PENGARUH DEKLINASI MATAHARI TERHADAP PARAMETER CUACA WILAYAH MALANG DAN SEKITARNYA
Achmad Sasmito 1 , Alfan S. Praja 1* , Linda F. Muzayanah 2 dan Rahayu S.S. Sudewi 1
1 Pusat Penelitian dan Pengembangan BMKG
2 Stasiun Klimatologi Malang BMKG
* alfan.sukmana@gmail.com
Received 29-09-2020, Revised 03-08-2021, Accepted 21-08-2021, Published 01-10-2021

## ABSTRACT
Cold temperatures occur in the Dieng and Lumajang highlands from the end of July to August 2020.  At  almost the  same  time,  hot  temperatures  also occur  in  the  United  States,  Japan,  and Spain.  This  study  discusses  the  effect  of  declination  of  the  sun  on  weather  parameters  in Malang and its surroundings. Besides, it also discusses a physical and dynamic review of the occurrence of hot  air temperatures in the northern hemisphere (BBU) with cold temperatures in the southern hemisphere (BBS). The data used are numerical data of solar radiation of the atmosphere  and  observation  data  from  AWS  which  includes  elements  of  global  radiation, temperature,  and  surface  air  humidity.  Data  samples  were  taken  from  Malang  Climatology Station and Karang Kates Geophysical Station which represent BBS and weather information from BBU. Estimation of cold temperatures in Ranu Pani, Lumajang was carried out using the lapse  rate  model.  Cold  temperatures that occur  in the  East  Java  region  are  influenced  by  the declination  of  the  Sun,  solar  radiation,  the  transmissivity  coefficient,  and  the  temperature advection process from Australia. When the sun is in the north, there are cold temperatures in the  southern  part  of  the  earth  and  vice  versa.  The  occurrence  of  hot  or  cold  temperatures  in each  region  is  also  influenced  by  the  composition  of  gases  in  the  atmosphere,  geography, topography, and the influence of advection due to the influence of the surrounding air.
Keywords:  cold  temperature;  declination  of  the  sun;  solar  radiation;  lapse  rate  model; advection

## ABSTRAK
Suhu  udara  dingin  terjadi  di  dataran  tinggi  Dieng  dan  Lumajang  pada  akhir  Juli  hingga Agustus  2020.  Pada  saat  yang  hampir  bersamaan,  suhu  udara  panas  terjadi  pula  di  Amerika Serikat, Jepang, dan Spanyol.  Penelitian  ini  membahas  pengaruh  deklinasi  matahari terhadap parameter cuaca di Malang dan sekitarnya. Selain itu, dibahas juga tinjauan fisis dan dinamis terjadinya  suhu  udara  panas  di  Bumi  bagian  utara  (BBU)  dengan  suhu  udara  dingin  di  bumi bagian  selatan  (BBS). Data yang digunakan  yaitu  data numerik  radiasi  matahari di    atmosfer dan data observasi dari AWS yang meliputi unsur radiasi global,  suhu, dan kelembapan udara permukaan.  Sampel  data  diambil  dari  stasiun  Klimatologi  Malang  dan  Stasiun  Geofisika Karang  Kates  yang  mewakili  BBS  dan  informasi  cuaca  dari  BBU.  Estimasi  suhu  dingin  di Ranu  Pani,  Lumajang  dilakukan  dengan  menggunakan  model  lapserate.  Suhu  dingin  yang terjadi di wilayah  jawa timur dipengaruhi oleh  deklinasi  matahari,  radiasi  matahari, koefisien transmisivitas  dan  proses  adveksi  suhu  dari  Australia.  Saat  matahari  berada  di  utara,  terjadi suhu dingin di bumi bagian selatan dan sebaliknya. Terjadinya suhu panas atau dingin di setiap wilayah  dipengaruhi  juga  oleh  komposisi  gas  di  atmosfer,  geografi,  topografi,  dan  pengaruh adveksi karena pengaruh udara di sekitarnya.
Kata  kunci:  suhu  dingin;  deklinasi  matahari;  radiasi  matahari;  model  lapse  rate;  adveksi

## PENDAHULUAN
Pada bulan Juni sampai dengan Agustus 2020, suhu udara dingin telah terjadi di beberapa wilayah  Indonesia  pada  bumi  bagian  selatan  (BBS)  khususnya  di  daerah  dataran  tinggi. Suhu  udara  di  komplek  Candi  Arjuna  pegunungan  Dieng  Jawa  Tengah  (elevasi  2579 meter) tanggal 25 juni 2018 tercatat dibawah nol (o) dan tanggal 24 Juni 2019 suhu udara tercatat -9 o C [1] . Fenomena tersebut berulang pada tanggal 24 sampai dengan 27 Juli 2020, dengan  suhu  udara  tercatat  3 o hingga  7 o C [2] ,  sedangkan  di  Taman  Nasional  Bromo Tengger Semeru (TNBTS) elevasi 2329 meter, pada tanggal 29 Juni 2019 tercatat 3 o C dan pada tanggal 26 Juli 2020 suhu udara mencapai -3 o C, sementara pada tanggal 30 Juli 2020 tercatat  suhu  udara  tercatat  -2 o C  di  desa  Ranu  Pani,  Senduro  Lumajang  elevasi  2114 meter [3] .
