some aspects of weather analysis and forecasting
TRANSCRIPT
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
1/37
SOME ASPECTS OF WEATHE
ANALYSIS AND FORECASTIN
KELOMPOK 6
I Kadek Nova Arta Kusuma
Iip Cahyo UtomoJoko purwanto
Maria Octorina
Yuni Maharani
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
2/37
OUTLINE
Pengertian Analisa CuacaPengertian Prakiraan Cuaca
Aspek-Aspek Analisa dan Prakiraan cuaca
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
3/37
Analisis Cuaca
Dalam meteorologi sinoptik, analisis cuaca merupakan studkeadaan atmosfer berdasarkan hasil pengamatan, biasanya pemisahan satu kesatuan unsur menjadi pola komponen-komponennya dan melibatkan penggambaaran garis-garis isberbagai macam parameter cuaca. (AMS Glossary)
Dengan demikian, peta analisis sinoptik terdiri dari penggamdan interpretasi pola-pola seperti angin, tekanan, peerubahtekanan, suhu, kelembaban, awan, dan hidrometeor, semuaberdasarkan data yang telah diamati dan dikumpulkan secarserentak.
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
4/37
Prakiraan Cuaca
Prakiraan cuaca merupakan sebuah estimasi secara ilmiah tkeadaan cuaca pada keadaan yang akan datang. (Lutgen, ThAtmosphere)
Prakiraan cuaca memerlukan analisa peta cuaca dari peta cupermukaan maupun peta cuaca udara atas. Dalam rangka mhal ini, aspek-aspek penting dari meteorologi sinoptik telah menjadi 4 aspek. (Williams et al., 1968)
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
5/37
4 Aspek Analisa dan Prakiraan Cuaca
1. Pengamatan cuaca dan pelaporan data cuaca 2. Mengumpulkan dan menampilkan data
3. Analisa Data Cuaca
4. Prakiraan Cuaca
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
6/37
Pengamatan Cuaca dan Pelaporan Data
Pengamatan merupakan langkah awal dalam proses analisa
dan prakiraan cuaca. Sistem pengamatan Global yang saat ini kita kenal
ditetapkan sejak abad ke 17 dan 18, setelah penemuan dariinstrumen dasar pengamatan cuaca (seperti termometer,barometer, higrometer, dan anemometer).
Penemuan dari telegraph pada abad ke 19 memungkinkanuntuk pengiriman data cuaca secara real time, danformalisasi tentang standar praktek pengamatan secarainternasional dilakukan di Vienna tahun 1873.
Jaringan pengamatan permukaan global dilaksanakan padaawal abad ke 20, tetapi untuk pengamatan udara atas barubisa dilakukan mulai tahun 1940-an. Era satelit untukobservasi cuaca di mulai pada tahun 1960-an dan real timepada tahun 1970-an
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
7/37
Pengamatan Cuaca dan Pelaporan Data
Sistem pengamatan global (Gambar di samping)saat ini berdasarkan klasifikasi instrumen yangdigunakan, WMO membaginya menjadi :
Instrumen kelas 1, dimana mengukur in situ padatitik tertentu dan mengamati unsur cuaca dalamskala kecil (contohnya suhu udara pada stasiunmeteorologi)
Instrumen kelas 2, mengukur area rata-rata atau
volume rata-rata (contohnya suhu udara yangditurunkan dari radians satelit atau hujan yangdidapat dari reflectifity radar)
Instrumen kelas 3, dimana alat mengukurparameter cuaca tidak hanya pada satu titik(berpindah) dalam rentang waktu. Contohnyapengamatan dengan radiosonde.
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
8/37
Pengamatan Cuaca dan Pelaporan Data
Pengamatan Permukaan, , lebih dari 10000 stasiun
pengamatan di darat, dan 7000 pemnaatan oleh kapaldi laut, serta ratusan data buoy dan tempatpengeboran minyak melaporkan keadaan cuacanyasebanyak 4 kali sehari, yaitu jam 00, 06, 12, dan 18UTC.
