Satelit cuaca merupakan salah satu peralatan observasi yang paling inovatif dan serbaguna serta dirancang untuk dapat beroperasi di ruang angkasa dalam waktu yang cukup lama, bahkan dapat bertahan selama bertahun-tahun dimana hasil pengamatan cuaca tersebut masih membutuhkan kemampuan interpretasi dari seorang prakirawan (Forecaster) guna memperoleh informasi yang lebih tepat dan akurat.
Dengan kata lain satelit cuaca memudahkan prakirawan (forecaster) untuk memprediksikan daerah-daerah mana yang terdapat awan, front, hujan, dan fenomena lain yang sangat berguna bagi kepentingan umum terutama dalam memberikan informasi cuaca yang tepat dan akurat bagi masyarakat luas.
Satelit cuaca adalah sejenis satelit buatan yang digunakan untuk mengawasi cuaca dan iklim bumi. Satelit meteorology biasanya mengamati awan dan sistem awan. Sedangkan cahaya perkotaan, kebakaran, polusi, cahaya aurora, badai pasir dan debu, tumpukan salju, pemetaan es, gelombang samudra, pembuangan energi, juga merupakan informasi yang dikumpulkan oleh satelit cuaca. Dalam literature yang lain disebutkan bahwa satelit meteorologi berfungsi pengindra jarak jauh (VIS & IR) untuk membantu pengamat cuaca memantau kondisi atmosfer seperti awan, badai, suhu dalam skala yang luas.
Tipe satelit
Ada dua jenis tipe dasar satelit meteorologi:
- Geostationary Satellite
Satelit ini mengorbit di khatulistiwa pada tingkat kecepatan putar yang sama dengan rotasi bumi. Mereka mengorbit pada ketinggian 36000 km diatas titik tetap di permukaan bumi (gambar 1). Karena posisinya yang tetap, satelit ini mampu memonitor suatu region secara terus-menerus.
Contohnya adalah GOES 9 (Geostationary Operational Environmental Satellite) yang merupakan satelit GOES terbaru dan diluncurkan pada tanggal 23 mei 1995.
Citra yang diperoleh satelit ini merupakan citra real time, artinya begitu kamera mengambil gambar maka langsung ditampilkan , sehingga memungkinkan forecaster untuk memonitor proses dari sistem cuaca yang besar seperti fronts, storms and hurricanes. Arah dan kecepatan angin juga bisa diperkirakan berdasar monitoring pergerakan awan.
- Polar Orbiting Satellites
Satelit ini mengorbit hampir paralel dengan garis meridien bumi (gambar 2). Mereka melewati kutub utara dan kutub selatan bumi tiap kali revolusi bumi. Saat bumi berotasi menuju timur dibawah satelit, tiap monitor mengoperkan gambar ke barat sehingga menghasilkan gambar dengan area yang lebih besar.
Satelit polar memiliki keuntungan dalam memotret perawanan yang tepat berada dibawah mereka. Gambar satelit geostasioner untuk daerah kutub terdistorsi disebabkan sudut penglihatan satelit yang sempit kekutub. Satelit polar juga berputar pada ketinggian yang lebih rendah (-+ 850 km) sehingga mampu menyediakan informasi badai dan sistem perawanan yang lebih mendetail.
Jenis-jenis Citra Satelit Cuaca
Citra satelit cuaca merupakan gambaran rekaman daerah liputan awan di suatu daerah dimana citra tersebut terekam dalam sensor dengan menggunakan saluran yang sebagian besar merupakan saluran tampak (visible) dan saluran inframerah (IR).
Sesuai tujuan awal untuk membantu manusia melakukan peramatan perawanan, citra satelit terbagi menjadi beberapa macam berdasarkan cara kerja dan sinar yang dipakai.
Masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan yang saling melengkapi. Ada dua cara satelit cuaca memperoleh data, ialah dengan merekam sinaran tampak dengan kamera televisi dan perekaman sinaran infra merah dengan menggunakan radiometer.
- Citra Visible
Semua benda karena menerima sinaran dari matahari dapat menjadi sumber sinaran kedua (gambar 3). Sinaran dari matahari oleh benda itu umumnya sebagian diteruskan, sebagian diserap dan sebagian dipantulkan kembali sewaktu sinaran tersebut mengenai benda tersebut, sedangkan yang diserap dipancarkan kembali pada saat itu atau pada saat berikutnya. Dari sinaran yang dipantulkan, menjadikan benda tersebut dapat dilihat secara langsung baik oleh mata atau oleh alat.
Mata mampu melihat benda apabila benda tersebut memantulkan cahaya sinaran dengan panjang gelombang 0,4 – 0,7 mikrometer sedangkan alat dapat melihat berbagai panjang gelombang. Sinaran dengan panjang gelombang 0,4 – 0,7 mikrometer tersebut dinamakan sinaran sinaran gelombang tampak (untuk mata).
Umumnya satelit cuaca menggunakan alat yang dapat menerima sinaran pantul gelombang 6 mikrometer. Sinaran dengan panjang gelombang 6 mikrometer ini dipandang paling baik, karena secara nisbi gelombang ini sedikit sekali mengalami hamburan di atmosfer.
Dengan alat ini yang direkam adalah banyaknya sinar pantulan atau albedo dari bendanya. Setiap benda, termasuk berbagai jenis awan mempunyai albedo yang besarnya berbeda – beda. Perbedaan ini karena jenis permukaan dan struktur yang berbeda – beda. Oleh karena itu banyak dan sedikitnya albedo dari suatu permukaan dapat digunakan untuk membeda – bedakan benda atau awan yang memantulkan sinaran tersebut. Dengan kamera sinar tampak ini, benda atau awan yang paling banyak albedonya tampak paling putih. Awan Cumulonimbus (Cb) mempunyai albedo paling besar (- 92 dan Cumulus di cuaca cerah di atas permukaan daratan mempunyai albedo paling kecil (-29)
Citra ini serupa dengan seolah-olah kita mengambil potret hitam-putih dari bumi. Bagian yang terang menunjukkan dimana sinar matahari dipantulkan kembali keangkasa akibat awan dan liputan salju.
