ANALISA SEA LEVEL RISE DARI DATA SATELIT ALTIMETRI TOPEX/POSEIDON, JASON-1 DAN JASON-2 DI PERAIRAN LAUT PULAU JAWA PERIODE

Transkripsi

1 ANALISA SEA LEVEL RISE DARI DATA SATELIT ALTIMETRI TOPEX/POSEIDON, JASON-1 DAN JASON-2 DI PERAIRAN LAUT PULAU JAWA PERIODE Disusun Oleh: HASTHO WURIATMO M SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Juli, 2011

2 HALAMAN PENGESAHAN Skripsi ini dibimbing oleh : Pembimbing I Pembimbing II Sorja Koesuma, S.Si, M.Si. NIP Mohtar Yunianto, S.Si, M.Si. NIP Dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi pada : Hari : Rabu Tanggal : 20 Juli 2011 Anggota Tim Penguji 1. Budi Legowo, S.Si, M.Si. (...) NIP Dra. Riyatun, M.Si. (...) NIP Disahkan oleh Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta Ketua Jurusan Fisika, Ahmad Marzuki, S.Si, Ph.D. NIP ii

3 PERNYATAAN KEASLIAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul ANALISA SEA LEVEL RISE DARI DATA SATELIT ALTIMETRI TOPEX/POSEIDON, JASON-1 DAN JASON-2 DI PERAIRAN LAUT PULAU JAWA PERIODE belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga belum pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Surakarta, 4 Juli 2011 Hastho Wuriatmo iii

4 PERNYATAAN PUBLIKASI Sebagian dari skripsi saya yang berjudul ANALISA SEA LEVEL RISE DARI DATA SATELIT ALTIMETRI TOPEX/POSEIDON, JASON-1 DAN JASON-2 DI PERAIRAN LAUT PULAU JAWA PERIODE telah dipresentasikan dalam : Seminar dan Konferensi Nasional Pendidikan Ilmu Pengetahuan Alam Bervisi SETS Kerjasama Antarbidang Ilmu Berlandaskan Visi SETS oleh Ikatan Cendekiawan SETS Indonesia (ICSI) UNNES Semarang pada tanggal 30 April 2011 dengan Judul ANALISA SEA LEVEL RISE DARI DATA SATELIT ALTIMETRI DI PERAIRAN PULAU JAWA PERIODE Surakarta, 4 Juli 2011 Hastho Wuriatmo iv

5 ANALISA SEA LEVEL RISE DARI DATA SATELIT ALTIMETRI TOPEX/POSEIDON, JASON-1 DAN JASON-2 DI PERAIRAN LAUT PULAU JAWA PERIODE ABSTRAK Meningkatnya suhu global bumi yang sering disebut dengan Global Warming merupakan faktor utama yang menyebabkan peningkatan ketinggian air laut (sea level rise). Kenaikan permukaan air laut ini dalam waktu yang cukup lama akan mengakibatkan pemuaian air laut sehingga meningkatkan intensitas dan frekuensi banjir serta dapat terjadi penggenangan suatu wilayah daratan. Karena dampak yang diakibatkan cukup signifikan, maka perlu dilakukan pemantauan kedudukan tinggi permukaan air laut di wilayah perairan laut Indonesia khususnya di perairan laut pulau Jawa. Pemantauan ini dilakukan pada perairan pulau Jawa dalam kurun waktu 10 tahun dengan menggunakan data satelit altimetri Topex/Poseidon, Jason-1 dan Jason-2. Pengamatan dan analisanya dipilih 6 lokasi penelitian, yaitu di perairan laut Jakarta, Semarang, Surabaya, Pangandaran, Jogjakarta dan Prigi. Data satelit tersebut merupakan data global, untuk mendapatkan data penelitian dilakukan konversi data dan pemfilteran sesuai dengan posisi lintang dan bujur daerah penelitian dengan luasan 0,5 o x0,5 o. Dalam penelitian ini, software Matlab digunakan untuk pengolahan datanya. Berdasarkan hasil penelitian telah terjadi fenomena sea level rise (SLR) yang bervariasi. Diperoleh sea level rise di Jakarta sebesar 2,5 ± 0,24 mm/tahun, Semarang sebesar 2,16 ± 0,20 mm/tahun, Surabaya 2,72 ± 0,19 mm/tahun, Pangandaran 0,71 ± 0,33 mm/tahun, Jogjakarta 0,91 ± 0,38 mm/tahun dan Prigi 1,3 ± 0,38 mm/tahun. Sehingga rata rata sea level rise di wilayah perairan laut utara pulau jawa sebesar 2,46 ± 0,21 mm/tahun dan di wilayah perairan laut selatan pulau jawa sebesar 0,97 ± 0,36 mm/tahun. Berdasarkan pola grafik altimetri dan grafik pasang surut terdapat adanya korelasi antara data altimetri dan data pasang surut, dimana terbentuk pola grafik yang sama. Sehingga grafik altimetri telah menunjukkan kenaikan muka laut dengan benar. Kata Kunci : Global warming, Pulau Jawa, Sea level rise, Satelit altimetri. v

6 SEA LEVEL RISE FROM SATELLITE ALTIMETRY TOPEX/POSEIDON, JASON-1 AND JASON-2 DATA IN THE JAWA ISLAND IN PERIOD ABSTRACT Global Warming is caused by global temperatures of the earth. It is the main factor causing sea level rise. Sea level rise will cause expansion of the sea, so that it will increase the intensity and frequency of floods and inundation occur in the land. Because it significant impact, it is important to monitor the sea level in Indonesia sea. Especially in the sea of the Jawa island. Monitoring of sea level rise is done in the sea of the Java island at the past 10 years using data of altimetry satellite: Topex/Poseidon, Jason-1 and Jason-2. Observation and analysis are selected in six sites, Jakarta, Semarang, Surabaya, Pangandaran, Jogjakarta and Prigi. Data of the satelitte is global data, for getting data research done by data conversing and data filtering according to the latitude and longitude of the research with 0,5 o x0,5 o interval. In this research, Matlab software used for data processing. Based on the research, it have happened a sea level rise phenomena variously. Retrieved sea level rise in Jakarta at 2,5 ± 0,24 mm / year, Semarang of 2,16 ± 0,20 mm / year, Surabaya 2,72 ± 0,19 mm / year, Pangandaran 0,71 ± 0,33 mm / year, Jogjakarta 0.91 ± 0,38 mm / year and Prigi 1,3 ± 0,38 mm / year. So the average of sea level rise in the north sea of Java island equal 2,46 ± 0,21 mm / year and in the south sea of Java island equal 0,97 ± 0,36 mm / year. Based on pattern of the altimetry graph and tide graph where got the same pattern. Keywords: Global warming, Java island, Sea level rise, Satelit altimetri. vi

7 MOTTO Sapa Kang Teteken Kanthi Tekun, Bakal Katekan Kang Dadi Tekade Siapa yang berusaha dengan sungguh sungguh, akan tercapai yang menjadi cita citanya Kupersembahkan untuk : Ibu tercinta, Sudarmi, Bapak tercinta, Sarwanto, Kakak kakak ku, Orang yang aku sayangi, Serta masyarakat Indonesia. vii

