BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Di Indonesia meteorologi diasuh dalam Badan Meteorologi dan Geofisika di Jakarta yang sejak tahun enam puluhan telah diterapkan menjadi suatu direktorat perhubungan udara. Direktorat tersebut bertugas mengadakan penelitian dan pelayanan meterologi dan geofisika yang salah satu bidangnya adalah iklim. Iklim merupakan kebiasaan alam yang digerakkan oleh gabungan beberapa unsur yaitu radiasi matahari, temperatur, kelembaban, curah hujan, suhu udara, tekanan udara dan angin. Unsur-unsur itu berbeda pada tempat yang satu dengan tempat yang lainnya. Perbedaan itu disebabkan karena ketinggian tempat, garis lintang, tekanan, arus laut, dan permukaan tanah. Pengaruh timbal balik antara faktor tersebut akan menentukan pola yang diperlihatakan oleh unsur. Tetapi sebaliknya, unsur-unsur tersebut pada suatu batas tertentu akan mempengaruhi faktor juga,sehingga keadaan cenderung untuk melanjutkan proses timbal balik tadi. Batas pola yang ditentukan itu umumnya stabil. Terjadinya penyimpangan tidak dapat dihindaripada proses tersebut. Penyimpangan yang dimaksud sesungguhnya merupakan pengecualian yang harus diperhatikan,
Sebagai contoh angin dengan kecepatan yang tinggi akan mengakibatkan masalah seperti angin bahorok, puting beliung, dan lain-lain. Penyimpangan tesebut dapat menimbulkan bencana baik bagi manusia, ternak, tumbuh-tumbuhan, seperti halnya penyimpangan yang ditimbulkan akibat banjir, angin puting beliung,badai,kekeringan, dan sebagainya. Iklim beserta unsurnya adalah hal penting untuk diperhatikan dan dipelajari dengan sebaik-baiknya, karena pengaruhnya sering menimbulkan masalah yang berat bagi manusia serta makhluk hidup lainnya. Masalah tersebut merupakan tantangan bagi manusia karena harus berusaha untuk mengatasinya dengan menghindari atau memperkecil pengaruh yang tidak menguntungkan kehidupan manusia. Tekanan udara didefenisikan sebagai berat dari suatu kolom udara sebenarnya pengaruh langsung perubahan tekanan udara terhadap kehidupan makhluk adalah kecil sekali. Perubahan tekanan udara lebih berpengaruh terhadap pergerakan angin dan angin inilah yang lebih penting sebagai pengendali iklim secara langsung, terutama dalam pengaruhnya terhadap penguapan, suhu, dan curah hujan. Dengan demikian angin (dan juga tekanan udara) menjadi unsur dan pengendali iklim yang sangat penting bagi kehidupan makhluk di bumi, karena perananya sebagai penentu dalam penyebaran curah hujan. Perubahan tekanan udara akan menyebabkan perubahan kecepatan dan arah angin perubahan ini akan membawa pula pada perubahan suhu dan curah hujan yang pada umumnya sangat menentukan sifat-sifat iklim dan cuaca suatu arah. Angin yang bergerak dari arah yang berlawanan mempunyai pengaruh yang besar terhadap iklim
karna perbedaan suhu yang disebabkan; san angin yang berasal dari lautan atau melewati laut pada sebagian besar perjalanannya akan lebih banyak mendatangkan hujan karena uap air yang dibawanya. Dengan demikian penyebaran curah hujan diseluruh permukaan bumi berhubungan sangat erat dengan tekanan udara dan angin. Berdasarkan uraian di atas, penulis tertarik untuk meneliti apakah tekanan udara mempunyai pengaruh terhadap kecepatan angin pada bulan Januari 2010 berdasarkan data dari bulan Januari 2005 sampai dengan Desember 2009, dan berusaha menetapkan model peramalannya.maka penulis memilih judul PERAMALAN KECEPATAN ANGIN BULANAN DI MEDAN BERDASARKAN TEKANAN UDARA DENGAN FUNGSI TRANSFER. 1.2. Perumusan Masalah Tekanan udara akan terjadi secara priodik maka diasumsikan analisis yang tepat adalah metode analisis deret waktu, dan untuk mengetahui hubungan antara tekanan udara dengan kecepatan angin analisis yang digunakan adalah metode regresi linier berganda. Jadi metode yang tepat untuk perilaku data seperti ini adalah metode fungsi transfer, yaitu penggabungan antara metode kausal dan deret waktu. Selanjutnya masalah tersebut dirumuskan dalam sejumlah pertanyaan pertanyaan penelitian sebagai berikut : 1. Bagaimana pengaruh Tekanan Udara terhadap kecepatan angin bulanan di Medan
2. Bagaimana model peramalan yang dihasilkan oleh fungsi transfer, sesuai data tekanan udara dan kecepatan angin pada bulan januari 2005 sampai dengan desember 2009. 1.3. Batasan Masalah Untuk membuat arah yang jelas dan tidak menyimpang dari pokok bahasan maka penulis membatasi masalah yang akan dibahas dalam Tugas Akhir ini yaitu masalah pengaruh tekanan udara terhadap kecepatan angin di Medan, data yang digunakan adalah data Kecepatan Angin dan tekanan udara tahun 2005 2009 dari Badan Meterologi dan Geofisika, Stasiun Sampali Medan, dan metode yang digunakan adalah metode fungsi transfer. 1.4. Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah : 1. Menerapkan metode analisis fungsi transfer untuk melihat pengaruh tekanan udara terhadap kecepatan angin bulanan di kota Medan. 2. Menduga model peramalan kecepatan angin bulanan yang berkenaan dengan tekanan udara dengan fungsi transfer, sesuai data tekakan udara dan kecepatan angin pada bulan januari 2005 sampai dengan desember 2009?
