PREDIKSI PASUT DARI JULI 2016
UNTUK PREDIKSI PASUT JULI 2020
BRUNEI MUARA DISTRICT
( MUARA HARBOUR )
Oleh :
Kurnia Sari Saputri 23114003
TEKNIK GEOMATIKA
INSTITUT TEKNOLOGI SUMATERA
2016
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pasang surut air laut adalah suatu gejala fisik yang selilu berulang dengan periode tertentu dan pengaruhnya dapat dirasakan sampai jauh masuk kearah hulu dari muara sungai. Pasang surut terjadi karena adanya gerakan dari benda benda angkasa yaitu rotasi bumi pada sumbunya, peredaran bulan mengelilingi bumi dan peredaran bulan mengelilingi matahari. Sejak terjadinya laut di permukaan bumi ini, laut menjadi tempat penampung dari batuan yang diangkut dari sungai dari darat, dari letusan gunung api dan juga dari meteoroid yang jatuh/datang dari angkasa luar. Akibatnya laut menjadi penuh dengan segala jenis senyawa yang kita kenal.
Dalam sebulan, variasi harian dari rentang pasang laut berubah secara sistematis terhadap siklus bulan. Rentang pasang laut juga bergantung pada bentuk perairan dan konfigurasi lantai samudera. Pasang laut merupakan hasil dari gaya gravitasi dan efek sentrifugal. Efek sentrifugal adalah dorongan ke arah luar pusat rotasi (bumi). Gravitasi bervariasi secara langsung dengan massa tetapi berbanding terbalik terhadap jarak. Meskipun ukuran bulan lebih kecil dari matahari, namun gaya gravitasi bulan dua kali lebih besar daripada gaya tarik matahari dalam membangkitkan pasang surut laut karena jarak bulan lebih dekat daripada jarak matahari ke bumi. Gaya gravitasi menarik air laut ke arah bulan dan matahari dan menghasilkan dua tonjolan pasang surut gravitasional di laut. Lintang dari tonjolan pasang surut ditentukan oleh deklinasi, sudut antara sumbu rotasi bumi dan bidang orbital bulan dan matahari (Diposaptono, 2007).
1.2 Tujuan dan Manfaat
Adapun tujuan dari dilaksanakannnya praktikum Pengantar Oseanografi mengenai pasang surut air laut adalah:
Mahasiswa dapat melakukan pengukuran pasang surut
Mahasiswa dapat mengetahui dan menghitung beberapa kondisi muka air.
Mahasiswa dapat membuat prediksi pasut
Menentukan nilai komponen pasang surut, nilai formzahl, serta elevasimuka air menggunakan program worldtide dengan bahasa pemrogramanMATLAB
BAB II
TEORI DASAR
2.1. Definisi Pasang Surut
Menurut Pariwono (1989), fenomena pasang surut diartikan sebagai naik turunnya muka laut secara berkala akibat adanya gaya tarik benda-benda angkasa terutama matahari dan bulan terhadap massa air di bumi. Sedangkan menurut Dronkers (1964) pasang surut laut merupakan suatu fenomena pergerakan naik turunnya permukaan air laut secara berkala yang diakibatkan oleh kombinasi gaya gravitasi dan gaya tarik menarik dari benda-benda astronomi terutama oleh matahari, bumi dan bulan. Pengaruh benda angkasa lainnya dapat diabaikan karena jaraknya lebih jauh atau ukurannya lebih kecil.
Pasang surut yang terjadi di bumi ada tiga jenis yaitu: pasang surut atmosfer (atmospheric tide), pasang surut laut (oceanic tide) dan pasang surut bumi padat (tide of the solid earth).
Pasang surut laut merupakan hasil dari gaya tarik gravitasi dan efek sentrifugal. Efek sentrifugal adalah dorongan ke arah luar pusat rotasi. Gravitasi bervariasi secara langsung dengan massa tetapi berbanding terbalik terhadap jarak. Meskipun ukuran bulan lebih kecil dari matahari, gaya tarik gravitasi bulan dua kali lebih besar daripada gaya tarik matahari dalam membangkitkan pasang surut laut karena jarak bulan lebih dekat daripada jarak matahari ke bumi. Gaya tarik gravitasi menarik air laut ke arah bulan dan matahari dan menghasilkan dua tonjolan (bulge) pasang surut gravitasional di laut. Lintang dari tonjolan pasang surut ditentukan oleh deklinasi, sudut antara sumbu rotasi bumi dan bidang orbital bulan dan matahari.