Data-data yang diamati antara lain, arah dankecepatan angin, suhu udara, kelembaban udara,tekanan udara, jumlah, jenis, dan tinggi dasar awan,
keadaan cuaca, dan hujan. Semua ini dibuat dalambentuk sandi synop.
Data-data ini secara cepat dikirim ke seluruh duniamenggunakan sistem komunikasi yang didedikasikanuntuk informasi cuaca.
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
9/37
Pengamatan Cuaca dan Pelaporan Data
Pengamatan udara atas pada dasarnyadigunakan untuk menghasilkan dataprediksi yang terpercaya. Hampir ratusanradiosonde diterbangkan saat jampengamatan udara atas. Pengamatanudara atas dilakukan dua kali sehari yaitu
jam 00 UTC dan 12 UTC.
Radiosonde dapat melakukan pengukuranudara atas hingga ketinggian 4 mb(stratosfer). Data yang diukur antara laindata suhu udara, kelembaban udara, sertaarah dan kecepatan angin.
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
10/37
Kesalahan Data Pengamatan Pengamatan dilakukan untuk mengetahui keadaan atmosfe
data yang dihasilkan harus seakurat mungkin. Tetapi kesalahdata pengamatan masih bisa terjadi.
Kesalahan data pengamatan bisa diakibatkan oleh beberapaantara lain :
Instrument error : kesalahan kalibrasi sehingga terjadi kesalahan dpengamatan
Error of representativeness : kesalahan yang disebabkan oleh kekeyang lebih kecil dari jarak antara titik pengamatan.
Observer error : kesalahan faktor manusia
Pengamatan Cuaca dan Pelaporan Data
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
11/37
Mengumpulkan dan Menampilkan Data
Pengumpulan Data
Sebuah jaringan yang luas dari stasiun cuacadiperlukan untuk mengumpulkan data yangdiperlukan untuk menghasilkan bahkan perkiraanterpendek jarak.
Pada skala global Organisasi Meteorologi Dunia(WMO), sebuah lembaga dari PBB, bertanggung
jawab untuk pertukaran internasional data cuaca.
Di Indonesia, BMKG yang berperanmengumpulkan data yang di amati di seluruhstasiun meteorologi di Indonesia.
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
12/37
Mengumpulkan dan Menampilkan Data
Setelah data terkumpulkan, data tersebutperlu ditampilkan agar mudah dianalisisoleh forecaster.
Proses ini diawali dengan menggambardata-data hasil pengamatan cuaca diberbagai tempat pada waktu yang samamelalui proses plotting pada peta cuacasinoptik.
Peta cuaca ini digambar menggunakansimbol-simbol yang telah ditetapkan WMO.Simbol plotting ini memasukkan seluruhdata hasil pengamatan sinop seperti suhu,tekanan, angin, dll.
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
13/37
Mengumpulkan dan Menampilkan Data
Dalam beberapa dekade terakhir, plottingpengamatan cuaca telah menjadi tugas komputersecara otomatis. Tetapi metode manual masihdigunakan di beberapa tempat.
Peta yang dibuat biasanya peta cuaca permukaandan peta cuaca udara atas dari berbagai level.
Hasil dari penampilan data dalam peta tersebutkemudian akan diolah oleh forecaster agardiketahui kondisi cuaca yang terjadi.
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
14/37
Analisa Data Cuaca
Sebelum proses prakiraan cuaca,
seorang forecaster harusmelakukan proses analisa cuacaterlebih dahulu
Alat utama dari analisis cuacaadalah peta cuaca, di manasemua data yang tersedia, yangdiperlukan untuk secara akuratmenggambarkan keadaanatmosfer, diplot.
