PERBANDINGAN METODE LEAST SQUARE (PROGRAM WORLD TIDES DAN PROGRAM TIFA) DENGAN METODE ADMIRALTY DALAM ANALISIS PASANG SURUT TUGAS AKHIR Disusun untuk memenuhi syarat kurikuler Program Sarjana Oseanografi Disusun oleh : Nida Hasna Rufaida 12903004 PROGRAM STUDI OSEANOGRAFI FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
LEMBAR PENGESAHAN PERBANDINGAN METODE LEAST SQUARE (PROGRAM WORLD TIDES DAN PROGRAM TIFA) DENGAN METODE ADMIRALTY DALAM ANALISIS PASANG SURUT Tugas Akhir Program Studi Oseanografi ITB Oleh Nida Hasna Rufaida 129 03 004 Telah disetujui dan disahkan sebagai Laporan Tugas Akhir di Bandung, Juni 2008 Pembimbing I Pembimbing II Drs. Muhammad Ali Dr. Susanna Nurdjaman NIP : 130 611 118 NIP : 132 232 821
ABSTRAK Tugas akhir ini menganalisa pasang surut di stasiun Padang, Bangka, Pari, Benoa, dan Kupang yang memiliki panjang data tiga puluh hari, dengan program World Tides dan TAN, dan metode admiralty. Kemudian ketiga hasil analisa tersebut dianalisis dan dibandingkan. Program World Tides dan program TAN pada dasarnya menggunakan metode Least Square, yang merupakan metode analisa harmonik untuk mendapatkan solusi dari persamaan elevasi pasang surut. World Tides berbasiskan bahasa pemrograman MATLAB, dengan menggunakan Graphical User Interface (GUI), sedangkan program TAN memiliki file inputan berupa.tif yang dapat kita tentukan sendiri jumlah komponen pasang surutnya. Sementara, metode admiralty hanya digunakan untuk pengolahan data-data berjangka waktu pendek (29, 15, 7, dan 1 hari) dimana hasil perhitungan yang dihasilkan relatif sedikit, yaitu hanya menghasilkan sembilan komponen pasang surut utama yang terdiri dari M2, S2, K2, N2, O1, K1, P1, MS4, dan M4. Program World Tides dan TAN, dan metode admiralty masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan. World Tides merupakan program yang public domain, memiliki kemampuan menganalisis data 15 hari yang dapat dilakukan dengan menggunakan tujuh komponen pasang surut (O1, K1, N2, M2, S2, M4, dan MS4) dan komponen berdasarkan periode sinodik, dan di dalamnya juga terdapat program prediksi. Akan tetapi, World Tides tidak dapat digunakan untuk menganalisis data yang memiliki kekosongan data, programnya tidak dapat dimodifikasi, hasil prediksi tidak akurat, dan tidak dapat digunakan untuk data pendek (< 15 hari). Di lain pihak, program TAN dapat dimodifikasi, dapat menganalisis data yang memiliki kekosongan data, dan memiliki kemampuan menganalisis data 30 hari. Namun, program ini tidak public domain, tidak dapat digunakan untuk data pendek ( 15 hari), dan program prediksi terpisah. Sementara, metode admiralty sangat user friendly dan dapat digunakan untuk menganalisis data-data pendek; tetapi dibutuhkan ketelitian lebih dalam pengolahannya, tidak dapat digunakan untuk data-data panjang (> 29 hari), hanya menghasilkan sembilan komponen pasang surut, dan tidak dapat menganalisis data yang memiliki kekosongan data. Walau terdapat kelebihan dan kekurangan pada program World Tides dan TAN, dan metode admiralty, kita dapat mengetahui yang manakah yang lebih akurat dengan melihat ii
nilai error (kesalahan) yang terkecil. Pada panjang data lima belas hari, nilai error yang dihasilkan oleh World Tides lebih kecil daripada yang dihasilkan metode Admiralty, sedangkan untuk data tiga puluh hari nilai error yang terkecil ditunjukkan oleh program TAN. Di antara kelima lokasi yang ditinjau, Pari memiliki nilai error terkecil. Hal ini dikarenakan lokasi Pari yang semi tertutup. Nilai error yang terbesar berada di Kupang, karena lokasinya yang dekat dengan Samudera Hindia sehingga faktor non-astronomisnya kuat. Kata kunci : World Tides, TAN, admiralty, Least Square, Periode Sinodik iii
