...

LAMPIRAN 5 : Prosedur Identifikasi Awan dengan Citra Satelit MTSAT

by user

on
Category: Documents
0

views

Report

Comments

Transcript

LAMPIRAN 5 : Prosedur Identifikasi Awan dengan Citra Satelit MTSAT
LAMPIRAN 1 : Prosedur Identifikasi Awan dengan Citra Satelit MTSAT
1. Pengertian dasar identifikasi jenis awan dengan satelit
Berbeda dengan pengamatan dari permukaan bumi, dimana pengamatan awan
menggunakan mata (visual), satelit mengamati perilaku puncak awan jauh dari atas
permukaan bumi.
Resolusi sensor satelit (citra VIS MTSAT-1R : 1 km, dan citra IR : 4 km pada sub-satellite
point) relatif lebih kasar dibandingkan mata manusia, dan klasifikasi bentuk awan
sebagaimana dapat dilakukan dengan pengamatan di permukaan bumi tidak dapat
dilakukan dengan satelit. Sehingga harus dipahami bahwa jenis awan yang
diidentifikasi oleh satelit berbeda secara mendasar dengan bentuk awan yang
diidentifikasi oleh pengamatan permukaan.
Kita hanya menggunakan nama tipe/jenis awan yang serupa dengan asal atau
susunan/struktur bentuk-bentuk awan yang ditentukan dengan pengamatan
permukaan. Selanjutnya klasifikasi awan dengan satelit disebut “jenis awan” ; dan
identifikasi awan dengan pengamatan visual disebut “bentuk awan”.
Catatan penting :
Klasifikasi awan dengan citra hasil pengamatan satelit adalah berdasarkan tinggi
puncak awan ; sedangkan dasar klasifikasi awan dari pengamatan meteorologi
permukaan adalah berdasarkan tinggi dasar awan.
Jenis-jenis awan yang teridentifikasi oleh satelit dan pengamatan bentuk awan dari
pengamatan permukaan
Jenis awan yang dapat diidentifikasi dari
pengamatan satelit meteorologi dan simbolnya
Bentuk-bentuk awan dari pengamatan permukaan dan
simbolnya
2. Klasifikasi jenis awan
Dalam identifikasi jenis awan berdasarkan pengamatan satelit, jenis awan digolongkan
menjadi 7 kelompok, yaitu : Ci (awan tinggi), Cm (awan menengah), St (stratus/fog),
Cb (cumulonimbus), Cg (cumulus congestus), Cu (cumulus), dan Sc (stratocumulus).
Klasifikasi jenis awan dengan citra satelit
•
Jenis awan yang dikelompokkan sebagai awan-awan stratiform : Ci, Cm, St ;
sedangkan kelompok awan-awan konvektif : Cb, Cg, Cu ; adapun Sc adalah
bentuk peralihan keduanya yaitu memiliki karakteristik awan stratiform dan
konvektif.
•
Awan-awan stratiform memiliki bentangan horisontal yang jauh lebih lebar
daripada bentangan/ketebalan vertikal (cloud thickness) nya. Awan-awan ini
dicirikan sebagai wilayah awan yang membentang luas dan saling bersambung
serta memiliki permukaan awan yang rata dan halus.
•
Sedangkan awan-awan konvektif lebih tebal dan cakupan wilayahnya lebih
sempit dibandingkan awan-awan stratiform. Awan-awan ini yang mudah
dikenali sebagai wilayah awan dengan sel-sel yang terpisah-pisah serta
permukaan awannya yang tidak rata.
•
Awan-awan yang terlihat dari satelit dapat diklasifikasikan menjadi 3 (tiga),
yaitu : awan tinggi, awan menengah dan awan rendah.
•
Jika diklasifikasikan sesuai tinggi puncak awan, maka secara garis besar awan
tinggi memiliki puncak awan pada ketinggian 400 hPa atau lebih, awan
menengah antara 400 – 600 hPa, dan awan rendah puncak awannya berada
pada ketinggian 600 hPa atau kurang.
