Dampak Asimilasi Data Radar Produk Cappi pada Prediksi Kejadian Hujan Lebat di Jabodetabek Menggunakan Model WRF-3DVAR

Authors

  • Jaka Anugrah Ivanda Paski Pusat Penelitian dan Pengembangan Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika
  • Donaldi Sukma Permana Pusat Penelitian dan Pengembangan Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika
  • Miranti Indri Hastuti Stasiun Meteorologi Kualanamu Medan Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika
  • Rahayu Sapta Sri Sudewi Pusat Penelitian dan Pengembangan Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika

DOI:

https://doi.org/10.31172/jmg.v20i1.605

Keywords:

asimilasi radar, model cuaca, radar, CAPPI, Jabodetabek

Abstract

Penelitian ini dilakukan untuk mengevaluasi dampak asimilasi data radar pada model WRF untuk prediksi kejadian hujan ekstrim di wilayah Jabodetabek pada tanggal 11 Desember 2017 yang disebabkan oleh angin monsun barat serta adanya konvergensi dan shearline di wilayah utara Pulau Jawa. Dua eksperimen model WRF dengan data inisial Global Forecast System (GFS) pukul 00.00 UTC dilakukan untuk memprediksi 24 jam ke depan, yaitu (1) tanpa asimilasi data dan (2) dengan asimilasi data reflektifitas radar cuaca dengan teknik 3DVAR. Analisis dilakukan dengan membandingkan parameter mixing ratio dan curah hujan dari data inisial kedua eksperimen. Uji skill dan keandalan model dalam prediksi curah hujan dilakukan dengan verifikasi luaran model pada 5 stasiun pengamatan di Bandara Sekarno-Hatta (Soetta), Pondok Betung (Ponbet), Kemayoran, Tanjung Priok dan Citeko menggunakan teknik dikotomi (penggolongan hujan/tidak hujan). Hasil menunjukan bahwa data reflektifitas radar (Z) berdampak pada perubahan nilai prediksi parameter mixing ratio yang berpengaruh terhadap pertumbuhan awan di wilayah Jabodetabek. Analisis skill Percent Correct (PC), Probabilty of Detection (POD) dan False Alarm Ratio (FAR) menunjukan adanya perbaikan pada eksperimen model dengan asimilasi data radar 3DVAR. Selain itu, analisis skill pada stasiun pengamatan Soekarno-Hatta selalu menunjukan nilai terbaik dibandingkan dengan stasiun pengamatan lainnya yang berjarak lebih jauh dari radar cuaca. Penelitian ini dengan jelas menyarankan bahwa asimilasi data (3DVAR) memiliki dampak positif dan perbaikan prakiraan pada simulasi kejadian hujan ekstrim.

Author Biographies

Jaka Anugrah Ivanda Paski, Pusat Penelitian dan Pengembangan Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika

Peneliti Muda BMKG

Donaldi Sukma Permana, Pusat Penelitian dan Pengembangan Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika

Peneliti Madya BMKG

References

Kalnay, E,. Atmospheric Modelling, Data Assimilation and Predictability. Cambridge, UK: Cambridge University Press. Cambridge, UK, 364 pp, 2003.

Barker, D. M., Huang, W., Guo, Y.-R., Bourgeois, A., and Xiao, Q.: A Three-Dimensional Variational (3DVAR) Data Assimilation System For Use With MM5: Implementation and Initial Results, Mon. Weather Rev., 132, 897–914, 2004.

Sun, J., Doppler Radar Data Assimilation with WRFDA. NCAR., 2010

Skamarock, W. C., Klemp, J. B., Dudhia, J., Gill, D. O., Barker, D. M., Duda, M. G., Huang, X.-Y., Wang, W., and Powers, J. G. “ A description of the Advanced Reasearch WRF Version 3”. 2008. NCAR Technical Note, TN 475+STR, 113 pp., Internet: www.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/arwv3.pdf, diakses January 2012.

Lorenc, A.C., Analysis methods for numerical weather prediction. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, volume 112(474), pp.1177-1194, 1986.

Gao, J., Xue, M., Brewster, K., and Droegemeier, K. K., “A three dimensional variational data analysis method with recursive filter for Doppler radars”. J. Atmos. Oceanic Technol., vol 21, pp.457–469, 2004.

Xue, M., Wang, D., Gao, J., Brewster, K., and Droegemeier, K. K, “The Advanced Regional Prediction System (ARPS), storm scale numerical weather prediction and data assimilation.” Meteor. Atmos. Phys., vol. 82, pp.139–170, 2003.

