Pengamatan Atmospheric Optical Depth, Salah Satu Indikator Kualitas Udara

Climate4life.info - Pengamatan Atmospheric Optical Depth, salah satu indikator kualitas udara. 

Keberadaan zat-zat tertentu di atmosfer memengaruhi tingkat kekeruhan atmosfer yang tentunya berimbas pada jarak pandang kita ke sekitar.

Jika zat-zat tersebut merupakan zat pencemar seperti polutan partikulat, aerosol dan ozon maka sudah tentu kualitas udara juga akan menurun.

Zat-zat tersebut juga akan berperan pada sistem iklim karena interaksinya dengan radiasi matahari dapat menyebabkan fluktuasi kondisi iklim hingga akhirnya menyebabkan perubahan iklim [1].

• Mengenal Polusi Partikulat (Particulate Matter - PM) - Penyebab Menurunnya Kualitas Udara 

Kita tahu, saat sinar matahari melewati atmosfer bumi, energinya akan mengalami penyerapan, penghamburan dan pemantulan oleh molekul-molekul udara, aerosol dan awan sebelum mencapai permukaan bumi.

Tentunya kesetimbangan neraca energi bumi akan terpengaruh secara langsung.

Gambar 1. Kesetimbangan energi bumi-atmosfer
Sumber : Ahrens, Essential of Meteorologi

Koefisien atenuasi terhadap radiasi matahari oleh atmosfer disebut dengan Atmospheric Optical Depth atau ketebalan optis atmosfer. Ini dapat dihitung dengan mengukur besarnya intensitas radiasi langsung matahari yang mencapai bumi [2].

Dengan mengetahui Atmospheric Optical Depth maka kita dapat mengetahui seberapa besar keberadaan debu, partikulat dan zat polutan lainnya yang dapat dikaitkan dengan tingkat kualitas udara kita [3].

• Tentang kualitas udara: Kualitas Udara Memburuk, Pahami Indeks Standar Pencemar Udara (ISPU) dan Dampaknya bagi Kesehatan

Selain untuk mengetahui keberadaan partikulat dan ozon, Atmospheric Optical Depth diperlukan untuk beberapa pengamatan objek astronomi dari bumi.

Fluktuasi Atmospheric Optical Depth bergantung juga pada kondisi cuaca dan iklim.

Pada musim hujan, keberadaan kondisi optis atmosfer akan bersih dari partikulat namun banyak mengandung uap air yang juga sama dapat menyerap radiasi matahari.

Pada musim kemarau, keberadaan uap air lebih rendah namun atmosfer akan terkontaminasi oleh masuknya partikulat padat seperti debu dan asap kebakaran hutan dan lahan.

Karenanya pengukuran Atmospheric Optical Depth  akan selalu bervariasi bergantung pada faktor-faktor yang lebih dominan.

Pengamatan Atmospheric Optical Depth

Pengamatan Atmospheric Optical Depth terdiri dari dua jenis yaitu Atmospheric turbidity coefficient dan  Aerosol optical depth (AOD).

Atmospheric turbidity coefficient

Atmospheric turbidity coefficient   atau  koefisien kekeruhan atmosfer merupakan nilai yang dihitung berdasarkan iradiansi matahari pada saat cuaca cerah.

Terdapat berbagai metode untuk menghitungnya. JMA mendasarkan perhitungan sesuai dengan persamaan Feussner dan Dubois.

Pada persamaan ini koefisien dihitung menggunakan data radiasi matahari sesaat (irradiansi) yang diukur selama 30 menit sebelum dan sesudah pukul 9:00, 12:00 dan 15:00 pada waktu matahari nyata lokal (True Solar Time) pada saat cuaca cerah tanpa awan [4].

• Tentang konsep True Solar Time: Kalkulator Online untuk Menghitung Waktu Setempat dalam Pengamatan Iklim 

Atmospheric turbidity coefficient diamati menggunakan alat yang dinamakan pyrheliometer, seperti terlihat pada gambar berikut.

Pyrheliometer. Foto: JMA

Aerosol optical depth (AOD)

Aerosol optical depth (AOD) merupakan ukuran ketinggian aerosol dalam satu kolom hingga puncak atmosfer. 

Aerosol optical depth (AOD) dihitung dari radiasi matahari spektral pada panjang gelombang tertentu di mana tidak ada penyerapan radiasi oleh uap air.

Alat ukur Aerosol optical depth (AOD) adalah Sunphotometer seperti terlihat pada gambar di bawah ini

Sunphotometer. Foto: JMA

Data Aerosol optical depth (AOD)  yang umum digunakan dalam berbagai analisis adalah pada gelombang 500 nm karena pada pita panjang gelombang ini merupakan cahaya tampak di mana radiasi matahari paling banyak diradiasikan [5].

• Artikel tentang atmosfer:  Susunan Atmosfer Bumi Kita

Nilai AOD bergantung dari banyak sedikitnya jumlah aerosol yang ada di atmosfer. Semakin tinggi nilai AOD menunjukkan semakin tinggi pula konsentrasi aerosol di atmosfer.

Hal ini tentunya semakin banyak radiasi matahari yang akan mengalami pelemahan karena diserap atau juga dihamburkan oleh aerosol.

Sebagai contoh kaitan AOD dengan kualitas udara dapat kita lihat perbandingan pada sebaran hotspot dengan sebaran AOD pada gambar berikut.

Sebaran hotspot karhutla tanggal 21 September 2019 pukul 01 wib dari Lapan

Pada gambar di atas terlihat sebaran hotspot yang merupakan indikator kebakaran hutan dan lahan yang memproduksi asap yang mengandung partikulat dan aerosol.

• Cara Mengakses Informasi Hotspot Kebakaran Hutan dan Lahan secara Online

AOD sebagai dampak masuknya aerosol ke atmosfer sejalan dengan sebaran hotspot tersebut, sebagaimana terlihat pada gambar berikut.

Sebaran AOD. Sumber: Windy.com

Berdasarkan sebaran AOD di atas terlihat, konsentrasi AOD maksimum  terjadi di Kalimantan dan Sumatera di mana pada saat yang sama banya terjadi hotspot kebakaran hutan dan lahan. 

Maka radiasi matahari yang sampai ke permukaan bumi pada daerah-daerah tersebut akan menjadi lebih rendah yang diterjemahkan sebagai peningkatan Aerosol optical depth (AOD) di atmosfer yang menghamburkan ataupun menyerap energi matahari sebelum sampai ke permukaan bumi.

----0000----

Referensi ulasan mengenai Atmospheric Optical Depth sebagai salah satu indikator kualitas udara ini bersumber dari:

1. Study of total column atmospheric aerosol optical depth: https://www.ias.ac.in/article/fulltext/jess/112/02/0205-0221
2. JMA - Observation of Atmospheric Optical Depth: https://www.jma-net.go.jp/kousou/obs_third_div/rad/rad_turb-e.html
3. A method to determine atmospheric optical depth: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2003JD003829
4. JMA - Calculation of Atmospheric Turbidity Coefficients: http://www.data.jma.go.jp/gmd/env/radiation/en/nmhs/nmhs_rad.html#P4
5. Estimasi SO2 dengan AOD: http://digilib.mercubuana.ac.id/manager/t!@file_artikel_abstrak/Isi_Artikel_593716959867.pdf

Climate4life.info mendapat sedikit keuntungan dari penayangan iklan dan digunakan untuk operasional blog ini.

Jika menurut anda artikel ini bermanfaat, maukah mentraktir kami secangkir kopi melalu "trakteer id"?