KAJLAN DAMPAK PERUBAaAN IKLIM DAN TATAGUNA LAHAN TERHADAP KESEIMBANGAN A I R WILAYAH SULAWESI SELATAN (Studi Kasus DAS Walanae Hulu dan DAS Saddang)
PROGRAM PASCASARJANA PERTANIAN BOGOR BOGOR
INS=
2000
...niscaya Allah akan meninggikan orang-orang yang
\
beriman diantaramu dan orang-orang yang berilmu pengetahuan beberapa derajat ...(QS. 58:ll)
\
Dan perumpamaan-perurnpamaan ini Kami buatkan untuk manusia; dan tiada yang memahaminya ecuali orang-orang yang berilmu. (QS. 29:43)
Karya ini kupersembahkan buat: lstri Tercinta Ir Murniani Syamsuddin dan Ananda Tersayang Nurmadina
ABSTRACT Increasing of COz concentration in the atmosphere will cause global changes of climate. Studies on the impact of climate change have been conducted by several research agencies. m i s study discussed the description offive GCM models: CCCM, GISS, GGFDL, UUKMO and CSIR09, and methodologies for
evaluating the
perfomance of the models in Indonesia. There are two methods being evaluated for the evaluating the performance of the five models output. First, methods using correlation analysis and W
E (Root
means square interpolation e m ) . Second, using regression analysis with dummy variables. In fheformer method the evaluation was based on monthly data while the later method based on monthly pattern of
the data.
Since the second approach
considers not only the quantily of the data but also the pattern of the data, thus the second approach is suggested. However, the second approach required several steps of analysis while thejirst approach only required one step. It is alsofor development and application numeric modeling of evapocIimatonomy for evaluation of water balance based on changes of land use and climate scenario (I X CO2 and 2 X COz). Using the first approach, the better models were CSIR09 and CCCM, while using second approach are CSZR09 and GFDL.
This result suggested that among
the five models, CSIRO9 appears to be best GCM model for Indonesia. Hawver, in general the five GCM models did not pe$orm similari*
satisfactorily, since the level of
between observed and GCM-generated data are low. Therefire, fMrlhr
explorafionro other GCM models is required. Impacts of the climate and land use changes to be connected to the hydrology water balance by evaluating the total available water and the total water need in upper Walanae and Saddang catchment areas, the output of the two models are:
-
the both two catchement areas are predicted to be on status alert when the cfimate is being under the condition of 2 X C02 of CSIR09 model.
-
The both two catchment areas are predicted to be on the status "critic" when the climate is being under the condition of 2 X COz of GFDL model.
KAJIAN DAMPAK PERUBAHAN IKLIM DAN TATAGUNA LAHAN TERHADAP KESEEMBANGAN AIR WILAYAH SULAWESI SELATAN (STUD1 KASUS DAS WALANE HULU DAN DAS SADDANG)
Kaimuddin, Hidayat Pawitan, Ahmad Bey, Soedodo Hardjoarnidjojo, Rizaldi Boer dan Mezak A. Ratag
ABSTRAK global. Di Indonesia, model-model sirkulasi unnun atau General Circdation M
(GCW telah digunakan untuk rnenilai dampak
a
perubahan iklim. Namun luaran
model tersebut (CCCM, GISS, GFDL, UKMO and CSIR09) yang d
i
e sebagai
Sebelum luaran model GCM digunakan sebagai penilai dampak, terlebih
dahdu l
m model tersebut d i d u a s i dengan me-
dua rnetode yaitu:
pertama, analisis koeSien korelasi dan root means square interpolation error
W I E )
dan kedua, analisis regersi peubah dammy. Dalam penelitian ini, juga
dilak&m
Wis
daq&
pmbhan
iWim dan
tataguna
laban terhadap
keseimbangan air wilayah dengan menggmakan model evapoklimatonomi.
Berc3asarkan 11ilai korelasi dan RMSIE serta adisis regresi peubah dummy, maka luaran model CSIR09 dan GFDL (curah hujan dan suhu pennukaan)
memberikan kinerja model yang lebih baik h i d i n g dengan ketiga model lainnya (CCCM, GISS dan UKMO). Secara umum kelima model rnenunjukkan nilai r ysng kecil dan RMSIE yang besar unNc Indonesia.
