Oleh Hamdan Abu
13 September 2023, 17:59

Untuk mendapatkan maklumat terkini, ikuti kami melalui Telegram

Langgan Sekarang

Kebanyakan orang tidak pernah mengetahui secara jelas kaedah yang digunakan oleh agensi kaji cuaca di dunia untuk mencerap ramalan cuaca. Pasti ada dalam kalangan kita yang selama ini beranggapan bahawa ramalan tersebut hanyalah sekadar ramalan yang belum pasti ketepatannya.

Kemajuan sains dan teknologi telah berjaya mencipta radiosond yang telah digunakan di seluruh dunia sejak 60 tahun lalu untuk mencerap ramalan cuaca. Radiosond ialah sejenis instrumen telemetri yang dipasangkan pada belon khas untuk mengumpul dan menghantarkan maklumat suhu, tekanan dan kelembapan udara di atmosfera.

Alat ini dilengkapkan dengan pemancar radio kecil yang menggunakan gelombang frekuensi ultratinggi (UHF) dan sejenis antena semua arah 400 megahertz. Radiosond juga dilengkapi dengan penderia pengesan dan sistem kedudukan sejagat (GPS) bagi membolehkannya mengumpulkan data kaji cuaca yang komprehensif.

Belon khas tersebut diisikan dengan gas helium atau hidrogen bagi membolehkannya terbang atau bergerak di atmosfera dalam tempoh dua jam hingga tiga jam, bergantung pada jenis dan modelnya. Apabila diterbangkan, belon tersebut akan mengembang disebabkan oleh tekanan rendah di atmosfera dan terus menaik hingga ke lapisan yang dinamakan stratosfera pada ketinggian antara 20 ribu meter hingga 30 ribu meter daripada aras bumi.

Ketika radiosond mencapai ketinggian 300 meter,  penderia pada radiosond akan mengukur profil tekanan, suhu dan kelembapan relatif. Data lain yang dikumpulkan termasuklah takat embun (dew-point) dan kelajuan angin daripada permukaan hingga ketinggian kira-kira 30 meter di udara. Penderia yang dipautkan kepada pemancar radio berkuasa bateri akan menghantar semua data kepada stesen perlepasan di bumi.

Pada masa yang sama, kesemua data itu dikumpulkan oleh pegawai meteorologi dan dianalisis dengan menggunakan perisian yang melakukan plot graf Skew-T atau tefigram. Selepas itu, barulah maklumat itu dikongsikan kepada pengguna, terutama untuk kegunaan lapangan terbang, maritim, jabatan kerajaan, industri serta negara serantau yang memerlukan.

Jabatan Meteorologi Malaysia (MetMalaysia) tidak terkecuali menggunakan radiosond untuk mendapatkan ramalan cuaca pada setiap hari. Ertinya, ramalan cuaca yang dikeluarkan oleh agensi tersebut adalah berdasarkan satu pencerapan saintifik yang rapi dan kemudiannya dianalisis menggunakan bantuan komputer sebelum ramalan rasmi diumumkan.

MetMalaysia dan kebanyakan negara lain di dunia akan melepaskan radiosond serentak sebanyak dua kali sehari pada pukul 0000 UTC (pukul 8.00 pagi waktu Malaysia) dan 1200 UTC (pukul 8.00 malam) di beberapa lokasi strategik yang telah ditentukan. Belon kaji cuaca itu tidak boleh dilepaskan sebarangan disebabkan oleh faktor keselamatan, terutamanya kepada pesawat udara dan faktor teknikal lain.

Di Malaysia, sebagai mematuhi prosedur antarabangsa, petugas perlu memohon kebenaran daripada Menara Kawalan Trafik Udara (ATC) di negeri masing-masing sebelum melepaskan belon kaji cuaca tersebut pada setiap hari.

Petugas meteorologi di KLIA memegang belon berisi gas sebelum dilepaskan. (Gambar: MARTS).

Di Selangor, petugas meteorologi akan melepaskan belon kaji cuaca di Sepang yang berhampiran dengan Lapangan Terbang Antarabangsa Kuala Lumpur (KLIA); Bayan Lepas, Pulau Pinang; Kuantan, Pahang; dan Kota Baharu, Kelantan. Sementara itu, belon kaji cuaca juga dilepaskan di Kota Kinabalu, Tawau, Kuching dan Bintulu.

Radiosond juga digunakan untuk mengkaji beberapa elemen lain seperti pencemaran udara, perubahan iklim atau peredaran monsun, pemerhatian  ketinggian dan kelajuan angin (rawinsond), keadaan maritim dan lain-lain.

