Hidroklimatologi - Pertemuan 1 - 2023.pptx

Department of Geophysics & Meteorology
Faculty of Mathematics & Natural Sciences
GFM1633 - HIDROKLIMATOLOGI
Oleh:
Dr. I Putu Santikayasa Semester Ganjil TA 2023/2024

Ruang Lingkup
Membahas tentang hubungan kompleks antara iklim dan hidrologi serta
dampaknya di permukaan bumi. Mempelajari tentang variabilitas iklim,
yang mempengaruhi siklus hidrologi serta perubahan iklim yang
berpengaruh pada pola hidrologi masa depan
Hidroklimatologi juga membahas analisis statistik, pemodelan iklim dan
hidrologi, dan menggunakan data iklim jangka Panjang untuk identifikasi
tern, variasi spasial, dan frekuensi kondisi hidrologi ekstrim. Termasuk
juga membahas, manajemen sumberdaya air dalam menghadapi risiko
dari dampak perubahan hidroklimatologi. Pembahasan juga pada
aplikasi hidroklimatologi pada bidang sumberdaya air, kebencanaan dan
adaptasi perubahan iklim

Tim Pengajar
1. Dr. I Putu Santikayasa
(Koordinator)
2. Dr. Muh Taufik
Minggu Topik Keterangan
1 Pendahuluan : Sistem Hidroklimatologi IPS
2 Sistem Iklim dan siklus hidrologi IPS
3 Atmosfer dan variabilitas Iklim IPS
4 Surface Water Hidrology: Flow generating
processes
MTF
5 Variasi Spasial hidroklimat MTF
6 Variasi Temporal hidroklimat MTF
7 Student project MTF
UTS
8 Pengukuran dan Analisis teresterial
hydroclimatic data
MTF
9 Analisis Time series dalam analisis data
hidroklimat
MTF
10 Kekeringan: Analisis, prediksi dan
Manajemen
MTF
11 Remote sensing dan GIS dalam analisis data IPS
12 Pemodelan Hidrologi IPS
13 Banjir: Analisis, prediksi dan manajemen IPS
14 Project Presentation IPS

Penilaian
Penilaian menggunakan
standar PBL dengan
ketentuan sebagai berikut:
• UTS : 30%
• Tugas : 20%
• Project : 50%
Selang Nilai Akhir Huruf Mutu
> 80 A
75 – 79 AB
65 – 74 B
55 – 64 BC
45 - 54 C
< 45 D

Penilaian Presentasi

Penilaian Tugas
Menggunakan rubrik Penilaian yang akan diberikan pada penugasan
masing-masing
Kategori nilai:
A>80
75<AB<80
B<75

Hidroklimatologi
• “Hydroclimatology as the study of the influence of climate upon the
waters of the land” (Walter Langbein, 1967)
• “Hydroclimatology includes hydrometeorology and knowledge of
evaporation, runoff, interception, groundwater recharge and other
surface or near surface water relations” (Mather, 1991)
• Hidroklimatologi membahas tentang interaksi iklim khususnya pada
siklus hidrologi serta dampak yang ditimbulkan dalam skala spasial dan
temporal

Topik dalam Hidroklimatologi
• Mempelajari interaksi antara iklim dan siklus hidrologi di Bumi yang
berfokus pada pemahaman bagaimana variabilitas iklim mempengaruhi
proses hidrologi, termasuk presipitasi, evaporasi, aliran permukaan,
infiltrasi, dan perubahan kualitas air
• Tujuannya adalah memberikan wawasan dan pengetahuan dalam
mengelola sumber daya air, merencanakan infrastruktur, melakukan
mitigasi risiko bencana hidrometeorologi, dan memahami dampak
perubahan iklim terhadap siklus hidrologi
• Pembahasan konsep dasar hidroklimatologi, menganalisis data
iklim, memahami hubungan antara variabel hidroklimatologi, dan
mengenal metode penelitian serta aplikasi hidroklimatologi dalam
berbagai sektor

Global
Hydrological
Cycle

Iklim dan hidrologi
• Bumi  “water planet”
• Distribusi spasial  tidak merata
(supply)
• Penggunaan air  70% untuk
pertanian (demand)
• Perbedaan spasial dan temporal
 supply & demand
Sumber: https://www.usgs.gov/special-topic/water-science-school/science/where-earths-
water?qt-science_center_objects=0#qt-science_center_objects

