Top Banner
Seminar Nasional Penginderaan Jauh ke-4 Tahun 2017 449 Pemanfaatan Citra Satelit Himawari-8 dan Model WRF-CHEM untuk Memantau Sebaran Debu Vulkanis (Studi Kasus: Erupsi Gunung Barujari, 4 November 2015) Utilization of Himawari-8 Satellite and WRF-CHEM Model for Monitoring Volcanic Ash Dispersion (Case Study: Mt. Barujari Eruption, November 4 th , 2015) Kadek Setiya Wati 1*) , IGA Putu Putri Astiduari 2 , Pande Putu Hadi Wiguna 3 1 BMKG Stasiun Meteorologi Kelas II BIL-Praya Lombok 2 Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Jakarta 3 BMKG Stasiun Meteorologi Kelas I Ngurah Rai Denpasar *) E-mail: [email protected] ABSTRAK - Dalam dunia mitigasi, kecepatan dan ketepatan informasi menjadi sebuah keutamaan. Keterbatasan mata manusia memicu sebuah inovasi yang menciptakan alat penginderaan jauh. Penginderaan jauh memungkinkan manusia untuk dapat mengamati suatu fenomena di tempat yang sulit dijangkau. Hal ini tentunya dapat memangkas waktu sehingga menghasilkan informasi yang cepat dan tepat. Peristiwa letusan Gunung Barujari di Pulau Lombok, Nusa Tenggara Barat, pada tanggal 4 November 2015 mengakibatkan 4 bandara yaitu di Lombok, Denpasar, dan Banyuwangi menutup aktivitas penerbangannya. Hanya mengandalkan mata telanjang, tentunya sulit mengamati sebaran debu vulkanis. Himawari-8 merupakan satelit generasi terbaru yang memiliki 16 kanal dengan resolusi spasial mencapai 0.5 km dan resolusi temporal 10 menit. BMKG telah mengembangkan sebuah skema untuk mendeteksi debu vulkanis yang menggunakan kanal I4, IR, dan I2 pada satelit Himawari 8. Prinsip utama dari penggunaan kanal ini adalah adanya Brightness Temperature Different (BTD) dari kanal IR dan I2 yang berbeda ketika melewati awan meteorologis dan debu vulkanis. Selain menggunakan citra satelit, debu vulkanis juga dapat dianalisis dengan menggunakan model WRF-CHEM. WRF-CHEM memiliki 5 skema dalam penanganan aerosol salah satunya adalah penanganan untuk mensimulasi sebaran debu vulkanis di atmosfer. Secara umum, analisis skema VA (volcanic ash) BMKG dan model WRF-CHEM menunjukan kesesuaian hasil. Sebaran debu menuju arah Barat hingga Barat Daya sehingga 3 bandara yang terletak di sebelah Barat Pulau Lombok terganggu aktivitasnya. Kedepannya kolaborasi kedua teknik ini dapat digunakan sebagai acuan dalam memberikan informasi dan mitigasi fenomena debu vulkanis bagi masyarakat. Kata kunci: debu vulkanis, Gunung Barujari, satelit Himawari-8, skema BMKG, WRF-CHEM ABSTRACT-In the world of mitigation, the rapidity and accuracy of information becomes a virtue. The limitations of human eye trigger an innovation that creates remote sensing devices. Remote sensing allows humans to observe a phenomenon where it is difficult to reach. This can cut time to produce information quickly and precisely. The eruption of Mount Barujari in Lombok Island, West Nusa Tenggara, on November 4 th , 2015 caused 4 airports in Lombok, Denpasar and Banyuwangi closing flight activities. Just relying on the naked eye, it is difficult to observe volcanic ash dispersion. Himawari-8, the latest generation satellite that has 16 channels with 0.5 km spatial resolution and 10 minutes temporal resolution. BMKG has developed a scheme to detect volcanic ash using I4, IR, and I2 channels on the Himawari 8 satellite. The main principle of using this channel is the existence of Brightness Temperature Different (BTD) from different IR and I2 channels as it passes through meteorological and dust clouds Volcanic. In addition to using satellite imagery, volcanic ash can also be analyzed using the WRF-CHEM model. WRF-CHEM has 5 schemes in aerosol handling.One of them is handling to simulate the volcanic ash dispersion in the atmosphere. In general, the BMKG VA (vulcanic ash) scheme analysis and the WRF-CHEM model, showing same result. Volcanic ash dispersion towards the West-Southwest so that 3 airports located in the West of Lombok Island disrupted their activity. In the future, the collaboration of these two techniques can be used as a reference in providing information and mitigation of volcanic ash phenomenon for the people. Keywords: volcanic ash, Mount Barujari, Himawari-8 satellite, BMKG scheme, WRF-CHEM 1. PENDAHULUAN Indonesia termasuk dalam lintasan ring of fire dimulai dari Pulau Sumatera, Jawa, Bali, Nusa Tenggara, Sulawesi, hingga Maluku (USGS, 1999). Jalur gunung api tersebut merupakan zona subduksi yaitu zona pertemuan antara dua lempeng yang bersifat konvergen dan saling bergesekan sehingga memunginkan untuk
10

Pemanfaatan Citra Satelit Himawari-8 dan Model WRF-CHEM ...

