Abstract

This study investigates the interplay between wind variability and the Indian Ocean Dipole (IOD) and Madden-Julian Oscillation (MJO) phenomena in the western waters of Sumatra during the period 1982-2021. Utilizing monthly average wind data from satellite images, the research employs a comprehensive approach involving GrADS, Microsoft Excel, Surfer, Matlab, and Panoply software for data processing. The analysis reveals distinct wind patterns and varying IOD and MJO phases, with notable instances such as a positive IOD in October 1982 and a negative IOD in March 1983, coupled with strong MJO activity in February 1982 and weak activity in October 1983. This research underscores the significant influence of wind conditions on the dynamics of IOD and MJO phenomena in the studied region, contributing to a deeper understanding of ocean-atmosphere interactions.

Highlight:

• Temporal Analysis: This study examines wind variability's interplay with IOD and MJO phenomena over three decades, revealing distinct patterns and phases in the western waters of Sumatra.
• Comprehensive Approach: Utilizing advanced software tools, the research processes satellite-derived wind data, shedding light on the complex dynamics of ocean-atmosphere interactions.
• Phenomena Dynamics: Notable occurrences, including positive and negative IOD events and varying MJO strengths, emphasize the profound impact of wind conditions on shaping the behavior of these critical climate phenomena, contributing to enhanced understanding and prediction.

Keyword: Wind Variability, Indian Ocean Dipole (IOD), Madden-Julian Oscillation (MJO), Ocean-Atmosphere Interactions, Western Sumatra

Pendahuluan

Perairan barat Sumatra merupakan perairan yang berinteraksi langsung dengan Samudra Hindia. Wilayah perairan barat Sumatra merupakan perairan yang letak geografisnya berada pada sistem angin monsun sehingga menyebabkan kondisi oseanografi mengalami perubahan di wilayah perairan tersebut. Terjadinya angin monsun disebabkan adanya perbedaan tekanan udara antara Benua Asia dengan sebagian besar Benua Australia [1]. Angin merupakan pusaran udara yang besar akibat rotasi bumi dan perbedaan tekanan udara yang ada di sekitarnya. Angin bergerak secara horizontal dari tekanan tinggi ke tekanan rendah [2]. Salah satu faktor yang menyebabkan terjadinya angin adalah gradien tekanan, semakin besar perbedaan tekanan yang dihasilkan, maka semakin cepat angin bertiup. Dalam hal ini, laju pemanasan berbeda dari satu tempat ke tempat lain di permukaan bumi ketika menerima energi matahari yang sama [3]. Pengaruh dari gaya Coriolismerupakan faktor lain dalam pembentukan angin. Gaya Coriolisyang ditimbulkan menyebabkan perubahan gerak angin ke arah kanan di belahan bumi utara dan pembelokan angina ke arah kiri di belahan bumi selatan [4].

Terdapat penyimpangan cuaca ekstrem akibat interaksi atmosfer di Samudra Hindia di sekitar ekuator yang disebut fenomena Indian Ocean Dipole (IOD). IOD merupakan keadaan interaksi atmosfer-laut yang terjadi di Samudra Hindia tropis. Interaksi ini bergerak di Samudra Hindia bagian timur dan mendorong massa udara ke arah barat [5]. Selama peristiwa IOD positif, suhu permukaan laut di Samudra Hindia bagian barat secara anomali hangat, dan Samudra Hindia bagian timur lebih dingin dari biasanya [6]. Oleh karena itu, angin akan bergerak berlawanan arah dari barat ke timur. Hal ini menyebabkan perairan barat Sumatra akan menerima dampak fenomena IOD dan tempat acuan terjadinya IOD [7].

Fenomena Madden Julian Oscillation (MJO) dominan terjadi di kawasan ekuator yang memiliki periode osilasi harian karena pengaruh dari konveksi awan yang terbentuk di atas Samudra Hindia bagian timur (sebelah barat perairan Indonesia), yang kemudian awan-awan akan bergerak ke arah timur di sepanjang garis ekuator [8]. Fenomena MJO dapat diartikan sebagai model osilasi yang dominan dari variabilitas daerah tropis [9]. Fenomena MJO dapat dimanifestasikan dalam skala waktu yang berkisar antara 30-90 hari dari propagasi (penjalaran) proses konveksi ke arah timur melalui penyimpangan dengan skala besar. MJO juga dapat dikategorikan sifat kuat dan lemahnya dalam MJO kuat dan MJO lemah yang kemunculannya dapat diidentifikasi dengan Outgoing LongwaveRadiation(OLR) [10].

