## STUDI INSTRUMEN CEILOMETER ALLWEATHER 8339 DAN DATA HASIL PENGUKURAN DI STASIUN METEOROLOGI MINANGKABAU PADANG
Serly Samarantika 1) Asrizal 2) Zulhendri Kamus 3)
1) 1)Mahasiswa Pendidikan Fisika, FMIPA Universitas Negeri Padang
2) 2)Staf Pengajar Jurusan Fisika, FMIPA Universitas Negeri Padang Serly17503@gmail.com

## ABSTRACT
The  cloud  height  measurement  has  important  role  in  aviation  field.  One  of  instruments  that  is  used  to measure the cloud height is ceilometer. The existance of ceilometer isn’t so common in daily life unlike other weather  elements  measuring  device  such  as  thermometer,  barometer  and  so  on.  This  cause  lack  of  learning source and knowledge over the cloud parameters for students or obeservers. For this reason, the research about ceilometer instrument is important. The aim of this research is to describe the operation principle of ceilometer and  to  determine  the  data  results  interpretation  of  the  instrument  to  give  support  for  instrument’s  future development. This research can be classified into the descriptive research category. The object of the research is Ceilometer Allweather 8339 in Minangkabau International Airport and its data results during 14 days. The data was  analyzed  using  analysis  descriptive  technique.  This  was  executed  by  collecting  any  kinds  of  information from  field  and  literatures.  Based  on  the  data  analysis  can  be  stated  two  of  research  results.  First,  ceilometer works based on Lidar Principle and using NWS ASOS Sky Condition Algorithm as programming algorithm. The transmitter  is  InGaAs  Laser  diode  and  Avalanche  Photo  Diode  is  used  as  receiver.  Second,  the  measurement result data from 1st July 2017 until 14 July 2017 shows variative pattern in height, sky condition and amount of layers every hours.For example the date that consist of the most low clouds is 7th July 2017 and cloud rarely formed on 3rd July 2017.
Keywords : Ceilometer, Cloud height, Lidar, Sky condition

## PENDAHULUAN
Parameter  ketinggian  dasar  awan  merupakan salah  satu  unsur  cuaca  yang  memiliki  peranan penting dalam kehidupan. Ketinggian awan memiliki peranan  penting  dalam  analisis  curah  hujan mengingat  presipitasi  erat  kaitannya  dengan  kondisi awan.  Peranan  penting  lainnya  adalah  dalam penerbangan  untuk  menentukan  keamanan  dalam transportasi  udara.  Hal  ini  disebabkan  awan  dapat mengganggu  pandangan  seorang  pilot  baik  untuk mendarat maupun selama berada di udara.
Awan ialah massa terlihat dari tetesan air yang mengalami  kondensasi  atau  kristal  beku  yang mengapung  di  atsmosfer  di  atas  permukaan [1] . Ber- dasarkan  ketinggiannya,  awan  terbagi  menjadi  tiga kelompok  yaitu  awan  tinggi,  awan  menengah  dan awan  rendah.  Awan  tinggi  berada  pada  ketinggian 8000m  sampai  18000m.  Awan  yang  tergolong  awan tinggi  adalah  awan  tipis  bergumpal  seperti  Cirrus, awan tipis berbentuk lapisan seperti Cirrostratus, dan awan bergumpal seperti permen kapas Cirrocumulus. Awan  menengah  berada  pada  ketinggian  antara 2000m  sampai  8000m.  Awan  yang  tergolong  awan menengah  adalahawan  Altostratus  yang  terlihat seperti  awan  Cirrostratus  namun  dalam  warna  yang lebih  gelap,  dan  Altocumulus  yang  bergumpal berwarna  kelabu.  Awan  rendah  berada  pada ketinggian  dibawah  2000m.  Awan  yang  tergolong awan rendah adalah awan kelabu gelap Nimbustratus,
awan  bertumpuk  Stratocumulus,  sementara  awan dengan warna kelabu merata Stratus [2] . Pengamatan  terhadap  awan  memiliki  kepen- tingan  yang  besar  untuk  studi  iklim,  prediksi  cuaca dan  keamanan  transportasi  udara.  Awan  dapat memantulkan  sinar  matahari  dan  juga  menangkap radiasi  infra  merah  yang  datang  dari  permukaan. Karena  awan  adalah  indikator  yang  menyatakan kondisi atmosfer setempat, tinggi awan, tipe dan luas lapisan awan menyediakan wawasan untuk kondisi di berbagai  tempat  di  atmosfer.Pengamatan  terhadap awan  dilakukan  di  stasiun  meteorologi  untuk  ber- bagai kepentingan. Khusus untuk stasiun meteorologi yang beroperasi untuk kebutuhan bandara, parameter awan  yang  diukur  adalah  ketinggian  awan  dan kondisi  langit  akibat  formasi  awan.  Untuk  tujuan meteorologi,  observasi  dan  pengukuran  terhadap awan bertujuan untuk mengetahui banyak awan, jenis awan,  dan  tinggi  dasar  awan [3] .Ketinggian  awan biasanya  dinyatakan  dalam  satuan  kaki/ feet (ft). Sementara  formasi  awan  atau  kondisi  langit dilaporkan dalam okta atau kelipatan 8.