Sebaliknya  kondisi  cuaca  di  Bumi  Bagian  Utara  (BBU)  mengalami  suhu  sangat  panas. Badan  Cuaca  Nasional  Spanyol,  Aemet  mencatat  suhu  udara  hingga  42 o Celcius  (107 derajat Fahrenheit) pada tanggal 31 Juli 2020, di pantai utara San Sebastian. Kota Palma, di  pulau  Mediterania  Spanyol  di  Mallorca,  mencatat  rekor  40,6 o Celcius,  sementara  itu Aemet  mengungkapkan  di  waktu  malam  hari,  suhu  udara  turun  mencapai  20  derajat Celcius.  Berdasarkan  data  klimatologi  kondisi  tersebut  sering  terjadi  di  banyak  bagian Spanyol  pada  bulan  Juli [4] .  Sementara  itu  Badan  Cuaca  Nasional  Inggris,  MET  Office dalam  keterangannya  menjadikan  hari  Jumat  (31  juli  2020)  sebagai  hari  terpanas,  rekor terpanas ketiga terjadi di Bandara Heathrow barat London, banyak warga Inggris di utara mencari tempat teduh karena suhu naik diatas 37 derajat Celcius.
Pada  saat  terjadi  cuaca  panas  yang  ekstrim  di  belahan  bumi  bagian  utara  (BBU)  seperti yang  terjadi  di  Jepang  17  Agustus  2020  suhu  mencapai  41 o C [5] ,  di  wilayah  Los  Angeles pada tanggal 14 Agustus 2020 suhu ekstrim siang hari tercatat 52 o C [6] sebaliknya dimalam hari  tercatat  21 o C,  bahkan  di  California  di  taman  Death  Valley  pada  tanggal  18  agustus 2020  suhu  maksimum  tercatat  54,4 o C    di  klaim  sebagai  suhu  udara  permukaan  terpanas dalam  seabad [7] ,  sebaliknya    wilayah  Indonesia  yang  posisinya  sebagian  besar  berada  di BBS  pada  bulan  Juli  akan  mengalami  suhu  udara  relatif  dingin  dibandingkan  bulan Januari.  Memperhatikan  fenomena  suhu  udara  panas  di  BBU  pada  siang  hari  dan sebaliknya suhu udara dingin di malam hari  (BBS) akan berlangsung setiap tahun, hanya saja variasinya berbeda dari tahun ketahun, hal ini berkaitan erat dengan komposisi gas di sepanjang medium penjalaran radiasi matahari tersebut (atmosfer).
Jika ditinjau dari kerapatannya ( density ) komposisi bumi terdiri dari tiga komponen yaitu daratan, lautan  dan  udara  yang  disebut  atmosfer.  Atmosfer  dari  permukaan  bumi  sampai puncak  atmosfer  mengandung  berbagai  macam  gas  pada  berbagai  elevasi  yang  sangat berperan  penting  dalam  memfilter  radiasi  gelombang  elektromagnetik  dari  Matahari. Besarnya  intensitas  radiasi  matahari  yang  diterima  di  permukaan  bumi  (Hs)  dipengaruhi oleh radiasi di puncak atmosfer ( extraterestrial solar radiation /Ho) [8,9] , medium sepanjang penjalaran  atmosfer  yang  mengandung  berbagai  jenis  gas  di  atmosfer,  kondisi  bidang penerima  dipermukaan  bumi  miring/datar [10] ,  dan  jenis  media  bidang  penerima  daratan atau lautan [11] . Radiasi puncak atmosfer merupakan radiasi awal sebelum melalui medium atmosfer. Setelah radiasi matahari sampai di permukaan bumi sebagian diserap bumi dan dipancarkan kembali ke atmosfer berupa radiasi gelombang panjang ( Outgoing Long-wave Radiation /OLR)  yang  berubah  menjadi  sumber  energi  panas  yang  menyatakan  ukuran suhu suatu zat di permukaan bumi sampai puncak troposfer.