ABSTRACT This thesis presents an analysis of tides in the stations in Padang, Bangka, Pari, Benoa, and Kupang which have thirty days range of data, using World Tides and TAN programmes and, admiralty method. Then, the results are analysed and compare. The World Tides and TAN programmes basically using Least Square method, which is a harmonic analysis method to gain solution of the tides elevation equation. World Tides based on Matlab, using Graphical User Interface (GUI), while TAN uses.tif as its input which we can manually decide the number of tides component. Admiralty method used only for short-range data (1, 7, 15, and 29 days) with relatively few results, only nine main tides components, that is, M2, S2, K2, N2, O1, K1, P1, MS4, and M4. World Tides and TAN programmes, and admiralty method have their own plus and minus. World Tides is a public domain programme, have the ability to analyse 15 days data using seven tides components (O1, K1, N2, M2, S2, M4, and MS4) and synodic period based components, and we can make prediction at the same time. However, World Tides can not be use to analyse hollow data, can not be modified, inaccurate prediction and can not be use for short range data (< 15 days). TAN programme, on the other hand, can be modified, can be use to analyse hollow data and 30 days data. Nevertheless, it is not public domain, can not be use for short range data ( 15 days), and we have to make prediction separately. While admiralty method is very user friendly and can be use to analyse short-range data; but it takes more detail tabulation, can not be used for long-range data (> 29 days), only produces nine tides components, can not analyse hollow data. Although each of them has their own excesses and flaws, we can tell which programme or method that is accurate by observing the smallest error. For fifteen days data, the error of World Tides is smaller than of admiralty method, while for thirty days the smallest error showed by TAN. Between the five observed locations, Pari has the smallest error. It results from its semi-closed condition. On the other hand, the biggest error is in Kupang, because it is near Hindia Ocean so the non-astronomic factors are strong. iv
Key words: World Tides, TAN, admiralty, Least Square, Synodic Period v
K A T A P E N G A N T A R Assalamu alaikum Wr. Wb. Alhamdulillaahirabbil aalamiin, segala puji bagi Allah atas rahmat dan hidayah-nya. Kekuatan, perlindungan, dan rahmat yang diberikan oleh Allah memungkinkan penulis menyelesaikan tugas akhir, PERBANDINGAN METODE LEAST SQUARE (PROGRAM WORLD TIDES DAN PROGRAM TIFA) DENGAN METODE ADMIRALTY DALAM ANALISIS PASANG SURUT. Selama menyusun tugas akhir ini, penulis banyak mendapatkan bantuan, saran, dukungan, doa, dan semangat dari berbagai pihak. Untuk itu dengan segenap hati penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada : 1. Drs. Muhammad Ali dan Dr. Susanna Nurdjaman selaku pembimbing yang selalu sabar memberikan bimbingan, dukungan dan bantuan. 2. Ivonne Radjawane, Ph. D selaku Ketua Program Studi oseanografi. 3. Ibu Dr. Eng. Nining Sari Ningsih atas bantuan dan perhatiannya selama pengerjaan tugas akhir ini. 4. Dr. Eng. Hamzah Latief selaku dosen wali atas bimbingannya selama ini. 5. Seluruh staf pengajar dan karyawan program studi Oseanografi. Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih banyak kekurangan yang terdapat pada tugas akhir ini. Demi perbaikan dan kesempurnaannya, penulis mohon kritik dan saran yang membangun. Wassalamu alaikum Wr. Wb. Bandung, Juni 2008 Penulis i
ii
DAFTAR ISI Lembar Pengesahan Kata Pengantar i Abstrak ii Abstract iv Daftar Isi v Daftar Gambar vii Daftar Tabel viii BAB I Pendahuluan 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Tujuan dan Manfaat 1 1.3 Batasan Masalah 2 1.4 Sistematika Pembahasan 2 BAB II Teori Dasar Arus Pasang Surut 3 2.1 Pengertian Pasang Surut 3 2.2 Gaya Pembangkit Pasang Surut 4 2.3 Komponen Pasang Surut 5 2.4 Tipe Pasang Surut 6 2.5 Periode Sinodik 7 BAB III Metodologi Penelitian 10 3.1 Analisa Harmonik 10 3.1.1 Metode Admiralty 10 3.1.1.1 Parameter dalam Perhitungan Metode Admiralty 11 3.1.2 Metode Least Square 15 3.2 World Tides 15 3.3 Program TIFA 17 BAB IV Data dan Pengolahan Data 18 4.1 Data Pengamatan Pasang Surut 18 4.2 Pengolahan Data 19 4.2.1 World Tides 19 4.2.1.1 Input Data 19 4.2.1.2 Analisis Data 19 4.2.2 Program TIFA 24 4.2.2.2 Analisis Data 24 v