8 UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penelitian ini. Secara khusus penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Sudarmi, 2. Alm. Sarwanto, 3. Sorja Koesuma, M.Si, 4. Mohtar Yunianto, S.Si, 5. Artono Dwijo Sutomo, M.Si, 6. Prihastuti Heru Saputri, 7. Kasikun, 8. Endang Wijayanti, 9. Danu Harjanto, 10. Sri Handayani, 11. Fuad Purnomo, 12. Fathoni Sukma H., 13. Rosyid, 14. Ismail S.Si, 15. Fajriyah Mawar S.Si, 16. Sigit Winanto S.Si, 17. Nanang Agus S. S.Si, 18. Mukhlis Herwin M., 19. Sumaryanti S.Si, 20. Ari Yuni Ani, 21. Ahmad Toriq, 22. Ardiyanto Satrio. viii

9 KATA PENGANTAR Assalamu alaykum Wr.Wb. Alhamdulillahirobbil alamin. Puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat, hidayah, dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir (TA) yang berjudul Analisa Sea Level Rise Dari Data Satelit Altimetri Topex/Poseidon, Jason-1 Dan Jason-2 Di Perairan Laut Pulau Jawa Periode ini dengan baik. Tugas Akhir (TA) ini menjadi salah satu persyaratan akademis untuk menyelesaikan jenjang perkuliahan program strata 1 (S-1) di Jurusan Fisika Universitas Sebelas Maret. Dalam pelaksanaan dan penyusunan laporan Tugas Akhir (TA) ini, tentunya tidak terlepas dari adanya dorongan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Ahmad Marzuki, S. Si., Ph.D., selaku ketua jurusan Fisika FMIPA UNS. 2. Bapak Sorja Koesuma, S.Si, M. Si., selaku pembimbing I di jurusan Fisika FMIPA UNS. 3. Bapak Mohtar Yunianto, S.Si., M.Si., selaku pembimbing II di jurusan Fisika FMIPA UNS. 4. Alm. Bapak Sarwanto dan Ibu Sudarmi tercinta, yang selalu memberi dukungan, doa, semangat dan kasih sayang. 5. Kepada semua pihak yang telah membantu penulis baik dalam pelaksanaan Tugas Akhir maupun dalam penyusunan laporan Tugas Akhir yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Tiada gading yang tak retak dan penyusun menyadari bahwa laporan yang telah dibuat ini masih terdapat kekurangan baik dalam isi maupun cara penyajian ix

10 materi. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran guna perbaikan di masa mendatang. Akhir kata, semoga laporan Tugas Akhir (TA) ini bermanfaat bagi semuanya, khususnya bagi penulis, instansi terkait dan bagi semua pembaca. Wassalamu alaykum Wr.Wb. Surakarta, 4 Juli 2011 Penulis x

11 TIALAMAN PENGESAHAN Skripsi ini dibimbing oleh : NIP I 001 Nm I 001 Dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi pada : Hari : Rabu Tanggai : 20 Juli 20i i Anggota Tim Penguji I Rrrrli f.ponu'n S Si M Si I\nP Dra. Riyatun. M.Si. NrP t994a2 2 A0l tot*\ft dan Ilmu Pengetahuan Alam a{;q \ '*,,? NrP I 001

12 PERNYATAAN KEASLIAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul ANALISA SEA LEVEL RISE DARI DATA SATELIT ALTIMETRI TOPEX/POSEIDON, JASON-1 DAN JASON-2 DI PERAIRAN LAUT PULAU JAWA PERIODE belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga belum pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Surakarta, 4 Juli 2011 Hastho Wuriatmo iii

13 PERNYATAAN PUBLIKASI Sebagian dari skripsi saya yang berjudul ANALISA SEA LEVEL RISE DARI DATA SATELIT ALTIMETRI TOPEX/POSEIDON, JASON-1 DAN JASON-2 DI PERAIRAN LAUT PULAU JAWA PERIODE telah dipresentasikan dalam : Seminar dan Konferensi Nasional Pendidikan Ilmu Pengetahuan Alam Bervisi SETS Kerjasama Antarbidang Ilmu Berlandaskan Visi SETS oleh Ikatan Cendekiawan SETS Indonesia (ICSI) UNNES Semarang pada tanggal 30 April 2011 dengan Judul ANALISA SEA LEVEL RISE DARI DATA SATELIT ALTIMETRI DI PERAIRAN PULAU JAWA PERIODE Surakarta, 4 Juli 2011 Hastho Wuriatmo iv

14 ANALISA SEA LEVEL RISE DARI DATA SATELIT ALTIMETRI TOPEX/POSEIDON, JASON-1 DAN JASON-2 DI PERAIRAN LAUT PULAU JAWA PERIODE ABSTRAK Meningkatnya suhu global bumi yang sering disebut dengan Global Warming merupakan faktor utama yang menyebabkan peningkatan ketinggian air laut (sea level rise). Kenaikan permukaan air laut ini dalam waktu yang cukup lama akan mengakibatkan pemuaian air laut sehingga meningkatkan intensitas dan frekuensi banjir serta dapat terjadi penggenangan suatu wilayah daratan. Karena dampak yang diakibatkan cukup signifikan, maka perlu dilakukan pemantauan kedudukan tinggi permukaan air laut di wilayah perairan laut Indonesia khususnya di perairan laut pulau Jawa. Pemantauan ini dilakukan pada perairan pulau Jawa dalam kurun waktu 10 tahun dengan menggunakan data satelit altimetri Topex/Poseidon, Jason-1 dan Jason-2. Pengamatan dan analisanya dipilih 6 lokasi penelitian, yaitu di perairan laut Jakarta, Semarang, Surabaya, Pangandaran, Jogjakarta dan Prigi. Data satelit tersebut merupakan data global, untuk mendapatkan data penelitian dilakukan konversi data dan pemfilteran sesuai dengan posisi lintang dan bujur daerah penelitian dengan luasan 0,5 o x0,5 o. Dalam penelitian ini, software Matlab digunakan untuk pengolahan datanya. Berdasarkan hasil penelitian telah terjadi fenomena sea level rise (SLR) yang bervariasi. Diperoleh sea level rise di Jakarta sebesar 2,5 ± 0,24 mm/tahun, Semarang sebesar 2,16 ± 0,20 mm/tahun, Surabaya 2,72 ± 0,19 mm/tahun, Pangandaran 0,71 ± 0,33 mm/tahun, Jogjakarta 0,91 ± 0,38 mm/tahun dan Prigi 1,3 ± 0,38 mm/tahun. Sehingga rata rata sea level rise di wilayah perairan laut utara pulau jawa sebesar 2,46 ± 0,21 mm/tahun dan di wilayah perairan laut selatan pulau jawa sebesar 0,97 ± 0,36 mm/tahun. Berdasarkan pola grafik altimetri dan grafik pasang surut terdapat adanya korelasi antara data altimetri dan data pasang surut, dimana terbentuk pola grafik yang sama. Sehingga grafik altimetri telah menunjukkan kenaikan muka laut dengan benar. Kata Kunci : Global warming, Pulau Jawa, Sea level rise, Satelit altimetri. v