Terjadinya  fenomena  suhu  udara  dingin  pada  musim  kemarau  di  wilayah  dataran  tinggi Indonesia  dan  kaitannya  dengan  suhu  udara  di  belahan  bumi  utara  merupakan  fenomena
meteorologi  yang  penting  untuk  diteliti.  Untuk  menelusuri  terjadinya  suhu  udara  panas atau  dingin  di  berbagai  negara  tersebut  akan  dijelaskan  berdasarkan  tinjauan  fisis  dan dinamis  yang  didukung  data  iklim  dan  cuaca.  Besarnya  radiasi  matahari  yang  sampai  di permukaan  bumi  dipengaruhi  oleh  komposisi  gas  di  atmosfer  dan  dipengaruhi  posisi deklinasi matahari arah utara-selatan dalam setahun dimana lintasan terjauh mencapai 23,5 LU/LS.  Selanjutnya,  akan  diteliti  pula  pengaruh  deklinasi  matahari  terhadap  suhu, kelembapan, tekanan, dan parameter cuaca lainnya di wilayah Malang dan sekitarnya.

## METODE
Data  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  adalah  data  dari  pengamatan  alat  Automatic Weather  Station  (AWS)  BMKG meliputi  data  radiasi  matahari  dipermukaan  bumi  (Hs), suhu dan kelembaban udara permukaan periode 2015-2020 Staklim Malang koordinat 7,9 o LS; 112.5 o BT dengan elevasi 600 meter dan Data AWS  Stasiun  Geofisika Karangkates, koordinat  8,15 o LS;  112,45 o BT  dengan  elevasi  325  meter,  pada  2  Agustus  2020  yang posisinya  mewakili  wilayah  BBS.  Analisis  juga  dilakukan  pada  data  radiasi  puncak atmosfer (Ho) di beberapa negara di BBU seperti pada Gambar 1 yaitu Tokyo (35,7 o LU; 139,4 o BT),  Madrid  (40,4 o LU;  3,7 o BB,  dan  Los  Angeles-USA  (34 o LU;  118,3 o BB), kemudian  dijelaskan  berdasarkan  tinjauan  fisis  dan  dinamisnya.  Disamping  itu  juga digunakan  analisis  data  suhu  minimum  pada  bulan  januari  dan  bulan  juli  2020  wilayah Australia yang diperoleh dari situs bom.gov.au.

## Gambar 1. Lokasi penelitian yang mewakili BBU dan BBS
Besarnya  radiasi  Ho  yang  dihitung  secara  numeric  sebagai  fungsi  koordinat  stasiun, menggunakan persamaan berikut
Ho = 24/P.Io.(1+0.033.(cos(2P.n/365,24).cos(q).cos(d)*sin(sinWs–Ws.cosWS))) (1)
Dengan Ho radiasi di puncak atmosfer ( cal/cm2/hari), d= deklinasi matahari (derajat), Ws = panjang hari (jam), Io= Solar constant (1353 watt/m2), q = lintang stasiun (derajat),  N = hari ke n ( tgl 1 Januari, n=1), d= (23 + 27/60).sin (360.n/365,24), dan  WS = arcos (- tg q.tg d) [12] .
Besarnya  radiasi  yang  sampai  di  permukaan  bumi  dipengaruhi  oleh  komposisi  gas  di atmosfer sehingga dapat diketahui nilai koeffisien transmisivitas. Koefisien transmisivitas
dihitung  sebagai  perbandingan  nilai  Hs/Ho*100% [13] .  Semakin  besar  koefisien transmisivitas, semakin kecil hambatan penjalaran radiasi matahari di atmosfer.
Perhitungan  laju  perubahan  suhu  terhadap  ketinggian  (arah  vertical)  menggunakan formula model lapse rate. Laju perubahan suhu udara kering sebesar 9,8/km [14] , sedangkan untuk perubahan suhu udara basah umumnya sebesar 6,5/km [15,16] . Nilai tersebut bervariasi untuk  Tmean,  Tmin  dan  Tmax  masing-masing  sebesar  6.9  °C/km,  5.5  °C/km  dan  8.8 °C/km [17] . Lapisan atmosfer yang menjadi batas antara gas dan uap berada pada ketinggian yang  disebut lifting  condensation  level (LCL) [18] .  Sedangkan  lapisan  atmosfer  yang menjadi  batas  wujud  perubahan  uap  dan  bintik-bintik  air  disebut  lapisan convective condensation level (CCL) atau lazim disebut tinggi dasar awan.  Untuk mengetahui lapisan LCL  dan  CCL  dapat  diestimasi  bila  diketahui  data  suhu  udara  permukaan  dan  suhu  dew point dengan model lapserate . Secara sederhana dapat dijelaskan seperti Gambar 2 berikut ini:
Gambar 2. Tehnis menghitung tinggi lapisan konvektif dan dasar awan dari data Suhu  (T) dan Suhu titik embun (Td) permukaan
Dengan  asumsi  atmosfer  sebagai  gas  ideal,  perhitungan  tinggi  lapisan  LCL  dan  CCL dengan menggunakan formula H lcl =  125 * (T –Td) dan H ccl = 217,7 * (T –Td). Dimana T adalah Suhu udara permukaan dan Td Suhu udara dew point permukaan [18,19] .

