buku panduan praktikum oseanografi fisika€¦ · wrplot view perlu diingat bahwa format ms.excel...
TRANSCRIPT
BUKU PANDUAN PRAKTIKUM
OSEANOGRAFI FISIKA
Disusun Oleh:
Tim Pengampu Mata Kuliah
Oseanografi Fisika
Program Studi Ilmu Kelautan
Jurusan Perikanan dan Kelautan
Fakultas Pertanian
Universitas Lampung
2020
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
DAFTAR ISI
1. PASANG SURUT ........................................................................................................................ 3
2. GELOMBANG.............................................................................. Error! Bookmark not defined.
3. ARUS ............................................................................................................................................. 26
4. MENGHITUNG ARUS GEOSTROFIK ..................................................................................... 37
5. GELOMBANG LAUT DALAM .................................................................................................. 25
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
TATA TERTIB PRAKTIKUM OSEANOGRAFI FISIKA
1. Datang minimal 10 menit sebelum praktikum dimulai 2. Membawa buku panduan yang sudah dijilid terusan biru dan mengerjakan
tiket masuk yaitu soal-soal pada buku panduan sesuai materi praktikum hari itu.
3. Soal tiket masuk dikerjakan di buku panduan dengan menggunakan bolpoin biru
4. Literatur hanya boleh dari buku dan jurnal (1 soal 2 literatur)
5. Membawa laptop, minimal 2 orang 1 laptop
6. Tidak boleh meng-install software saat praktikum berlangsung (software
harus sudah ter-install sebelum praktikum)
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
1. PERANGKAT LUNAK DALAM OSEANOGRAFI
Tujuan Instruksional Khusus:
Setelah mengikuti praktikum ini, mahasiswa mengetahui format data, mampu
memasukkan data, serta mampu mengoperasikan perangkat lunak Ocean Data
View (ODV) untuk pengolahan data oseanografi.
Sub Pokok Bahasan
- Format Data pada perangkat lunak ODV
- Pengenalan perangkat lunak ODV
- Memasukkan Data pada Perangkat Lunak ODV
Tujuan Praktikum:
- Mahasiswa dapat menyusun data sesuai dengan format data yang
dibutuhkan perangkat lunak Ocean Data View (ODV)
- Mahasiswa dapat memasukkan data pada perangkat lunak ODV
- Mahasiswa dapat mengoperasikan perangkat lunak Ocean Data View (ODV)
Pendahuluan
Perkembangan teknologi khususnya teknologi komputasi
memungkinkan kita untuk menganalisis, menyajikan memvisualisasi data
yang jumlahnya besar ke dalam suatu gambar, grafik, atau tampilan lain
sehingga data tersebut informatif dan menarik. Perangkat lunak Ocean Data
View merupakan salah satu perangkat lunak yang dapat mendukung tujuan
tersebut. Pemilihan perangkat lunak Ocean Data View karena software ini
dapat diperoleh secara gratis dari internet (http://odv.awi.de/).
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Ocean Data View (ODV) adalah perangkat lunak yang dikembangkan
oleh Prof. R. Schlitzer dari Alfred Wegener Institute for Polar and Marine
Research, Bremerhaven, Germany. Perangkat lunak ini dapat digunakan
secara langsung dengan format data yang direkam dari CTD selain itu juga
dapat memasukkan data hasil pengukuran dengan alat lain sesuai format yang
diberikan oleh ODV. Untuk melihat format data yang diberikan ODV dapat
dilihat pada folder sample setelah perangkat lunak tersebut diinstal.
ALAT DAN BAHAN
Alat dan bahan yang dibutuhkan dalam praktek ini adalah
1. Komputer
2. Perangkat Lunak ODV,
3. Data.
FORMAT DATA ODV
1. Lakukan penyusunan data pada program Microsoft Excel yang terutama berisi
Lintang, Bujur, Stasiun, Tanggal, Kedalaman Perairan, Kedalaman Pengukuran,
Suhu, Salinitas, dan data-data yang lain yang akan digambarkan pola
sebarannya.
2. Format data yang telah disusun selanjutnya disimpan dengan nama
Sample-odv.txt (Tab Delimited).
3. Gambaran terkait dengan format data disajikan pada Gambar 1.
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Gambar 1. Format Data pada Perangkat Lunak ODV
TUGAS TAMBAHAN:
Susun format data sesuai dengan contoh diatas, buat file lainnya dengan
menghilangkan kolom Bot.Depth dan simpan dengan Sample-odv2.txt (pada
praktikum selanjutnya akan kita lihat apa perbedaan yang akan dihasilkan dengan
menghilangkan kolom tersebut.
MEMBUKA ODV
4. Buka program ODV dengan mengklik 2x pada icon atau pilih START,
ALL PROGRAM, Ocean Data View 4 lalu pilih Ocean Data View 4. Tahapan ini
disajikan pada Gambar 2.
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Gambar 2. Tahapan Membuka Ocean Data View
5. Maka akan didapatkan tampilan awal ODV seperti Gambar 3 dibawah ini
Gambar 3. Tampilan Awal Ocean Data View
6. Untuk memasukkan data yang telah disusun, maka terlebih dahulu dibuat file
baru pada ODV. Tahapannya adalah pilih File, New… seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 4.
1
2
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Gambar 4. Tahapan Membuat File Baru pada Ocean Data View
7. Maka akan muncul jendela tampilan seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 5. Tampilan ini adalah untuk membuat nama file baru pada ODV.
Untuk memudahkan maka sebaiknya file ini disimpan pada folder yang sama
dengan tempat penyimpanan data yang telah disusun sebelumnya (contoh jika
data yang telah disusun sebelumnya disimpan di D:\ maka untuk
memudahkan pemanggilan data maka sebaiknya file ini juga disimpan pada
folder D:\). Simpan nama file ini dengan nama Contoh.odv (Lihat Gambar 5).
Gambar 5. Tahapan Membuat nama File Baru pada Ocean Data View
8. Selanjutnya akan muncul tampilan seperti Gambar 6. Lalu pilih Use .txt,
.odv, .var or other file as template. Kemudian pilih OK. 9. Selanjutnya pilih file data yang telah disusun sebelumnya (nama file
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Sample-odv.txt). Kemudian pilih Open.
Gambar 6. Menyusun Parameter Data Sesuai Format Data yang Telah Disusun
10. Maka ODV akan secara otomatis membaca metadata dan parameter
(variable) sesuai dengan format data. Selanjutnya klik Temperature pada
bagian sebelah kiri maka tulisan Temperature pada tampilan sebelah kanan
akan secara otomatis akan ditandai (lihat Gambar 7). Coba klik tulisan
Salinitas pada tampilan sebelah kiri, apa yang terjadi…?