4.2.3 Metode Admiralty 25 BAB V Hasil dan Pembahasan 26 5.1 Hasil World Tides 26 5.1.2 Analisis Data 15 Hari 26 5.1.3 Analisis Data 30 Hari 29 5.2 Hasil Analisis TAN 33 5.3 Hasil Analisis Admiralty 34 5.3.1 Analisis Data 15 Hari 34 5.3.2 Analisis Data 29 Hari 35 5.4 Tipe Pasang Surut Perairan 36 5.5 Perbandingan Antara World Tides, TAN dan Admiralty 36 5.6 Kelebihan dan Kekurangan dari Program World Tides, 41 Program TAN dan Admiralty 5.6.1 Program World Tides 41 5.6.2 Program TAN 43 5.6.3 Metode Admiralty 45 BAB VI Kesimpulan dan Saran 46 6.1 Kesimpulan 46 6.2 Saran 47 Daftar Pustaka Lampiran vi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Ilustrasi Gaya yang Dihasilkan oleh Bumi, Bulan dan Matahari 3 Gambar 2.2 Tipe-tipe Pasang Surut 7 Gambar 4.1 Lokasi Kajian 18 Gambar 4.2 Tampilan Program World Tides untuk Menganalisis Data Pasang Surut 19 Gambar 4.3 Flowchart Analisis Harmonik dengan Program TIFA 24 Gambar 4.4 Langkah Perhitungan 15 dan 29 Hari dengan metode Admiralty 25 Gambar 5.1 Hasil Analisis World Tides untuk Lokasi Padang (15 Hari) dengan 7 Komponen 26 Gambar 5.2 Hasil Analisis World Tides untuk Lokasi Padang (30 Hari) dengan 7 Komponen 30 Gambar 5.3 Hasil Analisis TAN untuk Lokasi Padang 33 Gambar 5.4 Hasil Analisis Admiralty 15 Hari untuk Lokasi Padang 34 Gambar 5.5 Hasil Analisis Admiralty 29 Hari untuk Lokasi Padang 35 Gambar 5.6 Tampilan Program World Tides untuk Melakukan Prediksi 41 Gambar 5.7 Perbandingan Antara Data Lapangan dengan Prediksi World Tides Pada Tanggal 1-30 April 1996 untuk Lokasi Bangka 42 vii
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Komponen-komponen pasut utama dan pasut perairan dangkal 5 Tabel 2.1 Komponen yang Diperoleh dari Hasil Perhitungan Periode Sinodik 8 Tabel 4.1 Data yang Digunakan 18 Tabel 4.2 Komponen Berdasarkan Periode Sinodik untuk Lokasi Padang 20 Tabel 4.3 Komponen Berdasarkan Periode Sinodik untuk Lokasi Bangka 20 Tabel 4.4 Komponen Berdasarkan Periode Sinodik untuk Lokasi Pari 21 Tabel 4.5 Komponen Berdasarkan Periode Sinodik untuk Lokasi Benoa 21 Tabel 4.6 Komponen Berdasarkan Periode Sinodik untuk Lokasi Kupang 22 Tabel 5.1 Nilai Error antara Data Lapangan dan Hasil Prediksi 27 Program World Tides untuk Data 15 Hari Tabel 5.2 Nilai Amplitudo dan Phasa untuk Data 15 Hari pada Lokasi Padang dari Hasil 28 Analisis dengan Program World Tides Tabel 5.3 Nilai Error antara Data Lapangan dan Hasil Prediksi 30 Program World Tides Untuk Data 30 Hari Tabel 5.4 Nilai Amplitudo dan Phasa untuk Data 30 Hari pada Lokasi Padang dari Hasil 31 Analisis dengan Program World Tides Tabel 5.5 Nilai Error (%) antara Data Lapangan dan Hasil Prediksi Program TAN untuk 33 Data 30 Hari Tabel 5.6 Nilai Error (%) antara Data Lapangan dan 34 Hasil Prediksi Metode Admiralty untuk Data 15 Hari Tabel 5.7 Nilai Error (%) dari antara Data Lapangan dan 35 Hasil Prediksi Metode Admiralty untuk 29 Hari Tabel 5.8 Tipe Pasang Surut untuk Tiap Lokasi 36 Tabel 5.9 Nilai Amplitudo dan Phasa pada Lokasi Benoa Tanggal 29 September-27 39 Oktober 2004 Tabel 5.10 Selisih Nilai Amplitudo dan Phasa antara Program World Tides, TAN dan 39 Admiralty dengan Hasil Pengolahan Data Dishidros (Admiralty 29 Hari) untuk Lokasi Benoa Tabel 5.11 Perbandingan Nilai Error (%) antara Data Lapangan dan Hasil Prediksi Program 40 World Tides dan Metode Admiralty untuk Data 15 Hari Tabel 5.12 Perbandingan Nilai Error (%)antara Data Lapangan dan Hasil Prediksi Program World Tides, program TAN dan Metode Admiralty untuk Data 30 Hari 40 viii
ix