Skala meteorologi diperlukanuntuk menganalisis fenomenacuaca. Skala tersebut antara lainskala global, sinoptik, meso danlokal
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
15/37
Alat/Metode Analisis Cuaca
Dalam melakukan analisa cuaca, dapat digunakan beberapa alat/antara lain sebagai berikut :
1. Velocity Potential and Stream Function
2. Isoplet dan Analisis Kinematik (Streamlines)
3. Satellite Imagery
4. Radar Imagery
5. Thermodynamic Diagram: Analisis Radiosonde 6. Vertical Cross Sections
7. Trayektori
8. Analisis Maritim
8. Sinergi
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
16/37
Velocity Potential and Stream Function
Secara umum, medan angin tropis memberikan informasitentang kondisi sinoptik dari tekanan atau tinggi geopotensial.Menurut teorema Helmholtz, kecepatan angin dapatdipisahkan menjadi dua komponen:
Vrot membahas tentang vortisitas, Vdiv membahas tentang
divergensi. Vortisitas berkaitan dengan stream function dan divergensi
berkaitan dengan velocity potential.
Karena divergensi berkaitan dengan velocity potential, makadengan mengetahui divergensi dilevel atas, bisa mendapatkaninformasi tentang dimana terjadi penguatan konveksi.
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
17/37
Isoplet dan Analisis Kinematik (Streamli
Pembuatan isoplet dalam peta cuaca
berguna untuk menganalisis parametercuaca yang bersifat skalar. Cotohnyapembuatan isobar, isoterm, isogon,isotach, dll.
Kemudian analisis kinematik yaitu analisisdalam hal gerak atmosfer, biasanyamenggunakan streamline yang dioverlaydengan isotach.
Streamline dan isotach memberikaninformasi lebih detail dalam hal aliran
horizontal di atmosfer pada level tertentu.Ini juga sangat cocok untuk daerah tropisyang memiliki gradient tekanan yanglemah.
Beberapa fitur ada dalam streamlineuntuk analisis cuaca antara lain, asimtot,cusps, netral point, aliransiklonik/antisiklonik,konvergensi/divergensi, dll.
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
18/37
Satellite Imagery
Citra satelit merupakan alat yang
sudah menjadi kebutuhan utamadalam analisis cuaca di daerah tropis.Terlebih lagi di Indonesia dimanastasiun pengamatan cuacanya tidakrapat, dan pengamatan di laut tidakdilakukan.
Dari data citra satelit dapat diketahuiinformasi tutupan awan, jenis awan,bahkan potensi hujan. Selain itu citrasatelit yang terintegrasi data NWPdapat digunakan untuk kegiatanprediksi.
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
19/37
Radar Imagery
Selain citra satelit, citra radar juga sangatdiperlukan. Citra radar mampu menggambarkankeadaan cuaca dalam skala yang lebih kecil lagi
sehingga sangat berguna dalam kegiatannowcasting.
Citra radar yang paling banyak digunakan adalahcomposite reflectifitynya dimana lokasi,intensitas, dan tipe presipitasi diperlihatkan. ThePlan Position Indicator (PPI) radar displaydigunakan untuk analisis struktur horizontal darisistem cuaca konvektif.
Display vertical scan atau Range Height Indicator
(RHI) berguna untuk mencitrakan struktur secaravertikal. Dan mampu memperlihatkan kejadianupdraft dan downdrfat dari awan konvektif.
Presipitasi diturunkan dari faktor reflectivity (Z)ke jumlah dan ukuran tetes hujan per meterkubik
Z = N(D) D6 dD
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
20/37
Thermodynamic Diagram: AnalisisRadiosonde
Radiosonde di rilis pada pukul 00.00UTC dan 12.00 UTC dalam sehari danmenghasilkan profil vertikal dariatmosfer.
Thermodynamic diagrams (contoh :Skew-Temperature, Log-Pressurediagram) membantu dalammenganalisa kondisi kelembaban,stabilitas (KI, LI, SWEAT, dll), vertikalwind shear, energi konvektif (CAPE),tinggi dasar awan (LCL/CCL), tinggipuncak awan (EL), freezing level, dll.
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
21/37
Vertical Cross Sections
Cross section dari seluruhlapisan pada garis tertentudapat menampilkan informasigerak vertikal atmosfer(rising/sinking), lapisanlembab atau kering, dll.
