ANALISIS KUALI

INDONESIA

TAS DATA SEISMIK 6 STASIUN

MENGGUNAKAN PQLX PERIODE 21 30 APRIL 2009

Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh

Gelar Sarjana Sains

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

Oleh :

Andri Setiyaji NIM: 107097003945

PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI ( UIN )

SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA

2009 M / 1430 H

ANALISIS KUALI

TAS DATA SEISMIK 6 STASIUN INDONESIA MENGGUNAKAN PQLX

PERIODE 21 30 APRIL 2009

Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh

Gelar Sarjana Sains

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

Oleh :

Andri Setiyaji NIM: 107097003945

Menyetujui,

Pembimbing I

Agus Marsono, Msi NIP. 120 112 648

Pembimbing II

Sutrisno, M.Si NIP. 120 129 109

Mengetahui, Ketua Prodi Fisika

Sutrisno, M.Si NIP. 120 129 109

ii

PE

NGESAHAN UJIAN

Skripsi yang berjudul Analisis Kualitas Data Seismik 6 Stasiun Indonesia Menggunakan PQLX Periode 21 30 April 2009telah diuji dan dinyatakan lulus dalam sidang Munaqosyah Fakltas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Sarif Hidayatullah Jakarta pada hari Jumat, 17 Juli 2009. Skripsi ini telah diterima sebagai salahsatu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu ( S1 ) Jurusan Fisika.

Jakarta, 17 Juli 2009

Tim Penguji,

Penguji I Penguji II

Arif Tjahjono, ST, M.Si Ambran Hartono, M.Si NIP. 150 389 715 NIP. 19710408 200212 1 002

Mengetahui,

Dekan Fak. Sains dan Teknologi Ketua Jurusan Fisika

DR. Syopiansyah Jaya Putra, M.Si Drs. Sutrisno, M.Si NIP. 150 317 956 NIP. 120 129 109

iii

LEMB

ANALISIS KUALITAS D

AR PENGESAHAN

ATA SEISMIK STASIUN INDONESIA

MENGGUNAKAN PQLX PERIODE APRIL 2009

Skripsi Diajukan kepada Fakultas Sains dan Teknologi

Untuk memenuhi persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Sains (S.Si)

Oleh :

Andri Setiyaji NIM: 107097003945

Pembimbing I

Agus Marsono, Msi

NIP. 120 112 648

Pembimbing II

Sutrisno, M.Si

NIP. 120 129 109

A

BSTRAC

T

Until year-end 2008 BMG has around 102 seismograph stations, its build by

indonesian government without help with foreign, and data online goes to Jakarta.

Resulting data is still have bad quality, so required by evaluation to know problem that

befall seismograph station. Bad data quality reverential because gaps, spike, steps, off

tool, long is noise period, and nature noise.

Of research result with PQLX'S software Manado station (MNI) one that lovely its data quality

because this station constitute Indonesian Japanese collaboration station (JISNET) such as Tual

(TLE)). Meanwhile Libra Station such as Sorong (SWI), Labuha (LBMI), Padang (PDSI), Citeko (CBJI) need at check, fixed up gets to be done by beginning of fixed up on data communication, fixed up and seismograph equipment substitution,

fixed up seismic vault until seismic vault's move on new location. seismic vault's

move or seismograph station location is gone upon because marks sense trouble of

tall activity at seismic vault's vicinity. Tall activity reverential seismic vault nearby

highway, air station, industrial region, settlement and minefield region. Besides trouble

of nature gets to come from oceanic, an river or waterfall. For above mentioned

problem, fixed up can't be done besides with seismic vault's location move. But

location move is last solution, since it can evoke the other problem, as security, Power

supply, data communication, and coverage area.

Keyword: noise analysis, seismik broadband's censor, JISNET , Libra

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmanirrahiim

Segala puji bagi Allah SWT yang telah senantiasa memberikan nikmat dan

karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi tepat waktu sebagai tugas

akhir dengan judul Analisa Kualitas Data Seismik 6 Stasiun Indonesia

Menggunakan PQLX Periode 21 30 April 2009.

Penulis sangat menyadari bahwa selesainya penyusunan skripsi ini tidak

terlepas dari bantuan dan saran dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis

ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada :

1. DR. Syopiansyah Jaya Putra, M.Sis. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknik

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah.

2. Drs. Sutrisno, M.Si. selaku ketua Jurusan Fisika yang membuka jalan penulis

untuk melanjutkan kuliah di UIN jakarta dan menjadi Pembimbing II yang

membimbing dan mengarahkan penulis selama kuliah di UIN Jakarta

3. Drs. Agus Marsono, M.Si, sebagai pembimbing I yang telah memberikan

ilmu, waktu, motifasi dan perbaikan teknis penulisan.

