ESTIMASI EVAPOTRANSPIRASI SPASIAL MENGGUNAKAN SUHU PERMUKAAN DARAT (LST) DARI DATA MODIS TERRA/AQUA DAN PENGARUHNYA TERHADAP KEKERINGAN
WAHYU ARIYADI
DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2007
ESTIMASI EVAPOTRANSPIRASI SPASIAL MENGGUNAKAN SUHU PERMUKAAN DARAT (LST) DARI DATA MODIS TERRA/AQUA DAN PENGARUHNYA TERHADAP KEKERINGAN
WAHYU ARIYADI
Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Pada Program Studi Meteorologi
DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITIT PERTANIAN BOGOR 2007
RINGKASAN WAHYU ARIYADI. Estimasi Evapotranspirasi Spasial Menggunakan Suhu Permukaan Darat (LST) Dari Data MODIS Terra/Aqua Dan Pengaruhnya Terhadap Kekeringan. Dibimbing oleh Yon Sugiarto, S. Si., M. Sc. IT. Evapotranspirasi merupakan informasi penting dalam perkembangan bidang pertanian di Indonesia. Keterbatasan jumlah stasiun cuaca yang melakukan pengukuran mengenai evaporasi dan evapotranspirasi di Indonesia, merupakan salah satu penyebab kurang meratanya penelitian mengenai evapotranspirasi di Indonesia. Oleh karena itu penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengestimasi evapotranspirasi dari nilai suhu permukaan darat (LST), dan menganalisis adanya hubungan antara evapotanspirasi dengan kekeringan. Penggunaan metode penginderaan jauh dalam penelitian ini dilakukan untuk mengatasi keterbatasan data dari stasiun cuaca. Hasil yang diperoleh dari pendugaan evapotranspirasi menggunakan data Citra MODIS Terra/Aqua di Bogor nilainya berkisar antara 11.4 – 14.5 mm/8 hari, Indramayu berkisar 10.7 – 12.6 mm/8 hari, Malang berkisar antara 10.6 – 14.2 mm/8 hari dan Surabaya berkisar antara 11.3 – 12.2 mm/8 hari. Sedangkan nilai evapotranspirasi dari pengukuran lapang di Bogor berada pada kisaran 23.7 – 33.2 mm/8 hari, Indramayu berada di kisaran 22.8 – 32.4 mm/8 hari, Malang berada pada kisaran 21.5 – 31.4 mm/ 8 hari dan Surabaya berada pada kisaran 21.4 – 32.9 mm/8 hari. Dari hasil penelitian ini diketahui bahwa evapotranspirasi bukan merupakan satu – satunya unsur meteorologi yang mempengaruhi terjadinya kekeringan. Dan tinggi rendahnya evapotranspirasi dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti topografi, keadaan atmosfer/cuaca (CH, kelembaban, suhu, angin, dll). Nilai keeratan antara LST dengan ETp lebih tinggi dibandingkan nilai keeratan antara NDVI dengan ETp. Dalam hal ini proses evapotranspirasi merupakan salah satu faktor tak langsung pada suatu kejadian kekeringan. Kata kunci : Suhu permukaan, evapotranspirasi, penginderaan jauh, MODIS, kekeringan.
