chart datum
TRANSCRIPT
-
8/18/2019 Chart Datum
1/27
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Muka surutan peta atau chart datum merupakan bidang referensi kedalaman untuk
proses pemetaan di laut. Chart datum merupakan bidang terendah yang mungkin terjadi
dan nilai surut air laut hampir tidak pernah lebih bawah dari chart datum (De Jong,
2002). enentuan chart datum disuatu wilayah akan berbeda dengan penentuan chart
datum di wilayah yang lain, karena chart datum sangat dipengaruhi oleh pergerakan
muka air laut dalam hal ini gerakan pasang surut air laut di wilayah tersebut.
asang surut air laut merupakan gerakan naik turunnya permukaan air laut se!ara
periodik. ergerakan tersebut disebabkan karena pengaruh gaya tarik menarik benda
benda angkasa, khususnya bulan dan matahari terhadap laut di berbagai tempat di bumi.
"ariasi periodik pergerakan tersebut berhubungan erat dengan #ariasi kedudukan bulan
maupun matahari dalam orbitnya. $edudukan atau pergerakan bulan, bumi, dan matahari
ber#ariasi se!ara periodik sehingga bisa dihitung dan diketahui dengan teliti. eriode
gerakan bulan, bumi, dan matahari tersebut adalah % bulan merupakan waktu yang
dibutuhkan untuk bulan mengelilingi bumi, % tahun yang merupakan periode untuk bumi
mengelilingi matahari, &,&' tahun merupakan waktu yang dibutuhkan untuk melakukan
gerakan orbital presesi dan %&, tahun merupakan waktu yang dibutuhkan untuk
berhimpitnya node bulan dan ekliptik (li, dkk, %**+).
Chart datum dapat dihitung dari data pengamatan pasut di lokasi tertentu yaitu
dengan menggunakan nilai M- (o) dan jarak muka surutan peta (o) yang diperoleh
dari penjumlahan konstanta harmonik pasut hasil proses analisis pasut. roses
pengolahan data pengamatan pasut yang memiliki periode berbeda akan menghasilkankonstanta harmonik pasut yang berbeda, yang selanjutnya akan menghasilkan nilai o
yang berbeda dan akhirnya mempengaruhi hitungan nilai chart datum. ada penelitian ini
dilakukan analisis pengaruh periode pengamatan pasut sesuai dengan periode pergerakan
bulan, bumi, dan matahari terhadap perhitungan nilai chart datum. tudi 2
%
-
8/18/2019 Chart Datum
2/27
kasus untuk penelitian ini adalah tasiun pasut Jepara, karena tasiun pasut Jepara
memiliki data pengamatan pasut dengan periode panjang yaitu 20 tahun dari tahun %**+
s.d 20%/.
I.2. Rumusan Masalah
Chart datum dihitung berdasarkan konstanta harmonik yang merupakan hasil proses
analisis harmonik pasang surut. eristiwa pasang surut air laut sangat dipengaruhi oleh
pergerakan bulan, bumi dan matahari yang memiliki periode tertentu. eriode tersebut
adalah % bulan, % tahun, &,&' tahun dan %&, tahun. amun demikian belum diketahui
seberapa jauh pengaruh dari periode pergerakan bulan, bumi dan matahari dalam
menentukan nilai chart datum. ada penelitian ini mengkaji periode data pasut terhadap
hitungan nilai chart datum dengan studi kasus tasiun pasut Jepara. 1erdasarkan hal
tersebut, maka pertanyaan penelitian sebagai berikut
%. 1agaimana pengaruh periode pengamatan yang berdasarkan pergerakan bulan, bumi dan
matahari yaitu % bulan, % tahun, &,&' tahun dan %&, tahun terhadap nilai amplitudo
konstanta harmonik3
2. 1agaimana hubungan konstanta harmonik pasut dari periode data % bulan, % tahun, &,&'
tahun dan %&, tahun terhadap penentuan nilai chart datum3
/. 1erapakah periode yang optimal untuk menentukan chart datum berdasarkan periode
pergerakan bulan, bumi dan matahari3
+. 1erapakah rekomendasi nilai chart datum yang sesuai untuk tasiun pasut Jepara3
I.3. Tujuan Peneltan 4ujuan
penelitian ini adalah sebagai berikut
%. Mengetahui kualitas data pengamatan pasut tasiun pasut Jepara selama 20 tahun dari
tahun %**+ s.d 20%/ .
2. Menganalisis pengaruh periode pergerakan bulan, bumi dan matahari terhadap nilai
konstanta harmonik pasut dan M- (0).
2
-
8/18/2019 Chart Datum
3/27
/
/. Menganalisis pengaruh konstanta harmonik pasut dari periode pergerakan bulan, bumi
dan matahari dalam menentukan nilai chart datum di tasiun pasut Jepara.
+. Mengetahui periode optimal untuk menentukan nilai chart datum berdasarkan periode
pergerakan bulan, bumi dan matahari.
'. Menentukan nilai chart datum yang paling sesuai di tasiun pasut Jepara.