15 SEA LEVEL RISE FROM SATELLITE ALTIMETRY TOPEX/POSEIDON, JASON-1 AND JASON-2 DATA IN THE JAWA ISLAND IN PERIOD ABSTRACT Global Warming is caused by global temperatures of the earth. It is the main factor causing sea level rise. Sea level rise will cause expansion of the sea, so that it will increase the intensity and frequency of floods and inundation occur in the land. Because it significant impact, it is important to monitor the sea level in Indonesia sea. Especially in the sea of the Jawa island. Monitoring of sea level rise is done in the sea of the Java island at the past 10 years using data of altimetry satellite: Topex/Poseidon, Jason-1 and Jason-2. Observation and analysis are selected in six sites, Jakarta, Semarang, Surabaya, Pangandaran, Jogjakarta and Prigi. Data of the satelitte is global data, for getting data research done by data conversing and data filtering according to the latitude and longitude of the research with 0,5 o x0,5 o interval. In this research, Matlab software used for data processing. Based on the research, it have happened a sea level rise phenomena variously. Retrieved sea level rise in Jakarta at 2,5 ± 0,24 mm / year, Semarang of 2,16 ± 0,20 mm / year, Surabaya 2,72 ± 0,19 mm / year, Pangandaran 0,71 ± 0,33 mm / year, Jogjakarta 0.91 ± 0,38 mm / year and Prigi 1,3 ± 0,38 mm / year. So the average of sea level rise in the north sea of Java island equal 2,46 ± 0,21 mm / year and in the south sea of Java island equal 0,97 ± 0,36 mm / year. Based on pattern of the altimetry graph and tide graph where got the same pattern. Keywords: Global warming, Java island, Sea level rise, Satelit altimetri. vi

16 MOTTO Sapa Kang Teteken Kanthi Tekun, Bakal Katekan Kang Dadi Tekade Siapa yang berusaha dengan sungguh sungguh, akan tercapai yang menjadi cita citanya Kupersembahkan untuk : Ibu tercinta, Sudarmi, Bapak tercinta, Sarwanto, Kakak kakak ku, Orang yang aku sayangi, Serta masyarakat Indonesia. vii

17 UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penelitian ini. Secara khusus penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Sudarmi, 2. Alm. Sarwanto, 3. Sorja Koesuma, M.Si, 4. Mohtar Yunianto, S.Si, 5. Artono Dwijo Sutomo, M.Si, 6. Prihastuti Heru Saputri, 7. Kasikun, 8. Endang Wijayanti, 9. Danu Harjanto, 10. Sri Handayani, 11. Fuad Purnomo, 12. Fathoni Sukma H., 13. Rosyid, 14. Ismail S.Si, 15. Fajriyah Mawar S.Si, 16. Sigit Winanto S.Si, 17. Nanang Agus S. S.Si, 18. Mukhlis Herwin M., 19. Sumaryanti S.Si, 20. Ari Yuni Ani, 21. Ahmad Toriq, 22. Ardiyanto Satrio. viii

18 KATA PENGANTAR Assalamu alaykum Wr.Wb. Alhamdulillahirobbil alamin. Puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat, hidayah, dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir (TA) yang berjudul Analisa Sea Level Rise Dari Data Satelit Altimetri Topex/Poseidon, Jason-1 Dan Jason-2 Di Perairan Laut Pulau Jawa Periode ini dengan baik. Tugas Akhir (TA) ini menjadi salah satu persyaratan akademis untuk menyelesaikan jenjang perkuliahan program strata 1 (S-1) di Jurusan Fisika Universitas Sebelas Maret. Dalam pelaksanaan dan penyusunan laporan Tugas Akhir (TA) ini, tentunya tidak terlepas dari adanya dorongan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Ahmad Marzuki, S. Si., Ph.D., selaku ketua jurusan Fisika FMIPA UNS. 2. Bapak Sorja Koesuma, S.Si, M. Si., selaku pembimbing I di jurusan Fisika FMIPA UNS. 3. Bapak Mohtar Yunianto, S.Si., M.Si., selaku pembimbing II di jurusan Fisika FMIPA UNS. 4. Alm. Bapak Sarwanto dan Ibu Sudarmi tercinta, yang selalu memberi dukungan, doa, semangat dan kasih sayang. 5. Kepada semua pihak yang telah membantu penulis baik dalam pelaksanaan Tugas Akhir maupun dalam penyusunan laporan Tugas Akhir yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Tiada gading yang tak retak dan penyusun menyadari bahwa laporan yang telah dibuat ini masih terdapat kekurangan baik dalam isi maupun cara penyajian ix

19 materi. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran guna perbaikan di masa mendatang. Akhir kata, semoga laporan Tugas Akhir (TA) ini bermanfaat bagi semuanya, khususnya bagi penulis, instansi terkait dan bagi semua pembaca. Wassalamu alaykum Wr.Wb. Surakarta, 4 Juli 2011 Penulis x

20 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii PERNYATAAN KEASLIAN... iii PERNYATAAN PUBLIKASI... iv ABSTRAK... v ABSTRACT... vi MOTTO... vii PERSEMBAHAN... vii UCAPAN TERIMA KASIH... viii KATA PENGANTAR... ix DAFTAR ISI... xi DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR TABEL... xv DAFTAR LAMPIRAN... xvi BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang... 1 I.2. Perumusan Masalah... 2 I.3.Batasan Masalah... 2 I.4.Tujuan Penelitian... 3 I.5. Manfaat Penelitian... 3 I.6.Sistematika Penulisan... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA II. 1. Gelombang Mikro... 5 II. 2. Pemantulan Gelombang... 7 II. 3. Prinsip Dasar Satelit Altimetri... 9 II. 4. Satelit Topex/Poseidon II. 5. Satelit Jason II. 6. Satelit Jason II. 7. Koreksi pada Pengukuran Satelit Altimetri xi

21 II. 8. Mean Sea Level dan Geoid II. 9. Sea Surface Height (SSH) dan Sea Level Anomaly (SLA) 18 BAB III METODOLOGI PENELITIAN III. 1. Tempat dan Waktu Pelaksanaan III. 2. Peralatan Penelitian III. 3. Bahan Penelitian III. 4. Prosedur dan Pengumpulan Data BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN IV. 1. Hasil Penelitian IV. 2. Pembahasan IV Trend Linier Sea Level Rise di Laut Pulau Jawa 28 IV Keterkaitan antara Arus Laut Indonesia dan Sea Level Rise di Perairan Laut Pulau Jawa IV Korelasi antara Data Satelit Altimetri dan Data PasangSurut IV Pengaruh Fenomena El Nino dan La Nina terhadap Sea Level Rise di Perairan Laut Pulau Jawa BAB V PENUTUP V. 1. Kesimpulan V. 2. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN-LAMPIRAN xii

22 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Spektrum gelombang elektromagnet (Pain H.J,2005)... 5 Gambar 2.2. Panjang gelombang dan frekuensi gelombang elektromagnet (CNES & CLS, 2010)... 6 Gambar 2.3. Arah gelombang pada batas dua medium yang berbeda... 8 Gambar 2.4. Satelit Altimetri (Fu and Cazenave, 2001) Gambar 2.5. Koreksi koreksi pada satelit altimetri (Fu and Cazenave, 2001) Gambar 2.6. Geoid dan elipsoid (Fraczek, 2003) Gambar 3.1. Lokasi penelitian analisa sea level rise Gambar 3.2. Diagram alir penelitian Gambar 3.3. Diagram alir pemrograman Gambar 4.1. Sea level rise Jakarta periode Gambar 4.2. Sea level rise Surabaya periode Gambar 4.3. Sea level rise Semarang periode Gambar 4.4. Sea level rise Pangandaran periode Gambar 4.5. Sea level rise Jogjakarta periode Gambar 4.6. Sea level rise Prigi periode Gambar 4.7. Sea level rise utara pulau Jawa Gambar 4.8. Sea level rise selatan pulau Jawa Gambar 4.9. Arus Laut Indonesia ( 2011) Gambar (a) Perbandingan sea level rise (SLR) data pasut dan data altimetri di Prigi (b) Perbandingan sea level rise (SLR) data pasut dan data altimetri di Pangandaran Gambar Fenomena El-Nino (Aviso CNES, 2010) Gambar Fenomena La-Nina (Aviso CNES, 2010) Gambar Sea Surface Temperature Samudera Pasifik bulan November 2002 (Aviso CNES, 2010) Gambar Sea Level Anomaly Samudera Pasifik, November 2002 xiii

