ANALISIS HARMONIK GELOMBANG PASANG SURUT DAN GELOMBANG PERMUKAAN DI TELUK PALABUHANRATU
DENNY SAHALA SERI
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Harmonik Gelombang Pasang Surut dan Gelombang Permukaan di Teluk Palabuhanratu adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Maret 2014 Denny Sahala Seri NIM C54090037
ABSTRAK DENNY SAHALA SERI. Analisis Harmonik Gelombang Pasang Surut dan Gelombang Permukaan di Teluk Palabuhanratu. Dibimbing oleh AGUS S ATMADIPOERA dan YULI NAULITA. Gelombang laut seperti pasang surut dan gelombang permukaan mempengaruhi banyak kegiatan di laut dan pesisir pantai. Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis komponen pasang surut dan energi densitas gelombang permukaan serta kaitannya terhadap pola musiman. Perekaman pasang surut dan gelombang permukaan dilakukan di perairan sekitar Sangrawayang, Palabuhanratu dengan menggunakan RBR TWR-2050. Data hasil perekaman diolah dengan menggunakan metode analisis harmonik kuadrat terkecil untuk data pasut dan analisis distribusi dan variabilitas musiman data gelombang permukaan. Hasil analisis harmonik pasang surut didapatkan jenis pasang surut di Teluk Palabuhanratu adalah pasang surut campuran dominan ganda dengan nilai Formzahl 0.89. Analisis gelombang permukaan menunjukkan tinggi gelombang berkisar antara 0.17 - 0.77 meter dengan periode gelombang dominan antara 10 15 detik yang dikategorikan sebagai alun. Perbandingan dengan data gelombang dari Jason-2 menunjukkan adanya keterkaitan dengan pola musiman, dimana pada musim timur trend tinggi gelombang lebih tinggi dibandingkan dengan musim barat. Kata kunci: Palabuhanratu, harmonik, pola musiman.
pasang surut, gelombang permukaan, analisis
ABSTRACT DENNY SAHALA SERI. Tidal Harmonic Analysis and Surface Wave in Palabuhanratu Bay. Supervised by AGUS S ATMADIPOERA and YULI NAULITA. Ocean waves such as tides and surface waves affect many activities in marine and coastal area. The purposes of study are to analyze tidal harmonic constituents and wave energy density along with it association with seasonal pattern. Tidal and surface waves measurement held around Sangrawayang, Palabuhanratu using RBR TWR-2050. Recorded data processed utilizing harmonic analysis least square method for tidal wave and distribution and seasonal variability of surface wave. Tidal harmonic analysis show a mixed tides prevailing semidiurnal with Formzahl number is 0.89. Analysis of surface waves shows the wave height ranged between 0.17 - 0.77 meter with dominant period between 10 -15 second categorized as swell. Comparison with Jason-2’s sea surface wave shows there is an association with a seasonal pattern in which the east monsoon wave height trend is higher than the west monsoon. Keywords: Palabuhanratu, tidal, surface waves, harmonic analysis, seasonal
pattern.
ANALISIS HARMONIK GELOMBANG PASANG SURUT DAN GELOMBANG PERMUKAAN DI TELUK PALABUHANRATU
DENNY SAHALA SERI
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Ilmu Kelautan pada Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
Judul Skripsi: Analisis Harmonik Gelombang Pasang Surut dan Gelombang Permukaan di Teluk Palabuhanratu. Nama : Denny Sahala Seri NIM : C54090037
Disetujui oleh
Dr. Ir. Agus S. Atmadipoera, DESS Pembimbing I
Dr. Ir. Yuli Naulita, MSi Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, MSc Ketua Departemen
Tanggal Lulus: 19 Februari 2014
Judul Skripsi : Analisis Hannonik Gelombang Pasang Surut dan Gelombang Pennukaan di Teluk Palabuhanratu . Nama : Denny Sahala Seri NIM : C54090037
Disetujui oleh
Jti1:-
Dr. I . A us S. Atmadi oera DESS Pembimbing I
Tanggal Lulus: 19 Februari 2014
Dr. Ir.