I.!.Man"aat Peneltan
Manfaat dilaksanakan penelitiaan ini dapat dilihat se!ara praktis dan ilmiah. e!ara
praktis dengan diketahuinya kondisi pasut Jepara, maka dapat membantu proses na#igasi
dan pengelolaan wilayah pesisir. e!ara ilmiah, dengan diketahuinya nilai M- dan
chart datum maka dapat digunakan sebagai sistem referensi untuk proses pemetaan di
darat dan di laut selain itu dapat juga digunakan untuk mengkoreksi pengukuran geodesi
teliti yang memerlukan koreksi pasut.
I.#.$aku%an Peneltan
ada penelitian ini membahas mengenai pengaruh dari periode pergerakan bulan, bumi,
dan matahari yaitu periode data % bulan, % tahun, &,&' tahun dan %&, tahun terhadap
konstanta harmonik pasut yang digunakan untuk menentukan nilai chart datum di
tasiun pasut Jepara. 5akupan penelitian ini adalah sebagai barikut
%. Metode analisis harmonik yang digunakan adalah hitung kuadrat terke!il
menggunakan aplikasi t-tide v.1.3 yang di jalankan dengan Matlab R 2008 a.
2. ilai chart datum dihitung berdasarkan rumus D676D89 46 - dan rumus
The International Hydrograhic !rgani"ation (679).
/. Data yang digunakan adalah data pasut hasil pengukuran di tasiun pasut Jepara
menggunakan alat thalimede# selama 20 tahun dari tahun %**+ s.d 20%/.
+. Data pasut diperoleh dari 1adan 6nformasi :eospasial (16:).
/
-
8/18/2019 Chart Datum
4/27
+
I.&. Tnjauan Pustaka
engetahuan asang surut dapat digunakan untuk mendukung keperluan baik
praktis maupun ilmiah. alah satu pemanfaatan data pasang surut adalah untuk menentukan titik referensi baik M- atau chart datum. Mengingat pentingnya
pengetahuan tentang pasang surut, maka banyak penelitian yang dilakukan untuk
meneliti tentang pasang surut. angesti (20%2) melakukan penelitian mengenai pengaruh
lama waktu pengamatan pasang surut terhadap nilai muka surutan peta. enelitian ini
dilakukan di tasiun pasut rigi dengan membandingkan lama waktu pengamatan yaitu
%' hari, 2* hari, bulan, % tahun dan / tahun. Data pasang surut diambil dari
htt$%%&&&.ioc-#ealevelmonitoring.org 'intergovernment !ceanograhic Comi##ion(
antara tahun 200*;20%%. enanganan data yang dilakukan untuk penelitian ini berupa
penghilangan #i)e dan mengisi data kosong dengan *ot a *umber (a (. plikasi yang
digunakan pada penelitian ini adalah t-tide. $esimpulan penelitian adalah semakin lama
pengamatan pasang surut, maka akan menghasilkan konstanta harmonik lebih banyak
dan akan menghasilkan nilai muka surutan peta atau chart datum yang semakin rendah.
alah satu metode yang digunakan untuk proses analisis harmonik pasut adalah metode
lea#t #+uare atau hitung kuadrat terke!il. Jun 7< (200/) melakukan penelitian
mengenai model matematis yang digunakan untuk proses analisis dan prediksi dari pasut
dan arus pasang surut. Metode yang dikembangkan adalah metode lea#t #+uare, yaitu
dengan membuat algoritma analisis harmonik pasut dan prediksi pasut menggunakan
hubungan antara konstanta pasut dan pada algoritma yang dibuat meperhitungkan
faktor ill-condition. :elombang pasang surut dan arus pasut merupakan penjumlahan
dari konstanta = konstanta pembentuk pasut yang merupakan hasil dari analisis
harmonik. $esimpulan dari penelitiannya menyebutkan bahwa metode lea#t #+uare
banyak digunakan untuk proses analisis harmonik pasut karena perkembangan komputer,
algoritma yang baik tidak hanya dapat memfasilitasi hitungan yang !epat akan tetapi
harus dapat digunakan untuk menyelesaikan konstanta;konstanta pasut dari '
+
-
8/18/2019 Chart Datum
5/27
data pengamatan se!ara efisien. 2 konstanta dengan konstanta perairan dangkal lebih
dari %00 konstanta. $estabilan proses analisis harmonik pasut disebabkan karena faktor astronomis, efek nonlinier dan karena #ariasi topografi dasar laut, kemudian meteorologi
juga dapat mempengaruhi kestabilan dari analisis pasut akan tetapi pengaruhnya tidak
terlalu besar. ada penelitiannya disebutkan bahwa untuk menghasilkan semua konstanta
yang dapat menunjukan pengaruh dari gaya pembangkit pasut memerlukan periode
panjang selama %* tahun karena periode % tahun belum bisa mengeluarkan seluruh
konstanta.
