PELUANG TEKNOLOGI MODIFIKASI CUACA UNTUK ANTISIPASI BANJIR DI JAKARTA

J. Tek. Ling

Edisi Khusus

Hal. 105 - 110

Jakarta, Juni 2009

ISSN 1441-318X

PELUANG TEKNOLOGI MODIFIKASI CUACA UNTUK ANTISIPASI BANJIR DI JAKARTA Tri Handoko Seto Peneliti di UPT Hujan Buatan Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi Abstract Flood anticipation technology for Jakarta which is possible to be applied in other regions of Indonesia has been sudied. This technology includes flood early warning system and weather modification technology for flood prevention. In this study, flood is defined as flood caused by high intensity and long duration rainfall. Early warning system is constructed by accurate climate prediction, firstly. Upon accurate climate prediction, accurate weather prediction must be produced. During predicted extreme weather, cloud development must be monitored continuously to be informed as early warning to citizens. Information should be distributed using television network to be visually understood. The next step is flood prevention using weather modification technology. Maritime clouds over Java sea and continent clouds exist over out of Jakarta catchment area (JCA) which move into JCA have to be seeded in order to be rainfall as soon as possible. Even, when continent cloud exist over JCA, as long as cloud tops is < 12 kf and are predicted that they will be still over JCA in the next 2 hours, they will be seeded in order to be rainfall before develop as deep convective clouds. Key Words: flood, early warning system, jumping process.

1.

PENDAHULUAN

Benua maritim Indonesia adalah suatu wilayah tropis dimana konveksi kuat (deep convection) sering tejadi. Konvensi kuat ini biasanya merupakan kombinasi dari banyak faktor penentu cuaca di daerah tropis 1). Konveksi kuat berakibat pada tingginya intensitas curah hujan. Intensitas curah hujan yang tinggi seringkali mengakibatkan tidak mampunya permukaan tanah menyerap air hujan. Apalagi daya dukung permukaan tanah yang terus-menerus menurun seiring semakin pesatnya perubahan tata guna lahan yang mengarah pada semakin berkurangnya daerah resapan air 2). Kondisi yang demikian ini sering mengakibatkan terjadinya banjir. Di Jakarta dan sekitarnya (selanjutnya disebut Jakarta) kejadian banjir terjadi hampir setiap tahun akibat hujan berintensitas tinggi yang sekaligus berdurasi

panjang di daerah tangkapan yang meliputi Jakarta dan sekitarnya hingga dataran tinggi Bogor. Banjir bisa terjadi akibat hujan yang terjadi di atas Jakarta sendiri maupun dari Bogor yang mengalir ke Jakarta, maupun gabungan dari keduanya. Jakarta berada dalam satu wilayah tangkapan (cathcement area). Sebagai pusat pemerintahan dan pusat bisnis, kejadian banjir di Jakarta membawa dampak ekonomi, sosial, dan politik yang sangat besar. Pada kejadian banjir di awal tahun 2007 lalu misalnya, banjir di Jakarta mengakibatkan kerusakan parah yang menghancurkan lebih dari 300 rumah dan lebih dari 300 ribu rumah terkena dampak banjir 3). Untuk memfokuskan permasalahan banjir yang sangat kompleks, maka banjir yang dimaksud di sini adalah banjir akibat

Peluang Teknologi Modifikasi...J. Tek. Ling. Edisi Khusus: 105 - 110

105

curah hujan tinggi. Curah hujan tinggi terjadi akibat hujan dengan intensitas tinggi (lebih dari 10mm/jam) yang berlangsung pada rentang waktu yang lama (lebih dari 5 jam). Hujan jenis ini terjadi akibat aktivitas konveksi kuat yang didukung oleh moisture suply yang sangat banyak dan atau adveksi. Moisture suply paling banyak berasal dari penguapan air laut dan awan-awan cumulus yang tumbuh di atas laut. Adveksi juga berasal dari awan-awan di atas laut yang masuk ke atas daratan. 2.

satelit dan data atmosfer lain. Dilakukan juga pengukuran kondisi atmosfer lokal Jakarta. Jika dicurigai akan muncul gelombanggelombang atmosfer penyebab banjir yang didukung oleh kondisi lokal Jakarta, maka segera dioperasikan “Mobile Weather Radar” untuk memantau pertumbuhan awan secara real time. Pengoperasian “Mobile Weather Radar” dapat memberikan informasi visual