4. Fauzi, Msc, Ph.D selaku Kepala Pusat Geofisika BMKG yang telah

mengizinkan penggunaan dan akses seluruh alat-alat yang digunakan untuk

skripsi ini

iv

5. Bapak dan Emak, Fadli, Mertuaku (Papa dan Mama) atas dukungan moral dan

material yang telah diberikan, Istriku tercinta Kurniati Retno Dewi dan

Anakku Hilmy Muhammad Hafizh.

6. Seluruh Dosen FISIKA, atas ilmu pengetahuan dan motifasi yang diberikan

serta bantuannya selama penulis kuliah di UIN Jakarta.

7. Handi Daging Sulistyo Widodo, Jajat Jatnika, Fadly Yusuf (In Fay I Trust),

Furqon Alfahmi, Artadi Pria sakti dan Mas Bayu yang berjuang bersama dan

selalu menemani melewati suka duka selama kuliah.

8. Temen-temen seperjuanganku FISIKA 06 atas bantuan, semangat dan

kekompakannya yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

9. Teman temanku kelompok shift di BMKG, atas pengertiannya selama

penulis menjalankan tugas kerja sekaligus kuliah bersamaan

Penulis Menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari sempurna karena

keterbataan kemampuan dan pengetahuan penulis. Untuk perbaikan karya tulis ini

penulis mengharapkan kritik, saran, dan pendapat yang membangun.

Sesungguhnya kesempurnaan hanya milik Allah. Oleh karena itu penulis

sangat mengharap kritik dan saran yang membangun agar laporan ini mendekati

kesempurnaan.

Jakarta, Juni 2009

Penulis

v

DAFTAR ISI

Halaman

Halaman Judul ........................................................................... i

Lembar Pengesahan ........................................................................... ii

KATA PENGANTAR ............................................................... iv

DAFTAR ISI ........................................................................... vi

DAFTAR GAMBAR ............................................................... x

DAFTAR LAMPIRAN

...............................................................

xii

DAFTAR TABEL ........................................................................... xiii

ABSTRAK

...........................................................................

xiv

ABSTRACT

...........................................................................

xv

BAB I PENDAHULUAN ............................................................... 1

1.1 Latar Belakang Penelitian ....................................... 1

1.2 Rumusan permasalahan

......................................

4

1.3 Tujuan Penelitian ................................................... 6

1.4 Batasan Masalah

...................................................

6

1.5 Sistematika Penelitian ....................................... 7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................... 8

vi

2.1 Pengertian Gempabumi ....................................... 8

2.1.1 Jenis Gempa Bumi ....................................... 13

2.1.2 Sumber Gempa Bumi ....... 15

2.2 Sistem Pemantauan Gempa Bumi di BMKG ............... 18

2.2.1 Pemantauan Gempabumi ........................... 19

2.2.2 Data seismograf ....................................... 20

2.2.3 Data akselerograf

.......................................

20

2.3 Seismometer ............................................................... 21

2.4 Tingkat noise Pada Alat ....................................... 26

2.4.1 Noise Seismik .................................................. 26

2.4.2 Noise Observasi ....................................... 26

2.5 Spektrum Noise ................................................... 26

2.6 Analisa Sistem Noise .................................................. 30

2.7 Kekuatan Spektral Densitas (PSD) ............................... 31

2.8 Fungsi Probabilitas Densitas (PDF) .................. 34

BAB III METODE PENELITIAN ................................................... 36

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ........................................ 36

3.2 Alat ............................................................................ 36

3.3 Data Penelitian ............................................................... 36

vii

3.4 Pengolahan Dan Analisa Data Alat ............................ 37

3.4.1 Instalasi Perangkat Lunak PQLX Dengan

Varian Linux openSUSE 10.3 ........................... 37

3.4.2 Penggunaan Software PQLX Untuk

Analisa Tingkat Noise ...................................... 38

3.5 PQLX .............................................................. 41

3.5.1 Bagian Server Untuk Analisa .............. 42

3.5.2 Aplikasi Perangkat Lunak Grafis

Untuk Operator ............................................ .. 44

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................ 50

4.1 Jenis Problem Data .................................................... 50

4.1.1 Sensor yang mati ........................................ 50

4.1.2 Step ................................................................ 51

4.1.3 Spike

................................................................

52

4.1.4 Strange signal (Sinyal yang telihat aneh) ............ 53

4.1.5 Gaps (Data Hilang) ............................................. 54

4.1.6 Noise Periode Panjang (Long Periode Noise) ... 56

4.1.7 Noise Alam ................................................... 57

4.2 Karakteristik Sumber Noise Seismik ............... 59

viii

4.2.1 Noise Akibat Perilaku Manusia ............... 60

4.2.2

Noise angin, air dan geologi

...............

61

4.2.3 Mikroseismik ....................................... 61

4.2.4

Permasalahan Sistem .......................................