1anna (20%/) melakukan pengolahan data pasut periode panjang selama &,&' tahun di
tasiun pasut urabaya. enelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh periodik mana dari
pergerakan bumi, bulan dan matahari pada periode pengamatan satu bulan, satu tahun
dan &,&' tahun yang paling optimal dalam menentukan nilai amplitudo konstanta
harmonik dan M-. 7asil dari penelitian menyebutkan bahwa semakin panjang periode
pengamatan pasut untuk proses analisis harmonik, maka !enderung akan menghasilkan
konstanta harmonik yang lebih banyak, serta periode data paling optimal adalah periode
data satu tahun karena dengan periode data lebih pendek dapat memberikan hasil yang
tidak berbeda jauh dengan periode data panjang selama &,&' tahun.
ada penelitian ini membahas mengenai pengaruh periode pergerakan bulan, bumi dan
matahari yaitu % bulan, % tahun, &,&' tahun dan %&, tahun untuk menentukan nilai chart
datum yang digunakan sebagai referensi pengukuran dan pemetaan. 1erdasarkan hasil
tinjauan pustaka, maka penulis belum menemukan adanya penelitian yang sama dalam
menghitung nilai chart datum di tasiun pasut Jepara berdasarkan pengaruh periode
pergerakan rotasi dan re#olusi bulan, re#olusi bumi, orbital presesi dan nodal presesi.
ada penelitian ini dilakukan perlakuan khusus terhadap data pasang surut yang
kurang baik karena mengandung data kosong dan outlier . Metode yang digunakan untuk
melakukan analisis pasang surut adalah metode kuadrat terke!il karena metode ini dapat
menghasilkan konstanta;konstanta harmonik pasut dari data pengamatan pasut dengan
'
-
8/18/2019 Chart Datum
6/27
periode panjang. roses analisis pasut menggunakan aplikasi t-tide v 1.3 yang dijalankan
menggunakan Matlab R 2008a.
I.'. Lan(asan Te)r
I.'.1. Pasang *urut
asang surut merupakan peristiwa naik turunnya muka laut se!ara berkala akibat
adanya gaya tarik benda;benda angkasa terutama matahari dan bulan terhadap massa air
di 1umi. eristiwa naik turunnya muka air adalah periodik dengan rata;rata periodenya
%2,+ jam (dibeberapa tempat 2+,& jam) (ond dan i!kard,%*&/ dalam 8ufaida, 200&).
engertian pasang surut menurut The International Hydrograhic !rgani"ation (679)
adalah naik turunnya permukaan air laut se!ara periodik yang disebabkan oleh pengaruh
gaya tarik benda;benda langit terutama bulan dan matahari di bumi yang berotasi.
1erdasarkan pengertian diatas, maka bisa diketahui bahwa pasang surut yang terjadi di
1umi disebabkan oleh gaya tarik matahari dan bulan, walaupun sebetulnya benda;bendaangkasa yang lain juga mempengaruhi, akan tetapi pengaruhnya dapat diabaikan karena
jaraknya lebih jauh dan ukurannya lebih ke!il (679 dalam Joyosumarto, 20%/).
I.'.2. Te)r Pasang *urut *etm+ang (Equilibrium Tide)
li, dkk (%**+) dalam bukunnya menyebutkan bahwa teori pasut setimbang atau
e+uilibrium tide merupakan pasut semu yang terjadi dipermukaan laut, dimana setiap
saat seluruh permukaan bumi memiliki potensial gra#itasi yang konstan dan sama besar.
7ipotesa yang menjadi dasar bagi teori kesetimbangan adalah bahwa bumi berbentuk
bola sempurna, yang seluruhnya ditutupi oleh lapisan tipis air yang tidak memiliki gaya
#iskositas maupun gaya inertial yang kemudian dianggap bahwa bumi dan air yang
melapisinya dalam keadaan diam sampai ada gaya yang mengganggunya bekerja.
:erakan bulan dan matahari menjadi dasar perhitungan gaya pembangkit pasut yang
dapat menghasilkan gejala pasang surut. :erakan bulan dan matahari memiliki >
periode yang tertentu sehingga gaya;gaya yang menghasilkan pasang surut dapat
dikembangkan menjadi komponen yang periodik. $omponen pasut teoritis hanya dapat
dikembangkan pada kondisi bumi ideal.
$ondisi ideal bumi untuk men!apai pasut setimbang adalah bahwa bumi merupakan
bola sempurna yang seluruhnya diliputi oleh laut yang dalamnya 20 km. Dalam
-
8/18/2019 Chart Datum
7/27
dan gerakan lintasan orbit bumi, bulan dan matahari dapat dilihat pada gamba
Gambar I.1. Posisi bumi terhadap bulan dan matahari
kenyataannya, kedalaman laut rata;rata di dunia jauh lebih ke!il dari itu sehingga
sebenarnya pasut setimbang tidak pernah terjadi di bumi. amun demikian, teori tentang
pasut setimbang masih tetap penting karena menurut hukum yang dikemukakan oleh
-apla!e bahwa osilasi muka laut memiliki periodisitas yang sama (identik) dengan
periode dari gaya =gaya yang menghasilkan osilasi tersebut. Dengan demikian maka
komponen harmonik pasut yang sebenarnya dimanapun dimuka bumi memiliki periode
yang sama dengan komponen harmonik pasut teoritis yang dikembangkan dari kondisi
pasut setimbang. $etidaksesuaian kondisi muka bumi dan laut yang sebenarnya dari
konsisi idealnya akan menyebabkan terjadinya perubahan amplitudo serta keterlambatan
fase setiap komponen harmonik pasut.