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Wilayah Indonesia yang sebagian berada di BBS umumnya memiliki tipe iklim monsoon, berdasarkan  data  klimatologi  pada  pertengahan  tahun  berlangsung  musim  kemarau.  Pada saat  musim  kemarau,  suhu  udara  siang  hari  dirasakan  oleh  tubuh  kita  terasa  panas, sebaliknya pada malam hari suhu udara dirasakan sangat dingin.  Hal ini dikarenakan pada siang  hari  bumi  menyerap  panas  sedangkan  pada  malam  hari  bumi  melepas  panas sehingga  terasa  dingin.  Hasil  pengamatan  data  AWS  stasiun  Geofisika  Karang  Kates, Kabupaten alang,  Jawa  Timur  elevasi  325  meter  dari  permukaan  laut  (Gambar  3) menunjukkan  pada  siang  hari  sekitar  pukul  13.00  WIB  suhu  maksimum  mencapai  30 ° C, sedang  di  malam  hari  menjelang  pagi  hari    suhu  minimum  tercatat  18°C.  Berdasarkan rekaman  data  tersebut    tampak  adanya  rentang  suhu  yang  cukup  besar  mencapai  12°C dalam satu hari pengamatan. Terjadinya suhu udara yang cukup dingin tersebut berkaitan dengan  kandungan  uap  air  di  udara  relatif  sedikit  sehingga  pancaran  radiasi  gelombang panjang dari bumi lolos ke atmosfer tanpa adanya hambatan gas di udara (uap air dan gas lainnya), keadaan tersebut mengakibatkan suhu udara terasa dingin.
Gambar 3. Distribusi Suhu udara minimum tiap 10 menit Stasiun Karangkates (biru) dan estimasi Suhu udara Minimum di Ranu Pani Senduro Lumajang (merah)
Dari  berbagai  media  menginformasikan  bahwa  di  daerah  Ranu  Pani  Senduro  Lumajang (elevasi 2144 m) dilaporkan suhu udara tanggal 30 juli 2020 mencapai  -2°C karena tidak ada stasiun BMKG di daerah tersebut, maka untuk menguji informasi tersebut  dilakukan analisis dengan menggunakan data suhu udara permukaan stasiun geofisika Karangkates (- 8,2 o LS, 112,7 o BT, elevasi 325 meter) pada tanggal 2  Agustus 2020.  Dipilihnya tanggal tersebut  karena  ketersediaan  data  yang  ada.  Setelah  dilakukan  transformasi  dengan menggunakan  model lapse  rate ,  diperoleh  suhu  udara  minimum  permukaan  di  daerah Ranu  Pani  mencapai  7,2°C  (Gambar  3).    Dari  gambar  tersebut  tampak  gambar  terputus karena  data  temperatur  pada  pukul  05.00  UTC  tidak  terekam  pada  alat  AWS  karena kendala teknis.
Bumi terdiri dari 1/3 berupa daratan, 2/3 berupa lautan, dan diatas daratan dan lautan bumi berupa atmosfer.  Perbandingan keadaan bumi di BBU dengan BBS tampak bahwa daratan relatif lebih luas berada di BBU wilayahnya yaitu sekitar 2/3 bagian dan 1/3 bagian berada di BBS, sebaliknya di BBS lautan justru lebih luasnya yaitu sekitar 2/3 bagian, sedang 1/3 bagian.  Kondisi geografis  yang berbeda ini mengakibatkan respon radiasi matahari yang diterima  di  permukaan  bumi  pada  arah  potongan  melintang  akan  berbeda  pada  BBS  dan BBU  keadaan  tersebut  membangkitkan  sirkulasi  arah  utara-selatan  yang  lazim  disebut sirkulasi Hadley .  Demikian  juga  bila  ditinjau  dari  arah  timur  barat,  wilayah  Indonesia merupakan  Maritim  kontinental  dibandingkan  dengan  di  lautan  Pasifik  dan  Hindia sehingga menimbulkan sirkulasi walker .
