The analysis of correlation between ozone and temperature based on the Watukosek data of 1993-2005. The aim of this study was to use the data from insitu observation result (Watukosek profiles of ozone and temperature) and to know the altitude level which show highest correlation between ozone and temperature. The analysis was conducted by making the monthly profile of ozone and temperature within the 1993-2005 periods and searches the altitudes, which show highest correlation between ozone and temperature. The result showed that from Watukosek data  observation result in the period of 1993-2005 the altitude which showed highest correlation between ozone and temperature were 0.05m-3.0 km with coefficient correlation of 0.738-0.961 and altitude of 15-20 km with coefficient correlation of 0.941 -0.982.  Abstract in Bahasa Indonesia:  Telah dilakukan analisis keterkaitan ozon dengan temperatur dari data Watukosek 1993-2005 dengan tujuan untuk melakukan pemanfaatan hasil penelitian (data profil ozon dan temperatur vertikal Watukosek), mencari level ketinggian yang mempunyai keterkaitan sangat besar antara ozon dengan temperatur. Penelitian dilakukan dengan membuat profil bulanan untuk ozon dan temperatur kemudian dicari level ketinggian yang mempunyai nilai korelasi profil ozon dan temperatur paling besar. Hasil penelitian menunjukkan bahwa korelasi antara ozon dan temperatur Watukosek dari data 1993-2005 korelasi yang besar sekali (koefisien korelasi lebih besar dari 0.9) diperoleh dari data pada ketinggian 15-20 km sedangkan untuk ketinggian 0.05 sampai dengan 3.0 km korelasinya antara 0.738-0.96

Komala, Ninong

Indonesian

Petra Christian University, Surabaya, Indonesia: Peer-Reviewed Scientific e-Journal

VOLUME 5 NO. 1, JUNI 2009 
ANALISIS HUBUNGAN ANTARA OZON  DENGAN  TEMPERATUR 
(STUDI KASUS DATA WATUKOSEK 1993-2005) 
 
Ninong Komala 
 
Bidang Pengkajian Ozon dan Polusi Udara, Pusat Pemanfaatan Sains Atmosfer dan Iklim-LAPAN 
Jl. Dr, Djundjunan 133, Bandung 40173  
 
E-mail: ninongk@yahoo.com 
 
 
Abstrak 
 
Telah dilakukan analisis keterkaitan ozon dengan temperatur dari data Watukosek 1993-2005 dengan tujuan untuk 
melakukan pemanfaatan hasil penelitian (data  profil ozon dan temperatur vertikal Watukosek), mencari level 
ketinggian yang mempunyai keterkaitan sangat besar antara ozon dengan temperatur. Penelitian dilakukan dengan 
membuat profil bulanan untuk ozon dan temperatur kemudian dicari level ketinggian yang mempunyai nilai korelasi 
profil ozon dan temperatur paling besar. Hasil penelitian menunjukkan bahwa korelasi antara ozon dan temperatur  
Watukosek dari data 1993-2005 korelasi yang besar sekali (koefisien korelasi lebih besar dari 0.9) diperoleh dari data 
pada ketinggian 15-20 km sedangkan untuk ketinggian 0.05 sampai dengan 3.0 km korelasinya antara 0.738-0.961.  
 
 
Abstract 
 
The analysis of correlation between ozone and temperature based on the Watukosek data of 1993-2005. The aim 
of this study was to use the data from insitu observation result (Watukosek  profiles of ozone and temperature) and to 
know the altitude level which show highest correlation between ozone and temperature. The analysis was conducted by 
making the monthly profile of ozone and temperature within the 1993-2005 periods and searches the altitudes, which 
show highest correlation between ozone and temperature. The result showed that from Watukosek data 
observation result in the period of 1993-2005 the altitude which   showed highest correlation between ozone and 
temperature  were 0.05m-3.0 km with coefficient correlation of 0.738-0.961 and altitude of 15-20 km with coefficient 
correlation of 0.941 -0.982. 
  