1.'.3. ,a-a Pem+angkt Pasang *urut
:aya yang mempengaruhi pasut merupakan gaya tarik menarik benda;benda
angkasa khususnya bulan dan matahari terhadap berbagai tempat di bumi. 4iga gerakan
utama yang perlu diperhatikan dalam peristiwa pasang surut adalah gerakaan rotasi bumi
pada sumbunya, orbit bulan mengelilingi bumi dan orbit bumi mengitari matahari. osisi
(sumber oeprapto, 200%)
&
:aya pembangkit pasang surut (pasut) yang selanjutnya disebut : merupakan
resultan gaya tarik bulan, matahari dan gaya sentrifugal yang mempertahankan
kesetimbangan dinamik pada seluruh sistem yang ada. :ambaran arah gaya tarik bulan
terhadap bumi dan gaya sentrifugal dapat dilihat pada gambar 6.2.
>
-
8/18/2019 Chart Datum
8/27
Gambar I.2. Arah gayasentrifugal dan gaya tarikbulan
BUMI
BUA!
a
r
"P
#p#$
% &
(umber Modifikasi li, dkk, %**+)
Dari gambar 6.2 dapat diketahui bahwa besarnya gaya sentrifugal (?!) dapat
dihitung dengan persamaan (6.%) sebagai berikut
(6.%)
$emudian untuk gaya tarik dititik terhadap bulan besarnya tergantung jarak
antara posisi dengan pusat bulan. 1esarnya gaya tarik bulan terhadap titik (? p) dapatdihitung dengan persamaan (6.2) berikut
(6.2)
etelah diketahui gaya tarik bulan terhadap suatu titik dipermukaan bumi dan gaya
sentrifugalnya, maka dapat dihitung gaya pembangkit pasang surut (?pp) dengan
persamaan (6./) berikut
(6./)
Dalam hal ini
?! :aya !entrifugal
? p :aya tarik bulan
? pp :aya pembangkit pasut (:)
Mm Massa bulan
Me Massa bumi
*
M p Massa benda dititik
: $ontanta gaya gra#itasi uni#ersal (.> @ %0;%% newton.m2Akg2)
g $onstanta gaya gra#itasi a jari;jari bumi (/>% m)
&
-
8/18/2019 Chart Datum
9/27
r jarak antara pusat bumi dan pusat bulan
8 jarak dari pusat bulan ke permukaan bumi
I.'.!. *stem Bum Bulan Matahar
1anyak penyebab yang mengakibatkan berbagai kejadian dinamis di laut dan
berpengaruh terhadap permukaan air laut, yaitu pengaruh kejadian geodinamis dan
geotermis di perut bumi, pengaruh mekanis dan fisika kimiawi yang ditimbulkan oleh
radiasi matahari dan kerja atmosfer, dan pengaruh kosmis atau benda;benda angkasa.
Dari sekian banyak penyebab, perubahan muka air laut yang teratur dan periodik
disebabkan oleh pengaruh benda;benda angkasa, terutama bulan dan matahari.
(oeprapto,200%). :erakan;gerakan tersebut membentuk suatu sistem yang menentukan
BdenyutC paras laut di bumi. :erakan;gerakan tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut
%.>.+.%. 8e#olusi bulan terhadap bumi.
9rbit bulan berbentuk elip. 1ulan melakukan gerakan rotasi terhadap sumbunya
sekaligus melakukan gerakan mengelilingi bumi (re#olusi) selama 2*,' hari. kibat
periode rotasi bulan dan re#olusi mengelilingi bumi yang sama, maka massa dari bulan
lebih berat di satu sisi dan karena gaya tarik bumi maka menyebabkan permukaan dengan
massa bulan yang lebih berat selalu mengarah ke bumi. osisi bulan terhadap bumi
dalam melakukan gerakannya dapat dilihat pada gambar 6./. 1erdasarkan gambar %./
dapat dilihat bahwa bulan melakukan pergerakan dan berpindah posisi setiap hari sebesar
%/
0
. pabila dilihat dari bumi, maka bulan terlihat berbeda;beda. 1ulan memiliki delapanfase yang memberikan pengaruh terhadap kondisi pasut di bumi. ?ase bulan
menyebabkan dua fenomena pasut, yaitu pasang purnama dan pasang perbani.
:ambar pasut purnama dan perbani dapat dilihat pada gambar %.+.
*
-
8/18/2019 Chart Datum
10/27
%0
:ambar 6./. 8e#olusi bulan terhadap bumi
(umber [email protected] )
:ambar %.+. asut purnama dan perbani
(umber :ill dan !hult, 200%) 6.>.+.2.
8e#olusi bumi terhadap matahari.
8e#olusi bumi mengelilingi matahari dengan orbit yang berbentuk elip
memerlukan periode /',2' hari untuk menyelesaikan satu putarannya. :ambar gerakan
re#olusi bumi terhadap matahari dapat dilihat pada gambar 6.'.
%0
http://cseligman.com/text/sky/moonmotion.htmhttp://cseligman.com/text/sky/moonmotion.htmhttp://cseligman.com/text/sky/moonmotion.htmhttp://cseligman.com/text/sky/moonmotion.htm
-
8/18/2019 Chart Datum
11/27
%%
:ambar 6.'. 8e#olusi bumi terhadap matahari
(umber httpAAwww.webEuest.hawaii.eduAkahihiAs!ien!edi!tionaryA8Are#olution.php )
ada periode selama /',2' hari, maka terjadi deklinasi maksimum dan deklinasi
minimum sebanyak dua kali sehingga akan terjadi pasang maksimum ketika deklinasi
matahari bernilai nol atau deklinasi minimal dan sebalikanya ketika deklinasi maksimum
maka akan terjadi pasang minimum. 6.>.+./. :erakan orbital presesi.