ii
DAFTAR ISI Halaman RINGKASAN.................................................................................................................................. ii DAFTAR ISI ................................................................................................................................... iii DAFTAR TABEL ........................................................................................................................... iii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................................... iv DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................................................. iv 1. PENDAHULUAN Latar Belakang ......................................................................................................................... 1 Tujuan........................................................................................................................................ 1 Hasil yang diharapkan............................................................................................................... 1 2. TINJAUAN PUSTAKA Penginderaan Jauh dan Karakteristik Satelit MODIS TERRA / AQUA................................. 1 Suhu Permukaan ....................................................................................................................... 2 NDVI ......................................................................................................................................... 2 Evapotranspirasi ........................................................................................................................ 2 Kekeringan ................................................................................................................................ 4 Hubungan antara Evapotranspirasi (ETp) dengan Suhu Permukaan (Ts) ............................... 4 3. METODOLOGI Waktu dam Tempat Penelitian.................................................................................................. 5 Alat dan Bahan .......................................................................................................................... 5 Metode Penelitian ..................................................................................................................... 5 Pengolahan Awal Data Satelit .................................................................................................. 5 Pengolahan Lanjutan Data Satelit............................................................................................. 5 4. HASIL DAN PEMBAHASAN Korelasi antara Suhu Permukaan Darat (LST) dengan ETp Lapang ....................................... 7 Korelasi antara NDVI dengan ETp Lapang ............................................................................. 9 Korelasi antara ETp Lapang dengan ETp dari Citra MODIS .................................................. 10 Analisis Hubungan Evapotranspirasi dengan Kekeringan ....................................................... 11 5. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ............................................................................................................................... 11 Saran .......................................................................................................................................... 12 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................................... 12 LAMPIRAN .................................................................................................................................... 13
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Karakteristik dan kegunaan umum kanal – kanal satelit MODIS .................................... 3 Tabel 2. Koefisien untuk Algorithma LST satelit MODIS ............................................................. 6 Tabel 3. Regresi LST MODIS dengan ETp Lapang. ...................................................................... 8 Tabel 4. Regresi NDVI dengan ETp lapang .................................................................................... 9 Tabel 5. Regresi ETp lapang dengan ETp MODIS ......................................................................... 10
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Kurva pantulan spektral vegetasi, tanah dan air ............................................................ 2 Gambar 2. Diagram alir penelitian................................................................................................... 7 Gambar 3. Sebaran LST di P. Jawa dan Bali................................................................................... 7 Gambar 4. Hubungan nilai LST MODIS dengan ETp lapang Bogor. ............................................ 7 Gambar 5. Hubungan nilai LST MODIS dengan ETp lapang Indramayu ..................................... 8 Gambar 6. Hubungan nilai LST MODIS dengan ETp lapang Malang ........................................... 8 Gambar 7. Hubungan nilai LST MODIS dengan ETp lapang Surabaya ........................................ 8 Gambar 8. Hubungan nilai NDVI MODIS dengan ETp lapang Bogor .......................................... 9
iii
