1

Oseanografi Fisika Hari/ tanggal : Kamis/ 13 November 2009

ANGIN

An Introduction

Oleh:

Sandro Wellyanto Lubis

G24063245

LABORATORIUM OSEANOGRAFI FISIKA

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2009

2

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Secara umum angin adalah gerakan massa udara yang bergerak dari sel

tekanan rendah menuju tekanan yang tinggi. Pengetahuan mengenai angin sangat

penting untuk dipelajari karena angin merupakan gaya yang mampu mendorong

terjadinya arus dan gelombang di laut. Selain itu dengan mempelajari angin

identifikasi distribusi pergerakan material, bahang di laut dapat diselidiki sehingga

sangat bermanfaat dalam bidang ekplorasi alut dan dalam bidang perikanan laut.

Angin merupakan kajian yang terkait atmosfer dan bukan laut. Namun perlu

dipelajari dalm fisika oseanografi karena angin memiliki interaksi yang kuat

terhadap lautan dan infomasi angin dapat digunakan untuk aplikasi kelautan seperti

navigasi atau teknik kontruksi bangunan lepas pantai.

Angin memiliki beberapa sifat yang terkait dengan dinamikanya. Apabila

dipanaskan, udara memuai. Udara yang telah memuai menjadi lebih ringan

sehingga naik. Apabila hal ini terjadi, tekanan udara turun kerena udaranya

berkurang. Udara dingin disekitarnya mengalir ke tempat yang bertekanan rendah

tadi. Udara menyusut menjadi lebih berat dan turun ke tanah. Diatas tanah udara

menjadi penas lagi dan naik kembali. Aliran naiknya udara panas dan turunnya

udara dingin ini dinamanakan konveksi (wikipedia, 2009).

Angin memiliki manfaat dan dapat juga merugikan kehidupan manusia. Pola

angin, kekuatan dan sebaran angin sangat penting dipelajari agar sifat angin secara

pasti diketahui. Dengan mengetahui sifat angin ini maka tindakan mitigasi atau

adaptasi dapat di lakukan dalam rangka mengurangi atau menghindari dampak

negatif dari angin bagi kehidupan manusia. Analisis persebaran angin pada suatu

3

daerah dapat dijadikan indikator untuk melakukan kajian sifat angin. Angin

memiliki sifat membantu pekerjaan manusia, namun juga dapat merusak kegiatan

manusia.

Jadi, kemampuan untuk mengolah data angin diperlukan agar dapat melihat

sifat atau karakter tipe angin yang mempengaruhi sutau daerah. Pada analisis ini

digunakan dua perangkat lunak yaitu WR Plot dan Matlab. Penggunaan perangkat

lunak ini diharapakn dapat membantu dalam kegiatan analisis karakter angin iklim

(jangka waktu panjang) sebagai indikasi pola angin yang dominan mempengaruhi

daeran tersebut.

1.2 Tujuan

1. Mengetahui cara mengolah data angin dengan menggunakan perangkat

lunak matlab dan WR-Plot.

2. Dapat mengoperasikan Matlab dan WR Plot untuk mengolah data angin

suatu perairan.

3. Dapat mengolah dan membuat visualisasi data arah dan kecepatan angin

suatu perairan.

4

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Definisi angin

Menurut Turyanti dan Effendy (2006), angin adalah dinamika perpindahan

massa udara secara mendatar (horizontal), yang pada umumnya diukur dalam dua

parameter yaitu kecepatan dan arah. Gerak vertikal massa udara dapat diabaikan

karena gerak vertikal (w) setara dengan gaya gravitasi. Kecepatan angin umumnya

diukur dengan anemometer sedangkan arah angin diukur dengan panah angin (wind

vane) dan kantong angin (wind sack). Namun seiring berkembangnya pengetahuan

dan teknologi pengukuran angin dilakukan dengan menggunakan teknologi

penginderaan jauh.

Angin adalah massa udara yang bergerak akibat adanya perbedaan tekanan

udara dengan arah aliran angin dari tempat yang memiliki tekanan tinggi ke tempat

yang bertekanan rendah atau dari daerah yang memiliki suhu / temperatur rendah

ke wilayah bersuhu tinggi (wikipedia 2009). Selain itu menurut Pariwono dan

Manan (1991) angin didefinisikan sebagai gerakan udara mendatar (horizontal)

yang diakibatkan oleh rotasi bumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan udara

(tekanan tinggi ke tekanan rendah) di sekitarnya. Gradien tekanan disebabkan oleh

adanya perbedaan suhu udara maka implikasinya adalah semakin besar pula angin

yang bertiup atau massa udara yang bergerak menuju suatu lokasi tertentu.

Menurut Ahrens (2007), angin merupakan gerakan udara yang kekuatanya

sangat bergantung pada gradien tekanan dan merupakan proses penting dalam

transport bahang (panas),kelembaban, uap air, mikrooragnisme dan material

lainnya dari suatu tempat menuju tempat yang lain.

5

Pergerakan angin sangat sering dikaitkan dengan menggunakan hukum II

Newton tentang gerak dalam berbagai kerangka acuan. Diamana angin yang

bergerak akan senantiasa mengikuti laju perubahan momentum persatuan waktu.

Pendekatan untuk menentukan arah dan kecepatan angin adalah analisis dengan

menggunakan persamaan momentum untuk massa udara dalam kerangkan acuan

non-inersia (goesentris) khususnya dalam skala besar (large scale).

2.2 Penyebab terjadinya angin

Angin memiliki hubungan yang erat dengan sinar matahari karena daerah

yang terkena banyak paparan sinar mentari akan memiliki suhu yang lebih tinggi

serta tekanan udara yang lebih rendah dari daerah lain di sekitarnya sehingga

menyebabkan terjadinya aliran udara. Angin juga dapat disebabkan oleh

pergerakan benda sehingga mendorong udara di sekitarnya untuk bergerak ke

tempat lain.

Proses terjadinya angin merupakan proses yang relevan dengan fungsi suhu

dan unsur cuaca lainnya. Secara umum angin terjadi karena terbentuknya gradien

tekanan atau slope tekanan udara pada dua wilayah yang berbeda. Hal ini berkaitan

dengan besarnya energi panas matahari yang di terima oleh permukaan bumi. Jika

suatu wilayah menerima energi radiasi matahari lebih besar maka suhu udara yang

dimilikinya akan lebih panas dan tekanan udara yang terbentuk akan cenderung

lebih rendah. Perbedaan kerapatan massa udara akan terjadi antara daerah yang

menerima energi panas lebih besar dengan daerah lain yang lebih sedikit menerima

energi panas, sehingga mengakibatkan terbentuknya aliran udara pada wilayah

tersebut dari tekanan yang lebih tinggi (antilsiklonik) menuju pusat tekanan yang

6

lebih redah (siklonik). Dengan kata lain bahwa pada wilayah pusat tekanan rendah,

tekanan udara di sekitarnya akan menurun karena udara di sekitarnya berkurang

akibat dari pemanasan implikasinya adalaha udara dingin yang memiliki massa

lebih tinggi (padat) dan yang bertekanan tinggi akan mengalir menuju daerah yang

memiliki tekanan yang rendah. Sehingga dapat disimpulkan bahwa tekanan dan

suhu udara sangat penting dalam proses terjadinya angin atau perbedaan tekanan

sebagai akibat dari perbedaan suhu inilah yang menjadi penyebab terjadinya angin.

Menurut Ahrens (2007), teori pergerakan angin yang dipengaruhi oleh

tekanan dan temperatur di sebut dengan thermal circulation. Proses ini

menjelasakan bahwa dalam keadaan netral posisi isobar secara vertikal tersusun

sejajar dan datar pada bidang horizontal. Ketika terjadi pemanasan di permukaan

maka isobar ini akan terdorong keatas dan terjadi kekosongan udara pda lapisan

bawahny, sebaliknya pada wilayah lainnya akan mengalami penyusutan aatau

penurunan garis isobark dan pemampatan massa udara. Kekosongan udara pada sel

tekanan rendah ini akan mendorong massa udara dari sel tekanan tinggi (mampat)

bergerak menuju sel tekanan rendah yang kosong. Proses ini terus berlangsung

membentuk pola sirkulasi (looping) secara terus menurus selama sel tekanan

rendah dan tinggi masih terbentuk. Sirkulasi yang disebabkan oleh suhu dan

merubah struktur tekanan udara ini disebut dengan nama thermal circulation.

Di Atmosfer tedapat gaya- gaya yang menimbulkan pergerakan massa udara

atau angin yaitu gaya primer dan gaya skunder. Gaya Primer yang menyebabkan

terjadinya aliran udara horizontal adalah gaya gradien tekanan (PGF).