Sampai  akhir  abad  lalu,  penentuan  tutupan awan  dan  estimasi  ketinggian  awan  umumnya dilakukan  oleh  pengamat  manusia.  Sebenarnya, selama  bertahun  –  tahun  pengamatan  manusia  telah merekam  tutupan  langit  oleh  awan  dalam  okta  atau sepersepuluh,  jumlah  awan  terendah  dan  jenis  awan di  seluruh  dunia  tiga  kali  sehari.  Dengan  informasi
ini  sesorang  dapat  memperkirakan  dugaan  tinggi dasar awan. Tentunya ini tidak mewakili pengukuran yang eksak, tapi memberikan pendekatan yang sangat bermanfaat sepanjang sejarah [4] .
Untuk  menggantikan  pengamat  manusia mendapatkan  hasil  pengamatan,  memberi  objek- tifitas,  dan  mengurangi  biaya  pada  saat  yang bersamaan  diciptakan  kamera  langit.  Kamera  dapat memotret  kondisi  langit  sepanjang  cahaya  tampak dan  infrared.  Kamera  dengan  spektrum  cahaya tampak  mendeteksi  dan  mengelompokkan  awan berdasarkan  warna  dan  intensitas  antara  tipe  awan yang  berbeda  dan  langit  dengan  mengekstrak  pixel dari gambar digital langit yang difoto [4] .
Gambar  1.  Simbol  Tutupan  Langit  Oleh  Awan  Da- lam Pengamatan Manual
Instrumen  terbaru  yang  digunakan  untuk pengamatan  awan  adalah  ceilometer.  Ceilometer adalah  Instrumen  paling  umum  yang  digunakan untuk  menentukan  ketinggian  dasar  awan [5] .  Ceilo- meter adalah instrumen yang menyediakan perkiraan akurat  dan  berkelanjutan  dari  dasar  awan  sebagai output standarnya [6] . Selain ceilometer, penginderaan jarak  jauh  untuk  ketinggian  awan  juga  dapat  dengan menggunakan  instrumen  lainnya,  salah  satunya adalah  instrumen  Lidar.  Dibandingkan  Lidar  yang memiliki  biaya  pembelian  dan  perawatan  yang  lebih mahal,  ceilometer  dapat  dikatakan  memiliki  biaya perawatan yang lebih murah dan berdaya rendah.
Ceilometer  yang  pertama  kali  dibuat  meng- gunakan  prinsip  proyektor  sinar  yang  berputar. Ceilometer ini dinamakan Rotating Beam Ceilometer (RBC). RBC digunakan secara luas untuk pemakaian dilokasi  yang  tetap.  RBC  terdiri  dari  transmitter  dan receiver  yang  terpisah  jauh  sepanjang  jarak  yang telah ditentukan. Unit transmitter berputar sementara unit receiver diatur sebidang dengan unit transmitter. Awan  dengan  volume  tertentu  akan  menghasilkan sinar  hamburan  kembali  ( backscatter )  dan  dideteksi oleh  receiver [7] .  RBC  kemudian  digantikan  Laser Ceilometer  yang  menggunakan  sinyal  laser  me- nentukan  ketinggian  dasar  awan  diatas  permukaan
tanah.  Sistemnya  terdiri  dari  tiga  komponen  yaitu: transmitter, yang menembakkan laser menuju zenith, detektor,  yang  menerima  berbagai  bentuk  energi yang dikembalikan ke bumi setelah menumbuk dasar awan, rekorder yang menguatkan sinyal kembali [8] .
Tidak  seperti  alat  ukur  parameter  cuaca lainnya  seperti  termometer  atau  barometer,  kebe- radaan  ceilometer  cukup  jarang  ditemukan  di  suatu area. Umumnya ceilometer dapat ditemukan di suatu bandara  atau  stasiun  meteorologi  yang  melakukan pengukuran  terhadap  awan.  Di  Sumatera  Barat, ceilometer  hanya  terdapat  di  tempat  seperti  Bandara Internasional  Minangkabau  dan  GAW  Kototabang. Hal  ini  menyebabkan  kurangnya  pengetahuan  dan kajian  mahasiswa  peneliti  mengenai  instrumen ceilometer  baik  itu  keberadaan,  fungsi  alat  maupun prinsip  kerjanya.  Oleh  karena  itu  peneliti  tertarik untuk  melakukan  pembahasan  mengenai  instrumen Ceilometer sehingga dapat memperkaya pengetahuan baik  peneliti  maupun  pelajar  lainnya  yang  ingin mengetahui prinsip  kerja alat  ini dari  sisi instrumen- tasi dan juga seperti apa data yang dihasilkan.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  dilakukan  di  Stasiun  Meteorologi Kelas II Minangkabau  yang terletak di area Bandara Internasional Minangkabau (BIM) di daerah
Ketaping.  Stasiun meteorologi merupakan salah satu bagian  dari  Badan  Meteorologi  Klimatologi  dan Geofisika  (BMKG).  BMKG  merupakan    Lembaga Pemerintah  Non  Departemen  Indonesia yang mempunyai  tugas  melaksanakan  tugas  pemerintahan di bidang meteorologi, klimatologi, dan geofisika.Pelaksanaan  penelitian  dilakukan  selama  6 bulan.  Penelitian  dilakukan  dalam  beberapa  tahap. Tahapan  -  tahapan  tersebut  adalah  sebagai  berikut  : penulisan proposal penelitian, menganalisis instrumen, peng-ambilan data, dan pengolahan data.