11. Kemudian pilih OK.
Gambar 7. Parameter yang Terbaca ODV Berdasarkan Data Contoh
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
12. Selanjutnya pada tampilan seperti pada Gambar 8. Untuk Data Field pilih
GeneralField, pada Data Type pilih GeneralType dan pada Primary Variable
pilih Depth. Kemudian pilih OK.
Gambar 8. Karakteristik dan Parameter Primer dari Data
13. Setelah tahapan diatas dilakukan maka proses pembuatan file baru telah
selesai dilakukan. Akan muncul tampilan seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 9.
Gambar 9. Tampilan Setelah Proses Pembuatan File Selesai
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
14. Walaupun file telah selesai dibuat, namun data belum masuk kedalam file
tersebut. Untuk memasukkan data, pilih Import, lalu klik ODV
Spreadsheet…..(lihat Gambar 10).
Gambar 10. Tahapan Import Data
15. Selanjutnya pilih file data yang telah disusun sebelumnya (Sample-
odv.txt), lalu pilih Open.
16. Akan muncul tampilan Import Options. Klik Temperature pada bagian
Source File Variables (sebelah kiri) maka Temperature pada Target collection
variables (sebelah kanan) akan ditandai. Hal ini berarti data temperature
pada data sumber dan data target telah terasosiasi/terkoneksi. Jika tidak
berarti data tersebut tidak akan masuk pada file ODV, maka perlu dilakukan
Associate antar parameter. Kondisi ini dapat terjadi jika nama parameter pada
file data dengan nama parameter pada file ODV berbeda.
17. Setelah semua parameter terasosiasi maka pilih OK.
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Gambar 11. Proses Pemilihan File dan Assosiasi Data dengan File ODV
18. Maka akan muncul tampilan seperti Gambar 12. Tampilan ini menjelaskan
bahwa ada 9 stasiun yang datanya telah diimpor ke dalam file ODV. Coba cek
jumlah stasiun pada data, apakah jumlah stasiun ada 9 buah. Selanjutnya pilih
OK.
Gambar 12. Proses Import Data Selesai
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
19. Maka semua data telah masuk ke dalam file ODV dan akan muncul tampilan
seperti Gambar 13.
Gambar 13. Tampilan Setelah Proses Import Data Selesai
20. Untuk memperjelas peta lokasi data maka klik kanan pada gambar peta,
kemudian pilih Full domain, maka peta lokasi akan di pusatkan pada lokasi
yang tertulis pada data.
Gambar 14. Tampilan untuk Memperjelas Peta Lokasi
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
21. Untuk menambahkan Nama stasiun pada peta, klik kanan pada peta,
kemudian pilih Properties. Maka akan muncul tampilan Map Properties.
22. Selanjutnya pilih Annotations pada Map Properties dan klik Station
Label, untuk mengganti besar huruf klik Font Size menjadi ukuran yang
diinginkan.
23. Lalu pilih OK
Gambar 15. Tampilan Untuk Menampilkan Label Station
24. Klik 2x pada titik stasiun sehingga tulisan stasiun akan muncul seperti
Gambar 16.
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Gambar 16. Tampilan Setelah Station Label Diaktifkan
TUGAS PRAKTIKUM
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
2. GELOMBANG
Gelombang air laut terjadi karena adanya alih energi dari angin ke
permukaan laut, atau pada saat-saat tertentu disebabkan oleh gempa di dasar
laut. Gelombang merambat ke segala arah membawa energinya yang kemudian
dilepaskan ke pantai dalam bentuk hempasan ombak. Rambatan geombang
dapat mencapai rubuan kilometer sampai mencapai pantai. Gelombang yang
mencapai pantai akan mengalami pembiasan (refraction) dan akan memusat
(convergence) jika mendekati semenanjung, atau menyebar (divergence) jika
menemui cekungan. Gelombang yang menuju perairan dangkal akan
mengalami spilling, plunging, collapsing atau surging. Semua fenomena yang
terjadi pada gelombang pada dasarnya disebabkan oleh topografi dasar laut.
Pada dasarnya gelombang adalah gerakan naik turunnya permukaan air
secara bergantian. Faktor yang dapat menimbulkan terjadinya gelombang di
antaranya adalah angin, adanya gerakan kapal, dan gempa bawah laut.
Sifat-sifat gelombang setidaknya dipengaruhi oleh 3 bentuk angin,
yaitu kecepatan angin, waktu dimana angin sedang bertiup, dan jarak tanpa
rintangan dimana angin sedang bertiup atau dikenal sebagai fetch.
Gelombang merupakan faktor penting di dalam perencanaan
pelabuhan, rekayasa pantai dan lepas pantai. Gelombang di laut bisa dibangkitkan
oleh angin (gelombang angin), gaya tarik matahari dan bulan (pasang surut)
letusan gunung berapi atau gempa di laut (tsunami), kapal bergerak dan
sebagainya. Gelombang- gelombang ini akan menimbulkan gaya-gaya yang
bekerja pada bangunan pantai maupun lepas pantai. Selain itu gelombang juga
akan bisa menimbulkan arus dan transportasi sedimen di daerah pantai.
Soal:
1. Jelaskan pengertian gelombang!
2. Jelaskan mengenai macam-macam gelombang!
3. Apakah perbedaan gelombang dengan arus?
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
4. Apakah faktor-faktor yang mempengaruhi adanya gelombang laut?
Jawab:
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Pengolahan Data Gelombang (WRPLOT View)
Menyusun Data angin dengan urutan seperti gambar di bawah pada Ms.Excel.
Gambar 1. Data yang diperlukan untuk dirunning di
WRPLOT View
Perlu diingat bahwa format Ms.Excel yang bisa terbaca di WRPLOT
View adalah Ms.Excel 1997-2003. Jika tidak memakai format tersebut, sistem
tidak dapat membaca file kita, sehingga perlu dilakukan pengubahan format
data ke Ms.Excel
1997-2003.
Kemudian membuka program WRPLOT View yang telah terinstal di laptop. Tampilan awal WRPLOT View seperti pada Gambar 2 di bawah ini.
Gambar 2. Tampilan awal WRPLOT View
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Kemudian klik “OK” sehingga muncul tampilan seperti Gambar 3.
Pada bagian atas kotak dialog ada 4 menu utama yaitu File, Edit, Tools dan Help seperti pada gambar di bawah ini.
Gambar 3. Tampilan pertama WRPLOT View
Pilih “Tools Import from Excel” lalu masukkan data Ms.Excel yang telah
diatur seperti Gambar 1 lalu klik “Open”.