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
22/37
Trayektori
Analisis Trayektori biasanya
digunakan untuk memonitorpergerakan partikel-partikel diatmosfer seperti debu vulkanik,asap, siklon, bahkan aerosol.
Trayektori pada atmosferbiasanya dihitung dari integrasidata diskrit dalam ruang dan
waktu (x,y,z,t) menjadi datafungsi kontinu.
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
23/37
Analisis Maritim
Prakiraan maritim perlu
mengetahui tentang gelombang(kemiringan, ketinggian, kecepatan,dan periodenya)
Sebagai forecaster di maritim kitaperlu menganalisis angin,kecepatan dan panjang gelombang,
ketinggian gelombang dan energigelombang.
Selain itu akan lebih baik lagi jikamenganalisis suhu muka laut,salinitas, dan arus laut.
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
24/37
SINERGI
Alat digital modern membantuprakirawan untuk menganalisisberbagai parameter padaberbagai skala.
Meskipun era modern, skillmanual masih sangat berguna
untuk mengolah berbagai datauntuk mendapatkan informasi.
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
25/37
ANALISIS CUACA : SKALACUACA
Setelah mengetahui alat/metodealam analisis cuaca, dalammenganalisa suatu cuaca di suatutempat diperlukan pengetahuan skalameteorologi.
Dengan menggunakan prinsipforecast funnel (dari skala yanglebih besar ke skala yang kecil),forecaster perlu memperhitungkantentang klimatologi dan sirkulasiglobal yang mempengaruhi daerahanalisanya.
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
26/37
Prakiraan Cuaca
Berdasarkan Metode
Metode Persistence
Metode Climatological
Metode Analog
Metode Trend
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
27/37
Metode ersistance
Merupakan metode yang mungkin paling sederhana dibandingka
lain. Didasarkan pada kecenderungan cuaca tetap tidak berubah sela
beberapa jam atau bahkan berhari-hari.
Misalnya, jika hujan di lokasi tertentu, mungkin masuk akal untumengasumsikan bahwa itu akan tetap hujan dalam beberapa jampersistance tidak memperhitungkan perubahan yang mungkin te
dalam intensitas atau arah dari sistem cuaca, juga tidak dapat mpembentukan atau disipasi badai.
Karena keterbatasan ini, metode ini hanya bagus digunakan dalapendek saja.
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
28/37
MetodeClimatological
Metode lain yang cukup sederhana juga
adalah menggunakan data klimatologi. Misalnya, pada bulan Agustus secara
klimatologi Stasiun Meteorologi di Jakartamencapai suhu maksimum 33oC, makaforecaster dapat menggunakan acuan ituuntuk membuat prakiraan suhu maksimumpada bulan agustus.
Metode ini lebih berguna ketika digunakanuntuk membuat keputusan dan bisnispertanian. Misalnya pertanian yang sangatdipengaruhi oleh adanya hujan atau tidak,seperti petani garam.
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
29/37
Metode Analog
Sebuah cara yang agak lebih kompleks untuk memprediksi cadalah metode analog, yang didasarkan pada asumsi bahwasecara umum memiliki periode ulang.
Dengan demikian, forecaster mencoba untuk menemukan pdari masa lalu yang cocok (analog) dengan cuaca saat ini.
Dari perbandingan tersebut, forecaster memprediksi bagaimkemungkinan perubahan cuaca saat ini.
Sebelum munculnya model komputer, metode analog adalapunggung prakiraan cuaca.
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
30/37
Metode Trend
Metode trend, melibatkan kecenderungan perubahan kondisi cu
Dengan menggunakan informasi kecenderungan ini, forecaster muntuk memperkirakan keadaan cuaca ini kedepannya.
Misalnya, jika garis badai bergerak menuju timur laut di 35 mil peberdasarkan trend tersebut akan diprediksi bahwa badai akan marea terletak 70 mil ke timur laut di sekitar dua jam.
Karena peristiwa cuaca cenderung meningkatkan atau menurunk
hal kecepatan, intensitas atau perubahan arah, metode trend paberguna hanya beberapa jam.