62

4.2.5

Gempabumi .......................................

62

BAB V PENUTUP ............................................................... 63

5.1 Kesimpulan ................................................... 63

5.2

Saran

...................................................

63

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

ix

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 : Sketsa jenis pertemuan lempeng tektonik ....................... 11

Gambar 2.2

:

Peterson menunjukkan spektral kurva dan tingkatan

noise pada stasiun IRIS BOCO .....................................

28

Gambar 3.1

:

Diagram Alir analisis kualitas data menggunakan

PQLX .............................................................................

40

Gambar 3.2 : Contoh pembagian (split) layar sinyal yang

mempertunjukkan tiga sinyal yang lengkap .................... 45

Gambar 3.3

:

Menunjukkan sembilan layar Utama PDF ......................

46

Gambar 3.4

:

Menunjukkan layar PDF stasiun MNI (Manado) secara

Detil .................................................................................

47

Gambar 3.5

:

Menunjukkan layar Utama dari layar STN .....................

49

Gambar 4.1

:

Contoh Sensor Tual yang mati .......................................

50

Gambar 4.2

:

Contoh step pada sinyal .................................................

51

Gambar 4.3

:

Contoh spike pada stasiun lain di indonesia ..................

52

Gambar 4.4

:

Contoh Spike Pada Stasiun SWI ( Sorong) ...................

52

Gambar 4.5

:

Sinyal Aneh di Stasiun Tual ..........................................

54

Gambar 4.6

:

Contoh gaps di stasiun lain di Indonesia (Tanjung

Pandan) ..........................................................................

55

Gambar 4.7

:

Contoh gaps Di stasiun Labuha .....................................

55

x

Gambar 4.8 : Contoh Noise periode panjang ....................................... 56

Gambar 4.9

:

Contoh Noise Alam di Stasiun Tegal ( 20 Meter dari

Jalur Pantura) ..................................................................

57

Gambar 4.10

:

Contoh Noise Alam di stasiun Padang ............................

58

Gambar 4.11

:

Contoh Noise Alam di stasiun Citeko ...........................

58

Gambar 4.12

:

Variasi Noise akibat lalu lintas kendaraan di dekat

Stasiun Manado .............................................................

60

xi

D

AFTAR TABEL

Tabel Tingkatan Noise Spektral pada 4 daerah filter ................ 27

DAF

TAR LAMPIRAN

Lampiran A : Contoh File Kepekaan (response file) dari Stasiun CBJI

(Citeko, Bogor)

Lampiran B : File laporan (log) dari PQLX tentang proses yang telah

dikerjakan

Lampiran C : Bentuk program perintah (script) yang digunakan pada

proses analisa tingkat noise menggunakan PQLX

Lampiran D

Lampiran E

Lampiran F

: Daftar Stasiun Seismograf Yang dipakai dalam

penelitian

: Daftar rencana pembangunan sistem Monitoring yang

akan dibangun hingga 2009

: Jaringan Seismograf Badan Meteorologi dan Geofisika

yang dibagi Menjadi 10 jaringan regional.

Lampiran G : Contoh Data yang Masuk di dalam Server libra

Lampiran H

:

Kondisi Status Dari Tanggal 21 April 30 April 2009

xii

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Indonesia adalah negara kepulauan yang letak geografisnya yang membentang

pada koordinat 6 LU 11 LS dan 94 BT 144 BT terletak di daerah seismik aktif

dimana merupakan pertemuan tiga mega lempeng tektonik, yaitu: Lempeng Eurasia,

Lempeng Indo Australia dan Lempeng Pasifik serta patahan kecil (lokal) yang ada

pada pulau-pulau di Indonesia seperti P. Sumatera dengan Patah Semangko, P.

Sualwesi dengan Palu Koro. Rata-rata 10-20 kali kejadian gempa bumi baik skala

besar atau kecil terjadi setiap harinya. Bahkan tidak jarang diantaranya yang

menimbulkan korban jiwa, harta benda, serta kepanikan dan kecemasan pada

masyarakat.

Ribuan gempa terdeteksi setiap tahunnya dimana sebagian besar hanya

terdeteksi oleh seismograph, beberapa merupakan gempa kuat dan dirasakan (70 kali

gempa) dan beberapa bahkan merusak (3 kali gempa). Beberapa gempabumi besar di

dasar laut juga mengakibatkan tsunami setiap 2 tahun. Getaran Gempa bumi yang

terjadi di Indonesia maupun di luar Indonesia dapat direkam dan dilihat pada alat

perekam gempa yang terdapat di masing-masing wilayah dan juga yang ada di Sub

Bidang Informasi Dini Gempa bumi secara real time.