yut4ulita, MSi Pembimbing II
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan YME atas segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian ini adalah gelombang, dengan judul Analisis Harmonik Gelombang Pasang Surut dan Gelombang Permukaan di Teluk Palabuhanratu. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Agus S. Atmadipoera, DESS dan Ibu Dr. Ir. Yuli Naulita, M.Si selaku pembimbing yang telah banyak membimbing dalam penulisan karya ilmiah ini. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada Ibu Nur Azmi R. Setyawidati dan tim dari PRPT yang telah banyak membantu dalam proses pengambilan data di lapangan. Ungkapan terima kasih juga tidak lupa disampaikan kepada orangtua dan seluruh rekan di Laboratorium Oseanografi Fisika dan Departemen ITK yang telah memberikan banyak saran dalam pengolahan data, doa dan dukungannya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Maret 2014 Denny Sahala Seri
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL................................................................................................ iv DAFTAR GAMBAR........................................................................................... iv DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................ iv PENDAHULUAN............................................................................................... 1 Latar Belakang.............................................................................................. 1 Tujuan Penelitian.......................................................................................... 1 METODE............................................................................................................. 1 Waktu dan Tempat Penelitian........................................................................ 1 Data............................................................................................................... 2 Pengolahan dan Analisis Data....................................................................... 3 HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................................ 5 Gelombang Pasang Surut.............................................................................. 5 Gelombang Permukaan................................................................................. 9 SIMPULAN DAN SARAN.................................................................................13 Simpulan....................................................................................................... 13 Saran............................................................................................................. 13 DAFTAR PUSTAKA...........................................................................................13 LAMPIRAN.........................................................................................................16 RIWAYAT HIDUP............................................................................................... 18
DAFTAR TABEL Jenis pasang surut berdasarkan bilangan Formzahl............................................. 4 Amplitudo dan fase komponen harmonik di Stasiun Sangrawayang................. 7 Amplitudo dan fase komponen harmonik pasut di stasiun Loji, TPI Palabuhanratu, dan Cibangban (Palit, 1992)................................................. 7
DAFTAR GAMBAR Peta lokasi kegiatan penelitian............................................................................. 2 Diagram alir pengolahan dan analisis data.......................................................... 5 Kurva pola pasang surut 21 November - 5 Desember 2012................................ 6 Grafik konstanta pasang surut signifikan stasiun Sangrawayang........................ 8 Arah perambatan pasang surut di Teluk Palabuhanratu....................................... 9 Grafik distribusi tinggi dan periode gelombang 1/3............................................ 9 Grafik distribusi tinggi dan periode gelombang maksimal..................................10 Grafik tinggi dan periode gelombang 1/3 terhadap energi.................................. 10 Grafik tinggi dan periode gelombang maksimum terhadap energi......................11 Grafik distribusi tinggi gelombang satelit Jason-2.............................................. 12 Grafik tinggi gelombang bulanan 2009 - 2012.................................................. 12
DAFTAR LAMPIRAN Langkah kerja ekstraksi data altimetri Jason-2 pada BRAT................................ 16 Syntax MATLAB t_tide....................................................................................... 16
PENDAHULUAN Latar Belakang Perairan Teluk Palabuhanratu merupakan perairan yang terletak di selatan Jawa Barat. Perairan ini berhubungan langsung dengan Samudera Hindia sehingga karakteristik oseanografi perairannya dipengaruhi oleh karakteristik oseanografi perairan Samudera Hindia (Nugraha dan Surbakti 2009). Karakteristik oseanografi yang dipengaruhi diantaranya adalah pasang surut dan gelombang permukaan yang dikaji dalam studi ini. Gelombang laut merupakan fenomena undulasi permukaan laut dan umumnya diklasifikasikan berdasarkan gaya pembangkitnya. Pasang surut merupakan fenomena gelombang laut yang dibangkitkan oleh gaya tarik menarik antara benda-benda angkasa terhadap massa air di bumi secara periodik dengan panjang gelombang hingga ribuan kilometer (Pariwono 1989). Gelombang pasang surut dipengaruhi oleh batimetri dan kondisi meteolorogi selama penjalarannya dan gelombang permukaan umumnya disebabkan oleh alih energi dari angin menuju permukaan laut (Stewart 2008). Analisis kedua jenis gelombang diperlukan untuk berbagai kegiatan di laut dan pesisir pantai. Metode analisis pasang surut didasarkan pada perhitungan gerak sistem bumi, bulan dan matahari sebagai gaya penggerak pasang surutnya. Metode analisis yang umum digunakan adalah metode analisis harmonik yang didasarkan pada tinggi muka laut yang dianggap sebagai superposisi dari sejumlah gelombang komponen harmonik pasut yang kecepatan sudut serta fasenya dapat dihitung berdasarkan parameter astronomis (Pugh 1987). Metode analisis gelombang permukaan menggunakan analisis sebaran distribusi tinggi gelombang untuk mengetahui keterkaitan gelombang dengan pengaruh musiman. Tujuan Penelitian 1. 2.
Kegiatan penelitian ini bertujuan untuk: Menganalisis komponen pasang surut menggunakan metode analisis harmonik kuadrat terkecil dan perambatan pasang surut di Teluk Palabuhanratu. Menganalisis distribusi parameter tinggi, periode dan energi gelombang permukaan, jenis gelombang dan keterkaitannya dengan pengaruh musiman.