:erakan orbital presesi atau sering disebut juga presesi bulan merupakan gerakan
dari titik noda erigee dan aogee. ,erigee merupakan titik paling dekat dengan bumi
pada orbit bulan yang berbentuk elips, sedangkan aogee merupakan titik pada orbit
bulan yang paling jauh dari bumi. $arena adanya gaya tarik matahari, maka proyeksikedua titik perigee dan apogee juga bergerak sepanjang bidang ekliptika setiap &,&'
tahun sekali. (li, dkk, %**+). :erakan orbital presesi dapat dilihat pada gambar %..
pabila posisi bulan berada pada titik erigee yang paling dekat dengan bumi, maka
akan terjadi pasang maksimum dan sebaliknya apabila bulan berada pada titik terjauh
atau aogee maka air laut akan mengalami pasang minimal.
%%
http://www.webquest.hawaii.edu/kahihi/sciencedictionary/R/revolution.phphttp://www.webquest.hawaii.edu/kahihi/sciencedictionary/R/revolution.phphttp://www.webquest.hawaii.edu/kahihi/sciencedictionary/R/revolution.phphttp://www.webquest.hawaii.edu/kahihi/sciencedictionary/R/revolution.php
-
8/18/2019 Chart Datum
12/27
%2
:ambar 6.. :erakan orbital presesi(sumber httpAAo!eanser#i!e.noaa.go#Aedu!ationAkitsAtidesAtides0>F!y!les.html )
6.>.+.+. :erakan nodal presesi.
odal presesi merupakan peristiwa berhimpitnya node bidang bulan dan ekliptik.
:ambar gerakan nodal presesi dapat dilihat pada gambar 6.>.
:ambar 6.>. :erakan nodal presesi
(umber :ill dan !hult, 200%)
%2
http://oceanservice.noaa.gov/education/kits/tides/tides07_cycles.htmlhttp://oceanservice.noaa.gov/education/kits/tides/tides07_cycles.htmlhttp://oceanservice.noaa.gov/education/kits/tides/tides07_cycles.html
-
8/18/2019 Chart Datum
13/27
%/
$eterangan gambar
$utub utara langit
$utub selatan langitdanya gaya tarik matahari, maka bulan tidak akan memotong ekliptika pada titik yang
sama setiap kali (selesai % putaran) orbit. Dengan demikian titik noda akan senantiasa
berpindah. 4itik ini akan bergerak ke barat sepanjang bidang ekliptika dengan ke!epatan
lebih besar dari gerakan vernal e+uino, yaitu mengelilingi ekliptika dengan periode
%&, tahun.
I.'.#. Per)(e *n)(k
li, dkk (%**+) menyebutkan bahwa banyaknya gelombang yang akan diperolehdari hasil analisis pasang surut tergantung pada panjang data pengamatan pasut. anjang
data pengamatan pasut dapat diperoleh menggunakan kriteria Reyleigh, yaitu bahwa
komponen dan 1 dapat saling dipisahkan apabila lama pengamatan data pasut melebihi
periode tertentu yang dikenal dengan periode sinodik. eriode sinodik dapat
didefinisikan sebagai berikut
(6.+)
dalam hal ini
eriode sinodik dinyatakan dalam jam
$e!epatan sudut dinyatakan dalam derajatA jam dari komponen dan 1.
Dari penjelasan diatas, maka periode sinodik merupakan lama pengamatan
minimum yang digunakan untuk analisa harmonik pasut agar dapat digunakan untuk
menghitung amplitudo dan beda fase dari dua buah komponen dan 1.
ebagai !ontoh kasus dalam memisahkan antara konstanta diurnal dan semidiurnal
yaitu $% dan M2, maka !ukup menggunakan data yang pendek. $e!epatan sudut dari $%
adalah 2&,*&+ dan ke!epatan sudut konstanta M2 adalah %',0+%, maka akan diperoleh
periode sinodiknya /2 jam. 7al ini berarti dengan pengamatan pasut selama /2 jam akan
dapat diperoleh konstanta $% dan M2. emakin ke!il perbedaan frekuensi %+
%/
-
8/18/2019 Chart Datum
14/27
komponen dan 1, maka semakin panjang pula periode data yang diperlukan untuk
dapat memisahkan konstanta keduanya. eperti halnya akan memisahkan konstanta
harmonik semidiurnal yaitu $2 dan 2 yang memiliki ke!epatan sudut masing;masing
/0o,0&2 dan /0o, maka memerlukan periode pengamatan selama %&2 hari, dengan
demikian jumlah komponen harmonik pasut yang diperoleh dari analisa harmonik sangat
bergantung pada panjang data pengamatan.
da !ara yang dapat digunakan untuk memisahkan dua konstanta harmonik pasut
apabila jumlah pengamatan kurang dari periode sinodik, yaitu dengan menggunakan
harga perbandingan antara dua komponen e+uilibrium tide. eperti misalnya akan
menghitung nilai komponen $2 dari data satu bulan. Dari data satu bulan kita dapat
memperoleh nilai konstanta 2.