Mar 10, 2023

Download

Documents

Khang Minh
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Pemanfaatan Citra Satelit Himawari-8 dan Model WRF-CHEM ...

Seminar Nasional Penginderaan Jauh ke-4 Tahun 2017

449

Pemanfaatan Citra Satelit Himawari-8 dan Model WRF-CHEM untuk Memantau Sebaran Debu Vulkanis (Studi Kasus: Erupsi Gunung

Barujari, 4 November 2015)

Utilization of Himawari-8 Satellite and WRF-CHEM Model for Monitoring Volcanic Ash Dispersion (Case Study: Mt. Barujari Eruption,

November 4th, 2015)

Kadek Setiya Wati1*), IGA Putu Putri Astiduari2, Pande Putu Hadi Wiguna3

1BMKG Stasiun Meteorologi Kelas II BIL-Praya Lombok 2Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Jakarta

3BMKG Stasiun Meteorologi Kelas I Ngurah Rai Denpasar

*)E-mail: [email protected]

ABSTRAK - Dalam dunia mitigasi, kecepatan dan ketepatan informasi menjadi sebuah keutamaan. Keterbatasan mata manusia memicu sebuah inovasi yang menciptakan alat penginderaan jauh. Penginderaan jauh memungkinkan manusia untuk dapat mengamati suatu fenomena di tempat yang sulit dijangkau. Hal ini tentunya dapat memangkas waktu sehingga menghasilkan informasi yang cepat dan tepat. Peristiwa letusan Gunung Barujari di Pulau Lombok, Nusa Tenggara Barat, pada tanggal 4 November 2015 mengakibatkan 4 bandara yaitu di Lombok, Denpasar, dan Banyuwangi menutup aktivitas penerbangannya. Hanya mengandalkan mata telanjang, tentunya sulit mengamati sebaran debu vulkanis. Himawari-8 merupakan satelit generasi terbaru yang memiliki 16 kanal dengan resolusi spasial mencapai 0.5 km dan resolusi temporal 10 menit. BMKG telah mengembangkan sebuah skema untuk mendeteksi debu vulkanis yang menggunakan kanal I4, IR, dan I2 pada satelit Himawari 8. Prinsip utama dari penggunaan kanal ini adalah adanya Brightness Temperature Different (BTD) dari kanal IR dan I2 yang berbeda ketika melewati awan meteorologis dan debu vulkanis. Selain menggunakan citra satelit, debu vulkanis juga dapat dianalisis dengan menggunakan model WRF-CHEM. WRF-CHEM memiliki 5 skema dalam penanganan aerosol salah satunya adalah penanganan untuk mensimulasi sebaran debu vulkanis di atmosfer. Secara umum, analisis skema VA (volcanic ash) BMKG dan model WRF-CHEM menunjukan kesesuaian hasil. Sebaran debu menuju arah Barat hingga Barat Daya sehingga 3 bandara yang terletak di sebelah Barat Pulau Lombok terganggu aktivitasnya. Kedepannya kolaborasi kedua teknik ini dapat digunakan sebagai acuan dalam memberikan informasi dan mitigasi fenomena debu vulkanis bagi masyarakat.

Kata kunci: debu vulkanis, Gunung Barujari, satelit Himawari-8, skema BMKG, WRF-CHEM

ABSTRACT-In the world of mitigation, the rapidity and accuracy of information becomes a virtue. The limitations of human eye trigger an innovation that creates remote sensing devices. Remote sensing allows humans to observe a phenomenon where it is difficult to reach. This can cut time to produce information quickly and precisely. The eruption of Mount Barujari in Lombok Island, West Nusa Tenggara, on November 4th, 2015 caused 4 airports in Lombok, Denpasar and Banyuwangi closing flight activities. Just relying on the naked eye, it is difficult to observe volcanic ash dispersion. Himawari-8, the latest generation satellite that has 16 channels with 0.5 km spatial resolution and 10 minutes temporal resolution. BMKG has developed a scheme to detect volcanic ash using I4, IR, and I2 channels on the Himawari 8 satellite. The main principle of using this channel is the existence of Brightness Temperature Different (BTD) from different IR and I2 channels as it passes through meteorological and dust clouds Volcanic. In addition to using satellite imagery, volcanic ash can also be analyzed using the WRF-CHEM model. WRF-CHEM has 5 schemes in aerosol handling.One of them is handling to simulate the volcanic ash dispersion in the atmosphere. In general, the BMKG VA (vulcanic ash) scheme analysis and the WRF-CHEM model, showing same result. Volcanic ash dispersion towards the West-Southwest so that 3 airports located in the West of Lombok Island disrupted their activity. In the future, the collaboration of these two techniques can be used as a reference in providing information and mitigation of volcanic ash phenomenon for the people.