METODE Waktu dan Tempat Penelitian Kegiatan perekaman dan pengambilan data dilakukan selama 2 minggu terhitung dari tanggal 21 November 2012 - 5 Desember 2012 berlokasi di Desa
2
Sangrawayang, Palabuhanratu (Gambar 1). Kegiatan pengolahan data serta analisis dilaksanakan di Laboratorium Oseanografi Fisika, Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, FPIK, IPB dari tanggal 15 September 2013 - 5 November 2013.
Gambar 1. Peta lokasi kegiatan penelitian. Data Pre-processing Data Data penelitian ini adalah data perekaman instrumen Tide and Wave Logger RBR TWR-2050, data komponen harmonik pasang surut di tiga lokasi berbeda di Palabuhanratu dari pengamatan selama 30 piantan (Palit 1992) dan data satelit altimetri Jason-2 (Gambar 1). Instrumen perekaman diletakkan di perairan Desa Sangrawayang dari tanggal 21 November 2012 - 5 Desember 2012
3
pada koordinat 7o4’49.98” LS, 106o30’54.7” BT. Interval perekaman tiap 5 menit untuk data pasang surut dan 10 menit data gelombang dengan masing-masing sampling rate 4 Hz dan burst length data gelombang 1024. Data kemudian diunduh dari instrumen dan dikonversi dari format hex menjadi txt. Data keluaran berformat txt ini menghasilkan dua file yang berbeda yakni pasang surut dan tinggi gelombang signifikan. Data satelit altimetri yang digunakan adalah data tinggi gelombang signifikan dari Jason-2 lajur 229 band Ku dengan rentang waktu data dari 20092012 dengan interval tiap siklus adalah 10 hari. Data diunduh dari situs ftp://avisoftp.cnes.fr/AVISO/pub/jason-2/gdr_d/ dengan format NetCDF (Network Common Data Format) yang kemudian diekstraksi dan dikonversi menjadi format txt dengan perangkat lunak Basic Radar Altimetri Toolbox (Lampiran 1). Hasil ekstraksi kemudian disortir dan diambil data pada segmen 6o80’ LS - 7o30’ LS sebagai contoh pembanding. Pengolahan dan Analisis Data Data Pasang Surut dan Analisis Harmonik Kuadrat Terkecil Data pasang surut hasil keluaran dari instrumen pengukuran merupakan nilai fluktuasi tekanan di kolom perairan yang kemudian dikonversi ke dalam satuan meter dan dirata-ratakan menjadi nilai acuan yang digunakan untuk mengurangi nilai fluktuasi tekanan. Data ini yang kemudian digunakan sebagai masukan pada piranti lunak MATLAB t_tide (Lampiran 2) untuk pengolahan analisis harmonik kuadrat terkecil (Pawlowicz et al. 2002). Metode analisis harmonik menghasilkan nilai amplitudo dan fase dari konstanta pasang surut yang diinginkan. Nilai konstanta yang didapat digunakan untuk merekonstruksi/memprediksi pasang surut di daerah tersebut dan apabila hasil rekonstruksi dikurangi terhadap data deret waktu hasil pengamatan maka didapat residu (Emery dan Thomson 2004). Secara teoritis apabila dari suatu data deret waktu dari x(tn) dengan n=1,2,...,N dan frekuensi M akan ditentukan konstanta harmonik Aq dan Bq maka digunakan persamaan 1.
M x(t n ) x C q cos ( 2 πf q t n φq ) xr (t n ) (1) q 1 dimana x(t) adalah nilai rata-rata perekaman, xr adalah porsi residual dari data deret waktu, tn = nΔt, dan Cq, fq dan Φq adalah amplitudo, frekuensi, dan fase. Kemudian diasumsikan frekuensi memiliki bentuk fq = q/NΔt sehingga 2πfqtn = 2πqn/N sehingga persamaan 1 dapat dinyatakan sebagai berikut. M x(t n ) x Aq cos ( 2 πf q t n ) Bq sin ( 2 πf q t n ) xr (t n ) q 1
(2)
Nilai amplitudo dan fase yang dicari dapat diformulasikan kedalam bentuk persamaan 3.
