Kehidupan manusia dan lingkungan dipengaruhi oleh perubahan iklim. Sejak 1950-an, daerah tropis telah diminati para ahli meteorologi karena dinamika cuaca di daerah tropis. Sumatera bagian utara merupakan salah satu daerah di Pulau Sumatera yang beriklim tropis. Sebuah studi di Pulau Sumatera tentang perubahan tutupan lahan menunjukkan bahwa pulau ini memiliki laju deforestasi tertinggi di Indonesia. Sebuah penelitian melaporkan bahwa 70% hutan di Sumatera telah rusak sejak 1990 hingga 2010.
Wilayah Sumatera Utara merupakan bagian utara pulau Sumatera dan daratan ini berada di antara Samudera Hindia dan Selat Malaka. Perbatasan di barat laut adalah Aceh dan di tenggara adalah Riau dan Sumatera Barat. Area ini membentang setidaknya 66.150 km² (mengacu pada data-piksel). Kawasan ini terdiri dari lahan basah di sepanjang Selat Malaka dan Medan (kota terbesar ketiga di Indonesia) berada di sini. Di wilayah barat dan selatan terdiri dari dataran tinggi yang merupakan bentangan di sepanjang Pulau Sumatera. Ada juga Danau Toba yang terletak di pegunungan yang merupakan kaldera vulkanik purba. Sebagian besar pulau-pulau besar yang mengelilinginya di pesisir barat wilayah Sumatera Utara merupakan bagian dari Provinsi Sumatera Utara.
Data suhu permukaan tanah, elevasi, tutupan lahan, dan normalized difference vegetation index (NDVI) antara tahun 2000-2018 diunduh dari situs web MODIS. Data suhu permukaan tanah diekstraksi dari MODIS 8-days Tera LST (MOD11A2) pada resolusi spasial 0,05°. Data ketinggian diambil dari data survei geologi Amerika Serikat (https://earthexplorer.usgs.gov/).
Dataset tutupan lahan MODIS (MCD12C1) dan Dataset MODIS NDVI (MOD13Q1) menyediakan data tutupan lahan setiap tahun dari tahun 2000-2018 pada resolusi spasial 0,05 °. Dalam studi ini, dikumpulkan data MODIS dari 1.125 sub-region yang mencakup wilayah Sumatera Utara selama tahun 2000-2018. Penutupan lahan disederhanakan menjadi 9 kategori tutupan lahan (hutan berdaun lebar hijau, sabana berkayu, sabana, padang rumput, lahan basah permanen, lahan pertanian, perkotaan, mosaik lahan pertanian/vegetasi alami, dan air) dengan menggabungkan persentase kecil yang memiliki karakteristik sama.
Pola NDVI dikelompokkan dengan menggunakan recursive partitioning decision tree dan elevasi juga dikelompokkan agar hasil grafik dapat terbaca. Ketinggian dikategorikan menjadi 9 meter di atas permukaan laut (mdpl): 1. 0-14 mdpl; 2. 15-29 mdpl; 3. 30-69 mdpl; 4. 70-149 mdpl; 5. 155-349 mdpl; 6. 350-599 mdpl; 7. 600-899 mdpl; 7. 600-899 mdpl; 8. 900-1199 mdpl; 9. 1200+ mdpl. NDVI dikategorikan menjadi 2 kelompok: 0,85 atau lebih dan kurang dari 0,85. Kisaran nilai Indeks adalah dari -1,0 hingga 1,0.
Penelitian ini terdiri dari 9 produk tutupan lahan. Areal terbesar adalah hutan berdaun lebar hijau yang menyumbang 59,5% tutupan lahan. Area terkecil adalah air yang menyumbang 1,2% dari tutupan lahan. R-square keseluruhan adalah 31,4%. Artinya elevasi, tutupan lahan dan NDVI mempengaruhi suhu permukaan tanah sebesar 31,4%, dan sisanya 68,6% dipengaruhi oleh faktor lain.
Peningkatan suhu permukaan tanah tertinggi ditemukan di hutan berdaun lebar hijau dan di daerah perkotaan dengan 0,4 dan 0,5 ° C/dekade. Kedua wilayah tersebut mencakup 59,5% dan 1,3% dari wilayah Sumatera Utara. Ketinggian lebih dari 1200 mdpl dengan NDVI <0.85 terjadi di hutan berdaun lebar hijau. Perubahan kondisi tutupan lahan hutan merupakan faktor utama dalam perubahan iklim belakangan ini. Studi lain melaporkan bahwa modifikasi tutupan lahan (deforestasi) memicu pemanasan besar-besaran di kawasan tropis.
Wilayah perairan yang mencakup 1.2% tutupan lahan memiliki kenaikan hari suhu permukaan tanah terendah (° C/dekade) sekitar – 1 ° C/dekade. Wilayah permukaan air lebih dingin dibandingkan dengan bentuk permukaan lainnya. Variasi suhu permukaan tanah-NDVI kurang dari 0,85 lebih rendah dibandingkan variasi suhu permukaan tanah -NDVI yang lebih dari 0,85. Artinya, semakin sedikit vegetasi di daerah tersebut, suhu permukaan tanah menurun pada beberapa tingkat ketinggian. Kondisi yang berbeda terjadi di perkotaan dan lahan pertanian, perubahan suhu permukaan tanah meningkat ketika NDVI kurang dari 0.85. Artinya semakin sedikit vegetasi di daerah itu, maka suhu lebih tinggi. Alasan yang mungkin untuk penurunan suhu permukaan tanah adalah karena adanya air. Seperti yang kita ketahui bahwa di daerah Sumatera utara terdapat Danau Toba yang memiliki wilayah perairan yang cukup luas.
Elevasi, perubahan tutupan lahan dan NDVI terkait dengan kenaikan suhu permukaan tanah di wilayah Sumatera Utara yang mengindikasikan kenaikan suhu permukaan tanah tertinggi ditemukan di hutan berdaun lebar hijau dan wilayah perkotaan. Perubahan ketinggian, tutupan lahan dan NDVI berkontribusi pada peningkatan hari LST. Meskipun karakteristik keseluruhan variasi suhu udara di wilayah Sumatera Utara berada dalam kisaran yang dapat ditoleransi, pemantauan terus menerus diperlukan.
Penulis: Tofan Agung Eka Prasetya
Informasi detail dari tulisan ini dapat dilihat pada: https://www.researchgate.net/publication/341728605_Different_space_characteristics_of_air_temperature_variation_in_North_Sumatra_Indonesia
Prasetya, T A E et al. 2020. “Different Space Characteristics of Air Temperature Variation in North Sumatra Indonesia.” Journal of Physics: Conference Series 1517: 12008. http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/1517/1/012008.