Keywords: ozone, temperature, monthly profile  
 
 
 
1.    Pendahuluan
 
Ozon di atmosfer mempunyai dua efek terhadap 
keseimbangan temperatur bumi. Ozon mengabsorbsi 
radiasi ultra violet matahari sehingga dapat 
memanaskan stratosfer, tetapi ozon juga mengabsorbsi 
radiasi infra merah yang diemisikan oleh permukaan 
bumi yang secara efektif menyebabkan 
terperangkapnya panas di troposfer. Oleh karena itu, 
pengaruh iklim yang disebabkan berubahnya 
konsentrasi ozon bervariasi terhadap ketinggian. 
Mayoritas perubahan ozon di stratosfer bawah adalah 
karena aktivitas manusia yang menghasilkan gas yang 
mengandung klorin dan bromine, mempunyai efek 
dapat mendinginkan permukaan bumi. Dengan kata 
lain, meningkatnya ozon yang diestimasi terjadi di 
troposfer karena polusi di permukaan bumi mempunyai 
efek memanaskan permukaan bumi sehingga 
menyumbang peristiwa efek rumah kaca. 
Dibandingkan dengan efek perubahan gas-gas lain di 
atmosfer, efek dari perubahan ozon di troposfer dan di 
stratosfer masih sulit untuk dihitung secara akurat. 
 
Dari faktor geografis, Indonesia  terletak di ekuator, 
merupakan benua-maritim mempunyai karakteristik 
atmosfer yang unik. Dibandingkan dengan di Negara 
lain yang terletak di lintang yang lebih tinggi, 
penelitian trace gases di atmosfer di daerah ekuator 
secara kontinu masih sedikit. Sehingga penelitian ozon 
dan trace gases di Indonesia akan sangat berguna 
selain bagi basis data juga untuk studi karakteristik 
atmosfer Indonesia serta masukan bagi pemodelan 
atmosfer Indonesia. 
1 
 
 2 
 
Penelitian konsentrasi ozon di atmosfer telah dilakukan 
oleh LAPAN sejak tahun 1987 diawali dengan 
melakukan pengukuran ozon pemukaan di Bandung 
(6.9S, 10 dan Watukosek. Selanjutnya dilakukan 
penelitian ozon vertikal melalui peluncuran ozonsonde 
untuk yang mengukur konsentrasi ozon vertikal secara 
rutin dilakukan di Watukosek (7.5 S, 112.6 E) sejak 
1993 bekerja sama dengan Tokyo University dan 
NASDA – Jepang. Sejak tahun 1998, Watukosek 
menjadi bagian dari Program SHADOZ (Southern 
Hemisphere Additional Ozonesonde). Data set dari 
SHADOZ ini di disain untuk memvalidasi data satelit, 
riset proses dan pemodelan. Data set dari SHADOZ 
sudah digunakan untuk validasi data satelit TOMS 
(Total Ozone Mapping Spectrometer) dan TTO 
(Tropospheric Total Ozone). Pada  Desember 2004 
data ozonsonde dari SHADOZ digunakan untuk 
validasi data OMI yang dibawa satelit EOS-Aura. 
 
Di daerah ekuator, Watukosek menjadi stasiun kedua 
dengan data ozonsonde terpanjang setelah Natal 
(Brazil). Data ozon vertikal Watukosek sudah ada 
secara on-line sejak tahun 2000 di : 
http://croc.gsfc.nasa.gov/shadoz/java.html 
 
Selain data ozon, dari hasil penelitian diperoleh pula 
data meteorologi seperti temperatur dan kelembaban.  
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan pemanfaatan 
hasil penelitian berupa data  profil ozon dan temperatur 
vertikal Watukosek, juga untuk memberikan 
sumbangan terhadap kebutuhan pemodelan ozon 
Indonesia yang telah dilakukan dengan tahapan 
pengkajian pemodelan ozon dengan karakterisasi pola 
bulanan profil ozon vertikal Watukosek, juga  
dilakukan pembuatan model vertikal yang bisa 
dijadikan standar untuk profil ozon, dilanjutkan dengan 
mencari parameter meteorologi yang berpengaruh 
terhadap variasi ozon vertikal. Pada penelitian ini 
parameter meteorologi yang ditinjau dan dicari 
keterkaitannya adalah temperatur. 
 
2.    Metode Penelitian  
 
Salah satu cara untuk mengukur profil vertikal ozon di 
atmosfer adalah dengan meluncurkan balun yang 
dilengkapi dengan instrument pengukur ozon. 
Instrument yang diterbangkan/diluncurkan dengan 
balun ini disebut ozonesonde yang datanya 
memperlihatkan perilaku struktur dinamika atmosfer. 
Pengukuran profil ozon vertikal menggunakan 
ozonsonde dengan sensor ECC (Electrochemical 
Concentration cell) ini berdasarkan metoda yang 
dikembangkan oleh Kobayashi, dan Komhyr. 
Ozonesonde mengukur konsentrasi ozon atmosfer 
dengan reaksi kimia. Instrumen ini dipasang pada 
balon meteo dan mengukur konsentrasi ozon perlapisan 
ketinggian. Ozonesonde tersusun atas pompa yang 
mengalirkan udara masuk ke tabung reaksi yang berisi 
larutan kalium iodida. Tabung ini terhubung ke  tabung 
lain yang berisi larutan kalium iodida jenuh oleh 
“jembatan ion” (ion bridge). Pada saat ozon mengalir 
ke tabung tersebut, maka terjadi reaksi sbb.: 
 
