Seminar Nasional Statistika IX Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 7 November 2009
ATMOSFER HIDROSTATIS DIATAS WATUKOSEK DARI DATA TEKANAN VERTIKAL TAHUN 2009 Lalu Husnan Wijaya *, Dian Yudha Risdianto ** Peneliti Stasiun Pengamat Dirgantara LAPAN Watukosek
[email protected] *,
[email protected] ** Abstrak Pada makalah ini akan menjelaskan Atmosfer Hidrostatis diatas Watukosek dari data tekanan vertikal mulai bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2009. Massa udara dipengaruhi oleh tekanan atmosfer, dimana massa tersebut yang menciptakan daerah dengan tekanan tinggi dan tekanan rendah. Daerah bertekanan rendah memiliki massa udara yang lebih sedikit dibandingkan dengan daerah yang bertekanan tinggi. Meningkatnya ketinggian menyebabkan berkurangnya jumlah molekul udara secara eksponensial. Pengukuran tekanan ini dilakukan dengan menggunakan Radiosonde type RS-80 yang diluncurkan dengan wahana balon udara sampai ketinggian sekitar 35 Km. Dari data hasil pengukuran dapat menggambarkan perubahan tekanan dalam bentuk profil tekanan vertikal untuk setiap ketinggian yang dapat mewakili sebagian wilayah Jawa Timur. Metode pengolahan data dilakukan secara statistik dan matematis, sebagai pembanding untuk data tekanan pada setiap ketinggian digunakan formula dari Standard Atmosphere ICAN. Kata kunci : Atmosfer, hidrostatis, radiosonde
1. PENDAHULUAN Tekanan atmosfer adalah tekanan pada titik manapun di atmosfer. Tekanan atmosfer hampir sama dengan tekanan hidrostatik yang disebabkan oleh berat udara diatas titik pengukuran. Massa udara dipengaruhi oleh tekanan atmosfer, dimana massa tersebut yang menciptakan daerah dengan tekanan tinggi dan tekanan rendah. Daerah bertekanan rendah memiliki massa atmosfer yang lebih sedikit dibandingkan dengan daerah yang bertekanan tinggi yang memiliki massa atmosfer lebih besar diatas lokasinya. Meningkatnya ketinggian menyebabkan berkurangnya jumlah molekul udara secara eksponensial, karenanya tekanan atmosfer menurun seiring meningkatnya ketinggian dengan laju yang menurun pula. Untuk mendapatkan data meteo vertikal berupa data ketinggian, data tekanan, data temperatur, dan data kelembaban, Stasiun Pengamat Dirgantara Watukosek melakukan pengamatan dengan menggunakan Radiosonde type RS-80, yang merupakan peralatan untuk membaca parameter-parameter yang diperlukan untuk pengukuran setiap lapisan udara secara vertikal dengan menggunakan wahana balon stratosfer. Selama peluncuran berlangsung radiosonde terus menerus melakukan pembacaan parameter-parameter data tersebut.
Kemudian data ditransmisikan ke stasiun penerima melalui gelombang radio 1
yang bekerja pada frekuensi 403 MHz seperti digambarkan dalam blok diagram di bawah ini.