4
Cq Aq2 Bq2
1
amplitudo komponen frekuensi fase komponen frekuensi
2
φq tan 1 Bq /Aq
(3)
Tujuan lain dari metode analisis kuadrat terkecil adalah untuk meminimalisir varians (e2) data residual deret waktu xr(tn) pada persamaan 2 sehingga M e x (t n ) x(tn ) x M(tn ) n 1 n 1 q 1 N
2
N
2 r
2
(4)
dan ΣM didefinisikan sebagai berikut
M (t ) A M
M
n
q 1
M
q 1
q
cos(2f q t n ) Bq sin( 2f q t n )
Aq cos(2qn / N ) Bq sin( 2qn / N )
(5)
q 1
Jenis Pasang Surut Jenis pasang surut dilihat dari nilai bilangan Formzahl (Tabel 1) yang dihitung berdasarkan amplitudo konstanta harmonik pasang surut K1, O1, M2 dan S2 dengan menggunakan persamaan 6 (Wyrtki 1961). K O1 F 1 (6) M 2 S2 Tabel 1. Jenis pasang surut berdasarkan bilangan Formzahl Nilai Formzahl
Jenis Pasang Surut
F ≤ 0.25 0.25 < F ≤ 1.5
Harian ganda (semidiurnal tide) Campuran condong harian ganda (mixed tide, prevailing semi diurnal) Campuran condong harian tunggal (mixed tide, prevailing diurnal) Harian tunggal (diurnal tide)
1.5 < F ≤ 3 F>3
Perhitungan Gelombang Signifikan Tinggi gelombang signifikan (Hmo) dihitung dari variasi tinggi gelombang yang juga merupakan momen awal (mo) dari spektrum gelombang tak berarah menggunakan persamaan 7 (Longuet-Higgins 1980 dalam Earle 1996) H mo 4.0 mo (7) Tinggi gelombang signifikan (H1/3), yang digunakan dalam penelitian ini, secara teoritis merupakan asumsi perkiraan nilai Hmo yang representatif. H1/3 adalah nilai rata-rata dari sepertiga tinggi gelombang tertinggi (persamaan 7) dalam data dan umumnya nilainya 5-10% lebih kecil dibandingkankan Hmo (Longuet-Higgins 1980 dalam Earle 1996).
5
H1/ 3
1 N /3 Hj N / 3 j 1
(8)
Perhitungan Energi Gelombang Energi gelombang dihitung dengan menggunakan persamaan gA 2 E (9) 2 Simbol ρ adalah densitas air laut dengan nilai densitas 1.0281 g/cm3, g adalah gaya gravitasi dan A adalah amplitudo gelombang atau setengah tinggi gelombang (Longuet-Higgins 1980 dalam Earle 1996). Kerangka Penelitian Kerangka penelitian disajikan pada Gambar 2.
Gambar 2. Diagram alir pengolahan dan analisis data.
HASIL DAN PEMBAHASAN Gelombang Pasang Surut Pola pasang surut pada stasiun pengamatan Desa Sangrawayang, Palabuhanratu ditampilkan pada Gambar 3.
6
Gambar 3. Kurva pola pasang surut 21 November - 5 Desember 2012 Gambar tersebut menggambarkan pola pasang surut hasil pengukuran, prediksi dan residu dalam hari Julian. Perbedaan elevasi hasil pengukuran dan prediksi berkisar < 0.1 m. Pada kurva pasang surut hasil pengukuran nampak terlihat terjadi pasang surut perbani (neap tides)pada hari ke-326 sampai hari ke-331 dan pasang surut purnama (spring tide) mulai hari selanjutnya. Pasang surut perbani adalah fenomena yang terjadi saat bulan dan matahari membentuk sudut tegak lurus terhadap bumi dan pasang surut bulan dan matahari tidak saling menguatkan sedangkan pasang surut purnama terjadi saat bumi, bulan dan matahari berada pada satu garis lurus sehingga pasang surut bulan dan matahari saling menguatkan yang berakibat pada pasang yang tinggi (Talley et al. 2011). Nilai tunggang pasang surut (tidal range) sebesar 1.54 meter, tunggang rata-rata pasang surut purnama (mean spring range) sebesar 1.1 meter dan tunggang rata-rata pasang surut perbani (mean neap range) sebesar 0.59 meter. Periode pasang surut selama pasang surut perbani sekitar 13.5 jam dan selama pasang surut purnama sekitar 11 jam. Hasil analisis harmonik pasang surut pada dengan menggunakan metode least square menghasilkan konstanta pasut seperti pada Tabel 2. Pada kolom konstanta pasut terdapat tanda * pada beberapa konstanta yang menandakan konstanta tersebut merupakan hasil inferensi dari konstanta lain. Konstanta P1 merupakan hasil inferensi dari K1 lalu N2 dan S2 dari M2. Hal ini dilakukan karena panjang data yang tidak mencukupi. Konstanta S2 membutuhkan minimal 355 jam data pengukuran , 662 jam untuk N2 dan 4383 jam untuk P1 (Emery & Thomson 2004). Konstanta S2 dan N2 memiliki nilai amplitudo dan fase yang sama, hal ini karena keduanya menggunakan M2 sebagai referensi inferensi. Nilai SNR pada tabel merupakan kuadrat hasil perbandingan amplitude terhadap amplitude error. Nilai SNR lebih dari 10 dikatakan memenuhi kriteria yang baik