Semakin tinggi gradien tekanan (dp/dz) maka gaya (PGF) semakin besar

sehingga udara bergerak semakin cepat. Gaya ini terjadi karena adanya perbedaan

7

tekanan yang disebabkan oleh gradien atau slope perbedaan suhu. Gaya gradien

tekanan umumnya sangat mudah dijelaskan dengan menggunakan prinsip

pemanasan pada laut dan darat. Kapasitas darat lebih kecil dari kapasitas panas

laut, sehingga wilayah daratan akan lebih mudah terpanasi dan membentuk sel

tekanan udara rendah. Udara yang berada pada daerah bersuhu tinggi akan

mengembang dan bergerak ke atas sehingga tekanannya menjadi rendah dari

sekitarnya. Akibatnya. Terjadi perbedaan gradien tekanan antara darat dan laut

sehingga terbentuklan gaya gradien tekanan yang menggerakan massa udara dari

laut menuju darat yang memicu terjadinya angin. Udara bergerak dari tekanan

tinggi ke tekanan rendah dan semakin tinggi gaya gradien tekanan maka akan

semakin cepat udara bergerak. (Turyanti dan Effendy, 2006).

Gambar 1. Aliran massa udara karena gaya gradien tekanan

(Anonim, 2007)

Gaya skunder yang menyebabkan terjadinya angin dan memiliki pengaruh

dalam penentuan jalur (curved path flow) angin pada arah yang bereda-beda adalah

gaya coriolis, gaya sentrifugal dan gaya gesekan. Gaya skunder pembangkit angin

8

adalah gaya yang timbul pada udara setelah udara mulai bergereak atau gaya yang

timbil setelah terjadinya dinamika massa udara dalam suatu periode tertentu.

Gaya coriolis adalah gaya semu bumi yang timbul karena adanya rotasi bumi

atau kecepatan angular bumi. Gaya ini akan membelokan massa udara atau angin

dengan arah yang berbeda. Pembelokan arah angin ke kanan di belahan bumi utara

dan ke kiri di belahan bumi selatan, Perumusan atau notasi untuk persamaan gaya

coriolis adalah (Holton, 2004):

VxkjmVxmFc

sincos2

2

Gambar 2. Gaya Coriolis akibat rotasi bumi merubah arah angin

(Sumber: http://www.ux1.eiu.edu)

Gaya coriolis ini akan semakin kut membelokan arah angin pada wilayah

lintang tinggi dan maksimum di kutub sedangkan pada daerah lintang rendah

pengaruh gaya ini dapat diabaikan. Gaya skunder lainnya adalah gaya sentrifugal.

Gaya sentrifugal (Fs) adalah gaya tarik ke arah luar pada jalur yang melengkung

Gaya sentrifugal merupakan salah satu sebab terjadinya sirkulasi yang berbeda

pada daerah tekanan rendah dan tinggi di bumi. Dan gaya skunder terakhir adalah

9

gaya gesekan udara (Ff). Gaya gesekan terjadi akibat kekasapan permukaan bumi

Gaya gesekan arahnya berlawanan dengan arah gerak angin. Semakin tinggi dari

permukaan pengaruh gaya gesekan semakin kecil. Gaya gesekan ~ 0 pada

ketinggian > 600 mdpl. Gaya gesekan bergantung kepada kadar kekasaran

permukaan dan ketinggian angin. Permukaan yang lebih kasar, seperti kawasan

bergunung atau berbukit, akan mempunyai gaya gesekan yang lebih kuat

berbanding dengan suatu permukaan yang licin, seperti kawasan dataran.

Selain itu di dalam wikipedia (2009) proses terbentuknya angin dipengaruhi

oleh empat faktor yaitu gradien barometris, letak tempat, tinggi tempat dan waktu.

1. Gradien barometris

Gardien barometris merupakan suatu bilangan yang menunjukkan perbedaan

tekanan udara dari dua isobar yang jaraknya 111 km sehingga jika makin besar

gradient barometriknya maka angin yang dihasilkan akan semakin cepat

(magnitude).

2. Letak tempat

Variasi letak tempat akan mempengaruhi kecepatan angin. Letak ini jga

bergantung dari posisi lintang. Lintang rendah umumnya menerima radiasi surya

lebih besar dari daerah lintang tinggi sehingga potensi terbentuknya sel-sel

tekanan rendah (siklonik) pada daerah khatulistiwa akan lebih besar jika

dibandingkan dengan lintang tinggi sehingga potensi untuk terjadinya angin atau

turbulensi massa udara akan lebih besar jika dibandingkan dengan wilayah dilura

ekuator.

10

3. Tinggi tempat

Ketinggian memiliki korelasi yang cukup erat dengan perubahan tekanan udara.

Wilayah yang lebih tinggi memiliki tekanan udara yang elbih rendah jika

dibandingkan daerah dekat 0 mdpl atau pesisir pantai. Perbedaan ketinggian jug

akan memicu pergerakan angin atau massa udara. Sehingga semakin tinggi

tempat, semakin kencang pula angin yang bertiup. Namun hal ini juga harus

memperhatikan factor lainnya seperti pengaruh gaya gesekan pada permukaan.

4. Waktu

Waktu umumnya sangat terkait dengan musim dan periode penyinaran matahari.

Pada musim panas pusat tekanan rendah akan lebih banyak terbentuk dan

potensi terjadinya konvergensi udara akan sangat besar sehingga angin akan

bergerak menuju wilayah tersebut begitu pula sebaliknya. Sama halnya pada

siang hari angin akan bergerak lebih cepat dibandingkan pada malam hari. Hal

ini disebabkan pada siang hari pada daerah tertentu akan memperoleh panas

lebih banyak, sehingga tekanan pada daerah tersebut akan rendah. Adanya

perbedaan tekanan yang cukup signifikan menimbulkan angin yang cukup

kencang. Toeri ini berlaku dengan asumsi bahwa gaya pembangikt angin primer

yang hanya mempengaruhi arah dan kecepatan angin.

2.3 Jenis-jenis angin

Angin dapat dibedakan ke dalam beberapa kelompok. Berdasarkan akibat

adanya gaya tersebut maka timbul jenis angin sebagai angin geostropik, angin

siklostropik, angin thermal, angin gradien, dan angin inersia. Berikut adalah

penjelasan dari masing masing angin tersebut (Holton, 2004):

11

1 Angin geostropik (Geostrophic Flow) adalah angin yang terjadi diantara

dua isobar yang saling sejajar dimana terjadinya kesetimbangan antara gaya

gradien tekanan dan gaya coriolis bumi. Angin geostropik adalah angin

dalam skala besar tanpa gesekan (frictionless). Persamaan angin ini adalah:

nVf g

Gambar 3. Kesetimbangan angin geostropik

(sumber: http://www.atmos.umd.edu)

2 Angin Inersia (Inertial Flow) adalah angin yang terjadi karena adanya

keseimbangan antara gaya sentrifugal dan gaya coriolis. Gaya gradien

tekanan dalam sistem persamaan momentum angin ini diabaikan karena

sistem angin melewati garis isobar yang seragama (homogen) artinya tidak

terdapat perubahan gradien geopotensial terhadap waktu. Persamaan angin

inersi adalah:

02

vfrV

3 Angin gradien (Gradient Flow) adalah angin yang terjadi karena lewatnya

massa udara pada diantara isobar yang melengkung pada pusat tekanan

12

tinggi (antisiklonik) dan tekanan rendah (siklon). Angin ini merupakan

resultan dari gaya sentrifugal, coriolis dan gradien tekanan. Angin gradien

mengikuti persamaan berikut :

0sin212

Vnp

drV

Gambar 4. Angin gradien pada inti siklonik dan antisiklonik

4 Angin Thermal (Thermal Flow) adalah angin yang terbentuk karena

resultan dari dua angin geostropik pada level yang berbeda dan karena

adanay distribusi suhu rata-rata pada setiap level. Angin thermal sangat

bermanfaat khususnya dalam analisis atau penentukan dan prediksi angin

pada level isobarik yang berbeda di permukaan bumi. Persamaan angin ini

adalah:

oPT

P

PoPT

P

PoPgg

P

P

Pog

V

V

Pg

PPTxk

fRdV

pTxkf

RdV

pTxkf

RdVV

pTxkf

RdV

pTxkf

RdV

g

g

1

1

1

01

1

ln

ln

ln)(

ln)(

ln)(

1

0

13

Gambar 5. Konsep terbentuknya Angin Thermal (Holton, 2004)

5 Angin Siklostropik (Cyclostrophic Flow) adalah angin yang terbentuk

akiban adanya pengabaian (neglected) gaya coriolis dan terbentuknya

kesetimbangan antara gaya gradien tekanan dan gaya sentrifugal akibat

rotasi bumi. Persamaan angin siklostropik adalah:

2/1

2

nRV

nRV

Berdasarkan skalanya angin dapat dikelompokan menjadi tiga yaitu angin

skala mikro, meso dan makro (Ahrens, 2007). Angin skala mikro adalah angin

yang hanya terjadi sesaat. Angin skala makro adalah angin lokal seperti angin darat

dan laut ( sea and land breeze ), angin lembah dan gunung (mountain and valley

breeze), dan Chinook Wind (Foehn). Angin lokal merupakan angin yang timbul

akibat kondisi lokal yang biasanya disebabkan oleh perbedaan suhu dan topografi.

