VARIABILITAS SUHU PERMUKAAN LAUT DI LAUT JAWA DARI CITRA SATELIT AQUA MODIS DAN TERRA MODIS INDRA VERDIAN KARIF SKRIPSI

VARIABILITAS SUHU PERMUKAAN LAUT DI LAUT JAWA DARI CITRA SATELIT AQUA MODIS DAN TERRA MODIS INDRA VERDIAN KARIF SKRIPSI DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa Skripsi yang berjudul: VARIABILITAS SUHU PERMUKAAN LAUT DI LAUT JAWA DARI CITRA SATELIT AQUA MODIS DAN TERRA MODIS Adalah benar merupakan hasil karya sendiri dan belum pernah diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Semua sumber data dan informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka dibagian akhir Skrisi ini. Bogor, Februari 2011 INDRA VERDIAN KARIF C54062443

RINGKASAN INDRA VERDIAN KARIF. Variabilitas Suhu Permukaan Laut di Laut Jawa dari Citra Satelit Aqua MODIS dan Terra MODIS. Dibimbing oleh JONSON L. GAOL dan RISTI E. ARHATIN. Suhu merupakan parameter yang penting bagi kehidupan berbagai organisme laut karena dapat mempengaruhi metabolisme maupun perkembangbiakan organisme tersebut, juga sebagai indikator fenomena perubahan iklim. Suhu Permukaan Laut dapat diestimasi dengan menggunakan teknologi penginderaan jauh. Penelitian ini bertujuan untuk memetakan dan menganalisis sebaran suhu permukaan laut di secara spasial dan temporal dari citra satelit Aqua MODIS dan Terra MODIS dan menganalisis kecenderungan perubahan suhu permukaan laut selama 7 tahun pada ketiga lokasi pengamatan. Lokasi penelitian adalah, terletak pada koordinat 02 o 00 LS 07 o 00 LS dan 105 o 00 BT 120 O 00 BT. Lokasi penelitan di bagi dalam tiga wilayah pengamatan yaitu bagian Barat, bagian Tengah, dan bagian Timur. Pembagian lokasi pengamatan didasarkan pada karakteristik lokasi yang berbeda. Pengolahan dan analisis data citra satelit Aqua dan Terra MODIS dilakukan di laboratorium Inderaja dan Sistem Informasi Geografis Kelautan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Sebaran temporal suhu permukaan laut (SPL) rata-rata 8 harian selama 7 tahun di ketiga lokasi pengamatan menunjukkan adanya variasi yang di pengaruhi oleh angin musim. Rata-rata SPL tertinggi terjadi pada musim barat yang berkisar antara 27-31.9 0 C. sedangkan rata-rata SPL terendah terjadi pada musim timur yang berkisar antara 27-29 0 C. Sebaran SPL secara spasial berbeda di setiap lokasi pengamatan. Nilai SPL tertinggi terdapat pada lokasi pengamatan bagian Barat, sedangkan Nilai SPL terendah terdapat pada lokasi pengamatan Bagian Timur.. Kecenderungan perubahan SPL di lokasi pengamatan menunjukkan perubahan yang berbeda pada tiap lokasi. Di bagian Barat menunjukkan adanya kecenderungan penurunan nilai SPL selama 7 tahun periode penelitian. Pada bagian Tengah dan Timur menunjukkan adanya kecenderungan peningkatan SPL selama 7 tahun periode pengamatan. Secara umum dapat terlihat di lokasi pengamatan, nilai SPL dari citra satelit Aqua MODIS lebih besar dibandingkan nilai SPL dari citra satelit Terra MODIS. Perbedaan nilai SPL ini disebabkan oleh perbedaan waktu pencitraan kedua satelit.

Hak cipta milik Indra Verdian Karif, tahun 2011 Hak cipta dilindungi Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa seizing tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam Bentuk apapun, baik cetak, fotokopi, microfilm, dan sebagainya,

VARIABILITAS SUHU PERMUKAAN LAUT DI LAUT JAWA DARI CITRA SATELIT AQUA MODIS DAN TERRA MODIS Oleh: INDRA VERDIAN KARIF SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Ilmu Kelautan Pada Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011

SKRIPSI Judul Nama NRP Departemen : VARIABILITAS SUHU PERMUKAAN LAUT DI LAUT JAWA DARI CITRA SATELIT AQUA MODIS DAN TERRA MODIS : Indra Verdian Karif : C54062443 : Ilmu dan Teknologi Kelautan Disetujui, Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Dr. Ir. Jonson Lumban Gaol, M.Si Risti Endriani Arhatin, S.Pi., M.Si. NIP. 19660721 199103 1 009 NIP. 19750309 200701 2 001 Mengetahui, Ketua Departemen Prof. Dr. Ir. Setyo Budi Susilo, M.Sc. NIP. 19580909 198303 1 003 Tanggal Ujian : 20 Januari 2011

KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah, atas segala limpahan rahmat-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sesuai dengan waktu yang direncanakan. skripsi yang berjudul Variabilitas Suhu permukaan Laut di Dari Citra Satelit Aqua MODIS dan Terra MODIS telah selesai dikerjakan. Penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Keluargaku tercinta: Bapak Safrudin Sri, Ibu Suniyah, kakakku yang saya benggakan (Andri Irmawan Karif), Adik-adikku yang kusayangi (Fitri Ferdayanti, Indri Puji Astuti) yang tak henti-hentinya mendo akan dan memberikan dukungan, bantuan dan semangat kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. 2. Dr. Ir. Jonson Lumban Gaol, M.Si. dan Risti Endriani Arhatin, S.Pi., M.Si. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan kritik dan saran serta bimbingannya kepada penulis dalam mengerjakan skripsi ini. 3. Dr. Ir. Bisman Nababan, M.Sc. selaku penguji yang telah banyak memberikan masukan untuk perbaikan skripsi ini. 4. Teman-teman Club Inderaja: Daniel JPH Siahaan dan Mochammad Agung Setya Aji yang telah membantu dalam penelitian. 5. Keluarga besar: Uak Sasnawi dan keluarga, Alm. Turmudi dan Keluarga, Abah Mislah dan Istri (Uak Marfu a) serta keluarga, Uak Marsai dan Istri (Uak Sulehah) serta Keluarga, uak Marhani dan Istri, Abah H. Satiri dan Istri beserta Keluarga, Abah uak Sabra dan Keluarga, Mang Hafifi dan bibi vii

Sufiah serta Keluarga yang selalu memberikan dukungan dan do a untuk menyelaesaikan skripsi ini. 6. Dr. Ir. Henry M. Manik Selaku ketua Program Studi Dept. ITK, FPIK, IPB. 7. Seluruh Staf pengajar di Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, yang telah berbagi ilmu dan pengalamannya. 8. Teman-teman ITK: Mbak Valent, Mbak fina, Daniel, dan Agung yang telah membantu dan memberikan dorongan dan semangat kepada penulis. 9. Ulfi Yunida Ardiani yang selalu menemani saya di saat susah dan senang dan selalu menghibur saya dikala sedih serta selalu memberikan semangat ketika saya lelah. 10. Keluarga besar FPIK, IPB (BDP, MSP, THP, PSP, ITK) 11. Serta semua pihak yang telah membantu penyelesaian skripsi ini Akhirnya, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi diri sendiri maupun bagi orang lain. Bogor, Februari 2011 Penulis viii

DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR... vii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xii DAFTAR LAMPIRAN... xiii 1. PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Tujuan... 3 2. TINJAUAN PUSTAKA... 4 2.1 Suhu... 4 1. Angin... 7 2. Pola Arus... 9 3. Front... 10 4. Upwelling... 10 2.2 Penginderaan Jauh Sistem Termal... 11 2.2.1. Karakteristik Satelit TERRA MODIS... 12 2.2.2. Karakteristik Satelit AQUA MODIS... 14 2.2.3 MODIS... 15 2.3 Pemanasan Global Kaitannya Dengan Perubahan SPL... 17 2.4 Penelitian-Penelitian Mengenai SPL di... 19 3. BAHAN DAN METODE... 28 3.1 Lokasi dan waktu penelitian... 28 3.2 Alat dan Bahan... 28 3.3 Pengolahan dan Analisis Data Citra Satelit Aqua dan Terra MODIS 29 3.4 Analisis Data SPL... 31 3.5.1. Analisis Temporal Sebaran SPL... 31 3.5.2. Analisis Spasial Sebaran SPL... 31 3.5.2. Analisis Perubahan SPL... 31 4. HASIL DAN PEMBAHASAN... 33 4.1 Sebaran Temporal SPL dari Satelit Aqua MODIS dan Terra MODIS... 33 4.2 Sebaran Spasial SPL dari Satelit Aqua MODIS dan Terra MODIS... 36 4.3 Perbandingan Nilai SPL Citra Satelit Aqua MODIS dan Terra MODIS... 41 4.4 Kecenderungan Perubahan SPL Selama 7 Tahun... 44 ix

5. KESIMPULAN DAN SARAN... 49 5.1 Kesimpulan... 49 5.2 Saran... 50 DAFTAR PUSTAKA... 51 LAMPIRAN... 54 x

DAFTAR GAMBAR No. halaman 1. Posisi matahari sepanjang tahun... 5 2. Skema pergerakan udara... 8 3. Pergerakan udara dan gaya coriolis... 8 4. Satelit Terra MODIS... 12 5. Satelit Aqua MODIS... 13 6. Kecenderungan perubahan SPL secara global... 18 7. Sebaran SPL secara spasial dari data insitu periode musim timur (atas) dan periode musim barat (bawah)... 20 8. Kontur suhu pada 2 lapisan kedalaman berdasarkan pengamatan dengan menggunakan track akustik... 21 9. Pola pergerakan arus pada musim barat (atas) dan pada musim timur (bawah)... 23 10. Arah angin musim selama Januari (atas) dan Juli (bawah)... 24 11. Sebaran vertikal suhu di pada musim Timur (atas) dan musim barat (bawah)... 25 12. Peta lokasi penelitian... 28 13. Diagram alir analisis citra satelit Aqua MODIS... 20 14. Sebaran temporal SPL rata-rata 8 Harian periode Januari 2003 Desember 2009 dari Citra Satelit Aqua MODIS dan Terra MODIS... 34 15. Sebaran Spasial SPL dari Citra Satelit Aqua MODIS di Laut jawa pada musim: (a) Barat, (b) Peralihan I, (c) Timur, (d) Peralihan II... 37 16. Sebaran Spasial SPL dari Citra Satelit Terra MODIS di Laut jawa pada musim: (a) Barat, (b) Peralihan I, (c) Timur, (d) Peralihan II... 38 17. Perbedaan nilai SPL dari citra satelit Aqua MODIS dan Terra MODIS di Laut jawa: (a) Bagian Barat; (b) Bagian Tengah; (c) Bagian Timur... 43 18. Kecenderungan perubahan SPL selama 7 tahun dari citra satelit Aqua MODIS di : (a) Bagian Barat, (b) Bagian Tengah, (c) Bagian Timur... 46 19. Kecenderungan perubahan SPL selama 7 tahun dari citra satelit Aqua xi

MODIS di : (a) Bagian Barat, (b) Bagian Tengah, (c) Bagian Timur... 47 DAFTAR TABEL No. halaman 1. Spesifikasi teknis satelit Terra MODIS... 13 2. Spesifikasi teknis satelit Aqua MODIS... 15 3. Spesifikasi kanal MODIS... 16 4. Nilai SPL tertinggi dan terendah pada ketiga lokasi pengamatan dari citra satelit Aqua MODIS dan Terra MODIS... 33 5. Perbandingan SPL rata-rata tiap musim dari citra Satelit Aqua MODIS dan Terra MODIS di ketiga lokasi pengamatan... 44 xii

DAFTAR LAMPIRAN No. halaman 1. Data Rata-rata SPL Komposit 8 Harian di... 55 xiii

1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Indonesia adalah negara kepulauan yang terletak di antara Benua Asia dan Benua Australia dengan perairan yang menghubungkan Samudera Pasifik dan Samudera Hindia yang memiliki kondisi arus dan suhu permukaan laut yang dipengaruhi oleh variabilitas oseanografi dan meteorologi yang terdapat di kedua samudera tersebut. Wilayah Indonesia berada pada garis khatulistiwa sehingga Indonesia beriklim tropis. Penyinaran matahari sepanjang tahun dengan posisi matahari selalu berubah. Perubahan posisi matahari ini mempengaruhi perubahan suhu di Perairan Indonesia. Perbedaan tekanan udara di Benua Asia dan Benua Australia juga mempengaruhi perubahan suhu di Perairan Indonesia yang berada diantara kedua benua tersebut (Nontji, 2002). terletak di selatan Asia Tenggara dan berbatasan dengan tiga pulau, Kalimantan Selatan (Borneo), utara Pulau Jawa dan Sumatera Selatan. Laut Jawa juga dihubungkan ke bagian selatan Laut Cina Selatan oleh Selat Karimata, dan terhubung dengan wilayah timur melalui Laut Flores. Kondisi ini mengungkapkan kemungkinan sangat dipengaruhi oleh wilayah bagian utara dan timur yang berhubungan dengan. Selain itu, diketahui juga bahwa iklim di dipengaruhi oleh variabilitas musiman (Wyrtki, 1961). Suhu sebagai suatu parameter yang penting di perairan adalah besaran yang menyatakan banyaknya energi panas atau bahang (heat) yang terkandung dalam suatu benda. Suhu perairan merupakan parameter yang penting bagi kehidupan berbagai organisme laut karena dapat mempengaruhi metabolisme maupun perkembangbiakan organisme tersebut, juga sebagai indikator fenomena 1

2 perubahan iklim (Hutabarat dan Evans, 1986). Suhu perairan juga berpengaruh besar terhadap fenomena-fenomena yang terjadi di laut. Akibat pengaruh suhu perairan yang besar terhadap organisme dan terhadap fenomena-fenomena di laut, maka penelitian suhu permukaan laut (SPL) ini dilakukan meskipun sudah banyak dilakukan di wilayah perairan yang berbeda. Disamping itu, fenomena perubahan iklim secara global telah menjadi perhatian di seluruh dunia akibat adanya pemanasan global yang menyebabkan perubahan suhu permukaan bumi. Suhu permukaan laut penting diketahui karena merupakan indikator penting dalam pemantauan kondisi oseanografis dan pengaruh pemanasan global. Pengetahuan tentang variabilitas suhu permukaan laut, dapat digunakan untuk mengetahui lokasi front, upwelling, potensi distribusi ikan, dan perubahan suhu yang terjadi pada lautan. Suhu permukaan laut dapat diestimasi dengan menggunakan teknologi penginderaan jauh. Penginderaan jauh merupakan suatu cara pengamatan objek tanpa menyentuh objek tersebut secara langsung. Sistem ini dapat mencakup area yang luas dalam waktu yang singkat dan bersamaan. Penginderaan jauh dapat digunakan untuk mendeteksi suhu permukaan laut sehingga dapat digunakan untuk memantau suhu permukaan laut secara terus menerus. Teknologi penginderaan jauh menggunakan satelit yang dapat menghasilkan citra satelit yang dapat mengestimasi SPL. Terdapat banyak satelit yang memiliki sensor yang dapat mendeteksi SPL salah satunya yaitu Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS). Satelit yang memiliki sensor MODIS adalah satelit Aqua MODIS dan Terra MODIS.