Jenis penelitian yang akan dilakukan tergolong  pada  penelitian  deskriptif.  Dalam  peneliti- an deskriptif ini dilakukan tinjauan kepustakaan yang relevan,  mengidentifikasi  objek  penelitian,  meng- analisis  instrumen,  mengambil  data  dan  mengolah data.Penelitian  deskriptif  dilakukan  dengan  tujuan untuk  menggambarkan  secara  sistematik  fakta  dan karakteristik objek yang diteliti secara tepat.
Objek  dari  penelitian  ini  adalah  instrumen Ceilometer.  Ceilometer  yang  akan  dianalisis  adalah merk  Allweather  model  8339  beserta  data  hasil pengukurannya selama 2 minggu yaitu mulai tanggal 1  Juli  2017  sampai  14  Juli  2017.Agar  penelitian dapat  dilakukan  dengan  lancar  dan  untuk  men- dapatkan  data  yang  sesuai  dengan  tujuan  penelitian dikemukakan beberapa rancangan pengukuran dalam penelitian yaitu :
a. menentukan  spesifikasi  performansi  Ceilometer Allweathher  8339  dengan  langkah  –  langkah sebagai berikut: mengambil data ketinggian awan yang  direkam  Ceilometer  lalumengkonversi  data
hasil pengukuran yang berbentuk kode yang biasa digunakan  dalam  dunia  meteorologi  menjadi bentuk yang lebih sederhana dan mudah dipahami b. mendeskripsikan data hasil pengukuran ketinggian awan
Dalam  penelitian  ini  data  diperoleh  dari  hasil pengukuran  ketinggian  awan  oleh  Ceilometer Allweather  8339  di  BIM.  Data  ini  merupakan  data sekunder.  Data  kemudian  dianalisis  menggunakan teknik  analisis  deskriptif,  analisis  instrumen,  dan analisis data.

## HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
1. Hasil Penelitian
a. Deskripsi Ceilometer Allweather 8339
Ceilometer  Model  8339  adalah  salah  satu ceilometer  keluaran  perusahaan  Allweather  Inc. Ceilometer  model  8339  yang  juga  dikenal  sebagai Cloud  Height  Indicator (CHI)  atau  Ceilometer  AWI 8339  merupakan  indikator  ketinggian  awan  yang didesain  untuk  pemasangan  di  bandara,  stasiun meteorologi,  atau  dimanapun  informasi  dasar  awan dibutuhkan.Ceilometer  ini  memiliki  kemampuan untuk  memantau  kondisi  langit  secara  berkala  dan melaporkan  hingga  4  lapisan  dasar  awan  dan ketinggian  25000  ft  diatas  permukaan  tanah.  Dalam pemasangannya  di  bandara,  ceilometer  AWI  8339 merupakan  salah  satu  sensor  yang  tergabung  dalam instrumenAWOS  3000( Automated  Weather  Ob- serving System 3000 ) yang juga merupakan keluaran perusahaan yang sama [9] .
Gambar 2 . Ceilometer Allweather 8339
Ceilometer  AWI  8339  terdiri  dari  beberapa bagian  yaitu  :  Modul  Optik,  Power  supply,  Circuit Breaker,  Board  Akuisisi  data,  dan  heater/blower (optional).  Modul  optik  terdiri  atas  transmitter  laser, receiver.  komponen  pendeteksi  kekotoran  window,
filter  interferensi,  dan  pembatas  tegangan  tinggi. Transmitter  yang  digunakan  adalah    905  ±10  nm InGa As laser dioda. Receiver yang digunakan adalah interference  filter  selebar  3  nm  dan  beberapa  lensa kecilyang  akan  memfokus  cahaya  pada  avalanche photodiode  (APD).Avalanche  photodiode  (APD) merupakan  salah  satu  jenis  fotodioda  yang  memiliki sensitivitas  lebih  tinggi  dari  fotodioda  lainnya.  APD secara  internal  melipat  gandakan  arus  foto  sinyal primer  sebelum  memasuki  sirkuit  penguat  sinyal (meningkatkan sensitifitas penerima).

## Gambar 3. Modul Optik
Ceilometer  8339  memiliki  pendeteksi  khusus untuk  kekotoran  jendela  optik.  Detektor  ini  akan mengontrol  Heater/  Blower  untuk  menjaga  agar jendela optik bersih dari debu, salju, dan air. Blower dan  heater  terdiri  dari  motor  pengipas  dan  beberapa resistor    yang  tersusun  secara  paralel  serta  sebuah sensor temperatur.
Power  Supply  merupakan  sumber  daya  bagi Ceilometer  8339.  Power  supply  menerima  daya  AC dan  menyediakan  13.5  V  arus  DC . Circuit  Breaker merupakan  saklar  pemutus  tegangan  rangkaian listrik.  Keberadaan  circuit  breaker  sangat  penting bagi  instrumen  seperti  ceilometer  sebagai  pengaman apabila  terjadi  kelebihan  arus,  hubungan  singkat, percikan api dan lainnya.