Angin lokal cakupan wilayahnya terbatas pada daerah yang kecil.

14

1. Angin darat (Land breeze ), merupakan angin yang berhembus (blowing)

dari darat menuju laut dan terjadi pada malam hari. Proses terjadinya angin

ini karena adanya gaya gradien tekanan akibat laju penurunan suhu darat

yang lebih cepat dibandingkan lautan sehingga terbentuk sistem tekanan

tinggi di darat yang mendorong massa udara untuk bergerak menuju laut.

Angin darat terjadi ketika pada malam hari energi panas yang diserap

permukaan bumi sepanjang hari akan dilepaskan lebih cepat oleh daratan

(udara dingin). Sementara itu di lautan energi panas sedang dalam proses

dilepaskan ke udara. Gerakan konvektif tersebut menyebabkan udara dingin

dari daratan bergerak menggantikan udara yang naik di lautan sehingga

terjadi aliran udara dari darat ke laut. Angin darat terjadi pada tengah

malam dan dini hari (www.e-dukasi.net/pengpop/pp_full.php?ppid=276).

Secara singkat angin darat terjadi ketika daratan lebih cepat melepaskan

panas dibandingkan dengan lautan. Daratan bertekanan maksimum dan

lautan bertekanan minimum. Angin bertiup dari darat ke laut.

2. Angin laut (Sea breeze ), merupakan angin yang berhembus (blowing) dari

laut menuju darat dan terjadi pada siang hari. Proses terjadinya angin ini

karena adanya gaya gradien tekanan akibat laju kenaikan suhu darat yang

lebih cepat dibandingkan lautan sehingga terbentuk sistem tekanan rendah

di laut yang mendorong massa udara untuk bergerak menuju darat. Angin

laut terjadi ketika pada siang hari, energi panas yang diserap permukaan

bumi sepanjang hari akan menaikan suhu udara daratan secara cepat (udara

panas). Sementara itu di lautan energi panas sedang dalam proses

dilepaskan ke udara. Gerakan konvektif tersebut menyebabkan udara dingin

15

dari laut bergerak menggantikan udara yang naik di daratan sehingga terjadi

aliran udara dari laut ke darat. Secara singkat angin laut terjadi ketika

daratan lebih cepat panas dibandingkan dengan lautan. Daratan bertekanan

minimum dan lautan bertekanan maksimum sehingga angin bertiup dari laut

menuju darat.

Gambar 6. Proses Pembentukan angin laut (atas) dan angin darat (bawah) (sumber: http://www.e-dukasi.net)

Persamaan angin darat dan angin alut diatas dapat dihitung dengan

menggunakan pendekatan teorema solenoid vortisitas dan persamaan gaya

gradien tekanan. Menurut Holton (2004) persamaan teorema solenoid

tersebut dapat ditulis sebagai berikut:

AdpxTp

Rdt

dCi

i

1

3. Angin lembah (Valley breeze). Pada siang hari udara yang seolah-olah

terkurung pada dasar lembah lebih cepat panas dibandingkan dengan udara

di puncak gunung yang lebih terbuka (bebas), maka udara mengalir dari

lembah ke puncak gunung menjadi angin lembah. Proses terjadinya angin

lembah dapat dijelaskan sebagai berikut pada waktu siang, pemanasan

16

lembah gunung oleh sinar matahari akan menyebabkan udara menjadi panas

dan kemudian naik ke atas hingga ke puncak gunung. Udara panas yang

naik ke atas menjadi dingin melalui pendinginan adiabatik dan kemudian

menghasilkan awan kumulus serta hujan lebat.

Gambar 7. Angin lembah dan angin gunung (Anonim, 2007)

4. Angin gunung (Mountain breeze), adalah angin yang memiliki konsep

pembentukan sama dengan angin lembah. Angin gunung adalah angin yang

bertiup dari puncak gunung ke lembah gunung yang terjadi pada malam

hari (wikipedia, 2009). Proses terjadinya angin gunug dapat dijelaskan

sebagai berikut pada waktu malam hari, lembah gunung lebih cepat

mengalami penurunan suhu udara jika dibandingkan dengan puncak

gunung. Udara dari pusat tekanan tinggi bergerak menuju pusat tekanan

rendah yaitu di puncak gunung sehingga terbentuk angin gunung. Angin

gunung juga sering disebut dengan nama gravity winds atau nocturnal

17

drainage winds karena arah pergerakan angin menuju lembah gunung juga

di dorong oleh gaya gravitasi bumi.

5. Angin Foehn, Angin ini dikenal dengan nama yang berebda-neda

diantaranya adalah angin Chinook ( USA), Bohorok (Sumut), Gending

(Pasuruan), Kumbang (Cirebon). Angin ini terjadi karena pada saat udara

menuruni lereng (leewerd) maka akan dipanaskan oleh karena adanya

kompresi. Pada saat pengangkatan massa udara dilereng arah tujuan angin

(windward) mengalami kondensasi, terjadi pelepasan panas laten sehingga

udara yang turun pada sisi berikutnya (leewerd) lebih hangat dan kering

dibandingkan pada sisi tujuan angin pada ketinggian yang sama. Pada

umumnya angin ini terjadi pada musim dingin atau musim semi, sehingga

suhu udara didaerah tersebut dibawah suhu pembekuan, sehingga turunnya

udara dengan suhu 10 oC cukup berbeda dengan suhu udara disekitarnya.

Daerah pada ketinggian yang sama tetapi pada lereng yang berbeda sering

kali mengalami perbedaan penerimaan mjumlah hujan sehingga bagian

lereng yang menerima curah hujan lebih sedikit dikenal sebagai daerah

bayangan hujan (rainshadow effect).

Gambar 8. Angin Chinook (Turyanti dan Effendy, 2006)

18

Sistem angin dalam skala makro atau global yang sering dikaji adalah sistem

angin pasat (tradewind) dan sistem angin monsoon (Monsoon winds). Angin dalam

skala global adalah angin yang bergerak secara luas dalam sistem bumi.

Angin pasat (Trade wind) adalah sistem angin yang terbentuk akibat adanya

perbedaan gradien global hemispher bumi utara dan selatan sehingga

mengakibatkan terbentuknya pergerakan massa udara. Angin pasat menurut

Turyanti dan Effendy, (2006) adalah udara yang bergerak menuju ekuator dari

timur laut dibelahan bumi utara dan dari arah tenggara di belahan bumi selatan.

Angin ini terbentuk di lintang kuda yaitu adanya sabuk tekanan tinggi 25o-30 o

LU/LS. Tekanan tinggi ini mendorong udara menuju ke sabuk tekanan rendah di

sepanjang ekuatro yang dikenal dengan nama doldrums. Wilayah sebaliknya

mengalami apa yang disebut dengan angin anti pasat. Udara di atas daerah ekuator

yang mengalir ke daerah kutub dan turun di daerah maksimum subtropik

merupakan angin Anti Pasat. Di belahan bumi Utara disebut Angin Anti Passat

Barat Daya dan di belahan bumi Selatan disebut Angin Anti Passat Barat Laut.

Pada daerah sekitar lintang 20o - 30o LU dan LS, angin anti passat kembali turun

secara vertikal sebagai angin yang kering. Angin kering ini menyerap uap air di

udara dan permukaan daratan. Akibatnya, terbentuk gurun di muka bumi, misalnya

gurun di Saudi Arabia, Gurun Sahara (Afrika), dan gurun di Australia

(http://perpustakaan-online.blogspot.com).

Angin monsoon (Monsoon winds), dicirikan oleh perubahan arah akibat

perubahan musim Dominan di daerah India dan Asia tenggara. Pola hujan yang

panjang pada musim panas (summer) diikut oleh musim gugur (auntum) dan kering

pada musim dingin (winter). Sirkulasi ini terjadi akibat adanya perubahan posisi

19

matahari terhadap bumi serta perbedaan pemanasan dan pendinginan daratan dan

lautan dalam skala luas. Secara umum angin monsoon di kelompokan menjadi dua

yaitu monsoon barat dan monsoon timur. Dalam wikipedia (2009), klasifikasi ini

adalah sebagai berikut:

Angin Musim Barat

Angin Musim Barat/Angin Monsun Barat adalah angin yang mengalir dari

Benua Asia (musim dingin) ke Benua Australia (musim panas) dan mengandung

curah hujan yang banyak di Indonesia bagian Barat, hal ini disebabkan karena

angin melewati tempat yang luas, seperti perairan dan samudra. Contoh perairan

dan samudra yang dilewati adalah Laut China Selatan dan Samudra Hindia. Angin

Musim Barat menyebabkan Indonesia mengalami musim hujan.