Interface
Radio Pemancar
Sensor P, Sensor T Sensor RH, Sensor Ozon
Antena penerima
Radio Penerima
Modem
Personal Computer
Gambar 1. Blok diagram sistem pengiriman dan penerimaan data Pada gambar 1. diatas dapat dijelaskan bahwa data-data pada frekuensi tersebut diterima oleh antena penerima di Stasiun. Antena dihubungkan ke pesawat radio penerima yang kemudian memproses untuk memisahkan data ketinggian, data tekanan, data temperatur, data kelembaban, dan data ozon. Selanjutnya dari radio penerima dihubungkan ke modem untuk mengubah data analog menjadi data digital sebagai masukan pada komputer. Komputer melakukan proses pengolahan data menggunakan software Strato untuk dapat ditampilkan dalam monitor. Dari proses ini akan diketahui perubahanperubahan dari data yang diperoleh di atmosfer hingga ketinggian sekitar 35 Km, dengan jangkauan pengamatan mencapai radius 300 Km yang dapat mewakili sebagian besar wilayah Jawa Timur. Dari latar belakang tersebut diatas maka dilakukan penelitian atmosfer hidrostatis diatas watukosek dari data tekanan vertikal dengan tujuan untuk mengetahui besaran perubahan tekanan yang disebabkan oleh perubahan ketinggian dan massa udara pada setiap lapisan, dan mendapatkan kondisi atmosfer hidrostatis serta karakteristik data tekanan vertikal di atas Watukosek. Sehingga pada akhirnya di dapatkan informasi mengenai profil tekanan vertikal, persamaan eksponensial dari data hasil pengamatan dan mendapatkan rumusan formula yang tepat dari hasil penelitian yang di laksanakan diatas Watukosek.
2. METODOLOGI PENELITIAN Data-data yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari data observasi secara langsung ozon vertikal tahun 2009 dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni. Data hasil observasi menghasilkan informasi berupa data ketinggian, data tekanan, data temperatur, data kelembaban dan data ozon vertikal. Pada kegiatan penelitian ini data yang digunakan 2
berupa data ketinggian, data tekanan, dan data temperature. Metodologi penelitian yang dilakukan pada penelitian ini dilaksanakan dengan beberapa tahapan, yaitu pertama dengan melakukan observasi di stasiun pengamat dirgantara LAPAN Watukosek. Setelah itu dilakukan studi literatur untuk mempelajari atmosfer hidrostatis, pengaruh perubahan tekanan dan karakteristik yang berhubungan dengan kegiatan penelitian diatas. Setelah dilakukan studi literatur, maka dilakukan pengumpulan data yang berhubungan dengan atmosfer hidrostatis dari hasil observasi ozon vertikal bulan Januari sampai dengan Juni tahun 2009. Tahap selanjutnya melakukan pengolahan data secara statistik dan matematis menggunakan metode pengolahan dengan excel. Sebagai pembanding untuk data dan tekanan pada setiap ketinggian digunakan formula dari standar atmosfer International Commission for Air Navigation (I.C.A.N).
3. DATA DAN HASIL PEMBAHASAN Stasiun Pengamat Dirgantara Watukosek melakukan pengamatan data dengan menggunakan payload ozonesonde bersama dengan Radiosonde type RS-80, yang merupakan peralatan yang bertugas untuk membaca parameter-parameter yang diperlukan untuk pengukuran setiap lapisan udara secara vertikal dengan frekuensi 403 MHz. Proses pengambilan data pada saat observasi di tunjukkan pada gambar 2. berikut ini.
