Limitasi Pengamatan Radar Cuaca

Tulisan ini merupakan tugas karya tulis populer mata kuliah radar pada kunjungan ke Site Radar CGK, semoga bermanfaat 🙂

Pengamatan cuaca merupakan salah satu upaya untuk memberikan informasi cuaca yang tepat, valid, dan akurat dalam membuat prediksi cuaca. Hal ini dibutuhkan untuk mendukung aktivitas dan memberikan peringatan dini kepada publik dalam meminimalisasi dampak buruk akibat cuaca. Salah satu instrumen yang sangat penting untuk mendukung pengamatan cuaca adalah radar yang dikembangkan berdasarkan teknologi modern untuk mengamati cuaca dan mampu menyajikan sistem peringatan dini yang akurat dan realtime. Radar Doppler dapat memberikan data dengan resolusi yang sangat tinggi pada pengukuran angin maupun jumlah curah hujan hingga radius 240 km.

Radar merupakan singkatan dari Radio Detecting And Ranging yang bekerja dengan menggunakan frekuensi radio untuk mencari posisi dan menentukan jarak sasaran serta sumber. Pada awalnya di Inggris radar bernama RDF (Radio Direction Finding), kemudian tahun 1940 digunakan oleh Angkatan Laut Amerika Serikat dengan istilah radar dan diadopsi secara universal pada tahun 1943. Abad ke-19 dan ke-20 merupakan penemuan dan perkembangan radar yang sangat pesat hingga membuka jalan bagi penggunaan radio sebagai media komunikasi.

Terdapat beberapa istilah dasar yang digunakan dalam radar meliputi, frekuensi (f), phase (δ), bandwidth (BW), panjang gelombang (λ), pulse width (τ), PRF dan PRT, duty cycle, serta beam width (θ). Radar memunyai prinsip kerja yang sangat mirip dengan kelelawar dengan memancarkan gelombang elektromagnetik melalui antena pemancar (transmitter) kemudian gelombang akan dipantulkan kembali (echo) dan diterima oleh antena penerima (transmitter). Dalam radar cuaca, pemantulan gelombang dapat dikarenakan gelombang mengenai/bertumbukan dengan benda padat maupun aerosol di atmosfer, dalam hal ini dapat berupa awan, kristal es, debu, dll. Gelombang yang telah dipantulkan akan diperkuat dan diolah oleh sistem yang selanjutnya menghasilkan data akan ditampilkan pada layar indikator.

Produk data radar cuaca digunakan untuk mengamati potensi awan hujan di wilayah pengamatan radar yang memberikan informasi mengenai arah dan posisi awan hujan, intensitas, jenis hujan, jenis objek, dan pergerakannya. Namun ternyata dalam produk tersebut juga menampilkan noise, intensitas echo, second threat echo di daerah radar. Nilai intensitas berbanding lurus dengan nilai intensitas hujan di daerah pengamatan radar. Pada saat menggunakan produk data reflektifitas radar fokus yang dilihat hanya pada nilai intensitas hujan yang ada di daerah pengamatan radar. Semakin tinggi intensitas maka intensitas hujan juga semakin tinggi juga memberikan potensi hujan lebat disertai angin kencang bahkan adanya potensi rotasi.

Dalam penelitiannya, Zawadzki (1984), menyebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi akurasi radar dalam mengamati potensi hujan meliputi ketinggian dinding radar, kalibrasi radar, atenuasi radom, backscattering, dan ground clutter. Atenuasi presitipasi terjadi ketika hujan berada di pusat radar. Hal ini menyebabkan energi yang dipancarkan radar akan berbeda dengan pada saat dipancarkan dari dari pusat radar akibat redaman yang dialami oleh gelombang elektromagnetik pada hujan. Atenuasi di pusat radar akan semakin besar ketika intensitas hujan lebat. Range merupakan masalah di radar C-band dimana gangguannya tergantung pada seberapa besar interferensi di masing-masing wilayah. Breakband echo sering teramati dalam produk data radar pada masa peluruhan awan konvektif sehingga potensi terbesar yang terjadi adalah over estimate akibat kesalahan interpretasi breakband echo. Sehingga untuk limitasi radar biasanya dipengaruhi oleh sistem internal, lingkungan operasional, dan kondisi dinamika atmosfer saat pengoperasian radar. Selain itu kondisi yang terkait dengan sistem radar meliputi faktor kalibrasi, transmitter yang dipengaruhi oleh kondisi site radar sehingga menurunkan kualitas output data radar, serta echo interferensi yang dapat dikurangi dengan sistem filter pada sistem prosessing radar.

Pengamatan radar cuaca bertujuan untuk mengamati fenomena dan potensi cuaca di daerah sekiar radar. Namun pada realisasainya tidak semua echo yang ditangkap oleh antena receiver radar merupakan echo yang diharapkan dikarenakan berasal dari objek meteorologi lain. Beberapa objek meteorologi yang dikenali pada operasional radar cuaca meliputi ground clutter, sea clutter, range folding, second threat echo, sun strobe / sun spike, anomalous propagation, dan interferensi. Ground clutter merupakan echo dari objek tetap pada bumi yang dapat berupa gedung, pohon, gunung dll dengan nilai reflektivitas tetap dan tidak mempunyai nilai velocity. Sea clutter  merupakan echo yang berasal dari laut dengan karakteristik mirip dengan objek pengamatan radar. Range folding terjadi pada saat echo radar bearasal dari luar range maksimum yang kemudian ditampilkan secara tidak benar dalam range radar. Sun strobe / sun spike merupakan output produk radar berupa scattered (pola gores) yang terjadi karena pengaruh cahaya matahari. Anomalous propagation terjadi karena terdapat penyimpangan beam pada radar yang disebabkan masalah pada sistem radar tersebut. Interferensi terjadi dikarenakan adanya superposisi gelombang elektromagnetik radar dengan gelombang lain yang mempunyai frekuensi sama.

Faktor tersebut di atas dapat menyebabkan kualitas dan efektifitas pengamatan radar cuaca semakin rendah dan dapat mengakibatkan pengamatan cuaca pada suatu wilayah tidak teramati akibat adanya halangan oleh lingkungan radar. Hal ini merupakan dampak yang sangat serius dalam pengamatan cuaca sehingga peran teknisi dalam melakukan maintenance radar perlu dioptimalkan untuk memberikan data yang tepat, valid, dan akurat. Sehingga dapat mendukung aktivitas publik dan memberikan peringatan dini ketika terjadi potensi cuaca buruk.

Referensi :

Firmansyah L.P.,  Lavia F.A., Muhammad A.P., 2017, Limitasi Pengamatan Radar Cuaca, https://www.academia.edu/35716378/LIMITASI_PENGAMATAN_RADAR_CUACA, diakses pada 02 Oktober 2019.

Kusuma, I.K.N.A., 2016, Pengaruh Pengklasifikasian Tipe Awan Hujan Terhadap Kuakurasian Hubungan Z-R (Refektivitas – Rain Rate) untuk Estimasi Curah Hujan Di Wilayah Jakarta dan Sekitarnya, Skripsi, STMKG, Jakarta.

Wardoyo, Eko., 2017, Limitasi Pengamatan Radar Cuaca, OGD (Online Group Discussion), BMKG, 14 Februari 2017.

Zawadzki, I., 1984 : Factors Affecting the Precision of Radar Measurements of Rain. Preprints, 22nd Conference on Radar Meteorology, Zurich, Switzerland, Amer. Meteor. Soc., 251-256.


3 thoughts on “Limitasi Pengamatan Radar Cuaca

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.