Angin Musim Timur

Angin Musim Timur/Angin Monsun Timur adalah angin yang mengalir dari

Benua Australia (musim dingin) ke Benua Asia (musim panas) sedikit curah hujan

(kemarau) di Indonesia bagian Timur karena angin melewati celah- celah sempit

dan berbagai gurun (Gibson, Australia Besar, dan Victoria). Ini yang menyebabkan

Indonesia mengalami musim kemarau.

2.4 Angin di Lautan

Sistem angin yang terdapat pada laut sebagian besar sama dengan jenis-jenis

angin yang telah dijelaskan diatas. Observasi, eksplorasi pengetahuan tentang angin

telah berkembang bertahun-tahun yang lalu dan data tentang angin telah

dikumpulkan dan di analisis oleh para ahli. Pengetahuan tentang angin di laut

berkembang bersamaan dengan majunya sistem pelayaran dan perdagangan laut

zaman dulu.

20

Pada tahun 1805, seorang Laksamana muda Angkatan Laut Inggris yang

bernama Beaufort menyusun suatu sistem untuk memperkirakan dan melaporkan

kecepatan angin berdasarkan jumlah layar yang bergerak. Admiral Sir F. Beaufort

memetakan kekuatan dari angin di lautan.

Skala Beaufort adalah skala yang digunakan untuk memperkirakan

kecepatan angin melalui fenomena yang tampak. Skala ini terdiri dari 13 angka dari

mulai 0 untuk kondisi tenang (asap bergerak vertikal) dengan perkiraan kecepatan

angin < 1mil/jam hingga 12 untuk kecepatan angin yang sangat merusak pada

kejadian hurricane (Turyanti dan Effendy, 2006).

Selain itu dalam sistem angin badai di laut dikenal juga sistem skala angin

hurricane yaitu skala untuk mengukur kekuatan badai angin tropis di samudera

Atlantik dan Pasifik.

Dari hasil pengamatannya di peroleh jenis-jenis kecepatan angin yang

dikonversikan ke dalam sebuah table skala Beaufort berikut :

Tabel 1. Skala beaufort untuk Angin untuk jenis angin di laut

(sumber: www.e-dukasi.net/pengpop/pp_full.php?ppid=276)

Skala Beaufort Kategori

Satuan dalam

km/jam

Kecepatan

(knot) Keadaan di daratan Keadaan di lautan

0 Udara Tenang 0 0 Asap bergerak secara

vertikal Permukaan laut seperti kaca

1~3 Angin lemah 19 10

Angin terasa di wajah; daun-daun berdesir;

kincir angin bergerak oleh angin

riuk kecil terbentuk namun tidak pecah; permukaan tetap seperti kaca

4 Angin sedang 20~29 11~16

Debu terangkat dan menerbangkan kertas;

cabang pohon kecil bergerak

Ombak kecil mulai memanjang; garis-garis buih sering terbentuk

21

5 Angin segar 30~39 17~21

Pohon kecil berayun; gelombang kecil

terbentuk di perairan di darat

Ombak ukuran sedang; buih berarak-arak

6 Angin kuat 40~ 50 22~ 27

Cabang besar bergerak; siulan terdengar pada kabel telepon; payung

sulit digunakan

Ombak besar mulai terbentuk, buih tipis melebar dari puncaknya, kadang-kadang timbul percikan

7 Angin ribut 51~ 62 28 ~33 Pohon-pohon bergerak;

terasa sulit berjalan melawan arah angin

Laut mulai bergolak, buih putih mulai terbawa angin dan membentuk alur-alur sesuai arah angin

8 Angin ribut

sedang 63~ 75 34~ 40

Ranting-ranting patah; semakin sulit bergerak

maju

Gelombang agak tinggi dan lebih panjang; puncak gelombang yang pecah mulai bergulung; buih yang

terbesar anginnya semakin jelas alur-alurnya

9 Angin ribut kuat 76~ 87 41~ 47

Kerusakan bangunan mulai muncul; atap rumah lepas; cabang

yang lebih besar patah

Gelombang tinggi terbentuk buih tebal berlajur-lajur; puncak gelombang roboh bergulung-gulung; percik-

percik air mulai mengganggu penglihatan

10 Badai 88~ 102 48~ 55

Jarang terjadi di daratan; pohon-pohon tercabut; kerusakan bangunan

yang cukup parah

Gelombang sangat tinggi dengan puncak memayungi; buih yang ditimbulkan membentuk tampal-tampal buih raksasa yang didorong angin, daerahuruh permukaan laut memutih; gulungan ombak menjadi dahsyat; penglihatan terganggu

11 Badai kuat 103 ~117 56~ 63

Sangat jarang terjadi- kerusakan yang menyebar luas

Gelombang amat sangat tinggi (kapal-kapal kecil dan sedang terganggu pandangan karenanaya),

permukaan laut tertutup penuh tampal -tampal putih buih karena daerahuruh puncak gelombang

menghamburkan buih yang terdorong angin; penglihatan terganggu

12+ Topan 118 64

Udara tertutup penuh oleh buih dan percik air; permukaan laut memutuh penuh oleh percik-percik air yang terhanyut angin; penglihatan amat sangat

terganggu

Skala untuk mengukur angin hurricane di laut disusun oleh Herbert Saffir

dan Robert Simpson awal tahun 1970an. Skala ini dibagi menjadi 5 kelas yaitu

skala 1 dengan kecepatan sekitar 119-153 km/jam hingga 5 dengan kecepatan 249

km/jam.

Tabel 2. Tabel Saffir Simpson Scale (Turyanti dan Effendy, 2006)

SAFFIR SIMPSON SCALE

Type CG Winds (mph)

Winds (knot) Pressure (mb)

Surge (ft)

Tropical Depression TD

22

Hurricane 3 111-130 96-113 945-965 9-12 Hurricane 4 131-155 114-135 920-945 13-18 Hurricane 5 >155 >135 18

2.5 Pola umum angin di Indonesia

Pola umum angin yang terdapat di Indonesia pada umumnya merupakan

pola angin yang dipengaruhi oleh angin monsun dan angin pasat. Angin monsun

yang melintasi Indonesia dikenal dengan angin monsun Asia atau angin monsun

Barat dan angin monsun Australia yang dikenal dengan angin monsun timur.

Sedangkan angin pasat yang terjadi di Indonesia adalah angin pasat timur laut dan

pasat tenggara.

Adanya pengaruh yang kuat dari sistem monsun ini di akibatkan karena

angin di Indonesia ditentukan oleh pola tekanan di Australia dan Asia, pola tekanan

ini mengikuti pola gerak tahunan matahari. Sebagai akibatnya pola angin di

Indonesia umumnya adalah pola monsun, yaitu sirkulasi angin yang berubah arah

hampir setengah belahan bumi dalam setiap tahunnya. Pola angin monsun barat

yang datang dari Asia menyebabkan terjadinya musim hujan, sedangkan monsun

timur yang datang dari Australia menyebabkan terjadinya musim kemarau di

Indonesia. Suhu muka laut di perairan Indonesia sebagai indeks banyaknya uap air

pembentuk awan di atmosfer. Jika suhu muka laut dingin uap air di atmosfer

menjadi berkurang, sebaliknya jika suhu muka laut panas uap air di atmosfer

banyak (Wyrtki, 1987). Pengaruh monsun yang kuat yang mempengaruhi

Indonesia dikenal dengan nama monsun barat (Asia) dan monsun timur (Australia).

Angin Monsun Barat

Angin monsun barat pada umumnya mulai terjadi pada bulan Oktober April.

Proses terbentuknya angin ini karena posisi matahari berada di belahan bumi

23

selatan (BBS), sehingga belahan bumi selatan khususnya wilayah daratan benua

Australia lebih banyak memperoleh pemanasan matahari dari pada benua Asia.

Terbentuknya sel tekanan rendah di Australia akibat ekspanasi thermal atau

pemanasan. Sebaliknya di Asia yang mulai ditinggalkan matahari temperaturnya

rendah dan tekanan udaranya menjadi tinggi.

Gambar 9. Pola Pergerakan Angin Monsun Barat (Asia) di Indonesia.

