SATELIT CUACA PENGINDERAAN JAUH SATELIT UNTUK LINGKUNGAN ATMOSFER
Meteorologi laut Nov, 21-22/2014
M. Arif Zainul Fuad Department of Marine Science Brawijaya University
Materi : sesuai Buku Ajar Bab I Bab II Bab III BAB IV BAB V BAB VI BAB VII BAB VIII BAB IX BAB X BAB XI BAB XII
Atmosfer Tekanan Udara Suhu Massa Udara Sirkulasi Umum Atmosfer Awan Presipitasi, Jarak pandang, Kabut Siklon tropis Modifikasi Cuaca Satelit Cuaca Metode Observasi Cuaca Peta dan Simbol Cuaca
Penginderaan Jauh Satelit untuk Lingkungan Atmosfer dicirikan oleh : 1. arah orientasi analisis dari volume data satelit meteorologi dalam jumlah yang besar. 2. Skala observasinya mencakup skala global maupun regional. Skala global mengenai sirkulasi umum didalam sistem atmosfer bumi, Skala regional menekankan pada fenomena yang terjadi pada wilayah yang kecill di bumi dengan jarak 10-100 km, seperti observasi badai tornado.
3.
Interval perekaman yg pendek : ketersediaan data satelit dalam bentuk citra dan bukan citra didapatkan pada interval waktu pendek, memberikan tiga pendekatan : a) b)
c)
interpretasi visual atau dengan bantuan komputer terhadap pola spasial citra dua dimensi analisis matematis dengan pengukuran radiasi bukan citra satu dimensi, untuk memperoleh parameterparameter meteorologi yang diperlukan deteksi pola perubahan fenomena iklim dengan jalan membandingkan data meteorologi satu dimensi atau dua dimensi dengan faktor skala yang menuju pada aplikasi penginderaan
Konsep Dasar inderaja Asas Yang Melandasi Sistem Penginderaan Jauh 1.
Dasar-dasar energi elektromagnetik
E = h×v = h×
c
λ
Asas Yang Melandasi Sistem Inderaja
Asas Yang Melandasi Sistem Inderaja 2. Sumber Energi Elektromagnetik Hukum Stefan Boltzman : Setiap benda yang memiliki suhu diatas 0’ K ( -273’C) akan mengeluarkan radiasi energi karena pergerakan Molekul. Energi yg diradiasikan tergantung SUHU absolut, Emisifitas, dan λ
Asas Yang Melandasi Sistem Inderaja 3. Interaksi energi dengan atmosfer a. Absorption and transmission EM di serap sebagian oleh berbagai molekul atmosfer; O3, H2O, CO2 Tidak seluruh EM dapat masuk ke dalam atmosfer karena absropsi tersebut Hanya beberapa daerah panjang gelombang tertentu : Di daerah visible dan reflected infrared (0.4 – 2 μm= Optical remote sensors 3 daerah di thermal infrared (sekitar 3 μm , 5 μm dan 8- 14 μm)
Atmospheric transmission window
Asas Yang Melandasi Sistem Inderaja b. Atmospheric Scattering (pembiasan oleh atmosfer) Pembiasan oleh atmosfer karena partikel atau molekul gas di atm. Merubah arah gelombang EM Faktor faktor pembiasan : λ, Jumlah partikel dan gas, jarak perjalanan radiasi di atm.
Ada 3 jenis pembiasan 1. Rayleigh Scattering 2. Mie Scattering 3. Non Selective Scattering
Pengelompokan Satelit Berdasarkan Cara Mengorbitnya 1.