23 (Aviso CNES, 2010) Gambar Sea level rise utara pulau Jawa Gambar Sea level rise selatan pulau Jawa Gambar Sea Level Anomaly Samudera Pasifik, Desember 2006 (Aviso CNES, 2010) xiv

24 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Karakteristik dari satelit Topex/Poseidon (NASA & CNES, 1992) Tabel 2.2. Karakteristik dari satelit Jason-1 (NASA, 2001) Tabel 2.3. Karakteristik dari satelit Jason-2 (NASA, 2008) Tabel 3.1. Lokasi penelitian sea level rise Tabel 4.1. Sea level rise perairan utara pulau Jawa Tabel 4.2. Sea level rise perairan selatan pulau Jawa Tabel 4.3. Perbedaan nilai sea level rise perairan utara pulau Jawa dan sea level rise perairan selatan pulau Jawa Tabel 4.4. Perbandingan antara SLA hasil penelitian di utara pulau Jawa dan SLA dari Centre National d Etudes Spatiales (CNES) Tabel 4.5. Perbandingan antara SLA hasil penelitian Di selatan pulau Jawa dan SLA dari Centre National d Etudes Spatiales (CNES) xv

25 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran I. A. Data Sea Level Anomaly (SLA) Utara Pulau Jawa Periode B. Data Sea Level Anomaly (SLA) Selatan Pulau Jawa Periode Lampiran II. Data Pasang Surut Cilacap dan Prigi Lampiran III. LISTING PROGRAM MATLAB Lampiran IV. DATA PENGUBAHAN CYCLE DAN PASS KE TANGGAL xvi

26 1 BAB I PENDAHULUAN I. 1. Latar Belakang Masalah Secara umum bumi dapat dibagi menjadi 3 struktur, yaitu terdiri dari lapisan atmosfer, litosfer dan hidrosfer. Lapisan atmosfer merupakan lapisan udara yang menyelubungi lapisan litosfer dan hidrosfer pada lapisan ini merupakan tempat terjadinya hujan. Lapisan litosfer berupa lapisan padat yang terdiri dari tanah dan batuan sedangkan lapisan hidrosfer merupakan lapisan air yang menutupi sebagian lapisan litosfer dan juga meresap di dalam lapisan litosfer misalkan laut, sungai, dan danau. Pemanasan global yang sering disebut dengan istilah Global Warming dapat terjadi karena meningkatnya kadar gas CO 2, CH 4, CFC dan gas lainnya yang mempengaruhi lapisan ozon di atmosfer. Pemanasan global ini akan menyebabkan mencairnya es abadi di pegunungan es serta di daerah kutub utara dan kutub selatan (Artik dan Antartika). Hal ini merupakan faktor yang menyebabkan kenaikan permukaan air laut (sea level rise). Pemuaian air laut yang diakibatkan oleh pemanasan global ini dalam kurun waktu yang cukup lama akan menimbulkan kenaikan ketinggian muka air laut sehingga akan mempertinggi abrasi pantai, erosi garis pantai, dapat terjadi penggenangan suatu wilayah daratan dan bahkan dapat menenggelamkan pulau pulau kecil serta meningkatnya intensitas dan frekuensi banjir. Pemanasan global dapat menyebabkan terjadinya perubahan kedudukan muka laut termasuk di Indonesia yang memiliki luas perairan sekitar 70% dari luas keseluruhan wilayahnya (UNEP dalam Shinta, 2009). Indonesia yang merupakan negara kepulauan yang terdiri lebih dari pulau dengan total luas daratan 195 juta hektar. Terdapat 5 pulau terbesar yaitu Kalimantan, Sumatera, Irian Jaya (Papua), Sulawesi dan Jawa. Indonesia mempunyai garis pantai yang panjang kira kira km. Sebagian besar kota kota besar di Indonesia berada di kawasan pesisir pantai. Sehingga pengaruh dari mean sea level rise (MSLR) bagi Indonesia dapat menjadi bencana (Hadikusumah, 1995). 1

27 2 Mayoritas penduduk Indonesia yang berada di pesisir pantai akan merasakan efek yang cukup signifikan dari adanya kenaikan permukaan air laut tersebut. Khususnya di daerah pulau Jawa yang memiliki jumlah penduduk terbanyak di Indonesia, 58,70% dari total jumlah penduduk Indonesia(BPS,2010). Secara geografis pulau Jawa terletak 6 00 LS LS dan BT BT. Pulau Jawa di sebelah utara dibatasi oleh Laut Jawa, di sebelah timur dibatasi oleh selat Bali, di sebelah selatan dibatasi oleh Samudra Hindia dan di sebelah barat dibatasi oleh selat Sunda. Pulau Jawa yang sebagian besar memiliki kota kota besar yang berhadapan langsung dengan perairan akan merasakan efek yang cukup signifikan, misalnya ibu kota Jakarta dan Semarang yang setiap tahunnya dilanda banjir. Hal ini sangat berpengaruh terhadap stabilitas pembangunan di pulau Jawa. Karena meningkatnya intensitas dan frekuensi banjir, kerusakan ekosistem di pesisir pantai dan meningkatnya dampak badai di pesisir. Dengan berkembangnya teknologi satelit, dalam hal ini dengan adanya satelit altimetri yang khusus diperuntukkan untuk pengamatan kedudukan ketinggian muka laut secara terus menerus, termasuk dalam hal ini pemantauan ketinggian muka laut di pulau Jawa. I. 2. Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah tersebut di atas, dibuat rumusan masalah yaitu bagaimana proses dan analisa untuk memperoleh data sea level rise (SLR) untuk wilayah perairan laut pulau Jawa dengan menggunakan software Matlab 7.0 dari data satelit Topex/Poseidon, Jason-1 dan Jason-2. I. 3. Batasan Masalah Batasan masalah dari penelitian ini adalah : 1. Lokasi penelitian mengambil 6 titik daerah studi di wilayah perairan laut Pulau Jawa yaitu di perairan laut sekitar Jakarta, Semarang, Surabaya, Pangandaran, Jogjakarta dan Prigi.

28 3 2. Data satelit altimetri yang digunakan dalam jangka waktu 10 tahun yaitu data dari tahun 2000 sampai tahun Data yang digunakan adalah data dari satelit altimetri Topex/Poseidon, Jason-1 dan Jason-2. I.4. Tujuan Penelitian Adapun untuk tujuan dari Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Mengolah data yang diperoleh dari satelit altimetri sehingga diperoleh data sea level rise (SLR) untuk perairan laut pulau Jawa. 2. Mengetahui fenomena alam perubahan ketinggian permukaan air laut di perairan laut pulau Jawa. 3. Dapat menganalisa tingkat kenaikan permukaan air laut di perairan laut pulau Jawa per tahunnya dalam kurun waktu 10 tahun ( ). I. 5. Manfaat Penelitian Kegunaan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Sebagai gambaran untuk studi studi mengenai pemanfaatan teknologi satelit altimetri. 2. Mendapatkan indikasi awal mengenai trend kenaikan muka laut di beberapa wilayah perairan laut pulau Jawa. 3. Memberikan wawasan tentang pemanfaatan data satelit altimetri untuk diterapkan bagi studi-studi fenomena kelautan pulau Jawa (seperti El Nino, La Nina, Global Warming, dll). I. 6. Sistematika Penulisan Penulisan laporan Tugas Akhir (TA) ini mengikuti sistematika penulisan sebagai berikut : BAB I. Pendahuluan, bab ini berisi latar belakang Tugas Akhir (TA), tujuan, manfaat pelaksanaan Tugas Akhir (TA), perumusan masalah, dan terdapat pula sistematika penulisan laporan.