3 Citra satelit Aqua MODIS dan Terra MODIS digunakan pada penelitian ini karena memiliki resolusi temporal yang cukup tinggi yaitu 1 hari (NASA, 2009) sehingga dapat digunakan untuk melakukan pemantauan kondisi oseanografis secara terus menerus. Sensor MODIS juga memiliki 36 kanal yang mampu mengukur parameter dari permukaan laut hingga atmosfer sehingga baik digunakan untuk mendeteksi suhu permukaan laut. selain itu, ketersediaan data yang dapat di unduh secara gratis dan sudah terkoreksi secara radiometrik dan geometrik serta telah memiliki nilai SPL sehingga sudah dapat digunakan secara langsung. Oleh karena itulah data citra satelit Aqua MODIS dan Terra MODIS ini yang digunakan untuk mempelajari SPL di. 1.2. Tujuan Tujuan penelitian ini adalah memetakan dan menganalisis sebaran suhu permukaan laut di secara spasial dan temporal dari citra satelit Aqua MODIS dan Terra MODIS serta menganalisis kecenderungan perubahan suhu permukaan laut selama 7 tahun pada ketiga lokasi pengamatan.

2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Suhu Suhu merupakan besaran fisika yang menyatakan jumlah bahang yang terkandung dalam suatu benda. Suhu merupakan salah satu parameter fisik laut yang penting (Sverdrup et al., 1942). Hal ini disebabkan suhu secara langsung mempengaruhi proses fisiologi dan siklus reproduksi hewan. Suhu juga mempengaruhi secara tidak langsung daya larut oksigen yang digunakan dalam proses respirasi organisme laut. Suhu permukaan laut sangat dipengaruhi oleh jumlah bahang dari sinar matahari. Daerah yang paling banyak menerima sinar matahari adalah daerah pada lintang rendah. Oleh karena itu, suhu air laut yang tertinggi ditemukan pada daerah ekuator (Weyl, 1967). Menurut Hastenrath (1988), suhu air laut terutama dipengaruhi oleh intensitas sinar matahari. Selain itu, suhu air laut juga di pengaruhi oleh curah hujan, penguapan, suhu udara, kecepatan angin, kelembaban udara dan keadaan awan. Suhu air laut mengalami variasi dari waktu ke waktu sesuai dengan kondisi alam yang mempengaruhi perairan tersebut. Perubahan tersebut terjadi secara harian, musiman, tahunan maupun jangka panjang (puluhan tahun). Variasi harian terjadi terutama pada lapisan permukaan (King, 1963). Variasi harian suhu permukaan laut untuk daerah tropis tidak terlalu besar yaitu berkisar 0.2 C - 0.3 C (Gross, 1990). Variasi tahunan suhu air laut pada perairan Indonesia tergolong kecil yaitu sekitar 2 C. Hal ini disebaban oleh posisi matahari dan massa air dari lintang tinggi. Pada musim barat/barat laut, pemanasan terjadi di daerah laut Arafura dan perairan pantai barat Sumatera 4

5 dengan suhu berkisar antara 29-30 0 C. Sementara itu, suhu permukaan di Laut Cina Selatan relatif rendah yaitu berkisar 26-27 0 C. Pada musim timur, suhu air laut perairan Indonesia bagian timur memiliki nilai yang lebih rendah (Soegiarto dan Birowo, 1975). Pada saat musim barat tepatnya bulan desember, posisi matahari berada pada posisi paling bawah yaitu pada lintang 23.5 0 LS dan pada saat musim timur (juni), posisi matahari berada pada lintang paling tinggi yaitu ada lintang 23.5 0 LU. Matahari tepat berada di atas ekuator pada musim peralihan (maret dan September) (Gambar 1). Gambar 1. Posisi matahari sepanjang tahun Sumber : http://www.cs.ucla.edu Richard dan Davis (1991) menyatakan bahwa suhu di lautan dunia dibagi menjadi tiga zona berdasarkan kedalaman yaitu suhu lapisan permukaan (suhu permukaan laut), suhu lapisan termoklin, dan suhu lapisan dalam. Suhu permukaan laut sangat dipengaruhi oleh intensitas penyinaran matahari. Suhu permukaan laut akan memiliki nilai tertinggi pada daerah yang menerima sinar matahari lebih banyak. Daerah yang banyak menerima sinar matahari merupakan daerah pada wilayah lintang rendah yaitu pada lintang 10 o LU - 10 o LS.

6 Suhu permukaan laut dapat dibagi secara horizontal. Pembagian suhu permukaan laut secara horizontal bergantung pada letak lintangnya (Hutabarat dan Evans, 1986). Pada wilayah yang lebih kecil, suhu permukaan laut secara horizontal dibagi berdasarkan posisi wilayah terhadap daratan yaitu muara sungai, estuari, dan laut lepas. Pada daerah estuari, suhu permukaan lebih bervariasi karena volume air di estuari sangat kecil dan juga masih mendapat pengaruh dari air sungai. Oleh karena itu, air di estuari lebih cepat panas dan lebih cepat dingin (Nybakken, 1992). Suhu permukaan laut memiliki kaitan yang erat dengan keadaan lapisan air laut yang beada di bawahnya, sehingga data suhu permukaan laut dapat digunakan untuk menafsirkan fenomena-fenomena yang terjadi dilaut seperti front, arus, upwelling, sebaran suhu secara horizontal dan aktifitas biologi (Robinson, 1985). Menurut Nontji (1987), suhu permukaan laut di perairan Indonesia berkisar antara 28 o C 31 o C. Tingginya suhu permukaan laut di perairan Indonesia disebabkan oleh posisi geografis Indonesia yang terletak di wilayah ekuator yang menerima panas sinar matahari terbanyak. Suhu permukaan laut juga di pengaruhi oleh angin muson dan curah hujan (Wyrtki, 1961). Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, rata-rata suhu permukaan laut di berkisar antara 27.25 28.25 o C dengan suhu permukaan laut lebih tinggi berada pada bagian barat (Gaol dan Sadhotomo, 2007). Suhu permukaan laut dapat diamati menggunakan teknologi penginderaan jauh. Estimasi suhu permukaan laut dengan penginderaan jauh di pengaruhi oleh faktor sensor, proses kalibrasi, koreksi geometrik, algoritma, dan prosedur pengolahan data (Robinson, 1991 dalam Sucipto, 2002). Faktor lain yang

7 mempengaruhi sebaran suhu permukaan laut adalah angin, arus permukaan laut, pembekuan dan pencairan es di kutub (Lavestu dan Hela, 1970 dalam Paulus, 2006). Kondisi suhu permukaan laut juga di pengaruhi oleh dinamika massa air laut seperti pola arus permukaan, upwelling, divergensi dan konvergensi, turbulensi dan sirkulasi global lautan (Sverdrup, 1946). 2.1.1 Angin Angin didefinisikan sebagai gerakan udara mendatar (horizontal) yang disebabkan oleh perbedaan tekanan udara antara dua tempat. Perbedaan ini disebabkan oleh perbedaan suhu udara dua tempat tersebut. Angin terjadi akibat perpindahan massa udara dari tempat yang bertekanan tinggi ke tempat yang bertekanan rendah untuk menuju suatu kesetimbangan. Atmosfer selalu berusaha membentuk sebaran tekanan yang seragam, maka massa udara yang padat dari tekanan tinggi mengalir ke tempat bertekanan rendah dimana massa udaranya relatif lebih renggang (Pariwono dan Manan, 1991). Angin berhembus dikarenakan beberapa bagian bumi mendapat lebih banyak panas matahari dibandingkan tempat yang lain. Permukaan tanah yang panas membuat suhu udara di atasnya naik. Akibatnya udara mengembang dan menjadi lebih ringan, karena lebih ringan dibanding udara disekitarnya, udara akan naik. Begitu udara panas tadi naik, tempatnya segera digantikan oleh udara disekitarnya, terutama udara dari atas yang lebih dingin dan berat. Proses ini terjadi terus menerus, sehingga adanya pergerakan udara atau yang disebut dengan angin (Gambar 2). Semakin besar perbedaan tekanan udaranya, semakin besar pula angin yang berhembus.