Sistem Peringatan Dini Banjir

Gambar 1 menunjukkan rata-rata curah hujan historis bulanan untuk wilayah Jakarta. Secara statistik, banjir di Jakarta berpeluang besar terjadi pada bulan Oktober – April. Namun demikian, iklim dan cuaca di daerah tropis tidak mudah diprediksi sebagimana di lintang tengah 4). Sistem konveksi di wilayah tropis, termasuk Jakarta, terjadi akibat gelombang atmosfer seperti: MJO (Madden Julian Oscillation), Cold surge, Kelvin, Mixed Rossby Gravity, dan Diurnal HIST ORICAL RAINFALL OF JAKART A 400 350 300

CH

250 200 150 100 50 0 JAN

FEB MAR

APR

MEI

JUN

JUL

AGT SEP

OKT NOV DES

Gambar 1. Rata-rata Curah Hujan Historis Bulanan Wilayah Jakarta. Oscillation yang terjadi pada saat Monsun India. Interferensi saling menguatkan pada periode tersebut sangat berbahaya bagi Jakarta karena berpeluang besar terjadinya hujan dengan intensitas tinggi dan dalam waktu yang lama. Ketika Monsun India mulai masuk ke wilayah Indonesia (Monsoon Onset), pengamatan kondisi atmosfer dilakukan secara near real time menggunakan data citra 106

Gambar 2. Dual Polarization Weather Mobile Radar Milik UPT Hujan Buatan BPPT. keberadaan awan mengarah dan akan turun menjadi hujan di daerah tangkapan Jakarta. Volume air yang akan turun menjadi hujan juga bisa diperkirakan dengan akurat. Dual Polarization Radar yang dipasang di Jakarta untuk memantau pertumbuhan dan gerakan awan di Jakarta dan sekitarnya (Jabodetabek). Dengan diketahuinya kualitas dan pergerakan awan maka dapat diprediksi jumlah Curah Hujan yang akan turun di

Tri Handoko Seto. 2009

suatu lokasi. Bila terdeteksi ada awan yang berpotensi menghasilkan CH yang tinggi sehingga dapat menimbulkan genangan air yang tinggi, segera diberikan warning lebih awal, yaitu sebelum turun hujan. Bisa kerjasama dengan TV agar bisa ditampilkan secara visual. Jadi, kunci sistem peringatan dini adalah prediksi iklim dan cuaca yanag baik serta alat pemantau cuaca yang baik. Antisipasi dimulai dengan prediksi iklim yang baik. Dengan prediksi iklim yang baik, maka konsentrasi selanjutnya adalah pada prediksi cuaca. Dengan pemantauan cuaca secara terus-menerus pada rentang waktu yang diprediksi berbahaya, maka peringatan dini dapat diberikan kepada masyarakat melalui media televisi agar dapat dipahami secara visual. 3.

2) 3) 4) 5)

Updraft lebih lemah Lebih basah Lebih cepat turun hujan Jumlah hujan sedikit Sementara itu, Khain dkk (2005) juga mengungkapkan bahwa sifat-sifat awan kontinen adalah sebagai berikut 5): 1) Aerosol ukuran kecil tapi jumlah lebih banyak 2) Updraft lebih kuat 3) Lebih kering 4) Lebih lambat turun hujan 5) Jumlah hujan banyak

TEKNOLOGI MODIFIKASI CUACA UNTUK ANTISIPASI BANJIR

Teknologi modifikasi cuaca pada dasarnya adalah intervensi manusia terhadap cuaca. Dalam upaya untuk mengantisipasi atau mencegah banjir, maka yang bisa dilakukan adalah mengupayakan agar hujan dengan intensitas tinggi dan dan berdurasi panjang tidak terjadi di daerah rawan banjir. Untuk itu, sebelum melakukan intervensi, terlebih dahulu harus dipelajari sistem awan yang mengakibatkan bajir. Sebagaimana diketahui, wilayah Jakarta berada di sebelah selatan laut Jawa dan di sebelah utara dataran tinggi Bogor. Sementara itu, aliran masa udara di Jakarta pada musim basa pada umumnya berasal dari laut Jawa dan begerak ke selatan, kemudian terbentuklah awan-awan akibat dataran tinggi di Bogor. Oleh karena itu, harus dipahami lebih dahulu sifat-sifat awan yang tumbuh di atas lautan (awan maritim) dan di atas daratan (awan kontinen). Khain dkk (2005) mengungkapkan bahwa sifat-sifat awan maritim adalah sebagai berikut5): 1) Aerosol ukuran besar tapi jumlah lebih sedikit

Gambar 3. Distribusi Aerosol di Atmosfer (atas) dan Grafik Perubahan Akumulasi Curah Hujan terhadap Waktu untuk Awanawan (bawah) di atas Wilayah Laut (garis putus-putus) dan Wilayah Darat (garis utuh).