•
Di samping awan-awan tinggi (Ci) dan awan menengah (Cm), termasuk dalam
kelompok awan-awan rendah adalah Cu, St dan Sc. Secara umum Cg (Cumulus
congestus) dan Cb (Cumulonimbus) tidak termasuk dalam klasifikasi tersebut.
3. Identifikasi jenis awan
3.1. Identifikasi dengan citra visibel dan infrared
Prinsip identifikasi dengan citra VIS :
•
Menggambarkan intensitas pantulan cahaya matahari (reflectance).
•
Awan-awan tebal yang memiliki kandungan air tinggi akan memantulkan lebih
banyak cahaya matahari.
•
Awan-awan konvektif terlihat lebih terang dibanding awan-awan stratiform,
karena mengandung lebih banyak butiran air dan lebih tebal.
•
Meskipun sama-sama awan kovektif, namun awan konvektif tebal jika
berkembang pantulannya akan semakin besar. Misalnya :
o
Cg (cumulus congestus) akan terlihat lebih terang dibanding Cu, dan Cb
akan tampak lebih terang daripada Cg.
o
Secara umum awan awan rendah akan terlihat lebih terang dibanding
awan yang terbentuk di lapisan atas (awan tinggi), contohnya St (stratus)
lebih terang dibanding Ci (cirrus).
o
Jika terdapat awan Ci tipis bersama-sama awan-awan rendah dan
menengah maka awan Ci akan tampak tembus pandang sehingga awanawan level bawah dan menengah di bawahnya tersebut juga akan
terlihat. Untuk kasus demikian, karena pantulan dari awan-awan di
bawahnya akan menambah terang kenampakan Ci, dibanding jika hanya
awan Ci saja yang ada di sana.
Prinsip identifikasi dengan citra IR :
ƒ
Awan dengan puncak awan tinggi terlihat terang sementara awan dengan
puncak awan rendah terlihat lebih gelap.
ƒ
Tingkat kecerahan warna Awan-awan jenis stratiform : awan Ci terlihat paling
terang, diikuti oleh Cm dan St.
ƒ
Pada awan-awan yang tipis, radiasi dari bawah awan juga teramati melalui
lapisan-lapisan awan di samping radiasi awan itu sendiri. Hal ini menyebabkan
suhu puncak awan yang tinggi daripada yang sebenarnya, dan dapat berakibat
kekeliruan dalam penentuan puncak awan. Sebagai contoh, Ci seringkali terdiri
dari lapisan tipis awan sehingga cenderung diinterpretasikan sebagai Cm jika
menggunakan citra IR saja.
ƒ
Sedangkan, Ci yang sangat tebal memiliki puncak awan yang kurang-lebih sama
dengan Cb, sehingga seringkali sulit dibedakan dengan Cb.
ƒ
St yang memiliki puncak awan rendah suhunya yang seringkali mirip dengan
suhu permukaan, sehingga sulit mendeteksi keberadaan awan St dengan hanya
menggunakan citra IR saja.
ƒ
Tingkat perkembangan awan-awan konvektif, dapat diklasifikasikan
berdasarkan tinggi puncak awannya. Yakni, yang paling tinggi adalah puncak
Cb yang sedang berkembang, diikuti oleh Cg, dan yang terendah adalah Cu
yang kurang berkembang.
ƒ
Diagram rangkuman identifikasi jenis awan dengan citra VIS dan IR secara
kualitatif digambarkan berikut ini:
Gambar 2-3-1. Diagram identifikasi jenis awan
3.2 Identifikasi awan menurut bentuknya
ƒ
Awan stratiform puncaknya terlihat rata dan luas bentangannya. Sebagai contoh,
karena St memiliki tinggi puncak awan yang tetap, tepi awannya sering
diasumsikan terbentuknya di sepanjang kontur orografik.