Keywords: volcanic ash, Mount Barujari, Himawari-8 satellite, BMKG scheme, WRF-CHEM

1. PENDAHULUAN

Indonesia termasuk dalam lintasan ring of fire dimulai dari Pulau Sumatera, Jawa, Bali, Nusa Tenggara, Sulawesi, hingga Maluku (USGS, 1999). Jalur gunung api tersebut merupakan zona subduksi yaitu zona pertemuan antara dua lempeng yang bersifat konvergen dan saling bergesekan sehingga memunginkan untuk

Page 2: Pemanfaatan Citra Satelit Himawari-8 dan Model WRF-CHEM ...

Pemanfaatan Citra Satelit Himawari-8 dan Model WRF-CHEM untuk Memantau Sebaran Debu Vulkanis (Studi Kasus: Erupsi Gunung Barujari, 4 November 2015) (Wati, dkk)

450

keluarnya lahar, awan panas, debu vulkanis, dan material lainnya yang cukup besar yang dapat memengaruhi kondisi atmosfer serta dapat menimbulkan gempa vulkanik, longsor, bahkan tsunami (Hinga, 2015).

Debu vulkanis hasil dari letusan gunung api sangat berbahaya bagi kehidupan dan aktivitas manusia, tidak hanya bagi pernapasan, penglihatan, lalu lintas darat dan perairan, namun termasuk lalu lintas penerbangan. Ancaman terberat apabila pesawat melewati suatu wilayah debu vulkanis adalah kegagalan mesin pesawat. Pemantauan debu vulkanis menjadi penting dalam aktivitas penerbangan karena pilot tidak selalu dapat melihat adanya debu tersebut, terutama ketika matahari telah tenggelam. Bahkan beberapa gas pada debu vulkanis, seperti SO2 dan H2SO4 merupakan gas yang transparan. Menghindari debu vulkanis akan sangat disarankan untuk keselamatan penerbangan.

Pemanfaatan citra satelit untuk mengamati fenomena ini dapat dilakukan dengan menerapkan Teknik RGB. Teknik RGB (red-green-blue) composite imagery merupakan teknik menampilkan citra satelit dengan melakukan overlay dari beberapa kanal sekaligus. Teknik RGB menggabungkan informasi dari beberapa kanal berbeda ke dalam satu produk sehingga menghasilkan lebih banyak informasi daripada produk yang hanya dihasilkan dari satu kanal. Umumnya, teknik RGB lebih mudah digunakan dan lebih efektif dalam menggambarkan suatu fenomena meteorologi. Skema debu vulkanis BMKG menerapkan teknik ini dengan melakukan overlay dari 3 kanal yakni kanal IR, I2, dan I4. Prinsip pada skema tersebut adalah menggunakan nilai BTD (brightness temperature difference) antara kanal IR (10.4 µm) dengan kanal IR2 (12.4 µm). Suhu kecerahan menjadi lebih dingin di kanal 10.4 µm daripada kanal 12.4 µm ketika melewati lapisan debu vulkanis. Hal ini dikarenakan debu vulkanis lebih sensitif dan menyerap lebih banyak energi dari kanal 10.4 µm. Sifat debu vulkanis ini menyebabkan nilai BTD menjadi negatif cerah. Sebaliknya energi inframerah yang melewati lapisan awan, dimana awan kurang peka terhadap gelombang pada kanal 10.4 µm menyebabkan nilai suhu kecerahan pada kanal 10.4 µm lebih besar daripada kanal 12.4 µm. Kondisi tersebut menghasilkan BTD dengan nilai positif dan berwarna gelap. Skema debu vulkanis BMKG juga menggunakan nilai BTD antara kanal I4 (3.9µm) dan IR (10.4 µm) untuk menguatkan response function dari kedua kanal tersebut terhadap titik panas dalam citra.

Selain menggunakan citra satelit, debu vulkanis juga dapat dianalisis dengan menggunakan model WRF-CHEM.WRF-CHEM adalah salah satu dari model Penelitian dan Peramalan Cuaca Numerik yang digabungkan dengan Kimia. Model ini mensimulasikan emisi, transportasi, pencampuran, dan transformasi kimia dari jejak gas-gas dan aerosol bersamaan dengan unsur-unsur meteorologi. Model ini digunakan untuk menganalisis kualitas udara skala regional, analisis lapangan, dan interaksi antara awan dan kimia di dalam awan itu sendiri (UCAR, 2017).WRF-CHEM memiliki 5 skema dalam penanganan aerosol salah satunya adalah penanganan untuk mensimulasi sebaran debu vulkanis di atmosfer.