7
untuk prosedur proses data tersebut. Walaupun demikian nilai SNR rendah dengan kisaran 2-3 juga masih dapat dikategorikan cukup baik (Pawlowicz et al. 2002). Referensi untuk inferensi ini menggunakan data konstanta harmonik hasil pengukuran lapang di Loji yang tersaji pada Tabel 3 oleh Palit (1992). Loji dipilih karena merupakan lokasi yang paling dekat dengan stasiun pengamatan di Sangrawayang. Tabel 2. Amplitudo dan fase komponen harmonik di Stasiun Sangrawayang Konstanta Pasut O1 P1* K1 N2* M2 S2* M3 M4 MS4 2MK5 2SK5 M6 3MK7 M8
Frekuensi 0.0387 0.0416 0.0418 0.0790 0.0805 0.0833 0.1208 0.1610 0.1638 0.2028 0.2084 0.2415 0.2833 0.3220
Amp (m) 0.1095 0.0388 0.2510 0.0921 0.2571 0.0921 0.0037 0.0051 0.0055 0.0025 0.0036 0.0030 0.0031 0.0009
Amp Error 0.013 0.013 0.013 0.041 0.041 0.041 0.007 0.003 0.003 0.003 0.003 0.004 0.002 0.002
Pha (o) 260.89 20.64 245.31 352.96 226.14 352.96 321.72 34.20 137.15 130.85 125.32 145.17 299.10 354.82
Pha Error 7.29 18.88 3.11 25.10 8.97 25.61 103.73 30.87 29.04 62.12 44.49 66.25 44.28 128.64
SNR 72 9.1 3.8e+002 5 39 5 0.29 3.2 3.7 0.87 1.9 0.66 1.6 0.17
Tabel 3. Nilai fase dan amplitudo komponen harmonik pasut di stasiun Loji, TPI Palabuhanratu, dan Cibangban (Palit 1992) Tide M2 S2 N2 K2 K1 O1 P1 M4 MS4
Loji Fase Amp (o) (m) 233.175 0.358 273.069 0.139 17.785 0.066 233.829 0.064 224.676 0.154 268.098 0.093 324.936 0.177 174.602 0.009 92.922 0.003
TPI Fase (o) 228.469 319.783 352.056 349.197 227.372 275.174 359.635 189.458 2.362
Amp (m) 0.319 0.223 0.081 0.096 0.239 0.121 0.204 0.026 0.014
Cibangban Fase Amp (o) (m) 235.616 0.308 350.781 0.192 14.348 0.086 51.705 0.075 149.924 0.154 272.661 0.086 291.409 0.287 82.954 0.011 270.118 0.006
Perbandingan fase dari konstanta O1 dan M2 di keempat lokasi menunjukkan fase di lokasi pengamatan Cibangban yang berada di barat laut Teluk Palabuhanratu lebih besar dan semakin mengecil ke tenggara yakni di TPI, Loji dan Sangrawayang yang berarti perambatannya dari arah utara menuju ke selatan. Adapun penelitian yang dilakukan oleh Fatoni (2011) pada dua stasiun pengamatan di Ujung Genteng dan Cilacap yang berada di selatan Teluk
8
Palabuhanratu menunjukan trend serupa yakni nilai O1 dan M2 pada Ujung Genteng adalah 254 dan 207 lalu pada Cilacap adalah 244 dan 214. Terdapat 146 konstanta pasang surut yang dapat dianalisis, 45 diantaranya merupakan konstanta astronomis dan 101 sisanya merupakan konstanta perairan dangkal yang merupakan hasil distorsi dari osilasi komponen pasang surut utama di perairan dangkal (Foreman 1977). Walaupun saat ini banyak konstanta harmonik yang dihitung hubungannya dalam pasang surut namun konstanta harmonik M2, S2, K1 dan O1 merupakan komponen utama pembangkit pasang surut perairan (Rampengan 2013). Tabel 1 terlihat bahwa konstanta M2 dan K1 memiliki amplitudo tertinggi yaitu 0.2571 meter dan 0.2510 meter serta fase masing-masing 226.14o dan 245.31o. Menurut Pinet (1992), amplitudo konstanta pasang surut M2 merupakan yang terbesar dibandingkan dengan konstanta pasang surut yang lain dan secara umum amplitudo dari komponen pasang surut semidiurnal (M2 dan S2) memiliki nilai terbesar dibandingkan dengan konstanta pasang surut lain (Kowalik 1993). M2 merupakan principal lunar semidiurnal yang merupakan komponen pasang surut utama dari bulan sedangkan K1 merupakan lunisolar diurnal yang merupakan hasil perubahan deklinasi bulan dan matahari. Konstanta M2 dan K1 juga merupakan konstanta pembangkit pasang surut yang signifikan selain P1, O1, N2, S2, M4, MS4, 2SK5 dan 3MK7 (Gambar 4).