Dampak perubahau iklirn dan tataguna Man menyebabkan terjadinya
perubahau sebagai berikut: (a) dengan meqgudcan model GFDL, secara urnrun komponen nemca air kedua DAS mengalazni penproses limpasan lang-g
sebesar 5
- 62
%, dimana
mengalami penunman yang paling tinggi sebesar 62 % dan
5 1 % secara berturut untuk DAS Walanae Hulu clan Saddang. Naonut komponen
evapotranspirasi h g s u n g justru mengalami peningkatan sebesar 8 % d m 11 % secara beaurut untuk DAS Walaaae Hulu dan Saddang d i h d h g kondiii yang berlaku sekarang (1 X C 0 2 ) , (b) dengan ~nenggudanmodel CSIR09, semua komponen
neraca air DAS Waliinae Hulu dan Saddang terjadi peningkatan sebesar 33 %
-
112
%. Proses evapotranspirasi langsung mengalami peningkatan yang paling besar yakni
sebesar 112 % dan 101 % secara berturut untuk DAS Walanae Hulu dan Saddang. Rash NmlP mengalami penurunan sebesar 6 - 8 % untuk kedua DAS (Walane Hulu
dan Saddang) dan kedua model GCM (GFDL dan CSIR09). Dampak lain dari perubahan iklim dan tataguna lahan jika dikaitkan dengan
keseimbangan air Mdrologi dengan mengevaluasi total air tersedia clan total kebutuhan air DAS Walanae Hulu dan DAS Saddang yaitu: pert-
dengan
menggunakan luaran model CSIR09 maka kedua DAS tersebut pada saat iklim 2 X
C o n diperkirakm berada pada status "waspada" dan kedua, jika menggunskan luaran model GFDL, maka kedua DAS tersebut berada pada status "kritis".
KAJlAN DAMPAK PERUBAHAN LKLIM DAN TATAGUNA
LAWAN TEREWDAP KESEIMBANGAN AIR VYILAYAH SULAWSI SELATAN (Studi Kasus DAS Walanae Hulu dan Saddang)
Oleh: KAIMUDDIN
Disertasi Sebagai salah satu syarat untuk Memperoleb gelar Doktor Pada Program Studi Agroklimatologi
PROGRAM PASCASARJANA MSTITUT PERTAEII;AN BOGOR BOGOR 2000
Judul Diirtasi
:KAJIAN DAMPAK PERUBAHAN JKI.JM DAN TATA-
GUNA LAHAN TERHADAP KESEEMBANGAN AIR W I L A Y ASULAWESI ~ SELATAN ( W d i Kasus DAS Wdanae Hdu dan DAS Saddang) Nama Mahasiswa : Kaimuddin Nomor Pokok
:W A G K
MENYETUJ~
.
1. Komisi Pembimbing
Dr Ir Hidavat Pawitan Ketua
Anggota
Anggota
Anggota
2. Ketua Eronram Studi
% Dr Ir Yonnv Kwsmrrivono Lulus Tanggal :02 November 2000
KAIMUDDIN. Kajian Dampak Perubahan Iklirn dan Ta-
Lahan terhadap
Keseimbangan Air Wrlayah Sulawesi Selatan (Studi Kasus DAS Walanae Hulu dan DAS Saddang) (Di bawah bibingan Hidayat Pawitan sebagai ketua, Soedodo
Hardjoamidjojo, Ahmad Bey, W d i Boer dan Mezak A. Ratag masing-masing sebagai anggota). Saat ini isu perubahan iklim menjadi masalah yang sangat menarik, karena dapat mengakiitkan pemanasan global clan kenaikan permukaan air laut. Model-
model sirlsulasi unnrm atau General Circulation Models (GCMs) adalah salah satu modei komputer yang kompleks yang digumkm untuk
sirrmla ikan efkk perubahan
komenfmsi gas nunah kaca terhadap iklim lmmi Luaran model tersebut telah digunakan
di Indo-
sebagai penilai damp&, namun model-model tersebut behun diuji kepekaan
clan kesesuaiarmya untuk wilayahIndonesia
Tujuan peneiitian ini
e. (1) menguji Luaran lima model GCM (CCCM,
GFDL, GISS, UKMO dan CSIR09); (2) menduga nil& parameter karakteristik fisik DAS Walane Hulu dan DAS Saddang yang berlaku saat ini; (3) mengevduasi keseimbangan air wilayah DAS saat ini, dan (4) mengkaji perubahan keseirnbangan
air wilayah DAS saat terjadinya perubahan iklim clan tataguna lahan. Penelitian ini dilaksanakan daLam dua tahap kegiatan. komparatif model-model Kedua,
Pertama,
uji
GCM (CCCM, CSIR09, GFDL, GISS dm UKMO).
sirnulasi model dampak yang me-
model evapoklimatonomi
dengan studi kasus DAS Watanae Hulu dan DAS Saddang. Sebelum pelaksanaan kegiatan tahap I, maka dilakukan dklaipsi terhadap perubahan iklim Indonesia (curah hujan) antara periode 1(193 1 - 1960) dan periode 11 (1 961 -1 9901, yang bertujuan
untuk meEW apakah ada i n h i terjadinya perubahan iklim di Indonesia. Pada Tahap I dihasiIkan model yang representatif untuk digm&an sebagai penilai dampak. Untuk m e n g h a s i i model yang representatif maka dilakukan validasi luaran model GCMs (curah hujan dan suhu) sk&o
1 X C02 dengan data
pengamatadobsewasi Data pewamatan berupa curah hujan dan suhu bulanan
diproleh dari Badan Meteorologi dan Geofisika @MG) di Jakarta. Data curah hujan
bulanan diperoleh dari 3766 Stasiun Hujan d m panjang data bervariasi dari tahun 1931 - 1971 dan 1980 - 1989. Data suhu diperoleh dari 115 Stasiun-Stasiun IUimatologi (1980 - 1989) dan Stasiun Synoptik (1979 - 1990). Selain data dari BMG, juga digunakan data dari NCAR (curah hujan dan suhu) untuk analisis validasi. Validasi model menggunakan analisis korelasi (r), root mean square interpolation error (RMSIE), dan a d i s i s regresi peubah dummy.