2.2 Teori Pasang Surut
Teori Kesetimbangan (Equilibrium Theory)
Teori kesetimbangan pertama kali diperkenalkan oleh Sir Isaac Newton (1642-1727). Teori ini menerangkan sifat-sifat pasut secara kualitatif. Teori terjadi pada bumi ideal yang seluruh permukaannya ditutupi oleh air dan pengaruh kelembaman (Inertia) diabaikan. Teori ini menyatakan bahwa naik-turunnya permukaan laut sebanding dengan gaya pembangkit pasang surut (King, 1966). Untuk memahami gaya pembangkit passng surut dilakukan dengan memisahkan pergerakan sistem bumi-bulan-matahari menjadi 2 yaitu, sistem bumi-bulan dan system bumi matahari.
Pada teori kesetimbangan bumi diasumsikan tertutup air dengan kedalaman dan densitas yang sama dan naik turun muka laut sebanding dengan gaya pembangkit pasang surut atau GPP (Tide Generating Force) yaitu Resultante gaya tarik bulan dan gaya sentrifugal, teori ini berkaitan dengan hubungan antara laut, massa air yang naik, bulan, dan matahari. Gaya pembangkit pasut ini akan menimbulkan air tinggi pada dua lokasi dan air rendah pada dua lokasi (Gross, 1987).
2.3 Teori Pasut Dinamik (Dynamical Theory).
Pond dan Pickard (1978) menyatakan bahwa dalam teori ini lautan yang homogen masih diasumsikan menutupi seluruh bumi pada kedalaman yang konstan, tetapi gaya-gaya tarik periodik dapat membangkitkan gelombang dengan periode sesuai dengan konstitue-konstituennya. Gelombang pasut yang terbentuk dipengaruhi oleh GPP, kedalaman dan luas perairan, pengaruh rotasi bumi, dan pengaruh gesekan dasar. Teori ini pertama kali dikembangkan oleh Laplace (1796-1825). Teori ini melengkapi teori kesetimbangan sehingga sifat-sifat pasut dapat diketahui secara kuantitatif. Menurut teori dinamis, gaya pembangkit pasut menghasilkan gelombang pasut (tide wive) yang periodenya sebanding dengan gaya pembangkit pasut. Karena terbentuknya gelombang, maka terdapat faktor lain yang perlu diperhitungkan selain GPP. Menurut Defant (1958), faktor-faktor tersebut adalah.
Kedalaman perairan dan luas perairan
Pengaruh rotasi bumi (gaya Coriolis)
Gesekan dasar
Rotasi bumi menyebabkan semua benda yang bergerak di permukaan bumi akan berubah arah (Coriolis Effect). Di belahan bumi utara benda membelok ke kanan, sedangkan di belahan bumi selatan benda membelok ke kiri. Pengaruh ini tidak terjadi di equator, tetapi semakin meningkat sejalan dengan garis lintang dan mencapai maksimum pada kedua kutub. Besarnya juga bervariasi tergantung pada kecepatan pergerakan benda tersebut.
Menurut Mac Millan (1966) berkaitan dengan dengan fenomeana pasut, gaya Coriolis mempengaruhi arus pasut. Faktor gesekan dasar dapat mengurangi tunggang pasut dan menyebabkan keterlambatan fase (Phase lag) serta mengakibatkan persamaan gelombang pasut menjadi non linier semakin dangkal perairan maka semaikin besar pengaruh gesekannya
.
3. Faktor Penyebab Terjadinya Pasang Surut
Faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya pasang surut berdasarkan teori kesetimbangan adalah rotasi bumi pada sumbunya, revolusi bulan terhadap matahari, revolusi bumi terhadap matahari. Sedangkan berdasarkan teori dinamis adalah kedalaman dan luas perairan, pengaruh rotasi bumi (gaya coriolis), dan gesekan dasar. Selain itu juga terdapat beberapa faktor lokal yang dapat mempengaruhi pasut disuatu perairan seperti, topogafi dasar laut, lebar selat, bentuk teluk, dan sebagainya, sehingga berbagai lokasi memiliki ciri pasang surut yang berlainan (Wyrtki, 1961).