(Sumber: http://www.e-dukasi.net)

Gradien tekanan ini mengakibatkan terjadinya pergerakan angin dari benua

Asia ke benua Australia sebagai angin monsun barat. Angin ini melewati Samudera

Pasifik dan Samudera Indonesia serta Laut Cina Selatan. Karena melewati lautan

tentunya banyak membawa uap air dan setelah sampai di kepulauan Indonesia

turunlah sebagai presipitasi hujan. Setiap bulan November, Desember, dan Januari

Indonesia bagian barat sedang mengalami musim hujan dengan curah hujan yang

cukup tinggi (Turyanti dan Effendy, 2006). Kasus monsoon seperti ini hanya

terjadi untuk Indonesia, sedangkan untuk wilayah daratan Asia barat seperti Hindia

pada saat matahari bergerak ke selatan maka massa udara kering akan turun ke

daratan sehingga terjadi kemarau yang sangat parah.

24

Angin Monsun Timur

Angin monsun ini merupakan kebalikan dari angin monsun barat. Angin

monsun timur pada umumnya terjadi setiap bulan April - Oktober, ketika matahari

mulai bergeser ke belahan bumi utara. Mekanismenya adalah sebagai berikut pda

saat matahri bergerak menuju utara belahan bumi (BBU), di belahan bumi utara

khususnya benua Asia temperaturnya akan menjadi tinggi dan tekanan udara

rendah (minimum).

Gambar 10. Pola Pergerakan Angin Monsun Timur (Australia) di Indonesia

(Sumber: http://www.e-dukasi.net)

Sebaliknya di benua Australia yang telah ditinggalkan matahari,

temperaturnya rendah dan tekanan udara tinggi (maksimum). Terjadilah pergerakan

angin dari benua Australia ke benua Asia melalui Indonesia sebagai angin monsun

timur. Sifat angin ini adalah tidak membawa uap air yang banyak sehingga potensi

hujan sangat kecil, atau membawa dampak kekeringan karena hanya melewati laut

kecil dan jalur sempit seperti Laut Timor, Laut Arafuru, dan bagian selatan Irian

Jaya, serta Kepulauan Nusa Tenggara. Oleh sebab itu, di Indonesia sering

menyebutnya sebagai musim kemarau. Sedangkan untuk wilayah daratan Asia

25

barat seperti Hindia pada saat matahari bergerak ke selatan maka massa udara

kering akan turun ke daratan sehingga terjadi kemarau yang sangat parah.

Di antara kedua musim, yaitu musim penghujan dan kemarau terdapat musim

lain yang disebut Musim Pancaroba (Peralihan). Pada musim-musim Peralihan,

matahari bergerak melintasi khatulistiwa, sehingga angin menjadi lemah dan

arahnya tidak menentu. Peralihan dari musim penghujan ke musim kemarau

disebut musim kemareng, sedangkan peralihan dari musim kemarau ke musim

penghujan disebut musim labuh. Adapun ciri-ciri musim pancaroba (peralihan),

yaitu antara lain udara terasa panas, arah angin tidak teratur, sering terjadi hujan

secara tiba-tiba dalam waktu yang singkat dan lebat. (Turyanti dan Effendy, 2006).

Selain angin monsun wilayah Indonesia juga dipengaruhi kuat oleh sistem

angin pasat dunia. Angin Pasat Tenggara dan pasat timur laut berhembus secara

normal sepanjang tahun. Angin Pasat mengakibatkan massa air yang hangat di

bagian Timur Samudera Pasifik bergerak menuju perairan Timur Indonesia. Angin

Pasat Tenggara yang muncul terus menerus sepanjang tahun mengakibatkan

permukaan laut sepanjang pantai Mindanao- Halmahera- Irian Jaya di Samudera

Pasifik bagian Barat lebih tinggi dari pada permukaan laut sepanjang pantai

Sumatera - Jawa Sumbawa di Samudera Hindia bagian Timur. Akibat adanya

gradien tekanan yang disebakan oleh perbedaan tinggi permukaan laut, sejumlah

massa air Samudera Pasifik akan mengalir ke Samudera Hindia

Angin pasat timur laut umumnya terjadi pada bulan dimana matahari berada

di belahan selatan bumi yaitu pada bulan Desember hingga Maret, sedangkan angin

pasat tenggara terjadi pada bulan Juni hingga September (Turyanti dan Effendy,

2006).

26

2.6 Perangkat lunak WR Plot

WR Plot adalah perangkat lunak yang digunakan untuk memplotkan data

arah dan kecepatan angin secara otomatis dengan menerapkan sistem windrose

manual. Sebagaimana dikertahui bahwa wind rose memberikan dua informasi

sekaligus arah angin serta kecepatannya. Biasanya penyajian seperti ini sangat

berguna dalam dunia navigasi atau pelayaran.

Program ini mampu menjelaskan statistic wind rose dan plotnya untuk

beberapa format data meteorologi. Nilai yang terdapat dalam windrose merupakan

nilai hitungan statistika dari sebaran data klimatologi unsur cuaca umumnya

minimal 10 tahun dengan kata lain perangkat ini menampilkan nilai sebaran

frekuensi yang terdapat pada angin di tiap sektor arah angin secara spesifik dan

kecepatan kelas angin untuk menunukkan suatu lokasi dan periode waktunya.

Dalam satu paket perangkt ini, tidak hanya visualisasi arah angin yang dapat di

lihat tetapi juga tabel sebaran distribusi frekuensi dari kecepatan angin beserta

stabilitas kelasnya, plot wind rose untuk kecepatannya dan stabilitas kelasnya ,

error checking report , Resultan unit vector dan fitur yang lainnya.

(www.weblakes.com/lakewrpl.html). Fitur lainnya yang terdapat pada WR Plot

adalah dapat menganalisis data cuaca dalam bentuk format SCRAM, CD144,

SAMSON, HUSWO, dan bentuk TD-3505, membaca data AERMOD dan ISCST3

pre-proses data meteorologi, menampilkan diagram angin berdasarkan kecepatan

angin dan kelas-kelasnya, menampilkan intensitas hujan, termasuk data presipitasi

(www. weblakes. com/ lakewrpl. html).

27

3. METODOLOGI

3.1 Peta lokasi/stasiun perolehan data Angin beserta sebaran stasiun beserta

kondisi geografisnya.

Gambar 11. Peta lokasi/stasiun perolehan data Angin

Daerah yang menjadi pengamatan untuk mengetahui pola angin yang terjadi

adalah daerah laut atau perairan utara pulau Halmahera, tepatnya pada koordinat

28

27.50 LU dan 127.5 BT. Halmahera Utara dipengaruhi oleh iklim laut tropis yang

terdiri atas tiga musim yaitu musim hujan pada bulan November sampai Februari

musim kemarau pada bulan April sampai dengan bulan Oktober, dan musim

Pancaroba pada bulan Maret dan Oktober.

Arah angin yang berhembus pada pulau Halmahera pada umumnya

mengikuti pola hujan yang terjadi dan iklim wilayah tersebut. Secara umum pola

angin dan musim kepulauan Halmahera dibagi menjadi empat yaitu:

1. Daerah lklim Halmahera Utara, musim hujan berada pada bulan Desember-

Februari dan kemarau dalam bulan Agustus-Desember yang diselingi

pancaroba pada bulan Nopember-Desember.

2. Daerah Iklim Halmahera Tengah dan Halmahera Barat; dimana dipengaruhi

musim Utara pada bulan Oktober-Maret, pancaroba pada bulan April.

Musim Selatan pada bulan April-September yang diselingi angin Timur dan

pancaroba pada bulan September.

3. Daerah Iklim Halmahera Selatan, dipengaruhi oleh dua musim yaitu musim

Utara pada bulan Oktober-Maret yang diselingi angin Barat dan pancaroba

pada bulan April, musim Selatan pada bulan September diselingi angin

Timur dan pancaroba dalam bulan September.

4. Daerah Iklim Kepulauan Sula; terdiri atas dua musim, musim Utara pada

bulan Oktober-Maret diselingi angin Barat dan pancaroba pada bulan April

dan musim Selatan pada bulan April-September, diselingi angin Timur dan

pancaroba pada bulan September. (Wikipedia, 2009).

29

3.2 Metode perolehan data dari internet

Gambar 12. Diagram Alir perolehan data Angin

Langkah awal dari pengolahan data adalah bagaiaman cara memperoleh data

dari sumbernya. Pada praktikum ini data diperoleh langsung dari internet melalui

situs Eropa yaitu http:// www.ecmwf.int. Pada situs ini pilih menu data rmalan 40

tahunan dan data bulanan (1/1) misalnya dari tahun 1990-2000. Kemudian tentukan

posisi dan interval. Kemudian simpan data dalam format *nc. Untuk membuka data

yang telah didownload adalah dengan menggunakan ODV (ocean data view).

Setelah data dubuka di ODV maka proses analisis lebih lanjutt dapat dilakukan di

berbagai perangkat visualisasi data angin sperti matlab atau WR Plot.

