VII. URAIAN MATERI

Pokok Bahasan 1. Konsep skenario gas rumah kaca

a. Pengertian

Gas-gas rumah kaca (Green House Gases) adalah beberapa jenis gas yang terperangkap di atmosfer dan berfungsi seperti atap rumah kaca yang mampu meneruskan radiasi gelombang panjang matahari, namun menahan radiasi inframerah yang diemisikan oleh permukaan bumi. Gas-gas yang dimaksud antara lain adalah Karbon diokasida (CO₂), Metan (CH₄), Nitrous Oksida (N₂O), Hydrofluorokarbon (HFC_S), Perfluorokarbon (PFC_S) dan Sulfur heksaflorida (SF₆) (ilustrasi pada Gambar 15). Sumber gas-gas rumah kaca tersebut dapat terbagi menjadi dua yaitu alami dan akibat aktifitas manusia. Gas rumah kaca yang terjadi secara alami adalah methana (CH₄). Sedangkan gas yang dihasilkan akibat aktifitas manusia antaralain CO₂ (Proses pembakaran bahan bakar fosil), (N₂O) (aktifitas pertanian dan industri), CFC, HFC_S, PFC_S (proses industri dan konsumen).

b. Teori gas rumah kaca

Secara alami bumi menerima radiasi gelombang pendek yang berasal dari matahari. Selanjutnya gelombang pendek tersebut diterima oleh permukaan bumi dan berubah menjadi gelombang panjang yang dipantulkan oleh ke atmosfer. Akibat dari adanya gas rumah kaca sebagian gelombang panjang tidak dapat menembus/lolos ke angkasa kemudian dipantulkan kembali ke permukaan bumi berupa energi panas (sinar inframerah) yang kita rasakan (Gambar 15). Fenomena ini dikenal dengan efek rumah kaca. Akumulasi dari energi panas yang diterima bumi memicu naiknya suhu rata-rata dipermukaan bumi yang selanjutnya terjadilah pemanasan global. Karena suhu adalah salah satu parameter dari iklim dengan begitu berpengaruh pada iklim bumi, terjadilah perubahan iklim yang saat ini dikenal secara global.

Gambar 15. Ilustrasi dampak gas rumah kaca terhadap sistem radiasi dibumi

Berbasis mekanisme terjadinya efek rumah kaca yang akibat peningkatan gas rumah kaca oleh aktivitas manusia. Merespon hal tersebut dunia internasional yang diwakili oleh para peneliti dunia yang tergabung dalam lembaga panel antar pemerintah (Intergovermental Panel on Climate Change-IPCC) melakukan pengembangan proyeksi iklim dimasa mendatang melalui identifikasi kenaikan suhu udara melalui penyusunan skenario gas rumah kaca. Luaran yang telah dihasilkan antara lain Special Report on Emissions Scenarios (SRES) dan Representative Carbon Pathway (RCP). Luaran tersebut menggambarkan kondisi iklim masa depan berdasarkan skenario emisi gas rumah kaca yang telah disusun (Gambar 16).

Gambar 16 Gambaran Emisi pada masing-masing skenario iklim. Sumber: Collier et al 2011

Selanjutnya intereaksi sistem iklim dirumuskan melalui model matematis dengan hasil variabel cuaca permukaan seperti curah hujan dan suhu udara. Model matematis yang dibangun digunakan sebagai tujuan peningkatan pemahaman terhadap prakiraan iklim pada skala waktu tertentu (3 bulan, 6 bulan dan jangka waktu panjang lainnya) (Hardian 2017). Model matematis tersebut dikenal dengan model iklim. Model iklim yang dibentuk diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai landasan informasi dalam pengambilan keputusan untuk perencanaan dan aksi sektor tertentu. Saat ini luaran model iklim yang dihasilkan adalah luaran iklim global. Hal yang ditemui pada luaran iklim global resolusi atau dimensi yang diperoleh masih rendah/kasar. Dalam pemenuhan kebutuhan diperlukan resolusi yang lenih tinggi untuk menghasilkan estimasi dampak yang lebih akurat. Untuk menghasilkan resolusi yang lebih tinggi dibutuhkan metode downscaling (downscaling statik dan downscaling dinamik). Beberapa contoh dari luaran hasil metode downscaling terilustrasi pada Gambar 17.

