Tahukah kalian,

Kota Surakarta merupakan kota dengan kepadatan penduduk tertinggi di Jawa Tengah loh! Padatnya penduduk di Kota Surakarta ini, menjadikan kota tersebut juga mengalami fluktuasi jumlah kendaraan bermotor setiap tahunnya. Coba bayangkan, jika jumlah kendaraan bermotor bertambah, tentunya akan menyebabkan gas emisi juga bertambah! Hal tersebut dapat menyebabkan perubahan iklim dan berdampak pada kerusakan lingkungan di masa mendatang.

Jika konsentrasi gas emisi terus bertambah, bagaimana ya kira - kira iklim di masa depan? Ayo kita kulik bersama mengenai perubahan konsentrasi gas emisi NO2 dan CO seiring perubahan luasan Ruang Terbuka Hijau di Kota Surakarta!

I. Latar Belakang

Perubahan iklim yang menandakan kerusakan lingkungan kini tengah menjadi isu global (Malihah, 2022). Salah satu penyebab perubahan iklim adalah adanya urbanisasi. Urbanisasi meningkatkan kepadatan penduduk, dimana menurut United Nations Department of Economic and Social Affairs (2018), laju pertumbuhan penduduk perkotaan di Asia mencapai 54% total penduduk perkotaan dunia dan diprediksi akan mengalami peningkatan hingga 68% dari total seluruh penduduk dunia pada tahun 2050. Kota Surakarta sebagai salah satu tujuan wisata populer dan tujuan pendidikan di Jawa Tengah menjadi wilayah dengan kepadatan penduduk tertinggi, mencapai 11.302 penduduk/km2 pada tahun 2023 (BPS, 2024). Dengan demikian, jumlah penduduk di seluruh Kota Surakarta juga bertambah.

Peningkatan jumlah penduduk memicu tingginya perubahan penggunaan lahan dan mobilisasi. Hal ini ditandai dengan jumlah kendaraan bermotor di Kota Surakarta mengalami fluktuasi setiap tahunnya berdasarkan data sejak 2020 yang dirilis oleh BPS. Berdasarkan kondisi tersebut, permasalahan yang rentan terjadi adalah terkait pencemaran udara (Anwar & Rindarjono, 2023). Salah satu penyebab pencemaran udara adalah emisi hasil pembakaran bahan bakar kendaraan bermotor. Indeks yang sering digunakan dalam menganalisis pencemaran udara yaitu dengan pengamatan gas NO2 dan CO. Kedua gas ini berpotensi menyebabkan masalah kesehatan pernapasan manusia. Pada penelitian kali ini, akan dilakukan analisis mengenai perubahan konsentrasi kolom total NO2 dan CO seiring perubahan luasan ruang terbuka hijau tahun 2021 dan 2023 serta prediksinya di masa depan dengan mengintegrasikan penginderaan jauh dan sistem informasi geografis.

II. Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis perubahan konsentrasi kolom total gas emisi NO2 dan CO seiring dengan perubahan luasan ruang terbuka hijau di Kota Surakarta pada tahun 2021 dan 2023. Hasil tersebut kemudian dilakukan Cellular Automata dan regresi untuk memprediksi nilai NO2 dan CO di tahun 2025 dan 2027. Melalui hasil yang didapatkan, diharapkan dapat digunakan sebagai dasar pertimbangan dalam upaya mitigasi dampak NO2 dan CO di Kota Surakarta.

III. Data dan Metodologi

Data penelitian yang digunakan dalam publikasi ini terdapat 4 buah data. Citra Sentinel-2A dipilih karena memiliki resolusi spasial yang baik dan cocok digunakan untuk mendapatkan data RTH. Sementara Citra Sentinel-5P dirancang khusus untuk memantau kualitas udara dan menyediakan data mengenai berbagai gas atmosfer.

IV. Hasil dan Pembahasan

Pada penelitian ini, dihasilkan data tren dan prediksi RTH serta konsentrasi kolom total polutan NO2 dan CO di Kota Surakarta pada tahun 2027. Berikut merupakan pembahasan dari hasil pengolahan data.