Gambar 4. Langkah Import File Ms.Excel
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Lalu diatur “Excel Column Name” menyesuaikan dengan “Excel File” yang
ada di bawahnya, misalnya Year diisi B, Month diisi C dan seterusnya,
diatur juga waktunya yaitu pukul 00 sampai 23 sesuai data, pada bagian “First
Row to Import” pilih “2”.
Gambar 5. Output Ms.Excel dalam WRPLOT View
Kemudian mengisi pada bagian yang lain yaitu “Station Information” seperti pada gambar di bawah ini.
Gambar 6. Pengaturan Station Information
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Pada pengaturan “Station Information” seperti pada Gambar 6 diisi sesuai
koordinat lokasi kemudian klik “Import” dan muncul kotak dialog, klik “No”
lalu “Close” dan kembali lagi ke tampilan awal WRPLOT seperti pada Gambar
3.
Kemudian klik “Add File” lalu dipilih file dengan format “.sam” yang berarti SAMSON file seperti pada gambar di bawah ini.
Gambar 7. Import data .sam
Kemudian gambar mawar angin akan keluar seperti Gambar 8 di bawah ini.
Gambar 8. Gambar mawar angin yang dihasilkan
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Untuk range kecepatan angin bisa diatur dengan menggunakan menu
“Wind Classes [7]” seperti pada Gambar 9 di bawah ini. Diatur satuan
kecepatan angin yaitu dalam “knots” kemudian baru mengatur range
sesuai yang diinginkan, kemudian klik “OK”.
Gambar 9. Pengaturan range kecepatan angin (Wind Classes)
Warna wind classes dapat diatur sesuai keinginan juga dengan dipilih menu
“Options…” yang ada di sisi kanan gambar, hingga muncul tampilan
seperti Gambar 10. Dipilih warna sesuai yang diinginkan, lalu klik “Apply” dan “OK”.
Gambar 10. Cara mengubah warna Wind clases
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Proses running WRPLOT View selesai sehingga keluar hasil akhir seperti
gambar di bawah ini:
Gambar 11. Met Data Information
Gambar 12. Frequency count
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
3. GELOMBANG LAUT DALAM
Tujuan Instruksional Khusus:
Setelah mengikuti praktikum ini, mahasiswa mampu meramalkan tinggi gelombang
laut dalam berdasarkan data angin.
TUJUAN PRAKTIKUM
1. Memperoleh data angin dari berbagi sumber.
2. Menganalisis data angin.
3. Mengitung tinggi dan periode gelombang laut dalam berdasarkan data angin
4. Menganalisis hasil perhitungan tinggi dan periode gelombang laut dalam.
Pendahuluan
Gelombang yang paling umum dikaji dalam bidang teknik pantai adalah gelombang
yang dibangkitkan oleh angin dan pasang surut (Triatmodjo 1999). Gelombang tersebut
membawa/memiliki energi untuk membentuk pantai, arus dan transpor sedimen dalam arah
tegak lurus dan sepanjang pantai, serta menyebabkan gaya-gaya yang bekerja pada
bangunan pantai. Gelombang merupakan salah satu faktor utama dalam penentuan
morfologi dan komposisi pantai serta penentuan proses perencanaan dan desain
pembangunan pelabuhan, terusan (waterway), struktur pantai, alur pelayaran, proteksi
pantai dan kegiatan pantai lainnya (CERC 1984)..
Tiga faktor yang menentukan karakteristik gelombang yang dibangkitkan oleh
angin (Davis 1991) yaitu : (1) lama angin bertiup atau durasi angin, (2) kecepatan angin
dan (3) fetch (jarak yang ditempuh oleh angin dari arah pembangkitan gelombang atau
daerah pembangkitan gelombang). Semakin lama angin bertiup, semakin besar jumlah
energi yang dapat dihasilkan dalam pembangkitan gelombang. Demikian halnya dengan
fetch, gelombang yang bergerak keluar dari daerah pembangkitan gelombang hanya
memperoleh sedikit tambahan energi. Akan tetapi ada faktor-faktor lain yang kadang-
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
kadang sangat berpengaruh misalnya lebar fetch, kedalaman air, kekasaran dasar, stabilitas
atmosfir dan sebagainya (Yuwono 1984).
PROSEDUR PRAKTIKUM:
1. Memperoleh Data Angin
Prosedur ini dapat anda lihat kembali pada penuntun praktikum meteorologi,
Program Studi Ilmu
2. Ekstraksi Data Angin
Prosedur ini dapat anda lihat kembali pada penuntun praktikum meteorologi,
Program Studi Ilmu Kelautan
3. Koreksi Data Angin
Dalam perhitungan tinggi dan periode gelombang, data angin yang diperoleh perlu
dikoreksi. Adapun koreksi yang dilakukan adalah (USACE 2003a):
Koreksi ketinggian
Koreksi kecepatan angin rata-rata untuk durasi 1 jam
Koreksi pengukuran kecepatan angin di darat ke laut
Koreksi stabilitas
a. Koreksi ketinggian
Jika kecepatan angin diukur pada ketinggian bukan pada 8 - 12 m, maka perlu
dikoreksi ke ketinggian 10 m dengan menggunakan menggunakan persamaan
(USACE, 2003):
10
1/ 7
U10 U z
z
dimana :
U10 = kecepatan angin pada ketinggian 10 meter
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Uz = kecepatan angin pada ketinggian z
b. Koreksi durasi
Koreksi ini dilakukan untuk memperoleh kecepatan angin dengan durasi satu jam.
Koreksi ini dilakukan dengan menggunakan persamaan (USACE, 2002):
dimana:
t = waktu (detik)
Ut = kecepatan angin dengan durasi waktu t
Ut=3600 = kecepatan angin dengan durasi 1 jam
c. Koreksi pengukuran angin dari darat ke laut
Koreksi ini dilakukan untuk data angin yang diukur di darat. Koreksi pengukuran
angin dari darat ke laut dilakukan dengan menggunakan Gambar untuk fetch cukup
panjang (lebih besar dari 10 mile). Sedangkan untuk fetch yang lebih kecil dari 10
mile, maka kecepatan angin yang diamati dikoreksi dengan menggunakan
persamaan UW = 1.2 UL
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
d. Koreksi stabilitas
Untuk fetch yang lebih besar dari 10 mile, maka diperlukan koreksi stabilitas. Karena
dalam penelitian ini perbedaan temperatur air laut dan udara tidak diketahui, maka
diasumsikan sebagai kondisi tidak stabil dan menggunakan nilai RT = 1.1
Uc = kecepatan angin terkoreksi (m/detik)
4. MENGHITUNG FETCH EFEKTIF
Panjang fetch merupakan salah satu factor yang menentukan karakteristik
gelombang yang dibangkitkan oleh angin (Davis 1991). Fetch merupakan jarak yang
ditempuh oleh angin dari arah pembangkitan gelombang atau daerah pembangkitan
gelombang. Apabila panjang fetch yang diperoleh lebih dari 200 km, maka panjang
fetch maksimum yang digunakan adalah 200 km. Gelombang yang bergerak keluar
dari daerah pembangkitan gelombang hanya memperoleh sedikit tambahan energi.