Radiosond Jatuh ke Bumi

Semasa dalam “penerbangan” dalam tempoh dua jam hingga atau tiga jam, radiosond terdedah kepada suhu sedingin negatif 92 darjah Celsius dan berada dalam tekanan udara yang sangat rendah berbanding di bumi. Di atmosfera, apabila belon telah mengembang dan mencapai had keanjalan maksimum pada saiz enam meter hingga tujuh meter ukur lilit (diameter), belon akan pecah dengan sendirinya.

Akhirnya, radiosond jatuh ke bumi melalui payung terjun kecil (paracut) yang dilengkapkan bersama-sama alat tersebut. Payung terjun itu bertujuan mengurangkan kelajuan kejatuhannya di bawah 35 kilometer sejam bagi mengurangkan bahaya jika terkena manusia, haiwan atau harta benda awam.

Belon, radiosond dan paracut yang jatuh ke bumi.

 

Paracut yang dilengkapkan bersama-sama radiosond.

Berat radiosond hanyalah antara 250 gram hingga 450 gram sahaja. Bergantung pada kelajuan dan arah tiupan angin di atmosfera, angin boleh menggerakkan radiosond  melebihi 250 kilometer daripada lokasi alat itu dilepaskan. Maka itu, belon yang kemungkinan terjatuh di kebun, belukar, atas pokok, lautan bumbung rumah mungkin boleh ditemukan oleh orang ramai.

Di Singapura, jabatan meteorologi negara itu melepaskan radiosond di lokasi yang berhampiran dengan Lapangan Terbang Changi dan Paya Lebar pada setiap hari.  Jarak udara daripada Lapangan Terbang Changi ke Johor Bharu sejauh kira-kira 200 kilometer. Di Thailand pula, radiosond dilepaskan di beberapa tempat seperti di Bangkok, Songkhla dan Phuket.

Oleh hal yang demikian, tidak hairanlah jika radiosond yang dilepaskan oleh Jabatan Meteorologi Singapura boleh terjatuh dan ditemukan di Johor atau yang dilepaskan di Thailand boleh ditemukan di Kedah atau Kelantan.

Kaedah mencerap cuaca menggunakan radiosond terus berkembang dengan penyelidikan berterusan serta penciptaan alat seperti itu yang lebih berkeupayaan tinggi. Pada hari ini, terdapat radiosond versi digital seperti model IMF-100 yang digunakan Singapura selain versi analog yang masih lagi banyak digunakan oleh kebanyakan negara.

Pada tahun 2017, Projek Pembangunan Prototaip GPS Masa Nyata telah dijayakan oleh Universiti Teknologi Malaysia dengan kerjasama Agensi Angkasa Negara, Universiti Kebangsaan Malaysia, Jabatan Perikanan dan MetMalaysia dengan menggunakan radiosond.

Sebagai makluman, National Weather Services (NWS) mentadbir perlepasan 69 radiosond di Amerika Syarikat, 13 di Alaska, sembilan di Pasifik dan satu di Puerto Rico. NWS juga menyokong operasi 10 stesen kaji cuaca di Caribbean melalui perjanjian antarabangsa dan datanya dikongsi di seluruh dunia.

Di negara tertentu, belon helium kaji cuaca juga ada dilepaskan di lautan daripada stesen kaji cuaca kapal atau stesen kaji cuaca pantai untuk tujuan khusus. Selain menggunakan radiosond, agensi meteorologi juga mendapatkan maklumat cuaca daripada satelit cuaca dan radar Doppler.

Tindakan Jika Menemukan Radiosond

Jika anda melihat payung terjun kecil berwarna putih dan terdapat cahaya yang berkelip di ruang udara pada paras rendah, jangan panik dan membuat andaian negatif. Alat tersebut merupakan radiosond dan bukanlah perkakas pengintipan atau benda asing.

Radiosond juga tidak meletup dan membahayakan. Anda juga tidak perlu melaporkan kepada polis mengenai penemuan itu. Hal ini dikatakan demikian kerana terdapatnya kejadian orang yang menemukan radiosond menyangkakan bahawa alat tersebut merupakan alat letupan kawalan jauh. Ada pula yang menganggapnya bom apabila alat itu terjatuh di bumbung rumah.

Dalam kebanyakan kes, agensi yang menerbangkan radiosond ada menyertakan label pada alat tersebut sebagai panduan untuk melupuskannya atau memulangkan kepada agensi pemiliknya. Namun begitu, tindakan tersebut bukan menjadi kewajiban kepada orang awam.