Gambar 17 Ilustrasi penerapan metode downscaling

c. Jenis-jenis gas rumah kaca

Gas-gas rumah kaca terdiri dari berbagai unsur. Berbagai unsur yang dimaksud antara lain adalah Karbon diokasida (CO₂), Metan (CH₄), Nitrous Oksida (N₂O), Hydrofluorokarbon (HFC_S), Perfluorokarbon (PFC_S) dan Sulfur heksaflorida (SF₆) (ilustrasi pada Gambar 15). Sumber gas-gas rumah kaca tersebut dapat terbagi menjadi dua yaitu alami dan akibat aktifitas manusia. Gas rumah kaca yang terjadi secara alami adalah methana (CH₄). Sedangkan gas yang dihasilkan akibat aktifitas manusia antaralain CO₂ (Proses pembakaran bahan bakar fosil), (N₂O) (aktifitas pertanian dan industri), CFC, HFC_S, PFC_S (proses industri dan konsumen).

Pokok Bahasan 2. Penyusunan skenario perubahan iklim

a. Metode penyusunan skenario

Proyeksi perubahan iklim dilakukan dengan memerhatikan tujuan, ketersediaan data, waktu dan kapasitas teknologi yang dimiliki. Sebagai bahan pembelajaran proyeksi perubahan iklim masa depan dilakukan berdasarkan data luaran Assessment Report 5 (CMIP5) yang dikembangkan oleh IPCC. model iklim yang dipergunakan adalah CSIRO dan GFDL pada dua skenario emisi RCP (4.5). Variabel iklim permukaan seperti curah hujan, suhu maximum dan minimum bulanan dari kedua model diperoleh untuk mengkaji perubahan suhu udara dan curah hujan pada tahun 2035 (2021-2050). Sebagai periode kontrol, luaran model periode 1971-2000 disiapkan agar dapat dihitung perubahan suhu udara dan curah hujan bulanan. Suhu udara maximum dan minimum dipergunakan untuk menghitung perubahan suhu udara rata-rata bulanan. Suhu udara rataan dihitung berdasarkan rataan suhu udara maximum dan minimum. Penggunaan model-model iklim dan skenario emisi karbon ditujukan untuk mempertimbangkan ketidakpastian dalam proyeksi perubahan iklim.

Selanjutnya memahami adanya perbedaan resolusi spasial antara stasiun iklim dan luaran model iklim global, ekstraksi luaran model iklim global dilakukan berdasarkan kedekatan lokasi geografi dengan stasiun iklim wilayah kajian. Sebagai salah satu contoh untuk menghitung nilai perubahan dari hasil luaran skenario perubahan iklim adalah menggunakan metode delta (e.g., Mearns, Rosenzweig, & Goldberg, 1997; Tubiello, Rosenzweig, Goldberg, Jagtap, & Jones, 2002; Wang, Li, Ye, Bornman, & Yan, 2011). Adapun metode delta akan menjelaskan besar perubahan yang terjadi pada kondisi periode masa depan terhadap kondisi periode baseline. Selanjutnya, disusun dalam dua tahapan. Pertama, perbedaan suhu udara (∆T) dan persentase curah hujan (%CH) antara periode masa depan dan baseline dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

Rumus Perhitungan Metode Delta:

Selanjutnya, data iklim observasi suhu udara dan curah hujan hasil pengamatan stasiun dimodifikasi berdasarkan perubahan suhu udara dan curah hujan hasil perhitungan diatas. Informasi iklim termasuk hasil proyeksi perubahan iklim untuk setiap stasiun iklim akan dialokasikan pada masing-masing batasan administrasi, misal: setiap kabupaten akan memperoleh satu stasiun iklim. Proses alokasi tersebut akan dilakukan berdasarkan Euclidian Distance. Sehingga akan diperoleh proyeksi perubahan iklim secara spasial dalam skala administrasi terpilih. Dalam proses spasialisasi ini, ketersediaan data iklim observasi secara spasial dan skala administrasi terpilih memegang peranan penting dalam menangkap variasi spasial dampak perubahan iklim global terhadap kondisi iklim di wilayah kajian.

Pada Tabel 5 merupakan salah satu hasil pemanfaatan informasi proyeksi iklim masa depan. Secara historis curah hujan terbagi atas dua periode yakni 1951-1980 dan 1980-2008 dengan periode hasil proyeksi 2008-2030. Melalui perhitungan delta kita dapat mengetahui nilai perubahan yang terjadi pada kondisi masa depan terhadap kondisi baseline pada suatu wilayah.