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Adapun langkah-langkah dalam
- Tentukan titik lokasi
- Membuat garis-garis lurus yang ditarik dari titik lokasi sampai daratan
terdekat tiap sudut 5° dalam delapan arah mata angin utama.
- Tentukan arah angin.
- Menghitung panjang jari-jari di titik peramalan sampai titik dimana jari-jari
tersebut memotong daratan (Xi)
- Panjang fecth dihitung melalui persamaan :
dimana:
Sp = Skala peta
Selanjutnya lengkapi table berikut ini.
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
o 2
Panjang Fetch efektif dihitung dengan persamaan berikut:
Dimana:
Perhitungan Tinggi dan Periode Gelombang
Prediksi tinggi (Ho) dan periode gelombang (Tp) di laut lepas berdasarkan data
kecepatan angin dan fetch dilakukan dengan menggunakan persamaan (USACE,
2003a):
1
u 2 gF 2
H 4.13x102 * g u*
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
p 2
u *
u D c *
1
u gF 3
T 0.651 *
dimana:
g u*
Ho = Tinggi gelombang di laut lepas (m)
Tp = Periode gelombang (detik)
g = Percepatan gravitasi (m/det)
F = panjangnya fetch (m),
Uc = kecepatan angin terkoreksi (m/detik)
2 = velositas friksi, yang diberikan oleh
2 C U 2
CD 0.001(1.1 0.035U c )
TUGAS PRAKTIKUM
1. Pilihlah satu lokasi (daerah pantai) kemudian lakukan ekstraksi data angin
satu tahun pada lokasi tersebut
2. Gambarkan windrose pada masing-masing bulan dari data angin tersebut
3. Untuk melengkapi table berikut gunakan data angin maksimum pada masing-
masing bulan di lokasi tersebut
Month
Panjang Fetch
Arah Angin
Uz
(m/s)
U10
(m/s)
t
(s)
Ut/Ut=3600
Ut=3600
(m/s)
RL
Uw
(m/s)
RT
Uc
Jan
Feb
Mar
Apr
May
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
Dec
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Month
CD
2
(m/s) Ho
(m) Tp
(s)
Jan
Feb
Mar
Apr
May
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
Dec
U *
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
4. Gambarkan grafik tinggi dan periode gelombang seperti pada gambar berikut.
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
5. Berikan pembahasan anda berdasarkan hasil tinggi dan periode
gelombang yang diperoleh serta keterkaitannya dengan data angin yang
digunakan.
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
4. PASANG SURUT Pasang-surut (pasut) merupakan salah satu gejala alam yang tampak nyata di
laut, yakni suatu gerakan vertikal (naik turunnya air laut secara teratur dan berulang-
ulang) dari seluruh partikel massa air laut dari permukaan sampai bagian terdalam dari
dasar laut. Gerakan tersebut disebabkan oleh pengaruh gravitasi (gaya tarik menarik)
antara bumi dan bulan, bumi dan matahari, atau bumi dengan bulan dan matahari.
Pengaruh benda angkasa lainnya dapat diabaikan karena jaraknya lebih jauh dan
ukurannya lebih kecil. Faktor non astronomi yang mempengaruhi pasang surut
terutama di perairan semi tertutup seperti teluk adalah bentuk garis pantai dan
topografi dasar perairan.
Tipe pasang surut ditentukan oleh frekuensi air pasang dengan surut setiap
harinya. Suatu perairan mengalami satu kali pasang dan satu kali surut dalam satu
hari, kawasan tersebut dikatakan bertipe pasang surut harian tunggal (diurnal tides),
namun jika terjadi dua kali pasang dan dua kali surut dalam sehari, maka tipe pasang
surutnya disebut tipe harian ganda (semi diurnal tides). Tipe pasang surut lainnya
merupakan peralihan antara tipe tunggal dan ganda disebut dengan tipe campuran
(mixed tides) dan tipe pasang surut ini digolongkan menjadi dua bagian yaitu tipe
campuran dominasi ganda dan tipe campuran dominasi tunggal.
Pasang-surut (pasut) di suatu tempat tidak hanya bergantung pada posisi bulan
dan matahari saja, tetapi dipengaruhi juga oleh keadaan geografi, arah angin, gesekan
dengan dasar laut, kedalaman, relief dasar laut dan viskositas air di lokasi tersebut.
Semua faktor ini dapat mempercepat atau memperlambat datangnya air pasang.
Pasang purnama (spring tide) terjadi ketika bumi, bulan dan matahari berada
dalam suatu garis lurus. Pada saat itu akan dihasilkan pasang tinggi yang sangat tinggi
dan pasang rendah yang sangat rendah. Pasang surut purnama ini terjadi pada saat
bulan baru dan bulan purnama.
Pasang perbani (neap tide) terjadi ketika bumi, bulan dan matahari membentuk
sudut tegak lurus. Pada saat itu akan dihasilkan pasang tinggi yang rendah dan
pasang rendah yang tinggi. Pasang surut perbani ini terjadi pada saat bulan 1/4 dan
3/4.
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Soal:
1. Jelaskan apa saja macam pasut berdasarkan waktu terjadinya!
2. Jelaskan apa saja tipe pasut dan bagaimana ketentuan bilangan Formzahl dari ke-
empat tipe tersebut!
3. Mengapa terjadi perbedaan tipe pasang dan ketinggiannya di berbagai bagian laut?
4. Apa yang dimaksud dengan gaya sentrifugal?
5. Apa yang dimaksud dengan Apogee dan Perigee? Jelaskan hubungannya dengan
pasut!
