TUGAS 03 Penentuan Nilai Sea Surface Height (SSH) dan Sea Level Anomaly(SLA) Nama : Muhammad Nahdi Febriansyah NRP : 03311640000047 Kelas : Satelit Altimetri Dosen Pengampu : Dr. Eko Yuli Handoko, ST, MT. Tanggal Pengumpulan : 29 April 2019 DEPARTEMEN TEKNIK GEOMATIKA FAKULTAS TEKNIK SIPIL, LINGKUNGAN, DAN KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2019 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena dengan limpahan karunia dan nikmatnya kami dapat menyelesaikan Laporan Praktikum Satelit Altimetri ini dengan tepat waktu. Laporan ini dibuat guna memenuhi tugas mata kuliah Satelit Altimetri. Selesainya laporan ini tidak lepas dari berbagai pihak, oleh karena itu kami mengucapkan banyak terimakasih kepada : 1. Tuhan yang memberikan kami kesehatan serta kesempatan untuk membuat laporan ini, 2. Bapak Dr. Eko Yuli Handoko, ST, MT selaku dosen mata kuliah Aanalisa Informasi Geospasial, 3. Semua pihak yang telah membantu menyelesaikan laporan ini yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu. Kami sadar laporan ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu kami sangat mengharapkan kritik serta saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan laporanlaporan selanjutnya. Semoga laporan ini dapat berguna dan bermanfaat untuk pengembangan ilmu pengetahuan bagi kita semua. Surabaya, 14 April 2019 Penyusun i DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ......................................................................................................... i DAFTAR ISI ........................................................................................................................ ii BAB I PENDAHULUAN .................................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang..................................................................................................... 1 1.2 Tujuan .................................................................................................................. 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................... 2 2.1 Satelit Altimetri ................................................................................................... 2 2.2 Sea Surface Height (SSH) ................................................................................... 3 2.3 Sea Level Anomaly (SLA) .................................................................................. 3 2.4 Jason-1 ................................................................................................................. 3 2.5 BRAT Broadview Radar Altimetry Toolbox ...................................................... 5 BAB III METODOLOGI PRAKTIKUM ......................................................................... 6 3.1 Alat dan Bahan .................................................................................................... 6 3.2 Diagram Alir ........................................................................................................ 6 3.3 Langkah- Langkah Praktikum ............................................................................. 7 BAB IV HASIL DAN ANALISA ....................................................................................... 11 4.1 Hasil dan Analisa ................................................................................................. 11 BAB V KESIMPULAN ....................................................................................................... 13 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................... 14 ii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Sebagai Negara kepulauan terbesar di dunia, Indonesia memiliki 17.499 pulau dari Sabang hingga Merauke. Luas total wilayah Indonesia adalah 7,81 juta km2 yang terdiri dari 2,01 juta km2 daratan, 3,25 juta km2 lautan, dan 2,55 juta km2 Zona Ekonomi Eksklusif (ZEE), serta dengan panjang garis pantai 108.000 km. Merupakan suatu Negara dengan wilayah yang luas dari pada daratan yang luas, maka dari Indonesia disebut sebagai Negara Maritim. Maka dari itu diperlukan system satelit untuk medapatkan data yang dibutuhkan untuk mempelajari fenomena lautan. Maka diluncurkan beberapa satelit sesuai tujuan mempelajari dinamika lautan yaitu satelit altimetri. Satelit Altimetri mulai berkembang