Pasang surut laut merupakan hasil dari gaya tarik gravitasi dan efek sentrifugal. Efek sentrifugal adalah dorongan ke arah luar pusat rotasi. Gravitasi bervariasi secara langsung dengan massa tetapi berbanding terbalik terhadap jarak. Meskipun ukuran bulan lebih kecil dari matahari, gaya tarik gravitasi bulan dua kali lebih besar daripada gaya tarik matahari dalam membangkitkan pasang surut laut karena jarak bulan lebih dekat daripada jarak matahari ke bumi. Gaya tarik gravitasi menarik air laut ke arah bulan dan matahari dan menghasilkan dua tonjolan (bulge) pasang surut gravitasional di laut. Lintang dari tonjolan pasang surut ditentukan oleh deklinasi, yaitu sudut antara sumbu rotasi bumi dan bidang orbital bulan dan matahari (Priyana,1994).
Bulan dan matahari keduanya memberikan gaya gravitasi tarikan terhadap bumi yang besarnya tergantung kepada besarnya masa benda yang saling tarik menarik tersebut. Bulan memberikan gaya tarik (gravitasi) yang lebih besar dibanding matahari. Hal ini disebabkan karena walaupun masa bulan lebih kecil dari matahari, tetapi posisinya lebih dekat ke bumi. Gaya-gaya ini mengakibatkan air laut, yang menyusun 71% permukaan bumi, menggelembung pada sumbu yang menghadap ke bulan. Pasang surut terbentuk karena rotasi bumi yang berada di bawah muka air yang menggelembung ini, yang mengakibatkan kenaikan dan penurunan permukaan laut di wilayah pesisir secara periodik. Gaya tarik gravitasi matahari juga memiliki efek yang sama namun dengan derajat yang lebih kecil. Daerah-daerah pesisir mengalami dua kali pasang dan dua kali surut selama periode sedikit di atas 24 jam (Priyana,1994).
3.1 Hubungan Pasang Surut Dengan Bulan.
SainsMe - Banyak yang mengatakan bahwa fenomena pasang surut air laut erat kaitannya dengan bulan. Benarkah demikian? Jawabannya adalah benar. Tetapi, bagaimana sampai bulan yang jauh dari bumi itu bisa mempengaruhi keadaan air laut?
Bulan dan bumi memiliki gravitasinya masing-masing. Kedua gaya gravitasi ini ternyata saling memengaruhi satu sama lain. Antara pusat bumi dan pusat bulan terjadi gaya saling tarik menarik akibat gravitasi tersebut. Gaya ini mengakibatkan bumi sedikit tertarik ke arah bulan. Inilah yang mendasari terjadinya pasang surut air laut.
Kondisi saat air laut naik disebut pasang naik. Kondisi ini terjadi dua kali, yaitu pada saat bulan purnama dan bulan baru. Di belahan bumi yang mengalami bulan purnama, jarak antara air laut dan pusat bulan lebih dekat daripada jarak antara pusat bumi dengan pusat bulan. Akibatnya, gravitasi bulan menarik air laut lebih kuat daripada bumi. Ini mengakibatkan air laut sedikit menggembung terhadap permukaan bumi dan jadilah pasang naik. Sebaliknya, di belahan bumi yang mengalami bulan baru, jarak air laut dan pusat bulan lebih jauh daripada jarak antara pusat bumi dengan pusat bulan. Akibatnya, gravitasi bulan menarik bumi lebih kuat daripada air laut di bagian tersebut. Ini mengakibatkan air laut juga sedikit menggembung terhadap permukaan bumi dan jadilah pasang naik.
Sedangkan kondisi saat air laut turun disebut pasang surut. Kapan kondisi ini terjadi? Tentu saja saat bukan bulan purnama maupun bulan baru. Penggembungan air di bagian yang mengalami bulan purnama dan bulan baru tentu saja mengambil jatah air dari belahan bumi lainnya. Karena itulah di belahan bumi lainnya terjadi pasang surut. Pasang surut terbanyak terjadi saat bulan separuh, karena pada saat bulan separuh, bagian bumi tersebut berada tepat di tengah bagian yang mengalami bulan purnama dan bulan baru.
MATLAB
Merupakan sekumpulan algoritma komputasi mulai dari fungsi-fungsidasar sepertri: sum, sin, cos, dan complex arithmetic, sampai dengan fungsi-fungsiyang lebih kompek seperti matrix inverse, matrix eigenvalues, Bessel functions,dan fast Fourier transforms (Santoso dan Huda).
4.1 MATLAB Language
Merupakan suatu high-level matrix/array language dengan control flowstatements, functions, data structures, input/output, dan fitur-fitur object-oriented programming. Ini memungkinkan bagi kita untuk melakukan kedua hal baik "pemrograman dalam lingkup sederhana " untuk mendapatkan hasil yang cepat,dan "pemrograman dalam lingkup yang lebih besar" untuk memperoleh hasil-hasildan aplikasi yang komplek (Santoso dan Huda).
