PERBANDINGAN METODE LEAST SQUARE (PROGRAM WORLD TIDES DAN PROGRAM TIFA) DENGAN METODE ADMIRALTY DALAM ANALISIS PASANG SURUT
TUGAS AKHIR Disusun untuk memenuhi syarat kurikuler Program Sarjana Oseanografi
Disusun oleh : Nida Hasna Rufaida 12903004
PROGRAM STUDI OSEANOGRAFI FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
LEMBAR PENGESAHAN
PERBANDINGAN METODE LEAST SQUARE (PROGRAM WORLD TIDES DAN PROGRAM TIFA) DENGAN METODE ADMIRALTY DALAM ANALISIS PASANG SURUT
Tugas Akhir Program Studi Oseanografi ITB
Oleh Nida Hasna Rufaida 129 03 004
Telah disetujui dan disahkan sebagai Laporan Tugas Akhir di Bandung, Juni 2008
Pembimbing I
Pembimbing II
Drs. Muhammad Ali
Dr. Susanna Nurdjaman
NIP : 130 611 118
NIP : 132 232 821
ABSTRAK
Tugas akhir ini menganalisa pasang surut di stasiun Padang, Bangka, Pari, Benoa, dan Kupang yang memiliki panjang data tiga puluh hari, dengan program World Tides dan TAN, dan metode admiralty. Kemudian ketiga hasil analisa tersebut dianalisis dan dibandingkan. Program World Tides dan program TAN pada dasarnya menggunakan metode Least Square, yang merupakan metode analisa harmonik untuk mendapatkan solusi dari persamaan elevasi pasang surut. World Tides berbasiskan bahasa pemrograman MATLAB, dengan menggunakan Graphical User Interface (GUI), sedangkan program TAN memiliki file inputan berupa .tif yang dapat kita tentukan sendiri jumlah komponen pasang surutnya. Sementara, metode admiralty hanya digunakan untuk pengolahan data-data berjangka waktu pendek (29, 15, 7, dan 1 hari) dimana hasil perhitungan yang dihasilkan relatif sedikit, yaitu hanya menghasilkan sembilan komponen pasang surut utama yang terdiri dari M2, S2, K2, N2, O1, K1, P1, MS4, dan M4. Program World Tides dan TAN, dan metode admiralty masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan. World Tides merupakan program yang public domain, memiliki kemampuan menganalisis data ≥ 15 hari yang dapat dilakukan dengan menggunakan tujuh komponen pasang surut (O1, K1, N2, M2, S2, M4, dan MS4) dan komponen berdasarkan periode sinodik, dan di dalamnya juga terdapat program prediksi. Akan tetapi, World Tides tidak dapat digunakan untuk menganalisis data yang memiliki kekosongan data, programnya tidak dapat dimodifikasi, hasil prediksi tidak akurat, dan tidak dapat digunakan untuk data pendek (< 15 hari). Di lain pihak, program TAN dapat dimodifikasi, dapat menganalisis data yang memiliki kekosongan data, dan memiliki kemampuan menganalisis data ≥ 30 hari. Namun, program ini tidak public domain, tidak dapat digunakan untuk data pendek (≤ 15 hari), dan program prediksi terpisah. Sementara, metode admiralty sangat user friendly dan dapat digunakan untuk menganalisis data-data pendek; tetapi dibutuhkan ketelitian lebih dalam pengolahannya, tidak dapat digunakan untuk data-data panjang (> 29 hari), hanya menghasilkan sembilan komponen pasang surut, dan tidak dapat menganalisis data yang memiliki kekosongan data. Walau terdapat kelebihan dan kekurangan pada program World Tides dan TAN, dan metode admiralty, kita dapat mengetahui yang manakah yang lebih akurat dengan melihat ii
nilai error (kesalahan) yang terkecil. Pada panjang data lima belas hari, nilai error yang dihasilkan oleh World Tides lebih kecil daripada yang dihasilkan metode Admiralty, sedangkan untuk data tiga puluh hari nilai error yang terkecil ditunjukkan oleh program TAN. Di antara kelima lokasi yang ditinjau, Pari memiliki nilai error terkecil. Hal ini dikarenakan lokasi Pari yang semi tertutup. Nilai error yang terbesar berada di Kupang, karena lokasinya yang dekat dengan Samudera Hindia sehingga faktor non-astronomisnya kuat.