Berdasarkan hal tersebut, penting untuk dilakukan penelitian mengenai variabilitas angin pada fenomena IOD dan MJO di wilayah perairan barat Sumatra untuk mendukung penelitian proses interaksi laut-atmosfer. Penelitian ini dapat digunakan untuk mengetahui dan menganalisis variabilitas angin permukaan di perairan Samudra Hindia khususnya di barat Sumatra.

Metode

Penelitian ini menggunakan data sekunder berupa data angin rata-rata bulanan, data indeks IOD dan MJO selama rentang 40 tahun dari tahun 1982-2021, dengan daerah kajian wilayah perairan barat Sumatra yang secara geografis berada di 6⁰ LU-10⁰ LS serta 95⁰-110⁰ BT. Adapun lokasi penelitian ditunjukkan pada Gambar 2.1.

Figure 1.Peta penelitian perairan barat Sumatra

Data yang digunakan berupa data sekunder, yaitu data angin rata-rata bulanan yang diperoleh dari situs psl.noaa.gov/data/gridded/data.ncep.reanalysis2 serta data DipoleModeIndex(DMI) yang diperoleh dari situs (http://psll.noaa4.gov_wgsp /Timeseries/DMI/) berupa data rata-rata bulanan dan data indeks time series Real TimeMultivariate MJO (RMM) dari situs (berupa data rata-rata bulanan selama 40 tahun (1982-2021).

Hasil dan Pembahasan

A. Kecepatan Angin di WilayahPerairqan Barat Sumatra

Figure 2.Kecepatan Angin di WilayahPerairqan Barat Sumatra

Figure 3.Kecepatan Angin di WilayahPerairqan Barat Sumatra

Data angin yang diperoleh dari situs psl.noaa.gov/data/gridded/data.ncep.reanalysis2 diolah menggunakan software GrADS berupa data rata-rata bulanan. Berdasarkan data yang diperoleh terlihat bahwa pada bulan Agustus 1982 dan bulan Agustus 1983 di barat Sumatra kecepatan angin yang dihasilkan meningkat, proses pergerakan arah angin permukaan tersebut yang saling berkebalikan, yang berdampak terhadap curah hujan yang disebabkan perbedaan pemanasan dalam skala luas, sedangkan pada bulan September 1982 dan September 1983 kecepatan angin yang dihasilkan semakin kecil atau lemah karena disebabkan perbedaan tekanan di wilayah perairan barat Sumatra.

B. Hubungan IOD dan MJO

Table 1.Indeks IOD

Tahun	Bulan	Indeks IOD	Tahun	Bulan	Indeks IOD
1982	Januari	0.144	1983	Januari	-0.482
1982	Februari	0.145	1983	Februari	-0.587
1982	Maret	0.146	1983	Maret	-0.752
1982	April	0.147	1983	April	-0.556
1982	Mei	0.148	1983	Mei	-0.059
1982	Juni	0.149	1983	Juni	0.371
1982	Juli	0.150	1983	Juli	0.525
1982	Agustus	0.151	1983	Agustus	0.345
1982	September	0.152	1983	September	-0.069
1982	Oktober	0.153	1983	Oktober	-0.288
1982	November	0.154	1983	November	-0.343
1982	Desember	0.155	1983	Desember	-0.101

