pada sinyal yang di indera. Abu, partikel arang, asap, dan titik air dapat mengubah pengukuran thermal. Unsur pembentuk atmosferik bervariasi menurut ketinggian, waktu dan kondisi cuaca setempat (Sutanto, 1986). 2.2 Karakteristik LANDSAT TM/ETM+ Satelit LANDSAT merupakan satelit yang pertama kali diluncurkan untuk mengumpulkan citra permukaan bumi. Dua buah sistem satelit pertama dari satelit ini dinamakan ERTS (Earth Resources Technology Satellite), yang kemudian diganti dengan LANDSAT. Kanal dari ERTS semula dirancang untuk pertanian. Namun pada perkembangannya, satelit ini banyak digunakan untuk kepentingan geologi. Maka dipasanglah sensor Thematic Mapper (TM) untuk mengumpulkan informasi geologi. Seri LANDSAT terbaru adalah dengan diluncurkan sensor ETM yang mempunyai 8 kanal dengan tambahan 1 kanal pankromatik. Satelit LANDSAT 7 diluncurkan dari Vandenburg Air Force Base pada tanggal 15 April 1999 dengan wahana Delta II. Satelit mengorbit pada ketinggian 705 km dan memetakan bumi dengan siklus pengulangan 16 hari sekali. Sensornya merupakan instrumen “single nadir-pointing”, disebut Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+). Orbit LANDSAT 7 adalah sun synchronous, sehingga hubungan geometrik antara orbit descending atau southbound, jalur dan proyeksi matahari rata-rata pada bidang ekuator akan tetap konstan selama mengorbit. Akibatnya, waktu matahari rata-rata pada setiap titik individu pada orbit akan tetap, sehingga waktu matahari rata-rata (waktu setempat) satelit melewati ekuator di tempat manapun akan selalu sama yaitu pukul 10.00. Resolusi spasial dari data ETM+ adalah 30x30 meter untuk seluruh kanal kecuali kanal enam yaitu 60x60 meter yang bisa diubah ke 30x30 meter untuk digabung dengan kanal lain. Resolusi temporalnya 16 hari dengan resolusi radiometrik 8 bit dengan 256 tingkat keabuan. Karakteristik dan fungsi masing-masing kanal dari LANDSAT ETM+ ditunjukan pada tabel 1.
3
Tabel 1. Karakteristik dan Fungsi Tiap Kanal Dalam Satelit LANDSAT TM/ETM+. Kanal Keterangan Berfungsi untuk membedakan kejernihan Kanal 1 air dan juga membedakan (0.45 - 0.52 μm) antara tanah dengan tanaman. Berfungsi untuk Kanal 2 (0.52 - 0.60 μm) mendeteksi tanaman. Berfungsi untuk Kanal 3 membedakan tipe (0.63 - 0.69 μm) tanaman. Berfungsi untuk meneliti biomasa tanaman, dan Kanal 4 juga membedakan batas (0.76 - 0.90 μm) tanah - tanaman dan daratan - air. Berfungsi untuk membedakan tipe Kanal 5 tanaman dan kesehatan (1.55 - 1.75 μm) tanaman. Juga digunakan untuk membedakan antara awan, salju dan es. Berfungsi untuk mencari lokasi geothermal, Kanal 6 mengukur tingkat stres (10.4 - 12.5 μm) tanaman, kebakaran, dan kelembaban tanah. Berhubungan dengan mineral, rasio antara Kanal 7 kanal 5 dan 7 berfungsi (2.08 - 2.35 μm) untuk mendeteksi batuan dan deposit mineral. Berfungsi untuk Kanal 8 pemetaan dalam wilayah (0.52 - 0.90 μm) yang luas dan kajian (panchromatic) perubahan wilayah perkotaan. Sumber : www.gsfc.nasa.gov/IAS/handbook/ handbook_htmls
2.3 Suhu Permukaan Suhu permukaan dapat diartikan sebagai suhu bagian terluar dari suatu obyek. Untuk suatu tanah terbuka, suhu permukaan adalah suhu pada lapisan terluar permukaan tanah. Sedangkan untuk vegetasi dapat dipandang sebagai suhu permukaan kanopi tumbuhan, dan pada tubuh air merupakan suhu dari permukaan air tersebut. Pada saat permukaan suatu benda menyerap radiasi, suhu permukaannya belum tentu sama. Hal ini tergantung pada sifat fisik obyek pada permukaan tersebut. Sifat fisis obyek tersebut diantaranya : emisivitas, kapasitas panas jenis dan konduktivitas thermal. Suatu obyek dipermukaan yang
memiliki emisivitas dan kapasitas panas jenis rendah, sedangkan konduktivitas thermal-nya tinggi akan menyebabkan suhu permukaannya meningkat. Hal sebaliknya terjadi pada suatu obyek yang memiliki emisivitas dan kapasitas jenis yang tinggi sedangkan konduktivitas thermal-nya rendah akan menyebabkan lebih rendahnya suhu permukaan. Suhu permukaan akan mempengaruhi jumlah energi untuk memindahkan panas dari permukaan ke udara. (Lillesand and Kiefer, 1998). Suhu permukaan bukanlah suhu udara. Nilai aktual keduanya bisa jauh berbeda dan bervariasi menurut ruang dan waktu. Suhu permukaan berpengaruh terhadap fluks bahang terasa (sensible heat), terutama pada siang hari, karena suhu permukaan benda lebih tinggi dari suhu udara (Mannstein, 1987). Suhu permukaan merupakan unsur pertama yang dapat diidentifikasi dari citra satelit thermal. Dimana dalam remote sensing suhu permukaan dapat didefinisikan sebagai suhu permukaan rata-rata dari suatu permukaan, yang digambarkan dalam cakupan suatu pixel dengan berbagai tipe permukaan yang berbeda. 2.4 Suhu Udara Suhu merupakan faktor iklim yang mempengaruhi kenyamanan manusia. Suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah akan mengganggu kegiatan manusia. Suhu dikatakan sebagai derajat panas atau dingin yang diukur berdasarkan skala tertentu dengan menggunakan termometer dan merupakan unsur iklim yang sangat penting. Suhu atau temperatur udara ini berubah sesuai dengan tempat dan waktu. Variasi harian dari suhu atau temperatur pada umumnya sama. Suhu di permukaan bumi dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu (Tjasyono, 1996) : Jumlah radiasi yang diterima per tahun-perhari-permusim Pengaruh daratan atau lautan Pengaruh ketinggian tempat Pengaruh angin secara tidak langsung Pengaruh panas laten Tipe dan penutup tanah Pengaruh sudut datang sinar matahari Pada setiap hari, suhu udara maksimum terjadi sesudah tengah hari, biasanya sekitar jam 14.00 dan akan mencapai minimum sekitar jam 06.00 atau sekitar matahari terbit. suhu udara yang bertambah secara kontinu ini, dari matahari terbit sampai kira-kira jam 15.00 ditahan oleh angin laut (Tjasyono, 1996). Peningkatan panas laten akibat penguapan dapat menurunkan suhu udara karena proporsi
4
panas terasa yang menyebabkan kenaikan suhu udara menjadi berkurang. Suhu udara pada daerah berhutan lebih nyaman dari pada daerah tidak ditumbuhi oleh tanaman. Mustika (2001) telah melakukan pengukuran suhu dan kelembaban udara pada lahan yang bervegetasi dengan berbagai kerapatan, tinggi dan luasan dari hutan kota di Bogor yang dibandingkan dengan lahan pemukiman yang didominasi oleh tembok dan jalan aspal, dan diperoleh hasil bahwa: 1. Pada area bervegetasi suhu hanya berkisar 25,5°C - 31,0°C dengan kelembaban 66% - 92%. 2. Pada area yang kurang bervegetasi dan didominasi oleh tembok dan jalan aspal suhu yang terjadi 27,7°C 33,1°C dengan kelembaban 62% 78%. 3. Area padang rumput mempunyai suhu 27,3°C - 32,1°C dengan kelembaban 62% - 78%. Menurut Landsberg (1981), iklim ideal bagi kenyamanan manusia adalah udara yang bersih dengan suhu udara kurang lebih 270C sampai dengan 280C, dan kelembaban udara antara 40% sampai 75%. 2.5 Kelembaban Udara Kelembaban yaitu banyaknya kadar uap air yang ada di udara. Angka kelembaban relatif dari 0 – 100%, dimana 0% artinya udara kering, sedangkan 100% artinya udara jenuh dengan uap air dimana akan terjadi titik-titik air. Kerapatan uap air (ρv) adalah massa uap air per satuan volume udara yang mengandung uap air. Pada daerah lembab dan panas seperti Indonesia dapat diduga bahwa ρv akan lebih tinggi daripada daerah temperatur yang relatif kering terutama pada musim dingin. Pada musim dingin kapasitas udara untuk menampung uap air menjadi kecil. Keadaan kelembaban di atas permukaan bumi berbedabeda. Pada umumnya kelembaban yang tertinggi ada di daerah ekuator, sedangkan yang terendah pada lintang 400, yang curah hujannya kecil. Proses-proses dimana kelembaban relatif dapat naik menjadi 100% dengan penurunan temperatur adalah : Proses pendinginan oleh radiasi Proses pendinginan oleh konduksi dan pemindahan panas turbulensi oleh eddies Proses pendinginan adiabatik oleh penurunan tekanan
