1
BAB I PENDAHULUAN BAB 1 PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Indonesia sebagai negara kepulauan yang terletak di daerah khatulistiwa
termasuk wilayah yang sangat rentan terhadap perubahan iklim. Perubahan pola curah hujan, kenaikan muka air laut dan suhu udara, serta peningkatan kejadian nilai ekstrim berupa banjir dan kekeringan merupakan dampak serius perubahan iklim yang dihadapi di Indonesia. Curah hujan adalah jumlah air hujan yang turun pada suatu daerah dalam waktu tertentu. Curah hujan yang turun dipengaruhi oleh faktor iklim lokal. Iklim lokal meliputi temperatur, udara, curah hujan, kelembapan udara, tekanan udara. Perubahan iklim merupakan tantangan paling serius yang dihadapi masyarakat dunia. Perubahan iklim ini disebabkan oleh meningkatnya gas rumah kaca yang dominan ditimbulkan oleh industri-industri. Gas rumah kaca yang meningkat ini menimbulkan efek semakin cepat proses pemanasan global dan meningkatkan frekuensi peristiwa cuaca ekstrim. Keragaman iklim di Indonesia diungkapkan pertama kali oleh Boerema dengan menyusun peta wilayah hujan pada tahun 1926. Peta tersebut membagi Indonesia menjadi 153 wilayah hujan berdasarkan pola rata-rata curah hujan bulanan. Perubahan iklim merupakan pergeseran musim dari rata-rata jangka panjangnya. Selain perubahan dari rata-rata hujan jangka panjangnya, perubahan iklim juga dapat didekati dari perubahan jumlah curah hujan yang diterima suatu lokasi tertentu. Terjadinya tren perubahan ini menyebabkan perubahan pada masuknya awal musim dan panjang musim hujan. Pada umumnya tren perubahan ini memperlihatkan grafik jumlah curah hujan yang menurun pada tahun tertentu dibandingkan dengan tahun-tahun sebelumnya. Bahkan pada wilayah tertentu, penurunan dapat berlangsung cukup ekstrim. Penurunan jumlah curah hujan tahunan, akan menyebabkan perubahan aliran sungai yang menyebabkan debit semakin menurun pada musim kemarau dan sebaliknya pada musim hujan dapat menyebabkan banjir. Dinamika perubahan iklim dapat bersifat tahunan,
1
2
musiman dan antar musim. Seperti yang terjadi pada musim kemarau tahun 2010 dan 2013. Tahun 2010 dapat dikatakan merupakan tahun tanpa musim kemarau, sedangkan yang terjadi pada tahun 2013, memiliki pola yang hampir sama. Hal tersebut ditunjukkan dengan masih tingginya intensitas curah hujan di sebagian besar wilayah Indonesia meskipun sudah memasuki musim kemarau (Balitbang, 2013). Ada beberapa hal yang dijadikan acuan untuk melihat karakteristik variabilitas dan perubahan iklim. Hal yang paling mungkin dirasakan adalah perubahan tanda-tanda di tingkat lokal seperti terjadinya peningkatan suhu udara, perubahan pola curah hujan, peningkatan tinggi muka air laut dan peningkatan frekuensi kejadian ekstrim. Di samping itu, kondisi iklim juga tidak teratur lagi dan kearifan lokal dan tanda-tanda alam sudah sulit dan bahkan tidak lagi digunakan oleh masyarakat (Balitbang, 2013). Dalam jangka panjang, variabilitas dan keragaman iklim akan mengalami pergeseran musim dari rata-ratanya. Tiga faktor utama terkait dengan perubahan iklim global adalah: (1) perubahan pola hujan dan iklim ekstrim (banjir dan kekeringan), (2) peningkatan suhu udara dan (3) peningkatan suhu permukaan laut.Sebagai salah satu daerah di Indonesia yang turut mengalami dampak perubahan iklim adalah Kabupaten Sleman dan Kabupaten Kulonprogo. Masing-masing kabupaten memiliki beberapa Stasiun meteorologi. Adanya pergeseran iklim di Indonesia menyebabkan terjadinya pergeseran waktu dalam mulainya musim kemarau ataupun penghujan. Salah satu parameter yang dapat digunakan dalam menentukan awal musim kemarau atau penghujan adalah dengan menggunakan curah hujan. Untuk mendeteksi terjadinya pergeseran panjang musim kemarau dan penghujan per tahun dalam jangka waktu tertentu, dan untuk memprediksi masuknya musim kemarau dan musim penghujan dampai dengan berakhirnya musim kemarau dan musim penghujan, maka akan digunakan package yang disebut RhTests yang mampu mendeteksi pola curah hujan dan menentukan panjang musim. Pada skripsi ini penulis akan membahas uji penalized maximal F untuk mendeteksi panjang musim kemarau dan musim penghujan dengan mengamati ada tidaknya changepoint pada data curah hujan harian.
3
1.2
Tujuan Penelitian Penulisan skripsi yang berjudul “Uji Penalized Maximal F Untuk
Mendeteksi Panjang Musim Kemarau dan Musim Penghujan” dimaksudkan sebagai pemenuhan salah satu syarat untuk mencapai derajat sarjana S1 Program Studi Statistika, Jurusan Matematika , Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Sedangkan tujuan dari penulisan skripsi ini adalah sebagai berikut : a.
Untuk memperkenalkan Uji Penalized Maximal F dalam software RhTests.
b.
Untuk mendeteksi adanya changepoint dengan software RhTests.
c.