Fig. Sketch of precipitation
partitioning at the Earth’s
surface and plant
utilization of soil water
Sumber: Shelton, M.L (2009)

Variabilitas Iklim
• Variabilitas iklim adalah perubahan alami dalam parameter iklim di seluruh
skala waktu, mulai dari skala harian hingga skala dekade atau lebih
• Variabilitas ini dapat terjadi dalam bentuk fluktuasi periodik (seperti siklus
tahunan atau osilasi seperti El Niño-La Niña) atau fluktuasi non-periodik
yang lebih acak
• Fenomena El Niño dan La Niña: Perubahan periodik dalam suhu
permukaan laut di Samudra Pasifik tropis yang mempengaruhi pola
cuaca dan iklim global
• Osilasi Dekadal: Fluktuasi iklim yang berlangsung dalam skala
dekade, seperti Atlantic Multidecadal Oscilation(AMO) atau Pacific
Inter-Decadal Oscilation (PDO)

SOI
Monthly
standardized
Southern
Oscillation Index
(SOI) from January
1951 to present
Source:
https://iridl.ldeo.columbia.e
du/maproom/ENSO/Time_S
eries/SOI.html

Perubahan Iklim
• Perubahan iklim mengacu pada perubahan statistik dalam parameter iklim
yang berlangsung dalam rentang waktu yang panjang, biasanya beberapa
dekade atau lebih
• Perubahan iklim dapat terjadi secara alami, tetapi saat ini, perubahan iklim
yang signifikan terjadi sebagai akibat dari aktivitas manusia, terutama
peningkatan emisi gas rumah kaca
• Emisi Gas Rumah Kaca  Peningkatan konsentrasi GRK seperti
karbon dioksida (CO2), metana (CH4), dan nitrous oxide (N2O)
akibat aktivitas manusia, seperti pembakaran bahan bakar fosil dan
deforestasi
• Efek Rumah Kaca  Peningkatan konsentrasi GRK menyebabkan
peningkatan suhu rata-rata global

Efek GRK

Data dalam hidroklimatologi
• Unit data : SI
• Distribusi spasial: data titik dan data spasial
• Penggunaan skala
• Data Quality

Analisis Data
• Analisis data iklim merupakan suatu metode yang digunakan untuk memahami
dan menginterpretasikan informasi yang terkandung dalam data iklim
• Analisis Statistik  melibatkan penggunaan teknik statistik untuk
mengidentifikasi tren, variasi, distribusi, dan hubungan antara variabel
iklim (analisis regresi, analisis korelasi, uji hipotesis, dan analisis korelasi
spasial)
• Analisis Anomali  perhitungan nilai anomali, yaitu selisih antara nilai
pengamatan dan nilai rata-rata dalam suatu periode tertentu. Tujuan:
mengidentifikasi pola perubahan iklim yang signifikan
• Analisis Spektral  Metode ini digunakan untuk mengidentifikasi osilasi
periodik dalam data iklim. Dalam analisis spektral, serangkaian data iklim
dianalisis menggunakan transformasi Fourier untuk mengungkapkan
periodisitas dan amplitudo osilasi dalam data tersebut

Komputasi dan Pemodelan
• Pemodelan diperlukan dalam analisis dan/atau perencanaan hidrologi
• Pemodelan:
• Pemahaman system
• Prediksi/proyeksi
• Pemodelan merupakan representasi konsep dari suatu
system/penyederhanaan dari suatu system
• Pemodelan:
• Matematik  black box : regresi, fungsi transfer, ANN, Fuzzy dll
• Fisik  process based

Model Hidroklimatologi
• Model hidroklimatologi adalah alat yang digunakan untuk
memprediksi dan memodelkan interaksi antara variabel hidrologi dan
iklim
• Penggunaan model Hidroklimatologi:
• Prediksi Hidrologi
• Prediksi dan analisis perubahan iklim
• Perencanaan adaptasi dampak perubahan iklim sektor sumberdaya air
• Model:
• Model Hidrologi  prediksi debit (SWAT, HEC HMS, HEC RAS)
• Model Iklim  GCM, RCM, WRF
• Model pengelolaan SDA  WEAP, VIC