8 Gambar 2. Skema Pergerakan Udara Sumber : www. physicalgeography.net Pergerakan angin juga dipengaruhi oleh adanya gaya gravitasi (sentripetal dan sentrifugal), gaya coriolis (belahan bumi utara dibelokkan ke kanan dan belahan bumi selatan dibelokkan ke kiri), gradient barometris, letak dan tinggi tempat, serta waktu. Rotasi bumi membuat angin tidak berhembus lurus. Rotasi bumi menghasilkan gaya Coriolis yang membuat angin berbelok arah (Gambar 3). Gambar 3. Pergerakan Udara dan Gaya Coriolis Sumber : www.adipedia.com Angin yang berhembus pada bulan oktober april atau disebut dengan angin muson barat. Angin ini membawa uap air yang banyak, karena melewati samudera pasifik dan bergerak dari benua Asia ke benua Australia. Pada bulan april oktober berhembus angin muson timur. Dimana benua Asia memiliki temperatur lebih tinggi dari pada benua Australia, sehingga udara yang bergerak merupakan udara kering. Selain angin muson barat dan timur juga terdapat angin lokal. Angin lokal berhembus setiap hari, seperti angin darat, angin laut, angin lembah dan angin gunung.

9 Pergerakan angin muson mempengaruhi variasi suhu permukaan laut di. Pada musim barat, angin bergerak dari barat menuju menuju timur sehingga membawa massa air dari laut cina selatan mengisi laut jawa, sedangkan pada musim timur angin bergerak dari timur ke barat membawa massa air yang relatif lebih dingin menuju ke barat (Wyrtki, 1961). 2.1.2 Pola Arus Arus adalah proses pergerakan massa air laut yang menyebabkan perpindahan massa air laut tersebut yang terjadi secara terus-menerus (Gross, 1972). Sementara itu, Pond dan Pickard (1983) mengemukakan bahwa arus laut adalah proses gerakan masa air laut menuju kesetimbangan hidrostatis yang menyebabkan perpindahan horizontal dan vertikal massa air. Pergerakan massa air yang menyebabkan timbulnya arus dipengaruhi oleh dua gaya utama, yakni gaya primer dan sekunder. Gaya primer yang menyebabkan gerak adalah gravitasi, wind stress, tekanan atmosfer, dan seismic. Sedangkan, gaya sekunder yang menimbulkan gerak adalah gaya coriolis dan dan gesekan (friction) Arus di perairan Indonesia sangat dipengaruhi oleh angin musim yang berubah setiap setengah tahun. Pada bulan Mei sampai Agustus (musim timur) bertiup angin musim timur. Pada musim ini arah arus permukaan bergerak dari timur ke barat, sedangkan pada bulan November sampai Februari (musim barat) bertiup angin musim barat. Pada musim ini arus bergerak dari barat ke timur. Pada bulan Maret hingga April serta bulan September hingga Oktober berlangsung musim pancaroba. Pada musim ini arus permukaan bergerak secara tidak beratur (Wyrtki, 1961).

10 Pergerakan arus yang terjadi menyebabkan variasi suhu permukaan laut di. Variasi ini disebabkan oleh massa air yang bergerak dari wilayah sekitar akibat adanya arus. Pada saat musim timur, arus bergerak dari wilayah timur menuju barat membawa massa air yang lebih dingin dari wilayah timur, sedangkan pada musim barat arus membawa masuk massa air dari laut cina selatan yang memiliki suhu yang lebih rendah (Wyrtki, 1961). Variabilitas SPL di Luat Jawa juga di pengaruhi oleh Arus Lintas Indonesia (ARLINDO). ARLINDO membawa air hangat dari selat Makassar (Waworuntu et al, 2000). 2.1.3 Front Front di lautan menunjukkan batas antara dua massa air yang berbeda suhu dan/atau salinitas, bahkan kerapatan yang mempunyai gradient suhu yang kuat (Robinson, 1985). Front mempengaruhi persebaran suhu permukaan laut karena terjadinya percampuran dua massa air dengan suhu yang berbeda. Massa air dari wilayah sekitar seperti Laut Cina Selatan dan Laut Timur masuk ke. Massa air yang masuk ke Luat Jawa memiliki suhu yang berbeda sehingga dapat menyebabkan adanya front. Terjadinya front di laut dapat menyebabkan variasi SPL (Schlussel, 1997). 2.1.4 Upwelling Upwelling merupakan proses pergerakan massa air dari lapisan yang lebih dalam dimana massa air tersebut memiliki suhu yang lebih rendah serta membawa unsur hara ke permukaan (Nontji, 1993). Menurut Ilahude (1997), massa air yang naik ke permukaan ini berasal dari lapisan pada kedalaman 100-200 m.proses upwelling menyebabkan terjadinya penurunan suhu permukaan laut.

11 Pada wilayah yang terjadi upwelling, diketahui bahwa suhu lebih rendah dan salinitas lebih tinggi dibandingkan dengan wilayah sekitarnya.pada lokasi terjadinya upwelling, suhu permukaan laut turun hingga mencapai 25 o C, hal ini disebabkan karena air yang bersuhu dingin dari lapisan yang lebih dalam terangkat ke permukaan (Nontji, 1993). Di perairan Indonesia, upwelling terjadi salah satunya di perairan selatan Makassar (Nontji, 1993). 2.2 Penginderaan Jauh Sistem Termal Matahari merupakan sumber energi yang memancarkan gelombang elektromagnetik yang digunakan dalam penginderaan jauh. Selain matahari, objek yang bersuhu diatas 0 0 K (-273 0 C) atau biasa disebut suhu absolute juga memancarkan radiasi elektromagnetik secara terus menerus. Besarnya radiasi elektromagnetik merupakan fungsi dari suhu sehingga energi yang dipancarkan oleh objek bergantung pada suhu objek tersebut (Stokes, 1994). Menurut Lillesand dan Kiefer (1997), semua benda memancarkan panas yang disebabkan oleh gerak acak partikelnya. Gerak acak partikel ini menyebabkan terjadinya gesekan antar partikel sehingga menimbulkan panas dan meningkatkan suhu dalam benda, suhu ini sering disebut suhu kinetic (T kin ). Suhu kinetik tersebut merupakan bentuk energi panas yang dipancarkan ke lingkungan. panas yang dipancarkan oleh benda tersebut dinamakan suhu radiasi (T rad ). Rata-rata suhu permukaan bumi sebesar 300 0 K (27 0 C). Kurva hukum pergeseran Wien s menunjukkan pada suhu tersebut pancaran radiasi maksimal terjadi pada panjang gelombang 9.7 µm yaitu pada kisaran panjang gelombang inframerah termal. Energi yang diradiasikan tidak terlihat oleh mata namun dapat terdeteksi oleh sensor termal.

12 Pada satelit penginderaan jauh, radiasi gelombang elektromagnetik yang dideteksi oleh sensor termal disebut suhu kecerahan. Pengukuran suhu permukaan laut dapat dilakukan dengan menggunakan radiometer inframerah, dengan mengukur radiasi yang dipancarkan permukaan laut pada panjang gelombang 10-12 µm (Robinson, 1985). Spektrum inframerah yang dipancarkan permukaan laut hanya dapat diukur hingga kedalaman 0.1 m. Namun sebagian besar wilayah perairan pada kedalaman 0-20 m merupakan lapisan tercampur. Robinson (1985) menyatakan bahwa pada lapisan tercampur suhu homogen sehingga suhu hasil pengukuran teknologi penginderaan jauh dapat memberikan informasi mengenai suhu perairan hingga kedalaman lapisan 20 m atau hingga lapisan tercampur. 2.2.1 Karakteristik Satelit TERRA MODIS Satelit Terra merupakan satelit observasi bumi buatan National Aeronautics and Space Administration (NASA) yang membawa sensor MODIS. Satelit Terra pertama kali di luncurkan pada tanggal 18 Desember 1999 dan mulai beroperasi pada bulan Februari 2000. Sensor ini bekerja pada kisaran cahaya tampak (visible) dan inframerah (infrared) yang terdiri dari 36 kanal/band spektral dengan kanal 1-19 berada pada kisaran cahaya tampak dan kanal 20-36 berada pada kisaran inframerah (NASA, 2009), sehingga sangat baik digunakan untuk pengamatan di daerah terrestrial dan fenomena oseanografi. Gambar satelit Terra MODIS disajikan pada Gambar 4, sedangkan spesifikasi teknis satelit Terra MODIS dapat dilihat pada Tabel 1. Satelit Terra MODIS mengelilingi bumi pada ketinggian 705 km dengan arah lintasan orbit dari kutub utara menuju kutub selatan (descending node).