-
8/18/2019 Chart Datum
15/27
%'
I.'.&. Analss Harm)nk Pasang *urut
nalisis harmonik pasut adalah suatu !ara untuk mengetahui sifat dan karakter pasut di
suatu tempat dari hasil pengamatan pasut dalam kurun waktu tertentu. nalisis pasutdilakukan dengan !ara menghitung nilai;nilai konstanta harmonik pasut, yaitu besarnya
amplitudo dan beda fase dari unsur;unsur pasut dengan menggunakan metode tertentu.
1erdasarkan definisi tersebut, maka tujuan dari analisis harmonik pasut adalah
menghitung amplitudo hasil respons dari kondisi laut setempat terhadap pasut setimbang
dan beda fase dari gelombang tiap komponen di tempat itu terhadap keadaan pasut
setimbangnya (li, dkk, %**+).
"ariasi tinggi muka air laut di lokasi tertentu dapat dinyatakan sebagai hasil dari
superposisi dari berbagai gelombang konstanta harmonik pasut. 4inggi muka air laut
pada saat t dituliskan oleh awlowi!, et.al (2002) sebagai berikut
(6.)
dalam hal ini
tinggi muka air pada waktu t
1o tinggi muka air rata;rata saat tG0
tinggi muka air rata;rata saat t amplitudo
konstituen pasut dengan bilangan Doodson
frekuensi yang diperoleh dari potensial
ersamaan (6.) dapat disederhanakan dengan pendekatan model pasut
menggunakan pendekatan tradisional sinusoidal sebagai berikut
(6.>)
Dengan G H dan G ;
Metode yang biasa digunakan untuk proses analisis pasut adalah metode harmonik
menggunakan metode hitung kuadrat terke!il (lea#t #+uare(. rinsip analisis pasut
dengan metode kuadral terke!il yaitu dengan meminimkan perbedaan sinyal komposit %
%'
-
8/18/2019 Chart Datum
16/27
dan sinyal ukuran. ersamaan metode kuadrat terke!il dapat dilihat pada persamaan (6.&)
sebagai berikut
(6.&)
dimana
h(t) tinggi muka air fungsi dari waktu
i amplitudo komponen ke;i i
ke!epatan sudut komponen ke;i gi
fase komponen ke;i hm tinggi muka
air rerata t waktu k jumlah
komponen
"(tn) residu
Dari rumus diatas dapat diuraikan menjadi persamaan sebagai berikut
(6.*)
jika dimisalkan
(6.%0)
maka hasilnya menjadi
(6.%%)
dimana
r dan 1r konstanta harmonik ke;i, k jumlah komponen pasut, t n waktu
pengamatan tiap jam (tn G ;n, nH%, nI tn G 0 adalah waktu tengahtengah pengamatan).
1esarnya ( hm ) hasil hitungan dengan persamaan diatas mendekati ele#asi pasut
pengamatan h(t ) jika
(6.%2)
ersamaan diatas kemudian diturunkan terhadap ri dan /ri
%>
v2 *
r 02n% h(t )(hm M ) !os(i t ) (6.%/)
%
-
8/18/2019 Chart Datum
17/27
v2 *
/r 0 2n% h(t )(hm M ) sin(i t ) (6.%+)
Dari hubungan persamaan tersebut diperoleh 2n H % persamaan dimana n adalah
banyaknya komponen harmonik pasut laut. ehingga dapat ditentukan besaran 0 r , dan /r . elanjutnya berdasarkan estimasi kuadrat terke!il maka persamaan dapat diuraikan
dalam tahap = tahap sebagai berikut
%. persamaan pengamatan tinggi muka laut 4 2.
persamaan koreksi v '4( 5 , maka
(6.%')
1erikut ini desain matrik pengamatan pasutnya
1 $os1t 1 sin2t 1 $os kt 1 sin1t 1 sin kt 1
1 $os1t 1 sin2t 1 $os kt 1 sin1t 1 sin kt 1
n Ak
1 $os1t n sin2t n $os kt n sin1t n sin kt
h%
hn
4 ( T ,) %( T ,)
h0
%
4
) % )
/%
/)
Menentukan nilai amplitude komponen pasut laut
%>
-
8/18/2019 Chart Datum
18/27
i r i /r i (6.%) %&
Menentukan nilai fase komponen pasut laut
/r i
tan g i
(6.%>)
r i
Dalam hal ini
data tinggi muka laut
matrik koefisien
4 parameter komponen harmonik pasut laut
6 nilai koreksi
r parameter komponen pembentuk pasut
/r parameter 1 komponen pembentuk pasut
ke!epatan sudut gelombang harmonik t
waktu pengamatan i amplitude g fase
ada umumnya analisa harmonik berdasarkan panjang data pengamatan antara satu
bulan sampai satu tahun, maka nilai amplitudo dan fase yang dihasilkan masih
bergantung pada beberapa komponen pasang yang memiliki periode panjang.