2KI  +  O3 +  H2O  Æ    I2 +  O2 +  2 KOH 
 
Reaksi kimia ini mengubah keseimbangan dua tabung 
tersebut sehingga menimbulkan aliran arus listrik yang 
dideteksi oleh rangkaian elektronik pada ozonsonde. 
Makin besar konsentrasi ozon, makin besar arus listrik 
yang ditimbulkan. Sinyal ini dikirim ke stasiun 
penerima melalui sistem telemetri dan berikutnya 
diolah oleh komputer di stasiun tersebut [1, 2]. 
 
Di Watukosek digunakan ozonsonde Carbon_Iodine 
RSII_KC79D dengan balun tipe Totex- 3000 dan 
system tracking untuk mengukur ozon vertikal sampai 
Juli 1999. Sejak Agustus 1999, digunakan ozonsonde 
ENSCI ECC (Electrochemical Concentration Cell) 
dengan larutan Kalium Iodode (KI) 2% tanpa buffer. 
Tekanan udara, temperatur dan kelembaban diukur 
dengan radiosonde Vaisala RS80-15 yang direkatkan 
ke box ozonesonde dan diterbangkan bersamaan. 
Untuk ozonesonde jenis ini, digunakan balun tipe 
Totex-2000. Instrumen ozosonde yang dilengkapi 
dengan radiosonde ini mengukur data dalam interval 
waktu 1 sampai 10 detik. Ozonsonde ECC bisa 
mengukur ozon sampai dengan ~ 33-35 km dengan 
presisi instrumen sekitar 5% dan resolusi vertikal 
antara 5 dan 50 m, yang bisa memberi kita ciri-ciri 
variabilitas ozon tropis yang berkaitan dengan iklim 
dan dinamika atmosfer [3]. 
 
Dalam setiap peluncuran, diperoleh profil ozon, dan 
temperatur seperti pada Gambar 1. Dari hasil 
peluncuran sejak tahun 1993 sampai 2005,  diperoleh 
data profil ozon  vertikal dan temperatur. Data inilah 
yang digunakan untuk membuat profil standar ozon 
vertikal dan temperatur. 
 
Profil bulanan temperatur diperoleh dari radiosonde 
Vaisala RS-80 yang diluncurkan bersama-sama dengan 
ozon. Metoda statistik dilakukan untuk meninjau 
korelasi profil ozon dengan profil temperatur. Data 
profil ozon vertikal Watukosek yang digunakan adalah 
data tahun 1993-2005. Demikian pula untuk data profil 
temperatur vertikal. Korelasi profil  bulanan ozon 
dengan profil vertikal temperatur dilakukan untuk 
mencari ketinggian dimana korelasi antara ozon dan 
temperatur mempunyai nilai korelasi yang paling 
tinggi. 
 
VOLUME 5 NO. 1, JUNI 2009 3
 
 
Gambar 1. Contoh  profil ozon, temperatur dan 
kelembaban (kiri) dan ozon miksing rasio 
(kanan) Watukosek yang dipublikasi di 
web-NASA 
 
3.    Hasil dan Pembahasan   
 
Dari data ozon vertikal Watukosek periode 1993-2005 
dibuat  profil bulanan ozon miksing rasio (ppbv = part 
per billion volume) vertikal dari ketinggian permukaan 
sampai 20 km beserta standar deviasinya. Pada gambar 
3.1 dapat dilihat profil vertikal ozon Watukosek (1993-
2005) serta standar deviasinya untuk bulan Januari 
sampai dengan Desember.  Ozon data yang diukur 
dengan ozonsonde mempunyai presisi sekitar ±3 
sampai 12% di troposfer. Akurasi untuk ozonsonde 
secara individu adalah ±6% untuk ketinggian dekat 
permukaan dan  7 sampai 17% di troposfer-tinggi (high 
troposfer) dimana ozon miksing rasionya rendah [2]. 
 