13 Satelit ini melintasi equator pada pagi hari mendekati pukul 10.30 waktu lokal. Satelit ini membutuhkan waktu 100 menit untuk sekali mengorbit bumi (resolusi temporal 100 menit). Gambar 4. Satelit Terra MODIS (NASA, 2009) Tabel 1. Spesifikasi teknis satelit Terra MODIS Orbit 705 km, 10:30 a.m. descending node, sun-syncronous, near-polar, circular. Scan Rate Swath Dimensions Telescope Size Weight Power Data Rate Quantization Spatial resolution 20.3 rpm, cross track 2330 km (cross track) by 10 km (along track at nadir) 17.78 cm diameter, off axis, affocal (collimated), with intermediate field stup 1.0 x 1.6 x 1.0 m 228.7 kg 162.5 W (Single orbit average) 10.6 Mbps (peak daytime); 6.1 Mbps (orbital average) 12 bits 250 m (band 1-2) 500 m (band 3-7) 1000 m (band 8-36) Design Life Sumber : NASA, 2009 6 year

14 2.2.2 Karakteristik Satelit Aqua MODIS Satelit Aqua yang dalam bahasa latin berarti air adalah satelit ilmu pengetahuan tentang bumi milik NASA. Satelit Aqua mempunyai misi mengumpulkan informasi tentang siklus air di bumi termasuk penguapan dari samudera, uap air di atmosfer, awan, presipitasi, kelembaban tanah, es yang ada di laut, es yang ada di darat, serta salju yang menutupi daratan. Variabel yang diukur oleh satelit Aqua MODIS antara lain aerosol, tumbuhan yang menutupi daratan, fitoplankton dan bahan organic terlarut di lautan, serta suhu udara, daratan dan air (Graham, 2005). Satelit Aqua MODIS dapat dilihat pada Gambar 5. Satelit Aqua membawa sensor MODIS yang mempunyai 36 kanal spektral dengan kisaran panjang gelombang antara 0,4 µm sampai 14,4 µm. Gambar 5. Satelit Aqua MODIS (NASA, 2009) Satelit Aqua MODIS mengelilingi bumi setiap satu sampai dua hari dengan arah lintasan orbit dari kutub selatan menuju kutub utara (ascending node) pada ketinggian 705 km (NASA, 2009). Satelit Aqua MODIS memiliki orbit polar sun-syncronus. Satelit melintasi equator pada siang hari mendekati pukul 13.30 waktu lokal. Spesifikasi teknis satelit Aqua MODIS ditunjukkan pada Tabel 2.

15 Tabel 2. Spesifikasi teknis satelit Aqua MODIS Orbit Scan Rate Swath Dimensions Telescope Size Weight Power Data Rate Quantization Spatial resolution 705 km, 1:30 p.m. ascending node, sun-syncronous, near-polar, circular. 20.3 rpm, cross track 2330 km (cross track) by 10 km (along track at nadir) 17.78 cm diameter, off axis, affocal (collimated), with intermediate field stup 1.0 x 1.6 x 1.0 m 228.7 kg 162.5 W (Single orbit average) 10.6 Mbps (peak daytime); 6.1 Mbps (orbital average) 12 bits 250 m (band 1-2) 500 m (band 3-7) 1000 m (band 8-36) Design Life Sumber : NASA, 2009 6 year 2.2.3 MODIS MODIS merupakan suatu instrumen berupa sensor multispectral yang terdapat pada satelit Terra dan Aqua. MODIS memiliki 36 kanal dengan kanal 1-19 berada pada kisaran cahaya tampak dan kanal 20-36 berada pada kisaran inframerah (NASA, 2009). Spesifikasi dari setiap kanal di tunjukkan pada Tabel 3. Kanal-kanal ini membuat sensor MODIS mampu mengukur parameter dari permukaan laut hingga atmosfer. Setiap kanal pada sensor MODIS memiliki resolusi yang berbeda. Kanal 1-2 memiliki resolusi spasial 250 m, kanal 3-7 memiliki resolusi spasial 500 m dan kanal 8-36 memiliki resolusi spasial 1000 m (NASA, 2009).

16 Tabel 3. Spesifikasi kanal MODIS Primary Use Band Bandwidth 1 Spectral Radiance 2 Land/Cloud/Aerosols Boundaries Land/Cloud/Aerosols Properties Ocean Color/ Phytoplankton/ Biogeochemistry Atmospheric Water Vapor Required SNR 3 1 620-670 21.8 128 2 841-876 24.7 201 3 459-479 35.3 243 4 545-565 29.0 228 5 1230-1250 5.4 74 6 1628-1652 7.3 275 7 2105-2155 1.0 110 8 405-420 44.9 880 9 438-448 41.9 838 10 483-493 32.1 802 11 526-536 27.9 754 12 546-556 21.0 750 13 662-672 9.5 910 14 673-683 8.7 1087 15 743-753 10.2 586 16 862-877 6.2 516 17 890-920 10.0 167 18 931-941 3.6 57 19 915-965 15.0 250 Primary Use Band Bandwidth 1 Spectral Radiance 2 Surface/Cloud Temperature Atmospheric Temperature Cirrus Clouds Water Vapor Required NE[delta]T(K) 4 20 3.660-3.840 0.45(300K) 0.05 21 3.929-3.989 2.38(335K) 2.00 22 3.929-3.989 0.67(300K) 0.07 23 4.020-4.080 0.79(300K) 0.07 24 4.433-4.498 0.17(250K) 0.25 25 4.482-4.549 0.59(275K) 0.25 26 1.360-1.390 6.00 150(SNR) 27 6.535-6.895 1.16(240K) 0.25 28 7.175-7.475 2.18(250K) 0.25 Cloud Properties 29 8.400-8.700 9.58(300K) 0.05 Ozone 30 9.580-9.880 3.69(250K) 0.25 Surface/Cloud Temperature Cloud Top Altitude 31 10.780-11.280 9.55(300K) 0.05 32 11.770-12.270 8.94(300K) 0.05 33 13.185-13.485 4.52(260K) 0.25 34 13.485-13.785 3.76(250K) 0.25 35 13.785-14.085 3.11(240K) 0.25 36 14.085-14.385 2.08(220K) 0.35 1. Nilai satuan radiasi spectral dalam (W/m 2 -µm-sr) 2. kanal 1 to 19 dalam satuan nm; kanal 20 to 36 dalam satuan µm 3. SNR = Signal-to-noise ratio 4. NE(delta)T = Noise-equivalent temperature difference Sumber : NASA, 2009