Operasikan dengan

ODV

Hubungkan dengan internet

(www.ecmwf.int)

Unduh Data Angin dengan

memilih data ramalan 40

Ambil Data dari tahun 1999-2000

Atur kisaran waktu, dan interval data, serta lokasi

Save data dalam format *.nc

30

3.3 Metode pengolahan data dengan perangkat lunak ODV, Excel, WR Plot

dan MATLAB

3.3.1 Metode pengolahan data dengan menggunakan Excel dan ODV

Gambar 13. Diagram alir pengolahan data dengan menggunakan ODV dan

Excel

Diagram Alir di atas dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Pertama adalah buka data hasil download dengan menggunakan ODV

2. Tentukan lokasi pergerakan angin yang diinginkan dan perbesar wilayah dengan

zoom in.

3. Kemudian Eksport ODV spreadsheet dalam bentuk *.txt untuk selanjutnya akan

diolah pada excel

4. Buka data *.txt dengan menggunakan Excel, atur kolom data.

Ambil data mentaha angin *nc dan

buka dengan ODV

Tentukan lokasi stasiun angin yang

akan dianalisis

Buka file*txt di excel

Tentukan Arah dan Kecepatan Angin

Export ODV Spread sheet dalam

format *txt

Konversi U dan V, tentukan Arah dan siap

divisualisasikan dengan program Matlan

atau WR-Plot

31

5. Ambil data komponen U dan V, kemudian konversikan sehingga didapat arah

dan kecepatan.Simpan dalam bentuk *.xls

3.3.2 Metode pengolahan data angin dengan menggunakan WR-Plot

Gambar 14. Diagram alir pengolahan data dengan menggunakan WR-Plot

Salah satu cara pengolahan visualisasi data angin adalah dengan

menggunakan program WRPlot. Peratama adalah import data yang telah diekstrak

dari file *nc yang sebelumnya disimpan dengan menggunakan excel file *xls.

Setelah data tersebut diimport, berikan nama untuk setiap nilai yang muncul pada

setiap kolom yang terdapat dalam software. Dimana pada kolom a adalah kolom

tahun, kolom b adalah kolom bulan, kolom c adalah kolom tanggal, kolom d adalah

kolom waktu, kolom e adalah kolom arah, dan kolom f adalah kolom kecepatan.

Save dalam format

SAMSON *sam

Import data Excel *xls

Berikan nama untuk setiap variabel yang ada dan Asosiasikan tahun bulan,

tanggal, hari, jam, dan arah

Tentukan stastion

Tentukan jumlah Wind Direction dan Units

yang dibutuhkan

Masuk ke Program WRPlot

32

Setelah selesai, masuk ke bagian station untuk memberikan nama pada station,

kemudian save dalam format SAMSON atau file *sam.

Klamngkah kedua adalah masuk kembali ke menu utama, add atau tambahkan

data SAMSON *sam tersebut (add file), kemudian tentukan arah angin (Wind

Direction) dan Unit yang sesuai dengan gambar yang akan divisualisasikan. Hasil

visualisasi disimpan dengan cara edit -- copy to file dalam bentuk bitmap.

3.3.3 Metode pengolahan data angin dengan menggunakan MATLAB

Gambar 15. Diagram alir pengolahan data dengan menggunakan Matlab

Pengolahan data pada Matlab hal pertama matlab yang harus diperhatikan

adalah bahwa sintaks dan file yang akan dijalankan sudah tepat dan sesuai dengan

tujuan yang diinginkan. Langkah pertma yang dilakukan adalah input data arah dan

Tampilkan dalam bentuk

Windrose dan Stick Plot

Buka sintaks dan sesuaikan range

Sesuaikan waktu,koordinat

Copy ke command window

Layout atau skala (colour scale)

Simpan data Angin*xls dalam format *txt.

33

kecepatan angin yang telah disave dalam bentuk * txt. Data yang sudah di save lalu

di masukan ke work dalam matlab, lalumodifikasi sintaks atau atur sintaks sesuai

dengan data inputan. Setelah itu masukan syntax yang telah adadan eksekusi

program. Secara sistematis dapat dijelaskan sebagai yaitu buka syntax di editor dan

sesuaikan dengan nama file yang ada, copy ke command window, run program dan

akhirnya tambahkan color scale, eksport dalam bentuk *.jpg

34

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Tampilan Windrose, histogram distribusi frekuensi dan tabel distribusi

frekuensi rata-rata arah dan kecepatan angin selama 10 tahun (1991-2000)

Gambar 16. Wind rose Angin Januari,WR Plot (kiri) & Matlab (kanan)

Gambar 17. Wind rose Angin Februari,WR Plot (kiri) & Matlab (kanan)

35

Gambar 18. Wind rose Angin Maret,WR Plot (kiri) & Matlab (kanan)

Gambar 19. Wind rose Angin April,WR Plot (kiri) & Matlab (kanan)

36

Gambar 20. Wind rose Angin Mei,WR Plot (kiri) & Matlab (kanan)

Gambar 21. Wind rose Angin Juni,WR Plot (kiri) & Matlab (kanan)

37

Gambar 22. Wind rose Angin Juli,WR Plot (kiri) & Matlab (kanan)

Gambar 23. Wind rose Angin Agustus,WR Plot (kiri) & Matlab (kanan)

38

Gambar 24. Wind rose Angin September,WR Plot (kiri) & Matlab (kanan)

Gambar 25. Wind rose Angin Oktober,WR Plot (kiri) & Matlab (kanan)

39

Gambar 26. Wind rose Angin November,WR Plot (kiri) & Matlab (kanan)

Gambar 27. Wind rose Angin Desember,WR Plot (kiri) & Matlab (kanan)

40

Gambar 28. Histogram dan Distribusi Frekuensi Angin Januari (Kiri) dan

Februari (Kanan)

Gambar 29. Histogram dan Distribusi Frekuensi Angin Maret (Kiri) dan April

(Kanan)

41

Gambar 30. Histogram dan Distribusi Frekuensi Angin Mei (Kiri) dan Juni

(Kanan)

Gambar 31. Histogram dan Distribusi Frekuensi Angin Juli (Kiri) dan Agustus

(Kanan)

42

Gambar 32. Histogram dan Distribusi Frekuensi Angin September (Kiri) dan

Oktober (Kanan)

Gambar 33. Histogram dan Distribusi Frekuensi Angin November (Kiri) dan

Desember (Kanan)

43

Tabel 3. Distribusi Frekuensi Arah dan Kecepatan Angin Januari 1991-2000

Tabel 4. Distribusi Frekuensi Arah dan Kecepatan Angin Februari 1991-2000

Tabel 5. Distribusi Frekuensi Arah dan Kecepatan Angin Maret 1991-2000

Tabel 6. Distribusi Frekuensi Arah dan Kecepatan Angin April 1991-2000

44

Tabel 7. Distribusi Frekuensi Arah dan Kecepatan Angin Mei 1991-2000

Tabel 8. Distribusi Frekuensi Arah dan Kecepatan Angin Juni 1991-2000

Tabel 9. Distribusi Frekuensi Arah dan Kecepatan Angin Juli 1991-2000

Tabel 10. Distribusi Frekuensi Arah dan Kecepatan Angin Agustus 1991-2000

45

Tabel 11. Distribusi Frekuensi Arah dan Kecepatan Angin September 1991-2000

Tabel 12. Distribusi Frekuensi Arah dan Kecepatan Angin Oktober 1991-2000

Tabel 13. Distribusi Frekuensi Arah dan Kecepatan Angin November 1991-2000

Tabel 14. Distribusi Frekuensi Arah dan Kecepatan Angin Desember 1991-2000

46

Pada bulan Januari, angin dominan berasal dari barat daya dengan frekuensi

41.67 %, dan dengan kecepatan angin maksimum berkisar 5.7-8.8 m/s. Distribusi

angin pada kecepatan 0.5-2.1 m/s adalah 8.3%. Distribusi frekuensi kecepatan

angin 2.1-3.6 m/s adalah 37.5%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 3.6-5.7m/s

adalah 37.5%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 5.7-8.8 m/s adalah 16.8%.

Distribusi frekuensi kecepatan angin 8.8-11.1 m/s adan >= 11.1 m/s tidak memiliki

nilai karena tidak ada angin yang berhembus dengan kecepatan lebih dari 8.8 m/s.

Sehingga dapat disimpulkan bahwa kecepatan angin rata-rata pada bulan Januari

tergolong sedang antara 2.1-5.7 m/s.

Di bulan Februari, arah angin yang dominan masih berasal dari arah barat daya

dengan frekuensi terjadinya yang lebih tinggi dari bulan Januari yaitu 88.89 % dan

dengan kecepatan angin maksimum berkisar 8.8-11.1 m/s. Distribusi frekuensi

kecepatan angin 0.5-2.1 m/s adalah 12.5%. Distribusi frekuensi kecepatan angin

2.1-3.6 m/s adalah 25%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 3.6-5.7m/s adalah

37.5%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 5.7-8.8 m/s adalah 20.8%. Distribusi

frekuensi kecepatan angin 8.8-11.1 m/s adalah 1.4% dan >= 11.1 m/s adalah 0%.