Gambar 4. Power Supply dan Circuit Breaker
Board akuisisi data merupakan yang mengontrol  semua  fungsi  ceilometer.  Board  akuisisi
data mengontrol tiga bagian utama alat yaitu interval output,  yaitu  interval  laser  ditembakkan  ke  angkasa, Format  data,  yaitu  mengenai  bagaimana  hasil pengukuran  dilaporkan  di monitor  observasi, danKontrol,  atau  sebagai  pengatur  keseluruhan kinerja dan komunikasi alat. Board akuisisi data pada dasarnya  adalah  sebuah  mikroprosessor  yaitu Mikroprosessor Motorola Coldfire
Gambar 5. Board Akuisisi Data Keseluruhan  bagian  ceilometer  AWI  8339 bekerja secara sistematis yang secara sederhana dapat dilihat pada blok diagram Gambar 6.
Gambar  6.  Blok  DiagramInstrumen  Ceilometer .. Allweather 8339
Proses  kerja  alat  akan  dimulai  dari  suplai listrik  oleh  power  supply  ke  rangkaian  elektronik, board  akuisisi  data  akan  mengatur  interval  output yang  dibutuhkan  lalu  memberi  sinyal  untuk transmitter  menembakkan  laser  ke  atmosfer.  Data sinar  terhambur  kembali  akan  diterima  oleh  receiver dan  di  teruskan  ke  bagian  proses  data  pada mikroprosesor  board  akuisisi  data  dengan  meman- faatkan  jalur  komunikasi  data.  Data  yang  telah diproses akan dikirimkan  ke Unit proses data sentral yang  terdapat  pada  AWOS  3000  untuk  nantinya ditampilkan  ke  monitor  baik  lewat  jalur  kabel maupun  internet.  Sebagai  tambahan,  apabila  jendela
Ceilometer mengalami kekotoran maka dirty window PCB  yang  terdapat  pada  optical  module  akan memberi sinyal kepada heater/blower yang diaktifkan oleh  daya  yang  berasal  dari  power  supply  untuk membersihkan jendela optik
Ceilometer  AWI  8339  bekerja  menggunakan prinsip Lidar ( Light Detection And Ranging ) dimana transmitter alat menembakkan sinar laser ke atmosfer kemudian  sinar  laser  akan  berinteraksi  dengan berbagai  partikel  yang  ada  di  udara  termasuk  awan sehingga  menimbulkan  hamburan  sinar  kembali ( backscatter )  yang  ditangkap  oleh  receiver [10] .  Sinar backscatter yang diterima akan diproses menjadi data ketinggian  awan  dengan  hubungan  antara  tinggi awan  (h),  kecepatan  cahaya  laser  (c)  dan  waktu tempuh sinar untuk menuju ke objek hingga terpantul kembali (t) adalah:
ℎ = 𝑐𝑡 2 ………………......……......………(1)
Dalam  teknik  Lidar  terdapat  dua  jenis penyusunan  transmitter  dan  receiver.  Susunan pertama  adalah  coaxial,  dimana  transmitter  dan receiver  berada  dalam  posisi  yang  sama  dan  sinyal dipisahkan  menggunakan  suatu  komponen  semacam beam splitter . Susunan  kedua adalah biaxial, dimana transmitter berada di sebelah receiver dengan bidang pancaran mengenai bidang penerimaan receiver pada titik  fokus  tertentu  dan  bagian  sebelum  bidang pancaran receiver dan transmitter bersilangan disebut titik  buta  alat  dan  tidak  bisa  menerima  sinyal backscatter apapun.  Ceilometer  AWI  8339  meng- gunakan susunan biaxial. Perbedaan mendasar antara susunan  coaxial  dan  susunan  biaxial  dapat  dilihat padaGambar 7.
Gambar 7. Perbedaan Susunan Coaxial Dan Susunan
. Biaxial Dalam Lidar
Proses  terjadinya backscatter oleh  suatu partikel di atmosfer dapat dijelaskan oleh dua proses tergantung  ukuran  partikel.  Proses  tersebut  adalah hamburan  Rayleigh  dan  hamburan  Mie.  Hamburan Rayleigh  terjadi  apabila  partikel  penghambur  sangat
kecil  sekali  dibandingkan  panjang  gelombang  sinar sementara  hamburan  Mie  terjadi  apabila  sinar berinteraksi  dengan  partikel  penghambur  dengan ukuran  hampir  menyamai  atau  agak  lebih  besar daripada panjang gelombang sinar [11] .
Selain  menghasilkan  data  ketinggian  awan secara real-time ceilometer  AWI  8339  juga mendeteksi  banyaknya  lapisan  awan  di  atas  alat  dan banyaknya  jumlah  awan  yang  menutupi  langit (kondisi langit). Baik data ketinggian, banyak lapisan atau kondisi langitdiperoleh dengan memproses sinar backscatter menggunakan algoritma tertentu. Khusus untuk  ceilometer  AWI  8339  algoritma  yang digunakan  adalah  berdasarkan NWS  ASOS  Sky Condition  algorithm (Algoritma  Kondisi  Langit NWS ASOS)
Karena  awan  selalu  bergerak  sementara ceilometer dalam keadaan statis sehingga hanya bisa “melihat”  awan  di  atasnya,  maka  teknik spatial averaging yang  digunakan  pengamat  secara  manual diganti  dengan  teknik time  averaging yaitu  teknik memproses data backscatter selama selang waktu 30 menit  untuk  mewakili  keadaan  keseluruhan  area disekitar  alat.  Dengan  menerapkan  teknik  ini  maka algoritma pengukuran ceilometer dapat dilakukan.
