satelitcuaca - laboratorium eksplorasi sumberdaya...

SATELIT CUACAPENGINDERAAN JAUH SATELIT UNTUK LINGKUNGAN ATMOSFER

M. Arif Zainul FuadDepartment of Marine ScienceBrawijaya University

Meteorologi lautNov, 21-22/2014

Materi : sesuai Buku Ajar

� Bab I Atmosfer

� Bab II Tekanan Udara

� Bab III Suhu

� BAB IV Massa Udara

� BAB V Sirkulasi Umum Atmosfer

BAB VI Awan� BAB VI Awan

� BAB VII Presipitasi, Jarak pandang, Kabut

� BAB VIII Siklon tropis

� BAB IX Modifikasi Cuaca

� BAB X Satelit Cuaca

� BAB XI Metode Observasi Cuaca

� BAB XII Peta dan Simbol Cuaca

Penginderaan Jauh Satelit untuk

Lingkungan Atmosfer

dicirikan oleh :

1. arah orientasi analisis dari volume data satelitmeteorologi dalam jumlah yang besar.

2. Skala observasinya mencakup skala globalmaupun regional.maupun regional.

� Skala global mengenai sirkulasi umum didalam sistematmosfer bumi,

� Skala regional menekankan pada fenomena yangterjadi pada wilayah yang kecill di bumi dengan jarak10-100 km, seperti observasi badai tornado.

3. Interval perekaman yg pendek :

ketersediaan data satelit dalam bentuk citra dan bukancitra didapatkan pada interval waktu pendek,memberikan tiga pendekatan :

a) interpretasi visual atau dengan bantuan komputerterhadap pola spasial citra dua dimensiterhadap pola spasial citra dua dimensi

b) analisis matematis dengan pengukuran radiasi bukancitra satu dimensi, untuk memperoleh parameter-parameter meteorologi yang diperlukan

c) deteksi pola perubahan fenomena iklim dengan jalanmembandingkan data meteorologi satu dimensi atau duadimensi dengan faktor skala yang menuju pada aplikasipenginderaan

Konsep Dasar inderaja

Asas Yang Melandasi Sistem Penginderaan Jauh

1. Dasar-dasar energi elektromagnetik

λc

hvhE ×=×=

Asas Yang Melandasi Sistem Inderaja


� 2. Sumber Energi Elektromagnetik

� Hukum Stefan Boltzman :

� Setiap benda yang memiliki suhu diatas 0’ K ( -273’C) akanmengeluarkan radiasi energi karena pergerakan Molekul.

� Energi yg diradiasikan tergantung SUHU absolut, Emisifitas, dan λ� Energi yg diradiasikan tergantung SUHU absolut, Emisifitas, dan λ


� 3. Interaksi energi dengan atmosfer� a. Absorption and transmission

� EM di serap sebagian oleh berbagai molekul atmosfer; O3, H2O, CO2

� Tidak seluruh EM dapat masuk ke dalam atmosfer karena absropsi tersebut

� Hanya beberapa daerah panjang gelombang tertentu :� Di daerah visible dan reflected infrared (0.4 – 2 μm= Optical remote sensors

� 3 daerah di thermal infrared (sekitar 3 μm , 5 μm dan 8- 14 μm)� 3 daerah di thermal infrared (sekitar 3 μm , 5 μm dan 8- 14 μm)

Atmospheric transmission window


� b. Atmospheric Scattering (pembiasan oleh atmosfer)

� Pembiasan oleh atmosfer karena partikel atau molekul gasdi atm. Merubah arah gelombang EM

� Faktor faktor pembiasan :

� λ, Jumlah partikel dan gas, jarak perjalanan radiasi di atm.� λ, Jumlah partikel dan gas, jarak perjalanan radiasi di atm.

Ada 3 jenis pembiasan

1. Rayleigh Scattering

2. Mie Scattering

3. Non Selective Scattering

Pengelompokan Satelit Berdasarkan

Cara Mengorbitnya

1. Satelit Geostasioner (geostationer satellite)� yaitu satelit-satelit yang tetap tinggal pada posisi yang tetap

diatas equator

� hanya mampu merekam wilayah yang sama terus menerussepanjang hari dengan area liputan yang sangat luas

� Contoh: satelite-satelit cuaca, seperti GOES dan GMS� Contoh: satelite-satelit cuaca, seperti GOES dan GMS

2. Satelit Sinkron Matahari (sun-synchronuos satellite)� yaitu satelit-satelit yang mengorbit bumi dengan hampir

melewati kutub dan memotong arah rotasi bumi.