Gambar 2. Proses pengambilan data Pada gambar 2. diatas diawali dengan preparation yang merupakan rangkaian persiapan payload sebelum di gunakan, mulai dari proses kalibrasi sampai dengan tes kelayakan teknis radio. Setelah preparation di lakukan langkah berikutnya mempersiapkan peralatan pendukung agar terpasang dan berfungsi dengan baik. Langkah berikutnya mempersiapkan balon yang akan digunakan untuk membawa payload terbang keatas, 3
kemudian payload di integrasikan dengan balon yang sudah di beri gas dengan tambahan unwinder dan paracute untuk menjaga kestabilan alat dan keselamatan. Setelah semua peralatan terpasang dengan baik, payload siap untuk di luncurkan. Di dalam ruangan tracking dilaksanakan perekaman dan pengolahan data oleh komputer yang terhubung dengan modem, radio penerima dan antena. Contoh data summary dari hasil observasi ozon vertikal WA016 berikut ini : NOAA/CMDL flight description file produced on 16 January 2009 at 07:24:56 strato version 8.02 Telemetry and data analysis software written by Holger Voemel, University of Colorado. Flight number Flight date Launch time Date [GMT] Time [GMT] Location Longitude Latitude Time stamp in raw data file Launch altitude (km) Surface pressure (mb) Surface temperature (deg) Surface humidity (%) Burst altitude (km) Burst pressure (mb) Instrument type Vaisala number Vaisala humicap sensor Radiation correction A/D System Ozone sonde number Total ozone column (Dobson) Solution Time (sec) to pump 100 ml Lab temp. for flowrate Lab humidity for flowrate Response time (sec) Prep background #1 (uA) Ozone background Background current (uA)
= WA016 = 16-01-2009 = 12:47:39 = 16-01-2009 = 05:47:39 = Watukosek, Indonesia = 112.60 = -7.50 = GMT = 0.010 = 1008.90 = 30.20 = 71.00 = 30.048 = 11.209 = Ozone Sonde = 524106502 =H = Yes = V2C = 2Z7587 = 244 (78) = 2%, no Buffer = 28.85 = 25.5 = 71 = 24.5 = 0.02 = 0.063 (uA) = 0.063
Program Strato digunakan untuk pengolahan data observasi yang merekam semua parameter data dari sinyal sensor-sensor payload yang di luncurkan dengan mengirimkan data ke antena penerima di stasiun. Contoh data hasil observasi ozon vertikal WA016 bulan Januari 2009 di tunjukkan pada tabel 1 di bawah ini.
4
Tabel 1. Contoh data hasil observasi ozon vertikal WA016 bulan Januari 2009 Time [min]
Press [hpa]
Alt [km]
Temp [deg C]
RH [%]
O3 P [mPa]
Theta [K]
TFp V [deg C]
TVaisI [deg C]
O3 Mr [ppmv]
T Pump [deg C]
O3Bat [V]
-0.24
1000.3
0.051
31.66
62.5
1.09
304.8
23.36
34
1.09E-02
39.19
12.1
0.02
999.79
0.054
31.82
60.8
1.282
305
23.07
34.2
1.28E-02
39.2
11.93
0.04
999.08
0.06
31.47
59.2
1.251
304.7
22.33
34.2
1.25E-02
39.24
12.03
0.06
997.95
0.07
31.04
60.4
1.258
304.4
22.25
34.2
1.26E-02
39.26
12.03
0.08
997.34
0.076
30.77
60.9
1.26
304.1
22.13
34.3
1.26E-02
39.26
12.03
0.1
996.86
0.08