Jawab:
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Pengolahan Data Pasang Surut
a. MATLAB dan TMD
Inputan prediksi menggunakan matlab
Masuk ke aplikasi MATLAB
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Kemudian pilih TMD_toolbox
Pilih “Set Path” pada “File” di pojok kiri
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Ketik “TMD”pada Command Window
Pilih indo tar yang ada di dalam folder, kemudian “model_ind”, ketika
muncul pemberitahuan pilih “Yes”
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Pilih semua komponen dengan cara di tandai, kemudian “Input from file”
sesuai dengan nama pada file serta mengubah nama “output” yang akan di
keluarkan hasilnya
Pilih “predict tide” untuk memprediksi pasang surut kemudian akan muncul
grafik pasang surut yang diinginkan setelah menekan “GO”
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Pilih “Extract tidal constants” dan tekan “GO”, maka akan muncul 9 komponen
pasut
Kemudian akan muncul komponen pasut pada “Comman Windows”
setelah tekan “GO
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Komponen pasut yang telah muncul kemudian dihitung menggunakan rumus:
F = (O1+K1)/(M2+S2)
Kemudian akan menghasilkan nilai dimana nilai tersebut akan dijadikan
sebagai perbandingan dengan data dari hasil pengamatan menggunakan
ADCP Aquadop Nortex.
0,0 ≤ F ≤ 0,25 = harian ganda beraturan
0,25 ≤ F ≤ 1,50 = campuran dominasi ganda
1,5 ≤ F ≤ 3,0 = campuran dominasi tunggal
F ≥ 3,0 = harian tunggal beraturan
b. NAOtide
Masuk ke NAOtide dan pilih input
Pada input ubah koordinat dengan yang telah dikonversi pada excel, kemudian
sesuaikan tanggal (tahun, bulan, hari, jam, dan menit) sesuai pengamatan
pasut yang dilakukan. Untuk prediksi harus sehari sebelum pengambilan data
dan sehari sesudah pengambilan data.
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Hasil running akan muncul dalam bentuk “notepad”
Buka excel, buka file hasil inputan
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Hasil inputan berupa prediksi pasang surut sesuai tanggal yang telah ditentukan
Langkan selanjutnya adalah konversi waktu dimana zona untuk wilayah
Indonesia bagian barat waktunya lebih cepat 7 jam bila dihitung dari posisi GMT
(Greenwich Mean Time) yang merupakan rujukan waktu pembagian zona
waktu Bumi, serta mengubah nilai pasang surut yang satuannya centimeter
menjadi meter
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
5. ARUS
Arus laut merupakan pergerakan air laut yang dipengaruhi oleh angin. Massa
air yang berada dibawahnya akan ikut terbawa dan akan semakin melemah seiring
dengan bertambahnya kedalaman laut. Perputaran bumi pada porosnya juga
mempengaruhi pergerakan air. Bumi yang berputar pada porosnya akan menimbulkan
kekuatan untuk menggerakan air mengikuti arah putaran bumi, gaya yang diakibatkan
oleh perputaran bumi pada porosnya ini disebut dengan gaya coriolis.
Gaya coriolis akan mengakibatkan arus bagian permukaan air laut berbelok ke
kanan dari arah angin di atas permukaan pada bumi bagian utara dan sebaliknya pada
bumi bagian selatan. Pembelokkan arus air laut oleh gaya coriolis ini semakin
melemah dengan seiring kedalaman dan akan menimbulkan spiral ekman. Sehingga
arus yang mengalir di permukaan lautan merupakan hasil kerja gabungan dari
beberapa faktor yang memengaruhinya. Faktor-faktor tersebut antara lain adalah
bentuk topografi dasar lautan dan pulau yang ada di sekitarnya, gaya coriolis, dan juga
arus ekman.
Menurut letaknya, arus dibedakan menjadi dua yaitu arus atas dan arus bawah.
Arus atas adalah arus yang bergerak di permukaan laut. Sedangkan arus bawah
adalah arus yang bergerak di bawah permukaan laut. Faktor pembangkit arus
permukaan disebabkan oleh adanya angin yang bertiup di atasnya. Tenaga angin
memberikan pengaruh terhadap arus permukaan (atas) sekitar 2% dari kecepatan
angin itu sendiri. Kecepatan arus ini akan berkurang sesuai dengan makin
bertambahnya kedalaman perairan sampai pada akhirnya angin tidak berpengaruh
pada kedalaman 200 meter.
Soal:
1. Jelaskan macam-macam arus yang anda ketahui!
2. Jelaskan hubungan gaya coriolis dengan arus!
3. Faktor apa saja yang mempengaruhi arus?
4. Apakah yang dimaksud dengan upwelling dan downwelling? Jelaskan!
5. Apakah manfaat arus bagi biota laut atau di bidang kelautan perikanan?
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Pengolahan Data Arus (Surfer)
Download data arus di:- www.oscar.noaa.gov
- www.aoml.noaa.gov
- Erddap
Prosedur Pengambilan Data (OSCAR) a. Buka website ini untuk mendapatkan data OSCAR
http://podaac.jpl.nasa.gov/dataset/OSCAR_L4_OC_third-deg
Gambar 1. Buka Website OSCAR
b. Pilih sub menu “data Acces” dan pilih FTP Site
Gambar 2. Masuk Data Acces
c. Selanjutnya untuk mendownload data arusnya kita pilih “world_Oscar_vel_5d2014.nc.gz”
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Gambar 3. Download World_Oscar_Vel_5d2014.nc.gz
d. Buka file yang kita download lalu extract
Gambar 4. Extract File Tersebut
Pastikan mempunyai data base map
Pengolahan surfer, dengan langkah sebagai berikut:
1). Diolah data hasil download di Ms. Excel untuk menentukan kecepatan
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
3). Klik Tools Grid > Data
4). Pilih data yang akan diolah
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
5). Dibuat grid data untuk U, V dan Kecepatan dengan U, V dan Kecepatan sebagai
data untuk koordinat Z.
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
6). Dibuat peta kontur dengan menggunakan grid Kecepatan
Map > New > Contour Map
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
7). Dibuat Grid Vector dengan menggunakan Grid U dan V Map > Add > 2-Grid Vector Layer
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
8). Dimasukkan Base Map wilayah penelitian, (contoh ini menggunakan selat
Madura)
Map > Add > Base Layer
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
6. MENGHITUNG ARUS GEOSTROFIK
Tujuan Instruksional Khusus:
Setelah mengikuti praktikum ini, mahasiswa mampu mengoperasikan
perangkat lunak Ocean Data View (ODV) untuk menghitung dan menganalisis
besarnya arus geostrofik.
Sub Pokok Bahasan
- Menghitung arus geostrofik pada Perangkat Lunak ODV
- Menganalisis arus geostrofik
Tujuan Praktikum:
- Mahasiswa dapat menghitung arus geostrofik dengan menggunakan
perangkat lunak Ocean Data View (ODV)
- Mahasiswa dapat menganalisis arus geostrofik pada suatu perairan.