Peluang Teknologi Modifikasi...J. Tek. Ling. Edisi Khusus: 105 - 110

107

Dengan memperhatikan sifat-sifat awan maritime dan awan kontinen, maka dapat dilakukan upaya intervensi terhadap awan untuk mencegah terjadinya banjir. Awanawan maritim yang tumbuh di atas lautan dan bergerak menuju daerah tangkapan Jakarta harus segera dijatuhkan menjadi hujan. Mengapa awan-awan maritim yang bergerak menuju daerah tangkapan Jakarta harus segera dihujankan? Pertama adalah agar tidak terjadi adveksi awan-awan maritim yang bergerak menuju daratan dan menambah curah hujan di daratan. Selain itu, upaya ini dilakukan agar awan-awan maritim tidak bergabung dengan awan-awan kontinental yang mengakibatkan curah hujan sangat tinggi. Bahkan awan-awan di daerah tangkapan Jakarta yang masih ketinggiannya kurang dari 12kf dan diperkirakan dalam 2 jam ke depan masih akan berada di daerah tangkapan Jakarta juga harus segera dijatuhkan menjadi hujan agar tidak menjadi semakin besar. Metode teknologi modifikasi cuaca yang dilakukan untuk mencegah banjir ini adalah sebagai berikut: 1. Dengan melakukan penyemaian awan sebagaimana teknik penyemaian awan pada TMC pada umumnya. Hanya saja bahan semai yang digunakan adalah bahan higroskopis dengan ukuran 30-100 mikron. 2. Bahan semai ini akan menciptakan mekanisme jumping process, yaitu sebuah proses yang memotong proses inisiasi pembentukan tetes air dalam awan6). 3. Proses ini mempercepat turunnya hujan tanpa memperbanyak curah hujan. UPT Hujan Buatan BPPT selama ini telah berpengalaman menerapkan teknologi modifikasi cuaca (TMC) untuk menambah curah hujan guna mengisi waduk pembangkit listrik dan irigasi maupun membasahi lahan untuk memadamkan kebakaran lahan dan hutan. Dengan peralatan yang dimiliki dan memodifikasi sedikit saja teknologi ini pada 108

ukuran bahan semainya, maka diharapkan teknologi ini bisa mencegah atau setidaknya mengurangi volume air yang mengakibatkan banjir di Jakarta dan bergabai tempat lain di Indonesia. Saat ini, status teknologi ini masih dalam kajian dan dikerjasamakan dengan Pemerintah Daerah Jakarta untuk antisibasi banjir yang mungkin timbul. 4.

KESIMPULAN

Bencana banjir akibat curah hujan tinggi bisa diantisipasi. Antisipasi dimulai dengan prediksi iklim yang baik. Dengan prediksi iklim yang baik, maka konsentrasi selanjutnya adalah pada prediksi cuaca. Dengan pemantauan cuaca secara terusmenerus pada rentang waktu yang diprediksi berbahaya, maka peringatan dini dapat diberikan kepada masyarakat melalui media televisi agar dapat dipahami secara visual. Langkah selanjutnya adalah mencegah (atau setidaknya mengurangi) terjadinya banjir melalui teknologi modifikasi cuaca dengan cara menjatuhkan lebih awal awan-awan yang hendak masuk ke atas wilayah daratan dan menjadi hujan dengan intensitas tinggi dan berdurasi panjang. UPT Hujan Buatan BPPT telah memiliki mobile radar yang bisa digunakan untuk memantau cuaca penyebab banjir. UPT Hujan Buatan juga telah berpengalaman dalam menerapkan teknologi modifikasi cuaca. Segala peralatan yang dimiliki telah lebih dari cukup untuk bisa menerapkan TMC guna mengantisipasi terjadinya banjir. Mengingat teknologi dipersiapkan dan dikerjakan pada masa masa cuaca ekstrem, maka prediksi iklim dan cuaca juga berperan dalam menentukan keberhasilannya. DAFTAR PUSTAKA (1).