30.56
60.4
1.297
304
21.82
34.3
1.30E-02
39.26
12.03
0.12
995.61
0.091
30.38
59.3
1.328
303.9
21.35
34.3
1.33E-02
39.26
11.93
0.14
994.74
0.099
30.28
61.2
1.366
303.9
21.75
34.2
1.37E-02
39.26
12.03
0.16
994.09
0.105
30.2
60.8
1.405
303.9
21.59
34.3
1.41E-02
39.26
11.93
0.18
993.15
0.114
30.11
58.9
1.462
303.9
21
34.2
1.47E-02
39.26
11.93
0.2
992.15
0.123
30.07
59.8
1.489
303.9
21.2
34.2
1.50E-02
39.28
11.93
0.22
991.28
0.131
29.94
61
1.539
303.8
21.38
34.2
1.55E-02
39.28
11.93
Dari data yang diperoleh diatas, data yang digunakan dalam penelitian atmosfer hidrostatis diatas Watukosek dari data tekanan vertikal hanya menggunakan data ketinggian, data tekanan, dan data temperatur. Data hasil pengamatan bulan Januari sampai Juni 2009 berupa data tekanan setiap 100 meter (hPa) di tunjukkan pada tabel 2. berikut ini. Tabel 2. Data tekanan setiap 100 meter (hPa) tahun 2009 dari hasil pengamatan Januari Alt (km)
Februari
Maret
April
Juni
WA 016
WA 029
WA 044
WA 057
WA 072
WA 084
WA 105
WA 119
WA 162
WA 176
16/01
29/01
13/02
26/02
13/03
25/03
15/4
29/04
11/06
25/06
50
1002.6
1000.30
999.56
1000.9
1004.00
1004.00
1000.90
1004.50
999.51
1002.9
100
992.23
994.74
994.10
994.96
998.21
993.74
995.06
999.20
993.65
996.53
200
981.84
983.78
982.67
983.57
986.73
982.64
983.70
993.73
982.85
985.98
300
969.98
972.39
972.15
973.1
976.32
971.38
972.70
982.07
971.14
975.15
400
959.59
961.77
960.81
961.9
964.90
960.74
962.20
971.62
960.48
963.94
500
948.81
951.23
950.16
951.5
953.98
949.86
951.02
960.80
949.64
952.92
1000
896.26
898.45
897.56
898.46
901.33
897.42
899.14
907.65
897.06
899.82
2000
798.09
799.66
799.08
799.64
802.82
798.99
801.36
808.31
798.63
801.37
3000
708.26
710.72
709.97
709.93
712.73
710.00
712.01
718.04
709.49
712.07
4000
627.25
-
628.21
629.32
631.48
628.75
631.15
636.37
628.79
631.22
5000
553.93
-
555.62
556.03
558.12
555.72
558.14
562.91
555.54
558.11
10000
285.28
286.62
286.34
287.33
288.33
285.57
289.93
291.23
287.1
288.04
15000
130.67
132.26
131.49
132.12
132.74
130.43
134.65
134.60
132.04
135.06
20000
54.69
55.27
54.65
54.89
55.47
54.60
56.23
56.08
56.01
57.35
25000
24.42
24.41
24.00
24.72
24.81
24.32
25.18
25.53
25.14
25.76
30000
11.27
11.29
-
11.48
11.70
11.41
11.80
-
12.88
12.01
Selain data pengamatan yang di tunjukkan pada tabel 2 diatas, penelitian juga menggunakan data pembanding dari Referensi Standard Internasional. Tabel referensi dari The U.S Standard Atmosphere di tunjukkan pada gambar 3 di bawah ini. 5
Tabel 3. The U.S Standard Atmosphere ALT ( Meter )
PRESS ( mb )
TEMP (C)
ALT ( Meter )
PRESS ( mb )
TEMP (C)
ALT ( Meter )
PRESS ( mb )
TEMP (C)
0
1013.3
15
2900
710
-3.8
7360
390
-32.8
30
1010
14.8
3120
690
-5.3
7540
380
-34
110
1000
14.3
3240
680
-6
7730
370
-35.2
200
990
13.7
3350
670
-6.8
7920
360
-36.5
280
980
13.2
3470
660
-7.6
8110