Tabel 5 Ilustrasi penerapan metode delta

Kabupaten	Baseline 1	Baseline 2	Proyeksi	Delta 1 Curah Hujan (%)	Delta 2 Curah Hujan (%)
	Curah Hujan (mm) 1951-1980	Curah Hujan (mm) 1981-2008	Proyeksi Curah Hujan (mm) 2008-2030
Musirawas	2925	3135	3081	5.33	-1.72
Empat Lawang	3277	3303	3188	-5.98	-6.72
Lubuk Linggau	2886	3075	2869	6.76	0.20
Lahat	2969	3197	3119	3.77	-3.63
Musibanyuasin	2370	2717	2503	30.00	13.40
Pagaralam	2686	3057	3029	14.71	0.79
Muaraenim	2508	2871	2810	22.85	7.31

b. Pemanfaatan informasi skenario perubahan iklim

• Penetapan variabel iklim dan periode proyeksi

Dalam menyusun variabel dan periode proyeksi ditentukan berdasarkan identifikasi faktor yang mempengaruhi kejadian suatu penyakit sedangkan untuk periode proyeksi didasarkan kepada kebutuhan terhadap analisis atau aksi/perencanaan yang akan dilakukan. Penggunaan periode proyeksi dalam jangka pendek dapat dimanfaatkan dalam tataran aksi sedangkan penggunaan periode proyeksi jangka panjang dapat dimanfaatkan dalam tataran perencanaan. Sebagai contoh pemilihan tahun proyeksi masa depan didasarakan pada kerangka waktu sistem pembangunan di Indonesia baik Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW) maupun Rencana Pembangunan Jangka Panjang. Misal RPJP tahun 2025, artinya periode proyeksi iklim yang digunakan adalah 2011 sampai dengan 2040 (30 tahun) kemudian untuk periode baseline digunakan tahun 1981 sampai dengan 2010 (30 tahun). Periode masa deoan tahun 2011 sampai dengan tahun 2040 didasarkan kepada pertimbangan nilai tengah ada pada tahun 2025.

• Penyusunan skenario perubahan iklim

Penyusunan proyeksi iklim kedepan dilakukan dengan berbagai hal, salah satunya melalui penyusunan skenario iklim yang mempertimbangkan berbagai hal yang mempengaruhi kondisi iklim. Penyusunan proyeksi yang dilakukan menggunakan skenario emisi atau skenario perubahan iklim. IPCC telah melakukan penyusunan skenario iklim untuk mengetahui kondisi iklim global dan regional sampai dengan tahun 2100, Adapun luaran yang dikenal khalayak umum adalah SRES dan Representative Concentration PathWays (RCP). Hingga saat ini upaya penyusunan skenario iklim terus mengalami perbaikan dan pengembangan. Dasar-dasar dalam penyusunan skenario iklim adalah dengan memasukan faktor pengendali emisi. Faktor pengendali tersebut berpengaruh terhadap besaran Radiative Forcing yang berdampak pada perubahan besaran energi dibumi. Peningkatan Radiative Forcing akan menimbulkan efek pemanasan sehingga terjadi peningkatan suhu udara yang menyebabkan perubahan iklim. Informasi skenario perubahan nilai Radiative Forcing digunakan sebagai salah satu input dalam simulasi model iklim gobal dimana luaran dari model tersebut digunakan untuk proyeksi perubahan berbagai unsur iklim (Surmaini, 2016). Sebagai contoh penyusunan skenario yang dilakukan akan memberikan informasi mengenai berbagai proyeksi kondisi iklim wilayah dimasa mendatang. Sebagai contoh perubahan curah hujan dan suhu udara pada skala temporal tertentu (tahun, bulan atau hari).

Visualisasi merupakan rekayasa dalam pembuatan gambar, diagram ataupun animasi yang bertujuan dalam menampilkan suatu informasi. Penyusunan visualisasi hasil skenario iklim dilakukan kedalam bentuk gambar peta yang didasarkan kepada jenis data dalam bentuk titik lokasi. Penggambaran atau visualisasi yang dilatihkan dilakukan melalui sistem informasi geografi yang akan menghasilkan peta berbasis kewilayahan.