1. 1.
   Ruang Terbuka Hijau (RTH)

Menurut Peraturan Menteri Pekerjaan Umum No. 05/PRT/M/2008 Tentang Penyediaan dan Pemanfaatan Ruang Terbuka Hijau di Kawasan Perkotaan, Ruang Terbuka Hijau (RTH), adalah area memanjang/jalur dan atau mengelompok, yang penggunaannya lebih bersifat terbuka, tempat tumbuh tanaman, baik yang tumbuh secara alamiah maupun yang sengaja ditanam." Pada penelitian ini, RTH didapatkan dari hasil pengolahan NDVI dengan mengklasifikasikan kembali nilai Indeks Vegetasi.

Proses NDVI menghasilkan raster yang berisi indeks vegetasi suatu piksel. Indeks vegetasi tersebut berada pada rentang -1 sampai dengan 1. Pada penelitian ini, digunakan ambang batas, dimana indeks vegetasi dari -1 sampai 0,54 merupakan non RTH, sedangkan 0,55 - 1,00 merupakan RTH. Hasilnya diperoleh bahwa pada tahun 2021, RTH di Kota Surakarta memiliki luas 8.31 km2, sedangkan untuk non-RTH seluas 38.48 km2. Sementara itu, pada 2023, nilai RTH turun menjadi 4.71 km2 dan non RTH mengalami peningkatan menjadi 42.07 km2.

Untuk mendapatkan prediksi RTH tahun 2025 dan 2027, digunakan Plugin Cellular Automata (CA). Plugin CA ini merupakan pendekatan model prediksi tutupan lahan dengan mempertimbangkan tutupan lahan pada waktu sebelumnya. Menurut Wolfram (1984), Cellular Automata merupakan salah satu metode yang terbaik pada saat ini untuk melakukan simulasi dalam perubahan penggunaan lahan berdasarkan trend dan target. Berikut merupakan hasil prediksi luasan RTH pada 2025 dan 2027. Hasil menunjukkan bahwa prediksi tahun 2025, luasan RTH di Kota Surakarta mengalami penurunan luas menjadi 4.35 km2 dan mengalami kenaikan luas pada area non-RTH 42.44 km2. Sementara pada tahun 2027, prediksi menunjukkan bahwa luasan RTH menjadi 3.25 km2 dan non-RTH menjadi 43.53 km2. Hal ini menunjukkan bahwa prediksi luas RTH untuk tahun 2025 dan 2027 mengalami penurunan, begitu pula sebaliknya untuk non-RTH mengalami kenaikan perluasan area.

2. Tren dan prediksi konsentrasi kolom total NO2

Kolom total NO2 diperoleh dari pengolahan data Sentinel-5P. Berdasarkan hasil pengolahan data, berikut ini merupakan konsentrasi kolom total (mol/m2) NO2 pada tahun 2021 dan 2023.

3. Tren dan prediksi konsentrasi kolom total CO

Kolom total CO diperoleh dari pengolahan data Sentinel-5P. Berdasarkan hasil pengolahan data, berikut ini merupakan konsentrasi kolom total (mol/m2) NO2 pada tahun 2021 dan 2023.

4. Analisis

Hasil dari pengolahan didapatkan bahwa konsentrasi kolom total NO2 pada tahun 2021 dan 2023 mengalami peningkatan. Namun, hasil yang diperoleh melalui prediksi tahun 2025 terlihat memiliki pola yang acak. Pada tahun tersebut nilai rata-rata konsentrasi kolom total NO2 sebesar 6.865x10-5 mol/m². Prediksi tahun 2027 menunjukkan rata rata konsentrasi kolom total tertinggi yaitu sebesar 6.874x10-5 mol/m². Meskipun demikian, secara keseluruhan nilai rerata konsentrasi kolom total NO2 mengalami fluktuasi naik turun serta pola yang terlihat acak pada visualisasinya.