 
 
Gambar 2. Rata-rata bulanan profil vertikal ozon 
Watukosek (1993-2005) serta standar 
deviasinya untuk bulan Januari sampai 
Desember 
 
Variasi profil vertikal ozon troposfer yang teramati dari 
data Watukosek jangka panjang  (data 1993-2005) 
mempunyai kesamaan yaitu pada musim basah 
konsentrasi ozon troposfer mempunyai miksing rasio 
yang konstan [4], [5], [6], [7]. Namun demikian, dalam 
profil musim basah ini kadang-kadang dijumpai 
peningkatan ozon di troposfer atas. Pada musim 
transisi dari musim panas ke musim basah, peningkatan 
di troposfer bawah biasanya dapat dideteksi dengan 
mudah. Ada tiga type profil khusus yang ditemukan 
yaitu: (i) profil yang menunjukkan miksing rasio 
rendah dan konstan (20~30 ppbv) di daerah troposfer 
seperti pada profil bulan Januari dan Februari. (ii) 
profil dengan konsentrasi ozon yang lebih tinggi di 
troposfer atas seperti yang ditemukan pada profil April, 
Mei dan Juni. (iii) profil dengan ciri konsentrasi ozon 
yang lebih tinggi di troposfer bawah seperti ditemukan 
pada profil bulan September, Oktober dan November. 
 
Profil rata-rata bulanan ozon vertikal Watukosek
Ozon miksing rasio (ppbv)
0 25 50 75 100 125 150
Ke
tin
gg
ia
n 
(k
m
)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Jan
Feb
Mar
Apr
Mei
Jun
Jul
Agu
Sep
Oct
Nov
Des
 
 
Gambar 3. Rata-rata bulanan profil vertikal ozon 
Watukosek bulan Januari sampai 
Desember. 
 
Pada Gambar 3. yang menggambarkan profil ozon 
vertikal untuk bulan Januari sampai Desember, 
karakteristik profil ozon vertikal antara tipe (i), (ii) dan 
(iii) dapat lebih terlihat dengan lebih jelas. Profil 
Januari dan Februari (tipe i) menunjukkan profil ozon 
miksing rasio yang relatif konstan (~ 25 ppbv) dan 
profil September dan Oktober (tipe iii) menujukkan 
miksing rasio yang lebih besar (~ 50 ppbv) di troposfer 
bawah. 
 
 
 
Gambar 4.   Rata-rata bulanan profil vertikal temperatur 
Watukosek (1993-2005) serta standar 
deviasinya Januari – Desember  
 4 
Berdasarkan data temperatur vertikal Watukosek 
periode 1993-2005 dibuat  profil bulanan temperatur 
beserta standar deviasinya yang akan dijadikan standar, 
seperti tampak pada Gambar 4. 
 
Profil rata-rata bulanan temperatur
Temperatur (oC)
-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40
K
et
in
gg
ia
n 
(k
m
)
0
5
10
15
20
Jan
Feb
Mar
Apr
Mei
Jun
Jul
Agu
Sep
Okt
Nov
Des
 
 
Gambar 5.   Rata-rata bulanan profil vertikal temperatur    
Watukosek Januari – Desember 
 
Pada Gambar 5. dapat dilihat  profil rata-rata 
temperatur untuk bulan Januari sampai dengan 
Desember yang memperlihatkan kesamaan profil di 
troposfer bawah, sedangkan di troposfer atas (15~20 
km), masing-masing profil mempunyai sedikit variasi. 
Untuk melihat keterkaitan antara ozon dan temperatur, 
dari profil bulanan ozon vertikal Watukosek (data 
1993-2005) dengan temperatur vertikal, dicari  
korelasinya. Sebagai contoh profil ozon bulan Januari 
(data 1993-2005) dengan profil temperatur bulan 
Januari (data 1993-2005), demikian pula untuk bula-
bulan lainnya.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gambar 6. Korelasi ozon miksing ratio  dengan 
Temperatur 
Dari Gambar 6 dapat dilihat bahwa profil vertikal 
temperatur terhadap profil vertikal ozon, pola 
keterkaitannya tidak menunjukkan grafik yang linier 
seandainya data pada semua ketinggian dicari 
korelasinya. Korelasi yang telah dianalisis adalah 
korelasi antara ozon dan temperatur pada ketinggian 
0.05 km sampai 3.0 km dan ketinggian 15-20 km. 
Korelasi pada kedua ketinggian ini memperlihatkan 
nilai korelasi yang besar seperti dapat dilihat pada 
Tabel 1. 
 