dilaksanakan analisis dampak &bat perubahan iklim dan
Pada Tahp 11
tataguna lahan terhadap
komponen neraca air dengan menggunakan model evapoklimatonomi. Luaran model
GCMs (curah hujan dan surya) yang digunakan sebagai penilai dampak &bat p e ~ b a h a niklim adalah model yang terpilih pada T a p I dengan skenario 1 X C02
dan 2 X Cop. Karena resolusi spasial luaran GCMs tidak cukup representatifuntuk digumkm sebagai masukau untuk model dampak, maka luaran GCMs diinterpolasi dengan metode 'Xriging" menggunakan pemngkat lunak S&e
-ping
System V.
5.0 dengan resolusi 0. l o lintang dan 0.1" bujur. Pada penelitian ini juga dilakukan expelkentasi model yang diarahkan pada perubahn tataguna lahan yang di indikasikan dengan perubahan parameter model evapoklimatonomi (n,PN,a dan %). Eksperimentasi perubahan tataguna lahan berdasarkan T o l a Rehab'itasi Lahan dan Konservasi Tanah DAS Walanae" BRLKT Wd M clan "Rencaua Pengelolaan DAS Terpadu DAS
Sadclang" Ditjen Reboisasi dan RehabWasi Lahan
Dengan
elcperimentasi hi &pat diketahui kepekaan niLai komponen neraca air terhadap
berubahnya nil& parameter akibat pembahan htaguna lahan. Bedasarkan dislaipsi perubabm iklim Indonesia antara periode 1 (1931 1960) dengan periode 11 (1961
-
1990), secara m um baik agihan maupun jeluk
hujau wilayah Indonesia telah mengalami pergesmdperubahm dan pa& umumnya periode 11 lebih kering dibanding denganperiode I.
Berdasarkan nilai korelasi dan RMSIE serta analisis regresi peubah dummy, maka luaran model CSIR09 dan GFDL (curah hujan dan suhu permukaan)
memberikan kinerja model yang lebih baik d i h d n g dengan ketiga model Iainnya
(CCCM, GISS dan UKMO). Model GISS dan UKMO tidak representatif digunakan =bag&
penilai dampak di Indonesia karena tidak cukup baik mensimulasi data iklim
khususnya curah hujan. Ada kecenderungan kelirna model GCM menunjukkan nilai koefisien k o r e k i peubah hujan lebii kecil &%anding
dengan suhu.
Secara umum
kelima model menunjukkan nilai r yang kecil dan RMSIE yang besar untuk Indonesia, sehingga diperlukan pengujian lebih lanjut terhadap parameter-parameter model khususnya model CSIR09 yang dapat di "running" di Indonesia. Model dengan ukuran resolusi horizontal yang tinggi (seperti GFDL) dan skema konveksi
cumulus yang lebih komprehensif (seperti skema konveksi cumulus Arakawa) sesuai diterapkann di Indonesia Hal ini
disebabkan, wilayah Indonesia berbentuk
kepulauan. Penggunaan nilai-nilai parameter hasil k a l i i i meqhasiillcan limpasan
bulanan yang hampin identik dengan data pengamatdobservasi; dengan parameter sebagai berikut: untuk DAS Walanae Hulu mbar = 200 mm, np = 0.250,PN= 50 mm, E'/E = 0.475 dan % = 0.170,untuk DAS Saddang mbar = 250 mm, np= 0.300,PN =
50 mm, E'/E
=
0.493 dan % = 0.139. Selisih antara limpasan pengamatan (No)
dengan limpasan model (Nrn) adalah negatif yang berarti terjadi ''under estimate" dengan korebi (r) sebesar 0.99. Saat tercapainya lengas tanah maksimum dan minimum tidak bersamaan dengan saat tercapainya hujan maksimum clan minimum kedua DAS bersangkutan.