Gambar 9. Hubungan nilai NDVI MODIS dengan ETp lapang Indramayu................................... 9 Gambar 10. Hubungan nilai NDVI MODIS dengan ETp lapang Malang ...................................... 9 Gambar 11. Hubungan nilai NDVI MODIS dengan ETp lapang Surabaya ................................... 9 Gambar 12. Hubungan nilai ETp lapang dengan ETp MODIS Bogor ........................................... 10 Gambar 13. Hubungan nilai ETp lapang dengan ETp MODIS Indramayu .................................... 10 Gambar 14. Hubungan nilai ETp lapang dengan ETp MODIS Malang ......................................... 10 Gambar 15. Hubungan nilai ETp lapang dengan ETp MODIS Surabaya ...................................... 10 Gambar 16. Bencana kekeringan tahun2004 ................................................................................... 11 Gambar 17. ETp bulanan di tiga daerah yang mengalami kekeringan tahun 2004 ........................ 11
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Peta sebaran ETp wilayah Bogor bulan Juni 2004 ..................................................... 14 Lampiran 2. Peta sebaran ETp wilayah Bogor bulan Juli 2004 ...................................................... 14 Lampiran 3. Peta sebaran ETp wilayah Bogor bulan Agustus 2004 .............................................. 15 Lampiran 4. Peta sebaran ETp wilayah Indramayu bulan Juni 2004.............................................. 15 Lampiran 5. Peta sebaran ETp wilayah Indramayu bulan Juli 2004............................................... 16 Lampiran 6. Peta sebaran ETp wilayah Indramayu bulan Agustus 2004 ....................................... 16 Lampiran 7. Peta sebaran ETp wilayah Malang bulan Juni 2004 ................................................... 17 Lampiran 8. Peta sebaran ETp wilayah Malang bulan Juli 2004 .................................................... 17 Lampiran 9. Peta sebaran ETp wilayah Malang bulan Agustus 2004 ............................................ 18 Lampiran 10. Peta sebaran ETp wilayah Surabaya bulan Juni 2004 .............................................. 18 Lampiran 11. Peta sebaran ETp wilayah Surabaya bulan Juli 2004 ............................................... 19 Lampiran 12. Peta sebaran ETp wilayah Surabaya bulan Agustus 2004........................................ 19 Lampiran 13. Peta sebaran ETp P. Jawa dan Bali bulan Juni 2004 ................................................ 20 Lampiran 14. Peta sebaran ETp P. Jawa dan Bali bulan Juli 2004 ................................................. 21 Lampiran 15. Peta sebaran ETp P. Jawa dan Bali bulan Agustus 2004 ......................................... 22 Lampiran 16. Sebaran ETp 8 harian wilayah Bogor (Juni – Agustus) 2004 .................................. 23 Lampiran 17. Sebaran ETp 8 harian wilayah Indramayu (Juni – Agustus) 2004 ........................... 24 Lampiran 18. Sebaran ETp 8 harian wilayah Malang (Juni – Agustus) 2004 ................................ 25 Lampiran 19. Sebaran ETp 8 harian wilayah Surabaya (Juni – Agustus) 2004 ............................. 26 Lampiran 20. Nilai ETp dari Citra MODIS dengan ETp Lapang ................................................... 27 Lampiran 21. Hubungan LST dengan ETp Lapang ........................................................................ 28 Lampiran 22. Hubungan NDVI dengan LST .................................................................................. 29 Lampiran 23. Hubungan NDVI dengan ETp Lapang ..................................................................... 30 Lampiran 24. Analisis sidik ragam antara LST Vs ETp Lapang Bogor ......................................... 31 Lampiran 25. Analisis sidik ragam antara LST Vs ETp Lapang Indramayu.................................. 32 Lampiran 26. Analisis sidik ragam antara LST Vs ETp Lapang Malang ....................................... 33 Lampiran 27. Analisis sidik ragam antara LST Vs ETp Lapang Surabaya .................................... 34 Lampiran 28. Analisis sidik ragam antara NDVI dengan ETp Lapang Bogor ............................... 35 Lampiran 29. Analisis sidik ragam antara NDVI dengan ETp Lapang Indramayu ....................... 36 Lampiran 30. Analisis sidik ragam antara NDVI dengan ETp Lapang Malang............................. 37 Lampiran 31. Analisis sidik ragam antara NDVI dengan ETp Lapang Surabaya .......................... 38 Lampiran 32. Analisis sidik ragam ETp MODIS dengan ETp Lpg Bogor .................................... 39 Lampiran 33. Analisis sidik ragam ETp MODIS dengan ETp Lpg Indramayu ............................. 40 Lampiran 34. Analisis sidik ragam ETp MODIS dengan ETp Lpg Malang .................................. 41 Lampiran 35. Analisis sidik ragam ETp MODIS dengan ETp Lpg Surabaya ............................... 42 Lampiran 36. Data luas kekeringan (Ha) ......................................................................................... 43
iv
Judul
: Estimasi Evapotranspirasi Spasial Menggunakan Suhu Permukaan Darat (LST) Dari Data MODIS Terra/Aqua Dan Pengaruhnya Terhadap Kekeringan.
Nama
: Wahyu Ariyadi
NRP
: G 24102043
Menyetujui
Pembimbing 1
Yon Sugiarto, S. Si., M. Sc. IT. NIP. 132 215 103
Mengetahui
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, MS. NIP. 131 473 999
Tanggal Lulus :