Gambar 4. Grafik konstanta pasang surut signifikan stasiun Sangrawayang. Tipe pasang surut dari perhitungan Formzahl di setiap stasiun pengamatan berturut-turut di Cibangban, TPI, Loji dan Sangrawayang adalah 0.48, 0.66, 0.49 dan 0.89. Hasil ini diketahui bahwa perairan Teluk Palabuhanratu memiliki tipe pasang surut campuran dominan ganda. Tipe pasang surut ini mengalami dua kali pasang dan dua kali surut dengan periode dan tinggi yang berbeda dalam satu siklus. Perbedaan ini dikarenakan adanya kontribusi dari faktor diurnal. Secara umum berdasarkan beda fase konstanta pasang surut di keempat lokasi, pasang surut di Teluk Palabuhanratu merambat dari bagian utara teluk kemudian masuk
9
ke dalam teluk dan kembali ke arah Samudera Hindia melalui bagian selatan (Gambar 5). Hal ini sejalan dengan penelitian yang dilakukan oleh Iqbal (2011) yang menunjukan pola pergerakan yang serupa dimana pada penelitiannya drifter yang ditempatkan di tengah teluk bergerak ke barat dan drifter yang ditempatkan di timur laut Teluk Palabuhanratu bergerak menuju mulut teluk.
Gambar 5. Arah perambatan pasang surut di Teluk Palabuhanratu. Gelombang Permukaan Gelombang permukaan di stasiun pengamatan Sangrawayang memiliki tinggi yang beragam. Distribusi tinggi gelombang permukaan dan periodenya selama pengamatan dapat dilihat pada Gambar 6 dan 7 dan hubungan keduanya dengan energi gelombang dapat dilihat pada scatter plot Gambar 8 dan 9 .
Gambar 6. Grafik distribusi tinggi (kiri) dan periode (kanan) gelombang maksimum.
10
Gambar 7. Grafik distribusi tinggi (kiri) dan periode (kanan) gelombang 1/3.
Gambar 8. Scatter plot tinggi (kiri) dan periode (kanan) gelombang maksimum terhadap energi.
11
Gambar 9. Scatter plot tinggi (kiri) dan periode (kanan) gelombang 1/3 terhadap energi. Tinggi gelombang yang digunakan adalah Hmax dan H1/3 yang merupakan tinggi gelombang yang umum digunakan untuk mendeskripsikan keadaan laut. Tinggi gelombang minimal selama pengamatan sebesar 0.17 meter dan tinggi gelombang maksimal sebesar 0.77 meter. Scatter plot pada gambar 8 dan 9 menunjukkan bahwa energi gelombang semakin besar seiring dengan tinggi gelombang yang semakin tinggi dengan energi minimal sebesar 15.27 J/m2 dan energi maksimal sebesar 177.86 J/m2. Gelombang dengan tinggi antara 0.2-0.4 meter dan periode 10-15s merupakan gelombang dengan jumlah kejadian terbanyak yang terekam. Gelombang dengan periode antara 9-15s dikelompokan sebagai gelombang alun (swell). Alun (swell) adalah gelombang yang menjalar keluar dari zona pembangkitan gelombang. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa gelombang yang banyak terjadi di lokasi pengamatan adalah gelombang alun yang dibangkitkan dari luar teluk yang kemudian merambat ke dalam teluk. Untuk melihat variasi musiman yang terjadi di Teluk Palabuhanratu digunakan data satelit Jason-2. Data pengamatan Jason-2 mulai tahun 2009-2012. Apabila dibandingkan dengan gelombang signifikan satelit Jason-2, tinggi gelombang minimal sebesar 0.39 meter, tinggi gelombang maksimal sebesar 5.91 meter (Gambar 10) dan H1/3 sebesar 2.60 meter. Tinggi gelombang terpaut jauh dikarenakan lokasi pengukuran data yang berbeda. Pada pengukuran in situ lokasinya berada dekat pantai dalam teluk yang terlindung sedangkan pengukuran Jason-2 berada di laut lepas (Gambar 1). Gelombang yang merambat dari perairan dalam menuju perairan dangkal akan mengalami transformasi akibat pengaruh karakteristik dan bentuk pantai (Baharuddin et al. 2009). Selain itu perbedaan waktu pengukuran dan durasinya merupakan faktor lain yang berkontribusi terhadap perbedaan nilai tinggi gelombang tersebut.