ƒ
Ci menunjukkan bentuk-bentuk khusus, seperti goresan (Ci-streak), berbentuk
seperti bulu-bulu halus yang keluar dari Cb (anvil cirrus), dan bentukan awan
berbentuk garis yang tegak-lurus arus angin (transverse line).
ƒ
Awan konvektif umumnya terdapat sebagai sekumpulan awan-awan (cloud
cluster) dengan cakupan yang lebih kecil. Jika awan-awan konvektif berkembang
lebih lanjut, maka ketebalannya akan meningkat dan bergabung bersama-sama
sehingga luasan wilayah awannya meningkat jika dilihat dari satelit.
ƒ
Urut-urutan awan konvektif tunggal mulai yang ukurannya paling besar hingga
terkecil adalah sbb: Cb, Cg, dan Cu. Awan konvektif menunjukkan pola-pola
karakteristik seperti bergaris-garis (linear), meruncing (taper), atau berbentuk
sel-sel (cellular).
ƒ
Bagian tepi/batas awan konvektif atau awan rendah mudah dibedakan karena
terlihat jelas. Sedangkan awan stratiform batas awannya tidak terlihat jelas.
3.3. Identifikasi awan berdasarkan teksturnya (dengan citra VIS)
ƒ
Awan-awan stratiform memiliki permukaan awan yang halus dan rata
ƒ
Awan konvektif permukaan awannya kasar dan tidak rata.
3.4. Identifikasi awan berdasarkan pergerakannya
ƒ
Karena di atmosfer lapisan atas angin umumnya bertiup lebih kuat, maka awanawan tinggi bergerak lebih cepat daripada awan-awan rendah. Sehingga St, Sc,
Cu dan awan-awan rendah lainnya bergerak lebih lambat dibanding Ci.
ƒ
Awan-awan tebal yang menjulang tinggi seperti Cb dan Cg bergerak dengan
kecepatan angin rata-rata dari level-level awan, sehingga gerakannya lebih
lambat dibanding Ci.
3.5. Identifikasi awan dengan perubahannya terhadap waktu
ƒ
Awan-awan konvektif bentuk dan tinggi puncak awannya berubah lebih cepat
(karena masa hidupnya pendek).
ƒ
Bentuk dan tinggi puncak awan-awan stratiform lebih lambat perubahannya.
ƒ
Contoh : Cb dan Ci, maka Ci relatif sedikit perubahannya jika diamati bentuk
dan pola awannya daripada Cb.
4. Contoh : Studi kasus identifikasi jenis awan
Gambar di bawah menunjukkan contoh identifikasi jenis awan. Wilayah awan A yang
meliputi China Utara hingga Laut Kuning dan perairan sebelah timur Pulau Kyushu
adalah Ci (cirrus). Pada citra IR, awan-awan tersebut terlihat sebagai sabuk awan yang
lebar dan putih dan gerakannya searah angin di lapisan atas bertiup. Pada citra VIS
awan-awan rendah di bawah Ci dapat terlihat. Adapun awan di sebelah utara adalah Ci.
a. Citra IR (20 Maret 1999, jam 03 UTC) : contoh identifikasi awan
b. Citra VIS (20 Maret 1999, jam 03 UTC) : contoh identifikasi awan
ƒ
Wilayah awan B yang meliputi China daratan bagian tengah adalah Cm (middle
cloud). Pada citra IR kenampakan warnanya terlihat abu-abu karena suhunya
lebih tinggi daripada wilayah awan A memiliki cakupan yang seragam. Pada
citra VIS terlihat putih.
ƒ
Wilayah awan C yang membentang dari Kepulauan Sakishima hingga Taiwan
adalah St (stratus). Pada citra IR terlihat lebih gelap dibanding awan di
sekitarnya dan suhunya hampir sama dengan suhu permukaan laut, sehingga
sangat sulit dibedakan. Pada citra VIS, awan-awan tersebut terlihat abu-abu
terang dan permukaannya tampak halus.