Hasil dari pengolahan didapatkan bahwa rata-rata konsentrasi kolom total CO pada tahun 2021 sebesar 0.0299056 mol/m², kemudian meningkat pada tahun 2023 menjadi 0.0329819 mol/m². Setelah itu, nilai diprediksi untuk tahun 2025 mengalami penurunan menjadi 0.0299120 mol/m² dan kemudian diprediksi meningkat pada tahun 2027 menjadi 0.0329998 mol/m². Berdasarkan pola ini ini, memiliki arti bahwa konsentrasi kolom total CO mengalami fluktuasi atau terjadi perubahan naik-turun dalam kurun waktu 2021 s.d. 2027. Dengan demikian, nilai konsentrasi kolom total CO tidak memiliki nilai yang tetap atau stabil, melainkan mengalami peningkatan pada satu waktu dan penurunan pada waktu lain.

Meskipun mengalami fluktuasi, secara umum tren tersebut menunjukkan bahwa konsentrasi kolom total CO dan NO2 mengalami peningkatan apabila dibandingkan dari awal periode (2021) dan akhir periode (2027). Fluktuasi ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor. Beberapa di antaranya yaitu akibat perubahan iklim, peningkatan aktivitas industri, maupun perubahan regulasi lingkungan yang berkaitan dengan ruang terbuka hijau (vegetasi). Adanya area ruang terbuka hijau berupa vegetasi memiliki berperan penting pada kesehatan dan bisa bermanfaat sebagai penyaring udara alami. Vegetasi membantu menurunkan polusi udara, termasuk partikel dan gas berbahaya lainnya yang secara tidak langsung mempengaruhi konsentrasi kolom total CO dan NO2. Penurunan nilai luasan RTH di Kota Surakarta dari tahun 2021 hingga 2027 selaras dengan naiknya nilai kadar CO dan NO2 di area tersebut meskipun nilainya sangat kecil.

V. Kesimpulan dan Limitasi

Berdasarkan data yang diberikan, dapat disimpulkan bahwa konsentrasi kolom total NO2 dan CO di Kota Surakarta mengalami fluktuasi dari tahun 2021 hingga 2027 secara tidak stabil. Meskipun terdapat fluktuasi, tren menunjukkan peningkatan kadar NO2 dan CO apabila dibandingkan antara awal periode (2021) dengan akhir periode (2027). Peningkatan kadar NO2 dan CO ini kemungkinan dipengaruhi oleh beberapa faktor, salah satunya perubahan RTH. Pola penurunan luasan area RTH di Kota Surakarta menunjukkan bahwa RTH mempengaruhi nilai emisi di kota tersebut, di mana dari tahun 2021 hingga 2027 nilai luasan area RTH mengalami penurunan. Oleh karena itu, dengan tren penurunan luasan area RTH tersebut mengindikasikan bahwa RTH memiliki pengaruh terhadap perubahan nilai emisi NO2 dan CO di Kota Surakarta meskipun nilainya sangat kecil.

Keterbatasan penelitian ini adalah tidak adanya data asli pengukuran lapangan yang menjadi acuan sehingga tingkat ketelitiannya belum bisa diuji. Dengan adanya penelitian ini, alangkah lebih baik untuk dikaji lebih lanjut sehingga dapat dilakukan uji korelasi untuk menentukan nilai faktor pengaruh yang lebih representatif.

Daftar Pustaka

Anwar, M. Z., Rindarjono, M. G., and Ahmad. (2023). The Impact of Transportation Growth on the Increase SO2 And NO2 Gases in Surakarta City during 2013-2020. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 1190, No. 1). IOP Publishing. doi:10.1088/1755-1315/1190/1/012028.

Ayodyapala, N. & Apriliana. (2023). WebGIS Ruang Terbuka Hijau pada Sub Wilayah Kota Kordon di Kota Bandung. Prosiding FTSP Series, 251-256.

BPS. (2024). Kota Surakarta dalam Angka 2024.

Malihah, L. (2022). Tantangan dalam Upaya Mengatasi Dampak Perubahan Iklim dan Mendukung Pembangunan Ekonomi Berkelanjutan: Sebuah Tinjauan. Jurnal Kebijakan Pembangunan, 17(2), 219–23272

United Nations Department of Economic and Social Affairs. (2018). Website diakses pada 19 Juli 2024.