4.2 Graphics
MATLAB memiliki fasilitas untuk menampilkan vector dan matricessebagai suatu grafik. Didalamnya melibatkan high-level functions (fungsi-fungsilevel tinggi) untuk visualisasi data dua dikensi dan data tiga dimensi, image processing, animation, dan presentation graphics. Ini juga melibatkan fungsi levelrendah yang memungkinkan bagi anda untuk membiasakan diri untuk memunculkan grafik mulai dari benutk yangsederhana sampai dengan tingkatangraphical user interfaces pada aplikasi MATLAB anda (Santoso dan Huda).
4.3 MATLAB Application Program Interface (API)
Merupakan suatu library yang memungkinkan program yang telah andatulis dalam bahasa C dan Fortran mampu berinterakasi dengan MATLAB. Inimelibatkan fasilitas untuk pemanggilan routines dari MATLAB (dynamiclinking), pemanggilan MATLAB sebagai sebuah computational engine, dan untuk membaca dan menuliskan MAT-files (Santoso dan Huda).
Worltide
World Tides adalah sebuah program komputer yang dikembangkan oleh John D. Boon (seorang marine consultant) yang dapat digunakan untuk menganalisis dan memprediksi pasang surut di suatu perairan (Boon, 2006).Program ini didesain sangat mudah pemakainnya, dengan menggunakan Graphical User Interface (GUI). Konsep yang digunakan adalah metode least square dengan menghasilkan lebih dari 35 konstanta pasut. Setelah mengetahui konstanta pasut dari hasil analisis, pengguna dapat langsung mengetahui peramalan pasutnya.
World Tides menggunakan bahasa pemrograman MATLAB. Metode yang digunakan dalam pengembangan World Tides adalah Harmonic analysis by method of least square (HAMELS).
BAB III
PEMBAHASAN
3.1 Menghitung prediksi pasut menggunakan MS. EXCEL dan MATLAB
Pada bab ini saya akan menjelaskan langkah – langkah untuk mendapatkan prediksi pasut untuk Juli 2020, dari mulai pencarian data pasut Juli 2016 hingga mengetahui prediksi pasut Juli 2020.
Gambar 1
Mengambil Data mentah Brunei dari http://www.marine.gov.bn/Tides/PredictionTable/TideForecastInformation.htm
Gambar 2
Mengambil data pada Juli 2016
Gambar 3
Mengolah data di MS. EXCEL dari data BRUNEI MUARA DISTRICT sehingga menjadi Tanggal Julian
Gambar 4
Membuka WTWC dengan Matlab File – open – WTWC.m
Gambar 5
Ketika WTWC terbuka maka tampilannya akan seperti ini, lalu klik run
Gambar 6
Jika proses run berjalan dengan baik maka word tide akan terbuka seperti ini setelah terbuka maka kita dapat analisis atau prediksi data pasut dengan klik pada TIDE Analysis atau Prediction
Gambar 7
Setelah klik analysis maka tampilan wordtide akan seperi di atas selanjut nya input data yang telah di transpose dengan klik file ber format .xls lalu klik ANALYZE
Gambar 8
Hasil analisis pasut brunei menggunakan data setiap jam selama 31 hari dapat di lihat grafik naik turun permukaan pasang surut air laut
Gambar 9
Grafik pergerakan frekuensi pasang surut per hari selama 1 bulan pada bulan januari 2016
Gambar 10
Klik prediction untuk memprediksi data pengamatan pasang surut
Gambar 11
Maka tampilan prediksi pasut akan seperti ini lalu klik SELECT TIDE STATION buka folder workspace yang telah di analisis tadi dengan format .MAT
Gambar 12
Hasil prediksi pasang surut pada bulan Juli 2020
BAB IV
KESIMPULAN
Prediksi pasang surut yang saya hanya menggunakan 1 bulan saja, dan hasilny sudah cukup baik. Tetapi tidak dapat digunakan lebih dari 1 tahun. Apabila ingin hasil yang lebih akurat dapat mengamati pasut lebih dari 1 bulan. Dan dengan software matlab ini sangat membantu saya untuk menghitung prediksi pasang surut.
DAFTAR PUSTAKA
http://www.marine.gov.bn/Tides/PredictionTable/bruneimuaraJul.htm
https://www.scribd.com/doc/147283070/Laporan-Resmi-Praktikum-Pasang-Surut-Modul-2-Matlab