Kedua DAS mempunyai pola yang sama terhadap proses pengurasan langsung (E'
dan N'), dimana saat tercapainya kornponen E' dan N'makshnum dan minimum
sama
dengan saat tercapainya hujan maksimum dan minimum. Limpasan tidak Iangsung
tahm
lebih
tinggi
diiding
dengan
Empasan
langsung
tahunan,
yaug
menunjuklcan retensi air tanah kedua DAS cukup tinggi. H a d pengarnatan koefisien Limpasan dari total hujan tahunan kedua D A S sebesar 61.6 %
dan 69.6 % secara
berturvt untuk DAS Walanae Hulu dan Saddang. Serangkaian
eksperimentasi
dikembangkan
ulltuk
rnengkaji
kepekaan
komponen-komponen neraca air terhadap masukan (luaran model GFDL d m CSIRO9
berupa hujan dan radiasi) dan parameter-parameter (a, F'N,
+,
dan %) model
evapoklimatonomi yang dapat mengindikasi perubahan iklim dan tataguna lahan
Dampak peru?mhan tataguna lahan tanpa diseriai perubahan iklim yang
diindjkasikan okh perubahan parameter model terhadap komponen neraca air kedua DAS, mnyebabkan terjadinya penunman lengas tanah, evapotranspirasi tidak
langsung, dan limpasan langsung, masing-masing untuk DAS Walanae Hulu sebesar 6.7 %, 6.6 %, dan 64.4 %, sedangkan DAS Saddang masing-masing mengalami
penunman sebesar 2.7 %, 2.7 % limpasan tidak -sung
dan 51.2
%. Proses evapotranspirasi langsung clan
mengalami peningkatan masing-masing untuk DAS Walanae
Hulu sebesar 21.2 % dan 6.7 %, sedangkan untuk DAS Saddang masing-masing
sebesar 12.0 % dan 10.6 %. Dampak perubahan iklim dengan mnggunakan luaran model GFDL 2 X COz tanpa merubah parameter model evapoklimatonomi (tanpa perubabn tatagum lahan) kedua DAS
menyebabkan semua komponen neraca air mengalami penunman
(dibandingkan dengan 1 X COz), kecuali rasio Nm/P DAS Walanae Hulu mengalami -tan
sebesar 2.2
%.
Dengan rnenggunakan luaran model
CSIFW9
menyebabkan semua komponen neraca air mengalami penkgkatau (di'bandingkam dengan 1 X COz), dimana proses limpasan hugsung mengalami penhgkatan yang paling besar yakni sebesar 112 % dan 91 % secara berturut untuk DAS Walanae Hulu
dan Saddang. DAS W a h m Hulu lebih peka perubahan komponen neraca aimya a k i i perubahan iklirn d i i d i n g dengan DAS Saddang.
Dampak perubahan iklim clan tataguna lahan yang diindjkasikan oleh perubahan maskan (luarm model GFDL dan CSIRO9 skenario 2 X C 9 ) dan parameter model evapoklimatowmi menyebabkan terjadi perubahan sebagai berikut:
(a) dengan menggunakan model GFDL, secara mum komponen neraca air kedua DAS mengalami penunman sebesar 5 - 62 %, dimana proses limpasan Iangsung
~ ~ ~ n g a l apenurunan mi yang paling tinggi sebesar 62 % dan 51 % s e w a berturut untuk DAS Walanae Hulu dan Saddang. Namun ko~llponenevapotranspirasi kingsung justru mengalami peningkatan sebesar 8 % dan 11 % secara berturut untuk DAS
Walanae Hulu dan Saddang dibanding kondisi yang berlaku sekarang (1 X C02)
.
(b)
dengan menggunakan model CSIR09, semua komponen neraca air DAS Walanae Hulu dstn Saddang terjadi peningkatan sebesar 33 O h - 112 %. Proses evapotranspirasi langsung mengalami peningkatan yang paling besar yalcni sebesar 112 % dan 101 % secara berturut untuk DAS Walanae Hulu dan Saddang. Rasio Nm/P pada skenario 3
mengalami penurunan sebesar 6 - 8 % untuk kedua DAS dan kedua model GCM
(GFDL dan CSIR09). Dampak lain dari perubahan iklim d m tataguna lahan jika dikaitkan dengan keseimbangan air hidrologi dengan mengevaluasi total air terse* kebutuhan air DAS Walanae Hulu clan DAS Saddang, dengan me-
dan total
luaran
model CSIR09 maka kedua DAS tersebut pada saat iWim 2 X COz diperkkakan
berada pada status "waspada" dan jika menggunakan luaran model GFDL, maka kedua DAS tersebut berada pada status "kritis". Status waspada menunjukkan total kebutulmn air ada di antara kondisi aliran rendah 10 % dan 45 % dan status kritis
menunjukkan total kebutuhan air ada diantara kondisi aliran rendah 25 % dan 45 %. Hasil analisis dampak perubahan iklim dan tataguna lahan terbadap komponen neraca air dapat digw&an
sebagai masukan untuk analisis dampak terhadap
penerimaan (supply) air suatu D M &'bat peruperub ahan dan t
a
m laban. Untuk
menentukan strategi penyesuaian (Adaptation Strategy) & i t perubahan iklirn dan tataguna lahan suatu DAS, diperlukan penelitian lanjutan dengan mengkopel antara amdisiis penerimaan (supply) clan pennintaan (demand) sumber daya air.
RIWAYAT I3IDt.JP Penulis dikhirkan pa& tang#
12 Mei 1960 di Kota Madya h h k a s s w Sulawesi
Selatan s e w putm pertama dari omng tua bernama dmarhum Mole (Ayah) dan Dina (Ibu). Setmnatya dari SD Negeri No. 25 di kota kek'
Negeri W Makssar. Pada tahrrn 1975,
tahun
1980 ter-
Hasanuddin
-it
sebagai
mibsikwa
'
-
I,
rnehnjutbn ke SMP
SMA Negeri III Makasar dan pada pada Fakuhs
Pertanian UniVersitas
m e d q a i g e h sarjana pertank pada tahun 1986. Pada tahun 1991
tenkfbr sebagai mahasiswa Program w a r n IF'B dan memperohh gekr Magister Sains (MSi.) tahun 1994 dalam bidang keahlian Agrakknahlogi. Sejak tahun 1986 menjadi dosen tetap pada Fakultas Pertanian Universitas "45" sampai tahun 1989.