Kelembaban relatif (RH) akan lebih kecil bila suhu udara meningkat dan sebaliknya jika suhu udara lebih rendah maka RH atau kelembabannya tinggi, hal ini dapat terjadi pada saat tekanan uap aktual (ea) tetap. RH akan mencapai maksimum pada pagi hari sebelum matahari terbit, yang dapat menyebabkan proses pengembunan bila udara bersentuhan dengan bidang atau permukaan yang suhunya lebih rendah dari suhu titik embun (Handoko, 1994). Di Indonesia kelembaban rata-rata harian atau bulanan relatif tetap sepanjang tahun dan umumnya RH lebih dari 60%. Perubahan kelembaban tidak terlalu jelas karena variasi suhu harian yang juga sangat kecil. 2.6 Temperature Heat Index (THI) Temperature Heat Index atau dikenal juga dengan Indeks Kenyamanan adalah suatu metode yang digunakan untuk mengetahui adanya cekaman panas dan menetapkan efek dari kondisi panas pada kenyamanan manusia yang mengkombinasikan suhu dan kelembaban. Pengaruh keadaan lingkungan fisik atmosfer atau iklim terhadap manusia dinyatakan dengan istilah kenyamanan. Beberapa ahli telah berusaha untuk menyatakan pengaruh parameter-parameter iklim terhadap kenyamanan manusia dengan bantuan persamaan yang mengandung dua atau lebih parameter iklim, misalnya indeks ketidaknyamanan (Tjasyono, 1996). Faktor iklim yang mempengaruhi kenyamanan manusia adalah suhu udara, radiasi matahari, curah hujan dan kelembaban. Akan tetapi dalam penentuan tingkat kenyamanan suatu daerah atau wilayah tidak semua parameter iklim dapat digunakan secara langsung. Menurut hasil penelitian yang telah dilakukan Wirasasmita et. al, (2003), menyatakan bahwa indeks kenyamanan dapat dibedakan menjadi dalam tiga kondisi yaitu, kondisi nyaman berada pada kisaran nilai THI 19 - 23, kondisi sedang berada pada kisaran nilai THI 23 - 27 dan untuk kisaran nilai THI di atas 27 dinyatakan sebagai kondisi yang tidak nyaman. 2.7 Perubahan Penutupan Lahan Penutup lahan sering mengacu kepada struktur tutupan lahan alami pada permukaan bumi seperti vegetasi, non vegetasi dan badan air, sedangkan penutupan lahan lebih spesifik kedalam campur tangan manusia dalam mengelola sumberdaya alam atau suatu tipe
5
tutupan lahan untuk memenuhi kebutuhan hidupnya. Sehingaa perubahan penutup lahan dapat disebabkan oleh pertumbuhan penduduk yang semakin meningkat dan pembangunan yang semakin pesat. Aktivitas manusia mempengaruhi perubahan iklim dengan merubah distribusi ekosistem dan fluks energi yang berhubungan dengannya (panas laten dan terasa serta perubahan radiatif dan massa). Perubahan dalam penutupan lahan dapat merubah reflektansi permukaan bumi dan menyebabkan pendinginan atau pemanasan lokal, umumnya, peningkatan albedo akan menurunkan suhu permukaan. 2.8 Ruang Terbuka Hijau Tata ruang kota secara fisik dapat dipisahkan menjadi ruang terbangun dan ruang terbuka. Dalam Instruksi Mendagri No 14 tahun 1988 yang dimaksud dengan ruang terbuka adalah ruang-ruang dalam kota atau wilayah yang lebih luas, baik dalam bentuk area atau kawasan memanjang atau jalur dimana dalam penutupannya lebih bersifat terbuka yang pada dasarnya tanpa bangunan. Dalam hal ini Ruang Terbuka dapat dibagi menjadi dua yaitu: 1) Ruang Terbuka Semi Umum Meliputi: tempat olah raga milik sekolah, taman di dalam tempat ibadah, fasilitasfasilitas kota. 2) Ruang Terbuka Perorangan Meliputi: taman rumah, tempat olah raga pacuan kuda, tanah-tanah swasta, pertanian, hutan rakyat dan lain-lain. Ruang terbuka hijau adalah ruang dalam kota atau wilayah yang lebih luas, baik dalam bentuk area memanjang atau pun jalur yang banyak ditumbuhi oleh tanaman. Ruang terbuka hijau memiliki peran yang penting dalam menunjang kelestarian ekosistem, baik ekosistem dengan skala lingkungan, kota maupun alam semesta. Peran ruang terbuka hijau antara lain : Sebagai alat pengukur iklim Sebagai penyaring udara kotor Sebagai tempat hidup satwa Sebagai penunjang keindahan Sebagai sarana edukasi dan sosial Untuk mempertinggi kualitas ruang kehidupan lingkungan. (BAPPEDA Kabupaten Bungo, 2006) Standar luasan suatu kota di Indonesia dihitung berdasarkan atas persentase luas wilayah kota yaitu 40% sampai 60% dari total wilayah yang bersangkutan harus dihijaukan (Inmendagri No.14 Tahun 1988).
Menurut Landsberg (1981) untuk mengakomodasikan kebutuhan 100-300 orang diperlukan paling sedikit 40.000 m2 luasan ruang terbuka hijau. Luasan ini didistribusikan menjadi : a) Taman lingkungan ketetanggaan (neighbourhood parks) ≥ 4000 m2 dengan jangkauan pelayanan 10-20 m. b) Taman lingkungan komunitas ≥ 100.000 m2 dengan jangkauan pelayanan 625-900 m. Pelaksanaan program pengembangan ruang terbuka hijau dilakukan dengan pengisian tumbuhan hijau secara alamiah ataupun tanaman budidaya seperti pertanian, pertamanan, perkebunan dan sebagainya. Berdasarkan peruntukannya ruang terbuka hijau kota merupakan bagian dari penataan ruang kota yang berfungsi sebagai: Kawasan hijau pertamanan Kawasan hijau kota Kawasan hijau rekreasi Kawasan hijau kegiatan olah raga Kawasan hijau pemakaman Kawasan hijau pekarangan.
II. METODOLOGI 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret - Juli 2009 di Laboratorium Agrometeorologi, Departemen Geofisika dan Meteorologi, FMIPA, IPB. 3.2 Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut : 1. Data citra satelit LANDSAT ETM(+) path/row : 126/061 tanggal akuisisi 15 Agustus 2002 pukul 10.00 WIB. 2. Data iklim daerah kajian lokasi penelitian (suhu minimum dan maksimum dan kelembaban udara) Bulan Agustus 2002. 3. Peta spasial administrasi Kabupaten Bungo Propinsi Jambi. 4. Seperangkat komputer untuk keperluan pemrosesan data dengan software ER Mapper 6.4, Arc View 3.3, TatukGIS Calculator dan Microsoft Office 2003. 3.3 Metode Penelitian 3.3.1 Pengolahan Awal Citra Satelit Pemrosesan awal citra satelit dilakukan sebelum melakukan analisis, yaitu untuk mendapatkan informasi yang diinginkan dari suatu data citra. Beberapa tahapan yang dilakukan pada pemrosesan citra satelit yaitu :
6
K2 Lλ
Pemulihan Citra (Image Restoration) Pada saat pengambilan citra oleh satelit, citra yang diambil akan mengalami perubahan karena adanya distorsi radiometrik dan geometrik, sehingga perlu dilakukan koreksi terhadap kesalahan-kesalahan tersebut.
Penajaman Citra (Image Enhachement) Penajaman citra dilakukan agar suatu obyek pada citra akan terlihat lebih tajam atau kontras. Hal ini akan memudahkan interpretasi secara visual untuk suatu tujuan tertentu. beberapa teknik penajaman citra yang akan dilakukan, antara lain: 1. Penajaman kontras 2. Pembuatan warna semu (pseudocolour) 3. Penapisan (filtering).
Pengambilan Wilayah Kajian Pengambilan wilayah kajian (cropping data) bertujuan untuk efisiensi besarnya citra satelit yang akan diolah. Dari data Citra Satelit LANDSAT ETM+ path/row : 126/061, dilakukan metode sub-sampling image, kemudian cropping data dengan data vektor wilayah Kabupaten Bungo, Propinsi Jambi yang secara geografis terletak pada terletak pada 10 08’ dan 10 55’ LS dan diantara 1010 27’ dan 1020 30’ BT.