Gambar 4. Distribusi Radiasi Matahari di Puncak Atmosfer di Malang dan di berbagai Negara (BBU)
Terjadinya  gerak  dinamis  bumi-matahari  dalam  setahun  secara  teratur  tampak  bahwa matahari  bergerak  ke  utara  pada  bulan  Juni  sejauh  23,5 o LU,  dan  pada  bulan  Desember
bergerak ke arah selatan sejauh 23,5 o LS, keadaan tersebut akan mengakibatkan terjadinya perbedaan  sudut  geometris  matahari  terhadap  suatu  wilayah  di  permukaan  bumi  dari waktu  ke  waktu  atau  dari  bulan  ke  bulan.  Besarnya  intensitas  radiasi  matahari  yang diterima dipermukaan bumi sangat ditentukan oleh faktor geometris, semakin besar sudut geometri  bumi-matahari  semakin  besar  radiasi  yang  diterima  dan  terasa  suhu  udara  yang dirasakan semakin panas, demikian sebaliknya makin kecil sudut geometri bumi matahari radiasi  yang  diterima  dipermukaan  bumi  semakin  kecil  akan  dirasakan  semakin  tidak panas.
Pada bulan Juli hingga Agustus, posisi matahari berada di BBU. Pada saat itu penerimaan intensitas  radiasi  matahari  cukup  besar  di  BBU,  sehingga  suhu  udara  lebih  panas  pada siang hari (Gambar 4.).  Benua Asia dan Eropa memiliki daratan yang lebih luas, sehingga media  penyimpanan  energi  thermal  yang  berasal  dari  radiasi  matahari  sangat  besar. Banyaknya  industri  besar  yang  menghasilkan  gas  rumah  kaca  dapat  menahan  OLR, sehingga  membangkitkan  osilasi  gelombang  panjang  antara  bumi  dan  atmofer  semakin besar, hal tersebut semakin menambah suhu udara semakin terasa panas.
Terjadinya  udara  panas  atau  dingin  di  bumi  pada  saat  yang  sama  dikendalikan  oleh besarnya  radiasi  Ho  dan  besarnya  Hs  sebagai  fungsi  posisi  deklinasi  matahari.  Radiasi matahari sebelum memasuki lapisan atmosfer bagian atas atau medium disebut radiasi Ho, sedang radiasi yang sampai dipermukaan bumi lazim disebut radiasi global (Hs).
Gambar 5. Ilustrasi potongan membujur pengaruh geometris terhadap Penerimaan radiasi Matahari (Kiri) dan pengaruh geometris deklinasi matahari (Kanan)
Pada  saat  matahari  berada  di  BBU  yaitu  antara  bulan  April-September  intensitas  radiasi matahari  yang  diterima  di  BBU  relatif  lebih  besar  dibanding  di  BBS  (Gambar  5). Demikian  juga  sebaliknya  pada  saat  matahari  berada  di  BBS  yaitu  pada  bulan  Oktober- Maret  intensitas  radiasi  matahari  di  BBS  relatif  lebih  besar  bila  di  banding  di  BBU. Besarnya  intensitas  radiasi  surya  yang  diterima  permukaaan  bumi  tersebut  sebanding dengan  besarnya  suhu  yang  dibangkitkan  di  tempat  tersebut.  Perubahan  suhu  tersebut secara berantai akan diikuti oleh besarnya perubahan unsur meteorologi lainnya.
Suhu  udara  panas  yang  terjadi  Amerika  Serikat,  Spanyol,  dan  Jepang  berlangsung  pada bulan  Juli-Agustus,  keadaan  tersebut  berkaitan  dengan  posisi  matahari  yaitu  berada  di BBU.  Pada  saat  itu  penerimaan  intensitas  radiasi  matahari  cukup  besar,  sehingga membangkitkan  suhu  udara  yang  relatif  panas  pada  siang  hari  dan  berkurang  di  malam hari.    Disamping  itu  negara  Amerika  tersebut  merupakan  bagian  dari  benua  yang  relatif sangat  luas,  sehingga  media  penyimpanan  energi  thermal  yang  berasal  dari  radiasi matahari sangat besar. Penyebab lain suhu udara semakin panas adalah banyaknya industri besar  yang  menghasilkan  gas  rumah  kaca  yang  dapat  menahan  OLR,  keadaan  tersebut
membangkitkan osilasi gelombang panjang antara bumi dan atmosfer yang mengakibatkan suhu terasa hangat.
Perbedaan  geografi  dan  topografi  mengakibatkan  adanya  adveksi  udara  kurang  panas  ke wilayah  yang  lebih  panas  sebagai  fungsi  jarak  dan  kecepatan  angin.  Adveksi  dan  osilasi udara bumi-atmosfer pada siang hari dapat membangkitan suhu udara permukaan menjadi terasa  sangat  panas.  Sebaliknya,  pada  malam  hari  justru  terjadi  pelepasan  radiasi gelombang  panjang  secara  besar-besar  yang  berasal  dari  bumi.  Bila  kondisi  langit  cerah dan  berada  di  daerah  dataran  tinggi  akan  membangkitkan  suhu  udara  terasa  semakin sangat dingin
Pada  saat  musim  kemarau  di  wilayah  Indonesia  bagian  selatan,  secara  teoritis  terjadi adveksi  udara  dingin  Australia  ke  Indonesia,  terutama  wilayah  Jawa  karena  berdekatan dengan  Australia  dan  arah  angin  yang  menuju  Indonesia.    Perbedaan  rentang  suhu  udara bulan  Juli  dan  Januari  2020  di  Australia  tercatat  suhu  udara  minimum  -9 o C  dan  -1,6 o C. Berdasarkan  gambar  6.,  pada  bulan  Juli  tampak  bahwa  makin  kearah  selatan  (lintang tinggi) suhu semakin rendah, demikian sebaliknya pada bulan Januari hal ini menunjukkan bahwa pengaruh geometris radiasi matahari semakin nyata.