Berdasarkan citra ini awan dan salju terlihat sebagai warna yang cerah dan semakin tebal awan semakin cerah warnanya. Permukaan bumi ditampilkan sebagai abu-abu dan lautan nyaris mendekati hitam. Keterbatasan utama dari citra visible adalah ketersediaannya hanya pada waktu siang hari.
- Citra Infra Merah
Berbeda dengan data tampak, data infra merah diperoleh dengan cara merekam sinaran infra merah yang dipancarkan benda (awan) dengan menggunakan radiometer (gambar 4).
Sinaran infra merah ini dipancarkan oleh benda karena benda tersebut telah menyerap sebagian sinaran matahari yang jatuh pada benda itu.
Banyaknya sinaran infra merah sebanding dengan suhu benda yang memancarkannya. Bila benda memancarkan kembali energi sinaran yang pernah diserap, maka banyaknya energi sinaran tersebut sebanyak (Hukum Stefan Boltzmann). Makin sedikit benda menyerap sinaran, makin sedikit sinaran infra merah yang dipancarkan kembali dan makin rendah suhu benda tersebut.
Bila untuk memperoleh albedo, yang diambil adalah gelombang 6 mikrometer, untuk memperoleh data sinaran infra merah diambil gelombang dengan panjang gelombang sekitar 10,5 sampai 12,5 mikrometer. Gelombang ini tidak atau sedikit sekali diserap atmosfer, tetapi banyak diserap / dipancarkan oleh butir-butir awan. Dari foto infra merah yang dihasilkan oleh radiometer, menunjukkan bahwa makin rendah suhunya, warna foto makin putih.
Seperti telah diuraikan, radiometer yang dipasang di satelit mengukur banyaknya sinaran infra merah yang sampai ke satelit. Sinaran tersebut berasal dari berbagai benda di permukaan bumi dan di dalam atmosfer. Oleh karena itu sering terlihat bahwa benda yang berlainan tetapi bersuhu sama tinggi, terlihat dalam warna yang sama.
Dengan demikian pengukuran yang mendekati pada benda yang bersangkutan dapat diperoleh apabila benda tersebut jauh lebih luas daripada benda-benda yang lain di sekitarnya.
Untuk awan yang terpencar, sinarannya banyak tercampur dengan sinaran benda lain sehingga suhu yang diperhitungkan sering lebih tinggi dari sebenarnya. Jadi perlu diketahui bahwa perbedaan warna dalam foto tampak (visible) menyatakan perbedaan daya pantul dan perbedaan warna dalam foto infra merah (IR) menyatakan perbedaan suhu.
Citra ini berdasarkan panas radiasi. Dengan kata lain semakin hangat permukaan, semakin banyak radiasi inframerah yang terjadi. Hasilnya pada citra adalah, semakin dingin permukaan maka semakin terang dan sebaliknya semakin panas maka semakin gelap.
Pada prakteknya puncak awan akan semakin dingin sehingga terlihat sebagai warna terang dan permukaan tanah yang lebih hangat terlihat gelap. Dengan cara ini awan rendah akan terlihat abu-abu dan awan yang lebih tinggi akan terlihat lebih terang. Kerugiannya adalah sulit membedakan fog/kabut dengan daratan biasa karena suhunya yang serupa. Keuntungan utamanya adalah ketersediaannya 24 jam sehari.
Pengembangan citra satelit infra merah dengan menekankan pada area awan dan puncak awan terdingin lebih dikenal dengan Enhanced Infrared Satellite Image (gambar 5). Karena citra inframerah bisa untuk membedakan tinggi awan, dimanfaatkan dengan menerangi bagian awan dengan warna yang lebih cerah dan beberapa warna buatan.
Tanda tebal pada atas batangan merepresentasikan 10º Celsius meningkat mulai dari 5º Celcius pada bagian kiri menuju -110 C dikanan (gambar 7). Sedangkan dengan mengkombinasikan citra infra merah dan citra visible dicoba untuk menggabungkan keunggulan masing-masing dan menghilangkan kelemahannya yang lebih dikenal dengan Composite Visible-Infrared Satellite Image.
Bagian dasar adalah citra visible, kemudian ditambahkan citra inframerah (T <-32º Celcius) menggunakan pola strip. Dengan ini bisa didapatkan area dengan awan dingin/tinggi pada citra visible (gambar 6).
Keterangan gambar:
- Geostationary Satellite
- Polar Orbiting Satellite
- Visible image
- Infra Red image
- Enhanced Infra Red image
- Visible – Infra Red image
- Skala Enhanced Infra Red image
Daftar Pustaka
- Mayasari, Agatha. 2005. Interpretasi Citra Satelit Cuaca di Daerah Jabotabek Berdasarkan suhu kandungan uap air yang terdapat di awan. Laporan akhir Taruni jurusan Meteorologi, Akademi Meteorologi dan Geofisika. Jakarta, Tidak dipublikasikan.
- Satelit cuaca. 2009. http://www.wikipedia.com/html/_20php [22 juni 2009]
- R Kelkar. Satellite Meteorology. 2006 .
- Citra Awan Satelit Cuaca. 2008. http://miftahulmunir.wordpress.com/ [13 Mei 2008]
Sumber ://www.fisikanet.lipi.go.id/