350
-37.7
370
970
12.6
3590
650
-8.3
8310
340
-39
450
960
12.1
3710
640
-9.1
8520
330
-40.4
540
950
11.5
3830
630
-9.9
8730
320
-41.7
630
940
10.9
3950
620
-10.7
8940
310
-43.1
720
930
10.3
4080
610
-11.5
9160
300
-44.5
810
920
9.8
4200
600
-12.3
9390
290
-46
900
910
9.2
4330
590
-13.2
9620
280
-47.5
990
900
8.6
4460
580
-14
9860
270
-49.1
1080
890
8
4590
570
-14.9
10100
260
-50.7
1170
880
7.4
4730
560
-15.7
10360
250
-52.3
1270
870
6.8
4860
550
-16.6
10620
250
-54
1360
860
6.2
5000
540
-17.5
10769
234
-55
1460
850
5.5
5140
530
-18.4
10890
230
-55
1550
840
4.9
5280
520
-19.3
11180
220
-55
1650
830
4.3
5430
510
-20.3
11470
210
-55
1750
820
3.6
5570
500
-21.2
11790
200
-55
1850
810
3
5720
490
-22.2
12110
190
-55
1950
800
2.3
5870
480
-23.2
12460
180
-55
2050
790
1.7
6030
470
-24.2
12820
170
-55
2150
780
1
6180
460
-25.2
13210
160
-55
2250
770
0.3
6340
450
-26.2
13620
150
-55
2360
760
-0.3
6500
440
-27.3
14060
140
-55
2460
750
-1
6670
430
-28.3
14530
130
-55
2570
740
-1.7
6840
420
-29.4
15040
120
-55
2680
730
-2.4
7010
410
-30.5
15600
110
-55
2790
720
-3.1
7180
400
-31.7
16210
100
-55
Pengolahan dan analisa data statistik dapat digunakan sebagai alat untuk mengetahui apakah hubungan dua atau lebih variabel benar-benar terkait secara benar atau hubungan tersebut hanya bersifat random atau kebetulan. Disamping itu statistik juga dapat menyimpulkan apakah suatu perbedaan yang diperoleh benar-benar berbeda secara signifikan, sehingga menghasilkan kesimpulan cukup representatif untuk memberikan informasi terhadap kondisi tertentu. Dari data hasil pengamatan antara pressure dan altitude di lakukan pengolahan dengan menggunakan program excel sehingga diperoleh grafik, selanjutnya dibuat grafik pendekatan eksponensial yang menghasilkan persamaan dalam bentuk persamaan eksponensial. Grafik hasil pengolahan data hasil pengamatan dari bulan Januari sampai dengan Juni tahun 2009 di tunjukkan pada gambar 3 di bawah ini.
6
Gambar 3. Grafik data pengolahan hasil pengamatan Dari tabel data referensi The U.S Standard Atmosphere dilakukan pengolahan data sehingga di peroleh grafik dengan menggunakan program excel, untuk selanjutnya di buat persamaan dalam bentuk eksponensial. Grafik dari The U.S Standard Atmosphere di tunjukkan pada gambar 4. di bawah ini. THE U.S STANDARD ATMOSPHERE 1200
Pressure ( mb )
1000
y = 1061.8e
-0.0001x
800 Data US Standard Atmosphere
600
Expon. (Data US Standard Atmosphere)
400 200 0 0
5000
10000
15000
20000
Altitude ( m )
Gambar 4. Grafik The U.S Standard Atmosphere Pada data hasil pengamatan didapatkan persamaan pendekatan eksponensial data pressure dan altitude, maximum, minimum dan rata-rata bulan Januari sampai dengan Juni 2009 yang di sajikan pada tabel 4 di bawah ini.
7
Tabel 4. Persamaan pendekatan eksponensial data pressure dan altitude bulan Januari s/d Juni 2009 Bulan