Orang awam disarankan untuk mengikuti panduan yang diberikan sekiranya ingin memusnahkan alat itu atau memulangkan kepada agensinya. Jika anda ingin menyimpannya sebagai barang koleksi, hal tersebut juga menyalahi undang-undang.

Jika anda memilih untuk menyimpan radiosond, anda dinasihatkan untuk menanggalkan baterinya. Namun begitu, jika anda perlu membuang alat tersebut, pastikan radiosond tidak dicampur dengan sisa buangan dapur rumah. Pastikan radiosond dibuang dalam tong pembuangan sampah kitar semula barang elektrik atau elektronik.

Sehingga kini, radiosond telah dgunakan untuk pelbagai tujuan saintifik, penyelidikan, ketenteraan dan pendidikan. Dianggarkan lebih daripada enam juta radiosond telah dijual kepada pelanggan di seluruh dunia oleh syarikat pembuatnya.

Walau bagaimanapun, kekerapan melepaskan radiosond bergantung pada bajet agensi kaji cuaca sesebuah negara. Ada negara yang melepaskan radiosond lebih daripada dua kali sehari. Ada juga negara yang melepaskan radiosond hanya sekali sehari kerana mempunyai bajet yang kecil. Dalam pencerapan cuaca, lebih kerap belon yang dilepaskan dalam sesuatu jangka masa, lebih banyak maklumat cerapan terkini yang boleh diperoleh.

Instrumen radiosond terdiri dalam pelbagai model dengan berlainan pembuat atau pengilang. MetMalaysia misalnya mula menggunakan radiosond buatan Korea model DMF-17 versi analog mulai Mei 2023 berbanding buatan German yang digunakan sebelumnya. Singapura pula menggunakan model IMF-100 versi digital. Untuk meramalkan kaji cuaca di seluruh negara pada setiap hari, MetMalaysia dianggarkan melepaskan lebih daripada 5800 unit radiosond setahun.

Seunit radiosond di Amerika Syarikat berharga kira-kira USD200. Kos tersebut tidak termasuk kos lain seperti gas helium dan operasi. Dianggarkan juga sebanyak 25 peratus daripada kira-kira 75 ribu unit radiosond yang dilepaskan pada setiap tahun di negara itu ditemukan dan dipulangkan semula kepada National Weather Service, Amerika Syarikat. Walaupun jumlah pemulangan masih kecil, namun tindakan tersebut dapat menjimatkan peruntukan dengan memulihkan seperti baharu (refurbished) dan digunakan semula.

Di Malaysia, jika agensi berkenaan dapat memberikan maklumat yang jelas kepada orang awam, radiosond yang ditemukan boleh dipulangkan semula untuk diperbaharui seperti amalan di beberapa negara barat seperti Amerika Syarikat. Usaha ini boleh menjimatkan kewangan agensi kerana kos operasi radiosond memerlukan perbelanjaan yang agak besar.

Menjejak Radiosond

Radiosond boleh dijejaki jika seseorang itu mempunyai peralatan asas dan sedikit pengetahuan membaca koordinat latitud dan longitud. Antara peralatan yang digunakan termasuklah telefon pintar,  satu unit radio dua hala (walkie-talkie), antena discone atau yagi, perisian penjejak arah GPS Wayfinder atau Raspberry Pi. Perisian lain yang bersesuaian mengikut model radiosond adalah seperti Radiosonde Tracking Software atau Software-Defined Radio juga boleh digunakan.

Antara peralatan asas yang digunakan untuk menjejak radiosond.
Model radiosond. Atas dari kiri: Vaisala RS-92, Wheatex WXR-301D dan DMF-17. Bawah dari kiri: DMF-09, RS-42 dan IMS-100.

Para penggiat radio amatur telah menjadikan penjejakan belon kaji cuaca sebagai aktiviti yang menyeronokkan di samping menguji kemahiran komunikasi radio dan membaca koordinat. Mereka juga telah membentuk satu kumpulan minat khusus (SIG) yang menyelaraskan hobi menjejak belon helium di lapan lokasi belon kaji cuaca yang dilepaskan oleh MetMalaysia.

Seorang pemburu radiosond, Zaki Din berkata, sebanyak 41 orang pengiat radio amatur di seluruh negara menganggotai SIG ini yang dibahagikan kepada pasukan selatan, tengah, timur dan utara.

Zaki yang bergiat menjejaki belon kaji cuaca itu sejak tahun 2020 berkata, beliau memanfaatkan masa lapang akibat Perintah Kawalan Pergerakan untuk meneroka ilmu menjejak radiosond dan untuk memahirkan diri membaca kedudukan atau koordinat.