Tahun 1989 sarnpai sekarang menjadi dosen tetap di
almamaternya dan mengas& mata ajarau Dasar-Dasar IUimatologi, KLimatologi Pertanian dan Ekologi Tanaman. Pada tahun 1994 memperoleh gelar Magister Sains (MSL) pada Program Studi Agroklimatologi dengan bidang keahlian Iklim Hutan. Pada tahun 1995 terdaftar sebagai m a h a s i i Program Pascasajana IF'B pada Program Studi Agroklimatologi (Program Doktor) atas biaya TMPD Ditjen DWL
Pada usia 30 tahun, dia menikah dengan Ir. Murniani anak k e 4 dari Letkol
(purn-) H. Syamsuddin T (alra) dan H. Rosdianzt
UCAPAN TERIMAKASIH Penulis memanjatkan puji dan syukur kehadiratNya, dengan perkendya,
maka
disertasi ini
&pat diselesaikan. Penelitian ini berjudul 'Kajian Dampak
Perubahan IMim dan Tataguna Lahan terhadap Keseimbangan Air Wilayah Sulawesi Selatan
(Studi kasus DAS Walanae Hulu dan DAS Saddang)".
Memilih topik penelitian hi, karena dua hal: Pert-
iuarai~model-model sirkuki
umum berupa data iklim (curah hujan, suhu, radiasi dan komponen iklirn h y a ) saat kondisi sekarang (1 X CO*)dan perkiraan kedepan (2 X C a ) , telah digunakan di
Indonesia sebagai penilai dampak perubahan iklirn terisadap berbagai komponen sumkrdaya atam seperti sumberdaya air, sunkdaya bay&
model-model tersebut
dan lain-lain Namun
belum divalidasi khususnya di Indonesia sebagai penilai
dampak Kedua, pembahan iklirn dan tataguna lahan akan rnerrhrkm hplikasi terbadap sumberdaya air, baik kuantitas rnaupm kualitas yang berdampk terhadap berbagai aspek kehidupan (ekonomi, sosiaI, keamanan clan politik).
Ucapan terima kasih yang sebesar-besamya dhmpdcan kepada: 1.
Dr Ir Hidayat Pawitan sebagai ketua komisi pembhbing dan Dr Ir Ahmad Bey, Prof. Dr Ir H. Soedodo Hardjoamidjojo, MSc. ,Dr Ir W d i Boer dan Dr Mezak A. Ratag seM anggota komisi yang telah membedcan saran dan
pemahaman
diselesaikan
sehingga
penelitian
dm
penulisan
disertasi
ini
&pat
2.
Kepah Pusat Pengetahuan Atmosfix LAPAN Bandung beserta sbf yang telah memberi izin dan frisiliks untuk menggunakan Laboratoruim Iklim LAPAN
Bandung sehingga "running" model CSIR09 &pat dilaksanakan. 3.
Ketua, staf dosen dan staf administrasi
J~urusan
Agrometwrobgi d m
Geolisika FMIPA IPB atas kebeakan dan pengertiannya dalam penggunaan laboratotium clan f a s i i jurusan khususnya akses internet. 4.
Rektor Universitas Hasanuddin, Pembantu Rektor I, Ketua Lembaga Penelifan, Dekan Fakultas Pertanian clan Kehutanan,
Ketua Jurusan
Budidaya Pertanian, Ketua Program Diploma 3 Fakultas Pertanian dan
Keh-
UNHAS dan ternan-teman lainnya yang terlalu banyak untuk
disebutkan satu pe.rsatu.
5.
Direktur Pascasajaua IPB,
Pembantu Direktur serta pelayamm dan canda
senma staftata usahit dan ad
' ' '
asi Pascasajana IPB.
6. Team Manejemen Program Dolctor (TMF'D) Direktorat Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan dan Kebudayaan atas hmtuan beasiswa clan Yayasan ORBIT atas bantuan biaya selama mengikuti program studi doktor (S3) di
IPB Bogor. 7 . Bapak Dr Ir H. Badron Z c h r k , MS., D r Ir H. Ambo Ala, MS. dan Ir M.