sejak tahun 1973, saat peluncuran Satelit Skylab oleh NASA. Satelit Altimetri pada prinsipnya mempunyai tujuan memahami secara lebih mendalam system iklim global serta peran yang dimainkan oleh lautan di dalamnya, yang kemudian dijabarkan sebagai berikut: • Mengamati sirkulasi lautan secara global • Memantau volume dari lempengengan es kutub • Mengamati perubahan muka laut rata-rata secara global Dengan kemampuannya mengamati topografi dan dinamika dari permukaan laut secara kontinyu, maka satelit altimetry tidak hanya bermanfaat untuk perubahan muka laut rata-rata, tetapi juga bermanfaat untuk aplikasi geodetic dan oceanografi seperti: • • • • • • • • • • Penentuan Sea Surface Height (SSH) dan Sea Level Anomaly (SLA) Penentuan topografi permukaan laut (SST) dan es Penentuan geoid di wilayah lautan Penentuan karakteristik arus dan eddies Penentuan tinggi dan panjang gelombang Studi Pasang surut di lepas pantai Penentuan kecepatan angina di permukaan laut Penentuan batas wilayah laut dan es Studi fenomena El Nino Unifikasi datum tinggi antar pulau 1.2 Tujuan Tujuan dari praktikum ini adalah sebagai berikut: a) Menentukan Sea Surface Height (SSH) Sea Level Anomaly (SLA) pada Indonesia b) Mengaplikasi keilmuan tentang satelit altimetry menggunakan softwar BRAT 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Satelit Altimetri Satelit Altimetri diperlengkapi dengan pemancar pulsa radar (transmiter),penerima pulsa radar yang sensitif (receiver), serta jam berakurasi tinggi. Padasistem ini, altimeter radar yang dibawa oleh satelit memancarkan pulsa-pulsa gelombang elektromagnetik (radar) kepermukaan laut. Pulsa-pulsa tersebut dipantulkan balik oleh permukaan laut dan diterima kembali oleh satelit. Informasi utama yang ingin ditentukan dengan satelit altimetri adalah topografi dari muka laut. Hal ini dilakukan dengan mengukur ketinggian satelit di atas permukaan laut dengan menggunakan waktu tempuh dari pulsa radar yang dikirimkan kepermukaan laut, dan dipantulkan kembali ke satelit. Gambar 1. Satelit Altimetri (Fu and Cazenave, 2011) Untuk mengeliminasi efek dari gelombang serta gerakan muka laut berfrekuensi tinggi lainnya, jarak ukuran adalah jarak rata-rata dalam daerah footprint. Dari data rekaman waktu tempuh sinyal kita dapat menentukan posisi vertikal permukaan laut, topografi muka laut (SST), Undulasi Geoid, Topografi es, lokasi dan kecepatan arus laut. Dari data amplitudo gelombang pantul kita dapat memperoleh informasi mengenai kecepatan angin sepanjang permukaan groundtrack satelit, dan batas laut serta es. Sementara itu dari data bentuk dan struktur muka gelombang pantul kita dapat melihat tinggi gelombang, panjang gelombang dominan, informasi termoklin, dan kemiringan lapisan es. 2 2.2 Sea Surface Height (SSH) Sea Surface Height (SSH) didefinisikan sebagai tinggi permukaan laut dihitung dari ellipsoid referensi. SSH bermanfaat untuk menentukan geoid, topografi dinamik muka airlautdanperhitunganperubahantinggimukaairlaut. SSH= H – R – Rkoreksi SSH = H – R – Rdry – Rwet – Riono – RSSB – RDAC – Rtides – RMSS dimana : H = tinggi satelit di atas elipsoid (m) R = tinggi satelit altimeter di atas muka laut (m) Rkoreksi = total koreksi (mm) Rwet = koreksi troposfer basah (mm Rdry = koreksi troposfer kering (mm) Riono = koreksi ionosfer (mm) RSSB = koreksi bias permukaan laut (mm) Rtides = koreksi efek pasang surut laut (mm) → yang terdiri dari Ocean tides, Solid Earth tides, Pole tides,dan load tides RDAC = koreksi dinamika lapisan atmosfer (mm) RMSS = reduksi tinggi geoid atau mean sea surface (mm) 2.3 Sea Level Anomaly (SLA) Sea Level Anomaly (SLA) adalah didefinisikan sebagai tinggi permukaan laut di atas permukaan geofisik dikurangi efek geofisik seperti pasang surut, pengaruh tekanan atmosfer, dan efeklainnya. Perubahan permukaan laut ini Dihitung dari permukaan ellipsoid, dan telah dikurangi dengan nilai Mean Sea Surface. Perhitungan SLA : SLA = H – R – Rdry – Rwet – Riono – RSSB – RDAC – Rtides – RMSS 2.4 Jason-1 Jason-1 merupakan misi gabungan Badan Antariksa Prancis, "Centre National d'Etudes Spatiales" (CNES) dan Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional (NASA) Amerika Serikat untuk mempelajari sirkulasi global dari ruang angkasa. Misi tersebut menggunakan teknik altimetri satelit untuk melakukan