Kata kunci : World Tides, TAN, admiralty, Least Square, Periode Sinodik
iii
ABSTRACT
This thesis presents an analysis of tides in the stations in Padang, Bangka, Pari, Benoa, and Kupang which have thirty days range of data, using World Tides and TAN programmes and, admiralty method. Then, the results are analysed and compare. The World Tides and TAN programmes basically using Least Square method, which is a harmonic analysis method to gain solution of the tides elevation equation. World Tides based on Matlab, using Graphical User Interface (GUI), while TAN uses .tif as its input which we can manually decide the number of tides component. Admiralty method used only for short-range data (1, 7, 15, and 29 days) with relatively few results, only nine main tides components, that is, M2, S2, K2, N2, O1, K1, P1, MS4, and M4. World Tides and TAN programmes, and admiralty method have their own plus and minus. World Tides is a public domain programme, have the ability to analyse ≥ 15 days data using seven tides components (O1, K1, N2, M2, S2, M4, and MS4) and synodic period based components, and we can make prediction at the same time. However, World Tides can not be use to analyse hollow data, can not be modified, inaccurate prediction and can not be use for short range data (< 15 days). TAN programme, on the other hand, can be modified, can be use to analyse hollow data and ≥ 30 days data. Nevertheless, it is not public domain, can not be use for short range data (≤ 15 days), and we have to make prediction separately. While admiralty method is very user friendly and can be use to analyse short-range data; but it takes more detail tabulation, can not be used for long-range data (> 29 days), only produces nine tides components, can not analyse hollow data. Although each of them has their own excesses and flaws, we can tell which programme or method that is accurate by observing the smallest error. For fifteen days data, the error of World Tides is smaller than of admiralty method, while for thirty days the smallest error showed by TAN. Between the five observed locations, Pari has the smallest error. It results from its semi-closed condition. On the other hand, the biggest error is in Kupang, because it is near Hindia Ocean so the non-astronomic factors are strong.
iv
Key words: World Tides, TAN, admiralty, Least Square, Synodic Period
v
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb. Alhamdulillaahirabbil’aalamiin, segala puji bagi Allah atas rahmat dan hidayah-Nya. Kekuatan, perlindungan, dan rahmat yang diberikan oleh Allah memungkinkan penulis menyelesaikan tugas akhir, PERBANDINGAN METODE LEAST SQUARE (PROGRAM WORLD TIDES DAN PROGRAM TIFA) DENGAN METODE ADMIRALTY DALAM ANALISIS PASANG SURUT. Selama menyusun tugas akhir ini, penulis banyak mendapatkan bantuan, saran, dukungan, doa, dan semangat dari berbagai pihak. Untuk itu dengan segenap hati penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada : 1. Drs. Muhammad Ali dan Dr. Susanna Nurdjaman selaku pembimbing yang selalu sabar memberikan bimbingan, dukungan dan bantuan. 2. Ivonne Radjawane, Ph. D selaku Ketua Program Studi oseanografi. 3. Ibu Dr. Eng. Nining Sari Ningsih atas bantuan dan perhatiannya selama pengerjaan tugas akhir ini. 4. Dr. Eng. Hamzah Latief selaku dosen wali atas bimbingannya selama ini. 5. Seluruh staf pengajar dan karyawan program studi Oseanografi.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih banyak kekurangan yang terdapat pada tugas akhir ini. Demi perbaikan dan kesempurnaannya, penulis mohon kritik dan saran yang
membangun.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Bandung, Juni 2008
Penulis
i
ii
DAFTAR ISI
Lembar Pengesahan Kata Pengantar
i
Abstrak
ii
Abstract
iv
Daftar Isi
v
Daftar Gambar
vii
Daftar Tabel
viii
BAB I
BAB II
BAB III
Pendahuluan
1
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Tujuan dan Manfaat
1
1.3 Batasan Masalah
2
1.4 Sistematika Pembahasan
2
Teori Dasar Arus Pasang Surut
3
2.1 Pengertian Pasang Surut
3