Satelit Geostasioner (geostationer satellite) yaitu satelit-satelit yang tetap tinggal pada posisi yang tetap diatas equator hanya mampu merekam wilayah yang sama terus menerus sepanjang hari dengan area liputan yang sangat luas Contoh: satelite-satelit cuaca, seperti GOES dan GMS
2. Satelit Sinkron Matahari (sun-synchronuos satellite) yaitu satelit-satelit yang mengorbit bumi dengan hampir melewati kutub dan memotong arah rotasi bumi. akan selalu berada di atas wilayah yang sama di permukaan bumi, pada waktu lokal yang sama pula Contoh : Landsat, SPOT, NOAA, JERS, MODIS, dll
Beberapa contoh satelit cuaca 1. TIROS-1
(Television & Infra-Red Observation Satellite ):
Satelit Amerika Serikat yang pertama mengorbit dan didesain khusus untuk memotret dan memonitor kondisi di permukaan dan di atas bumi diluncurkan pada 1April 1 1960.
Satelit TIROS-1 dalam orbitnya
pemotretan pertama, 1 April 1960
contoh satelit cuaca 2. GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite) Merupakan jaringan global satelit cuaca yang ditempatkan dengan jarak ± 70° bujur dan mengorbit pada ketinggian ± 36.000 km. GOES meng-indera seluruh belahan bumi, sehingga frekuensi ulangnya hanya dibatasi oleh waktu yang diperlukan untuk ‘memotret’ dan mengirimkan gambar Citra GOES dibuat 2x tiap jam, pada; 1. Saluran tampak (0,55-0,7 µm) bekerja selama siang hari 2. Saluran infrared thermal (0,55-0,7 µm) bekerja pada siang dan malam hari Sampai saat ini GOES telah memiliki seri sampai sebelas
contoh satelit cuaca
No Kanal 1 2 3 4
Panjang gelombang (µm) 0.58 – 0.68 (wilayah spektrum sinar tampak) 3.9 6.7 12
Kegunaan Deteksi distribusi awan secara global Deteksi kebakaran hutan Deteksin penguapan air Deteksi gumpalan awan
contoh satelit cuaca 3. Satelit NOAA/AVHRR (National Oceanic and Atmospheric Administration)
NOAA/AVHRR merupakan pengembangan dari satelit cuaca TIROS. Melintas bumi melewati kutub utara dan kutub selatan bumi (Polar Orbital Satellite) dan memantau setengah luas wilayah Indonesia (P= 2997 km, L= 5106 km).
Dua arah lintasan NOAA : 1) Ascending : bergerak dari Selatan ke Utara pada orbitnya disatu sisi bumi (sore) 2) Descending : bergerak dari Utara ke Selatan pada sisi bumi yang lain (pagi)
Data observasi dari satelit NOAA menyajikan liputan harian (spektrum tampak) dan 2x sehari (infrared thermal)
contoh satelit cuaca Seri-seri dari satelit NOAA dioperasikan oleh negara Amerika Serikat, dimana masing-masingnya membawa sensor AVHRR (the Advanced Very High Resolution Radiometer). Sensor ini dapat mengoleksi data global secara harian untuk aplikasi di daratan, laut dan atmosfer. Aplikasi umum : deteksi kebakaran hutan, analisa vegetasi, analisa dan peramalan cuaca, penelitian dan prediksi klimatologi, pengukuran suhu permukaan laut global, penelitian dinamika lautan dan kegunaan dalam SAR (search and rescue)
contoh satelit cuaca
contoh satelit cuaca 4. Satelit NIMBUS Sensor dari satelit ini terdiri dari berbagai radiometer termal multi saluran dan radiometer gelombang mikro. Kebanyakan saluran yang digunakan dengan spektrum yang sangat sempit untuk mempertajam deteksi beda pantulan air. digunakan dalam pemetaan: es di laut, suhu vertikal, distribusi global CO, sifat khas spektral timbunan es, konsentrasi aerosol, O3, H2O, NO2 dan HNO3.
contoh satelit cuaca 5.