pengamatan permukaan laut yang akurat dan akurat selama beberapa tahun. Jason-1 diluncurkan pada 7 Desember 2001 dan dinonaktifkan pada 21 Juni 2013.Jason-1 adalah satelit lanjutan dari misi TOPEX / POSEIDON (T / P) yang sangat sukses. Tujuan utama dari misi ini adalah untuk mengukur topografi permukaan laut 3 setidaknya pada tingkat kinerja T / P yang sama. Ini memberikan serangkaian waktu pengukuran berkelanjutan yang akurat dari topografi laut tempat para ilmuwan dapat menentukan sirkulasi umum lautan dan memahami perannya dalam iklim Bumi. Selain produk data Jason-1 IGDR dan GDR utama yang disediakan dengan latensi 2-3 dan 30 hari, masing-masing, Jason-1 juga mendukung persiapan layanan laut operasional dengan menyediakan waktu-dekat-waktu-nyata yang tidak divalidasi (3 jam latensi) produk data Jason-1, Operational Sensor Data Record (OSDR). Jason-1 adalah yang pertama dari serangkaian satelit dua puluh tahun yang mengambil alih dari T / P, menandai dimulainya altimetri satelit operasional. Misi Jason-1 mendukung program penelitian baru seperti Program Variabilitas Iklim dan Prediktabilitas (CLIVAR) dan Eksperimen Asimilasi Data Lautan Global (GODAE). Payload Jason-1 (lihat Gambar 2) termasuk komponen berikut: • Altimeter (Poseidon-2), disediakan oleh CNES - instrumen misi utama • Microwave Radiometer (JMR), yang disediakan oleh NASA - untuk mengoreksi pengukuran altimeter untuk penundaan rentang atmosfer yang disebabkan oleh uap air • Sistem DORIS penentuan posisi radio, yang disediakan oleh CNES - untuk penentuan orbit presisi menggunakan stasiun bumi khusus • Laser Reflector Array (LRA), yang disediakan oleh NASA - untuk mengkalibrasi sistem penentuan orbit • Turbo Rogue Space Receiver (TRSR), yang disediakan oleh NASA - untuk memberikan data posisi tambahan kepada DORIS dalam mendukung fungsi POD dan untuk meningkatkan dan / atau meningkatkan model medan gravitasi Gambar 2. Komponen utama dari satelit Jason-1 4 Fitur utama dari satelit Jason-1 dirangkum dalam tabel berikut: 2.5 BRAT Broadview Radar Altimetry Toolbox Broadview Radar Altimetry Toolbox (BRAT) adalah kumpulan alat dan dokumen tutorial yang dirancang untuk memfasilitasi pemrosesan data altimetri radar. BRAT mampu menangani sebagian besar format data altimetri radar yang terdistribusi, menyediakan dukungan untuk menelan, memproses, mengedit (sampai batas tertentu), menghasilkan statistik, memvisualisasikan, dan mengekspor hasilnya. BRAT terdiri dari beberapa modul yang beroperasi pada berbagai tingkat abstraksi. Modul-modul ini dapat berupa aplikasi Graphical User Interface (GUI), alat baris perintah, antarmuka ke aplikasi yang ada (seperti IDL dan MATLAB) atau antarmuka program aplikasi (API) ke bahasa pemrograman seperti C, Fortran dan Python. Fungsi utama BRAT adalah: • Impor Data dan Tampilan Cepat: alat dasar untuk mengekstraksi data dari format standar dan menghasilkan gambar tampilan cepat. • Ekspor Data: output data ke format biner netCDF, file teks ASCII, atau GeoTiff + GoogleEarth (ekspor KMZ / KML); gambar raster (PNG, JPEG, BMP, TIFF, dan PNM) dari visualisasi dapat disimpan. • Statistik: perhitungan parameter statistik dari data. • Kombinasi: perhitungan rumus yang melibatkan kombinasi bidang data (dan penyimpanan rumus tersebut). • Resampling: pengambilan sampel data secara berlebihan dan kurang; binning data. • Pengeditan Data: pemilihan data menggunakan kriteria sederhana, atau kombinasi kriteria (yang juga dapat disimpan). • Pertukaran: pengeditan dan kombinasi data dapat dipertukarkan antara pengguna. • Visualisasi Data: menampilkan hasil, dengan preferensi yang ditentukan pengguna. Penampil memungkinkan pengguna untuk menampilkan data yang disimpan dalam format internal (netCDF). • Unduh dan sinkronisasi berkala produk satelit dengan basis data RADS. 5 BAB III METODOLOGI PRAKTIKUM 3.1 Alat dan Bahan Alat dan bahan yang dipakai adalah: • Laptop • Mouse • Software BRAT • File data Cycle pass Ascending dan Descending Satelit Altimetry Jason-1 di Indonesia 3.2 Diagram Alir Mulai Pengambila data cycle Jason -1 Studi Literatur Pengolahan Data Export data ke ASCII Nilai SSH dan SLA Selesai Keterangan: 1. Pengambilan Data Download data dengan FileZilla dengan host podaac-ftp.jpl.nasa.gov. Data yang diambil adalah Cycle pada Jason-1 selama setahun pada 2002 pada pass Indonesia. 