� akan selalu berada di atas wilayah yang sama di permukaanbumi, pada waktu lokal yang sama pula

� Contoh : Landsat, SPOT, NOAA, JERS, MODIS, dll

Beberapa contoh satelit cuaca

1. TIROS-1 (Television & Infra-Red Observation Satellite ):

� Satelit Amerika Serikat yang pertama mengorbit dan didesain khususuntuk memotret dan memonitor kondisi di permukaan dan di atas bumi

� diluncurkan pada 1April 1 1960.

� Satelit TIROS-1 dalam orbitnya pemotretan pertama, 1 April 1960

contoh satelit cuaca

2. GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite)

� Merupakan jaringan global satelit cuaca yang ditempatkan dengan jarak ± 70°bujur dan mengorbit pada ketinggian ± 36.000 km.

� GOES meng-indera seluruh belahan bumi, sehingga frekuensi ulangnya hanyadibatasi oleh waktu yang diperlukan untuk ‘memotret’ dan mengirimkan gambar

Citra GOES dibuat 2x tiap jam, pada;� Citra GOES dibuat 2x tiap jam, pada;

1. Saluran tampak (0,55-0,7 µm)

bekerja selama siang hari

2. Saluran infrared thermal (0,55-0,7 µm)

bekerja pada siang dan malam hari

� Sampai saat ini GOES telah memiliki seri sampai sebelas


No

KanalPanjang gelombang (µm) Kegunaan

10.58 – 0.68

(wilayah spektrum sinar tampak)

Deteksi distribusi awan

secara global

2 3.9 Deteksi kebakaran hutan

3 6.7 Deteksin penguapan air

4 12 Deteksi gumpalan awan


3. Satelit NOAA/AVHRR (National Oceanic and AtmosphericAdministration)

� NOAA/AVHRR merupakan pengembangan dari satelit cuacaTIROS. Melintas bumi melewati kutub utara dan kutub selatanbumi (Polar Orbital Satellite) dan memantau setengah luaswilayah Indonesia (P= 2997 km, L= 5106 km).

� Dua arah lintasan NOAA :� 1) Ascending : bergerak dari Selatan ke Utara pada orbitnya

disatu sisi bumi (sore)

� 2) Descending : bergerak dari Utara ke Selatan pada sisi bumiyang lain (pagi)

� Data observasi dari satelit NOAA menyajikan liputan harian(spektrum tampak) dan 2x sehari (infrared thermal)


� Seri-seri dari satelit NOAA dioperasikan oleh negaraAmerika Serikat, dimana masing-masingnya membawasensor AVHRR (the Advanced Very High ResolutionRadiometer).

� Sensor ini dapat mengoleksi data global secara harianuntuk aplikasi di daratan, laut dan atmosfer.untuk aplikasi di daratan, laut dan atmosfer.

� Aplikasi umum :� deteksi kebakaran hutan, analisa vegetasi, analisa dan

peramalan cuaca, penelitian dan prediksi klimatologi,pengukuran suhu permukaan laut global, penelitiandinamika lautan dan kegunaan dalam SAR (search andrescue)


4. Satelit NIMBUS

� Sensor dari satelit ini terdiri dari berbagai radiometertermal multi saluran dan radiometer gelombang mikro.Kebanyakan saluran yang digunakan dengan spektrumyang sangat sempit untuk mempertajam deteksi bedayang sangat sempit untuk mempertajam deteksi bedapantulan air.

� digunakan dalam pemetaan:

� es di laut, suhu vertikal, distribusi global CO, sifat khasspektral timbunan es, konsentrasi aerosol, O3, H2O, NO2 danHNO3.


5. Satelit Terra/Aqua-MODIS (Moderate Resolution Imaging

Spectroradiometer)

� Terra (EOS AM-1), yang diluncurkan pada 18 Desember1999, dan

� Aqua (EOS PM-1) (pictured right), yang diluncurkan pada 4Mei 2002.Mei 2002.