ƒ
Wilayah awan D yang terlihat di sebelah Semenanjung Korea adalah Sc
(stratocumulus) yang terlihat abu-abu gelap pada citra IR. Pada citra VIS terlihat
abu-abu terang serta memiliki permukaan yang lebih kasar dan batas awan yang
jelas daripada awan-awan di C.
ƒ
Wilayah awan E yang menutupi bagian utara Laut Jepang dan di sekitar
Maritime Territory adalah Cu (cumulus). Pada citra IR tampak berwarna abuabu lebih terang daripada Sc di wilayah awan D. Sedangkan pada citra VIS
terlihat berwarna putih terang dan membentuk kelompok-kelompok awan
(cluster) serta batas awannya jelas.
ƒ
Sedangkan wilayah awan F (ditunjukkan dengan tanda segitiga) di sebelah timur
Jepang adalah Cb (cumulonimbus). Pada citra IR, tepi awan sebelah barat terlihat
jelas namun agak samar di sebelah timurnya karena awan tertiup angin lapisan
atas (upper flow). Pada citra VIS, terlihat sangat putih dan membentuk cluster
awan. Di sebelah tenggara awan Cb ini, wilayah awan G (tanda segitiga) terlihat
deretan awan Cg (cumulus congestus) membentuk garis. Pada citra VIS, awanawan ini terlihat putih terang sebagai kelompok-kelompok awan (cluster)
terputus-putus pada garis awan Cu
ƒ
Bagaimana cara membedakan Cb dari Ci digambarkan sebagai berikut. Kedua
jenis awan ini terlihat putih pada citra IR.
ƒ
Perbedaan yang jelas antara Cb dan Ci adalah bentuk, kecepatan bergerak, dan
cakupan secara sinoptik-nya.
ƒ
Pada Gambar a dan b tersebut di atas, Cb terlihat di atas di perairan sebelah
timur Jepang (F – tanda segitiga). Pada citra IR terlihat bentuk kelompokkelompok (cluster) dan batas tepi awan sebelah barat terlihat jelas.
ƒ
Di sebelah timur awan tersapu oleh upper-flow sehingga batas tepi awan
menjadi kabur/tidak jelas. Jika citra yang berurutan di-animasikan maka
kecepatan gerak awan ini lebih lambat daripada awan-awan disekitarnya.
ƒ
Karena Cb dipengaruhi kecepatan rata-rata angin di lapisan bawah dan tengah,
maka pergerakannya lebih lambat daripada Ci, tetapi perubahan bentuknya
lebih cepat daripada Ci.
ƒ
Sebuah wilayah awan H, yang mirip dengan ini dan menutupi Kepulauan
Jepang adalah Ci. Hal ini diperkuat dengan cepatnya gerakan awan tersebut jika
citranya dianimasikan.
ƒ
Gumpalan-gumpalan awan I yang terlihat di wilayah China bagian utara pada
citra IR adalah juga awan-awan Ci. Seringkali awan-awan seperti ini keliru
diidentifikasikan sebagai Cb jika dilihat dari bentuk dan suhu puncak awannya.
Untuk kasus awan seperti ini, diidentifikasi sebagai Ci berdasarkan fakta bahwa:
”di atas Semenanjung Korea terdapat upper-trough, dan sebuah Cb akan sulit
terlihat di belakang sebuah trough” ; ”kecepatan gerakan awan cukup cepat” ;
dan ”hanya sedikit berubah bentuk terhadap waktu”.
4.1 Wilayah awan yang hanya terdiri dari Ci
a. Foto awan diambil dari permukaan bumi (kota Tottori, Jepang) tanggal 9 Juli 1984 (08.01 LST).