12
Gambar 10. Grafik distribusi tinggi gelombang satelit Jason-2 Tinggi gelombang sebesar > 5 meter terjadi pada akhir bulan Maret 2010 yang kemungkinan besar disebabkan siklon tropis Imani di Samudera Hindia yang (NASA, 2010). Menurut Mustika (2008), siklon tropis di lintang selatan lebih banyak terjadi pada bulan Oktober sampai Mei dengan puncaknya pada bulan Januari sampai Maret, dimana pada bulan ini matahari terletak diatas Samudera Hindia hingga suhu perairan yang hangat meningkatkan aktivitas siklon. Data tinggi gelombang dari Jason-2 dari tahun 2009-2012 dikelompokan per bulan dengan jumlah data tiap bulan adalah 120 data (Gambar 11). Tanda persegi merupakan nilai rata-rata dari data dan garis vertikal merupakan standar deviasinya.
Gambar 11. Grafik tinggi gelombang rataan bulanan dari 2009 - 2012
13
Terlihat adanya fluktuasi musiman tinggi gelombang dari Gambar 11. Apabila dibandingkan dengan data hasil pengukuran in situ maka tinggi gelombang in situ masuk ke dalam selang bawah pada data bulan November. Hipotesis awal adalah tinggi gelombang di dalam teluk pada Musim Barat akan lebih tinggi dibandingkan pada Musim Timur karena konfigurasi teluk yang tertutup di bagian timur, tenggara dan selatan namun trend musiman yang terjadi adalah tinggi gelombang saat Musim Timur lebih tinggi dibandingkan saat Musim Barat. Hal ini dapat disebabkan beberapa faktor seperti lokasi yang berbeda seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, fetch yang lebih luas di area sampel Jason-2 saat Angin Muson Timur bertiup, arah perambatan gelombang dan adanya siklon yang terjadi pada akhir bulan Maret 2010 mengakibatkan standar deviasi tinggi gelombang dengan rentang yang sangat besar pada bulan tersebut.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa Teluk Palabuhanratu memiliki tipe pasang surut campuran dominan ganda dengan tunggang pasut 1.54 meter. Adanya perbedaan fase dari komponen pasang surut di setiap stasiun pengamatan menunjukkan adanya perambatan gelombang dari utara ke selatan. Gelombang permukaan hasil pengamatan menunjukkan jenis gelombang adalah alun (swell) dan terjadi variasi tinggi gelombang akibat pengaruh musiman, dimana tinggi gelombang pada periode musim timur lebih tinggi dibandingkan musim barat. Saran Penelitian selanjutnya dapat dilakukan dengan membandingkan dengan metode lain seperti Admiralty karena data pembanding yang digunakan merupakan hasil analisis dengan metode itu dan ada perbedaan hasil antara dua metode tersebut. Selain itu perlu analisis pola arus pasang surut untuk hasil yang lebih komprehensif untuk mengetahui pola arusnya.
DAFTAR PUSTAKA Baharuddin, Pariwono JI, Nurjaya IW. 2009. Pola Transformasi Gelombang Dengan Menggunakan Model RCPWave Pada Pantai Bau-Bau, Provinsi Sulawesi Tenggara. E-Jurnal Ilmu dan Teknologi Kelautan Tropis, 1(2):6071. Earle, MD. 1996. Nondirectional and Directional Wave Data Analysis Procedures [internet]. [diacu 30 September 2013]. Tersedia dari: http://www.ndbc.noaa.gov/wavemeas.pdf .
14
Emery WJ and Thomson RE. 2004. Data Analysis Methods in Physical Oceanography second and Revised Edition. Boulder. Colorado (US). Foreman, MGG. 1977. Manual for Tidal Height Analysis and Prediction. Pacific Marine Science Report Institute of Ocean Sciences, Patricia Bay, Sidney, B.C., 58 pp. (2004 revision). Fatoni, KI. 2011. Pemetaan Pasang Surut dan Pola Perambatannya di Perairan Indonesia. Thesis. Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Bogor. Iqbal, M. 2011. Rancang Bangun dan Uji Kinerja Drifter Buoy. Thesis. Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Bogor. Kowalik, Z and Proshutinky, AY. 1993. Diurnal Tides in the Arctic Ocean. Journal of Geophysical Research, 98(C9):16,449-16,468. Mustika, A. 2008. Karakteristik Siklon Tropis Sekitar Indonesia. Skripsi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam IPB Bogor. NASA. 2010. Hurricane Season 2010: Tropical Storm Imani (Southern Indian Ocean) [internet]. [diacu 20 November 2013]. Tersedia dari: http://www.nasa.gov/mission_pages/hurricanes/archives/2010/h2010_Ima ni.html Nugraha, RBA dan Surbakti H. 2009. Simulasi Pola Arus Dua Dimensi di Perairan Teluk Pelabuhan Ratu pada bulan September 2004. Jurnal Kelautan Nasional, 4(1): 48-55. Palit, ATM. 1992. Studi Tentang Keadaan Pasang Surut dengan Melakukan Analisis Harmonik Menggunakan Metode Admiralty di Perairan Teluk Pelabuhan Ratu Kabupaten Sukabumi, Jawa Barat. Skripsi. Fakultas Perikanan IPB Bogor. Pariwono, JI. 1989. Pasut di Indonesia dalam Pasut. Disunting oleh: OSR Ongkosongo dan Suyarso. LON-LIPI. Jakarta. Pawlowicz, R, Beardsley B and Lentz S. 2002. Classical Tidal Harmonic Analysis Including Error Estimates in MATLAB using T_TIDE. Computers and Geosciences, 28(2002):929-937. Pinet, PR. 1992. Oceanography, An Introduction to The Planet Oceanus. West Publishing Comp. United States of America. Pugh, DT. 1987. Tides, Surges and Mean Sea Level. John Wiles and Sons. Swindon (UK).