Hasan L. Tadjang, MS. atas bantuan dan doronga. morilnya 8. Rekan-rekan ruahasiwa S 2 dan S3 Agrokhmtobgi IPB serta pengurus dan anggota Forum Komunikasi M h i s w a Pascasarjana IPB asal Sulswesi Selatan -ASS),
t-ih
atas kebersmam dan candauya
9. Ayahanda Mob (ah), Ibunda Dina dan Hj. Rosdiana Syamsuddin (mertua) yang penulis sanjung dan kagumi atas doa restu yang tulus kepada penulis. Juga adik-adik tercinta m-&mi, Fuad, Ir Mutmainm dan Fahmi Mole) serta
kakak-kakak dan adik-adik ipar atas doa dan kesahuammya. 10. Akbkya kepada istri tercinta Ir Murniani Sy. K dan ananda tersayang
Nurmadina atas pengertian, kesahmn serta dorongan dan doa restu kepada
penulis selarna studi sampai penyususnm disertasi ini. KepadaMu ya AUah penulis memohonkan doa clan harapan agar budi baik
yang telah tnereka berikan kepada penulis sekeluarga dibalas s e w sesuai a m a h rnereka A m i n Pen&
berharap semoga DISERTASI Mil p e n e b ini dapat diten'rma clan
beIznanfaat bagi para pembaca WABILLAHI TAUFIQ WAL HIDAYAH
Bogor, Desember 2000
Kaimuddin
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN
xv
Latar Belakang .................................................................................. Tujuan Penelitian ............................................................................... Kontriiusi Penelitian .........................................................................
TINJAUAN PUSTAKA.....................................................................................
1
6 6
12
Perubahan Iklim Global....................................................................... Sistem dan ModeL................ Analisis Sistem dan Simuksi............................ Model S i r k u l a s iUmnn ................................................................................... Dislcripsi Umum Model GCMs ............................................................ Daaah Aliran Sungai...................................................................................... Model Evapoklimatonomi ................................... ................................... Neraca Air ......................................................................................................
................................................... Lokasi Penelitian ................... ....... Kebutuhan Data dan Aht ........................................................................ Metode.......................................................................................................... Model Iklim/GCMs ........................................................................ Validasi Luaran Model GCM ...................... ........................ Model Evapoklimatonomi ....................................................
. . .
43 43 48 48
50 54
KEADAAN Uh4UM LOKASI PENELITIAN.................................................
I k h Sulawesi Selatan..................................................................................
DAS Walanae ........................................................................................
DASSaddang......................................................................................... HASIL DAN PEMBAHASAN
................................................................................
62 62 68 70 74
Diskripsi Pembhan Iklim (Curah Hujan) ...................................... 74 Dampak 2 X COz terhadap Curah Hujan dan Suhu Udara .................. 82 Validasi Luaran Model GCMs .................................................................. 86 Karakterisitk Iklim dan Hidrologi DAS ............................................... 93 ParameterisasiiVerZkasidan Valid& Model Evapoklimatonomi........... 100 Keluaran Model Evapo-ommi .............................................. 107 Ekqerhmtasi Model ................................... . ....................................... 113
S k e d o 1 ,p e m w tataguna hkm tanpa pertlbahan iklim .............. Skenario 2 . m ikIim tams Derubahan tatarmna lafian .......... Skenario Emisi C02...............................................................
114 122 136
K E S I M P W DAN SARAN .........................................................................
141
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................
146
LAMPIRAN-LAMPIRAN.................................................................................
1 56
DAFTAR TABEL
1.
Halaman Tekr Perubahan keseirnbanganbahang atmosfer pada keadaan konsentrasi C02 15 standar (saat ini) dan pada keadaan konsentrasi dua kali COz ..............
2.
Ukuran grid dan spes*
3.
Rms error (dalam hPa) dan bentuk korelasi tekanan rerata muka laut antara simulasi dan pengamatan di wilayah Australia.............................
25
Koefkien korelasi (r) dan root mean square ( R M S ) error untuk MSLP dan curah hujan untuk wilayah M o w n ......................................
25
Nomor
4.
GCMs .................................................................
5 . Persamam regresi suhu wlara dengan altitude di Indonesia.....................
. 7. 8.
6
24
49
Luas Wilayah DAS Walanae ................................................................
68
Perincian luss per jerk tanah dan tingkat kepekaamya ..........................
69
...........................
71
Luas DAS Saddang dirinci menurut sub-sub DASnya
9 . Luas dan Kelas Lereng DAS Saddang ............................................
71
10. Nitai (MAX, MIN dan AVE) koeGen korelasi (r) clan RMSZE curah hujan dan suhu model GCMs dengan Data BMG dan NCAR ......................
87
Nilai (DJP. MAM. JJA. SON) koefisien korelasi (r) dan RMSIE curah hujan dan suhu, model GCMs dengan Data BMG dan NCAR ................
88
Ni& rata-rata skoring r dan RMSIE hujan d m suhu data BMG dan NCAR dengan model GCMs ................................ ........... ........................
89
11
.
12
13. Nilai skoring kelima model GCMs badasarkan amdisk regresi
....................................................................
93
14.
Stasiun Iklim dan Hujan DAS Walanae dan Saddang ............................
95
15.
Dislcriptif iklim t a h n a ~ DAS Walanae clan Saddang............................
96
16.
Luas wilayah dan parmeter hidrologi DAS Walanae Huh dan Saddang Hulu ....................................................................................
98
peubah dummy
Statistik deskriptik tinggi aliran (mm) pada Pos Duga Air (PDA) DAS Wahna Hulu dan Saddang
...........................................................
99
Mamkan, parameter dan luarau model evapokIimatonomi DAS
.......Walanae .....................H ......u....h....
