TUGAS METEOROLOGI FISIS

RADAR

DOSEN: ARIES KRISTIANTO

Oleh:

ADELINA LUMBAN GAOL

NPT. 11.13.0029

METEOROLOGI III B

SEKOLAH TINGGI METEOROLOGI KLIMATOLOGI DAN GEOFISIKA

2015

Radar cuaca adalah suatu alat yang dapat dikategorikan sebagai remote sensing yang digunakan untuk mengobservasi kondisi atmosfer. Radar cuaca dapat mendeteksi dan melakukan tracking target cuaca di atmosfer dalam realtime. Target yang diperhatikan oleh radar cuca adalah hydrometeors seperti hailstones, snowflakes, sleet [articles, dan lain-lain. Berikut akan dibahas mengenai jenis-jenis radar dan prinsip kerja radar.

Jenis-Jenis Radar

Cara terbaik untuk mendeteksi objek cuaca adalah dengan menggunakan beberapa frekuensi sinyal yang berbeda-beda. Secara sederhana dapat dikatakan bahwa radar cuaca merupakan pengembangan dari system radar PSR dengan menggunakan multi frekuensi. Panjang geombang yang lebih pendek berguna untuk partikel yang lebih kecil tetapi sinyal lebih cepat dilemahkan.

1. L Band Radar Kegunaannya ialah untuk mempelajari turbulensi udara (clear air turbulence)

2. S Band Radar Tidak mudah terkena redaman / attenuation Berguna untuk observasi cuaca jarak dekat dan jauh Membutuhkan antena dan motor penggerak yang sangat besar

3. C Band Radar Ukuran disk tidak terlalu besar, sehingga dapat dibuat portable Menghasilkan bandwith yang kecil dengan menggunakan antena kecil dan tidak

membutuhkan power/daya besar Berguna untuk observasi cuaca pada jarak yang pendek

4. X Band Radar Lebih sensitif dan dapat mendeteksi partikel-partikel yang lebih kecil (tiny water

particles) sehingga dapat digunakan untuk mempelajari awan

Mudah terkena redaman/attenuation, sehingga hanya digunakan untuk mengobservasi cuaca yang sangat pendek

Gambar disamping merupakan jenis radar berdasarkan frekuensi dan panjang gelombang. Perkembangan radar terajadi sangat pesat. Pada awalnya radar hanya dapat mengetahui nilai dari Reflektivitas saja, kemudian Doppler, selanjutnya Polarisasi. Namun saat ini ada pengembangan radar yang lebih modern daripada polarisasi. Yaitu radar jenis NEXT GENERATION RADAR.Berikut akan dijelaskan secara umum:

1. Radar Monostatik dan Bistatik

2. Radar Cuaca Doppler

Radar Doppler tidak hanya mendeteksi dan mengukur daya yang diterima dari target, mereka juga mengukur gerakan target menuju atau menjauh dari Radar kemudian digunakan untuk menentukan kecepatan angin. Radar Doppler mengukur kecepatan secara rutin dan digunakan untuk mendeteksi kecepatan angin, tornado, angin topan. Gerak menuju radar Doppler dinyatakan dalam nilai negatif yang digambarkan dengan warna hijau dan Motion jauh dari radar Doppler dinyatakan dalam nilai-nilai positif yang digambarkan dalam warna merah.

Doppler Weather Radar tidak hanya mengukur reflektifitas tetapi juga mengukur perubahan frekuensi dari pergerakan objek/target. Perubahan frekuensi ini dinyatakan sebagai kecepatan/velocity yang digambarkan kedalam pergerakan menjauhi dan mendekati radar (Doppler Principle).

3. NEXRAD (Next Generation Radar)

NEXRAD adalah suatu jaringan radar Amerika yang terdiri dari 160 high resolution S bans Doppler Weather radars yang dioperasikan oleh National Weather Services (NWS). NEXRAD mendeteksi curah hujan dan gerakan atmosfer atau angin, serta dapat menunjukkkan pola curah hujan dan gerakannnya. NEXRAD menggunakan resolusi 2 menitan. Tidak seperti radar di BMKG yang menggunakan antena dan memiliki resolusi temporar sebesar 10 menitan. Radar next generation menggunakan plate yang lansung mentransmite ke atmosfer.

Phase Array merupakan komposisi dari antena Array Scanning Metode yg Lebih Cepat

4. Radar Polarimetric (Dual-Polarization)Untuk jenis polarisasi, terdapat 2 jenis yaitu Single Polarization dan Dual Polarization. Untuk jenis Dual polarisasi bisa mengetahui bagaimana jenis presipitasi dan jenis objeknya karena pengamatan secara horizontal dan vertical.