-
8/18/2019 Chart Datum
19/27
(6.20)
(6.2%) %*
?aktor koreksi amplitudo (f), koreksi fase (u), dan fase komponen (") dapat dihitung dari
fungsi;fungsi di bawah ini
s G 2>>,02' H %2*,/&+&% (;%*00) H %/,%>+0 (DH-) (dalam derajat)
h G 20,%*0 = 0,2/&>2 (;%*00) H 0,*&'' (DH-) (dalam derajat) p G
//+,/&' H +0,2+* (;%*00) H 0,%%%+0 (DH-) (dalam derajat)
G 2'*,%'> = %*,/2&%& (;%*00) H 0,0'2*' (DH-) (dalam derajat) $eterangan
tahun masehi
D jumlah hari yang telah berlaku dari jam 00.00 tanggal % Januari tahun
- bagian integer dari (%A+)(;%*0%)
elanjutnya menghitung nilai argumen astronomis untuk koreksi nilai amplitudo
dan fase konstanta harmonik yang sering disebut sebagai koreksi nodal , , dan .
/ !os H 0,0002 !os 2
G %
G
G %,00 H 0,%%' !os = 0,00& !os 2 H 0,000 !os /
G %,00&* H 0,%&>% !os = 0,00%+> !os 2 H 0,00%+ !os /
G
G
G %,02+% H 0,2&/ !os H 0,00&/ !os 2 = 0,00%' !os /
G %
G 0
-
8/18/2019 Chart Datum
20/27
G 0
G
G ;&,&K sin H 0,&K sin 2 = 0,0>K sin /
G %0,&K sin = %,/+K sin 2 H 0,0+K sin /
20
G H
G
G ;%>,>+K sin H 0,&K sin 2 = 0,0+K sin /
G 0
G 0
0K H @ 54
G
G ;2s H @ 54
G 2h H @ 54
G ;h H 2>0K H @ 54
G 0
ada persamaan di atas, 54 merupakan jam atau data pasang surut yang tepat di
tengah;tengah periode pengamatan.
-
8/18/2019 Chart Datum
21/27
waktu, sehingga dinamakan konstanta harmonik pasut. e!ara garis besar konstanta
harmonik pasut dapat dibagi menjadi tiga kelompok seperti di bawah ini
%. $onstanta harmonik pasut periode harian (diurnal eriod tide)
2. $onstanta harmonik pasut periode harian ganda ( #emidiurnal eriod tide(
/. $onstanta harmonik pasut periode panjang (long eriod tide)
2%
elain konstanta;konstanta yang disebutkan di atas, terdapat konstanta harmonik
pasut lain yang dipengaruhi oleh perairan dangkal. $onstanta; konstanta harmonik pasut
dapat dilihat pada 4abel 6.2.
4abel 6.2. $omponen harmonik pasang surut
4ipe asut $omponen
7armonik
imbol $e!epatan
sudut
(0Ajam)
eriode
(jam
matahari)
:aya yang
ditimbulkan
:anda
'emidiurnal
(
1ulan
%00
+>
%*
%/
4unggal'7iurnal(
1ulan = Matahari
1ulan
*
&
&
erairan
Dangkal
'hallo&
&ater(
Dua kali
ke!epatan sudut
M2
$ombinasi antara
M+
M+
'*,*>
'*,*&
,2%
,20
;
;
2%
-
8/18/2019 Chart Datum
22/27
M2 dan 2
(umber modifikasi dari De Jong, 2002)
22
-
8/18/2019 Chart Datum
23/27
asang surut harian tunggal '7iurnal(
asut !ampuran !ondong ke harian ganda
asut !ampuran !ondong ke harian tunggal
2/
:ambar 6.&. 4ipe pasang surut
(umber httpAAo!eanser#i!e.noaa.go#Aedu!ationAkitsAtidesAtides0%Fintro.html )
I.'./. Chart Datum
Chart datum adalah bidang permukaan a!uan pada suatu perairan yang didefinisikan
terletak dibawah permukaan air laut terendah yang mungkin terjadi. Chart datum
digunakan sebagai dasar penentuan angka kedalaman pada peta bathimetri, pada asarnya
chart datum merupakan bidang nol peta batimetri yang ditentukan dari suatu bidang
muka air terendah yang mungkin terdapat di wilayah yang bersangkutan. etiap daerah
mempunyai tipe dan karakteristik pasut yang berbeda;beda, oleh karena itu banyak
model untuk menentukan muka surutan peta 'chart datum(. $edudukan chart datum
dapat dilihat pada :ambar 6.*.
e!ara umum, nilai chart datum (5D) dapat ditentukan dengan persamaan (6.2/)
o
(6.2/)
Dalam hal ini
5D chart datum A muka surutan peta
2/
http://oceanservice.noaa.gov/education/kits/tides/tides01_intro.htmlhttp://oceanservice.noaa.gov/education/kits/tides/tides01_intro.htmlhttp://oceanservice.noaa.gov/education/kits/tides/tides01_intro.html
-
8/18/2019 Chart Datum
24/27
o titik duduk tengah di atas titik nol palem
o jarak surutan peta
2+
:ambar 6.*. $edudukan chart datum
(umber modifikasi dari oeprapto,200%)
erhitungan nilai chart datum dipengaruhi oleh besarnya o. 1eberapa definisi
dalam penentuan o dimuat dalam dmiralty Tidal Handboo) no.% (uthons,%*&' dalam
oeprapto,%**/) adalah sebagai berikut
%. Menurut definisi 7idrografi 6nternasional (679)
(6.2+) dengan i adalah amplitudo komponen pasut ke;i dan n adalah jumlah
komponen.