Hasil pengamatan permukan : High level cloud, Cirrus dan Cirrostratus (Ci dan Cs) CL = 0, CM
= 3, CH = 5
b. Citra IR 9 Juli 1984 (09.00 LST). Tanda panah : kota Tottori
c. Citra VIS 9 Juli 1984 (09.00 LST). Tanda panah : lokasi kota Tottori
ƒ
Jika diperhatikan di wilayah kota Tottori (tanda panah). Pada citra IR goresan
awan Ci meliputi wilayah Distrik Sai’in hingga Semenanjung Noto. Hanya ujung
barat dari Ci ini menutupi sekitar kota Tottori, dan terdapat awan lain yang
diamati. Pada citra VIS, daratan dapat terlihat secara jelas. Pada kasus ini, baik
observasi satelit maupun pengamatan permukaan keduanya menentukan jenis
awan yang sama.
5.2 Wilayah awan-awan Ci dan Cm bertumpuk (superimpose)
Pada gambar a terlihat foto awan yang teramati dari permukaan di kota Tottori tanggal
22 September 1978 (jam 11.11 LST). Data pengamatan awan menunjukkan Altocumulus
(Ac) : CL = 0 ; CM = 3 ; CH = 0. Sementara itu gambar b adalah citra IR dan c adalah
citra VIS pada tanggal yang sama (jam 12.00 LST).
a. Foto pengamatan awan di kota Tottori (22 Sep 1978, jam 11.11 LST)
b. Citra IR
c. Citra VIS
(22 Sep 1978, jam 11.11 LST)
(22 Sep 1978, jam 11.11 LST)
Tanda lingkaran menunjukkan wilayah kota Tottori, Jepang dan sekitarnya
ƒ
Jika kita perhatikan di wilayah Tottori dan sekitarnya (wilayah yang dilingkari),
terlihat awan-awan Ci (cirrus) dan Cm (middle cloud) yang menutupi dan
membentang dari Laut China Timur.
ƒ
Citra VIS menunjukkan tutupan awan tidak begitu tebal, dan tidak dijumpai
awan-awan rendah. Dalam kasus ini, awan-awan Ac sebagai lapisan awan
tunggal yang menutup hampir seluruh langit di atas Tottori, sehingga tidak
terlihat awan tinggi dari pengamatan permukaan.
5.3 Wilayah awan dimana terdapat Sc dan Cu bersama-sama (coexist)
a. Foto awan diambil di wilayah Kiyose City, Tokyo pada jam 17.40 LST, 19 Agustus 1983. <Hasil
pengamatan permukaan : Awan rendah dan menengah (Ac dan Cu) Translucent altocumulus
(lenticular) CL = 2, CM = 4, CH = 0
b. Citra IR jam 18.00 LST, 19Agustus 1983. (Lingkaran menunjukkan wilayah Kiyose City, Tokyo
dan sekitarnya) . Citra satelit menunjukkan adanya awan-awan Cu dan Sc yang coexisting (ada
bersama2)
ƒ
Pada citra IR tersebut suatu wilayah awan yang menutupi Wilayah Kiyose City
dan sekitarnya (tanda lingkaran) meskipun tidak terlihat tebal.
ƒ
Dari pengamatan permukaan, awan-awan Ac terlihat meskipun jumlahnya tidak
banyak dan renggang. Untuk awan-awan yang renggang seperti itu dimana
ukurannya lebih kecil dari resolusi radiometer satelit, sehingga puncak awannya
diperkirakan lebih rendah karena radiasi dari permukaan melalui wilayah
renggang di antara awan-awan tersebut menambah besar radiasi dari awan yang
diterima radiometer satelit.
5.4 Wilayah awan berupa Ci saja
a. Foto awan di Sendai City, Miyagi Prefecture, Jepang pada 17.10 LST, tanggal 6 September 1981.
Hasil observasi : Middle level cloud, Ac, translucent altocumulus CL = 0, CM = 5, CH = 0
b. Citra IR jam 18.00 LST, tanggal 6 September 1981. (tanda panah menunjukkan lokasi Sendai
City, Miyagi Prefecture) . Identifikasi awan dari citra satelit : hanya awan Ci terdapat di wilayah
tersebut
ƒ
Pada citra IR tersebut, terlihat bentangan awan yang didominasi awan tinggi dan
menengah mulai dari perairan timur Jepang hingga daerah lepas pantai Tokaido.