29 4 BAB II. Tinjauan Pustaka, bab ini berisi tentang beberapa teori yang mendukung proses pengolahan data kenaikan tinggi muka laut atau sea level rise (SLR) dari satelit altimetri dan keterangan-keterangan yang dapat mempermudah pengertian tentang beberapa istilah yang menyangkut sea level rise (SLR). Selain itu juga terdapat teori tentang satelit altimetri yang bisa menyediakan informasi data satelit altimetri. BAB III. Metodologi Penelitian, dalam bab ini membahas tentang metode pengolahan data dan keterangan yang mendukung pengolahan data tersebut. BAB IV. Pembahasan, bab ini berisi tentang pembahasan hasil dan analisa dari Tugas Akhir (TA) yang disesuaikan berdasarkan tujuan dari penulisan Tugas Akhir (TA) ini. BAB V. Penutup, pada bab ini memuat beberapa kesimpulan dan saran dari seluruh uraian yang telah dibuat pada bab-bab sebelumnya.

30 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA II. 1. Gelombang Mikro Di dalam sebuah atom, elektron bergerak dari tingkat energi tinggi ke tingkat energi rendah sehingga akan menghasikan gelombang elektromagnet yang mempunyai frekuensi dan panjang gelombang (Pain, 2005). Karena terjadi perubahan kecepatan muatan listrik maka akan menimbulkan gelombang elektromagnet. Spektrum gelombang elektromagnet dapat diklasifikasi menurut panjang gelombang dan frekuensinya, salah satu jenis spektrum gelombang elektromagnet yaitu gelombang mikro. Gelombang ini tidak dapat dilihat oleh mata manusia karena mata manusia hanya peka terhadap radiasi elektromagnetik kira kira 4 x ,5 x Hz yaitu cahaya tampak. Dalam spektrum elektromagnet, gelombang mikro mempunyai frekuensi pada rentang 0,3 300 GHz antara gelombang inframerah dan gelombang radio. (J. Anwar et al, 2011). Gelombang mikro memiliki panjang gelombang yang berorde beberapa sentimeter dan frekuensi yang mendekati frekuensi resonansi alami molekul air dalam zat padat dan cairan (Tipler, 2001). Gambar 2.1. Spektrum gelombang elektromagnet (Pain H.J,2005) Dalam teknologi satelit altimetri sinyal yang dipancarkan untuk mengetahui fenomena lautan oleh pemancar pada satelit altimetri merupakan gelombang mikro. Gelombang mikro tersebut dipancarkan oleh satelit altimetri 5

31 6 dan dipantulkan oleh lautan kemudian gelombang hasil pemantulan diterima kembali oleh satelit altimetri. Frekuensi dalam gelombang mikro yang digunakan oleh satelit altimetri dapat dilihat pada Gambar 2.2: Gambar 2.2. Panjang gelombang dan frekuensi gelombang elektromagnet (CNES & CLS, 2010) Adapun gelombang mikro yang digunakan yaitu (CNES & CLS, 2010): 1. K u band (13.6 GHz) K u band merupakan frekuensi gelombang mikro yang paling sering digunakan (digunakan untuk Topex/Poseidon, Jason-1, Envisat, ERS, dll). Penggunaan bandwidth frekuensi ini sesuai dengan aturan internasional untuk aplikasi khusus, frekuensi ini peka terhadap gangguan atmosfer, dan gangguan elektron ionosfer. 2. C band (5.3 GHz) C band dikenal lebih peka daripada Ku band untuk gangguan ionosfer, dan kurang peka terhadap efek air di atmosfer. Fungsi utamanya adalah untuk memungkinkan koreksi ionosfer dalam pengukuran bersama dengan Ku band.

32 7 3. S band (3.2 GHz) S band juga digunakan dalam pengukuran bersama dengan Ku band, untuk alasan yang sama seperti C band. 4. K a band (35 GHz) Sinyal frekuensi Ka band memungkinkan pengamatan yang lebih baik pada es, hujan, zona pesisir, daratan (hutan, dll) dan gelombang tinggi. Karena peraturan internasional yang mengatur penggunaan bandwidth gelombang elektromagnetik, pada frekuensi ini tersedia bandwidth yang lebih besar dibandingkan untuk frekuensi yang lainnya, sehingga memungkinkan resolusi yang lebih tinggi, terutama di dekat pantai. Frekuensi ini juga terpantul lebih baik di atas es. Namun, karena kepekaan terhadap air atau uap air di troposfer yang tinggi, yang berarti bahwa tidak ada hasil pengukuran yang dihasilkan ketika tingkat hujan lebih tinggi dari 1,5 mm 3 /jam. 5. Dual-frequency altimeters Menggunakan dua frekuensi adalah cara untuk memperkirakan jumlah elektron pada ionosfer dan untuk memperkiraan tingkat hujan. II. 2. Pemantulan Gelombang Jarak antara dua nilai puncak gelombang yang berurutan (gelombang transversal) atau jarak dari dua bagian pemampatan gelombang yang berurutan (gelombang longitudinal) disebut panjang gelombang (λ). Waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu gelombang penuh atau waktu yang ditempuh sepanjang gelombang tersebut disebut periode (T). Sehingga hubungan antara panjang gelombang dengan periode ini adalah : =. ( 2.1 ) Sebuah gelombang datang dengan frekuensi sudut ω, merambat pada medium 1 searah dengan sumbu x positif mendekati bidang batas dari arah kiri, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.3. (Supriyanto, 2007).

33 8 y E 1 k 1 B 1 k 1 θ 1 θ 1 B 1 E 1 Gambar 2.3. Arah gelombang pada batas dua medium yang berbeda (Supriyanto, 2007) x Pada Gambar 2.3 diperlihatkan x merupakan bidang batas antara dua medium yang berbeda dan y merupakan garis normalnya. Gelombang yang tiba pada bidang batas tersebut pada umumnya akan mengalami pemantulan dan pembiasan. Andaikan gelombang datang dan gelombang pantul masing masing diungkapkan oleh gelombang datar sebagai berikut (Tjia, 1994): E i (, ) = ( ) ( 2.2 ) B i (, ) = ( ) ( 2.3 ) dimana, v = cepat rambat gelombang k = bilangan gelombang ω= frekuensi sudut t = waktu x = jarak E= medan listrik B= medan magnet Saat bertemu bidang batas, akan terbentuk E' (, ) = ( ) ( 2.4 )

34 9 B' 1 (, ) = ( ) ( 2.5 ) dan diperoleh, = = / ( 2.6 ) = ( 2.7 ) dari kedua persamaan 2.6 dan 2.7 diatas diperoleh persamaan 2.8 yang berlaku hukum fisika seperti halnya cahaya yakni hukum pemantulan (hukum Snellius) dimana sudut datang ( ) sama dengan sudut pantul ( ). = ( 2.8 ) II. 3. Prinsip Dasar Satelit Altimetri Satelit altimetri merupakan salah satu teknologi yang terus dikembangkan sampai saat ini untuk mengetahui dan mendapatkan data permukaan laut serta fenomenanya. Satelit altimetri mempunyai jangkauan hampir seluruh bumi ini merupakan gabungan dari teknik radar (mengukur jarak vertikal satelit dengan permukaan laut) dan teknik penentuan posisi teliti ( orbit ). Satelit altimetri mengirimkan pulsa radiasi dan mengukur interval waktu antara perambatan gelombang radar yang dipancarkan satelit dan gelombang radar yang dipantulkan oleh permukaan laut, kemudian diterima kembali oleh satelit sehingga ketinggian permukaan laut dapat diketahui. Hasil pengukuran ini disebut jarak altimeter, nilai R menyatakan suatu ketinggian satelit di atas permukaan laut. Seperti yang ditunjukkan oleh persamaan di bawah ini (Fu and Cazenave, 2001). R = R - Rj ( 2.9) dimana, R : merupakan jarak satelit dengan permukaan laut yang dihitung berdasarkan kecepatan cahaya dengan mengabaikan refraksi. Rj : koreksi untuk berbagai komponen pembiasan atmosfer, penyebaran elektromagnetik dan mean sea level.