Dengan demikian, metode ini bekerja sangat baik untuk prakiraacuaca buruk yang berumur pendek, seperti hailstorms, tornado, downbursts.
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
31/37
Prakiraan Cuaca Menggunakan Metode
Numerik NWP)
Model prediksi numerik sudah diterapkan diberbagai tempasistem prakiraan cuaca.
Dasar teoritis untuk prediksi cuaca numerik (NWP) adalahmeteorologi dinamis, yang menyediakan persamaan yangmenggambarkan evolusi atmosfer.
Metode numerik memprediksi keadaan cuaca di masa depamenggunakan pendekatan numerik dari persamaan dinamis
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
32/37
Ensemble Prediction Systems
Salah satu tantangan dalam prakiraan cuaca menggunakanmetode numerik adalah sifat atmosfer yang tidak menentu.
Misalnya, dua gangguan atmosfer yang sama bisa berkembangdengan pola yang berbeda, sehingga akibat yang ditimbulkanpun tidak sama.
Untuk mengatasi masalah ini, forecaster menerapkan teknikprakiraan ensemble.
Secara sederhana, metode ini melibatkan model numerik yang
sama dan memproduksi sejumlah perkiraan dengan sedikitmengubah kondisi awal.
Pada dasarnya, prakiraan ensemble mencoba untuk mengetahuiberbagai kemungkinan kesalahan dalam prakiraan yang akanmempengaruhi.
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
33/37
PERAN FORECASTER
Meskipun komputer yang lebih cepat,perkembangan metode prakiraannumerik yang pesat, dan kemajuanteknologi yang signifikan, grafikprognostik hanya memberikangambaran umum perilaku atmosfer.Seorang forecaster tetap akanmenentukan hasil akhir yang akandibuat (final decisions) berdasarkanpengalaman, ilmu, dan naluri yangdimiliki.
Sebuah prediksi model tidak bisadipercaya 100%, masih ada berbagaierror yang dihasilkan. Seorangforecaster sebagai pengguna modelcuaca perlu mempelajari kelebihan dankelemahan model untuk kualitasmodel yang lebih baik lagi.
P t l l t
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
34/37
Penggunaan peta cuaca upper-level untkegiatan prakiraan Dalam rangka untuk memahami
perkembangan sistem cuaca, seorangmeteorologist harus tahu keadaan atmosferdiatas selain mengetahui keadaan dipermukaan.
Peta 850 mb : Dianggap sebagai lapisanbatas atmosfer, digunakan untukmenemukan area adveksi udara hangatmaupun dingin berdasarkan kondisi
anginnya. Peta 700 mb: Dianggap sebagai tempat
terjadinya proses steering, angin pada levelini digunakan untuk memprediksipergerakan sistem cuaca.
P t l l t
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
35/37
Penggunaan peta cuaca upper-level untkegiatan prakiraan Peta 500 mb: menentukan posisi palung
atau punggung. Palung mengindikasikanadanya badai, kemudian punggungmengindikasikan cuaca baik. Ketikaprediksi palung akan semakin menguat,maka akan mengakibatkan cuaca buruk.
Peta 200 dan 300 mb : digunakan untukmengetahui posisi jet stream, kondisidivergensi/konvergensi (untukmengetahui adanya pertumbuhan badai)
-
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
36/37
REFERENSI
http://www.wmo.int/pages/prog/drr/wmoOppNetwork_en.ht
http://glossary.ametsoc.org
http://www.wmo.int/pages/prog/drr/wmoOppNetwork_en.htmlhttp://www.wmo.int/pages/prog/drr/wmoOppNetwork_en.htmlhttp://www.wmo.int/pages/prog/drr/wmoOppNetwork_en.htmlhttp://glossary.ametsoc.org/http://glossary.ametsoc.org/http://glossary.ametsoc.org/http://glossary.ametsoc.org/http://www.wmo.int/pages/prog/drr/wmoOppNetwork_en.html -
7/24/2019 Some Aspects of Weather Analysis and Forecasting
37/37