ƒ
Terlihat awan Cirrus bersama dengan jetstream yang bertiup di sebelah utara
sabuk awan ini dan sebagian awan ini menutupi wilayah di atas Sendai City.
ƒ
Dalam kasus ini, hasil observasi menentukan jenis awan sebagai awan
menengah, dimana berbeda dengan penentuan jenis awan dengan citra satelit.
Kasus seperti ini dapat terjadi karena perbedaan teknik observasi antara
pengamatan visual dan satelit, khususnya membedakan antara Ci dan Cm
dengan satelit seringkali sulit dilakukan.
5.5 Wilayah yang tertutup hanya oleh awan Sc
a. Foto awan diambil di wilayah Chiyoda-ku, Tokyo pada tanggal 12 November 1984.. Hasil
observasi : awan-awan Stratocumulus (Sc) sebagai hasil transformasi cumulus; CL = 5, CM = /,
CH = /
b. Citra IR jam 12.00 LST, tanggal 12 Nov 1984
(tanda lingkaran menunjukkan wilayah Tokyo
dan sekitarnya)
b. Citra IR jam 12.00 LST, tanggal 12 Nov
1984 (tanda lingkaran menunjukkan
wilayah Tokyo dan sekitarnya)
Hasil penentuan jenis awan dari citra IR dan
VIS: hanya terdapat awan Sc di wilayah tsb.
Pada citra satelit wilayah Tokyo dan sekitarnya diliputi oleh awan-awan Sc. Untuk
awan-awan rendah, identifikasi bentuk awan dengan observasi permukaan relatif sesuai
dengan identifikasi jenis awan dari observasi satelit.
5.6 Wilayah awan campuran Cb, Cg dan Cu
a. Foto awan diambil di wilayah Kiyose City, Tokyo) pada jam 18.10 LST, 10Agustus 1985. Hasil
identifikasi : awan cumulonimbus capillaris (Cb)
CL = 9, CM = 0, CH = 3
b. Citra IR jam 18.00 LST, 10 Agustus 1985. (tanda X menunjukkan wilayah Kiyose City, Tokyo
dan sekitarnya) . Hasil identifikasi awan : campuran awan Cb, Cg dan Cu
ƒ
Citra satelit menunjukkan awan Cb terlihat di atas wilayah distrik Tokai dan
Kanto, dan sebuah cluster Cb kecil terbentuk di bagian selatan Tochigi Prefecture
(tanda X).
ƒ
Pengamatan permukaan menunjukkan bahwa awan Cb berada di sebelah timur
laut Kiyose City ke arah Tochigi Prefecture (jaraknya sekitar 60 km). Sebuah
anvil cirrus terlihat memanjang di atas awan Cb. Selain itu awan Cg juga
terbentuk di sisi wilayah yang sama.
5.7 Wilayah awan campuran Cu dan Cg
a. Foto awan di wilayah Ooshima Motomachi, Tokyo pada tanggal 19 Desember 1994. Hasil
observasi permukaan Cumulus (Cu) CL = 2, CM = X, CH = X
b. Citra IR tanggal 19 Desember 1994 (tanda
panah : wilayah Ooshima Motomachi, Tokyo) .
Hasil identifikasi : campuran awan Cu dan Cg
c. Citra VIS tanggal 19 Desember 1994 (tanda
panah Ooshima Motomachi, Tokyo) .
ƒ
Jika dilihat pada citra satelit tersebut, terlihat sebuah sabuk awan-awan
konvektif terbentang di atas perairan sebelah timur Semenanjung Izu dan
Ooshima.
ƒ
Penentuan berdasarkan tingkat kecerahan puncak awan konvektif ini, sabuk
awan tidak hanya terdiri dari Cu tetapi juga terdapat Cg yang lebih berkembang
daripada Cu. Hal ini berkaitan dengan terbentuknya tornado yang terlihat pada
foto (a).
Fly UP