Klasifikasi Penutupan Lahan Proses klasifikasi citra yang dilakukan dalam penelitian ini, menggunakan metode klasifikasi tidak terbimbing (Unsupervised Classification) untuk mendapatkan lima tipe penutupan lahan yaitu hutan, lahan terbuka, tegalan, pemukiman, dan badan air. 3.3.2 Estimasi Suhu Permukaan Citra Satelit LANDSAT ETM+ Estimasi suhu permukaan dari citra satelit LANDSAT dengan menggunakan kanal enam sebagai kanal thermal infrared dilakukan beberapa tahapan sebagai berikut : Konversi nilai spectral radiance (Lλ) ke dalam brightness temperature (TB). Persamaan yang digunakan mengikuti hubungan yang sama dengan persamaan Planck yaitu sebagai berikut (USGS, 2002) : B
T (K ) =
K2 ⎛K ⎞ ln⎜⎜ 1 +1⎟⎟ ⎝ Lλ ⎠
......................................(2)
Keterangan : T(K) = Suhu kecerahan (K) = 666,09 W m-2 sr-1 μm-1 K1
= 1282.71 Kelvin = (17,04/255)DN ( Radiance (W m-2 sr-1 μm-1))
Koreksi Emisivitas Koreksi emisivitas untuk suhu permukaan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut (USGS, 2002) :
Ts (koreksi ) =
T (K )
λT ( K ) 1+ ln ε α
................. (3)
Keterangan : T(K) = Suhu kecerahan (K)
λ α h c K ε
= Panjang gelombang dari radiasi yang dipancarkan sebesar 11,5 µm = hc/K (1.438 x 10-2 mK) = Konstanta Planck's (6.26x10-34 J sec) = Kecepatan cahaya (2.998 x 108 m.sec-1) = Konstanta Stefan Bolztmans (1.38 x 10-23 JK-1) = Nilai emisivitas ; 0,95 untuk vegetasi, 0,92 untuk non vegetasi dan 0,98 untuk perairan (Nichol, 1994 dalam Weng, Q, 2001).
3.3.3 Estimasi Suhu Udara Pendugaan nilai suhu udara dapat dilakukan dengan melakukan penurunan dari nilai suhu permukaan. Untuk menduga suhu udara yang dijelaskan oleh Geiger (1959), Campbell (1977), Monteith dan Unsworth (1990) yang sebenarnya digunakan untuk menduga suhu tanah namun namun dengan mengetahui nilai damping depth dan amplitudo (Tabel 2 dan 3), maka suhu udara dapat diduga dengan persamaan tersebut dan dalam kondisi udara kering (300C). Persamaan tersebut menjelaskan bahwa suhu udara pada ketinggian tertentu mengikuti pola sinusoidal dan dipengaruhi oleh fluktuasi amplitudo suhu permukaan dan damping depth. Persamaan tersebut adalah sebagai berikut :
T (0, t ) = Ts + A(0) sin α ...........................(4)
T ( z, t ) = Ts + A(0) e
−z
D
sin(α − z ) .....(5) D
Keterangan : T (0,t) = Suhu udara pada waktu tertentu (0C) T (z,t) = Suhu udara pada ketinggian z pada waktu tertentu (0C) A(0) =Amplitudo (jarak suhu maksimum dan minimum terhadap suhu permukaan rata-ratanya) = Sudut Waktu α
7
z D
= Ketinggian (m) = 1,2 m = Peredaman ketinggian = 0,84 m (damping depth) tergantung dari difusivitas thermal udara (m).
Tabel 2. Diffusivitas Thermal dan Damping Depth Pada Berbagai Kondisi Udara. Kondisi Udara
Diffusivitas Thermal (m-2s-1)
Damping Depth (m)
Tenang, Uap 0 Air, 30 C Tenang, 0 Kering, 30 C Ribut, Sangat Stabil
22.8 x 10-6
0.79
25.7 x 10-6
0.84
0.001
5.23
Ribut, Netral
1
165.52
Ribut, Tidak Stabil
10
523.42
Sumber : Montheith dan Unsworth (1990) Tabel 3. Amplitudo Pada Berbagai Penutupan Lahan. Penutupan Lahan Amplitudo Industri 12.61 Vegetasi 5.41 Lahan Terbuka 8.27 Pemukiman 10.36 Badan Air 5.25 Sumber : Nofziger, et al. (2003) Karena persamaan diatas mengandung parameter waktu, maka suhu udara juga dapat diduga per waktu dengan asumsi perubahan pada setiap jam sama dengan pola sinusoidal yaitu sebesar 15°. Sebagai acuan atau reference dari hasil suhu udara pendugaan digunakan data iklim dari stasiun meteorologi yaitu pada pukul 07.00 WIB, pukul 13.00 WIB dan pukul 18.00 WIB. Nilai rata-rata untuk suhu udara pendugaan diperoleh dari nilai suhu udara pendugaan per waktu dengan menggunakan persamaan sebagai berikut (Handoko, 1994) :
T=
(2 × T07.00 ) + T13.00 + T18.00 ………….(6) 4
3.3.4 Estimasi Kelembaban Udara Kelembaban udara ditentukan oleh jumlah uap air yang terkandung di dalam udara. Data iklim untuk kelembaban udara umumnya dnyatakan dengan kelembaban relatif (Relative Humidity, disingkat RH). RH merupakan perbandingan antara tekanan uap aktual (ea) dengan kapasitas udara untuk
menampung uap air atau sering disebut tekanan uap jenuh (es). RH dapat dituliskan dalam persen (%) sebagai berikut (Handoko, 1994) :
RH =
ea ×100……………………...….... (7) es
Keterangan : RH = Kelembaban relatif (%) ea = Tekanan uap aktual (Kpa) es = Tekanan uap jenuh (Kpa) Tekanan uap jenuh es merupakan fungsi dari suhu udara (Tetens, 1930 dan Allen, et., al, 1998 dalam Hermawan, 2005) yang secara empiris dapat dituliskan sebagai :
⎡ 17.27Ta ⎤ es = 6.1078exp⎢ ⎥ ….....…….…...… (8) ⎣Ta + 273.3⎦ Keterangan : = Suhu udara (0C) Ta = Tekanan uap jenuh (Kpa) es Tekanan uap aktual (ea) dapat dihitung dari titik embun (Td) yang secara empiris dapat dituliskan sesuai dengan persamaan 8, hanya saja untuk Ta diganti dengan Td.
⎡ 17.27Td ⎤ ea = 6.1078exp⎢ ⎥ ……….....…..…. (9) ⎣Td + 273.3⎦ 3.3.5 Estimasi Indeks Kenyamanan Kenyamanan dinyatakan secara kuantitatif dengan Temperature Heat Index (THI). THI dipengaruhi oleh unsur iklim suhu udara dan kelembaban udara yang secara langsung mempengaruhi aktivitas dan metabolisme manusia. Penentuan THI dapat ditentukan dari nilai suhu udara dan kelembaban (RH) dengan persamaan sebagai berikut (Nieuwolt, 1975 dalam Murdiyarso dan Suharsono, 1992) :
⎛ RH × T ⎞ THI = (0.8 × T ) + ⎜ ⎟ ...........(10) ⎝ 500 ⎠ Keterangan : T = Suhu udara (0C) RH = Kelembaban relatif (%) 3.3.6 Penentuan Ruang Terbuka Hijau Ruang Terbuka Hijau (RTH) adalah suatu lokasi yang ditanami vegetasi yang dapat berfungsi untuk menurunkan suhu udara di suatu perkotaan (Purnomohadi, 1994). Dari perhitungan THI yang didapat, maka proporsi RTH untuk wilayah yang bervegetasi dan non-
8
vegetasi dapat dihitung. Untuk wilayah yang dikatakan tidak nyaman dengan THI lebih dari 27, maka diperlukan penambahan luas RTH atau daerah bervegetasi. Dan untuk wilayah yang sudah nyaman tidak diperlukan penambahan luas RTH. Metode perhitungan THI yang digunakan secara sederhana adalah menghitung persentase luas penutupan lahan vegetasi dan non vegetasi, yang kemudian dijadikan persentase bobot untuk menghitung THI proporsi. Rumusan menentukan RTH (Purnomohadi, 1994) :
L P Luas = ………………………….(11) ∑L PTHI = P Luas X THI ………………..(12)
Data Citra LANDSAT ETM+
Data Iklim (Ta, RH)
Koreksi Atmosferik dan Geometrik
Image Enhachement
Klasifikasi Penutup Lahan
Cropping Wilayah Kajian
Suhu Permukaan (Ts)
Overlay
THIn = PTHI − (∑ PTHI − 26) ........(13) ⎛ (∑ PTHI − 26 ) ⎞ ⎟⎟ ...(14) p = PLuas − ⎜⎜ ∑ PTHI ⎝ ⎠ L RTH = L − ( p × ∑ L ) .................................(15)
Suhu Udara (Ta)
Persentase Luas
Tek. Uap Jenuh (es)
⎛ L RTH ⎞ P RTH = ⎜ ⎟ × 100 ..................(16) ⎝ ∑L ⎠ Keterangan: P Luas = Proporsi luas (%) P THI = Proporsi THI ∑PTHI = Jumlah proporsi THI THIn = THI nyaman L RTH = Luas penambahan RTH L = Luas (i) = Proporsi supaya nyaman (%) p = Jumlah luas ∑L P RTH = Proporsi penambahan RTH (%)
Tek. Uap Aktual (ea)
Kelembaban (RH)
Distribusi Spasial THI
RTH
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian.