35 10 Gambar 2.4. Satelit Altimetri (Fu and Cazenave, 2001) Dikarenakan muka air laut yang selalu dinamis, pengukuran tidak sebatas pada satu titik namun didapat dari hasil rerata nilai dari area footprint sinyal. Dengan asumsi refraksi pada kecepatan cahaya diabaikan, maka persamaan berikut menggambarkan jarak yang ditempuh sinyal satelit (Chelton et al dalam Fu dan Cazenave, 2001). = ( 2.10 ) dimana, d c Δt W trop D trop h iono h em = jarak yang ditempuh sinyal antara satelit menuju permukaan air laut = cepat rambat gelombang elektromagnet = interval waktu yang dibutuhkan gelombang untuk perjalanan dari satelit ke permukaan laut kembali lagi ke satelit = koreksi troposfer elemen basah (Wet Troposphere Correction) = koreksi troposfer elemen kering (Dry Troposphere Correction) = koreksi ionosfer (Ionosphere Correction) = koreksi elektromagnet (Electromagnetic Correction)

36 11 Jika tinggi satelit terhadap bidang referensi ellipsoida adalah H, dan jarak antara muka laut dan satelit adalah R, maka h merupakan perbedaan muka laut dengan bidang referensi ellipsoida sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut : h = H d ( 2.11 ) Penentuan ketelitan dari tinggi orbit H merupakan bagian dari penentuan tinggi muka laut h. Ketelitian dari H dan d belum cukup untuk aplikasi yang berkaitan dengan oseanografi. Tinggi permukaan air laut h pada persamaan 2.11 masih merupakan tinggi terhadap permukaan bidang referensi ellipsoida yang masih dipengaruhi oleh efek geofisika sehingga masih diperlukan koreksi. Tinggi muka laut (sea surface height) dipengaruhi oleh undulasi geoid terhadap bidang ellipsoida (h g ), variasi tinggi pasang surut (h T ) dan pengaruh permukaan laut terhadap tekanan atmosfer (h a ). Faktor tekanan udara mengindikasikan bahwa setiap kenaikan tekanan 1 mbar pada atmosfer akan mengakibatkan turunnya ketinggian permukaan air laut sebesar 1 cm. dengan begitu tinggi muka laut dinamik dapat diestimasi menggunakan persamaan sebagai berikut (Handoko, 2004) : = ( 2.12 ) Gambar 2.5. Koreksi koreksi pada satelit altimetri (Fu and Cazenave, 2001)

37 12 II. 4. Satelit Topex/Poseidon Satelit Topex/Poseidon yang diluncurkan pada 10 Agustus 1992 merupakan hasil kerjasama antara badan antariksa Amerika NASA (National Aeronatics and Space Administration) dengan badan antariksa Prancis CNES (Centre National d Etudes Spatiales). Dengan menggunakan sistem radar altimetri, satelit mengukur ketinggian muka air laut untuk mempelajari perubahan air laut di dunia (Fu et al, 1994). Satelit ini mempunyai sudut inklinasi orbit 66 o, dengan periode 1 kali mengelilingi bumi selama 10 hari. Tujuan utama dari misi Topex/Poseidon adalah (Benada, 1997) : 1. Mengukur tinggi muka air laut untuk tujuan studi dinamika laut yang mencakup hitungan rerata maupun variasi arus permukaan dan pasang surut lautan secara global 2. Memproses, memverifikasi, dan mendistribusikan data Topex/Poseidon beserta data geofisika lainnya kepada pengguna 3. Meletakkan pondasi bagi keberlanjutan program pengamatan sirkulasi laut dan variasinya dalam jangka waktu yang panjang. Karakteristik dari satelit Topex/Poseidon digambarkan dalam tabel berikut ini : Tabel 2.1. Karakteristik dari satelit Topex/Poseidon (NASA & CNES, 1992) Karakteristik Data Design lifetime 3 tahun Panjang x lebar 5,5 m x 2,8 m Panel surya 8,7 m x 3,3 m Power 2100 Watt Massa 2500 kg Tinggi referensi (ekuatorial) 1336 km Periode satu lintasan orbit 9,9156 hari Jarak antar lintasan pada ekuator 315 km Kecepatan satelit di orbit 7,2 km/detik

38 13 Satelit Topex/Poseidon memberikan data terakhirnya pada 4 Oktober 2005 pada cycle ke-481. Misi Topex/Poseidon berakhir secara resmi pada tanggal 18 Januari 2006 untuk kemudian dilanjutkan oleh satelit Jason-1. (Aviso CNES, 2010). II. 5. Satelit Jason-1 Satelit Jason-1 yang diluncurkan pada tanggal 7 Desember 2001 merupakan hasil kerjasama antara Amerika dan Perancis yaitu badan antariksa Amerika NASA (National Aeronatics and Space Administration) dan badan antariksa Prancis CNES (Centre National d Etudes Spatiales). Satelit Jason-1 adalah misi lanjutan dari satelit altimetri yang sangat sukses yaitu Topex/Poseidon (Luthcke et al, 2003). Karakteristik serta tujuan yang sama dengan pendahulunya yaitu untuk mengamati tinggi muka air laut secara global. Berat sekitar 500 kilogram, Jason-1 hanya seperlima berat Topex/Poseidon. Setelah peluncuran, Jason-1 akan memasuki orbit sekitar 10 sampai 15 kilometer (6 sampai 9 mil) di bawah ketinggian Topex/Poseidon, satelit ini juga mempunyai sudut inklinasi orbit 66 o. Selama beberapa minggu berikutnya, Jason-1 akan menggunakan pendorong untuk menaikkan dirinya menjadi sama dengan ketinggian orbit Topex/Poseidon, dan kemudian bergerak di belakang pendahulunya. (NASA, 2001). Semua instrumen yang ada di satelit ini sama dengan yang berasal dari Topex/Poseidon tetapi beratnya lebih ringan dan lebih hemat energi. Orbitnya pun tidak berubah dibandingkan dengan Topex/Poseidon sehingga melanjutkan akuisisi pengukurannya (NASA, 2001). Karakteristik dari satelit Jason-1 digambarkan dalam tabel berikut ini :