Tabel 1.  Korelasi profil ozon dan temperatur Watukosek 
pada ketinggian 0.05-3km dan 15-20 km 
 
 
 
 
Juni (0.05 ~ 3 km)
Ozon miksing rasio (ppbv)
20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
Te
m
pe
ra
tu
r (
C
)
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
 
O z o n  m ik s in g  ra s io  V s  T  
O z o n  m r (p p b v )
0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0
Te
m
pe
ra
tu
r (
C
)
-1 0 0
-8 0
-6 0
-4 0
-2 0
0
2 0
4 0
J a n
F e b
M a r
A p r
M e i
J u n
J u l
A g u
S e p
O k t
N o v
D e s
 
Gambar 7. Contoh plot korelasi temperatur dan ozon 
bulan Juni pada ketinggian 0.05 – 3 km 
 
4.     Kesimpulan  
 
Korelasi Ozon dengan Temperatur  pada  ketinggian 
0.05 km sampai dengan 3 km menunjukkan nilai 0.73-
0.88 untuk bulan-bulan DJF, 0.89-0.91 untuk bulan-
bulan MAM, 0.92-0.96 untuk bulan-bulan JJA dan 
0.75-0.95 untuk bulan-bulan SON. Pada ketinggian 15-
VOLUME 5 NO. 1, JUNI 2009 5
20 km korelasi ozon dengan temperatur menunjukkan 
nilai yang sangat besar untuk setiap bulannya yaitu 
antara 0.94-0.98. Korelasi ozon dengan temperatur 
pada ketinggian di atas 3 km sampai  15 km belum 
dibahas dan akan dibahas pada tulisan yang lain 
misalnya dengan mencari korelasi  per-level  atau 
dicari korelasinya berdasarkan ketinggian standard, 
atau dengan metoda lain. 
 
 
Daftar Acuan  
 
[1]  Kobayashi, J. and Toyama, Y.: On various 
methods of measuring the vertical distribution of 
atmospheric ozone (III) carbon-iodine type 
chemical ozonesonde, Pap. Meteorol. Geophys., 
17, 113–126, 1966. 
[2]    Komhyr, W. D., Barnes, R. A., Brothers, G. B., 
Lathrop, J.A., and Opperman, D. P.: 
Electrochemical concentration cellozonesonde 
performance evaluation during STOIC 1989, J. 
Geophys.Res., 100, 9231–9244, 1995. 
[3]    Thompson, A. M., Witte, J. C., McPeters, R. D., 
Oltmans, S. O., et al.: Southern Hemisphere 
Additional Ozonesondes (SHADOZ) 1998–2000 
tropical ozone climatology – 1: Comparison 
with Total Ozone Mapping Spectrometer 
(TOMS) and ground-based measurements, J. 
Geophys. Res., 108, 8238, 
doi:10.1029/2001JD000967, 2003. 
[4]    Komala, N., S. Saraspriya, K. Kita, and T. 
Ogawa, Tropospheric ozone behavior observed 
in Indonesia, Atmospheric Environment, 30, 
1851-1856, 1996. 
[5]  Komala, N., S. Saraspriya, A. Suripto, H. 
Suherman,  Pengkajian Model Ozon Indonesia 
dari keluaran Mozart dan Geos-chem Tahap I, II 
dan III, Program Penelitian Pusat Pemanfaatan 
Sains Atmosfer dan Iklim, Tahun Anggaran 
2003~2005. 
[6]   Fujiwara, M., K. Kita, S. Kawakami, T. Ogawa, 
N. Komala, S. Saraspriya, and A. Suripto, 
Tropospheric ozone enhancements during the 
Indonesian forest fire events in 1994 and in 
1997 as revealed by ground-based observations, 
Geophysical Research Letters, 26, 2417-2420, 
1999. 
[7]    Fujiwara, M., K. Kita, T. Ogawa, S. Kawakami, 
T. Sano, N. Komala, S. Saraspriya and A. 
Suripto, Seasonal variation of tropospheric 
ozone in Indonesia revealed by 5-year ground-
based observations, J. Geophys. Res. 105, 1879-
1888, 2000. 
 
 
 
 
 
 
 


ANALISIS HUBUNGAN ANTARA OZON DENGAN TEMPERATUR (STUDI KASUS DATA WATUKOSEK 1993-2005)

http://puslit2.petra.ac.id/ejournal/index.php/jtl/article/download/17547/17462

ANALISIS HUBUNGAN ANTARA OZON DENGAN TEMPERATUR (STUDI KASUS DATA WATUKOSEK 1993-2005)

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Petra Christian University, Surabaya, Indonesia: Peer-Reviewed Scientific e-Journal