Gambar 6. Suhu udara minimum rata-rata bulan Januari (kiri), dan Juli (kanan) di Australia 2020
Untuk menguatkan analisis bahwa suhu udara dominan dikendalikan oleh posisi deklinasi matahari dari waktu ke waktu berikut disampaikan hasil analisis data meteorologi yang di rekam alat AWS stasiun klimatologi Malang tahun 2015-2020 dan data AWS tanggal 02- 08-2020 Stasiun Geofisika Karang Kates, Malang.
Gambar 7. Distribusi radiasi matahari global rata-rata bulanan stasiun klimatologi Malang
Berdasarkan  data  radiasi  global  rata-rata  bulanan,  deklinasi  matahari  berada  di  BBS mencapai harga maksimum sekitar bulan Maret dan Oktober, namun sebaliknya  pada saat Matahari  berada  di  BBU  radiasi  matahari  yang  diterima  di  Stasiun  Klimatologi  Malang relatif berkurang, hal ini menunjukkan bahwa faktor geometris matahari terhadap stasiun sangat berperan dan faktor medium disepanjang penjalaran relatif sedikit (gambar 7).
Gambar 8. Distribusi Suhu Udara rata-rata bulanan 2015-2020 dan Radiasi Puncak Atmosfer (Ho) Staklim Karang Ploso
Berdasarkan  tinjauan  fisis  Intensitas  radiasi  matahari  akan  mempengaruhi  suhu  udara, hasil analisis suhu udara permukaan rata-rata bulanan Staklim Malang Jawa Timur posisi - 7.54’  LS,  112.  34’,  elevasi  600  meter  menunjukkan  bahwa  pada  musim  kemarau  Juni- Agustus suhu relatif rendah, hal ini berkaitan dengan energi radiasi matahari yang diterima relatif  kecil,  karena  posisi  matahari  berada  di  BBU,  sebaliknya  pada  musim  hujan Oktober-Maret  suhu  relatif  hangat  hal  ini  berkaitan  dengan  energi  radiasi  matahari  yang diterima relatif besar karena posisi matahari berada di BBS (gambar 8).
Pada  saat  musim  kemarau  pancaran  radiasi  gelombang  panjang  yang  berasal  dari  bumi lolos ke atmosfer dengan mudah tanpa ada penghalang karena gas rumah kaca (uap air dan gas lainnya) relatif sedikit. Untuk meyakinkan analisis tersebut berikut disampaikan deret waktu data  koeffisien  transmisivitas  (Hs/Ho)  di  Stasiun  klimatologi  Malang  (Indonesia) pada  tahun  2015-2020,  tampak  bahwa  pada  musim  kemarau  nilainya  relatif  besar dibanding  musim  hujan.  Semakin  besar  nilai  tersebut  menggambarkan  besarnya  radiasi yang sampai di permukaan setelah mengalami proses fisis di  sepanjang medium atmosfer dan mengalami hambatan dari gas di atmosfer yang disajikan pada gambar 9.
Gambar 9. Koeffisien transmisivitas radiasi matahari global harian
Dengan  menggunakan  data  radiasi  matahari  global  stasiun  Klimatologi  Malang menunjukkan bahwa pada musim kemarau nilai transmisivitas umumnya lebih dari 50 %, hal ini mengindikasikan kandungan gas di atmosfer relatif sedikit, sebaliknya pada musim hujan  nilainya  <  50  %  hal  ini  mengindikasikan  bahwa  di  atmosfer  banyak  gas  H2O (Gambar 9).
Informasi  tinggi  dasar  awan  (CCL)  berperan  sebagai  lapisan  osilasi  radiasi  gelombang panjang bumi-atmosfer  yang mentriger terjadinya variasi suhu udara. Nilai CCL semakin rendah  (musim  hujan)  akan  membangkitkan  suhu  udara  relatif  hangat,  sebaliknya  makin tinggi (musim kemarau) akan membangkitkan suhu udara relatif dingin, terlebih untuk di daerah  dataran  tinggi.  Analisis  data  CCL  dan  Suhu  udara  rata-rata  stasiun  Klimatologi Malang yang posisinya berada di BBS, dari data deret waktu harian selama periode 2015- 2019 (gambar 10), tampak bahwa tinggi CCL bulan Januari lebih rendah dibanding bulan Juli dan suhu udara permukaan bulan Januari lebih panas dibanding bulan Juli. Dari kedua gambar  tersebut  tampak  bahwa  makin  rendah  lapisan  CCL  membangkitkan  suhu  udara relatif hangat (Januari), sebaliknya makin tinggi lapisan CCL justru membangkitkan suhu udara relatif lebih dingin (Juli).