39 14 Tabel 2.2. Karakteristik dari satelit Jason-1 (NASA, 2001) Karakteristik Data Design lifetime 3 tahun Ukuran 95,4 cm x 95,4 cm x 100 cm Panel surya 2 buah 1,5 m x 0,8 m Power 450 Watt Massa 500 kg Tinggi referensi (ekuatorial) 1336 km Periode satu lintasan orbit 9,9156 hari Jarak antar lintasan pada ekuator 315 km Kecepatan di orbit 7,2 km/detik Mengamati variasi lautan global merupakan misi utama dari Jason-1. Orbit dari Jason-1, yang identik dengan Topex/Poseidon, dapat mencakup 90% dari seluruh lautan di dunia setiap 9,9156 hari. Dalam klimatologi dan prediksi iklim data altimetrik sangat dibutuhkan dalam mempelajari dan memprediksi iklim, pada fenomena-fenomena seperti El Nino dan La Nina. II. 6. Satelit Jason-2 Satelit Jason-2 yang diluncurkan pada tanggal 20 Juni 2008 yang mempunyai misi yang sama dengan pendahulunya Jason-1 yaitu untuk mengamati tinggi muka air laut secara global. Orbit dari satelit ini sama dengan orbit Jason-1 sehingga kedua satelit ini bekerja secara tandem atau bekerja bersama dalam 1 orbit. Periode 1 kali mengelilingi bumi yaitu 10 hari. Instumen yang terdapat pada Jason-2 pada dasarnya sama dengan instrumen yang terdapat pada Jason-1 hanya lebih diperbarui teknologinya. Karakteristik dari satelit Jason-2 digambarkan dalam tabel berikut ini :

40 15 Tabel 2.3. Karakteristik dari satelit Jason-2 (NASA, 2008) Karakteristik Data Design lifetime 3 tahun Ukuran 100 cm x 100 cm x 370 cm Panel surya 2 buah 1,5 m x 0,8 m Power 620 Watt Massa 505 kg Tinggi referensi (ekuatorial) 1336 km Periode satu lintasan orbit 9,9156 hari Jarak antar lintasan pada ekuator 315 km Kecepatan di orbit 7,2 km/detik II. 7. Koreksi pada Pengukuran Satelit Altimetri Dalam proses pengukuran satelit altimetri masih dipengaruhi oleh beberapa gangguan atau noise yang terjadi pada atmosfer maupun pada permukaan bumi. Hal tersebut tidak dapat dihindari dan harus dihilangkan. Oleh karena itu dibutuhkan koreksi untuk mengeliminasi gangguan tersebut. Koreksi yang digunakan pada pengukuran satelit altimetri antara lain (NASA & CNES, 2003): 1. Koreksi Troposfer Koreksi pada media rambat perlu dilakukan karena adanya gangguan selama gelombang melewati atmosfer. Pada koreksi troposfer ini meliputi koreksi troposfer kering (dry troposphere correction) dan koreksi troposfer basah (wet troposphere correction). Kecepatan rambat sinyal diperlambat oleh gas dan jumlah uap air di troposfer. Gas kering memberikan kontribusi kesalahan perhitungan ketinggian mendekati konstan yaitu sekitar -2,3 m. Uap air pada troposfer bervariasi dan tidak bisa diprediksi, memberikan kesalahan perhitungan ketinggian -6 cm sampai -40 cm. Namun kesalahan tersebut dapat dikoreksi, rentang koreksi troposfer kering berdasarkan perhitungan tekanan dikalikan

41 16 dengan -2,277 mm/mbar. Adapun persamaan dari koreksi troposfer kering ditunjukkan oleh persamaan dibawah ini (NASA & CNES, 2003): dry corr = -2,277. Patm. (1 + 0,0026. cos(2 phi)) (2.13) Dimana Patm adalah tekanan pada atmosfer dalam mbar, phi merupakan lintang dan koreksi troposfer kering dalam mm. Uap air juga mempengaruhi jalannya sinyal di troposfer. Untuk mengoreksi gangguan tersebut dengan memperkirakan pengukuran uap air dengan frekuensi 22,2356 GHz. Pada Jason-1 Microwave Radiometer (JMR) menggunakan frekuensi 23,8 GHz untuk mengukur pengaruh uap air di troposfer, sedangkan 18,7 GHz digunakan untuk mengurangi pengaruh kecepatan angin dan 34 GHz mengurangi pengaruh atmosfer lainnya (pengaruh mendung). 2. Koreksi Ionosfer Kecepatan rambat sinyal di ionosfer juga diperlambat oleh adanya pengaruh besarnya kerapatan elektron bebas pada ionosfer di bumi yang sering disebut Total Electron Content (TEC). Besarnya densitas elektron dan ion bebas pada lapisan ionosfer ini bergantung pada besarnya intensitas radiasi matahari serta densitas gas pada lapisan tersebut (Abidin, 2001). Untuk mempekecil pengaruhnya maka perlu koreksi ionosfer dengan menggunakan sinyal Ku band dengan frekuensi 13,575 GHz sehingga diperoleh koreksi sebesar ± 0,5 cm. (NASA & CNES, 2003) 3. Pembiasan Gelombang Laut (Sea State Bias) Bias ini dikarenakan bentuk dan tinggi muka air laut yang selalu bergerak dan sangat heterogen. Sehingga gelombang laut dapat menghamburkan sinyal yang dipancarkan oleh satelit. Untuk mengoreksi adanya pembiasan gelombang laut digunakan sinyal Ku band dan C band yang dipancarkan, koreksi akibat pengaruh gelombang air laut sekitar 1-2 cm (NASA & CNES, 2003). 4. Efek Pasang Surut Efek pasang surut (pasut) sangat mempengaruhi dalam pengambilan data sea surface height (SSH). Efek pasang surut terdiri dari geocentric ocean

42 17 tide/pasut lautan (GOT), load tide, solid earth tide/pasut daratan (SET) and the pole tide/pasut kutub (PT). secara keseluruhan efek pasang surut dapat dihitung melalui persamaan dibawah ini (NASA & CNES, 2003) : Tide Effect = GOT+SET+PT (2.14) 5. Efek Inversi Barometer Tekanan atmosfer yang dapat naik ataupun turun dapat mempengaruhi dalam proses pengambilan data. Dimana pengaruh tersebut ketika tekanan naik 1 mbar maka mempengaruhi kenaikan permukaan air laut 1 cm. sehingga inversi barometer dapat dihitung melalui persamaan (NASA & CNES, 2003) : IB= -9,948 (P_atm - P) (2.15) Dimana faktor skala 9,948 adalah nilai empiris, P_atm nilai tekanannya dan P nilai tekanan rata rata. II. 8. Mean Sea Level dan Geoid Fenomena kenaikan muka laut dapat dipresentasikan dengan mean sea level (MSL). MSL ini merupakan permukaan air laut yang dianggap tidak dipengaruhi oleh keadaan pasut dan biasanya ditentukan melalui pengamatan kedudukan air laut secara kontinyu. Umumnya MSL digunakan untuk referensi nol bagi komponen pasut serta merupakan acuan standar bagi elevasi daratan ketinggian titik titik diatas permukaan bumi (Widiayanti, 2009). Geoid merupakan garis menyerupai bentuk asli permukaan bumi yang sebenarnya bumi tidak bulat sempurna. Untuk mempermudah dalam pengamatan ketinggian muka laut maka disepakati dibuat garis acuan pada bumi yang disebut garis referensi ellipsoid.

43 18 Gambar 2.6. Geoid dan elipsoid (Fraczek, 2003) II. 9. Sea Surface Height (SSH) dan Sea Level Anomaly (SLA) Sea Surface Height (SSH) adalah tinggi (atau topografi atau relief) dari permukaan laut. Setiap hari, SSH yang paling jelas dipengaruhi oleh gaya pasang surut dari bulan dan matahari terhadap bumi. Selama rentang waktu lebih lama, SSH dipengaruhi oleh sirkulasi laut. Sea Level Anomaly (SLA) didefinisikan sebagai tinggi permukaan laut di atas permukaan geofisik dikurangi efek pasang surut dan inverse barometer (pengaruh tekanan atmosfer) (NASA & CNES, 2003). SLA = SSH permukaan geofisik koreksi ( 2.16 ) Permukaan geofisik dapat berupa geoid ataupun mean sea surface (MSS). Koreksi digunakan untuk mengkoreksi terjadinya kesalahan dalam pengambilan data. Koreksi tersebut dapat berupa efek pasut, inversi barometer, koreksi topografi, dll.