ALAT DAN BAHAN
Alat dan bahan yang dibutuhkan dalam praktek ini adalah
1. Komputer
2. Perangkat Lunak ODV,
3. Data yang telah diolah pada modul sebelumnya .
PENDAHULUAN
Arus geostrofik merupakan arus yang terjadi akibat adanya
keseimbangan geostrofik di lapisan interior. Kondisi seimbang ini terjadi
antara gaya gradien tekanan horizontal yang bekerja pada massa air dikolom
perairan dengan gaya Coriolis (Brown et al., 1989). Pond dan Pickard (1983)
menambahkan bahwa arus geostrofik termasuk kedalam golongan arus tanpa
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
gesekan (current without friction) karena gaya akibat pergerakan angin diatas
permukaan air laut tidak berpengaruh di lapisan interior. Salah satu bentuk
hubungan yang dijelaskan oleh Pond dan Pickard (1983) dalam arus
geostrofik digambarkan sebagai arus gradien. Arus gradien atau slope current
merupakan arus laut yang disebabkan adanya kemiringan bidang isobar
dengan bidang datar (level surface).
Data suhu, salinitas, dan kedalaman yang diperoleh dari hasil
pengukuran CTD dapat diolah untuk menghasilkan arus geostropik yang
memiliki arah dan kecepatan. Data hasil perhitungan kecepatan arus
geostropik dengan menggunakan metode geostropik nantinya disajikan dalam
bentuk sebaran menegak kecepatan arus geostropik terhadap kedalaman.
Data kecepatan arus geostropik ini diperoleh dari pengolahan menggunakan
ODV, yaitu dengan menambahkan parameter geostropic Flow yang kemudian
di eksport ke Microsoft excel. Data yang diperoleh berupa kecepatan arus dan
luas bidang.
Tahapan menghitung kecepatan geostrofik dengan menggunakan ocean data
view adalah sebagai berikut:
1. Pastikan semua data.txt telah diimpor ke dalam perangkat lunak ODV.
Jika belum baca dan lakukan kembali seperti tahapan pada Modul
sebelumnya. Jika semua stasiun pengukuran telah diimpor maka akan
muncul tampilan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar-1. Tampilan setelah semua data selesai diimpor pada ODV
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
2. Untuk menghitung kecepatan geostrofik pastikan terlebih dahulu
bahwa section atau transek yang ingin dihitung kecepatan
geostrofiknya telah digambarkan. Kenapa harus membuat transek
terlebih dahulu?
Gambar-2. Tampilan Section
3. Untuk menghitung besarnya kecepatan geostrofik maka pada menu
pilih Tools, kemudian pilih Geostrophic Flows….. Tahapan ini
ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar-3. Tahapan Pemilihan Geostrophic Flows
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
4. Maka akan muncul tampilan seperti pada Gambar 4. Pada tampilan
tersebut, kita diminta untuk menyimpan file perhitungan arus geostrofik
pada folder yang diinginkan, lalu pilih Save.
Gambar-4. Tampilan Pilihan Menyimpan Hasil Perhitungan Geostrofik
5. Setelah tahapan tersebut dilakukan maka akan muncul tampilan
Reference Level dalam menghitung kecepatan arus geostrofik. Papar
acuan (reference level) merupakan level of no motion, yaitu suatu
kedalaman dimana pada kedalaman tersebut tidak terdapat gerakan
massa air relatif antara dua stasiun. Pada value untuk Depth nilai
reference levelnya masukkan angka 0.
Gambar-5. Tampilan Memasukkan Nilai Reference Level
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
6. Tugas berikutnya silahkan dicoba dengan memasukkan nilai bottom
depth paling kecil untuk transek yang dibuat sebagai nilai pada
Reference Level. Berikan perbandingan untuk hasil yang anda peroleh
sebagai bahan pembahasan
7. Lalu pilih OK, maka akan muncul seperti Pada Gambar 6. Tampilan
tersebut jika ingin menampilkan informasi terkait perhitungan arus
geostrofik. Pada tahapan tersebut pilih No.
Gambar-6. Tampilan yang Menunjukkan Proses Perhitungan Geostrofik Telah Selesai.
8. Maka akan muncul tampilan seperti Gambar 7. Untuk menggambarkan
hasil perhitungan geostrofik pilih Yes. Maka akan muncul satu
tampilan ODV baru.
Gambar-7. Pilihan untuk Menampilkan Gambar Hasil Perhitungan Geostrofik
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
9. Pada bagian kanan tampilan tersebut akan muncul data baru yang
diperoleh berupa kecepatan arus dan luas bidang seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 8.
Gambar-8. Hasil Perhitungan Geostrofik.
10. Selanjutnya buat sebaran menegak untuk menampilkan hasil
perhitungan geostrofik tersebut seperti yang ditunjukkan pada Gambar
9. Untuk membuat sebaran menegak, lihat kembali modul sebelumnya
terkait pembuatan sebaran menegak.
Gambar-9. Tampilan Sebaran Menegak Geostrofik Velocities
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
11. Untuk Geostr. Vel East comp (cm/s) yaitu arah arus ke timur apabila
nilai arus (+) dan arah arus ke barat apabila nilai arus (-). Sedangkan
Untuk Geostr. Vel North comp (cm/s) yaitu arah arus ke utara apabila
nilai arus (+) dan arah arus ke selatan apabila nilai arus (-).
12. Untuk melihat data hasil perhitungan secara lengkap untuk masing-
masing kedalaman antar stasiun, maka hasil perhitungan tersebut akan
di eksport ke file txt. Tahapannya adalah pilih menu Export, lalu pilih
Station Data, kemudian pilih ODV Spreadsheet File…
Gambar-10. Pemilihan Menu untuk Ekspor Data
13. Selanjutnya akan muncul tampilan seperti Gambar 11, untuk memilih
variable data yang akan di ekspor. Kemudian pilih OK.
Gambar-11. Pemilihan Variabel yang akan diekspor
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
14. Maka akan muncul tampilan karakteristik data yang akan di ekspor.
Pilih OK.
Gambar-12. Properties File yang Diekspor
15. Maka akan muncul keterangan yang menunjukkan tahapan ekspor file
telah selesai dilakukan. Perhatikan transek yang dibuat sebelumnya
berisi 4 stasion, kenapa pada keterangan ada 3 station yang di ekspor?
Gambar-13. Tahapan Ekspor File telah Selesai Dilakukan
16. Kemudian buka file txt tersebut dengan menggunakan Microsoft Excel.
File tersebut berada pada Folder GeoVel, lalu pilih Open.