17 Algoritma untuk penentuan nilai suhu permukaan laut pada pengolahan data citra satelit MODIS adalah algoritma Minnet et al. (1999) yaitu sebagai berikut : SPL = c 1 + c 2 *T 31 + c 3 *T 31-32 + c 4 * (sec(ø)-1)*t 31-32... (4) Keterangan : T 31 = Suhu kecerahan kanal 31 T 32 = Suhu kecerahan kanal 32 Ø = Sudut Radian, dimana Ø = Scale (Sensor Zenith*π/180) 2.3 Pemanasan Global Kaitannya dengan Perubahan SPL Salah satu fenomena yang menjadi perhatian dunia karena telah mempengaruhi hidup kita adalah pemanasan global yang menyebabkan perubahan iklim. Pemanasan global (global warming) merupakan peristiwa yang disebabkan setidaknya oleh 6 gas, yaitu Metana (CH 4 ), Nitrogen Oxida (NO x ), Chlorofluorokarbon (CFC), Ozon (O 3 ), karbonmonoksida (CO), dan karbondioksida (CO 2 ). Namun, diantara keenam gas tersebut penyebab utamanya adalah gas karbondioksida dimana kandungan gas karbondioksida meningkat dari 285 ppm pada tahun 1780 sampai 360 ppm pada tahun 2000. Peningkatan nilai ini juga menyebabkan kenaikan suhu dunia rata-rata sebesar 0.004 C per tahun sampai sekarang dan diperkirakan akan meningkat menjadi 0.06 C per tahun sampai tahun 2100 (IPCC, 2003). Keenam gas tersebut dapat merupakan gas rumah kaca yang dapat menyebabkan terjadinya efek rumah kaca. Berubahnya komposisi gas rumah kaca di atmosfer yang semakin meningkat menyebabkan sinar matahari yang dipantulkan kembali oleh permukaan bumi ke angkasa, sebagian besar terperangkap di dalam bumi. Meningkatnya jumlah emisi gas rumah kaca di

18 atmosfer pada akhirnya menyebabkan meningkatnya suhu rata-rata permukaan bumi, yang kemudian dikenal dengan pemanasan global (IPCC, 2003). Pemanasan global dan perubahan iklim menyebabkan terjadinya kenaikan suhu, mencairnya es di kutub, meningkatnya permukaan laut, bergesernya garis pantai, musim kemarau yang berkepanjangan, periode musim hujan yang semakin singkat, namun semakin tinggi intensitasnya, dan anomali-anomali iklim seperti El Nino La Nina dan Indian Ocean Dipole (IOD). Hal-hal ini kemudian akan menyebabkan tenggelamnya beberapa pulau dan berkurangnya luas daratan, pengungsian besar-besaran, gagal panen, krisis pangan, banjir, wabah penyakit, dan lain-lainnya (IPCC,2003) Berdasarkan penelitian yang di lakukan GISS (2010) secara global, perubahan SPL ditunjukkan pada Gambar 6. Data yang digunakan untuk pengukuran SPL tersebut adalah data ERSST V3 yang memiliki resolusi spasial sebesar 2 0 x 2 0. Berdasarkan gambar dapat dilihat adanya indikasi penurunan SPL dari tahun 1960 hingga 1980. Kemudian suhu mengalami peningkatan setelah tahun 1980 sebesar 0.4 0- C per dekade atau 0.04 0 C per tahun (GISS, 2010). Gambar 6. Kecenderungan perubahan SPL secara global (GISS, 2010)

19 Peningkatan SPL per dekade dihitung sebesar 0,4 0 C secara global. Stasiun pengamatannya diambil jauh dari kegiatan manusia sehingga hanya dipengaruhi oleh dinamika regional dan global. Studi ini menunjukkan bahwa tidak terdapat perbedaan yang signifikan pada hasil antara perubahan SPL di dengan Perubahan secara global. Secara umum dapat dilihat bahwa peningkatan SPL di laut jawa pada periode pengamatan lebih kecil dibandingkaan perubahan SPL secara global. Bahkan pada beberapa lokasi terjadi penurunan nilai SPL. Berbeda halnya dengan yang dikemukakan IPCC (2003) bahwa rata-rata suhu meningkat sebesar 0.004 0 C per tahun sejak tahun 1850 hingga sekarang dan akan terus meningkat sebesar 0.06 0 C pertahun hingga tahun 2100. Hal ini dapat disebabkan oleh rentang waktu yang kurang panjang untuk melakukan analisis deret waktu. 4.5 Kondisi Oseanografi Fisik di Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Gaol dan Sadhotomo (2007) dengan menggunakan data insitu, pola sebaran SPL secara spasial di ditunjukkan pada Gambar 7. Pada saat musim timur, SPL dibagian timur lebih rendah dibandingkan lokasi pengamatan lainnya. Pada saat musim barat, SPL di bagian barat lebih rendah dibandingkan pada kedua lokasi pengamatan. Wyrtki (1961) mengemukakan, pada periode musim timur (Mei Agustus), angin bergerak dari wilayah timur menuju barat sehingga membawa massa air yang bersuhu relatif lebih rendah dari wilayah timur menuju barat, sedangkan pada saat musim barat (November Februari), angin dan arus bergerak dari barat menuju timur sehingga massa air dari Laut Cina Selatan dengan suhu lebih rendah mengisi. Pergerakan massa air dari wilayah timur menuju barat pada

20 saat musim timur terlihat seperti membentuk ujung lidah pada wilayah barat (Gaol dan Sadhotomo, 2007). Gambar 7. Sebaran SPL secara spasial dari data insitu periode musim timur (atas) dan periode musim barat (bawah) (Gaol dan Sadhotomo, 2007) Mengacu pada penelitian Sadhotomo (2006) dan laporan Wyrtki (1961), fluktuasi suhu permukaan laut atau dekat permukaan laut secara relatif sangat kecil. Perbedaan antara nilai suhu minimum dan yang maksimum di kurang dari 2 C dengan nilai suhu rata-rata berkisar antara 27 0 C - 29 C. Distribusi suhu permukaan laut secara horisontal pada umumnya sangat dipengaruhi gejala musiman (Sadhotomo, 2006). pada area yang lebih luas, gradien suhu disebabkan oleh massa air secara musiman yang masuk. seperti digambarkan kontur suhu berdasarkan pengamatan pada bulan Februari dan Oktober, perubahan gradien yang kecil terlihat pada bagian selatan dan utara (Gambar 8). Berdasarkan gambar tersebut, terlihat sebaran SPL cenderung homogen di. Hal ini dikarenakan pada musim peralihan (Oktober dan

21 Februari), angin dan arus bergerak dengan arah yang tidak beraturan dan kecepatannya lemah (Wyrtki, 1961). Gambar 8. Kontur suhu pada 2 lapisan kedalaman berdasarkan pengamatan dengan menggunakan track akustik pada bulan Oktober (atas) dan pada bulan Februari (bawah) (Sadhotomo, 2006) Sepanjang angin musim barat (Februari), suhu yang paling tinggi cenderung ditemukan pada bagian timur, sebaliknya, sepanjang angin musim Timur (Oktober) suhu tertinggi terdapat pada bagian barat (Sadhotomo, 2006).

22 Mengacu pada penjelasan yang sebelumnya, gradien ini sangat dipengaruhi arus yang menuju barat dan timur yang membawa massa air dari perairan sekitar Laut Jawa. Massa air yang masuk perairan memiliki suhu yang lebih randah dibandingkan suhu di Laut jawa itu sendiri. Temperatur yang lebih tinggi pada massa air di pantai dapat diindikasikan sebagai hasil percampuran dengan air tawar. Oleh Karena itu, air tawar dari wilayah run off pasti lebih hangat dibanding air laut. Perbandingan antara gradien temperatur permukaan dan kedalaman 20-30 m tidak memiliki perbedaan, walaupun lapisan yang lebih dalam mempunyai suhu sedikit lebih rendah. Hal ini dikarenakan kedalaman perairan 20 30 m merupakan lapisan homogen. Lapisan ini sangat dipengaruhi oleh musim dan letak geografis. Pada musim Timur/Tenggara, lapisan ini dapat mencapai 30-40 m dan bertambah dalam saat musim Barat, yaitu mencapai 70-90 m sehingga mempengaruhi sirkulasi vertikal perairan (Ilahude, 1997). Sebaran spasial SPL di sangat dipengaruhi pola pergerakan arus. Pola pergerakan arus menurut Wyrtki (1961) ditunjukkan pada Gambar 9. Berdasarkan gambar terlihat pada saat musim barat arus bergerak dari wilayah barat laut menuju tenggara dari wilayah Laut Cina Selatan dan berbelok menuju arah timur ketika memasuki perairan. Pada saat musim timur, arus bergerak dari wilayah timur menuju ke barat. Pola pergerakan arus yang ditunjukkan Wyrtki (1961) mendukung fenomena persebaran SPL pada penelitian ini.