Satelit Terra/Aqua-MODIS
(Moderate Resolution Imaging
Spectroradiometer)
Terra (EOS AM-1), yang diluncurkan pada 18 Desember 1999, dan Aqua (EOS PM-1) (pictured right), yang diluncurkan pada 4 Mei 2002. MODIS meng-observasi hampir semua permukaan bumi setip harinya. Data diperoleh melalui spektrum kanal sejumlah 36 kanal dengan daerah sapuan mencapai 2330 km. Data MODIS menyajikan dinamika global yang terjadi didaratan, lautan dan dibawah atmosfer.
contoh satelit cuaca
Pembentukan awan spiral yang dideteksi dengan satelit MODIS dengan covered area 700 km
Indonesia ? Palapa 1, 2, B , Telkom INASAT-1 (2006) LAPAN -TUBSAT (2007) LAPAN A-2 : Uji getaran, Agst 2012
Aplikasi Satelit Cuaca 1. Klasifikasi awan Citra satelit merekam pola awan, dari pola itu dapat menyusun struktur tiga dimensi tentang bidang tekanan dan angin. Hal ini memakai empat faktor. a) awan merupakan nada dari kondisi stabil di atmosfer. langit yang bebas awan diasosiasikan dengan kondisi antisiklonik atau pengaruh dari udara kontinentel yang sangat kering, mendung pada wilayah yang luas menunjukkan ketidakstabilan.
b) gerakan relatif scr vertikal atau horisontal di troposfer dapat mempengaruhi pola awan; gerakan horisontal kecil diasosiasikan dengan pola awan berbentuk sel, bercak (mottling) gerakan vertikal kuat ditunjukkan dengan sel awan atau garisgaris awan memanjang.
Aplikasi Satelit Cuaca c) awan yang berlapis kompleks dan kuat seringkali dihasilkan sepanjang wilayah yang berhubungan dan bercampur antara alur-alur udara yang memiliki temperatur berbeda dan atau karakteristik kelembapan. Bila awan pada level berbeda dapat dibedakan maka variasi arah dan kecepatan aliran udara pada level berbeda di troposfer dapat dideteksi.
d) modifikasi di dalam massa udara dan alur udara disebabkan oleh adanya topografi, dasar sehingga membuat perbedaan dalam pola awan diatas permukaan darat dan laut
Aplikasi Satelit Cuaca 2. Estimasi Hujan Citra satelit tampak dan inframerah termal dari awan merupakan alat untuk memprakirakan hujan. asumsi : kecerahan awan tinggi yang diamati pada citra umumnya tampak menunjukkan probabilitas hujan lebih besar dan temperatur puncak awan rendah, deteksi dari citra inframerah juga berartikemungkinan hujan yang lebih besar.
Metode penaksiran hujan menggunakan citra tampak atau inframerah dikelompokkan menjadi dua; (1) metode indeks awan tidak tergantung waktu, Metode indeks awan memerlukan identifikasi tipe awan dan luas untuk menaksir jumlah hujan, mengasumsikan intensitas atau probabilitas hujan tertentu berasosiasi dengan setiap tipe awan.
(2) metode riwayat hidup (life history) tergantung waktu.
Aplikasi Satelit Cuaca 3. Prediksi Badai fenomena cuaca skala Meso (menengah) seperti tornado, hujan badai lebat, hujan es disertai angin ribut, angin ribut atau topan. hujan badai lebat sering terbentuk dalam garis awan lurus atau garis awan berbentuk lengkung. terjadinya cuaca hebat seperti tornado, angin tinggi dan hujan es dilapangan sangat berkorelasi dengan tingkat peekembangan vertikal dan suhu puncak awan yang menunjukkan kenaikan intensitas konveksi. elemen cuaca hebat cenderung memiliki temperatur puncak awan minimum dingin dan tingkat pertambahan besar.
Aplikasi Satelit Cuaca 4. Analisis dan Prakiraan Cuaca Analisis perkembangan cuaca dari waktu ke waktu
Terima Kasih Minggu depan :
Metode Observasi Cuaca