Gambar-14. Membuka File Data Dengan Microsoft Excel
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
17. Maka akan muncul tampilan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15.
Dari file data tersebut akan terlihat besarnya kecepatan geostrofik
[Geostr. Vel (cm/s)], Komponen Utara dari kecepatan geostrofik
[Geostr. Vel North comp (cm/s)], Komponen Timur dari kecepatan
geostrofik [Geostr. Vel East comp (cm/s)] serta luasan bidang [Area
(m2)].
Gambar-15. Diagram T-S yang Ditunjukkan Dengan Kedalaman Berbeda
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
7. HUBUNGAN ARUS DAN ANGIN
Indonesia adalah merupakan salah satu wilayah yang sangat penting bagi distribusi massa air di
dunia. Pola arus dan angin yang terbentuk di Indonesia juga memiliki pengaruh terhadap iklim global.
Wyrtki (1961), menyatakan bahwa perairan Indonesia yang berada di antara Samudera Pasifik dan
Samudera India serta Benua Asia dan Australia memiliki posisi dan struktur yang istimewa dalam dunia
Geografi dan Oseanografi. Daerah perairan di Indonesia juga merupakan batas antara Samudera India
dan Samudera Pasifik. Laut Cina Selatan, Selat Karimata, Laut Jawa, Laut Flores, Laut Arafura dan Laut
Timor merupakan bagian dari Samudera Pasifik. Sedangkan laut Andaman, daerah pantai barat
Sumatera serta pantai selatan Jawa merupakan bagian dari Samudera India.
Sirkulasi angin dan arus di Indonesia dipengaruhi oleh angin muson (monsoon). Pada bulan
Februari, angin muson timur laut (northeast monsoon) bertiup dari utara menuju laut China Selatan,
Laut Andaman dan di daerah ekuatorial berbelok ke timur menyusuri laut jawa terus ke laut flores
hingga laut arafura. Sedangkan angin pasat tenggara bertiup lemah di antara daerah perairan antara
Indonesia dan Australia dan menyebabkan arus permukaan mengarah ke timur di sepanjang pantai
selatan Jawa. Di laut Sawu dan laut Timor, arus permukaan bergerak menuju ke arah tenggara pada
bulan Februari.
Pada bulan Agustus , angin pasat tenggara bertiup lebih kencang sehingga menyebabkan angin
muson selatan menjadi bertambah kuat. Arus permukaan bergerak kearah barat di sepanjang pantai
Timor dan pantai selatan Jawa. Sedangkan di laut Arafura, arus permukaan bergerak kearah barat laut.
1. Tujuan
Adapun tujuan penulisan paper ini adalah untuk :
1. Menguraikan profil angin dan arus di Laut Timor secara umum (deskriptif) dengan
menggunakan Stickplot.
2. Menganalisis hubungan antara angin dan arus di Laut Timor pada kedalaman yang berbeda
dengan menggunakan analisis deret waktu Fourier (Fourier Time Series Analysis).
3. 1. Lokasi dan Waktu Pengambilan Data
Lokasi Mooring yang menjadi sumber data dari paper ini berlokasi di perairan barat daya
Pulau Timor (dekat Ashmore Reef) dengan posisi koordinat : 11,417 Lintang Selatan dan 122,983 Bujur
Timur (Gambar 6). Daerah dimana mooring dipasang termasuk perairan yang sempit dan dalam yang
memisahkan Pulau Timor dengan paparan benua Australia Utara (Gambar 7).
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Gambar 6. Lokasi Pemasangan Mooring di Laut Timor.
Gambar 7. Peta Batimetri lokasi pemasangan mooring (A. Purwandani, 2000). Data arus dan angin yang diambil adalah data selama 14 bulan dari tanggal 11 Maret 1992
hingga 30 April 1993. Adapun Profil data yang digunakan dapat dilihat pada profil data di bawah ini :
Data Profiles:
20 header lines
416 data lines
(i4,3i3,f8.2,f7.1,2f8.2,i6)
Experiment name: ICM4 (JADE)
Mooring name: Timor 2
Mooring position: 11.417 degree South, 122.983 degree East,
Bin depth: 56 meters
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Seafloor depth: 1600 m
Instrument type: ADCP
CMDB access number: 4388
Date for Stickplot : 11 March 1992 to 30 April 1993 (14 months).
3. 2. Sumber Data Data arus di laut Timor untuk penentuan profil arus diunduh (downloaded) dari website :
http://www.jmrecords.net/. Data arus yang digunakan berasal dari Program Penelitian Java Australia
Dynamic Experiment (JADE) pada bulan Maret 1992 - April 1993. Data ini merupakan hasil mooring
yang di pasang di perairan barat daya Pulau Timor dengan posisi koordinat : 11,417 Lintang Selatan
dan 122,983 Bujur Timur (Gambar 6).
Untuk data angin 6 jam-an diunduh dari situs http://www.ecmwf.int/ milik European Center
for Medium Range Weather Forecast. ECMWF adalah pusat penelitian cuaca yang berlokasi di Inggris
dan merupakan suatu badan kerjasama yang melibatkan berbagai negara di Eropa. Sebagian besar
data ECMWF berasal dari hasil kombinasi data angin dari pusat penelitian cuaca di seluruh dunia yang
telah melalui proses analisis ulang. Data tersebut merupakan hasil proyek ERA-40 yang merupakan
kumpulan analisis data cuaca jangka panjang (wide range) dari tahun 1957 hingga pertengahan tahun
2002.
Data angin ECMWF merupakan data kecepatan angin 10 meter di atas permukaan laut yang
terdiri dari komponen zonal (u) dan meridional (v). Data ini adalah data Level III-B yang berarti data
telah mengalami pengolahan sebelumnya sehingga menghasilkan data dengan resolusi temporal
harian dan resolusi spasial ukuran 2,5⁰ lintang dan 2,5⁰ bujur.
3. 3. Pengolahan dan Analisis Data
3. 3.1. Pengolahan Data Stickplot
Data dikonversi menggunakan Ocean data View (ODV 3.4) untuk mengubah data berekstensi
*ncs menjadi data berekstensi *txt, kemudian diolah dengan program Grapher 7 dari Golden Sofware
untuk mendapatkan profil stickplot dari angin dan arusnya. Data arus dan angin yang diambil adalah
data dari tanggal 11 Maret 1992 hingga 30 April 1993, berlokasi di Laut Timor dekat Laut Sawu dengan
posisi koordinat : 11,417 Lintang Selatan dan 122,983 Bujur Timur. Data kemudian diproses dan
ditampilkan dalam bentuk grafik stickplot dengan format data harian (setiap jam 12.00).