6 2. Pengolahan Data Data Cycle yang telah di download, diolah menggunakan Software BRAT Broadview Radar Altimetry Toolbox. Dengan filter Longitude 90 sampai 140 dan Latitude -20 sampai 20. 3. Export Data Mengubah data menjadi format .txt dengan mendapat nilai besaran SSH dan SLA sesuai koordinat Longitude dan Latitude. 3.3 Langkah Pengerjaan Berikut langkah-langkah pengerjaan: 1. Buka Software BRAT→User Interface 7 2. Create a new workspace 3. Pada Workspace Dialog, beri nama file dan lokasi file yang akan disimpan. 8 4. Buat New Dataset, pada jendela New Dataset beri nama dataset 5. Ulangi langkah 4. untuk Cycle selama satu tahun, yaitu Cycle 11 sampai Cycle 47 (c011-c047). Sehingga seperti dibawah ini. 6. Buat New Directory, pilih File sesuai Dataset yang telah dibuat. 9 7. Pilih tab Filter. Set parameter pada kolom seperti gambar dibawah ini: 8. Buka tab Operation. Pada praktikum ini saya menggunakan Advanced • Buat Operation • Pada Data Expressions X→Longitude, Y→Latitude. Dan Data→SSHA dan SLA (Insert Empty Expression) • Export Operation→Export data menjadi ASCII 10 BAB IV HASIL DAN ANALISA 4.1 Hasil dan Analisa Lokasi praktikum pada tugas ini adalah di perairan Indonesia yang terletak pada koordinat geografis dengan batas Latitude -20 sampai 20, dan Longitude 90 sampai 145. Data yang digunakan adalah data cycle tahun 2002, dengan pass Ascending dengan angka ganjil yaitu: 103,179, 1, 77, 153, 229,51, 127, 203, 25, 101, 177, 253 75, 151, 227. Sedangkan pass Descending dengan angka genap yaitu: 14, 90, 192, 166, 242, 64, 140, 216, 38, 114, 190, 12, 88, 164,240, 62. Hasil dari rata-rata setiap cycle nilai Sea Surface Hight (SSH) dan Sea Level Anomaly (SLA) pada tabel berikut ini: Cycle 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 SSH 0.007534899 0.005401232 0.002166317 0.006782275 0.002383228 0.000989348 0.011149157 -0.000934224 -0.002089972 0.007564101 0.008195523 0.007148023 0.002947748 -0.005391314 -0.015816854 -0.007946474 11 SLA 0.016333761 0.024450466 0.011001304 0.024736012 0.018625096 0.015064327 0.024734982 0.008992044 0.008611901 0.021044698 0.016483535 0.020100325 0.015689755 0.013244640 -0.000704156 0.014238339 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 -0.005202527 -0.009061596 -0.004663441 -0.013175760 -0.005732431 0.004586515 -0.001206716 -0.001856587 0.005624952 0.006895474 -0.008945447 -0.008431461 0.002118459 0.006400489 -0.000663239 -0.005511705 -0.003344738 -0.009245226 -0.002087963 -0.009625825 -0.013020794 0.011852299 -0.009103130 0.011578363 -0.007109214 0.009803853 0.013087828 0.020202761 0.009153119 0.032426962 0.017264045 0.002136710 -0.000161282 0.022902484 0.012651577 0.008979649 0.008601997 0.010749010 0.005658852 0.004356305 0.001931091 -0.008448471 Grafik Nilai SSH dan SLA 0.040000000 0.030000000 0.020000000 0.010000000 0.000000000 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 -0.010000000 -0.020000000 SSH SLA Dari tabel dan grafik diatas didapat nilai SSH minimum sebesar -0.015816854, maksimum sebesar 0.011149157. Sedangkan nilai SLA minimum sebesar -0.009103130 dan nilai maksimum sebesar 0.032426962 12 BAB V KESIMPULAN Pada Praktikum ini menggunakan data Cycle Satelit Altimetri tahun 2002, dengan pass Ascending dengan angka ganjil yaitu: 103,179, 1, 77, 153, 229,51, 127, 203, 25, 101, 177, 253 75, 151, 227. Sedangkan pass Descending dengan angka genap yaitu: 14, 90, 192, 166, 242, 64, 140, 216, 38, 114, 190, 12, 88, 164,240, 62. Didapat nilai SSH minimum sebesar -0.015816854, maksimum sebesar 0.011149157. Sedangkan nilai SLA minimum sebesar -0.009103130 dan nilai maksimum sebesar 0.032426962 13 DAFTAR PUSTAKA Kusumawardhana, Dwipayana. 2012. Analisa Sea Level Anomaly Menggunakan Retracking Waveforms dari data Satelit Altimetri Jason-2 (Studi Kasus: Pesisir Pulau Bali). Surabaya: Teknik Geomatika FTSP ITS Raharjanto, Lukman. STUDI PASANG SURUT DI PERAIRAN INDONESIA DENGAN MENGGUNAKAN DATA SATELIT ALTIMETRI JASON-1. Surabaya: Teknik Geomatika FTSP ITS Wuriatmo, Hastho. 2011. Analisa Sea Level Rise Dari data Satelit Altimetri TOPEX/POSEIDON, JASON-1 DAN JASON-2 di Perairan Laut Pulau Jawa Periode 2000-2010. Surakarta: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam UNS Anonym.2016. Handbook Jason-1v5.1 April2016. 14