Gambar 9. Pola pergerakan arus pada musim barat (atas) dan pada musim timur (bawah) (Wyrtki, 1961). 23

24 Selain arus, angin juga mempengaruhi persebaran suhu permukaan di Laut Jawa. Berdasarkan penelitian sadhotomo (2006), angin musim mempengaruhi suatu area yang luas mulai dari timur Afrika hingga bagian selatan Jepang. Laut Jawa merupakan bagian dari area yang terpengaruh angin musim. Angin musim bisa digambarkan sebagai suatu pembalikan setengah tahunan tentang angin dan arus (Sadhotomo, 2006). Area yang dipengaruhi oleh angin musim bisa dinyatakan berdasarkan parameter yang berhubungan dengan laut dan atmosfer (Pedelabord, 1970). Berdasarkan definisi ini, angin musim dan arus di area Laut Jawa bisa berlaku secara musiman, dimana perubahan arah angin dan arus lebih dari 90 0, yaitu barat laut ke arah bagian tenggara selama angin musim barat dan arah kebalikan selama angin musim timur (Gambar 10). Sebagai akibat perubahan musiman ini, angin musim berdampak pada perubahan parameter Atmosfer di secara berkala. Selama angin musim barat ( November - Februari) angin badai umum datang dari barat laut menuju bagian tenggara dengan udara yang lembab dari Lautan India. Gambar 10. Arah angin musim selama Januari (atas) Dan Juli (bawah) (Fleux, 1987 dalam Sadhotomo, 2006)

25 Gambar 11 menunjukkan sebaran spasial suhu secara vertikal di berdasarkan data insitu hasil penelitian Gaol dan Sadhotomo (2007). Berdasarkan Gambar, sebaran spasial suhu secara vertikal menunjukkan pola yang homogen hingga kedalaman 50 m. pada saat musim timur, wilayah pengamatan bagian timur memiliki suhu yang lebih rendah dan menyebar homogen secara vertikal hingga kedalaman 50 m. pada kedalaman >50 m, nilai suhu mulai mengalami penurunan seiring bertambahnya kedalaman. Pada wilayah bagian barat dan tengah, sebaran vertikal suhu cenderung homogen hingga dasar perairan dengan kedalaman 20 40 m. hal ini disebabkan intrusi massa air oseanik dari timur ke barat pada periode ini, terjadi pada seluruh kolom perairan (Gaol dan Sadhotomo, 2007). Gambar 11. Sebaran vertikal suhu di pada musim Timur (atas) dan musim barat (bawah) (Gaol dan Sadhotomo, 2007)...

26 Pada saat musim barat, wilayah bagian barat memiliki suhu yang lebih rendah dan menyebar secara homogen hingga dasar perairan. Hal ini menyebabkan massa air di wilayah timur lebih tinggi dari bagian barat (Gaol dan Sadhotomo, 2007) Sama halnya seperti pada wilayah bagian barat, sebaran SPL secara vertikal di wilayah bagian tengah juga cenderung homogeny hingga dasar perairan dengan kedalaman 20 30 m. pada wilayah timur, SPL menyebar homogen hingga kedalaman 50 m, kemudian SPL menurun dengan meningkatnya kedalaman (Gaol dan Sadhotomo, 2007).

3. BAHAN DAN METODE 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian Studi wilayah kajian penelitian adalah, terletak pada koordinat 02 o 00 LS 07 o 00 LS dan 105 o 00 BT 120 O 00 BT (Gambar 12). Lokasi penelitan di bagi dalam tiga wilayah pengamatan yaitu bagian barat pada koordinat 02 o 00 LS 07 o 00 LS dan 105 o 00 BT 110 o 00 BT, bagian tengah pada koordinat 02 o 00 LS 07 o 00 LS dan 110 o 00 BT 115 o 00 BT, dan bagian timur pada Koordinat 02 o 00 LS 07 o 00 LS dan 115 o 00 BT 120 o 00 BT. Pembagian lokasi pengamatan didasarkan pada karakteristik lokasi yang berbeda. Pada lokasi bagian barat, perairan mendapatkan pengaruh dari massa air Laut Cina Selatan, pada lokasi Bagian timur mendapat pengaruh massa air dari Laut Timur dan Selat Malaka, sedangkan pada bagian tengah di pengaruhi oleh massa air dari wilayah Laut Cina Selatan dan Laut Timur. Peta lokasi penelitian ditunjukkan pada Gambar 12. Penelitian ini dilakukan dari bulan Oktober 2009 hingga Februari 2010. Perolehan, pengolahan dan analisis data citra satelit Aqua dan Terra MODIS dilakukan di laboratorium Inderaja dan Sistem Informasi Geografis Kelautan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Institut Pertanian Bogor. 3.2 Alat dan Bahan Alat pengolahan data yang digunakan dalam penelitian ini adalah perangkat keras berupa Personal komputer (PC) dengan sistem operasi Windows XP SP3 beserta perlengkapannya. Perangkat lunak berupa software pengolahan 27

28 dan visualisasi data seperti SeaDAS 5.2 for Windows, Microsoft Excel 2010, Golden Software Surfer 8, MATLAB 7.1.0, dan WinRAR. Gambar 12. Peta lokasi Sumber : Data SRTM Bahan yang digunakan dalam penelitian yaitu citra satelit Aqua MODIS dan Terra MODIS level 3. Data citra level 3 dapat di download dari situs milik NASA yaitu http://ocean color.gsfc.nasa.gov/. Data tersebut memiliki resolusi spasial 4 km, data tersebut telah diolah sehingga telah terkoreksi secara geometrik dan radiometrik. Data yang dipilih merupakan data rata-rata mingguan (rata-rata 8 harian) dari bulan Januari 2003 hingga Desember 2009 selama tujuh tahun (Lampiran 1). Data angin diperoleh dari data European Centre for

29 Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) peride Januari 2003 hingga Desember 2009 yang diunduh dari situs http://www.ecmwf.int/. 3.3 Pengolahan dan Analisis Data Citra Satelit Aqua dan Terra MODIS Pada penelitian ini digunakan data citra satelit Aqua MODIS dan Terra MODIS hasil rata-rata 8 harian dari bulan Januari 2003 hingga Desember 2009 yang diproses oleh NASA dan di download dari web milik NASA. Data citra satelit yang diambil adalah citra level 3 yang telah terkoreksi geometrik dan radiometrik serta sudah memiliki nilai suhu permukaan laut. Proses croping dan eksport data citra menggunakan software seadas 5.2 untuk mendapatkan nilai Ascii file, kemudian untuk merata-ratakan nilai suhu digunakan Microsoft Excel 2010. Setelah didapatkan nilai rata-rata, digunakan program MATLAB 7.1.0, dan Golden Software Surfer 8.0 untuk membuat peta sebaran suhu permukaan laut secara temporal dan spasial. Secara umum prosedur pengolahan citra satelit Aqua MODIS dapat dilihat pada Gambar 13. 3.4 Analisis Data SPL 3.4.1. Analisis Temporal Sebaran SPL Sebaran SPL secara temporal dianalisis untuk mengetahui fluktuasi SPL yang terjadi pada lokasi penelitian. Sebaran SPL secara temporal di tampilkan dengan grafik time series menggunakan perangkat lunak MATLAB versi 7.1.0. Nilai SPL di rata-ratakan kemudian di buat grafik berdasarkan waktu dan dianalisis untuk mengetahui danya fluktuasi SPL pada setiap musim. Interpretasi fluktuasi SPL berdasarkan waktu di dasarkan pada nilai SPL tertinggi, terendah dan rata-rata SPL.