9
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
akan bergeser sejauh kurang dari 15 m dari posisi geografis aktual di lapangan.
4.1 Keadaan Umum Wilayah Kabupaten Bungo, Propinsi Jambi Kabupaten Bungo terletak di bagian barat Propinsi Jambi dengan luas wilayah sekitar 716.000 Ha. Wilayah ini secara geografis terletak pada posisi 1º08’ - 1º55’LS dan 101º27’ - 102º30’BT. Berdasarkan letak geografisnya Kabupaten Bungo berbatasan dengan Kabupaten Tebo dan Kabupaten Darmasraya di sebelah utara, Kabupaten Tebo di sebelah timur, Kabupaten Merangin di sebelah selatan, dan Kabupaten Kerinci di sebelah barat (Lampiran 1). Dari aspek topografi, wilayah Kabupaten Bungo secara umum adalah berupa daerah perbukitan dengan ketinggian berkisar antara 70-1300 mdpl. Sebagian besar wilayah Kabupaten Bungo berada pada Sub Daerah Aliran Sungai Batang Tebo. Secara geomorfologis wilayah Kabupaten Bungo merupakan daerah aliran yang memiliki kemiringan berkisar antara 0 – 8 % (92,28 %). Dari aspek klimatologi, sebagaimana umumnya wilayah lainnya di Indonesia, wilayah Kabupaten Bungo tergolong beriklim tropis dengan suhu udara berkisar antara 25,8°C - 26,7°C. Curah hujan rata-rata per tahun di wilayah ini adalah 2.181 mm, dengan kelembaban berkisar antara 56 – 85%.
4.2.2 Koreksi Radiometrik/Atmosferik Koreksi radiometrik bertujuan untuk memperbaiki kualitas visual citra dan memperbaiki nilai pixel yang tidak sesuai dengan nilai pantulan spektral yang sebenarnya. Pada koreksi ini diasumsikan bahwa nilai pixel terendah pada suatu kerangka liputan (scanning) seharusnya bernilai nol, sesuai dengan bit-coding sensor. Apabila nilai terendah pixel pada kerangka liputan tersebut bukan nol, maka nilai penambah (offset) tersebut dipandang sebagai hasil dari hamburan atmosfer. Pada penelitian ini proses koreksi radiometrik dilakukan dengan metode penyesuaian histogram. Metode ini termasuk sederhana, karena dilakukan dengan hanya melihat histogram setiap kanal secara independen. Dari histogram ini dapat diketahui nilai pixel terendah kanal tersebut. Asumsi yang melandasi metode ini adalah bahwa proses coding digital oleh sensor, obyek yang memberikan respon spektral paling lemah atau tidak memberikan respon sama sekali seharusnya memiliki nilai nol. Apabila nilai ini ternyata lebih besar dari nol, maka nilai tersebut dihitung sebagain offset, dan koreksi dilakukan dengan mengurangkan keseluruhan nilai pada kanal tersebut dengan besarnya offset tersebut. Dengan kata lain, besarnya offset menunjukkan besarnya pengaruh gangguan oleh atmosfer.
4.2 Pengolahan Awal Citra Satelit 4.2.1 Koreksi Geometrik Koreksi geometrik bertujuan untuk menghasilkan citra satelit dimana setiap pixelnya mempunyai ukuran resolusi spasial yang sama dan sesuai dengan koordinat bumi. Pada penelitian ini citra satelit yang belum terkoreksi, dikoreksi dengan menggunakan peta vektor Propinsi Jambi yang memiliki koordinat geografis sebagai referensi. Proses selanjutnya yaitu menentukan titik ikat antara citra satelit yang belum terkoreksi dengan data vektor yang sudah terkoreksi (Define Ground Control Point). Pada saat menentukan titik ikat, diambil pada posisi yang tidak mudah berubah seperti garis pantai dan daerah yang tidak tertutup awan. Hal ini dilakukan untuk memperkecil nilai kesalahan dari interpolasi (Root Mean Square) antar titik ikat. Penentuan nilai GCP (Ground Control Point) menentukan keakurasian koreksi geometrik suatu citra. Oleh karena itu nilai RMS yang didapatkan diusahakan dibawah 0.5. Artinya dengan resolusi spasial 30 x 30 m pada citra LANDSAT, suatu lokasi
4.2.3 Pengambilan Wilayah Kajian Proses pengambilan wilayah kajian (cropping data) dari data citra satelit LANDSAT ETM+ path/row : 126/061, dilakukan metode sub-sampling image, kemudian overlay dengan data vektor wilayah Kabupaten Bungo, Propinsi Jambi. Lampiran 2 adalah hasil pengolahan awal data citra satelit dan croping data wilayah kajian. 4.2.4
Klasifikasi Penutupan Lahan Menggunakan Citra Satelit Proses klasifikasi penutup lahan dengan menggunakan citra satelit LANDSAT yang dilakukan pada penelitian ini yaitu dengan menggunakan metode klasifikasi tidak terbimbing (Unsupervised Classifikation). Sistem pengklasifikasian ini lebih banyak menggunakan algoritma yang mengkaji sejumlah besar pixel dan membaginya kedalam sejumlah kelas berdasarkan pengelompokan nilai DN (Digital Number) pada citra.
10
Kelas yang dihasilkan dari hasil klasifikasi ini adalah kelas spektral. Kelas tersebut didasarkan pada pengelompokan nilai natural spektral citra, maka identitas kelas spektral tidak akan diketahui secara dini. Analisis lebih lanjut, hasil klasifikasi harus dibandingkan dengan data rujukan sebagai referensi. Data rujukan yang dipakai pada penelitian ini adalah data spasial penutup dan penutupan lahan Kabupaten BungoTahun 2002 dan hasil citra LANDSAT ETM+ dengan komposit RGB kanal 542. Hasil klasifikasi penutup lahan untuk wilayah Kabupaten Bungo pada penelitian ini dibagi ke dalam lima kelas. Pembagian kelima kelas tersebut yaitu : hutan, tegalan, lahan terbuka, pemukiman dan badan air (Lampiran 3). Luasan pada masing-masing penutupan lahan di atas tidak sepenuhnya menunjukkan kondisi yang sebenarnya di lapangan. Hal ini disebabkan kesalahan perhitungan seperti faktor error secara spasial saat proses klasifikasi lahan. Informasi luasan setiap penutupan lahan hasil klasifikasi terdapat pada tabel 4. Tabel 4. Klasifikasi dan Luas Penutup Lahan di Kabupaten Bungo Tahun 2002. Penutupan Lahan Hutan Tegalan Lahan Terbuka Pemukiman Badan Air Jumlah
Luas Area (Ha) 90.679 177.769 137.709 33.659 11.004 450.820
Persentase (%) 20.1 39.4 30.5 7.5 2.4 100
4.3 Analisis Distribusi Spasial Suhu Permukaan Berdasarkan hasil estimasi pada tanggal 15 Agustus 2002, suhu permukaan untuk tipe penutup lahan non vegetasi (pemukiman dan lahan terbuka) mempunyai kisaran suhu permukaan sekitar 28 - 40oC. Untuk tipe penutup lahan vegetasi (hutan dan tegalan) mempunyai kisaran suhu permukaan sekitar 22 - 29oC dan untuk badan air berada pada sekitar 24 - 28oC. Adanya perbedaan suhu permukaan pada beberapa penutup lahan seperti ditunjukan oleh Tabel 5 dan Gambar 2 disebabkan oleh beberapa faktor. Salah satunya adalah pada saat yang sama dan dengan masukan energi yang sama respon perubahan suhu permukaan lahan
ditentukan oleh emisivitas dan konduktivitas thermal pada suatu penutup lahan. Tabel 5. Kisaran Nilai Suhu Permukaan Pada Setiap Penutupan Lahan. Penutup Suhu Permukaan (oC) Min Maks Lahan 22 28 Hutan 23 29 Tegalan 28 31 Lahan Terbuka 29 40 Pemukiman 24 28 Badan Air Nilai emisivitas untuk lahan non vegetasi yaitu sekitar 0,92 dan untuk lahan vegetasi sekitar 0,95. Sedangkan nilai emisivitas untuk badan air sekitar 0,98 (Nichol, 1994 dalam Weng, 2001). Tipe penutup lahan non vegetasi (pemukiman dan lahan terbuka) memiliki nilai emisivitas rendah, sedangkan konduktivitas thermal tinggi. Hal ini akan menyebabkan suhu permukaannya lebih tinggi. 40
30
20
10
0 Hutan
Tegal an
Lahan Ter buka
Penut upan Lahan
Pemuki man
Badan Ai r
Gambar 2. Rataan Nilai Suhu Permukaan Pada Setiap Penutupan Lahan. Dari tabel 5 dan Gambar 2, dapat juga diperhatikan suhu permukaan untuk tipe penutup lahan vegetasi (hutan dan tegalan) memiliki suhu permukaan yang lebih rendah dibandingkan pada tipe penutup lahan non vegetasi. Hal ini disebabkan nilai emisivitas tinggi sedangkan konduktivitas thermal rendah. Begitu halnya juga dengan badan air, terjadi penyerapan kalor tinggi dan melepaskan secara lambat melalui evaporasi. Evaporasi disebabkan oleh meningkatnya kegiatan molekul-molekul air yang memerlukan sejumlah energi. Dengan adanya uap air yang ditambahkan ke udara melalui evaporasi dalam jumlah besar mengakibatkan efek pendinginan di permukaan. Dari hasil estimasi, suhu permukaan minimum terdapat pada penutup lahan hutan. Hal ini disebabkan pada daerah tersebut banyak terbentuk kandungan uap air seperti kabut dan awan. Hal ini akan mengakibatkan suhu
11
permukaan yang terukur oleh citra adalah suhu permukaan dari kabut dan awan bukan suhu permukaan dari obyek yang dimaksud. Secara distribusi spasial nilai suhu permukaan dapat dilihat pada Lampiran 4.