Pada kesempatan kali ini, penulis mencoba melakukan pengkajian mengenai kejadian letusan Gunung Barujari pada tanggal 4 November 2015 di Pulau Lombok, Nusa Tenggara Barat dengan memanfaatkan citra satelit Himawari 8 dan model WRF-CHEM. Adapun hasil dari penelitian ini untuk kedepannya diharapkan dapat digunakan sebagai langkah awal pemberian informasi terkait sebaran debu gunung berapi sehingga mampu membantu dalam penentuan rencana mitigasi selanjutnya.

2. METODE

Penelitian ini merupakan jenis penelitian analisis deskriptif dari studi kasus letusan Gunung Barujari, di Pulau Lombok, Nusa Tenggara Barat pada tanggal 4 November 2015. Pertama, penulis melakukan pengolahan data mentah satelit Himawari 8 kemudian menganalisis sebaran debu vulkanis dari letusan gunung tersebut. Selanjutnya dilakukan pengolahan data dari WRF-CHEM untuk mengetahui sebaran debu pada lapisan yang telah dipilih. Analisis akan dilakukan pada pukul 00.00 – 24.00 UTC tanggal 4 November 2015.

2.1 Data

Adapun data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data raw dari citra satelit Himawari 8 yang didapat di sub bagian citra satelit BMKG Jakarta. Data yang digunakan adalah data pada kanal I4 (3.9 µm), IR (10.4 µm), dan I2 (12.4 µm). Selain itu digunakan data NCEP FNL (Final) yang merupakan data analisis global dengan resolusi 1o. Data ini dapat diakses pada link http://www.acd.ucar.edu/wrfCHEM/download.shtml. 2.2 Teknik Pengolahan Data

Untuk mengamati sebaran debu vulkanis, citra satelit Himawari 8 dan data WRF-CHEM diolah dengan cara sebagai berikut:

Page 3: Pemanfaatan Citra Satelit Himawari-8 dan Model WRF-CHEM ...

Seminar Nasional Penginderaan Jauh ke-4 Tahun 2017

451

2.2.1 Pengolahan Data Citra Satelit

Dalam pengolahan citra satelit, hal pertama yang perlu dilakukan adalah Split Window BTD (Brightness Temperature Difference) yaitu mengurangi nilai kecerahan suhu pada satu citra dengan nilai kecerahan suhu pada citra lainnya sedangkan khusus pada kanal tunggal yang digunakan dalam skema BMKG hanya menggunakan pengaturan secara default.

Skema debu vulkanis BMKG menggunakan nilai BTD (brightness temperature difference) antara kanal IR (10.4 µm) dengan kanal IR2 (12.4 µm) serta nilai BTD antara kanal I4 (3.9µm) dan IR (10.4 µm). Selanjutnya Teknik RGB (red green blue) digunakan untuk pembagian warna terbaik dengan kriteria sebagai berikut :

Merah untuk citra hasil BTD dari kanal IR (10.4) µm dikurangi kanal I2 (12.4) µm. Hijau untuk citra hasil BTD dari kanal I4 (3.9 µm) dikurangi kanal IR (10.4 µm) Biru untuk citra kanal I4 (3.9 µm).

2.2.2 Pengolahan Data WRF-CHEM

Adapun model WRF-CHEM melakukan proses ./real.exe sebanyak 2 kali. Pertama untuk mendapatkan proses meteorologi pada setiap domain, kedua untuk menggabungkan keluaran modul chemistry baik pada setiap domain, sehingga didapatkan keluaran yang menggabungkan proses meteorologi dan chemistry dalam satu masukan untuk proses eksekusi model WRF-CHEM (Gambar 1).

Gambar 1.Diagram Proses Pengolahan Data Dalam WRF-CHEM

Adapun pengaturan modul chesmistry yang digunakan dalam penelitian ini ditunjukkan dalam Tabel 1.

Geogrid.exe Undgrib.exe Metgrid.exe Real.exe part I

Arwpost.exe Real.exe part II Convert_emiss.exe Prep_chem.exe

Page 4: Pemanfaatan Citra Satelit Himawari-8 dan Model WRF-CHEM ...