Barker, D. M., Huang, W., Guo, Y.-G., and Bourgeois, A., “A Three Dimensional Variational (3DVAR) Data Assimilation System for Use with MM5.” NCAR Tech. Note, NCAR/TN-453+STR, UCAR Communications, Boulder, CO, 68 pp., 2003.

Xiao, Q., Kuo, Y.-H., Sun, J., and Lee, W.-C, “Assimilation of Doppler RADAR Observations with a Regional 3DVAR System: Impact of Doppler Velocities on Forecasts of a Heavy Rainfall Case.” J. Appl. Meteor., Vol. 44, pp. 768–788, 2005.

Xiao, Q., Kuo, Y.-H., Sun, J., Chaulee, W., and Barker, D. M., “An Approach of RADAR Reflectivity Data Assimilation and Its Assessment with the Inland QPF of Typhoon Rusa (2002) at Landfall.” J. Appl. Meteor. Climatol., Vol. 46, pp.14–22, 2007.

Wang, H., Sun, J., Zhang, X., Huang, X., and Auligne, T., “Radar data assimilation with WRF 4D-Var. Part I: system development and preliminary testing.” Mon. Weather Rev., Vol.141, pp. 2224–2244, 2012.

Wang, H., Sun, J., Fan, S., and Huang, X. Y.“Indirect assimilation of radar reflectivity with WRF 3D-Var and its impact on prediction of four summertime convective events.” J. Appl. Meteor. Climatol., Vol. 52, pp. 889–902, 2013.

Dash, S. K., Sahu, D.K., Sahu, S.C, “Impact of AWS observation in WRF-DVAR data assimilation system: a case study on abnormal warming condition in Odisha.” Nethazard. Vol.65, pp. 767-798, 2013.

Hou, T., Kong, F., Chen, X. and Lei, H., “Impactof 3DVAR data assimilation on the prediction of heavy rainfall over Southern China Advances in Meteorology”. J. Appl. Meteor. Climatol. pp.1-17, 2013

Satrya, L. I., “Asimilasi Data Radar dalam Penerapan Prediksi Cuaca Numerik di Indonesia (Studi Kasus di Jawa Barat).” Skripsi, Meteorologi, ITB Bandung, 2012.

Gustari, I., “Perbaikan Prediksi Cuaca Numerik Kejadian Hujan Sangat Lebat Terkait dengan Sistem Awan di Jabodetabek Menggunakan Asimilasi Data Radar C-Band.” Disertasi, ITB Bandung, 2014.

Paski, J.A.I. dan Gustari, I., “Pengaruh Asimilasi Data Radar C-Band dalam Prediksi Cuaca Numerik (Studi Kasus di Lampung).” Jurnal Meteorologi dan Geofisika, Vol. 18(2), pp. 55-64, 2017.

Paski, J.A.I, “Pengaruh Asimilasi Data Penginderaan Jauh (Radar dan Satelit) untuk Prediksi Cuaca Numerik Estimasi Curah Hujan.” Jurnal Penginderaan Jauh dan Pengolahan Data Citra Digital, Vo. 14 No. 2, pp. 79-88, 2017.

Heistermann, M., Jacobi, S., and Pfaff, T., “Technical Note: An open source library for processing weather radar data (wradlib)”, Hydrol. Earth Syst. Sci., Vol. 17, pp.863-871, doi:10.5194/hess-17-863-2013, 2013.

Permana, D.S., Hutapea, T.D., Praja, A.S., Fatkhuroyan, F. and Muzayanah, L.F. “Pengolahan Multi Data Format Radar Cuaca Menggunakan Wradlib Berbasis Python,” Jurnal Meteorologi dan Geofisika., Vol. 17 edisi 3, pp. 157-164, 2016.

Pfaff, T., Heistermann, M., and Jacobi, S.: wradlib - An open source library for weather radar data processing, In Proceedings of ERAD - The Seventh European Conference on Radar in Meteorologi and Hydrology, 2012.

Downloads

Published

2019-08-21

How to Cite

Paski, J. A. I., Permana, D. S., Hastuti, M. I., & Sudewi, R. S. S. (2019). Dampak Asimilasi Data Radar Produk Cappi pada Prediksi Kejadian Hujan Lebat di Jabodetabek Menggunakan Model WRF-3DVAR. Jurnal Meteorologi Dan Geofisika, 20(1), 47–54. https://doi.org/10.31172/jmg.v20i1.605

Issue

Vol. 20 No. 1 (2019)

Section

Article

License

Authors who publish with this journal agree to the following terms:

  1. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
  2. Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
  3. Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work.