108
Masulcan, parameter dan luaran model evapoklimatonomi DAS Saddang Hub ............................................................................................. Luaran model evapoklimatonomi skenario I DAS Walanae Hulu
........
L~laranmodel e v a p o ~ n o I I lskenario i 1 DAS Saddang ................
111
116 120
Komponen neraca air ( m a bulanan, mm) dan rasm NIP luaran model evapokliamtomrni DAS Walanae Hulu clan Saddang menggumkan luaran model CSIR09 dan GFDL pada Skenario 2 ........................
122
Komponen neraca air (rerata bulanan, mm) dan rasio NiP luaran model evapo-ommi DAS Walanae Hulu dan Saddang menggunslcan luaran model CSIR09 clan GFDL pada Skenario 3 ........................
128
Luaran model evapokiimatonomi DAS Wa.lanae Huh~dan DAS Saddang model GFDL dan CSIR09 Skenario 3 .............................
132
Prosedur Menjahkan Model CSSR09-R21 .................................................
162
Proslur down stalling mlusi spasil data observasi clan model GCMs IllenggunakanW d V.5.0 dengan metode Kriging .............. ... ..........
165
Program Visual Basic Menghaung Luaran Model (Tahap II) ................
178
Niai r dan RMSIE hujan (nnnfhari) dan suhu ("C)bulanan model ............. GCMs dengan data BMG ..................................... . .
182
7. 8.
9.
10.
Nilai r dan RMSIE hujan (mm/hari) dan suhu (OC) bulanan model GCMs dengan data NCAR . ... .
. .. .. ..
1 83
Skror;nP N i r dan RMSIE Huja.dan Suhu &GCMs dengan Data BMG ............................ . . . ...........................................
184
Skroring Nilai r clan RMSIE Hujan dan Suhu model GCMs dengan . ...... .............................. Data NCAR .............................. .
185
Rerata Bulanan Komponen Iklirn DAS Jeneberang, Walanae dan ....-.-- .-..--. ..... + . . .. . .. . . . .. . Saddang.......... ..... ..
186
....................................... .. ...
dang .dang.dang.dang.dang.dangdangdang.
11.
Pen~gunaanbhan dan arahan penggrwran laban DAS Walanae Hulu
12.
Penggunaanlahansekamngdanrencanapemanfaatanruang DAS Saddang ........................... ...........- - -...- .- -....-. - -..... . .-
1 87
Selisish persentase perubahan skenario 2 dengan skenario 3 DAS Walanae Hulu clan DAS Saddang ............................. . ......
188
13.
187
DAFTAR GAMBAR
PoWtip hujan ketiga DAS (Jenebearang. Walarme dan Saddang) di Sulawesi Selatan ...
4
..
Kerangka permlaran rlampak perubahan iklim dan tatagmm lahan terhadap pasolcan dan kebutuhan air .........................................
11
Kecenderungau penhgkatan konsentrasi C 0 2 global di atmosefer ........
14
Peningkatan suhu global antara 1900 . 1990 yang relatifterhadap rata-rata serzUna 1951 -1 980 dan perkkam peningkatan suhu global ardaratahun2000-2100 ........................................................
14
................................................... Skema kerja dalam penelitian......... . .
44
Peta jaringan hidrometri Propinsi Sdawesi Selatan.................................
45
Peta lokasi penelitian DAS Wdanae Hulu ..............................................
46
Peta lokasi penelitian DAS Sadclang ...............................
......................
47
.......................
61
Diagram alir penyusunan model evapoklimatonorni.. ...
Peta Tipe Hujan di Sulawesi Selatan ..........................................
67
Perbedaan agihan d m jeluk cllrah hujan bulan DJF periode tahun 1931-1960 (A) d m periode tahun f 961-1990(B) ..........................
77
Perbedaanagihau danjeluk curah lnjan bulau MAM periode tahun ...................... 1931-196O(A)denganperiodetahun1961-1990@)
77
Perbedaan agihan danjeluk c d hujan bulan JJA periode tahun 1931 -- 1960 (A) dengau periode tahun 1961. f 990 @) ......................
78
Perbedaan agiban dan jeluk curah hujan bulan SON @ode tahun 1931 . 1960 (A) dengan periode tahun 1961 -- 1990 (B) ...................
78
Perbedaan agihan dan jeluk curah hujan tahunan periode tahun 1931-1960(A)denganperiodetahun1961-1990(B) .....................
79
Perbadhgau autara data observasi dengan luaran model GCMs (hujan) demgan menggumkanmodel-model persarnaan regresi dengan peubah dummy............................................................ Keadaan iklim DAS Walanae dan Saddang Sulawesi Sela-.
................
Pola curah hujan (CH, mm) dan tinggi aliran (TA, mm) DAS Walanae Hulu dan Saddang............................................................................. Pola sebaran Iimpasan hasil pahitmgan model mi(Nm) d m limpasan pengamatan (No)DAS Walanae Hulu.......................... Pola s e w limpasan basil pehhqpn model evapokJbatonomi (Nm) dan limpssan pengamatan (No) DAS Saddang ................................ Nilai limpman hasil p d d u g a n model Evapoklimatomm (Ntmd) dibanding dengan limpasan pengamahn (Nobs) DAS Walanae Hulu....... Pola nemca air (luaran model Evapoklimatonomi) DAS Walanae Hulu.. Pola pengurssan air melahi proses langsmg dan tidak langsung DAS Walanae Hulu .......................... .....................................................