Radar Non DopplerHanya mengukurreflectivity power

dari obyek

Radar Doppler

Mengukur reflectivity power dari obyek dan

radial velocity dari obyek

5. Radar Pulsa

Prinsip Kerja Radar

Radar cuaca mengemisikan beam pada beberapa elevasi. Jadi setelah radar selesai melakukan scanning sebesar 360⁰ maka elevasinya akan naik hingga mencapai elevasi maksimum, sehingga pada semua area akan terdeteksi bagaimana kondisi di atmosfernya. Nilai dari Beam yang dipancarkan akan memiliki perbedaan ukuran saat dia berada di dekat radar dan jauh dari radar. Nilai beam akan meningkat seiring dengan jauhnya jarak terhadap radar. Untuk lebih jelaskan perhatikan ilustrasi diatas. Skema kerja adalah sebagai berikut :

Mentransmisikan Gelombang Radio melalui Antena Transmitter membangkitkan pulsa energi pendek pada frekuensi radio dalam spectrum elektromagnetik. Pulsa-pulsa energi ini difokuskan oleh antena yang merambat dengan kecepatan cahaya.

Mengukur kekuatan Reflektifitas dari obyek hydrometeor, bergantung pada besaran komponen dan massa Pulsa-pulsa kemudian menangkap sebuah objek dengan karakteristik refraktif yang berbeda dengan udara, maka ada arus yang diiinduksikan dalam objek yang mengganggu pulsa dan mengakibatkan beberapa energi dihamburkan. Sebagian energi ini akan dihamburkan ke antena dan jika komponen energi yang dihamburkan cukup besar maka energi akan dideteksi oleh antena.

Jarak dari target diukur berdasarkan perhitungan waktu yang ditempuh echo dari target. Arah antena menyatakan arah dari target

Radar cuaca melalui 4 tahapan utama yaitu:1. Mengirimkan sinyal-sinyal/ pulsa (Sending Radar Pulses)2. Mendengarkan / menerima sinyal yang kembali (Listening for Return Signals)3. Menentukan tinggi (Determining High4. Melakukan kalibrasi terhadap intensitas sinyal yang kembali (Callibrating Intensity of Return)

a. Cara Menentukan Lokasi TargetDalam Menentukan Posisi suatu Target ada tiga informasi penting yang dibutuhkan radar: –Azimuth Angle –Elevation Angle –Jarak

b. Menghitung Jarak dari radar ke Target

Sejak pulse dilepas hingga mencapai Target dan kembali ke radar maka total jarak di hitung sebagai : 2 D Maka : 2D = C x t atau D = C x t/2 Dengan melakukan perhitungan berdasarkan jarak, Azimut Angle dan Elevasi Antena lokasi pasti dari Target/echo berada dapat dipastikan.

Radar Cuaca BMKG

BMKG memiliki 24 radar C Band dengan range efektif masing-masing radar berkisar 10 km (data tahun 2011). Citra radar cuaca nggambarkan potensi intensitas curah hujan yang dideteksi oleh radar cuaca. Pengukuran intensitas curah hujan berdasarkan seberapa besar pancaran energi radar yang dipantulkan kembali oleh butir-butiran air di dalam awan yang digambarkan dengan produk Reflectivity yang mmiliki besaran satuan dBZ (decibel). Makin besar energi pantul yang diterima radar, maka nilai dBZ juga akan besar, dan semakin besar nilai reflectivity menunjukkan intensitas hujan yang terjadi semakin besar.

Untuk radar yang biasa dipakai di BMKG adalah radar Jenis C band. Dari segi redaman, radar jenis ini cukup bagus, kemudian dari segi harganya pun juga tidak terlalu mahal dengan maintance yang cukup.

Fasilitas yang telah dipasang atas kerjasama antara HARIMAU (Hydrometeorological ARray for Intraseasonal-variation Monsoon AUtomonitoring) dan JAMSTEC (Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology):

X Band Doppler Radar (XDR) di Minangkabau International Airport, Padang, Sumatera Barat Wind Profiler Radar (WPR) di Pontianak (Kalimantan Barat), Manado (Sulawesi Utara) dan Biak

(Papua) C Band Doppler Radar di Serpong, DKI Jakarta

Daftar Pustaka

Reinhart Ronald E., PHD, Radar for Meteorologists, Fifth Edition; Rinehart Publishing 2010

Bringi Chandrasekar, POLAROMETRIC DOPPLER WEATHER RADAR, Principle and Aplication: Cambridge University Press 2004.

Weather Radar Center- KMA, International Weather Radar Training: WRC-KMA Seoul 2013 http://www.weathertap.com/guides/radar/weather-radar-tutorial.html#bkg1 www.radartutorial.eu/index.en.html

http://ww2010.atmos.uiuc.edu/ (Gh)/guides/home.rxml

http://w8lrk.org/article/RadarTutorial.pdf https://www.meted.ucar.edu/search/search_results.php?hq=site%3Ameted.ucar.edu&cx=012446052473863902991%3Ar8nkgnwzzsc&cof=FORID%3A11&q=radar+meteorology http://www.wdtb.noaa.gov/courses/dualpol/outreach/non-mets-intro/player.html http://www.wdtb.noaa.gov/courses/dualpol/outreach/#mets http://www.navweaps.com/index_tech/tech-046.htm

http://neonetbppt.go.id/harimau/