44 19 BAB III METODOLOGI PENELITIAN III. 1. Tempat dan Waktu Pelaksanaan Penelitian ini dilaksanakan selama 5 bulan dari tanggal 2 September 2010 sampai 20 Januari Lokasi penelitian ini mengambil 6 titik daerah studi di wilayah perairan laut pulau Jawa, yaitu : Tabel 3.1. Lokasi Penelitian sea level rise Lokasi Penelitian Posisi Geografis Pass yang digunakan Perairan Jakarta 5 o - 5,5 o LS dan 106 o - 106,5 o BT 229 dan 242 Perairan Semarang 6 o - 6,5 o LS dan 109 o - 109,5 o BT 64 Perairan Surabaya 6,5 o - 7 o LS dan 112 o - 112,5 o BT 140 Perairan Pangandaran 8 o - 8,5 o LS dan 108 o - 108,5 o BT 51 Perairan Jogjakarta 8 o - 8,5 o LS dan 109,5 o o BT 64 Perairan Prigi 8,5 o - 9 o LS dan 111 o - 111,5 o BT Gambar 3.1. Lokasi Penelitian analisa sea level rise III. 2. Peralatan Penelitian Pada penelitian ini digunakan peralatan sebagai berikut: 1. Seperangkat komputer / PC 2. Perangkat lunak Matlab 7.0 digunakan sebagai konversi serta pengolahan data. 3. Perangkat lunak pendukung: Microsoft Excel 2007 dan Origin 8. 19

45 20 III. 3. Bahan Penelitian Penelitian ini menggunakan data Sea Level Anomaly (SLA) Monomission yang diperoleh dengan cara mengunduh di salah satu server penyedia data satelit altimetri yaitu di CNES (Centre National d Etudes Spatiales), Perancis dengan alamat Data tersebut terdiri dari : 1. Data Topex/Poseidon tahun (dari cycle 269 cycle 364) 2. Data Jason-1 tahun (dari cycle 20 cycle 242) 3. Data Jason-2 tahun (dari cycle 3 cycle 87) Sebagai data pembanding yaitu data pasang surut yang diunduh dari data pasang surut ini merupakan data dari sensor pasang surut milik BAKOSURTANAL di Cilacap dan Prigi. III. 4. Prosedur dan Pengumpulan Data Prosedur kerja dalam penelitian ini dideskripsikan dalam diagram alir seperti pada berikut: Persiapan Studi literatur Penentuan lokasi penelitian Pengumpulan data satelit Altimetri TOPEX/Poseidon,Jason-1 dan Jason-2 Pengolahan data SLA Jason-1 Pengolahan data SLA TOPEX/Poseidon Pengolahan data SLA Jason-2 A

46 21 A Diperoleh Sea Level Rise di 6 lokasi perairan laut pulau Jawa Visualisasi Sea Level Rise 6 lokasi perairan laut pulau Jawa Analisa grafik Sea Level Rise perairan Pulau Jawa Laporan Gambar 3.2. Diagram alir penelitian Adapun penjelasan dari diagram di atas adalah sebagai berikut : 1. Persiapan Persiapan ini meliputi persiapan perangkat yang dibutuhkan untuk pengolahan. Pencarian buku referensi yang terkait dengan penelitian ini. Serta meng-install perangkat lunak yang digunakan. 2. Tahap Identifikasi Awal Dilakukan studi literatur yang terkait dan menentukan lokasi perairan laut pulau Jawa yang akan diambil data satelit altimetrinya. Diperoleh 6 lokasi penelitian, 3 titik di utara pulau Jawa dan 3 titik di selatan pulau Jawa. Adapun keenam lokasi tersebut adalah di Jakarta, Semarang, Surabaya, Pangandaran, Jogjakarta dan Prigi. Pada tahap ini dilakukan juga penentuan posisi lintang dan bujur untuk 6 daerah penelitian dengan luasan 0,5 o x 0,5 o dimana pada luasan tersebut berada pada jalur (track) satelit. 3. Tahap Pengumpulan Data Pada tahap ini dilakukan pengumpulan data yang berupa data satelit altimetri Topex/Poseidon, Jason-1 dan Jason-2 dari tahun Data didapat dengan cara download dari server penyedia data satelit tersebut.

47 22 Topex/poseidon untuk data SLA tahun , Jason-1 untuk data SLA tahun dan Jason-2 untuk data SLA tahun Tahap Pengolahan Data Tahapan ini merupakan tahapan utama yang dilakukan untuk pemrosesan data agar mendapatkan hasil pada penelitian ini. Data sea level anomaly (SLA) merupakan hasil perhitungan yang telah dihitung oleh Aviso Altimetry, sehingga nilai SLA telah dikoreksi oleh koreksi koreksinya. Adapun flowchart pemrograman pada penelitian ini sebagai berikut : Mulai Data Satelit Altimetri (T/P, J1, J2) Ekstraksi data dan konversi data Pemfilteran data berdasarkan lokasi penelitian Data telah sesuai lokasi penelitian ya Data satelit telah terfilter tidak Nilai SLA per-cycle Nilai SLA per bulan Visualisasi grafik kenaikan muka laut Selesai Gambar 3.3. Diagram alir pemrograman

48 23 Data SLA yang telah didownload kemudian diekstraksi dan dikonversi menggunakan Matlab. Data SLA masih dalam bentuk data dengan format network common (.nc) sehingga masih perlu diekstraksi dan dikonversi ke dalam format lain yang dapat dibaca datanya menggunakan Matlab. Program untuk mengkonversi data tersebut dituliskan perintah untuk menjalankan toolbox yang telah dipasang di Matlab. Adapun perintahnya adalah sebagai berikut : b=ncdataset(a); b.attributes % identitas data satelit b.variables; % variabel data satelit Kemudian untuk memperoleh data SLA yang sesuai dengan lokasi yang telah ditentukan maka dilakukan pemfilteran data dengan luasan 0,5 o x 0,5 o. Untuk pemilihan lokasinya yaitu : Lokasi Penelitian Perairan Jakarta Perairan Semarang Perairan Surabaya Perairan Pangandaran Perairan Jogjakarta Perairan Prigi Posisi Geografis 5 o - 5,5 o LS dan 106 o - 106,5 o BT 6 o - 6,5 o LS dan 109 o - 109,5 o BT 6,5 o - 7 o LS dan 112 o - 112,5 o BT 8 o - 8,5 o LS dan 108 o - 108,5 o BT 8 o - 8,5 o LS dan 109,5 o o BT 8,5 o - 9 o LS dan 111 o - 111,5 o BT Pemfilteran ini dengan menambahkan perintah pada Matlab saat melakukan konversi data. Pada proses pemfilteran ini menggunakan sistem index dalam memilih data yang diinginkan. Sehingga data yang diinginkan akan diberi tanda 1 dan yang diabaikan diberi tanda 0. (Valentine, 2010). Perintah pengindex-an seperti dibawah ini : inda= x(:,1)>=106 & x(:,1)<=106.5 Selanjutnya dilakukan proses pembacaan tanggal pada cycle dan pass yang digunakan pada cycle/pass locator yang ada di Sehingga pada cycle ke n dan pass ke n dapat diketahui pada tanggal berapa data