Pemanfaatan Citra Satelit Himawari-8 dan Model WRF-CHEM untuk Memantau Sebaran Debu Vulkanis (Studi Kasus: Erupsi Gunung Barujari, 4 November 2015) (Wati, dkk)

452

Tabel 1. Konfigurasi WRF-CHEM

Chemistry and Atmospheric Process Model Option Chemistry Volcanic ash fall and concentration only Photolysis No photolysis Anthropogenic Emissions GOCART simple emissions Biogenic Emissions No biogenic emissions Biomass Burning Emissions Include biomass burning emissions and plume rise calculation Dust Emissions GOCART dust emissions Aerosol Optical Properties Aerosol optical properties calculated based upon volume

approximation Gas phase chemistry Turn on Aerosol chemistry Turn on Feedback from the aerosol feedback from the aerosols to the radiation schemes turned on Subgrid convective transport Turn on Cumulus scheme Grell 3D Microphysics Lin et al. scheme Shortwave radiation RRTMG scheme Longwave radiation RRTMG scheme Land surface model Noah Land Surface Model Surface-layer MM5 similarity Boundary-layer Yonsei University scheme Number of x grid points e_we = 67, 70 Number of y grid points e_sn = 67, 70 Map projection Mercator Grid point of Resolution in x (meter) dx = 30000, 10000 Grid point of Resolution in y (meter) dy = 30000, 10000 Central Latitude of Model Domain (degrees) -9 Central Longitude of Model Domain (degrees) 115 Time step 60 Initial conditions NCEP FNL Operational Model Global Tropospheric Analyses Lateral boundary conditions NCEP FNL Operational Model Global Tropospheric Analyses

2.3 Diagram Alir Penelitian

Gambar 2. Diagram Alir Penelitian

Page 5: Pemanfaatan Citra Satelit Himawari-8 dan Model WRF-CHEM ...

Seminar Nasional Penginderaan Jauh ke-4 Tahun 2017

453

2.4 Lokasi Penelitian

Wilayah studi yang dipilih adalah Gunung Barujari yang terletak di pulau Lombok, Nusa Tenggara Barat (Gambar 3). Gunung Barujari sebenarnya adalah saluran keluarnya magma yang tumbuh dari dalam Gunung Rinjani. Oleh karena bentuknya mengerucut sehingga menyerupai gunung, maka akhirnya diberikan nama. Gunung Barujari berada di sisi timur kaldera Danau Segara Anak dan memiliki kawah berukuran 170x20 meter (m) dengan ketinggian 2.296-2.376 meter di atas permukaan laut (mdpl).Gunung ini terakhir meletus pada 25 Oktober 2015 dan 3 November 2015. Letusan terakhir bahkan berlangsung hingga bulan Desember 2015 (Volcano Discovery, 2015). Sebelumnya, kejadian letusan tercatat pada tahun 1944, 1966, 1994, 2009 dan 2004.

Gambar 3. Lokasi penelitian Gunung Barujari, Lombok, Nusa Tenggara Barat (Lavigne dkk, 2013)

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Skema Debu Vulkanis BMKG

Hasil pengolahan citra satelit dengan menggunakan skema debu vulkanis BMKG menampilkan sebaran debu vulkanis yang ditandai dengan warna merah terang sedangkan warna hijau mewakili lautan dan daratan (Gambar 4). Pada pukul 00.00 UTC hingga 03.00 UTC, sebaran debu vulkanis Gunung Barujari mengarah ke arah Barat Daya - Barat hingga menutupi Jawa Timur bagian tengah hingga selatan dan hampir seluruh Pulau Bali. Kondisi inilah yang mengakibatkan bandar udara Blimbing Sari yang terletak di daerah Banyuwangi, Bandara Ngurah Rai di Bali, Bandara Selaparang Mataram dan Bandara Internasional Lombok di Lombok ditutup sejak pagi hari sekitar pukul 08.45 WITA pada tanggal 4 November 2015.

(a)

(b)

Gambar 4. Citra yang ditampilkan dengan skema debu vulkanis BMKG. (a) Skema BMKG pukul 00.00 UTC. (b) Skema BMKG pukul 03.00 UTC.

Kemudian pada pukul 04.00 UTC (Gambar 5), sebaran debu vulkanis Gunung Barujari dominan menyebar ke arah Barat Daya sehingga hanya menutupi daerah Jawa Timur dan Pulau Bali bagian tengah hingga selatan. Semakin sore sebaran debu vulkanis semakin dominan mengarah ke Barat Daya sehingga hanya tinggal menutupi wilayah Jawa Timur dan Bali bagian selatan.

Page 6: Pemanfaatan Citra Satelit Himawari-8 dan Model WRF-CHEM ...

Pemanfaatan Citra Satelit Himawari-8 dan Model WRF-CHEM untuk Memantau Sebaran Debu Vulkanis (Studi Kasus: Erupsi Gunung Barujari, 4 November 2015) (Wati, dkk)

454

(a)

(b)

Gambar 5. Citra yang ditampilkan dengan skema debu vulkanis BMKG. (a) Skema BMKG pukul 04.00 UTC. (b) Skema BMKG pukul 11.00 UTC.