1.5. Kontribusi Penelitian Perubahan tekanan udara akan menyebabkan perubahan kecepatan dan arah angin perubahan ini akan membawa pula pada perubahan suhu dan curah hujan yang pada umumnya sangat menentukan sifat-sifat iklim dan cuaca suatu arah. Dalam dunia pertanian ada angin yang tidak menguntungkan karena dapat melayukan tanaman. Angin itu terjadi karena udara yang mengandung uap air membentur pegunungan atau gunung yang tinggi sehingga angin akan bersifat kering dan panas. Penganalisaan dengan menggunakan metode transfer diharapkan dapat menjadi bahan masukan dan bermanfaat bagi pihak instansi (BMG), PERUMKIM, penerbangan, peternakan, perkebunan untuk memberikan gambaran di waktu yang akan datang. 1.6. Tinjauan Pustaka ARIMA dikembangkan oleh Box-Jenkins sehingga disebut ARIMA Box-Jenkins. Metode ini merupakan gabungan dari metode penghalusan, metode regresi dan metode dekomposisi. Metode ini banyak digunakan untuk peramalan harga saham harian, penerimaan, penjualan, tenaga kerja, dan variabel runtun waktu lainnya. Model runtun waktu ini biasanya digunakan bila hanya sedikit yang diketahui mengenai variabel-variabel independen yang dapat digunakan untuk menjelaskan variabel utama (dependent) yang diminati, tetapi model ini juga digunakan bila datanya tersedia dalam jumlah yang cukup besar sehingga membentuk runtun waktu yang cukup panjang.
Dalam meramalkan kecepatan angin, penulis menggunakan metode Box Jenkins fungsi transfer. Model model Autoregresive/Moving Average (ARIMA) telah dipelajari secara mendalam oleh George Box dan Gwilyn Jenkins (1976), dan nama mereka sering disinonimkan dengan proses ARIMA yang diterapkan untuk analisis deret berkala, peramalan dan pengendalian. Box dan Jenkins secara efektif telah berhasil mencapai kesepakatan mengenai informasi relevan yang diperlukan untuk memahami dan memakai model model ARIMA untuk deret berkala univariat, sedangkan fungsi transfer digunakan untuk deret berkala multivariat. Pada dasarnya ada dua model linier dari metode Box Jenkins, yaitu model linier untuk deret statis (Stasionery Series) dan model linier untuk deret data yang tidak statis (Nonstasionery Series). Model model linier ini untuk deret data yang yang tidak mengunakan teknik penyaringan (filtering) untuk deret waktu, yaitu ARIMA (Auto Regressive Moving Average) untuk suatu kumpulan data. Sedangkan untuk model yang tidak statis menggunakan ARIMA (Autoregressiv-Integrated- Moving-Average). Model multivariat (fungsi transfer) menggabungkan beberapa karakteristik dari model model ARIMA univariat dan beberapa karakteristik analisis regresi berganda, maka apa yang dibicarakan sebenarnya adalah metode yang menggabungkan pendekatan deret berkala dengan pendekatan kausal. Tujuan pemodelan fungsi transfer adalah untuk menetapkan model yang sederhana, yang menghubungkan Y t (output) dengan X t (Input) dan N t (gangguan). Tujuan utama pemodelan ini