30 Mulai Data Citra Satelit Aqua dan Terra MODIS Download di situs NASA http://oceancolor.gsfc.nasa.gov Cropping dan eksport Citra menggunakan Program seadas Hasil eksport citra berupa data Ascii file Filtering dan Perata-rataan data dengan menggunakan Ms. Excel 2010 Visualisasi data suhu permukaan laut dengan program Surfer 8.0 dan MATLAB 7.1.0 Peta sebaran suhu permukaan laut Selesai Gambar 13. Diagram alir analisis citra satelit Aqua MODIS dan Terra MODIS

31 3.4.2. Analisis Spasial Sebaran SPL Analisis spasial SPL dilakukan dengan membandingkan sebaran SPL pada masing-masing lokasi pengamatan pada setiap musim sepanjang tahun pengamatan. Data yang ditampilkan merupakan hasil penggabungan tiap-tiap bulan berdasarkan musim, sehingga dapat dikatahui sebaran spasial SPL di wilayah pengamatan tersebut pada setiap musim. Sebaran spasial ini digunakan untuk mengetahui besarnya pengaruh angin terhadap sebaran SPL di wilayah penelitian, sehingga nilai SPL di wilayah tersebut dapat diketahui memiliki nilai yang tinggi atau rendah pada setiap musim. 3.4.3 Analisis Perubahan SPL Analisis perubahan SPL dilakukan dengan menggunakan analisis statistik regresi linier sederhana. Perubahan SPL diamati pada masing-masing lokasi pengamatan. Data yang ditampilkan merupakan data komposit 8 harian yang telah dirata-ratakan dari nilai SPL pada seluruh titik koordinat (Lampiran 1). Analisis perubahan SPL ini digunakan untuk mengetahui kecenderungan perubahan SPL di,.kecenderungan perubahan SPL nya mengalami peningkatan atau mengalami penurunan selama 7 tahun waktu pengamatan.

4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Sebaran Temporal SPL Dari Satelit Aqua MODIS dan Terra MODIS Berdasarkan Tabel 4, nilai kisaran SPL tertinggi untuk setiap tahun pengamatan dari citra satelit Aqua MODIS adalah sebesar 31.37 31.73 C. Nilai SPL tertinggi dari citra satelit Aqua MODIS terjadi pada Musim Barat (November Februari), sedangkan kisaran nilai SPL terendah terjadi pada musim Timur (Mei Agustus) dengan nilai SPL bekisar antara 27.11 27.51 C. Berdasarkan citra satelit Terra MODIS, nilai kisaran SPL tertinggi untuk setiap tahun pengamatan berkisar antara 30.77 31.60 C yang terjadi pada musim yang sama seperti pada citra satelit Aqua MODIS yaitu pada musim barat (November Februari). Nilai kisaran SPL terendah setiap tahun pengamatan dari citra satelit Terra MODIS berkisar antara 27.02 27.12 C yang terjadi pada musim timur (Mei Agustus). Tabel 4. Nilai kisaran SPL tertinggi dan terendah pada ketiga lokasi pengamatan dari citra satelit Aqua MODIS dan Terra MODIS Citra Satelit Aqua Citra Satelit Terra Nilai Kisaran SPL MODIS ( C) MODIS ( C) tertinggi pada ketiga lokasi pengamatan 31.37 31.73 30.77 31.60 terendah pada ketiga lokasi pengamatan 27.11 27.51 27.02 27.12 Sebaran temporal SPL rata-rata 8 harian selama 7 tahun dari citra satelit Aqua MODIS dan Terra MODIS di perairan ditunjukkan pada Gambar 14. Pada kedua gambar tersebut terlihat adanya fluktuasi sebaran SPL secara temporal pada ketiga lokasi pengamatan dengan nilai berkisar antara 27.11 31.73 C berdasarkan citra satelit Aqua MODIS dan berkisar antara 27.02 31.60 C berdasarkan citra satelit Terra MODIS. 32

33 Gambar 14. Sebaran temporal SPL rata-rata 8 Harian periode Januari 2003 Desember 2009 dari Citra Satelit Aqua MODIS (atas) dan Citra satelit Terra MODIS (bawah).

34 Fluktuasi SPL dari citra satelit Terra MODIS menunjukkan pola yang sama dengan citra satelit Aqua MODIS. Sebaran SPL tertinggi terjadi pada musim barat (November Februari) yang terdapat pada lokasi pengamatan bagian tengah dan timur. Nilai SPL tertinggi berkisar antara 31.37 31.73 C berdasarkan citra satelit Aqua MODIS, sedangkan kisaran nilai SPL tertinggi berkisar antara 30.77 31.60 C berdasarkan citra satelit Terra MODIS. Berdasarkan Gambar 14 menunjukkan sebaran SPL terendah terjadi pada musim timur (Mei Agustus). Nilai SPLterendah dari citra satelit Aqua MODIS berkisar antara 27.11 27.51 C, sedangkan dari citra satelit Terra MODIS berkisar antara 27.02 27.12 C. Sebaran SPL pada citra satelit Aqua MODIS dan citra satelit Terra MODIS menunjukkan pola sebaran yang sama, yaitu mengalami peningkatan pada musim barat (November Februari) dan mengalami penurunan suhu pada musim timur (Mei - Agustus). Berdasarkan Gambar dari ketiga lokasi pengamatan, lokasi bagian timur memiliki nilai suhu terendah pada saat musim timur. Hal ini disebabkan pada saat periode musim timur (Mei Agustus), angin dan arus di bergerak dari timur ke barat membawa massa air dingin masuk ke bagian timur menuju arah barat yang terlihat dari nilai suhu pada bagian tengah juga memiliki nilai yang rendah. Pada musim barat, lokasi pengamatan bagian barat memiliki sebaran SPL yang terendah. Hal ini di sebabkan pada musim barat (November Februari) massa air dari Laut Cina Selatan mengisi dan mendorong air ke arah timur (Wyrtki, 1961).

35 Perubahan arah angin yang terjadi di periode januari 2003 desember 2009 dapat dilihat juga pada gambar yang berbentuk stickplot angin (Gambar 7 & 8). Pada bulan November hingga Februari menunjukkan angin bergerak dari arah barat laut. Pada saat tersebut merupakan angin musim barat. Pada bulan Maret hingga April arah angin terlihat tidak menentu. Periode tersebut merupakan periode angin Peralihan I. Pada perode musim timur (Mei Agustus), dapat dilihat angin bergerak dari arah tenggara. Pada bulan September hingga Oktober arah angin kembali tidak beraturan. Periode ini merupakan musim peralihan II. Pergerakan arah dan kecepatan angin muson yang bertiup di atas perairan mengakibatkan terjadinya dinamika di dalam perairan tersebut. Angin muson bertiup stabil di lautan yang disebabkan oleh sistem tekanan yang tetap (Nontji, 2002). 4.2 Sebaran Spasial SPL dari Satelit Aqua MODIS dan Terra MODIS Sebaran spasial SPL di sangat dipengaruhi oleh pergerakan angin muson. Gambar 15 menunjukkan sebaran spasial SPL dari citra satelit Aqua MODIS pada ketiga lokasi pengamatan di dan Gambar 16 menunjukkan sebaran spasial SPL di dari citra Satelit Terra MODIS pada ketiga lokasi pengamatan. Rata-rata SPL pada lokasi pengamatan dari citra satelit Aqua MODIS berkisar antara 27.23 C 32.78 C, sedangkan rata-rata SPL pada lokasi pengamatan dari citra satelit Terra MODIS berkisar antara 26.81 C 32.75 C.

Gambar 15. Sebaran Spasial SPL dari Citra Satelit Aqua MODIS dan arah serta kecepatan angin di pada musim: (a) Barat, (b) Peralihan I, (c) Timur, (d) Peralihan II 36

Gambar 16. Sebaran Spasial SPL dari Citra Satelit Terra MODIS dan arah serta kecepatan angin di pada musim : (a) Barat, (b) Peralihan I, (c) Timur, (d) Peralihan II 37