“Alhamdulillah, kini saya semakin mahir menjejak radiosond dan kemahiran saya mengesan koordinat juga menjadi lebih baik berbanding sebelum ini. Saya boleh menjejak radiosond yang jatuh walaupun di dalam hutan, di atas gunung mahu pun di lautan,” katanya.

Zaki juga menjadikan aktiviti memburu atau menjejak radiosond sebagai aktiviti riadah keluarga bersama-sama 10 rakan sepasukannya.

“Kejayaan mengutip radiosond merupakan kepuasan yang tidak ternilai,” katanya lagi.

Bagaimanapun tambah beliau, pasukan penjejak radiosond mempunyai masa terhad, yakni antara empat jam hingga lima jam sahaja selepas belon diterbangkan. Selepas tempoh itu, radiosond akan kehabisan kuasa bateri dan menyebabkan GPS  tidak lagi dapat menghantar isyarat dan dikesan lagi.

Walaupun radiosond telah digunakan sejak lama dahulu, Zaki yang juga seorang guru memberitahu bahawa penjejakan alat itu hanya berjaya dilakukan baru-baru ini apabila terhasilnya perisian komputer penjejakan koordinat radiosond pada tahun 2020 oleh seorang pencipta perisian Australia.

Zaki yang berasal dari Kulai, Johor berkata, tanpa perisian penjejak, amat sukar untuk mencari atau menemukan radiosond kerana alat itu bersaiz begitu kecil. Setakat ini, beliau secara individu telah mengesan sebanyak 2757 radiosond dan hanya menemukan 74 unit daripada beberapa lokasi di selatan tanah air.

Selain itu, anggota SIG radiosond di seluruh negara telah menemukan sebanyak 326 unit peralatan tersebut pada tahun 2022 dan sebanyak 296 unit hingga Ogos 2023.

Zaki Din memegang seunit radiosond yang baru dijejakinya.

Bilangan radiosond yang lain walaupun dapat dijejaki lokasinya tetapi tidak dapat dikutip kerana alat tersebut jatuh di atas gunung, hutan belukar atau kawasan paya  yang sukar dimasuki. Ada juga yang tersangkut di pokok tinggi dan terjatuh di pulau. Radiosond yang jatuh di lautan pula telah dihanyutkan.

Oleh sebab minat dan hobi yang tinggi, sebagai penggiat radio amatur yang memiliki lesen Kelas A, Zaki turut melengkapkan stesen radio amatur yang juga merupakan stesen penjejakan radiosond di rumahnya. Stesen beliau berkeupayaan untuk mengesan lokasi radiosond di Johor dan Kuantan, Temerloh, Jengka serta Raub di Pahang.

Stesen radio amatur dan stesen penjejakan radiosond milik Zaki Din di rumahnya.

Lokasi lain yang mampu dikesan Zaki ialah Chukai, Terengganu, Sepang serta Bagan Lalang di Selangor. Stesen beliau juga berupaya mengesan radiosond di Pulau Batam dan Tebing Tinggi di Indonesia serta Singapura.

Menceritakan tentang pengalamannya, Zaki memberitahu beliau menjejak sebuah radiosond yang terjatuh di Gunung Pulai baru-baru ini. Namun, alat tersebut tidak dapat dikutip kerana telah jatuh di lokasi yang sukar dan menjadi habitat haiwan liar. Dalam pencarian di kawasan itu, beliau juga menemukan kesan cakaran yang dipercayai daripada harimau.

Bagi pelajar tingkatan empat dan lima, belon kaji cuaca adalah antara contoh prinsip Archimedes dalam mata pelajaran Fizik yang bersangkut paut dengan daya tekanan dan daya apungan dalam berat bendalir.

Cikgu Zaki bersedia meluangkan masa untuk berkongsikan ilmu penjejakan radiosond dengan orang ramai, sekolah atau universiti. Pembaca yang berminat, terutamanya pelajar yang ingin menjejaki belon kaji cuaca atau menceburi komunikasi radio amatur bolehlah menghubungi penulis atau Setiausaha, Malaysian Amateur Radio Transmitters’ Society (MARTS) melalui alamat e-mel [email protected].

Sumber foto: Zaki Din

Hamdan Hj Abu, Penggiat Komunikasi Radio Amatur, Selangor.

Artikel ini ialah © Hakcipta Terpelihara JendelaDBP. Sebarang salinan tanpa kebenaran akan dikenakan tindakan undang-undang.
Buletin JendelaDBP
Inginkan berita dan artikel utama setiap hari terus ke e-mel anda?

Kongsi

error: Artikel ini ialah Hakcipta Terpelihara JendelaDBP.