Adapun langkah-langkah yang akan dilakukan tergambar dan dijelaskan sebagai berikut:

1. Persiapan Data (Langkah 1)

Pada tahapan ini, peserta melakukan identifikasi bahan dan data yang tersedia berkaitan dengan tujuan dan kebutuhan pemanfaatan hasil skenario perubahan iklim. Identifikasi ketersediaan data dapat dilakukan melalui koleksi secara mandiri ataupun konsultasi dengan para pihak yang berkompeten dibidang informasi perubahan iklim. Untuk mempermudah berikut terlampir tabel identifikasi ketersediaan data terkait pemanfaatan informasi iklim.

a. Pengisian tabel berdasarkan koleksi pada internet atau pihak yang berkompeten

Instansi	Variabel	Level Spasial	Level Temporal	Tipe/Level Data/Status	Periode
BMKG	Curah Hujan	Stasiun	Harian	Tabular	1985 - Saat ini
	Suhu Minimum	Stasiun	Harian	Tabular	1985 - Saat ini
	Suhu Rata-rata	Stasiun	Harian	Tabular	1985 - Saat ini
Worldclim	Suhu Udara	Wilayah	Periode	Grid	1971-2000
	Curah Hujan	Wilayah	Periode	Grid	1971-2000
CGIAR	Suhu Udara	Wilayah	Periode	Grid	2021-2050
	Curah Hujan	Wilayah	Periode	Grid	2021-2050
...	...	...	...	...	...
...	...	...	...	...	...
...	...	...	...	...	...

Catatan: isi tabel diatas merupakan contoh dalam identifikasi data yang tersedia

b. Unduh data
• Data iklim global dapat diunduh di : Baseline http://www.worldclim.org/ dan Proyeksi http://www.ccafs-climate.org, kemudian data iklim stasiun pada http://dataonline.bmkg.go.id/home


• Pada worldclim pilih download seluruh variabel 30 second (1 km)

• Pada CGIAR pilih Spatial Downscaling

Kemudian pada Spatial Check list sesuai dibawah ini (Extent = Global, Format = ASCII, Grid Format, Period = Tahun 2030s dan 2050s, Variabel = Precipitation, Mean Temperatur, Bioclimatic dan Solar Radiation, Resolution= 30 seconds

Check list RCP.4.5 dan klik Search

Pilih select all, kemudian klik generate download link

Isikan alamat email

Isikan data diri kemudian submit

Pilih data model iklim CSIRO dan GFDL yang ingin diunduh, kemudian data atau file akan terunduh secara otomatis

• Pada BMKG pilih Registrasi

Isikan seluruh form

Setelah itu mulai Login sesuai dengan data yang diinput

Pilih data iklim -> data iklim harian

Masukan stasiun pada wilayah yang diinginkan kemudian pilih search

Selanjutnya pilih download, maka data akan terdownload secara otomatis

2. Memotong wilayah kajian (Langkah 2)

Pada tahapan ini peserta telah mendapatkan bahan dan data terkait pemanfaatan hasil skenario iklim global. Sebagai contoh, peserta menggunakan luaran Worldclim untuk periode baseline (1971-2000) dan CGIAR (2021-2050). Data yang diperoleh akan dipotong sesuai dengan kebutuhan analisis.

• Buka program Quantum GIS

• Buka file data Baseline atau Proyeksi (Sebelumnya ekstrak data RAR atau ZIP yang sudah diunduh) (Contohnya : prec_1.asc )

• Buka file shp kota surabaya

• Kemudian ketik clip pada processing toolbox

• Selesai
(Lakukan untuk semua variabel : Curah Hujan dan Suhu Rata-rata)
Lakukan hal tersebut untuk data Baseline dan Masa Depan

3. Perhitungan Nilai Hasil Skenario Perubahan Iklim (Langkah 3)

Pada tahapan ini peserta telah melakukan perhitungan delta untuk bulan Januari hingga Desember. Konversi dilakukan pada periode baseline maupun masa depan.

• Masukan data baseline dan masa depan

• Pilih Raster -> Raster Calculator

• Masukan Rumus Delta

- Beri nama dan simpan didalam folder yang diinginkan

Selesai
(Lakukan untuk semua variabel : Curah Hujan dan Suhu Rata-rata)

5. Diskusi dan Simpulan (Langkah 5)

Pada tahapan ini peserta melakukan diskusi sesuai dengan hasil pemetaan hasil skenario iklim. Bahan diskusi terlampir dibawah ini:

Hasil Penyusunan Perhitungan Delta Berdasarkan Pemanfaatan Skenario Iklim
Delta Curah Hujan Bulan Januari	Delta Suhu Udara Bulan Januari
Diskusi a. Wilayah yang mengalami tingkat perubahan suhu udara tertinggi dan terendah? b. Wilayah yang mengalami tingkat perubahan curah hujan tertinggi dan terendah? c. Deskripsikan Wilayah yang mengalami tingkat perubahan tertinggi/terendah tersebut di atas?