Angin tenang (calms) berkisar 2.8 %. Sehingga dapat disimpulkan bahwa

kecepatan angin rata-rata pada bulan Februari menyebar dari kisaran calms hingga

11.1 m/s.

Pada bulan Maret, arah angin yang dominan masih berasal dari Barat daya

dengan total distribusi frekuensi sebesar 45.83 %. Distribusi frekuensi kecepatan

angin 1-4 m/s adalah 33.33%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 4-7 m/s adalah

41.7 %. Distribusi frekuensi kecepatan angin 7-11 m/s adalah 25%. Namun pada

47

bulan Maret arah angin dari Barat daya masih mendominasi kuat dibandingkan

arah angin lainnya.

Selanjutnya pada bulan April, arah angin yang dominan mulai bergeser yaitu

berasal dari arah timur laut dengan total distribusi frekuensi sebesar 45.83 %.

Distribusi frekuensi kecepatan angin 0.5-2.1 m/s adalah 25%. Distribusi frekuensi

kecepatan angin 2.1-3.6 m/s adalah 37.5%. Distribusi frekuensi kecepatan angin

3.6-5.7m/s adalah 37.5%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 5.7-8.8 m/s dan

kecepatan angin 8.8-11.1 m/s adalah 0% dan begitu juga >= 11.1 m/s adalah 0%.

Pada bulan ini dapat disimpulkan bahwa arah angin berhembus mulai bergeser

menuju timur laut.

Di bulan Mei, arah angin yang dominan berasal dari arah utara dengan total

distribusi frekuensi sebesar 85.9 %. Distribusi frekuensi kecepatan angin 1-4 m/s

adalah 58.3%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 4-7 m/s adalah 25 %. Distribusi

frekuensi kecepatan angin 7-11m/s adalah 12.5%. Distribusi frekuensi kecepatan

angin 11-17 m/s adalah 4.2%. Angin pada bulan ini memiliki arah yang terletak

sekitar utara-timur laut.

Di bulan Juni, arah angin yang dominan berasal dari arah timur laut dengan

total distribusi frekuensi sebesar 29.17 %. Distribusi frekuensi kecepatan angin 0.5-

2.1 m/s adalah 20.8%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 2.1-3.6 m/s adalah 37.5

%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 3.6-5.7m/s adalah 29.2 %. Distribusi

frekuensi kecepatan angin 5.7-8.8 m/s adalah 8.3%. Distribusi frekuensi kecepatan

angin 8.8-11.1 m/s dan >= 11.1 m/s adalah 0%.

48

Di bulan Juli, arah angin yang dominan berasal dari arah timur laut dengan total

distribusi frekuensi sebesar 45.83%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 0.5-2.1

m/s adalah 29.2 %. Distribusi frekuensi kecepatan angin 2.1-3.6 m/s adalah 29.2%.

Distribusi frekuensi kecepatan angin 3.6-5.7m/s adalah 25%. Distribusi frekuensi

kecepatan angin 5.7-8.8 m/s adalah 8.3%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 8.8-

11.1 m/s dan >= 11.1 m/s adalah 0%.

Di bulan Agustus, arah angin yang dominan masih berasal dari utara dengan

total distribusi frekuensi sebesar 45.83 %. Distribusi frekuensi kecepatan angin 0.5-

2.1 m/s adalah 4.2%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 2.1-3.6 m/s adalah

16.7%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 3.6-5.7m/s adalah 45.8%. Distribusi

frekuensi kecepatan angin 5.7-8.8 m/s adalah 25%. Distribusi frekuensi kecepatan

angin 8.8-11.1 m/s adalah 8.3% dan >= 11.1 m/s adalah 0%.

Di bulan September, arah angin yang dominan berasal dari arah utara-timur laut

dengan total distribusi frekuensi sebesar 45.8%-33.3%. Distribusi frekuensi

kecepatan angin 0.5-2.1 m/s adalah 4.2%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 2.1-

3.6 m/s adalah 16.7%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 3.6-5.7m/s adalah

45.8%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 5.7-8.8 m/s adalah 25%. Distribusi

frekuensi kecepatan angin 8.8-11.1 m/s adalah 8.3% dan >= 11.1 m/s adalah 0%.

Pada bulan Oktober, arah angin yang dominan berasal dari arah barat dengan

total distribusi frekuensi sebesar 29.12%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 0.5-

2.1 m/s adalah 25%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 2.1-3.6 m/s adalah

29.2%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 3.6-5.7m/s adalah 37.5%. Distribusi

frekuensi kecepatan angin 5.7-8.8 m/s adalah 4.2%. Distribusi frekuensi kecepatan

49

angin 8.8-11.1 m/s adalah 0% dan >= 11.1 m/s adalah 0%. Frekuensi kecepatan

angin tenang (calms) adalah 4.2 %.

Di bulan November, arah angin yang dominan berasal dari arah timur dengan

total distribusi frekuensi sebesar 50 %. Distribusi frekuensi kecepatan angin 0.5-2.1

m/s adalah 12.5%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 2.1-3.6 m/s adalah 25%.

Distribusi frekuensi kecepatan angin 3.6-5.7m/s adalah 37.5 %. Distribusi frekuensi

kecepatan angin 5.7-8.8 m/s adalah 25 %. Distribusi frekuensi kecepatan angin 8.8-

11.1 m/s dan >= 11.1 m/s adalah 0%.

Di bulan Desember, arah angin yang dominan berasal dari arah tenggara

dengan total distribusi frekuensi sebesar 29.17%. Distribusi frekuensi kecepatan

angin 0.5-2.1 m/s adalah 29.2%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 2.1-3.6 m/s

adalah 45.8%. Distribusi frekuensi kecepatan angin 3.6-5.7m/s adalah 25 %.

Distribusi frekuensi kecepatan angin 5.7-8.8 m/s, kecepatan angin 8.8-11.1 m/s dan

>= 11.1 m/s adalah 0%. Pada bulan ini angin dominan berhembus dari tenggara.

50

4.2 Windrose, histogram distribusi frekuensi dan tabel distribusi frekuensi

dari rata-rata arah dan kecepatan angin selama 10 tahun (1991-2000).

Gambar 34. Wind Rose rata-rata arah dan kecepatan angin selama 10 tahun

(1991-2000)

Gambar 35. Histogram rata-rata arah dan kecepatan angin selama 10 tahun

(1991-2000)

51

Tabel 15. Distribusi Frekuensi Arah dan Kecepatan Angin 1991-2000

Berdasarkan gambar wind rose yang diperoleh dari tahun 1991 sampai dengan

2000, maka dapat terlihat bahwa sebaran arah angin dan sebaran kecepatan angin

pada koordinat 27.5 LU dan 127.5 BT selama 10 tahun didominasi oleh angin

yang berhembus dari arah 15o- 45o atau berhembus dari arah sekitar timur laut.

Pada gambar windrose ditunjukan juga bahwa arah angin ini cenderung berhembus

menuju arah barat daya dengan persentase 21.67% dan arah angin yang paling

sedikit angin berhembus adalah tenggara sebesar 1.25% dengan kecepatan

maksimum 5.7-8.8 m/s. Meskipun arah angin dominan dari arah 15o- 45o, angin

yang berhembus dari arah 195o-225o dan 225o -255o atau barat daya juga cukup

kuat mengimbangi angin yang berhembus dari timur laut dengan persentase 15%

dengan kecepatan maksimum 8.8-11.1 m/s. Nilai yang diperoleh dari windrose ini

merupakan gambaran rata-rata arah dan kecepatan angin dari unsur iklim yang

mempengaruhi wilayah perairan Halmahera. Jika di analisis lebih lanjut arah

hembusan angin ini mengikuti pola pergerakan angin pasat timur laut dan terjadi

pelemahan pada pasat tenggara. Namun secara umum angin yang mendominasi

perairan wilayah utara Halmahera adalah angin Barat Daya dan angin Timur Laut.

52

Berdasarkan histogram distribusi kecepatan angin yang terjadi selama 10 tahun

berada pada kisaran 0.4-11.1 m/s. Kecepatan angin yang dominan terjadi berada

pada selang 5.7-8.8 m/s dengan persentase 29.2% dan kecepatan angin yang paling

tidak sering terjadi berada pada kisaran 8.8-11.1 dengan persentase 0.35% dan

calm 0.4 %. Besar kecilnya kecepatan angin ini akan menentukan laju pergerakan

bahang dan uapa air atau energy dari wilayah tersebut ke wilayah lainnya atau

sebaliknya.