29.5
y = 0.6458x + 9.5743
29.0
R2 = 0.9023
28.5 28.0 27.5 27.0
4.4 Analisis Distribusi Spasial Suhu Udara Dari hasil pendugaan per waktu, suhu udara dibandingkan dengan suhu udara hasil pengukuran stasiun meteorologi (suhu udara reference). Hubungan antara suhu udara pendugaan dengan suhu udara reference dapat dilihat pada gambar 3,4,5 dan 6.
26.5 26.0 25.5 25.0 25
26
27
28
29
30
31
Ta Pendugaan
Gambar 6. Hubungan rata-rata Ta pendugaan dan Ta reference.
28.0 27.5
y = 0.9539x + 1.1278
27.0
R2 = 0.9269
Dari grafik hubungan antara suhu udara pendugaan dan suhu udara reference dapat dilihat bahwa nilai R square nya besar yakni di atas 0,5. Hal ini menunjukkan bahwa kisaran nilai suhu udara hasil pedugaan nilainya tidak berbeda jauh dengan suhu udara hasil pegukuran dari stasiun meteorologi.
26.5 26.0 25.5 25.0 24.5 24.0 23.5 23.0 23
24
25
26
27
28
29
Ta Pendugaan
Gambar 3. Hubungan Ta pendugaan dan Ta reference pada pukul 07.00 WIB. 31.0 30.5
y = 0.8806x + 3.2512 R2 = 0.8626
30.0 29.5
Tabel 6. Kisaran Nilai Suhu Udara Pendugaan Pada Pukul 07.00 WIB. Penutup Suhu Udara (oC) Lahan Min Maks Hutan 21 27 Tegalan 23 26 Lahan Terbuka 26 29 Pemukiman 26 30 Badan Air 21 25
29.0 28.5 28.0 27.5 27.0 26.5 26.0 26
27
28
29
30
31
32
Ta Pendugaan
Gambar 4. Hubungan Ta pendugaan dan Ta reference pada pukul 13.00 WIB.
Tabel 7. Kisaran Nilai Suhu Udara Pendugaan Pada Pukul 13.00 WIB. Penutup Suhu Udara (oC) Lahan Min Maks Hutan 24 29 Tegalan 25 28 Lahan Terbuka 27 32 Pemukiman 28 34 Badan Air 24 28
29.0
Tabel 8. Kisaran Nilai Suhu Udara Pendugaan Pada Pukul 18.00 WIB. Penutup Suhu Udara (oC) Lahan Min Maks Hutan 22 28 Tegalan 23 26 Lahan Terbuka 26 29 Pemukiman 27 30 Badan Air 22 27
y = 0.9348x + 1.703
28.5
R2 = 0.7824 28.0 27.5 27.0 26.5 26.0 25.5 25.0 26
26
27
27
28
28
29
29
30
Ta Pendugaan
Gambar 5. Hubungan Ta pendugaan dan Ta reference pada pukul 18.00 WIB.
12
Hasil estimasi suhu udara di Kabupaten Bungo, menunjukan kisaran suhu udara tertinggi terdapat pada tutupan lahan pemukiman. Hal tersebut dapat diperhatikan pada Tabel 9 dan Gambar 7 dengan kisaran suhu udara 280C - 340C. Tabel 9. Kisaran Nilai Rata-Rata Suhu Udara Pendugaan Pada Setiap Penutupan Lahan. Penutup Suhu Udara (oC) Lahan Min Maks St.dev Hutan 23 28 1.87 Tegalan 24 27 1.29 Lahan Terbuka 27 32 1.87 Pemukiman 28 34 2.16 Badan Air 22 26 1.58 40
30
20
10
0 Hutan
Tegal an
Lahan Ter buka
Pemuki man
Badan Ai r
Penut upan Lahan
Gambar 7. Rataan Suhu Udara Pada Setiap Penutupan Lahan. Sesuai dengan mekanisme peningkatan suhu udara di suatu wilayah, pengaruh suhu permukaan terhadap kondisi udara di atasnya terjadi melalui konduksi semu yakni perpindahan panas pada lapisan udara yang sangat tipis beberapa millimeter dekat permukaan (boundary layer) dan dikatakan semu karena tidak sepenuhnya merupakan proses perpindahan secara konduksi. Selanjutnya terjadi perpindahan panas secara konveksi, yaitu panas dipindahkan bersama-sama dengan molekul-molekul udara yang bergerak. Sehingga udara yang dipanaskan oleh permukaan bumi akibat radiasi matahari akan mengembang dan naik menuju tekanan yang lebih rendah. Proses konveksi ini menyebabkan suatu pola dengan interval suhu udara tinggi di permukaan pada penutup lahan pemukiman dan lahan terbuka. Hal ini disebabkan karena pada daerah pemukiman mempunyai kalor spesifik (panas jenis) yang lebih rendah dibanding panas jenis di penutupan lahan lainnya serta keadaannya lebih kering dan permukaan terbuka yang langsung menerima radiasi
matahari. Faktor lain yang menyebabkan suhu udara wilayah ini tinggi adalah aktivitas lalu lintas yang sangat ramai dan kawasan pemukiman penduduk yang padat. Sedangkan proses konveksi dengan pola interval suhu udara menurun pada jenis penutup lahan hutan, tegalan dan badan air. Hal ini disebabkan karena rendahnya tingkat evapotranspirasi dari air dan tanaman. Faktor lain yang dapat mempengaruhi suhu udara menurun yaitu kecepatan angin, jika kecepatan angin tinggi maka proses pergerakan massa udara yang banyak mengandung uap air hasil dari evapotranspirasi akan semakin cepat menguap. Secara distribusi spasial nilai suhu udara dapat dilihat pada Lampiran 5. 4.5 Estimasi Kelembaban Relatif Dari Citra Satelit Kelembaban relatif ditentukan oleh jumlah uap air yang terkandung di dalam udara. RH dapat ditentukan sebagai perbandingan antara tekanan uap aktual (ea) dengan kapasitas udara untuk menampung uap air atau sering disebut tekanan uap jenuh (es). es dapat diturunkan sebagai fungsi dari suhu udara, sedangkan ea merupakan fungsi dari Td (suhu titik embun). Td diturunkan dari ea yang diturunkan dari data RH dan Ta dari stasiun meteorologi dipermukaan. Untuk menghitung suhu titik embun (Td), diturunkan dari tekanan uap aktual (ea) dengan memecah persamaan 17 menjadi variabel b yang selanjutnya digunakan untuk menurunkan Td. Hal ini ditunjukan oleh persamaan 18 dan 19.
⎡ 17.27Td ⎤ ea = 6.1078exp ⎢ ⎥ ...................(17) ⎣Td + 273.3 ⎦ ⎛ ea ⎞ ln ⎜ ⎟ 0.61078 ⎠ ⎝ b= 17 .27
………....….… (18)
⎛ b ⎞ ……………..........…. (19) Td = 273.3⎜ ⎟ ⎝1− b ⎠ Penentuan Td secara spasial dari citra satelit didapatkan dengan mencari hubungan antara Tmin (suhu minimum) dengan Td yang didapatkan dari stasiun meteorologi di permukaan sebagai fungsi dari ea yang diturunkan dari RH. Hubungan linier antara Tmin dan Td ditunjukan oleh Gambar 8, dengan koefisien determinasi sebesar 0,1432.