Seto, T. H., M. K. Yamamoto, H. Hashiguchi, and S. Fukao, 2004: Convective activities associated with intraseasonal variation over Sumatera, Indonesia observed with the equatorialatmosphere radar, Ann.

Tri Handoko Seto. 2009

Geophys., 22, 3899–3916. (2).

(3).

Riyadi, D. S., 2002: Banjir di Jakarta dan Kerusakan Das Ciliwung: Identifikafi Penyebab Banjir dan Kebijakan Pengendalian Banjir di Jakarta, Jurnal Sains dan Teknologi Indonesia, Vol.4, No.4 (Juli 2002), hal. 15-29 . Wu, P.-M., M. Hara, H. Fudeyasu, M. D. Yamanaka, J. Matsumoto, F. Syamsudin, R. Sulistyowati, and Y. S. Djajadihardja, 2007: “The impact of trans-equatorial monsoon flow on the formation of repeated torrential rains over Java Island,” SOLA, 3, 93-96.

(4).

Linacre E. and B. Geerts, 1997: Climates and weather explained, an introduction from a southern perspective, Routledge Publ. Company, 252-254.

(5).

Khain A., D. Rosenfeld, and A. Pokrovsky, 2005: Aerosol impact on the dynamics and microphysics of deep convective cloud, Q.J.R. Meteor. Soc., 131, 2639-2663.

(6).

Bruintjes R. T., V. Salazar, D. Breed, Jia Li, Peter R. Buseck, T Jensen, K. Ross, S. Piketh and J. Reid, 2004: Aerosol – Cloud Interactions: Observations and Modeling Studies of the Effects on Cloud and Precipitation Development, private communication.

Lampiran: Spesifikasi mobile weather radar. Antenna

Slotted Array Flat Plate, Lightweight Aluminum or Parabolic Dish

Size

76.2cm Diameter Standard Portable

Beam Width

3.6 Degrees, (2.2° - 4’ and 1.1° - 6’)

Gain

34.7 dB min. Standard Antenna, (38 dB min. - 4’, 42 dB min. - 6’)

Tilt (vertical scan)

0 through +90 Degrees

Azimuth

360 Degree Rotation Plus User Specified Sector Scanning

Dimensions

81cm Diameter x 137cm Height

Weight

56.6 kg

Construction

White UV Resistant ABS Shell &/or Fiberglass Composite

Safety Beacon

Included

Grounding Protection

Included

Lightning Dispersion System

Included

Transmit Power

200 Watts Minimum Fully Coherent on Transmit with Pulse Compression (equivalent to 12,620 watts) Frequency 9.345GHz, User Tunable Within +/-25 MHz

Workstation/Software

Pentium IV Laptop or Desktop, Windows XP Operating System EWR Weather ScoutTM and Sigmet IrisTM Software Packages

Peluang Teknologi Modifikasi...J. Tek. Ling. Edisi Khusus: 105 - 110

109

Control Unit/Power Supply

120V 60Hz/240V 50 Hz Switchable, 48V Power Supply

Cables

100’ Main Cables Included

Shipping/Storage Cases

Optional Heavy Duty Plastic with Foam Liners and Wheels

Operating Frequency

X Band, 9.345 GHz, User Tunable Within +/-25 MHz

RF Power Output

200 Watts min. at Antenna, Solid State transmitter with Pulse Compression (equivalent to 12,620 watts)

Signal Processor

Sigmet RVP8 as used in the NEXRAD System

Ground Clutter Suppression

Included

Pulse Repetition Rates

500, 1000, 2000 PPS

Pulse Widths Compression

B e f o r e 10, 40 and 75 Microseconds

P u l s e W i d t h A f t e r P u l s e < 1 Microsecond Compression Compression Processing Gain 15 – 18 dB Meteorological Products - 20+ All Sigmet Iris Products Plus NEXRAD Level III Available Precipitation Levels

24 Levels from 2 to 66 dBz

Typical Rainfall Reflectivity at 11.4 dBz 92 Km1 Range

150 km (max theoretical limited by earth’s curvature)

Doppler Detection Range

100 km

Clear Air Detection Range

50 km at 75 Microseconds

Standard Antenna2

30” Diameter, Flat Plate Slotted Array

Antenna Gain

35 dB

Antenna 3dB Beamwidth

3.6 Degrees

Antenna Side Lobe Level

-25 dB (minimum)

110

Tri Handoko Seto. 2009