53

4.3 Stick plot angin selama 10 tahun (1991-2000)

Gambar 36. Stick plot angin selama 10 tahun (1991-2000) Perairan Utara

Halmahera 127. 5 BT dan 2.75 LU

Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa kecepatan rata-rata pergerakan angin

dari Utara-selatan bervariasi, secara umum mulai dari 0-10m/s. Pola angin yang

didapatkan dari tiap tahun adalah serupa, dan hanya memiliki perbedaan sedikit

saja tiap tahunnya. Bentuk angin yang berhembus dari utara-selatan ini membentuk

pola osilasi yang sempurna yaitu dalam satu tahun akan mencapai titik maksimum

dan sebaliknya titik minimum. Tanda negatif menunjukan dominasi kecepatan

angin dari arah selatan dan positif angin dari arah utara. Kecepatan angin

cenderung seimbang artinya setiap tahunnya terjadi pergantian dominasi kecepatan

angin, ketika angin dari arah utara menguat maka angin selatan melemah dan

sebaliknya.

Arah angin timur-barat memiliki pola kecepatan yang hampir sama dengan

pola kecepatan angin utara-selatan. Namun pola osilasi yang terbentuk tidak terlalu

54

harmonis (sempurna). Secara umum pola kecepatan berkisar antara 0-10 m/s.

Tanda negatif menunjukan angin barat dan positif angin timur. Dari grafik terlihat

bahwa kecepatan angin yang dominan adalah dari arah timur, hal ini terlihat jelas

karena nilai kecepatan positif (timur) lebih dominan berada diatas (0 m/s) jika

dibandingkan dengan kecepatan angin dari arah barat.

Secara keseluruhan, sama seperti pembahasan sebelumnya, bahwa pola angin

10 tahunan (1991-2000) pada perairan laut utara Halmahera masih didominasi kuat

oleh frekuensi angin dari arah utara-timur laut dan barat daya-barat. Pola angin ini

dapat dilihat jelas pada posisi stick plot yang condong berada dalam arah timur

laut-utara dan barat daya-barat.

55

5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Pola pergerakan angin di wilayah utara Pulau Halmahera didominasi oleh

angin dari arah timur laut dan barat. Angin di wilayah ini masih dipengaruhi oleh

angin pasat timur laut dan tenggara serta sedikit pembelokan oleh pengaruh

munsonal pada arah barat-barat daya. Pola pergerakan angin di utara Pulau

Halmahera ini menunjukkan pola yang hampir sama tiap tahunnya, fluktuasi hanya

terjadi kecil karena pengaruh faktor lokal seperti topografi dan fenomena iklim

yang melalui wilayah ini. Dari pengamatan data angin 10 tahun 1991-2000

kecepatan arah angin cenderung berhembus menuju arah barat daya dengan

persentase 21.67% dan arah angin yang paling sedikit angin berhembus adalah

tenggara sebesar 1.25% dengan kecepatan maksimum 5.7-8.8 m/s. Meskipun arah

angin dominan dari arah 15o- 45o, angin yang berhembus dari arah 195o-225o dan

225o -255o atau barat daya juga cukup kuat mengimbangi angin yang berhembus

dari timur laut dengan persentase 15% dengan kecepatan maksimum 8.8-11.1 m/s.

Sehingga dapat disimpulkan bahwa angin yang berhembus dominan di perairan

utara pulau Halmahera adalah angin timur laut dan angin barat daya, sperti

literature hal ini lebih dikenal dengan nama angin timur dan angin barat serta

peralihannya.

Berdasarkan periode bulanan, angin pada bulan Januari hingga Maret angin

yang mendominasi adalah angin dari arah barat daya. Pada bulan April hingga

September berhembus dari arah timur laut-utara. Sedangkan pada bulan-bulan

lainnya mulai terjadi perlaihan angin ke posisi awal.

56

Kelebihan penggunaan WR Plot adalah perangkat ini mampu menampilkan

arah dan kecepatan angin, tabel distribusi, histogram dan lainnya dalam sekali

penggunaan. Selain itu jumlah arah angin yang ingin ditampilkan dapat diatur

sesuai dengan kebutuhan. Berebeda halnya dengan perangkat lunak Matlab, untuk

menggunakannya kita harus merubah sintakas dan hanya untuk eksekusi satu

visualisasi saja.

5.2 Saran

Penggunaan WR Plot memiliki kemampuan visualisasi yang lebih baik

dibandingkan dengan Matlab. Penggunaan MATLAB tidak memberikan hasil yang

jelas dan lebih sulit dibaca dibandingkan dengan WRPlot. Dalam praktikum

selanjutnya sebaiknya digunakan software lain yang dapat lebih baik menunjukkan

pola angin dan dapat lebih mudah untuk dianalasis.

57

DAFTAR PUSTAKA

[Anonim]. 2009. Angin . www.e-dukasi.net. [Bogor, 29 November 2009].

[Anonim]. 2009. Geosthropic Flows.. http://www.atmos.umd.edu. [Bogor, 29

November 2009].

[Anonim]. 2009. Halmahera. http://www.wikipedia.com. [Bogor, 29 November

2009].

[Anonim]. Jenis-jenis Angin. www.e-dukasi.net/pengpop/pp_full.php?ppid=276

[Anonim].WR Plot View. http://www.lakes-

environmental.com/lakewrpl.html.[Bogor, 29 November 2009].

Ahrens, C. Donald. 2007. Meteorology Today. Cengage Learning : USA.

Holton, James R. 2004. Dynamic Meteorology. Elsevier :USA

Wikipedia. Angin

http://id.wikipedia.org/wiki/Angin [29 November 2009]

. Wind

http://en.wikipedia.org/wiki/Wind [28 November 2009]

Pariwono dan Manan, 1991. Angin. O. S. R. Ongkosongo dan Suyarso (ed.). Angin

. P3O-LIPI. Jakarta.

Turyanti, Ana dan Effendy, Sobri. 2006. Meteorologi. Institut Pertanian Bogor :

IPB.

Wyrkti, K. 1987. Physical Oceanography of South East Asian Water. Naga Report.

Vol 2. Scripps Institution of Oceanography. The University of California.

La Jolla. California. 195 p.

58

LAMPIRAN

Lampiran I: Metode Perolehan Data

1. Browse menuju situs server data http://data.ecmwf.int/data/

2. Masuk ke bagian Our Data Service klik bagian click here Klik untuk mendapatkan data ramalan selama 40 tahun, dan muncul

tampilan sbb :

3. Pilih Waktu dan parameter yang kita inginkan

59

4. Pilih parameter angin dan retrieve Net CDF

5. Pilih wilayah Indonesia dan kemudian unduh dalam format * nc.

Lampiran II : Metode perolehan dan pengolahan data dengan ODV dan Excel

1. Buka file *nc yang telah di unduh dengan menggunkan ODV,klik semua variable.

60

2. Pilih semua variable dan klik use dummy variable.

61

3. Tentukan stasiun yang akan di amati dengan carab define polygon. Dan zoom

wilayah tersebut

4. Export-- ODV Spreedsheet -- Simpan dalam bentuk *.txt

5. Buka file *.txt ke program excel

6. Konversi U dan V wind component menjadi arah dan kecepatan dengan excel

7. Buat excel baru dengan struktur data Tahun, Bulan, Tanggal, Pukul, Arah, dan

Kecepatan angin secara berurutan. Simpan dalam *xls---- Sebagai input

visualisasi WR Plot.

62

8. Untuk input Matlab, simpan file dalam *txt dan file terdiri dari 2 kolom yaitu

kolom arah dan kecepatan yang sudah dihitung.

Lampiran III : Visualisasi dengan menggunakan WR Plot

1. Buka program WRPLOT

2. Tools Import from excel

3. Buka file *.xls dengan menu specify file Open

4. Asosiasi Tahun, Bulan, Tanggal dst, dengan klik kiri

63

5. Pilih stations information seach stations Select Import *.sam

6. Tutup semua program WRPLOT

7. Buka kembali WRPLOT add file Open (buka fie *.sam) dan atur wind

direction, units, orientations.

8. Tampilkan Wind rose, frequency distributions, graph

9. Edit copy to file bitmap

64

10. Untuk menyimpan histogram, lakukan dengan hal yang sama saat menyimpan

visualisasi wind rose.

Lampiran IV: Visualisasi dengan menggunakan Matlab

1. Ambil file inputan * txt, buka file sintaks wind rose dan modifikasi

2. load sesuai dengan nama file inputan

3. WR akan tampil dan dieksekusi sebagai berikut :

65

4. Untuk menampilkan stick plot arah angin lakukan hal yang sama dengan WR.

5. Atur tanggal mulai dan berakhir, load file *txt

6. tentukan Julian date, jika dalam 1 hari Cuma 1 kali pengambilan data maka 1/24

7. Eksekusi program,