Kode
Persamaan Eksponensial
y 1220.1e 0.0002x y 1236.3e 0.0002x
WA 016 Januari WA 029 WA 044 Februari WA 057 WA 072 Maret WA 087 WA 105 April WA 119 WA 162 Juni WA 176 Maximum Minimum Rata-rata Standart ATM
y y y y y y y
1230.8e 0.0002x 1224e 0.0002x 1224.6e 0.0002x 1221.9e 0.0002x 1224.7e 0.0002x 1230.1e 0.0002x 1196.8e 0.0002x
y y y y y
1213.7e 0.0002x 1216e 0.0002x 1225.9e 0.0002x 1221.2e 0.0002x 1061.8e 0.0001x
Perubahan tekanan dipengaruhi oleh perubahan kerapatan udara pada lapisannya, untuk menentukan kerapatan udara pada keadaan suhu dan tekanan normal di gunakan persamaan ℓ = P/RT. Untuk menentukan perubahan tekanan udara pada ketinggian dititik manapun dalam kolom udara dapat menggunakan persamaan hidrostatis Δ P = PB – PA = - ℓ g Δ h dan persamaan dari Standard Atmosphere International Commission for Air
Navigation. Dalam penelitian ini kita menggunakan rumusan : P = Po ( 1 - βz/To )g/Rβ Dimana
P Po β To R g z
: Tekanan yang dicari : Tekanan permukaan air laut ( 1013.26 mb ) : Laps rate temperatur ( 0.0065 ) : Temperatur permukaan air laut ( 288 ºK = 15 ºC ) : Konstanta gas ( 287 J/Kg ºK ) : Gravitasi ( 9.8 m/sec 2 ) : Titik ketinggian yang dicari tekanannya
Rumusan diatas dapat juga di sederhanakan menjadi P = Po ( 1 - 0.0065 z / 288 )0.19023 Pada penelitian ini dilakukan perhitungan secara matematis dengan menggunakan tiga nilai temperature yang berbeda-beda yaitu T = 2880 K, T = 2950 K, dan T = 3000 K, selisih ratarata dengan data hasil perhitungan pressure di tunjukkan pada tabel 5 berikut ini. 8
Tabel 5. Selisih rata-rata dengan data hasil perhitungan pressure
T = 2880 K
T = 2950 K
T = 3000 K
AVG Pressure Pengamatan
1007.2 1001.3 989.4 977.6 966.0 954.5 898.5 794.5 700.5 615.7 539.4 263.5 115.0 42.9 12.8 2.6
1007.4 1001.5 990.0 978.5 967.1 955.8 901.1 799.2 706.8 623.3 548.0 273.2 122.5 47.5 15.0 3.4
1007.5 1001.7 990.3 979.0 967.9 956.8 902.9 802.4 711.2 628.6 554.0 280.1 127.9 50.9 16.7 4.0
1001.9 995.2 984.7 973.6 962.8 952.0 899.3 800.8 711.3 630.3 557.1 287.6 132.6 55.5 24.8 11.7
Hasil Perhitungan
ALT 50 100 200 300 400 500 1000 2000 3000 4000 5000 10000 15000 20000 25000 30000
Selisih T = 2880 K
T = 2950 K
T = 3000 K
-5.3 -6.0 -4.6 -4.0 -3.2 -2.5 0.8 6.3 10.9 14.6 17.8 24.1 17.7 12.6 12.1 9.1
-5.5 -6.3 -5.2 -4.8 -4.3 -3.8 -1.8 1.6 4.5 7.0 9.1 14.4 10.1 8.0 9.9 8.3
-5.6 -6.5 -5.6 -5.4 -5.1 -4.8 -3.5 -1.6 0.1 1.6 3.1 7.5 4.7 4.6 8.2 7.7
Pada tabel 6 didapatkan perhitungan pressure sampai dengan lapisan tropopause mulai dari ketinggian 50 meter sampai dengan 17000 meter, sehingga didapatkan rata-rata hasil pengamatan, selisih rata-rata hasil pengamatan dan perhitungan, serta prosentase penyimpangan hasil perhitngan dan hasil pengamatan dengan menggunakan tiga parameter temperature yang berbeda.