Untuk menentukan panjang musim kemarau dan penghujan skala satu tahun dalam kurun waktu tiga tahun (2012 hingga tahun 2014).
d.
Mengaplikasikan Uji Penalized Maximal F dengan software RhTests ke dalam suatu contoh kasus, yaitu untuk mendeteksi panjang musim kemarau dan musim penghujan di Stasiun meteorologi dan geofisika Gamping, Adisutjipto, Gambongan dan Panjatan.
1.3
Pembatasan Masalah Dalam penulisan ini, pembatasan masalah sangat diperlukan untuk
menjamin keabsahan dalam kesimpulan yang diperoleh. Agar tidak terjadi penyimpangan dari tujuan semula dan pemecahan masalah lebih terkonsentrasi, maka pembahasan skripsi ini difokuskan pada uji Penalized Maximal F dengan menggunakan software RhTests untuk mendeteksi changepoint dalam menentukan panjang musim kemarau dan musim penghujan. Dalam skripsi ini akan digunakan data curah hujan harian dari tahun 2012 sampai dengan tahun 2014 yang diambil dari Stasiun meteorologi dan geofisika Daerah Istimewa Yogyakarta. Wilayah yang diamati yakni, Kabupaten Sleman dan Kulonprogo. Masing-masing kabupaten terdiri dari dua Stasiun meteorologi dan geofisika. Stasiun Gamping dan Adisutjipto untuk wilayah Kabupaten Sleman. Stasiun Gambongan dan Panjatan untuk wilayah Kabupaten Kulonprogo. 1.4
Tinjauan Pustaka Penelitian mengenai pemanfaatan data curah hujan menggunakan uji
Penalized Maximal F untuk mendeteksi panjang musim kemarau dan musim
4
penghujan sudah dilakukan bertahun-tahun dan berbagai metodologi telah dicoba di berbagai bidang. Penelitian-penelitian tersebut tentunya akan memberikan informasi yang bermanfaat mengenai perkembangan dari permasalahan skripsi ini. Penelitian tersebut antara lain “Detection of Undocumented Changepoints: A Revision of the Two-Phase Regression Model” Lund dan Reeves (2002) yang menjelaskan F max Tests Statistic dilakukan oleh. Di tahun selanjutnya dalam penelitian “A Review and Comparison of Changepoint Detection Techniques for Climate Data” (Wang, 2003) penelitian tersebut menjelaskan regresi dua fase dengan adanya tren. Kedua penelitian tersebut menggunakan dasar changepoint dan pergeseran rata-rata untuk mendeteksi adanya changepoint. Selain itu, dapat digunakan tren dalam pendeteksian changepoint. Dalam jurnal“Penalized Maximal F Test for Detecting Undocumented Mean Shift without Trend Change” (Wang, 2007) menunujukkan adanya changepoint dan pergeseran rata-rata yang tidak terdokumentasi dengan menggunakan uji Penalized Maximal F dalam pengujian data curah hujan. Perbedaan dengan penelitian (Wang, 2003) adalah pada penelitian ini tidak digunakan tren dalam pendeteksian changepoint. Mengacu pada penelitian sebelumnya yang telah dilakukan Wang, maka dibuat perangkat lunak berbasis software R untuk melakukan deteksi changepoint. Alur dan cara kerja dari perangkat lunak yang dimuat dalam tulisan “RhTests V4 User Manual” (Feng, 2010) yang berisi langkah-langkah analisis curah hujan harian dengan menggunakan package RhTests. 1.5
Metode Penulisan Metode yang digunakan dalam penulisan skripsi ini yaitu studi pustaka,
karena bahan yang ditullis dalam skripsi ini bersumber dari jurnal-jurnal dan referensi yang diperoleh dari situs-situs penunjang di internet. Penyelesaian studi kasus dalam skripsi ini menggunakan bantuan software R dan RhTests.
1.6
Sistematika Penulisan
Skripsi ini ditulis dengan sistematika penulisan sebagai berikut :
5
BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang masalah, tujuan penelitian, pembatasan masalah, metode penelitian, tinjauan pustaka, dan sistematika penulisan yang memberikan arah dalam penulisan skripsi ini. BAB II DASAR TEORI Bab ini berisi tentang teori-teori yang mendasari pembahasan tentang uji penalized maximal F untuk mendeteksi panjang musim kemarau dan musim penghujan. Teori-teori penunjang tersebut diantaranya adalah variabel random, distribusi normal, distribusi chi-square, distribusi f, variansi dan kovariansi, fungsi probabilitas, least square method, simulasi monte carlo dan uji normalitas. BAB III UJI PENALIZED MAXIMAL F UNTUK MENDETEKSI PANJANG MUSIM KEMARAU DAN MUSIM PENGHUJAN Bab ini membahas tentang pembatasan masalah, yaitu penjelasan mengenai uji penalized maximal F untuk mendeteksi panjang musim kemarau dan musim penghujan serta membahas adanya changepoint. BAB IV STUDI KASUS Bab ini membahas tentang deskripsi data dan contoh penerapan data curah hujan untuk menentukan panjang musim kemarau dan musim penghujan menggunakan uji penalized maximal F di empat Stasiun meteorologi dan geofisika. Kabupaten Sleman yang terdiri dari Stasiun Gamping dan Adisutjipto. Sedangkan Kabupaten Kulonprogo yang terdiri dari Stasiun Gambongan dan Panjatan. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil pembahasan dan saran untuk mengembangkan analisis panjang musim kemarau dan penghujan dengan menggunakan metode uji penalized maximal F.