Gambar 10. Deret waktu tinggi dasar awan (kiri) dan suhu udara rata-rata harian Minimum (kanan)
Demikian  juga  hasil  analisis  data  kelembapan  udara  pada  bulan  Juli  relatif  lebih  rendah dibandingkan bulan Januari. Hal ini berkaitan berkaitan dengan selisih nilai T-Td, semakin besar selisih nilai T-Td akan membangkitkan nilai RH rendah, sebaliknya bilai T-Td kecil akan  membangkitkan  nilai  RH  besar  (Gambar  11).  Hasil  analisis  data  lama  penyinaran matahari  yang  lebih  tinggi  pada  bulan  juli,  ternyata  tidak  membuat  suhu  pada  bulan  juli lebih  tinggi.  Sehingga  lama  penyinaran  matahari  tidak  berpengaruh  signifikan  terhadap penurunan suhu pada bulan juli ini.
Gambar 11. Deret waktu 2015-2019 T-Td (kiri) dan Kelembapan udara (kanan) Staklim Malang
Berdasarkan  tinjauan  fisis  pada  saat  suhu  udara  rendah  (Juli)  akan  membangkitkan tekanan udara permukaan relatif tinggi, sebaliknya pada saat suhu udara permukaan tinggi (Januari)  akan  membangkitkan  tekanan  udara  permukaan  rendah.  Untuk  lebih  jelasnya
dapat  dilihat  seperti  gambar  12.  Hal  ini  menunjukkan  pula,  bahwa  pada  musim  hujan  di bulan  januari,  suhu  udara  Indonesia  bagian  selatan  tercatat  lebih  tinggi  dibandingkan musim kemarau di bulan juli.
Gambar 12. Deret waktu 2015-2019 Suhu Udara (kiri) dan Tekanan udara (kanan) Staklim Malang

## KESIMPULAN
Berdasarkan  perhitungan  dengan  model lapse  rate menggunakan  data  AWS  stasiun geofisika  Karangkates,  diperoleh  estimasi  suhu  udara  mencapai  7,2 °C di  malam  hari  di Ranu  Pani,  Lumajang.  Suhu  dingin  pada  musim  kemarau  di  dataran  tinggi  Jawa  Timur tersebut  berkaitan  dengan  deklinasi  matahari  yang  berada  di  BBU,  sehingga  radiasi matahari yang diterima pada siang hari di permukaan bumi relatif rendah dibanding bulan Januari.  Penyebab  lainnya  yaitu  tingginya  koefisien  transmisivitas  dan  adanya  adveksi suhu  dingin  dari  Australia.  Pada  waktu  yang  bersamaan,  terjadinya  suhu  udara  panas  di BBU  berkaitan  erat  dengan  besarnya  radiasi  matahari  yang  diterima  di  wilayah  tersebut, akibat pengaruh sudut geometris posisi deklinasi yang besar, dan tingginya kandungan gas rumah kaca di atmosfer yang dihasilkan dari industri. Pada saat matahari berada di utara, parameter cuaca yang mengalami kenaikan di wilayah Malang yaitu tinggi dasar awan dan tekanan  udara,  sedangkan  parameter  cuaca  yang  mengalami  penurunan  nilai  yaitu  suhu udara  permukaan  dan  kelembapan  udara.  Parameter  cuaca  ini  mengalami  hal  sebaliknya saat matahari berada di selatan.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis  mengucapkan  terimakasih  kepada  Kepala  Pusat  Penelitian  dan  Pengembangan BMKG, Kepala Bidang Meteorologi Puslitbang BMKG, Stasiun Klimatologi Malang dan Stasiun Geofisika Karangkates Malang  yang telah bersedia menyediakan data iklim yang dibutuhkan dalam penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
1 Kautsar, M. 2019. Suhu Dieng Minus 9 Derajat Celcius, Banyak Mobil Mogok. Diakses pada 1 September 2020. Dari https://www.dream.co.id/news/suhu-dieng-anjlok-hingga- minus-9-derajat-190625i.html
2 Zain,  F.M., 2020. Dataran Tinggi Dieng  Diselimuti Embun Es, Suhu Udara di  Bawah Nol Derajat Celsius. Diakses pada
31 Agustus
2020. Dari
https://regional.kompas.com/read/2020/07/27/09422331/dataran-tinggi-dieng- diselimuti-embun-es-suhu-udara-di-bawah-nol-derajat
3 Intan,  Putu.  2020.  Viral  di  Medsos,  Embun  Es  Muncul  di  Semeru.  Diakses  pada  1 September  2020.  Dari  https://travel.detik.com/travel-news/d-5118085/viral-di-medsos- embun-es-muncul-di-semeru