2. Menurut definisi di eran!is
2 H 2 H 2)
(6.2')
/. Menurut definisi admiralty 6nggris
2 H 2 )(6.2)
+. Menurut definisi Indian ring o& 9ater
$ % H 9% H 2 H 2) (6.2>)
'. Menurut dinas 7idro;o!eanografi 46 -
2+
-
8/18/2019 Chart Datum
25/27
o G o ; (6.2&)
Dengan i kombinasi konstanta harmonik utama pasut
enentuan chart datum se!ara teoritis dipilih dengan pertimbangan sebagai
berikut
2'
%. ir ketika surut tidak pernah berada dibawah muka surutan peta atau chart datum
sehingga para pemakai peta batimetri yakin bahwa pada kondisi normal kedalaman
air sesuai dengan yang tertera pada chart .
2. Chart datum tidak boleh lebih rendah daripada batas kedangkalan perairan yang
bersangkutan, sehingga tidak dijumpai kedalaman yang bernilai negatif.
/. Chart datum tidak boleh berbeda terlalu banyak dalam setiap perubahan lokasi
melainkan harus harmonis dengan chart datum perairan disekitarnya.
+. Dalam menentukan chart datum sebaiknya menyertakan semua konstanta
harmonik yang membentuknya.
I.'.0. )ntr)l ualtas Data
$ontrol kualitas data pasut bertujuan untuk melakukan #erifikasi data pasut sehingga
dapat dilakukan deteksi terhadap keanehan atau anomali terhadap data pasut. $eanehan
yang mungkin mun!ul meliputi outlier# atau #i)e# perubahan time #erie# dari data
pasut,dll (Tide# Control :uality by H!M , 20%/ dalam 1anna, 20%/). roses kontrol
kualitas data dapat dilakukan se!ara numeris yaitu dengan melakukan uji global pada
data pasut. ada uji global salah satu rentang keper!ayaan yang dipakai adalah tiga
standar de#iasi (/ ) atau **,> . 8entang ini dipilih berdasarkan pada rentang
keper!ayaan yang dipakai oleh 16:. enge!ekan dilakukan untuk data pasut setiap satu
tahun, yaitu dengan menghitung standar de#iasi kelompok data pertahun menggunakan
persamaan (6.2*)
(6.2*)
$eterangan
standar de#iasi
2'
-
8/18/2019 Chart Datum
26/27
Ni nilai data ke i
nilai rata;rata data setiap tahun n
jumlah data
kemudian menghitung batas kanan dan batas kiri untuk data pasut tersebut, yaitu dengan
persamaan (6./0) dan persamaan (6./%)
2
(6./0)
(6./%)
pabila nilai ketinggian data pasut lebih dari B OC batas kanan dan kurang dari BPC
batas kiri, maka nilai data pasut tersebut tertolak kemudian diganti dengan BaC. Data
pasut yang diterima adalah data yang terletak diantara batas kanan dan batas kiri. etelah
diperoleh data pasut yang diterima kemudian dihitung prosentase data yang diterima
untuk mengetahui berapa persen data pasut yang diterima dan ditolak.
I./. H%)tess
eristiwa pasang surut air laut sangat dipengaruhi oleh gaya tarik dari benda;benda
angkasa khususnya bulan dan matahari yang melakukan gerakan;gerakan se!ara
periodik. eriode %&, tahun adalah periode yang dibutuhkan untuk posisi relatif
bendabenda langit terhadap bumi kembali pada posisi yang sama ("ani!ek Q $rakiwsky,
%*&2 dalam inaga, 20%0) sehingga proses analisis harmonik pasut menggunakan data
pasut periode %&, tahun dapat mengeluarkan semua konstanta gaya pembangkit pasut
(uke, et.al %**). 9leh karena itu, hipotesis pada penelitian ini adalah
%. emakin lama pengamatan pasut yang memiliki kualitas baik maka akan menghasilkan
konstanta harmonik signifikan yang semakin banyak.
2. eriode pengamatan pasut selama %&, tahun akan menghasilkan komponen harmonik
pasut yang paling banyak sehingga menghasilkan nilai o semakin besar dan nilai chart
datum yang semakin ke!il.
2
-
8/18/2019 Chart Datum
27/27
/. eriode untuk menghitung nilai chart datum dikatakan optimal apabila waktu yang
digunakan untuk pengamatan pasut lebih pendek dan dapat menghasilkan konstanta;
konstanta harmonik pasut yang sama dengan periode panjang sehingga nilai chart datum
yang dihasilkan relatif sama. eriode data yang optimal dalam menentukan chart datum
adalah periode data pasut % tahun karena selama periode tersebut dapat mengeluarkan
konstanta harmonik yang !ukup banyak dari gaya pembangkit pasut. ada periode %
tahun sudah melingkupi peristiwa re#olusi bulan dan re#olusi bumi terhadap matahari.
2>
+. ilai chart datum yang dihasilkan dari periode %&, tahun dapat dijadikan
rekomendasi nilai chart datum yang sesuai di tasiun pasut Jepara.