13
Sehingga :
25,50 y = 0,1609x + 20,38 R2 = 0,1432
Taltitude = 27 – ( (0.65* ∂ z)/100) …….... (21) Pendugaan amplitudo dari citra satelit merupakan selisih dari suhu udara pada waktu tertentu dengan suhu reference, dibagi dengan sudut waktunya. Hal tersebut ditunjukan oleh persamaan :
24,50
23,50 20,0
22,0
24,0
26,0
28,0
Gambar 8. Hubungan Linier Td dan Tminimum. Pendugaan Tmin dari citra satelit merupakan selisih antara Tref dan amplitudo suhu udara. Hubungannya dapat dituliskan sebagai :
Ta = T + A(0) sin α ……………….….. (22) A(0) =
Keterangan : Ta
T T min = T − A(0) ……………........…….. (20) Pendugaan TRef sebagai suhu udara ratarata secara spasial dari citra satelit, yaitu dengan mencari hubungan antara suhu udara rata-rata dari stasiun meteorologi dipermukaan dengan nilai fungsi suhu udara terhadap ketinggian (Talt). Persamaan yang didapatkan mengikuti persamaan regresi linier, sehingga didapatkan hubungan linier antara TRef dan Talt. Yang ditunjukan oleh Gambar 9, dengan koefisien determinasi sebesar 0,5409. 28,0 y = 0,9933x - 1,9279 26,0
R2 = 0,5409
Ta − T ……………………….….(23) sin α
A(0)
α
= = = =
Suhu udara (0C) Suhu reference (0C) Amplitudo Sudut Waktu
Dari data suhu udara meteorologi, suhu reference diperoleh pada sekitar pukul 08.00 WIB. Data satelit LANDSAT diperoleh pada pukul 10.00 WIB, maka amplitudo dihubungkan dengan suhu udara pada pukul 10.00 WIB. Sudut waktu yang diperoleh yaitu dengan mengasumsikan pukul 08.00 WIB sebagai sin 00, maka besar sudut waktu pada pukul 10.00 WIB sebesar sin 300. Setelah semua komponen diatas didapatkan, maka dapat dilakukan pendugaan RH dari citra satelit. RH yang didapatkan bersama dengan suhu udara dapat digunakan untuk melakukan estimasi terhadap tingkat kenyamanan pada suatu daerah.
24,0
22,0
20,0 24,0
25,0
26,0
27,0
28,0
29,0
Gambar 9. Hubungan Linier Taltitude dan Treference.
Pendugaan suhu terhadap ketinggian pada penelitian ini diambil asumsi berdasarkan Dry Adiabatic Lapse Rate (DALR) dimana suhu udara akan semakin menurun dengan bertambahnya ketinggian. Asumsi Dasar : • Suhu rata-rata pada 0 mdpl pada daerah tropis adalah 270C. • Laju penurunan suhu lapse rate secara 0 adiabatik kering : − ∂T = 0.65 C ∂z
100 m
4.6 Analisis Distribusi Spasial Kelembaban Relatif (RH) Kelembaban relatif udara dipengaruhi oleh suhu udara dan tidak berlaku sebaliknya. Naiknya suhu udara akan menyebabkan defisit tekanan uap meningkat sehingga kapasitas udara dalam menampung uap air meningkat pula yang selanjutnya menyebabkan penurunan kelembaban relatif udara. Secara umum kelembaban relatif (RH) rata-rata untuk badan air lebih tinggi 9-30% daripada penutupan lahan lainnya (Tabel 10). Nilai kelembaban relatif ini dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya tingkat ketersediaan bahan penguap, suhu udara dan radiasi matahari.
14
Tabel 10. Kisaran Nilai Kelembaban Relatif (RH) Pada Setiap Penutupan Lahan. RH (%) Penutup Lahan Min Maks Hutan 81 85 Tegalan 76 82 Lahan Terbuka 65 74 Pemukiman 58 68 Badan Air 88 94
al, (2003), menyatakan bahwa indeks kenyamanan dapat dibedakan menjadi dalam tiga kondisi yaitu, kondisi nyaman berada pada kisaran nilai THI 19 - 23, kondisi sedang berada pada kisaran nilai THI 23 - 27 dan untuk kisaran nilai THI di atas 27 dinyatakan sebagai kondisi yang tidak nyaman. Tabel 11. Kisaran Nilai Luasan Selang THI Kabupaten Bungo.
100
Selang THI
Luas (Ha)
80
19 - 22
89.670
60
23 - 26
157.785
40
27 - 30
127.704
20
31 - 34
65.550
> 35
10.111
0 Hutan
Tegal an
Lahan Ter buka
Pemuki man
Badan Ai r
Penut upan Lahan
Gambar 10. Rataan Nilai Kelembaban Relatif Pada Setiap Penutupan Lahan.
180.000
150.000
120.000
Dari Gambar 10, pada kondisi kelembaban tertinggi ada pada daerah hutan dan badan air. Hal ini disebabkan oleh proses evapotranspirasi oleh air dan tanaman yang sangat besar sehingga massa udara di daerah ini banyak mengandung uap air dibanding massa udara di penutupan lahan lainnya. Kerapatan tanaman menyebabkan massa udara yang mengandung uap air tidak dapat bergerak secara cepat karena kecepatan turbulensi angin yang kecil. Lain halnya dengan penutupan lahan pemukiman dan lahan terbuka yang nilai kelembaban relatifnya lebih rendah. Hal ini disebabkan karena udaranya lebih kering sehingga kapasitas udara dalam menampung uap air besar sedangkan bahan penguapnya kurang. Kedua hal tersebut menyebabkan kelembaban relatif di daerah terbuka lebih rendah dibandingkan dengan daerah yang tinggi kerapatan tanamannya. Secara distribusi spasial nilai kelembaban relatif dapat dilihat pada Lampiran 6. 4.7
Analisis Distribusi Spasial Indeks Kenyamanan (THI) Kenyamanan termal merupakan status perasaan dimana manusia merasa tepat untuk melakukan aktivitas tanpa mengubah faktor internal atau fisiologisnya. Tingkat kenyamanan suatu daerah dapat ditentukan berdasarkan suhu udara dan kelembaban pada suatu daerah. Hasil penelitian Wirasasmita et
90.000
60.000
30.000
0.000 19 - 22
23 - 26
27 - 30
31 - 34
> 35
Selang THI
Gambar 11. Rataan Nilai Selang Luasan THI. Dari hasil estimasi seperti ditunjukan Tabel 11 dan Gambar 11, selang THI antara 23 – 26 mempunyai luasan yang terluas sekitar 157.785 Ha. Dari luasan tersebut menunjukan bahwa sebagian besar wilayah Kabupaten Bungo masih tergolong dalam kondisi sedang. Selang THI diatas 27 mempunyai nilai suhu udara > 28 0C dan RH < 65 % yang dicirikan dengan kondisi daerah panas dan kering. Daerah ini terpusat di daerah pemukiman dan menyebar ke daerah disekelilingnya. Penutupan lahan dengan nilai THI tertinggi adalah di daerah pemukiman dan lahan terbuka. Hal ini disebabkan karena letak dari kedua lokasi tersebut hampir berdekatan, sehingga pengaruh faktor iklim (suhu udara dan kelembaban relatif) tidak mempengaruhi nilai THI. Perubahan penutupan lahan akan mengubah sifat-sifat fisis permukaan seperti albedo, emisivitas, dan kekasapan permukaan yang berakibat mengubah panas yang diterima pada permukaan tersebut. Implikasi dari hal ini yaitu apabila suatu penutup lahan terkonversi
15
dari lahan bervegetasi dan badan air menjadi menjadi daerah non vegetasi seperti pemukiman akan menyebabkan semakin meluasnya daerah panas dan kering. Apabila kondisi ini berlanjut akan menyebabkan tingkat kenyamanan akan berkurang. Secara distribusi spasial sebaran nilai indeks kenyamanan dapat dilihat pada Lampiran 7 dan 8. Iklim yang ideal bagi kenyamanan manusia apabila suhu udara rata-rata 270C, dan kelembaban udara > 60%. Dari hasil estimasi dan perhitungan, Kabupaten Bungo yang mempunyai nilai suhu udara antara 220C sampai dengan 340C dan kelembaban udara 58% sampai dengan 94% dapat dikategorikan wilayah yang masih mempunyai iklim yang ideal. 40 35 30 25 20 15 10
Ta
5
THI 0 Hutan
Tegal an
Lahan Ter buka
Pemuki man
Badan Ai r
Penut upan Lahan
Gambar 12. Hubungan Antara Nilai Suhu Udara dan THI Pada Setiap Penutupan Lahan. 35
y =0.9657x - 0.4339 R2 =0.8559 30
25
20 20
25
30
35
40
THI
Gambar 13. Hubungan Linier Suhu Udara dan THI.