4 Sarafil,  J.  2020.Spanyol  dan  Inggris  ‘diserang’  Gelombang  Panas.  Diakses  pada 29Agustus  2020.  Dari  https://gempita.co/spanyol-dan-inggris-diserang-gelombang- panas/
5 -----------.  2020.  Suhu  Udara  di  Jepang  Mencapai  41,1  Derajat  Celcius.  Diakses  1 September  2020.  Dari  https://japanesestation.com/news/buzz-from-japan/suhu-udara- di-jepang-mencapai-411-derajat-celcius
6 -----------.  2020.  NASA's  ECOSTRESS  Monitors  California's  Record-Breaking  Heat Wave.  Diakses  pada  30  Agustus  2020.  Dari  https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas- ecostress-monitors-californias-record-breaking-heat-wave
7 Wirawan,  U.2020.  Death  Valley  California  Capai  Suhu  54,4  Derajat  Celcius.  Diakses pada  29  Agustus  2020.  Dari  https://www.beritasatu.com/dunia/667107/death-valley- california-capai-suhu-544-derajat-celcius
8 Matsuda,  Y.,  Fujita,  K.,  Ageta,  Y.,  &  Sakai,  A.  2006.  Estimation  of  atmospheric transmissivity  of  solar  radiation  from  precipitation  in  the  Himalaya  and  the  Tibetan Plateau. Annals of Glaciology, 43, 344-350.
9 Khatib, T., & Elmenreich, W. 2015. A model for hourly solar radiation data generation from daily solar radiation data using a generalized regression artificial neural network. International journal of Photoenergy , 2015.
10 Mousavi Maleki, S. A., Hizam, H., & Gomes, C. 2017. Estimation of hourly, daily and monthly global solar radiation on inclined surfaces: Models re-visited. Energies , 10(1), 134.
11 Weiskerger,  C.  J.,  Rowe,  M.  D.,  Stow,  C.  A.,  Stuart,  D.,  &  Johengen,  T.  2018. Application  of  the  Beer–Lambert  model  to  attenuation  of  photosynthetically  active radiation in a shallow, eutrophic lake. Water Resources Research , 54(11), 8952-8962.
12 Pizarro,  Rodrigo  H.,1967.  Estimation  of  Incoming  Radiation  From  Extraterrestrial Radiation and Climatic Data, All Graduate Theses and Dissertations . 1607.
13 Baigorria,  G.  A.,  Villegas,  E.  B.,  Trebejo,  I.,  Carlos,  J.  F.,  &  Quiroz,  R.  2004. Atmospheric  transmissivity:  distribution  and  empirical  estimation  around  the  central Andes. International  Journal  of  Climatology:  A  Journal  of  the  Royal  Meteorological Society , 24(9), 1121-1136.
14 Seidel, D. J., Ao, C. O., &  Li,  K. 2010.  Estimating climatological planetary boundary layer  heights  from  radiosonde  observations:  Comparison  of  methods  and  uncertainty analysis . Journal of Geophysical Research: Atmospheres , 115(D16).
15 Minder,  J.  R.,  Mote,  P.  W.,  &  Lundquist,  J.  D.  2010.  Surface  temperature  lapse  rates over  complex  terrain:  Lessons  from  the  Cascade  Mountains. Journal  of  Geophysical Research: Atmospheres , 115(D14).
16 Thayyen,  R.  J.,  &  Dimri,  A.  P.  2018.  Slope  environmental  lapse  rate  (SELR)  of temperature  in  the  monsoon  regime  of  the  western  Himalaya. Frontiers  in Environmental Science , 6, 42.
17 Córdova,  M.,  Célleri,  R.,  Shellito,  C.  J.,  Orellana-Alvear,  J.,  Abril,  A.,  &  Carrillo- Rojas,  G.  2016.  Near-surface  air  temperature  lapse  rate  over  complex  terrain  in  the Southern  Ecuadorian  Andes:  implications  for  temperature  mapping. Arctic,  Antarctic, and Alpine Research , 48(4), 673-684.
18 Romps, D. M. 2017. Exact expression for the lifting condensation level. Journal of the Atmospheric Sciences , 74(12), 3891-3900.
19 Daidzic,  N.  E.  2019.  A  new  model  for  lifting  condensation  levels  estimation. International Journal of Aviation, Aeronautics, and Aerospace , 6(5), 1.