Pada pukul 11.00 UTC, sebaran debu vulkanis terpantau di sekitar perairan selatan Jawa Timur dan sudah tidak menutupi wilayah Jawa Timur. Konsentrasi debu vulkanis yang cukup pekat masih nampak di perairan Pulau Bali bagian timur dan perairan selatan Pulau Lombok.

(a)

(b)

Gambar 6. Citra yang ditampilkan dengan skema debu vulkanis BMKG. (a) Skema BMKG pukul 12.00 UTC. (b) Skema BMKG pukul 13.00 UTC.

Satu jam kemudian sebaran debu vulkanis ini kembali menutupi Pulau Bali bagian tengah hingga timur

yaitu pada pukul 12.00 UTC (Gambar 6). Setelah itu pukul 13.00 UTC, sebaran debu vulkanis Gunung Barujari tampak lebih menyebar. Sebarannya mencapai sebagian besar wilayah Pulau Bali mulai dari Pulau Bali bagian barat hingga timur. Arah sebarannya terpantau dominan ke Barat. Kondisi ini terus bertahan hingga pukul 17.00 UTC (Gambar 7).

(a)

(b)

Gambar 7. Citra yang ditampilkan dengan skema debu vulkanis BMKG. (a) Skema BMKG pukul 17.00 UTC. (b) Skema BMKG pukul 18.00 UTC.

Selanjutnya pukul 18.00 UTC sebaran debu vulkanis di atas wilayah Bali menutupi Pulau Bali bagian

tengah sampai selatan. Mulai pukul 21.00 UTC sebaran debu vulkanis kembali dominan mengarah ke Barat Daya (Gambar 8), semakin menjauhi Pulau Bali sehingga hanya menutupi wilayah perairan selatan Pulau

Page 7: Pemanfaatan Citra Satelit Himawari-8 dan Model WRF-CHEM ...

Seminar Nasional Penginderaan Jauh ke-4 Tahun 2017

455

Bali. Sementara itu konsentrasi debu yang cukup tinggi masih menutupi wilayah Pulau Lombok bagian barat, tengah hingga selatan.

(a)

(b)

Gambar 8. Citra yang ditampilkan dengan skema debu vulkanis BMKG. (a) Skema BMKG pukul 21.00 UTC. (b) Skema BMKG pukul 23.47 UTC.

3.2 Sebaran Debu Vulkanis WRF-CHEM

Hasil olahan dari WRF-CHEM menunjukkan sebaran debu vulkanis yang ditandai dengan warna merah (Gambar 9). Pada lapisan 850 mb (sekitar ketinggian 1.500 m dari permukaan laut), sebaran debu vulkanis Gunung Barujari yang cukup luas dominan mengarah ke Barat Laut hingga menutupi Jawa Timur bagian tengah hingga utara dan hampir seluruh Pulau Bali.Sedangkan pada lapisan 700 mb (sekitar 3.000 m dari permukaan laut), debu vulkanis dominan mengarah ke Barat Daya hingga mencapai Jawa Timur bagian tenggara. Untuk wilayah Bali, debu menutupi bagian selatan pulau dengan konsentrasi cukup pekat di Selat Bali dan sekitar Pulau Nusa Penida.

(a)

(b)

Gambar 9. Tampilan hasil olah WRF-CHEM pada tanggal 4 November 2017 pukul 00.00 UTC. (a) Lapisan 850 mb (± 1.500 m). (b) Lapisan 700 mb (± 3.000 m).

Selanjutnya di lapisan 500 mb (ketinggian 5.000 m) sebaran debu vulkanis tidak begitu menyebar, dominan

terdispersi ke arah Barat Laut Pulau Lombok sehingga menutupi sebagian kecil Pulau Bali bagian timur laut (Gambar 10). Untuk lapisan 400 mb (ketinggian 7.000 m) angin yang cukup kencang membuat debu terdispersi cukup jauh ke arah Barat Laut hingga melewati utara Pulau Madura.

Page 8: Pemanfaatan Citra Satelit Himawari-8 dan Model WRF-CHEM ...

Pemanfaatan Citra Satelit Himawari-8 dan Model WRF-CHEM untuk Memantau Sebaran Debu Vulkanis (Studi Kasus: Erupsi Gunung Barujari, 4 November 2015) (Wati, dkk)

456

(a)

(b)

Gambar 10. Tampilan hasil olah WRF-CHEM pada tanggal 4 November 2017 pukul 00.00 UTC. (a) Lapisan 500 mb (± 5.000 m). (b) Lapisan 400 mb (± 7.000 m).