Sinar backscatter yang  telah  diterima  alat akan  diproses  dan  dipilah  menjadi  3  kategori berdasarkan  pola backscatter- nya  yaitu  “cloud  hit”, “unknown hit”, dan “no hit”. Cloud hit terjadi apabila sinar  laser  mengenai  kerapatan  massa  jenis  yang cukup rapat yaitu awan sehingga terjadi peningkatan jumlah backscatter secara  mendadak  dan  me- nunjukkan  pola  yang  tajam.  Unknown  hit  terjadi apabila  sinar  laser  mengenai  kerapatan    massa  jenis yang  tidak  terlalu  rapat  sehingga  pola  peningkatan backscatter tidak  begitu  tajam.  Hal  ini  biasa  terjadi ketika  laser  mengenai  kabut  tebal  atau  presipitasi sehingga  alat  tidak  melaporkannya  sebagai  adanya awan.  Sedangkan  no  hit  adalah  kondisi  sinar  laser tidak  mengenai  kerapatan  massa  jenis  apapun  dan tidak  menghasilkan backscatter sehingga  diartikan sebagai langit cerah [12] . Data backscatter yang  diperoleh  selama  12 menit  kemudian  hasil-  hasil  sampel  tersebut  di- kumpulkan  untuk  disampel  tiap  30  detik  sekali.. Selama  30  menit  hasil  sampel  tersebut  kemudian dikelompokkan ke dalam kelompok – kelompok data yang  mewakili  ketinggian  dari  0  ft  hingga  12500ft atau  25000  ft  apabila  terdapat  beberapa  cloud  hit. Data  selama  10  menit  terakhir  diproses  2  kali  guna memperoleh hasil yang lebih terkini sehingga selama 30 menit diperoleh 80 buah sampel 30 detik. Delapan puluh  sampel  tersebut  akan  dibulatkan  kedalam kelompok  data  baru  dengan  ketentuan  sebagai berikut: data dengan ketinggian antara 0 hingga 5000 ft  dibulatkan  ke  100  ft  terdekat,  data  dengan  keting- gian antara 5000 hingga 10000 ft dibulatkan ke 200 ft terdekat,  dan  data  dengan  ketinggian  diatas  10000  ft dibulatkan  ke  500  ft  terdekat,  Kelompok  data  yang
baru  ini  disebut  layer.  Alat  nantinya  akan  memilih antara 1 sampai 3 layer untuk ditampilkan di monitor yang akan menampilkan data keluaran seluruh sensor AWOS  3000  baik  menggunakan  kabel  maupun menggunakan  jaringan  internet  sesuai  ketentuan format laporan METAR/SPECI (NOAA : 1998).

## Tabel. 1. Keterangan Kondisi Langit
Parameter Definisi MM Data yang tersedia tidak cukup untuk menghasilkan output. Laporan yang valid selama 30 menit dibutuhkan untuk menghasilkan data output kondisi langit CLR/NCD Kurang dari 6% tertutup awan lapisan apapun FEW Lebih dari 6% tertutup awan dan kurang dari 25% untuk lapisan tertentu SCT Lebih dari 25% tertutup awan dan kurang dari 50% untuk lapisan tertentu BKN Lebih dari 50% tertutup awan dan kurang dari 87.5% untuk lapisan tertentu OVC
Lebih dari 87.5% tertutup awan

## (Sumber : Ceilometer 8339 User’s Manual)
Kondisi  langit (Sky  condition) atau  banyaknya tutupan  langit  oleh  awan  ditentukna  dengan mentotalkan  jumlah  cloud  hit  pada  tiap  layer  dan menghitung  perbandingan  banyak  cloud  hit  dengan total kemungkinan terjadinya cloud hit selama selang waktu  30  menit.  Data  ini  lalu  dikonversi  ke  dalam istilah  yang  ekuivalen  dengan  pengamatan  manusia sehingga  menghasilkan  data  dengan  format  seperti yang diterangkan pada Tabel 1. Salah satu contohnya seperti  “OVC020  BKN230”  yang  dilaporkan  dalam ratusan feet mewakili kondisi Overcast pada 2,000 ft dan Broken pada 23,000 ft.
b. Analisis Data Hasil Pengukuran
Data hasil pengukuran ceilometer dapat dilihat pada  monitor  komputer  khusus  yang  terpasang  di ruangan  observasi  di  BIM.  Data  yang  tampil  di komputer  akan  langsung  terekam  secara  otomatis oleh  komputer.  Tampilan  komputer  tersebut  dapat dilihat  pada  Gambar  8  tepatnya  pada  bagian Sky Condition  33. Angka  33  pada  monitor  menunjukkan posisi  ceilometer  berada  pada runway nomor  33 lapangan udara

## Gambar 8. Tampilan Data Ceilometer Pada Monitor
. Komputer Ruang Observasi
Pengukuran  terhadap  ketinggian  dasar  awan dilakukan  selama  14  hari  mulai  dari  1  Juli  2017 hingga  14  Juli  2017.  Pengukuran  dilakukan  di Bandara  Internasional  Minangkabau  menggunakan Ceilometer  AWI  8339.  Dari  hasil  pengukuran  yang diperoleh dapat diambil 4 topik yang akan dianalisis.