Model Hidrologi
• Model hidrologi adalah alat yang digunakan untuk memprediksi
aliran sungai dan sirkulasi air di suatu daerah tertentu. Model ini
bekerja dengan memperhitungkan faktor-faktor seperti curah hujan,
evaporasi, infiltrasi, dan kondisi tanah
• Soil and Water Assessment Tool (SWAT) adalah salah satu contoh
model hidrologi yang umum digunakan. Model ini mengintegrasikan
data tentang topografi, tanah, tumbuhan, dan iklim untuk
memodelkan aliran air permukaan dan aliran sungai
• HEC-HMS adalah model hidrologi yang digunakan untuk
memprediksi aliran sungai dan banjir dengan mempertimbangkan
karakteristik hidrologi seperti kapasitas penyerapan tanah, aliran
permukaan, dan drainase

Model Iklim Regional
• Model iklim regional digunakan untuk memprediksi pola iklim di
suatu wilayah tertentu dengan resolusi spasial yang lebih tinggi
daripada model iklim global. Model ini memperhitungkan parameter
iklim seperti suhu, curah hujan, dan pola angin.
• Regional Climate Models (RCMs) seperti Weather Research and
Forecasting Model (WRF) dan Community Earth System Model
(CESM) adalah contoh model iklim regional yang membantu dalam
memprediksi perubahan iklim di tingkat regional dan memahami
variabilitas spasial iklim

Risiko dampak Perubahan Iklim
• Banjir  Perubahan iklim dapat mempengaruhi pola curah
hujan dan intensitas banjir. Dalam situasi di mana curah hujan
meningkat atau terjadi perubahan pola aliran sungai, risiko
banjir menjadi lebih tinggi.
• KekeringanPerubahan iklim juga dapat menyebabkan
kekeringan yang lebih ekstrem dan berkepanjangan.
Kekeringan dapat mengancam ketersediaan air bersih,
mengganggu produksi pertanian, mengurangi produktivitas
hidroelektrik, dan mempengaruhi ekosistem air tawar

Peran Hidroklimatologi dalam Mitigasi
Bencana
• Hidroklimatologi membantu mitigasi risiko dengan memberikan
pemahaman yang lebih baik tentang pola hidrologi dan perubahan
iklim yang mungkin terjadi di masa depan. Misal: dengan
menggunakan model hidroklimatologi, dapat membantu prediksi
banjir, kekeringan, dan perubahan kualitas air, serta mengidentifikasi
daerah yang rentan terhadap risiko tersebut
• Pengelolaan sumber daya air juga memanfaatkan hidroklimatologi.
Dengan memahami pola curah hujan, aliran sungai, dan
ketersediaan air, keputusan pengelolaan yang lebih baik dapat
diambil. Misalnya, penggunaan data iklim jangka panjang dan model
hidroklimatologi membantu dalam pengembangan skenario
pengelolaan air yang berkelanjutan, alokasi sumber daya air yang
efisien, dan perencanaan adaptasi terhadap perubahan iklim

Kesimpulan
• Hidroklimatologi adalah disiplin ilmu yang mempelajari interaksi antara aspek
hidrologi dan iklim. Hal ini penting untuk memahami bagaimana perubahan iklim
dapat mempengaruhi siklus hidrologi, aliran sungai, ketersediaan air, dan kualitas
air
• Model hidroklimatologi adalah alat yang digunakan untuk memprediksi dan
memodelkan interaksi hidroklimatologi. Model ini membantu dalam memahami
dampak perubahan iklim, merencanakan pengelolaan sumber daya air yang
efisien, dan mengurangi risiko bencana hidrologi seperti banjir dan kekeringan.
• Risiko dan dampak hidroklimatologi meliputi banjir, kekeringan, dan perubahan
kualitas air. Perubahan iklim dapat meningkatkan risiko terjadinya banjir dan
kekeringan yang lebih ekstrem dan berkepanjangan
• Hidroklimatologi memiliki peran penting dalam mitigasi risiko dan pengelolaan
sumber daya air. Dengan menggunakan informasi dari model hidroklimatologi,
kita dapat mengidentifikasi daerah yang rentan terhadap risiko hidroklimatologi
dan mengembangkan strategi mitigasi yang efektif. Serta membantu dalam
pengelolaan yang berkelanjutan dan adaptasi terhadap perubahan tersebut

Selamat bergabung dalam kelas
Hidroklimatologi
Terimakasih

Hidroklimatologi - Pertemuan 1 - 2023.pptx

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Hidroklimatologi - Pertemuan 1 - 2023.pptx

Similar to Hidroklimatologi - Pertemuan 1 - 2023.pptx (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Hidroklimatologi - Pertemuan 1 - 2023.pptx