. . .
Nilai limpasm hasil perhaungan model E v a p o ~ o n o m(Nmod) d i b d i n g dengan limpasan pengamatan (Nobs) DAS Saddang ..............
Pola neraca air (luaran model Evapoklimatonomi) DAS Saddang ......... Pola air meJaiui proses langslmg dan tidak hgsungDAS Saddang............................................................................................... Pola neraca air DAS Walanae Hulu pada skenario 1.. Pola neraca air DAS Saddang pada sk&o
1
......................
..............................
Pola neraca air model (32% (GFDL dan CSIR09) dengan skenario 1 X COZdan 2 X COz DAS Walanae Huh clan Saddang .................
.
Pola curah hujan model CSIR09 clan GFDL sk&o 1 X C02 clan 2 X COz DAS Walanae Hulu dan DAS Saddang ...........................
.
Pola komponen neraca air (KNA, m)skenario 3
.........................
32. Emisi COz global (ppmv) dengan skenario Al, A2, B1
danB2dengankepekaaniklim4.O0Cuntuk2XC02 .....................
33.
34.
1.
Emisi C 0 2 gbbal (ppmv) dengan skenario A1,A2, B 1 clan B2 dengankepekaanikli1n4.5~Cuntuk2XC02..............................
Perkhan a g k n clan jeh&curahhujan tahunan Indonesia periode tahun 1931 -l%O dengan perbedaanjumlab stasiun h j r m andisis: Selisih c
188
d hujan tahunan antara 2 X C a dan 1 X C02 model
GCMs ( CCCM, CSIR09, GFDL, GISS dan -0)
3.
138
Emisi C 0 2 global (ppmv) dengan ske& IS92a, b, c clan d dengankepekaaniklim4.0°Cuntuk2XC02 .......................+........ 139
(A)354O~lariunhujanrIan~)214stc1s)unhyian ...........................
2.
138
.................... . . ........
189
Selisih suhu rata-rata tahunan antara 2 X C 0 2 dengan 1 X COz model GCMs ( CCCM, CSIR09, GFDL, GISS clan UKMO). .............. 190
DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN = albedo (Oh) = perubahan lengas tanah (mm) per = evaporivity Jangsung
satuan waktu
(tanpa dimensi)
= lengas tanah (mm) = nirbah limpasan hugsung = koeiisien
(tanpa dimemi)
korelasi ('?YO)
= ukuran kehilangan lengas tanah total = ukuran penguapan lengas tanah
(tanpa dimemi)
dari b a d perm-
lshan (tanpa
dhmsi) = ukuran kehilangan air dari bawah perm= total
lahan (tanpa dirnensi)
evapotranspirasi (mm)
= evapotranspimsi langsung (mm) = evapott-anspird tidak
langsung (rnm)
surya yang diserap permukaan lahan (mm atau wM2)
= radiasi
= radiasi global (Wm-') = limpasan has3 pengamatan/observasi (mm) = total
limp-
lua~anmodel evapoklimatonomi (mm)
= Kmpasanlangsungldi atas perrnukaarn (mm) = Empasan tidak langsuog/di atas permuban (mm)
= masukan massa (air) efektif untuk proses-proses tidak langsung = curah hujan (mm bdan-') = curah hujan terkoreksi (P-E'-E")
(mm bulanulanl)
= nilai ambang curah hujan (mm bulanulanl) = waktu
tinggdresidence time (bulan)
= nilai angot = lama p
(wm-')
e m a n terukur (jam)
BMG = Badan Meteorologi dan Geo6isi.a
BRLKT = Bahi Rehabilitasi Lahan dan Konservasi Tanah CCCM = Cansdian Climate Centre Model CSIRO = Co-nweaIth
S c i i and I n d W Research Organkzrtion
ENS0 = El N i o Southern Oscillation
GFDL = Geophysical Fluid Dynamics Laboratory GISS = GoddardInsMute for Space Science GSMs = Gaxmd CirmMon Models ITCZ = Intertropical Convergence Zone NCAR = National Center for Atmospheric Research OAM = O c e a n - A t m D w Inderaction Modek
PCHP = Pok Curah Hujan Peralihan
PCHPB = Pola Curah Hujan Pantai Barat PCHPT = Pola Curah Hujan Pantai Timur PDA = Pos Duga Air
RMSIE =Root Mean Square Xnterpolation Error RNGPG = m
i Neto Gelonbang Panjang
RNGPK, = Radiasi Neto Gelombaug Pendek RNSPG = Radiasi Neto Senma Panjang Gelombang SO1 = SouthernOsdMon Endex
UKMO = United Kingdom Meteorological U N E P =United Nation M n m m t Progranrme WHC = Water Holding Capacity