Topik  pertama  adalah  ketinggian  awan  yang terukur oleh ceilometer di atas Bandara Internasional Minangkabau. Setelah memplot seluruh data menjadi grafik  perhari  menjadi  diagram  batang,  dapat diperoleh  gambaran  mengenai  ketinggian  awan  di BIM  mulai  tanggal  1  Juli  2017  sampai  14  Juli  2017 untuk beberapa kondisi ekstrim berdasarkan ketinggian dasar awan sebagai berikut :
Tabel  2.Interpretasi  Data  Ketinggian  Awan  Tanggal
1 Juli 2017 – 14 Juli 2017 Parameter Keterangan Ketinggian awan maksimum yang terukur 32000 ft pada 10/7/2017 pukul 19:00 WIB Ketinggian awan minimum yang terukur 200 ft pada 9/7/2017 pukul 16:00 WIB Dasar awan dengan ketinggian tertinggi 25000 ft pada 5/7/2017 pukul 17:00 WIB Dasar awan dengan ketinggian terendah 200 ft pada 9/7/2017 pukul 16:00 WIB Tanggal dengan awan tinggi mendominasi 8/7/2017 Tanggal dengan awan rendah mendominasi 7/7/2017
Awan  terbagi  atas  3  kelompok  berdasarkan ketinggiannya. Apabila ketinggiannya dibawah 2 km maka  disebut  awan  rendah.  Apabila  ketinggiannya antara  2  km  hingga  8  km  disebut  awan  menengah. Apabila  ketinggiannya  antara  8  km  hingga  18  km maka disebut awan tinggi. Dalam dunia penerbangan, awan  yang  berbahaya  bagi  pesawat  adalah  awan rendah  atau  ceiling,  dengan  kata  lain  awan  dengan
ketinggian diatas 4 oktas. Kondisi BKN (Broken) dan OVC  (Overcast)  sering  dilaporkan  sebagai  adanya ceiling di langit.
Sebagai  contoh  pada  Gambar  9  dapat  dilihat bahwa  pada  tanggal  7  Juli  2017  langit  didominasi awan  dengan  ketinggian  rendah  dibawah  6500  ft. Awan  tertinggi  yang  terdeteksi  berada  pada  lapisan ke 3 yaitu pada pukul 18.00 dengan ketinggian 15000 ft  sementara  itu  awan  dengan  ketinggian  terendah terjadi pada pukul 11.00 dan 12.00 dengan ketinggian awan pada lapisan pertama yaitu 300 ft
Gambar  9 . Ketinggian  Awan  pada  Tanggal  7  Juli 2017
Topik  kedua  adalah  persentase  tutupan  langit oleh  awan.  Hal  ini  mengacu  pada  kondisi  langit . Setelah  memplot  seluruh  data  yang  diperoleh menjadi  diagram  batang  per  hari,  maka  dapat  di- ketahui bahwa :
Tabel 3. Interpretasi Data Persentase Tutupan Langit Tanggal 1 Juli 2017 – 14 Juli 2017
Parameter Keterangan Tanggal dengan kondisi langit paling sering cerah (dominan NCD) 3/7/2017 Tanggal dengan kondisi langit paling sering berawan (minim NCD) 7/7/2017 Tanggal dimana langit hampir selalu tertutup awan (dominan OVC) 7/7/2017
Dengan  memplot  data  14  hari  pengukuran maka  terlihat  tiga  kondisi  ekstrim  yang  berkaitan dengan jumlah tutupan langit oleh awan atau kondisi langit . Salah  satunya  yaitu  kondisi  dimana  langit hampir  selalu  ditutupi  awan  atau  jarang  terdeteksi adanya awan atau NCDyang terjadi pada 7 Juli 2017 seperti  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  10.Terlihat bahwa langit selalu ditutupi awan kecuali pada pukul 2.00  dimana  kondisi  NCD  terjadi.  Langit  pada tanggal 7 Juli tidak hanya didominasi awan tapi juga
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 00:00 06:00 12:00 18:00 Ke ti n gg ian ( ft) Jam (WIB) Lapisan 1 Lapisan 2 Lapisan 3
didominasi  kondisi  OVC  paling  banyak  selama  14 hari pengukuran dan terjadi baik di lapisan 1, lapisan 2  maupun  lapisan  3.  Tercatat  bahwa  kecuali  pada pukul  2.00  langit  selalu  tertutup  awan  sebanyak kurang lebih 87.5 % dan 100%
Gambar10. Persentase Tutupan Langit pada Tanggal7 Juli 2017
Topik  ketiga  adalah  banyak  lapisan  awan yang  terdeteksi  ceilometer.  Setelah  memplot  seluruh grafik  perhari,  didapatkan  bahwa  lapisan  awan sebanyak 1 lapis paling sering terjadi pada tanggal 3 Juli  2017.  Sementara  lapisan  awan  sebanyak  3  lapis paling sering dijumpai tanggal 4 Juli 2017 dan 7 juli 2017. Sebagai contoh pada Gambar 11 terlihat bahwa mulai  tengah  malam  hingga  pukul  10.00  pagi  langit ditutupi  satu lapisan awan namun  mulai pukul 11.00 hingga  23.00  langit  didominasi  awan  sebanyak  dua sampai  tiga  lapisan.  Dapat  kita  tarik  kesimpulan bahwa  pada  tanggal  4  Juli  2017  langit  didominasi oleh awan tebal.