2.2 Gaya Pembangkit Pasang Surut
4
2.3 Komponen Pasang Surut
5
2.4 Tipe Pasang Surut
6
2.5 Periode Sinodik
7
Metodologi Penelitian
10
3.1 Analisa Harmonik
10
3.1.1 Metode Admiralty 3.1.1.1 Parameter dalam Perhitungan Metode Admiralty 3.1.2 Metode Least Square
BAB IV
10 11 15
3.2 World Tides
15
3.3 Program TIFA
17
Data dan Pengolahan Data
18
4.1 Data Pengamatan Pasang Surut
18
4.2 Pengolahan Data
19
4.2.1 World Tides
19
4.2.1.1 Input Data
19
4.2.1.2 Analisis Data
19
4.2.2 Program TIFA 4.2.2.2 Analisis Data
v
24 24
4.2.3 Metode Admiralty BAB V
25
Hasil dan Pembahasan
26
5.1 Hasil World Tides
26
5.1.2 Analisis Data 15 Hari
26
5.1.3 Analisis Data 30 Hari
29
5.2 Hasil Analisis TAN
33
5.3 Hasil Analisis Admiralty
34
5.3.1 Analisis Data 15 Hari
34
5.3.2 Analisis Data 29 Hari
35
5.4 Tipe Pasang Surut Perairan
36
5.5 Perbandingan Antara World Tides, TAN dan Admiralty
36
5.6 Kelebihan dan Kekurangan dari Program World Tides,
41
Program TAN dan Admiralty
BAB VI
5.6.1 Program World Tides
41
5.6.2 Program TAN
43
5.6.3 Metode Admiralty
45
Kesimpulan dan Saran
46
6.1 Kesimpulan
46
6.2 Saran
47
Daftar Pustaka Lampiran
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Ilustrasi Gaya yang Dihasilkan oleh Bumi, Bulan dan Matahari
3
Gambar 2.2
Tipe-tipe Pasang Surut
7
Gambar 4.1
Lokasi Kajian
18
Gambar 4.2
Tampilan Program World Tides untuk Menganalisis Data Pasang Surut
19
Gambar 4.3
Flowchart Analisis Harmonik dengan Program TIFA
24
Gambar 4.4
Langkah Perhitungan 15 dan 29 Hari dengan metode Admiralty
25
Gambar 5.1
Hasil Analisis World Tides untuk Lokasi Padang (15 Hari) dengan 7 Komponen
26
Gambar 5.2
Hasil Analisis World Tides untuk Lokasi Padang (30 Hari) dengan 7 Komponen
30
Gambar 5.3
Hasil Analisis TAN untuk Lokasi Padang
33
Gambar 5.4
Hasil Analisis Admiralty 15 Hari untuk Lokasi Padang
34
Gambar 5.5
Hasil Analisis Admiralty 29 Hari untuk Lokasi Padang
35
Gambar 5.6
Tampilan Program World Tides untuk Melakukan Prediksi
41
Gambar 5.7
Perbandingan Antara Data Lapangan dengan Prediksi World Tides Pada Tanggal
42
1-30 April 1996 untuk Lokasi Bangka
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Komponen-komponen pasut utama dan pasut perairan dangkal
5
Tabel 2.1
Komponen yang Diperoleh dari Hasil Perhitungan Periode Sinodik
8
Tabel 4.1
Data yang Digunakan
18
Tabel 4.2
Komponen Berdasarkan Periode Sinodik untuk Lokasi Padang
20
Tabel 4.3
Komponen Berdasarkan Periode Sinodik untuk Lokasi Bangka
20
Tabel 4.4
Komponen Berdasarkan Periode Sinodik untuk Lokasi Pari
21
Tabel 4.5
Komponen Berdasarkan Periode Sinodik untuk Lokasi Benoa
21
Tabel 4.6
Komponen Berdasarkan Periode Sinodik untuk Lokasi Kupang
22
Tabel 5.1
Nilai Error antara Data Lapangan dan Hasil Prediksi
27
Program World Tides untuk Data 15 Hari Tabel 5.2
Nilai Amplitudo dan Phasa untuk Data 15 Hari pada Lokasi Padang dari Hasil
28
Analisis dengan Program World Tides Tabel 5.3
Nilai Error antara Data Lapangan dan Hasil Prediksi
30
Program World Tides Untuk Data 30 Hari Tabel 5.4
Nilai Amplitudo dan Phasa untuk Data 30 Hari pada Lokasi Padang dari Hasil
31
Analisis dengan Program World Tides Tabel 5.5
Nilai Error (%) antara Data Lapangan dan Hasil Prediksi Program TAN untuk
33
Data 30 Hari Tabel 5.6
Nilai Error (%) antara Data Lapangan dan
34
Hasil Prediksi Metode Admiralty untuk Data 15 Hari Tabel 5.7
Nilai Error (%) dari antara Data Lapangan dan
35
Tabel 5.8
Hasil Prediksi Metode Admiralty untuk 29 Hari Tipe Pasang Surut untuk Tiap Lokasi
36
Tabel 5.9
Nilai Amplitudo dan Phasa pada Lokasi Benoa Tanggal 29 September-27
39
Oktober 2004 Tabel 5.10
Selisih Nilai Amplitudo dan Phasa antara Program World Tides, TAN dan
39
Admiralty dengan Hasil Pengolahan Data Dishidros (Admiralty 29 Hari) untuk Lokasi Benoa Tabel 5.11
Perbandingan Nilai Error (%) antara Data Lapangan dan Hasil Prediksi Program
40
World Tides dan Metode Admiralty untuk Data 15 Hari Tabel 5.12
Perbandingan Nilai Error (%)antara Data Lapangan dan Hasil Prediksi Program World Tides, program TAN dan Metode Admiralty untuk Data 30 Hari
viii
40
ix