Dua belas jam kemudian sebaran debu vulkanis di lapisan 850 mb terlihat menyebar ke bagian timur Bali

dan hampir menutupi seluruh Pulau Bali hingga mencapai perairan utara dan selatan Jawa Timur (Gambar 11). Di lapisan 700 mb, tampak sebaran debu mengarah ke Barat Daya, melewati Selat Lombok, menuju ke Samudera Hindia. Wilayah Klungkung, Gianyar dan Denpasar tertutupi oleh debu tersebut.

(a)

(b)

Gambar 11. Tampilan hasil olah WRF-CHEM pada tanggal 4 November 2017 pukul 12.00 UTC. (a) Lapisan 850 mb (± 1.500 m). (b) Lapisan 700 mb (± 3.000 m).

Pada lapisan 500 mb, debu vulkanis lebih terpusat dan menutupi sebagian besar Pulau Lombok, dengan

menyebar ke Pulau Bali bagian tengah hingga ke Jawa Timur (Gambar 12). Sedangkan pada lapisan 400 mb, sebaran debu menyebar cukup jauh ke arah Barat Laut, yaitu hingga menutupi wilayah utara Jawa Timur dan mencapai utara Jawa Tengah. Pulau Bali juga tertutupi oleh sebaran debu vulkanis di bagian tengah hingga utara.

(a)

(b)

Gambar 12. Tampilan hasil olah WRF-CHEM pada tanggal 4 November 2017 pukul 12.00 UTC. (a) Lapisan 500 mb (± 5.000 m). (b) Lapisan 400 mb (± 7.000 m).

Page 9: Pemanfaatan Citra Satelit Himawari-8 dan Model WRF-CHEM ...

Seminar Nasional Penginderaan Jauh ke-4 Tahun 2017

457

Hasil analisis sebaran debu vulkanis Gunung Barujari dengan menggunakan citra satelit Himawari-8 dan WRF-CHEM umumnya menunjukkan kesesuaian hasil. Debu vulkanis tampak terdispersi dominan dalam arah Barat Daya – Barat Laut. Sebaran debu mencapai hingga wilayah Jawa Timur. Ketinggian sebaran debu terlihat mencapai ketinggian 400 mb atau hampir setara dengan 7.000 m. Pengamatan dengan citra satelit menghasilkan citra yang cukup jelas terutama pada saat dimana konsentrasi debu vulkanis masih padat. Dalam kondisi tersebut debu vulkanis tampak berwarna merah cerah sehingga mudah dibedakan dari awan meteorologis. Pengamatan dengan citra satelit menjadi sulit dilakukan pada saat konsentrasi debu vulkanis berkurang dan banyaknya liputan awan meteorologis. Untuk menanggulangi hal tersebut maka pengamatan dengan menggunakan analisis WRF-CHEM dapat dilakukan. Selain dikarenakan gambar yang lebih mudah untuk dibaca, WRF-CHEM mampu menyajikan gambar sebaran debu vulkanis dalam tiap lapisan terpilih. Apabila kedua pengamatan tersebut digunakan maka dapat memberikan informasi yang lebih jelas mengenai arah sebaran debu letusan gunung berapi. Adanya informasi yang terperinci untuk arah sebaran dalam tiap lapisan akan sangat berguna terutama bagi jalur penerbangan. Dalam hal ini, pihak-pihak yang terkait sebagai penyelenggara penerbangan dapat menentukan langkah dan putusan terbaik yang harus diambil mengenai kondisi tersebut. Melalui informasi tersebut, dapat pula ditentukan daerah-daerah yang sangat mungkin untuk terdampak akibat sebaran debu vulkanis sehingga membantu meminimalisir kerugian yang dapat ditimbulkan.

4. KESIMPULAN

Dari hasil analisis dua produk di atas, dapat disimpulkan bahwa: 1. Pada tanggal 4 November 2015, secara umum penyebaran debu vulkanis mengarah ke arah Barat Daya –

Barat Laut sehingga menutupi Pulau Lombok, Bali, dan sebagian Jawa Timur. 2. Penggunaan dari kedua produk tersebut dalam penelitian ini yaitu sama-sama dapat menjelaskan

pergerakan debu vulkanis dengan baik, walaupun pada produk Himawari 8 harus lebih diperhatikan perbedaan antara sebaran debu dengan awan level menengah.

3. Produk WRF-CHEM mampu memberikan gambaran secara lebih lengkap dan jelas dibandingkan dengan citra satelit Himawari-8, khususnya mengenai sebaran debu vulkanis dalam tiap lapisan ketinggian.

4. Kolaborasi kedua produk tersebut untuk memberikan informasi sebaran debu vulkanis akan sangat baik terutama bagi keperluan jalur transportasi penerbangan yang sangat terdampak oleh fenomena ini.