Gambar  11.  Jumlah  Lapisan  Awan  yang  Terdeteksi Tanggal Tanggal 4 Juli 2017
Topik  keempat  adalah  frekuensi  munculnya tiap formasi awan. Selama pengukuran mulai tanggal 1 Juli 2017 hingga 14 Juli 2017 tercatat dari 336 jam pengukuran  terjadi  599  formasi  awan  atau  kondisi langitpada  tiga  lapisan  yang  berbeda-beda.  Kondisi langit bervariasi  mulai dari NCD, FEW, SCT, BKN, OVC dan VV.
Tabel  4 . Frekuensi  Kemunculan  Formasi  Awan
Tanggal 1 Juli 2017 – 14 Juli 2017 Formasi awan Frekuensi kemunculan (kali) Persentase (%) NCD 95 15.86 FEW 96 16.03 SCT 107 17.86 BKN 162 27.05 OVC 138 23.04 VV 1 0.17 Dengan menggunakan informasi yang diperoleh  dari  tabel  5,  maka  dapat  diplot  grafik lingkaran  mengenai  keseluruhan  frekuensi  kemun- culan  tiap  formasi  awan  sebagai  penentu  kondisi langit seperti pada Gambar 12.
Gambar  12.  Frekuensi  Kemunculan  Berbagai  Kon- . disi  Awan  Pada  Tanggal  1  Juli  2017  – . 14 Juli 2017
Pada  Gambar  11  dapat  dilihat  bahwa  mulai tanggal 1 Juli 2017 hingga 14 Juli 2017 formasi awan yang  paling  sering  muncul  adalah  Broken  (BKN) sebanyak  27.05%.  Sementara  formasi  yang  yang paling jarang muncul adalah NCD sebanyak 15.86%. Pada tabel juga terlihat kondisi VV sebanyak 0.17%. Kondisi  VV  merupakan  kondisi  dimana  jarak  hanya bernilai ratusan feet sehingga kondisi awan yang ada diatasnya tidak dapat ditentukan.

## b. Pembahasan
Ceilometer  Allweather  8339  atau  ceilometer AWI 8339 merupakan ceilometer yang menggunakan prinsip lidar dalam beroperasi.Ceilometer AWI 8339 dapat  mendeteksi  hingga  3  atau  4  lapisan  awan secara  simultan.  Dioda  Laser  yang  digunakan memiliki  panjang  gelombang  sebesar  905  ±  10 nmsehingga  dapat  berinteraksi  dengan  partikel  – partikel  seukuran  molekular.  Hal  ini  menyebabkan ceilometer  ini  dapat  mendeteksi  berbagai  aerosol  di udara  tidak  hanya  awan.  Ketebalan  aerosol  di  udara ini  digunakan  alat  untuk  menentukan Vertical
0 20 40 60 80 100 00:00 06:00 12:00 18:00 Pe rse n tase Tu tu p an L an gi t ( % ) Jam (WIB) Lapisan 1 Lapisan 2 Lapisan 3 0 1 2 3 00:00 06:00 12:00 18:00 Ban yak Lap isan Jam (WIB) NCD 15.86% FEW
16%
SCT 18% BKN 27% OVC 23% VV 0.17% NCD FEW SCT
BKN OVC
VV
Visibility (VV)  apabila  alat  tidak  bisa  mendeteksi tinggi dasar awan pada kondisi presipitasi tinggi.
Pada  data  hasil  pengukuran  selama  14  hari dapat  diketahui  bahwa  ceilometer  AWI  mampu mengukur  ketinggian  3lapisan  awan  secara  seka- ligus.  Data  yang  diperoleh  adalah  data  perjam  untuk keperluan laporan data namun ceilometer  AWI 8339 sebenarnya  menampilkan  data  tiap  menitnya  pada layar  monitor.Hal  ini  karena  ceilometer  AWI  8339 melakukan  penyampelan  data  selama  30  menit  dan tiap  menitnya  hasil  sampel  terbaru  selama  30  menit penyampelan  tersebut  ditampilkan  untuk  meng- hasilkan  pengukuran  yang real-time. Setelah  data diperoleh  data  akan  diolah.Pengolahan  data  seperti yang  ditampilkan  pada  Gambar  9  dapat  digunakan untuk menentukan ceiling dan pola tinggi dasar awan per hari tiap jamnya.