Setelah diperoleh data tampilan dalam bentuk grafik Stickplot, maka dilakukan interpretasi
terhadap arah arus dan angin yang ditunjukkan pada grafik. Jika arah angin yang terdapat pada grafik
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
searah dengan arah arus, maka dapat dikatakan bahwa pergerakan arus dipengaruhi oleh angin. Jika
tidak, maka pergerakan arus dipengaruhi oleh faktor oseanografi yang lain.
3. 3. 2. Pengolahan Data Time Series.
Data yang telah didownload selanjutnya diolah dengan Program Excel. Data disusun berdasarkan
kolom No, U angin, V angin, U arus dan V arus. Jika dilihat berdasarkan Koordinat Kuadran Cartesian
maka nilai U positif (+) menunjukkan arah Barat, U negatif (-) menunjukkan arah Timur, V positif (+)
menunjukkan arah Utara dan V negatif (-) menunjukkan arah Selatan. Selanjutnya data dicopy ke
program Origin Pro 8 dari Origin Lab untuk proses filter. Jenis filter yang dipilih adalah lowpass filter
untuk memperoleh data time series berfrekuensi rendah dengan periode yang panjang serta
membuang sidelobe, spike atau data frekuensi pendek lainnya. Selain itu jenis filter ini dipilih untuk
memilah fenomena individu, trend atau adanya anomali dari data time series yang diperoleh dan
menghilangkan sidelobe dan noisy yang timbul akibat pengaruh dari fenomena Gibb’s untuk
memudahkan interpretasi data. Trend dari data time series dapat dilihat dari pola berulangnya
frekuensi dan periode yang ditunjukkan oleh grafik pada selang waktu tertentu, misalnya 1 tahun.
Sedangkan adanya anomali dapat diidentifikasi dengan membandingkan grafik time series yang
diperoleh dengan data distribusi arus dan angin yang normal. Untuk mempercepat filter data agar
diperoleh grafik time series dengan bandwith yang sempit dan resolusi frekuensi yang halus (fine)
tanpa banyak sidelobe, maka dipilih metode filter : Fast Fourier Transform (FFT). Kelebihan metode
ini adalah dapat menghitung data dan melakukan operasi perhitungan dengan sangat cepat
dibandingkan dengan metode lainnya sehingga waktu yang dibutuhkan untuk pengolahan data pun
menjadi jauh lebih singkat. Adapun prinsip dari proses filter dapat diuraikan sebagai berikut :
Data kecepatan angin dan arus diurai menjadi komponen U dan V dengan persamaan
:
𝑼 = 𝒗 𝐬𝐢𝐧 𝜽
𝑽 = 𝒗 𝐜𝐨𝐬 𝜽
Keterangan : = Kecepatan
= Arah
U=kecepatan dalam arah Zonal (barat-timur)
V=kecepatan dalam arah Meridional (utara-selatan)
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
Proses pemfilteran dilakukan pada komponen u dan v (arus dan angin) sehingga
diperoleh data baru terhadap data awal pada sembarang posisi t dari xt-n sampai xt+m
seperti yang dinyatakan oleh Bendat dan Piersol, 1971:
𝑌1 = ∑ 𝑤𝑘𝑥𝑡+𝑘𝑘+𝑚𝑘−𝑛
Mm dan n = jumlah cakupan masing-masing ke sebelah kiri dan kanan
xt, wk = fungsi pembobotan Lanczos ( Emery dan Thomson, 1998):
𝑤𝑘 =𝑓𝑐 sin (
𝜋𝑘𝑓𝑐
𝑓𝑛)
𝑓𝑁 (𝜋𝑘𝑓𝑐
𝑓𝑛)
sin (𝜋𝑘𝑚 )
𝜋𝑘𝑚
Keterangan :
fc = pemotongan frekuensi penapisan yakni 30 hari
fN = frekuensi Nyquist.
Nilai densitas energi spektrum (Sx) dihitung dengan persamaan berikut (Purba dan
Atmadipoera, 2005):
𝑆𝑥 =2ℎ
𝑁|𝑋(𝑓𝑘)|2
Keterangan =
𝑋(𝑓𝑘) = komponen Fourier;
h = selang waktu pengambilan data(1 hari)
Pengolahan data lanjutan dilakukan dengan Statistica 6.0. Sebelum masuk ke program Lanczos
Window (hamming), terlebih dahulu data yang telah ditentukan dijadikan dalam bentuk file
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
berekstensi*txt yang dibuat di program Excel 2007, selanjutnya data dimasukkan ke program Visual
basic untuk melakukan running data program Lancos untuk file yang berekstensi *txt tadi dengan cut
off 30 hari. Setelah itu data yang meliputi Julian day serta 2 pasang komponen arus u dan v dari
kedalaman yang berbeda dimasukkan ke dalam program Statistica 6.0 untuk memperoleh grafik dan
nilai Spektral densitas energi serta korelasi silangnya. Untuk Spektral densitas dipilih analisis single
fourier transform. Sedangkan untuk korelasi silang dipilih two fourier transform dengan kedalaman
yang lebih atas sebagai faktor independen dan kedalaman dibawahnya sebagai faktor dependen. Filter
yang digunakan adalah Hamming. Selang kepercayaan yang digunakan adalah 95 %. Kemudian
dihitung/dicatat nilai fluktuasi yang signifikan dari masing-masing faktor yang di analisis. Selanjutnya
adalah proses interpretasi data hasil pengolahan time series dengan membandingkan grafik yang
diperoleh dengan angka yang terdapat pada Spreadsheet Summary.
3. 3.3. Spektrum Densitas Energi Analisis data spektrum densitas energi dilakukan dengan perangkat lunak Statistica 6.0. Setelah
data dimasukkan ke Spreadsheet, dipilih Statistics, advanced linear/non-linear models, time
series/forecasting, spectral (fourier) analysis, dipilih komponen, mis: U arus 56 m, dilanjutkan dengan
memilih single series fourier analysis, period dan spectral density.
3. 3.4. Korelasi Silang
Analisis Korelasi silang mencakup: prospektral densitas, koherensi kuadrat dan beda fase.
Pengolahan data korelasi silang dilakukan dengan perangkat lunak Statistica 6.0. Adapun langkah-
langkah analisis data menggunakan korelasi silang dapat diuraikan sebagai berikut : dipilih Statistics,
advanced linear/non-linear models, time series/forecasting, spectral (fourier) analysis, dipilih
komponen dependen (yang dipengaruhi) dan independen (bebas/yang mempengaruhi), mis: U arus
56 m (independen) dan u arus 101 m (dependen), dilanjutkan dengan memilih two series fourier
analysis, period dan plot result (selected values)serta summary.