5. UCAPAN TERIMAKASIH

Kami menghaturkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-Nya, tulisan ini dapat diselesaikan secara tepat waktu. Kemudian kami juga mengucapkan terima kasih kepada seluruh rekan, kerabat, dan segala pihak yang telah membantu hingga tersusunnya tulisan ini.

6. DAFTAR PUSTAKA

EUMETRAIN. (2010). Volcanic Ash Training Module, [daring] (http://www.eumetrain.org/data/1/144/navmenu.php?page=3.3.0, diakses 12 Juni 2016)

Granyia, Baru Jari. (2015). Son of Rinjani and Samalas – A Time Line [daring] (https://volcanohotspot.wordpress.com/2015/11/06/baru-jari-son-of-rinjani-and-samalas-a-time-line/, diakses 11 Juni 2016).

Grell, G., Peckham, S.E., Mckeen, S.A., Fast, J., Gustafron Jr, W., Freitas, S., Wiedinmyer, C., Xi-Xue, Pfister, G., Barth, M. (2015). Introduction to WRF-CHEM, [daring] (http://ruc.noaa.gov/wrf/WG11/wrf_tutorial_2015/WRF_CHEM_Overview.pdf, diakses tanggal 09 Maret 2016).

Hinga, B.D.R. (2015). Ring of Fire : An Enscyclopedia of the Pasific Rim’s Earthquakes, Tsunamis, and Volcanoes. ABC-CLIO.

Kazil, Jan. (2015). Aerosol Modeling with WRF/Chem, University of Colorado, NOAA Earth System Research Laboratory.

Knievel, Jason. (2005). The WRF Model, National Center for Atmospheric Research Boulder, CO, USA.

Kurino, T. (2015). Introduction to Himawari- 8/9 Operation, Data Disemination and Products [daring] (www.goes-r.gov/downloads/.../09-2015_JMA%20presentation_Kurino.pdf, diakses 10 Juni 2016)

Meteorological Satellite Center. (2015). Dust RGB Detection of Yellow Sand (Asian Dust) [daring] (http://www.data.jma.go.jp/mscweb/en/VRL/VLab_RGB/RGBimage.html, diakses 10 Juni 2016).

Page 10: Pemanfaatan Citra Satelit Himawari-8 dan Model WRF-CHEM ...

Pemanfaatan Citra Satelit Himawari-8 dan Model WRF-CHEM untuk Memantau Sebaran Debu Vulkanis (Studi Kasus: Erupsi Gunung Barujari, 4 November 2015) (Wati, dkk)

458

Molthan, A.L., Fuell, K.K., Oswald, H.K., dan Knaff, J.A. (2012) Developing of RGB Composite Imagery for Operational Weather Forecasting Applications, [daring] (www.goes-r.gov/downloads/2012-AMS/poster01/301-Molthan.pdf, diakses 18 Februari 2016).

Nuryanto. (2014). FGD dan Pelatihan Pemodelan Kimia Atmosfer, WRF-CHEM, Puslitbang BMKG, Jakarta.

Peckham, Steven E. (2015). WRF-CHEM: A Quick Review Of How To Set-Up & Run, [daring] (http://ruc.noaa.gov/wrf/WG11/wrf_tutorial_2015/WRF_CHEM_setup.pdf, diakses tanggal 14 Maret 2016).

Setiowati, A.O., Analisa dan Pengolahan Citra Satelit Cuaca, Sub bidang pengelolaan citra Satelit, Bidang pengelolaan citra Inderaja BMKG, Jakarta.

Shimizu, A. (2015). Outline of RGB Composite Imagery [daring] (www.data.jma.go.jp/mscweb/en/...RGB/.../Outline_RGB_composite.pdf , diakses 10 Juni 2016)

The COMET® Program. (2015). Multispectral Satellite Application: RGB Products Explained [daring] (http://www.meted.ucar.edu/satmet/multispectral_topics/rgb/navmenu.php?tab=1&page=3-2-4&type=text#, diakses 12 Juni 2016).

UCAR. (2017). WRF-CHEM. https://www2.acom.ucar.edu/WRF-CHEM. diakses 9 September 2017.

USGS (US Geological Survey). (1999). This Dynamic Earth: The Story of Plate Tectonic. Diakses dari https://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/dynamic.html. Tanggal akses 10 September 2017.

Volcano Discovery. (2015). Rinjani Volcani [daring] (https://www.volcanodiscovery.com/rinjani.html, diakses 10 Juni 2016).

Wiguna, P.P.H., Wati, K.S. (2016). Uji Skema Dust RGB dan Ash RGB Untuk Informasi Sebaran Debu Vulkanis Menggunakan Satelit Himawari 8 (Studi Kasus: Erupsi Gunung Barujari 04 November 2015), Prosiding Seminar Nasional Penginderaan Jarak Jauh-2016, Jakarta.