4.8 Pengaruh Ruang Terbuka Hijau (RTH) Terhadap Indeks Kenyamanan Hasil nilai THI rata-rata yang didapat pada tiap penutupan lahan menunjukkan kondisi Kabupaten Bungo secara keseluruhan berada dalam kondisi sedang. Dari hasil yang didapatkan, penutupan lahan untuk tegalan dan lahan terbuka di Kabupaten Bungo mempunyai luas penutupan lahan yang besar. Sedangkan luas penutupan lahan terkecil ada pada daerah badan air. Setelah mengetahui luas dan nilai THI dari tiap penutupan lahan, maka dapat
dihitung berapa persen minimal RTH yang perlu dibangun untuk mengimbangi cepatnya laju pembangunan. Tabel 12. Proporsi THI Pada Setiap Luasan Penutup Lahan. Penutupan Proposi Luas (Ha) Lahan Luas
Proporsi THI THI dan Luas
Hutan
90.679
0.20
23
4.6
Lahan Terbuka
137.709
0.31
30
9.3
Pemukiman
33.659
0.07
32
2.24
Tegalan
177.769
0.40
26
10.4
Badan Air
11.004
0.02
23
0.46
Jumlah
450.820
1.00
27.00
Perbedaan penutupan lahan sangat menentukan kondisi iklim mikro pada masingmasing penutupan lahan tersebut. Hal ini disebabkan oleh perbedaan karakteristik masing-masing jenis tutupan lahan dalam menyerap atau pun memantulkan energi matahari yang diterimanya. Perubahan penutupan lahan mengakibatkan terjadinya perubahan neraca atau keseimbangan energi yang pada akhirnya mempengaruhi suhu udara. Keberadaan lahan terbuka merupakan akibat pertambahan penduduk, perkembangan aktivitas industri dan bertambahnya sarana lalu lintas. RTH merupakan daerah yang banyak ditumbuhi oleh tanaman dan berperan penting dalam meningkatkan kualitas udara. Tanaman sebagai elemen utama dalam RTH mempunyai peranan penting dalam membantu mengendalikan kesetimbangan energi melalui pengurangan fluks bahang terasa. Tanaman diketahui juga mampu untuk memodifikasi suhu udara melalui pengontrolan radiasi matahari serta proses evapotranspirasinya, di samping itu juga dapat berperan sebagai pengontrol dan penahan kecepatan angin, pengatur gerakan udara dan kelembabannya. Sistem penghijauan dengan jumlah pohon yang relatif banyak dan mengelompok mempunyai kemampuan dalam menahan radiasi serta memberi sumbangan uap air yang tinggi. Dengan adanya ruang terbuka hijau pada suatu daerah pemukiman atau perkotaan maka terjadi sistem penghijauan. Penghijauan ini dapat memperkecil variasi amplitudo yang lebih besar dari kondisi udara panas ke kondisi sejuk dan dari kondisi basah ke kondisi lembab normal.
16
Tabel 13. Proporsi THI dan Luas Pertambahan RTH Minimal Kabupaten Bungo. Luas (Ha)
Proporsi Luas (%)
THI (0C)
Proporsi THI
THI Nyaman
Vegetasi
268.448
0.61
25
15.25
15.25
Non vegetasi
171.368
0.39
30
11.70
10.75
Jumlah
439.816
26.95
26
Penutupan Lahan
Dari semua penutupan lahan, untuk melihat berapa luas penambahan ruang terbuka hijau, maka dibagi menjadi dua kategori penutupan lahan yaitu daerah vegetasi dan non vegetasi. Hal ini dapat dilihat pada Tabel 13. Penambahan RTH minimal untuk Kabupaten Bungo secara keseluruhan adalah 17.432 Ha sekitar 3,96% dari luas penutupan lahan Kabupaten Bungo yang sudah dalam kondisi sedang. Hal ini diharapkan dapat menciptakan kondisi yang nyaman untuk daerah tersebut. Daerah kondisi sedang didominasi oleh penutupan lahan tegalan. Untuk mengimbangi jumlah lahan terbuka yang cukup luas, dengan asumsi lahan terbuka lebih dominan dijadikan sebagai daerah pemukiman, pusat perbelanjaan atau industri. Maka diperlukan penambahan luas RTH seluas 17.432 Ha. Dengan demikian efek panas pada permukaan dapat dikurangi.
V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Nilai kisaran suhu permukaan Kabupaten Bungo pada bulan Agustus 2002 adalah 220C sampai dengan 400C, sedangkan untuk nilai kisaran suhu udara adalah 220C sampai dengan 340C. Nilai kelembaban relatif wilayah Kabupaten Bungo adalah 58% sampai 94%. Untuk nilai indeks kenyamanan (THI) pada bulan Agustus 2002 19 sampai dengan 35. Nilai suhu permukaan dan suhu udara tertinggi berada pada daerah pemukiman dan lahan terbuka. Sebaliknya nilai terendah berada pada daerah hutan dan badan air. Untuk nilai kelembaban relatif tertinggi berada pada daerah badan air, sedangkan terendah yaitu daerah pemukiman. Nilai indeks kenyamanan (THI) tertinggi berada pada daerah pemukiman dan lahan terbuka dan terendah pada daerah hutan. Sehingga pada daerah lahan terbuka yang ingin dijadikan suatu daerah pemukiman atau perindustrian harus diperhitungkan berapa luas ruang terbuka hijau yang dibutuhkan untuk mengurangi efek panas di sekitar permukaan.
Proporsi Pemukiman Supaya Nyaman (%)
Luas Penambahan Vegetasi RTH Minimal (Ha)
Proporsi Penambahan RTH (%)
0.35
17.432
3.96
Dengan keberadaan ruang terbuka hijau di daerah Kabupaten Bungo mampu mempengaruhi iklim mikro. Indeks kenyamanan pada daerah RTH lebih rendah dibandingkan dengan daerah yang tidak memiliki RTH atau suatu daerah yang tidak terdapat tanaman. Berdasarkan hasil analisis nilai indeks kenyamanan (THI) untuk Kabupaten Bungo berada dalam kondisi sedang. Untuk meningkatkan rasa kenyamanan sebaiknya perlu menambahkan ruang terbuka hijau seluas 17.432 Ha atau 3,96%, terutama untuk daerah pemukiman dan lahan terbuka. 5.2 Saran menentukan nilai indeks 1. Dalam kenyamanan tidak hanya menggunakan metode THI tetapi dapat membandingkannya dengan metode Heat Index (HI). 2. Pendugaan indeks kenyamanan pada penelitian ini menggunakan metode Temperatur Heat Index (THI) yang parameternya diperoleh dari literatur, sehingga kemungkinan tidak mencerminkan nilai THI pada keadaan sebenarnya. Maka diperlukan survei lapang untuk validasi nilai THI.
DAFTAR PUSTAKA Adhyani, N.L. 2005. Hubungan Penutupan Lahan Terhadap Suhu Udara Sebagai Indikator Kenyamanan Kota Cibinong. Skripsi. FMIPA : IPB. Tidak Dipublikasikan. Adiningsih E.S, Dyas W dan Imam S. 2000. Studi Pulau Panas di Jakarta dan Sekitarnya Dengan Menggunakan Data Satelit. Majalah LAPAN No. 68. LAPAN. Jakarta.