9
Tabel 6. Perhitungan pressure pada lapisan tropopause ALT
Hasil Perhitungan Pressure Dengan Temperature Berbeda
AVG Pressure Pengamatan
T = 2880K T = 2950K T = 3000K
Selisih Average Dengan Hasil Perhitungan
Prosentase Penyimpangan (%)
T = 2880K T = 2950K T = 3000K T = 2880K
T = 2950K
T = 3000K
50
1007.2
1007.4
1007.5
1001.9
-5.3
-5.5
-5.6
-0.5
-0.5
-0.6
100
1001.3
1001.5
1001.7
995.2
-6.0
-6.3
-6.5
-0.6
-0.6
-0.7
200
989.4
990.0
990.3
984.7
-4.6
-5.2
-5.6
-0.5
-0.5
-0.6
300
977.6
978.5
979.0
973.6
-4.0
-4.8
-5.4
-0.4
-0.5
-0.6
400
966.0
967.1
967.9
962.8
-3.2
-4.3
-5.1
-0.3
-0.4
-0.5
500
954.5
955.8
956.8
952.0
-2.5
-3.8
-4.8
-0.3
-0.4
-0.5
1000
898.5
901.1
902.9
899.3
0.8
-1.8
-3.5
0.1
-0.2
-0.4
1500
845.2
848.9
851.4
849.0
3.8
0.1
-2.5
0.4
0.0
-0.3
2000
794.5
799.2
802.4
800.8
6.3
1.6
-1.6
0.8
0.2
-0.2
2500
746.3
751.9
755.7
754.9
8.6
3.0
-0.8
1.1
0.4
-0.1
3000
700.5
706.8
711.2
711.3
10.9
4.5
0.1
1.5
0.6
0.0
3500
656.9
664.0
668.9
669.8
12.8
5.8
0.9
1.9
0.9
0.1
4000
615.7
623.3
628.6
630.3
14.6
7.0
1.6
2.3
1.1
0.3
4500
576.5
584.7
590.4
592.7
16.2
8.1
2.4
2.7
1.4
0.4
5000
539.4
548.0
554.0
557.1
17.8
9.1
3.1
3.2
1.6
0.6
6000
470.9
480.2
486.7
491.2
20.2
10.9
4.5
4.1
2.2
0.9
7000
409.7
419.4
426.1
431.9
22.2
12.5
5.7
5.1
2.9
1.3
8000
355.1
365.0
371.9
377.6
22.5
12.7
5.8
6.0
3.4
1.5
9000
306.5
316.4
323.3
330.5
24.0
14.1
7.1
7.2
4.3
2.2
10000
263.5
273.2
280.1
287.6
24.1
14.4
7.5
8.4
5.0
2.6
11000
225.5
234.9
241.6
249.0
23.5
14.1
7.4
9.4
5.6
3.0
12000
192.0
201.1
207.5
214.5
22.4
13.4
6.9
10.5
6.2
3.2
13000
162.7
171.4
177.5
183.7
21.0
12.4
6.2
11.4
6.7
3.4
14000
137.2
145.3
151.0
156.7
19.5
11.4
5.6
12.4
7.3
3.6
15000
115.0
122.5
127.9
132.6
17.7
10.1
4.7
13.3
7.6
3.6
16000
95.7
102.7
107.7
111.5
15.8
8.8
3.8
14.2
7.9
3.4
17000
79.2
85.6
90.2
93.5
14.3
7.9
3.3
15.2
8.4
3.5
Jumlah Prosentase Penyimpangan s/d Tropopause
128.9
70.5
29.2
Prosentase Penyimpangan Setiap Titik s/d Tropopause
4.8
2.6
1.1
Pada perhitungan matematis pressure sampai lapisan tropopause dapat diketahui jumlah prosentase penyimpangan setiap titik semakin besar dengan nilai 4,8 %, 2,6 % dan 1,1%. Pada tabel 7 dilakukan perhitungan pressure sesudah lapisan tropopause mulai dari ketinggian 18000 meter sampai dengan 30000 meter, sehingga didapatkan rata-rata, selisih rata-rata dan prosentase penyimpangan dengan menggunakan tiga parameter temperature yang berbeda.