Walaupun  Ceilometer  AWI  8339  bekerja dengan  baik  secara  umum,  ceilometer  AWI  8339 masih  memiliki  beberapa  kelemahan.  Karena ceilometer  hanya  bisa  “melihat”  langit  di  atasnya, jumlah  tutupan  langit  oleh  awan  yang  ditampilkan terkadang  berbeda  dengan  yang  di  amati  pengamat. Oleh  karena  itu  di  Bandara  Internasional  Minang- kabau  pengamatan  langsung  menggunakan  mata pengamat  masih  dilakukan  yang  disebut  dengan pengamatan synoptik.

## KESIMPULAN
Berdasarkan pembahasan dan analisis deskriptif  yang  telah  dilakukan  pada  instrumen Ceilometer  Allweather  8339,  dapat  diambil  kesim- pulan sebagai berikut :
1. Ceilometer  8339  menggunakan  dioda  laser sebagai transmitter yang memancarkan sinar ke atmosfer  dan  menerima  hamburan  sinar  yang kembali  menggunakan  receiver  yaitu  avalanche photodioda  (APD).  Data  waktu  tempuh  hingga sinar  laser  terhambur  oleh  dasar  awan  rendah dan  kecepatan  cahaya  dapat  digunakan  untuk menghitung  ketinggian  dasar  awan  yang datanya  akan  direkam  dan  ditampilkan  di komputer secara otomatis.
2. Data  hasil  analisis  tinggi  dasar  awan  di  atas Bandara  Internasional  Minangkabau  adalah selama  14  hari  pengukuran  terdapat  berbagai parameter  yang  dapat  diukur.  Ketinggian  awan yang  terukur  oleh  ceilometer  maksimal  tercatat pada 10 Juli 2017 yaitu 32000 ft dan  hari  yang paling  didominasi  tinggi  rendah  adalah  8  Juli 2017  sementara  awan  terendah  tercatat  pada  9 Juli  2017  yaitu  200  ft  dan  hari  yang  paling didominasi  awan  rendah  adalah  7  Juli  2017. Kondisi  langit  hampir  selalu  tertutup  awan terjadi  pada  7  Juli  2017  dan  kondisi  langit paling  sering  cerah  adalah  tanggal  3  Juli  2017. Dari  14  hari  pengukuran  diperoleh  kondisi Broken  mendominasi  kondisi  langit  dengan
27.05%  sementara  kondisi  langit  cerah  (NCD) paling jarang terjadi dengan persentase 15.86%.
Berdasarkan  pembahasan  pada  hasil  dan kendala yang dihadapi pada penelitian ini dikemukakan beberapa saran sebagai berikut :
1. Untuk  Jurusan  Fisika,  pembahasan  mengenai ceilometer  ini  dapat  dijadikan  sumber  pem- belajaran  yang  bagus  terutama  mengenai  cuaca dan atmosfer
2. Untuk  peneliti  lain  sebaiknya  bisa  mengem- bangkan  instrumen  ceilometer  ini  agar  dapat beroperasi lebih baik lagi dengan ruang lingkup yang lebih luas.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Exline, Joseph D, dkk. (2006). Meteorology: An Educator’s Resource for Inquiry-Based Learning  for  Grades  5-9. USA:  National Aeronautics ans Space Administration
[2] Vande  Hey,  Joshua  D,  (2013).  “Design, Implementation,  and  Characterisation  of  a Novel  Lidar  Ceilometer”. Tesis Tidak Diterbitkan. Loughborough university
[3] WMO  (2010). Measurement  of  Meteorologcal Variables. Jenewa  :  World  Meteorological Organization
[4] Suros,  Montserrat  Costa.  (2014).  “Design, Implementation,  and  Characterisation  of  a Novel  Lidar  Ceilometer”. Tesis Tidak Diterbitkan. Universitas Girona.
[5] Liu,  Lei,  dkk.(2015).  “Comparison  of  Cloud Base  Height  Derived  from  a  Ground-Based Infrared Cloud Measurement and Two Ceilometers”. Artikel  Penelitian  Advance  in Meteorology. Hindawi
[6] Martucci,  dkk  (2010).“  A  new  procedure  to perform an absolute calibration of ceilometers”.
Artikel Penelitian. Federal Office of
Meteorology  and  Climatology,  MeteoSwiss,
Payerne, Switzerland
[7] Bonner,  Robert  S.(1977). Application  Of  The An/Gvs-5 LaserC : Rangefinder To Cloud Base Height  Measurements. New  Jersey  :  US  Army Electronics Command
[8] Stevens,  Eric  L.  (1994).  “Comparison  of Sounding,  Profiler,  Radar  and  Ceilometer  Data from  Porto  Santo  Island  during  ASTEX”. Artikel. Atmospheric Science Paper No. 551
[9] Allweather, Inc. (2011). Cloud Height Indicator Laser  Ceilometer  8339  User’s  Guide. USA  : Allweather, Inc
[10] Allweather,  Inc.  (2011). Laser  Ceilometer Model 8339. USA : Allweather, Inc
[11] Hanh,  David  W.  (2009).”Light  Scattering Theory”. Artikel. University of Florida [12] NOAA.  (1998). Automate  Surface  Observing System  (ASOS)  User’s  Guide. USA  :  National Oceanic and Atmospheric Administration