17
Campbells, G.S. 1977. An Introduction to Environtment Biophysics. Springler Verlag, New York. Geiger, R. 1959. The Climate Near The Ground. Harvard University Press. Cambridge, Massachusetts. Handoko. 1994. Klimatologi Dasar. Pustaka Jaya. Jakarta Hermawan, E. 2005. Analisis Perubahan Komponen Neraca Energi Permukaan , Distribusi Urban Heat Island Dan THI (Temperature Heat Index) Akibat Perubahan Penutup Lahan Dengan Menggunakan Citra LANDSAT TM/ETM +. (Studi Kasus Bandung Tahun 1991 Dan 2001). Skripsi. FMIPA : IPB. Tidak Dipublikasikan. Khomarudin, M.R. 2005. Pendugaan Evapotranspirasi Skala Regional Menggunakan data Satelit Penginderaan Jauh. Tesis. Sekolah Pasca Sarjana. FMIPA : IPB. Tidak Dipublikasikan. Landsberg, H.E. 1981. The Urban Climate. International Geophysics Series. Vol. 28. Academic Press. New York. 275 Pp. Lillesand, TM and Kiefer, RW. 1998. Penginderaan Jauh dan Interpretasi Citra Penginderaan Jauh. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. Mannstein, H. 1987. Surface Energy Budget, Surface Temperature And Thermal Inertia. Remote Sensing Applications In Meteorology And Climatology. D. Reidel Publishing Company.Dordrecht. Holland. Hlm 391 – 410. Monteith, J.l dan Unsworth, M.H. 1990. Principles of Environmental Physics 2nd ed. Chapman and Hall, Inc. 29 West 35th Street, New York, NY 10001. Murdiyarso, D dan H. Suharsono. 1992. Hutan Kota dalam Peranan Pengendalian Iklim Kota. Sejuta Pohon untuk Perbaikan Iklim Kota. Prosiding Seminar Sehari Iklim Perkotaan. PERHIMPI. Bogor. Hal : 61-72
Mustika, S.W. 2001. Manfaat Ruang Terbuka Hijau dalam Menurunkan Suhu Udara di Kawasan Perkotaan (Studi Kasus: DKI Jakarta). Tesis. Fakultas Pertanian : IPB. Tidak Dipublikasikan. Nofziger, et al. 2003. Soil Temperature Changes with Times and Depth. Department of Plant and Soil Sciences. Oklahoma State University, Stillwater. Pemerintah Daerah Kabupaten Bungo. 2006. Rencana Pembangunan Jangka Panjang (RPJP) Kabupaten Bungo Tahun 2006 2026. Kabupaten Bungo : BAPPEDA. Purnomohadi, S. 1994. Ruang Terbuka Hijau dan Pengelolaan Kualitas Udara di Metropolitan Jakarta. Disertasi. Program Pasca Sarjana IPB. Jurusan Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan (PSL) : IPB. Tidak Dipublikasikan. Sutanto. 1986. Penginderaan Jauh Jilid 1. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. Tjasyono, B. 1996. Klimatologi Terapan. Pionir Jaya. Bandung. U.S. Geological Survey (USGS). 2002. LANDSAT 7 Science Data Users Handbook. USA. http://ltpwww.gsfc.nasa.gov/IAS/handbo ok/handbook_htmls (11 Mei 2007) Weng, Q. 2001. A Remote Sensing – GIS Evaluation Of Urban Expansion And Its Impact On Surface Temperature In The Zhujiang Delta, China . Int. J. Remote Sensing, 2001, Vol. 22, No. 10, 1999– 2014. Department of Geography, University of Alabama. USA. Wirasasmita, M et al,. 2003. Aplikasi Iklim Terhadap Perkembangan Urban, Metropolitan Bandung. Pusat Pemanfaatan Sains Atmosfer dan Iklim – LAPAN. Bandung.
Lampiran 1. Peta Administrasi Kabupaten Bungo - Propinsi Jambi. 19
Lampiran 2. Peta Citra Satelit LANDSAT ETM+ Komposit RGB 542, Kabupaten Bungo - Propinsi Jambi Tahun 2002. 20
Lampiran 3. Peta Klasifikasi Penutupan Lahan, Kabupaten Bungo - Propinsi Jambi Tahun 2002. 21
Lampiran 4. Peta Sebaran Suhu Permukaan, Kabupaten Bungo - Propinsi Jambi. 22
Lampiran 5. Peta Sebaran Suhu Udara, Kabupaten Bungo - Propinsi Jambi. 23
Lampiran 6. Peta Sebaran Kelembaban Relatif (RH), Kabupaten Bungo - Propinsi Jambi.
24
Lampiran 7. Peta Sebaran Indeks Kenyamanan (THI), Kabupaten Bungo - Propinsi Jambi. 25
Lampiran 8. Peta Sebaran Indeks Kenyamanan (THI) Berdasarkan Kondisi, Kabupaten Bungo - Propinsi Jambi. 26
27
DEPARTEMEN PERHUBUNGAN BADAN METEOROLOGI DAN GEOFISIKA JL. ANGKASA I NO. 2 KEMAYORAN JAKARTA 10720 GARIS LINTANG
: 02.77 LS
GARIS BUJUR
: 101.77 BT
TINGGI DPL
: 782 mdpl
TGL
DATA KLIMATOLOGI
STASIUN METEOROLOGI
BULAN : AGUSTUS 2002
KERINCI / DEPATI PARBO
PERISTI CURAH PENYINARAN TEKANAN WA HUJAN (mm) MTHR (%) UDARA CUACA DITAKAR 08.00 - 16.00 (mb) KHUSUS PKL. 07.00
SUHU UDARA (°C)
07.00 13.00 18.00 RATA2 MAX MIN 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
ANGIN LEMBAB NISBI (%) ARAH KEC. KEC. TERBA ARAH RATA2 MAX NYAK 07.00 13.00 18.00 RATA2 11
12
13
14
15
16
17
18
1
26.9
29.7
28.0
27.9 30.2 25.8
75
1011.4
88
76
81
83
12
S
22
200
2
25.1
30.0
27.8
27.0 30.3 25.0
100
1011.4
95
76
82
87
11
S
22
190
3
26.8
30.1
27.9
27.9 30.5 26.6
98
1011.7
87
72
83
82
9
S
19
200
4
25.5
29.7
27.7
27.1 30.8 25.4
74
1012.5
90
75
80
84
8
S
14
180
5
25.3
29.6
27.7
27.0 29.8 25.2
82
1011.3
94
76
83
87
9
S
16
190
6
27.5
30.0
27.8
28.2 30.7 26.7
80
1011.2
82
76
83
81
9
S
19
180
7
26.3
30.5
28.5
27.9 31.2 26.2
98
1011.5
93
73
83
86
7
S
14
180
8
26.7
30.1
28.4
28.0 30.6 26.6
72
1011.2
94
77
84
87
8
S
18
200
9
27.3
30.7
28.3
28.4 30.2 27.0
99
1010.4
91
75
82
85
10
S
20
200
10
26.8
30.0
28.0
27.9 30.6 26.5
87
1010.6
88
75
77
82
10
S
19
180
11
25.6
29.1
28.0
27.1 30.0 25.4
72
1011.3
93
81
79
87
8
S
18
180
12
25.0
24.0
25.4
24.9 27.8 24.0
1012.6
94
98
93
95
5
S
17
320
13
27.3
28.4
27.9
27.7 29.6 23.9
19
8
1012.0
85
89
84
86
10
S
18
190
14
25.5
28.9
27.9
27.0 29.1 25.3
9.7
1
1010.5
95
81
84
89
9
S
17
180
15
24.7
30.2
27.6
26.8 31.3 24.5
100
1009.0
98
77
86
90
9
S
23
180
16
26.8
28.7
27.1
27.4 30.5 25.5
5.9
37
1010.2
92
81
84
87
10
S
20
190
17
25.3
29.2
28.0
27.0 29.4 25.3
0.4
21
1011.0
95
81
84
89
9
S
19
190
18
25.3
29.2
28.2
27.0 30.0 25.2
1.1
3
TS
1012.0
98
80
82
90
9
S
22
180
19
25.4
25.7
26.3
25.7 28.0 24.1
18.1
0
TS
1011.3
96
97
85
94
4
NW
11
260
20
24.9
29.2
28.1
26.8 30.3 23.7
13.8
75
1009.6
99
81
84
91
6
SW
16
170
21
24.7
30.2
28.3
27.0 30.4 24.0
91
1010.9
99
76
85
90
9
S
20
290
22
24.8
29.2
26.7
26.4 28.2 23.0
22
0
1013.2
93
90
88
91
6
S
15
190
23
24.9
29.5
28.2
26.9 29.9 24.5
1.4
99
1012.6
98
80
78
89
8
S
21
190
24
25.3
26.6
27.6
26.2 29.1 24.5
20
0
1012.1
97
88
79
90
9
S
24
190
25
27.1
28.9
27.4
27.6 29.0 24.6
151.6
23
1013.0
83
77
84
82
8
S
17
170
26
27.3
29.9
28.3
28.2 30.2 26.8
85
1012.0
85
76
82
82
6
S
28
360
27
23.5
27.5
27.0
25.4 28.6 22.3
11
10
1012.7
90
84
85
87
9
S
16
190
28
25.1
30.2
28.1
27.1 30.4 24.6
0
93
1012.3
91
77
78
84
9
S
19
190
29
25.4
30.3
28.2
27.3 30.3 25.2
100
1012.8
94
70
81
85
9
S
17
180
30
25.2
29.8
28.0
27.1 30.5 24.6
97
1012.7
96
75
80
87
9
S
14
180
31
25.0
30.1
28.0
27.0 30.9 24.7
1012.3
95
75
83
87
8
S
17
180
1011.6
93
80
83
87
8
S
28
360
1.7
25.8
Catatan :
29.2
27.8
27.1 31.3 22.3
0
96 275.7
JMH RATA2
0
15 kali
Kolom 4 dan 14 = 2 X 07.00 + 13.00 + 18.00 2
Lampiran 9. Data Klimatologi Bulan Agustus 2002.
TS
TS
TS
1876 61