adalah untuk menetapkan peranan indikator penentu (leading indicator) deret input dalam rangka menetapkan deret output. Model fungsi tranfer merupakan pengembangan dari model ARIMA satu peubah (univariat). Jika deret berkala Y t berhubungan dengan satu atau lebih deret berkala lain X t maka dapat dibuat suatu model berdasarkan informasi deret berkala X t untuk menduga nilai Y t model yang dihasilkan disebut fungsi transfer (Makridarkis, 1983). Metode analisis deret berkala Box Jenkins fungsi transfer terdiri dari empat tahap utama. Tahap pertama disebut tahap identifikasi yang meliputi identifikasi model. Tahap ini dapat dilakukan dengan melihat fungsi autokorelasi dan autokorelasi parsial. Tahap kedua adalah menduga parameter model atau disebut tahap pendugaan. Tahap ketiga adalah diagnosa untuk melihat apakah model sudah tepat atau belum. Tahap keempat adalah peramalan berdasarkan model yang di dapat. 1.7. Metode Penelitian Peramalan adalah memperkirakan apa yang terjadi pada masa yang akan datang. Metode peramalan adalah cara memperkirakan secara kuantitatif apa yang akan terjadi dimasa depan, berdasarkan data relevan pada masa lalu. Metode yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah metode peramalan dengan menggunakan fungsi transfer, adapun langkah langkah yang dilakukan sebelum data akan diramalkan dengan fungsi transfer, sebagai berikut : 1. Plot data 2. Identifikasi bentuk model
2.1 Memeriksa kestasioneran data 2.2 Pemutihan deret input 2.3 Pemutihan deret output 2.4 Perhitungan korelasi silang dan auto korelasi dari deret input dan output yang telah diputihkan. 2.5 Pendugaan langsung bobot respons impuls. 2.6 Penetapan (r,s,b) untuk model fungsi transfer. y t = ω(b) δ (B) x t b + θ (B) a φ(b) t Dengan : ω(b) 2 s = ω 0 - ω 1 B - ω 2 B - - ω 0 B δ (B) θ (B) 2 r = 1 - δ 1 B - δ 2 B - - δ r B = 1 - θ B - θ B 2 - - θ B p 1 2 p y t = Nilai Y t yang telah ditransformasikan dan dibedakan x t = Nilai X t yang telah ditransformasikan dan dibedakan r,s,p,q dan b = Konstanta Fungsi ν (B) merupakan rasio dari fungsi ω(b) dan δ (B) dan akan mempunyai jumlah suku yang tak terhingga, sehingga akan terdapat bobot v yang tak terhingga jumlahnya. Nilai b menyatakan bahwa y t tidak dipengaruhi oleh nilai x t sampai periode t+b atau (y t = θ x t + θ x t +1 + θ x t +2 +...+ ω 0 x t b ), s menyatakan untuk beberapa lama deret output (y) secara terus menerus dipengaruhi oleh nilai nilai baru dari deret input (x), atau y dipengaruhi oleh (x t b, x t b 1,..., x t b s ) dan r menyatakan bahwa y t berkaitan dengan nilai nilai sebelumnya sebagai berikut :
y dipengaruhi oleh (y t 1, y t 2, y t 3,..., y t x ). 2.7. Penaksiran awal deret gangguan ( n t ) 2.8. Penetapan ( P n, q n ) untuk model ARIMA (P n, 0, q n ) dari deret gangguan (n t ). 3. Penaksiran parameter parameter model fungsi transfer 3.1. Penaksiran awal parameter model 3.2. Penaksiran akhir parameter model 4. Pemeriksaan diagnostik model 4.1. Perhitungan autokorelasi dari nilai sisa model (r,s,b) 4.2. Perhitungan korelasi silang nilai sisa model (r,s,b) dengan deret gangguan yang telah diputihkan 5. Peramalan dengan model fungsi transfer. 1.8. Sistematika Penulisan Penulisan Tugas Akhir ini disusun secara sistematis didalamnya dikemukakan beberapa hal, dimana setiap bab seperti yang tercantum dibawah : BAB 1 : PENDAHULUAN Menjelaskan latar belakang masalah, perumusan masalah, tinjauan pustaka, tujuan penelitian, kontribusi penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB 2 : LANDASAN TEORI Menjelaskan uraian teoritis tentang segala sesuatu yang berhubungan dengan masalah Tugas Akhir. BAB 3 : ANALISA DAN EVALUASI Menyajikan pembahasan dan hasil penelitian BAB 4 : KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini penulis memberikan beberapa kesimpulan dan saran sesuai dengan hasil analisis yang dilakukan.