� MODIS meng-observasi hampir semua permukaan bumisetip harinya.

� Data diperoleh melalui spektrum kanal sejumlah 36 kanaldengan daerah sapuan mencapai 2330 km.

� Data MODIS menyajikan dinamika global yang terjadididaratan, lautan dan dibawah atmosfer.


Pembentukan awan spiral yang dideteksidengan satelit MODIS dengan covered area

700 km

Indonesia ?

� Palapa 1, 2, B , Telkom

� INASAT-1 (2006)

� LAPAN -TUBSAT (2007)

� LAPAN A-2 : Uji getaran, Agst 2012� LAPAN A-2 : Uji getaran, Agst 2012

Aplikasi Satelit Cuaca

� 1. Klasifikasi awan

� Citra satelit merekam pola awan, dari pola itu dapatmenyusun struktur tiga dimensi tentang bidang tekanan danangin. Hal ini memakai empat faktor.

� a) awan merupakan nada dari kondisi stabil di atmosfer.� a) awan merupakan nada dari kondisi stabil di atmosfer.� langit yang bebas awan diasosiasikan dengan kondisi antisiklonik

atau pengaruh dari udara kontinentel yang sangat kering,

� mendung pada wilayah yang luas menunjukkan ketidakstabilan.

� b) gerakan relatif scr vertikal atau horisontal di troposferdapat mempengaruhi pola awan;� gerakan horisontal kecil diasosiasikan dengan pola awan

berbentuk sel, bercak (mottling)

� gerakan vertikal kuat ditunjukkan dengan sel awan atau garis-garis awan memanjang.


� c) awan yang berlapis kompleks dan kuat seringkalidihasilkan sepanjang wilayah yang berhubungan danbercampur antara alur-alur udara yang memilikitemperatur berbeda dan atau karakteristikkelembapan.� Bila awan pada level berbeda dapat dibedakan maka� Bila awan pada level berbeda dapat dibedakan maka

variasi arah dan kecepatan aliran udara pada levelberbeda di troposfer dapat dideteksi.

� d) modifikasi di dalam massa udara dan alur udaradisebabkan oleh adanya topografi, dasar sehinggamembuat perbedaan dalam pola awan diataspermukaan darat dan laut


2. Estimasi Hujan

� Citra satelit tampak dan inframerah termal dari awan merupakan alatuntuk memprakirakan hujan.

� asumsi : kecerahan awan tinggi yang diamati pada citra umumnyatampak menunjukkan probabilitas hujan lebih besar dan temperaturpuncak awan rendah, deteksi dari citra inframerah jugaberartikemungkinan hujan yang lebih besar.berartikemungkinan hujan yang lebih besar.

� Metode penaksiran hujan menggunakan citra tampak atauinframerah dikelompokkan menjadi dua;

� (1) metode indeks awan tidak tergantung waktu,� Metode indeks awan memerlukan identifikasi tipe awan dan luas untuk

menaksir jumlah hujan, mengasumsikan intensitas atau probabilitas hujantertentu berasosiasi dengan setiap tipe awan.

� (2) metode riwayat hidup (life history) tergantung waktu.


� 3. Prediksi Badai

� fenomena cuaca skala Meso (menengah) seperti tornado,hujan badai lebat, hujan es disertai angin ribut, angin ributatau topan.

� hujan badai lebat sering terbentuk dalam garis awan lurus� hujan badai lebat sering terbentuk dalam garis awan lurusatau garis awan berbentuk lengkung.

� terjadinya cuaca hebat seperti tornado, angin tinggi danhujan es dilapangan sangat berkorelasi dengan tingkatpeekembangan vertikal dan suhu puncak awan yangmenunjukkan kenaikan intensitas konveksi.

� elemen cuaca hebat cenderung memiliki temperatur puncakawan minimum dingin dan tingkat pertambahan besar.


4. Analisis dan Prakiraan Cuaca

� Analisis perkembangan cuaca dari waktu ke waktu

Terima Kasih

� Minggu depan :

Metode Observasi Cuaca

satelitcuaca - laboratorium eksplorasi sumberdaya...

Documents