15
Rampengan, RM. 2013. Amplitudo Konstanta Pasang Surut M2, S2, K1, dan O1 di Perairan Sekitar Kota Bitung Sulawesi Utara. Jurnal Ilmiah Platax, 1(3):118-124. Stewart, RH. 2008. Introduction to Physical Oceanography. Texas A&M University. Texas (US). Talley LD, Pickard GL, Emery WJ, Swift JH. 2011. Descriptive Physical Oceanography: An Introduction. Academic Press. San Diego(US) Wrytki, K. 1961. Physical Oceanography of the Southeast Asia Waters. Naga Report Vol 2. The University of California. Scripps Institution of Oceanography. La Jaolla. California.
16
Lampiran 1 Langkah kerja ekstraksi data altimetri Jason-2 pada BRAT 1. 2. 3.
Pada tab Datasets - Add Files - pilih data satelit Jason-2 yang akan digunakan. Pada tab Operations - masukkan variabel lon pada X, lat pada Y dan swh_ku pada Data - Execute. Tetap pada tab Operations - pilih Export - masukkan nama output file dan format file (ASCII) - Execute
Lampiran 2 Syntax MATLAB t_tide. load pr_tide2.mat infername=['P1';'S2';'N2']; inferfrom=['K1';'M2';'M2']; infamp=[0.1544;0.3581;0.3581]; infphase=[224.676003810;233.174554820;233.174554820]; [tidestruc,pout]=t_tide(elev,... 'interval',0.0833, ... % 5 min interval 'start',time(1),... 'inference',infername,inferfrom,infamp,infphase,... 'latitude',-(7+4.883/60),... 'shallow','MS4',... 'error','linear',... % coloured boostrap CI 'synthesis',1); % Use SNR=1 for synthesis. pout=t_predic(time,tidestruc); figure (1); subplot(311); hold on; plot(time-datenum(2012,1,0),elev); set(gca,'XLim',[326 341]); subplot(312); plot(time-datenum(2012,1,0),pout,'color','g'); set(gca,'XLim',[326 341]); subplot(313); plot(time-datenum(2012,1,0),elev-pout,'color','r'); set(gca,'XLim',[326 341]); for k = 1:3 h(k) = subplot(3,1,k); end subplot(h(1)); title('Pengukuran') xlabel('Hari');ylabel('H(m)'); subplot(h(2));
17
title('Prediksi') xlabel('Hari');ylabel('H(m)'); subplot(h(3)); title('Residu') xlabel('Hari');ylabel('H(m)'); figure (2); fsig=tidestruc.tidecon(:,1)>tidestruc.tidecon(:,2); % Significant peaks semilogy([tidestruc.freq(~fsig),tidestruc.freq(~fsig)]',[.0005*ones(sum(~fsig),1),ti destruc.tidecon(~fsig,1)]','.-r'); line([tidestruc.freq(fsig),tidestruc.freq(fsig)]',[.0005*ones(sum(fsig),1),tidestruc.ti decon(fsig,1)]','marker','.','color','b'); line(tidestruc.freq,tidestruc.tidecon(:,2),'linestyle',':','color',[0 .5 0]); set(gca,'ylim',[.0005 1],'xlim',[0 .5]); xlabel('frequency (cph)'); text(tidestruc.freq,tidestruc.tidecon(:,1),tidestruc.name,'rotation',45,'vertical','base') ; ylabel('Amplitude (m)'); text(.27,.4,'Analyzed lines with 95% significance level'); text(.35,.2,'Significant Constituents','color','b'); text(.35,.1,'Insignificant Constituents','color','r'); text(.35,.05,'95% Significance Level','color',[0 .5 0]);
18
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 30 Agustus 1991 sebagai anak pertama dari dua bersaudara dari pasangan Gunawan Seri dan Kurniasih Wiredjo. Penulis merupakan lulusan dari Sekolah Menengah Atas Kesatuan Bogor pada tahun 2009. Pendidikan Sarjana ditempuh di Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.