Figure 4.Gambar (Atas). Roadmap Fase MJO, Gambar (Bawah). Hubungan IOD dan MJO

Berdasarkan data yang diperoleh bahwasannya IOD positif terjadi pada bulan Oktober 1982 dan IOD negatif terjadi pada bulan Maret 1983, sedangkan MJO kuat terjadi pada bulan Februari 1982 dan MJO lemah terjadi pada bulan Oktober 1983. Angin barat yang kecepatannya lemah bergerak dari Samudra Hindia bagian barat menuju ke pantai barat Sumatra atau bergerak menuju Samudra Hindia bagian timur pada kondisi normalnya. Pada bagian pantai barat Sumatra, anomali SPL negatif lebih rendah dari suhu normalnya saat terjadinya fenomena IOD sehingga mengakibatkan tekanan tinggi di barat Sumatra dan di pantai timur Afrika terdapat anomali SPL positif yang lebih tinggi dari kondisi normalnya menyebabkan bertekanan rendah. Dari data MJO yang diperoleh dapat diketahui bahwasannya MJO kuat terdapat pada fase-2 di Samudra Hindia bagian barat pada bulan Februari 1982, sedangkan MJO lemah terjadi di fase-3 di Samudra Hindia bagian timur.

Simpulan

Berdasarkan hasil pengolahan data penelitian di perairan barat Sumatra dapat disimpulkan bahwa pada bulan Agustus 1982 dan bulan Agustus 1983 di barat Sumatra kecepatan angin yang dihasilkan meningkat, sedangkan pada bulan September 1982 dan September 1983 kecepatan angin yang dihasilkan semakin kecil atau lemah karena disebabkan perbedaan tekanan di wilayah perairan barat Sumatra. Fenomena IOD positif terjadi pada bulan Oktober 1982 dan IOD negatif terjadi pada bulan Maret 1983, sedangkan MJO kuat terjadi pada bulan Februari 1982 dan MJO lemah terjadi pada bulan Oktober 1983. Hasil yang di dapat menunjukkan adanya variabilitas angin pada fenomena IOD dan MJO dan mengetahui pengaruhnya di wilayah perairan barat Sumatra.

References

1. K. Wyrtki, "Physical Oceanography of The South East Asian Water," Naga Report, vol. 2, The University of California, La Jolla, California, 1961.
2. Y. A. Nugroho, "Penerapan Sensor Optocoupler Pada Alat Pengukur Kecepatan Angin Berbasis Mikrokontroler AVR ATmega8535," Skripsi, Universitas Negeri Semarang, 2011.
3. F. H. Napitupulu and S. Siregar, "Perancangan Turbin Vertikal Axis Savonius Dengan Menggunakan 8 Buah Sudut Lengkung," Jurnal Dinamis, I(13), 2013.
4. S. Hutabarat, "Pengaruh Kondisi Oseanografi Terhadap Perubahan Iklim, Produktivitas dan Distribusi Biota Laut," Pidato Pengukuhan Jabatan Guru Besar Madya Dalam Ilmu Osranografi Pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Diponegoro, Semarang, 2001.
5. T. E. Kailaku, "Pengaruh ENSO (El Nino-Southern Oscillation) dan IOD (Indian Ocean Dipole) Terhadap Dinamika Waktu Tanam Padi di Wilayah Tipe Hujan Equatorial dan Monsunal (Studi Kasus Kabupaten Pesisir Selatan, Sumatera Barat dan Kabupaten Karawang, Jawa Barat)," Skripsi, Jurusan Meteorologi FMIPA IPB, Bogor, 2009.
6. N. H. Saji et al., "A Dipole Mode in the Tropical Indian Ocean," Nature, vol. 401, pp. 360-363, 1999.
7. E. Yulihastin and N. Febrianti, "Impacts of El Nino and IOD on the Indonesian Climate mechanism of air-sea interaction to change of diurnal rainfall over java View project Ais-Sea Interaction an It’s Impact on Anomalously-Wet Dry Season View project Impacts of El Nino and IOD on the Indonesian Climate," https://www.researchgate.net/publication/323 783989, 2009.
8. E. D. Maloney and D. L. Hartmann, "Modulation of Eastern North Pacific Hurricanes by the Madden-Julian Oscillation," 2000.
9. R. A. Madden and P. Julian, "Detection of a 40-50 Day Oscillation In The Zonal Wind In The Tropical Pacific," J Atmos Sci, vol. 28, pp. 702-708, 1971.
10. A. Purwaningsih, T. H. Anis, and F. A. Dita, "Kondisi Curah Hujan dan Curah Hujan Ekstrem Saat MJO Kuat dan Lemah: Distribusi Spasial dan Musiman di Indonesia," Jurnal Sains dan Teknologi Modifikasi Cuaca, vol. 21, no. 2, pp. 85-94, 2020.