10
Tabel 7. Perhitungan pressure sesudah lapisan tropopause
ALT
Hasil Perhitungan Pressure Dengan Temperature Berbeda
Selisih Average Dengan Hasil Perhitungan
AVG Pressure Pengamatan
T = 2880K T = 2950K T = 3000K
Prosentase Penyimpangan (%)
T = 2880K T = 2950K T = 3000K T = 2880K
T = 2950K
T = 3000K
18000
65.1
70.9
75.0
78.3
13.2
7.4
3.2
16.8
9.5
4.1
19000
53.1
58.3
62.0
65.8
12.7
7.5
3.8
19.3
11.5
5.7
20000
42.9
47.5
50.9
55.5
12.6
8.0
4.6
22.7
14.4
8.3
21000
34.4
38.5
41.5
47.0
12.6
8.6
5.6
26.8
18.2
11.8
22000
27.3
30.9
33.5
40.0
12.6
9.1
6.5
31.6
22.8
16.2
23000
21.5
24.5
26.8
34.0
12.5
9.5
7.2
36.9
27.9
21.2
24000
16.7
19.3
21.2
29.0
12.3
9.7
7.7
42.5
33.5
26.7
25000
12.8
15.0
16.7
24.8
12.1
9.9
8.2
48.6
39.7
32.9
26000
9.6
11.5
12.9
21.3
11.6
9.8
8.4
54.7
46.0
39.3
27000
7.2
8.7
9.9
18.3
11.1
9.6
8.4
60.7
52.5
46.0
28000
5.2
6.5
7.4
15.8
10.5
9.3
8.3
66.7
59.0
52.8
29000
3.8
4.7
5.5
13.6
9.8
8.8
8.0
72.3
65.1
59.3
30000
2.6
3.4
4.0
11.7
9.1
8.3
7.7
77.5
71.0
65.7
Jumlah Prosentase Penyimpangan Sesudah Tropopause
577.26
470.92
390.08
Prosentase Penyimpangan Setiap Titik Sesudah Tropopause
44.4
36.2
30.01
Pada perhitungan matematis pressure sesudah lapisan tropopause dapat diketahui jumlah prosentase penyimpangan setiap titik semakin besar dengan nilai 44,4 %, 36,2 % dan 30,01%. Data Pressure Hasil Perhitungan Dengan T = 295 K
Data Pressure Hasil Perhitungan Dengan T = 288 K 2,000
Pressure ( hPa )
Pressure ( hPa )
2,000 1,500 -0.0002x
y = 1553.5e 1,000 500
1,500
y = 1506.5e-0.0002x
1,000 500 -
0
5000
10000
15000
20000
25000
0
30000
5000
10000
15000
20000
25000
30000
Altitude ( m )
Altitude ( m )
Data Pressure Hasil Perhitungan Dengan T = 300 K
Pressure ( hPa )
1,600 1,200
y = 1476.8e-0.0002x
800 400 0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
Altitude ( m )
Gambar 5. Grafik data pengolahan hasil perhitungan Setelah menggunakan rumusan dari persamaan Standard Atmosphere International Commission for Air Navigation, maka di dapatkan grafik dan bentuk persamaan eksponensial dari hasil perhitungan yang di tunjukkan pada gambar 5 diatas.
11
4. KESIMPULAN Dari hasil pengamatan mulai bulan Januari sampai Juni 2009, maka dapat diambil kesimpulan sementara bahwa variasi profil tekanan vertikal diatas Watukosek dapat digambarkan dengan menggunakan persamaan eksponensial sebagai berikut, data hasil pengamatan
y 1221.2e 0.0002x , standar atmosfer y 1061.8e 0.0001x , dan hasil perhitungan
y 1476.8e 0.0002x di peroleh penyimpangan yang paling kecil pada perhitungan matematis di tunjukkan pada pendekatan T = 3000 K dengan nilai 1,1 % sampai dengan lapisan tropopause dan nilai 30,01 % pada perhitungan pressure sesudah lapisan tropopause.
5. DAFTAR PUSTAKA 1. Anto Dajan, Pengantar Metode Statistik Jilid Satu, LP3ES 1986. 2. E. Bollay, Norman R.Beers, Handbook Of Meteorology, Edited By F.A. BERRY,
JR. Captain, U.S.N. Officer-in- Charge, U.S. Navy. 3. Frederick
J. Bueche, Seri Buku Schaum, Teori dan Soal-Soal Fisika Edisi
Delapan. 4. George B. Thomas, JR,
Ross L. Finney, Silaban - Wospakrik, Kalkulus Dan
Geometri Analitik Edisi ke Enam Jilid 1, 1993. Penerbit Erlangga. 5. Vaisala, Operations Manual Ozonesonde User’s Guide, OES-U101en-1.2, 3 May
1996. Japan.
12