1

Gempabumi pada 26 De

sember 2004 dengan momen magnitudo 9.3

menghasilkan tsunami yang sangat besar dan memakan korban jiwa lebih dari

200.000 orang di 9 negara yang terkena oleh gelombangnya. Sementara di Indonesia

sendiri tepatnya di Propinsi Aceh merupakan area dengan dampak kerusakan terparah

dimana lebih dari 160.000 orang meninggal dunia dan dinyatakan hilang.

Tragedi ini sangatlah memilukan dan menyakitkan dimana dirasakan tidak

hanya oleh masyarakat Indonesia tetapi juga oleh sebagian besar penduduk dunia.

Bantuan dan pertolongan banyak mengalir dari seluruh dunia kepada negara-negara

yang terkena dampak bencana ini. Bencana kemanusiaan ini membangunkan

pemerintah dan para ilmuwan di seluruh dunia, terutama di sepanjang Samudera

Hindia, untuk memahami pentingnya mendirikan Tsunami Early Warning Sytem:

IOTWS (Indian Ocean Tsunami Warning and Mitigation System). Saat IOTWS telah

berdiri maka peringatan akan menyiagakan masyarakat di daerah yang berpotensi

terkena dampak untuk evakuasi dan lari ke dataran tinggi untuk menghindari

gelombang tsunami. Pemerintah Indonesia didukung oleh negara-negara lain terutama

Jerman, Perancis, China, Jepang, USA dan organisasi internasional; UNESCO

melalui IOC-nya berkomitmen untuk membangun InaTEWS (Indonesia Tsunami

Early Warning System).

Badan Meteorologi dan Gofisika merupakan salah satu instansi yang

mempunyai tugas dan wewenang memonitor, menganalisa, menyebarkan informasi

mengenai meteorologi dan geofisika masyarakat dan instansi-instansi pemerintah

2

yang membutuhkan. Untuk bidan

g geofisika khususnya yang berhubungan dengan

Gempa bumi tugas tersebut dilaksanakan oleh Bidang Gempa bumi dengan Sub

Bidang Informasi Dini Gempa Bumi.

Ketika gempa terjadi, sinyal seismik akan terlepas ke segala arah. Sinyal

tersebut akan terekam oleh jaringan seismometer. Sinyal tersebut kemudian dikirim

via VSAT (satelit) ke Pusat dan akan diproses dan dianalisa oleh seismologist yang

bertugas untuk menghasilkan informasi sumber gempabumi. Ketika parameter

gempa memenuhi kriteria menimbulkan tsunami maka peringatan tsunami akan

dikeluarkan. Diharapkan sinyal dari alat pendeteksi tsunami di laut (DART Buoy)

akan datang segera dimana akan digunakan untuk konfirmasi atau pembatalan

peringatan.

Jaringan Seismik telah didesain terdiri dari 160 seismometer broadband, 500

accelerometer dan akan dikelompokan kedalam 10 Regional Center. Dengan jumlah

sensor tersebut dan jarak tiap sensor 100 km maka dalam 3 menit pertama sumber

gempa dapat ditentukan lokasinya setelah terjadi di wilayah Indonesia

Karena banyak stasiun yang ada, informasi kalibrasi merasa menjadi faktor

yang penting. Peningkatan jumlah alat instrumentasi, dapat membuat petugas sukar

untuk memelihara keakuratan dan ketepatan data. Sehingga Penggunaan data seismik

real-time memerlukan alat quality control yang otomatis untuk memastikan ketelitian

dari data real-time gempabumi produk BMKG

3

Penelitian ini hasilnya da

pat dipakai untuk memudahkan teknisi dalam

perbaikan stasiun seismik. Stasiun stasiun tersebut berada pada lokasi yang

memiliki aktivitas tinggi seperti jalan raya, laut dan Bandar udara. Permasalahan

lain yaitu step, data hilang (gaps), spike, strange signal dan Noise periode panjang

lebih disebabkan karena peralatan, seismograf, komunikasi dan seismik vault (tempat

sensor)

I.2. Perumusan Masalah

Untuk mendapatkan sistem peringatan dini gempabumi dan tsunamiyang baik,

maka BMG terus menerus mengembangkan jaringan seismograf baik dari segi jumlah

maupun jenisnya. Sampai 2009 BMG melalui proyek TWS yang dikoordinir RISTEK

mentargetkan untuk memasang 160 unit Seismograf yang tersebar di seluruh

Indonesia. Target pencapaian yang begitu banyak dengan waktu yang singkat

mengakibatkan terjadinya hal hal yang secara teknis tidak sesuai dengan kondisi

idealnya. Hal ini berimbas pada kualitas data yang dihasilkan oleh seismograf.

Kualitas data yang buruk menyulitkan operator dalam melakukan proses analisis

sehingga berdampak pada menurunnya kualitas informasi gempa dan memperlambat

proses penyebaran. Dapat dikatakan dalam hal ini bahwa peranan kualitas data

sangat vital dalam pembuatan informasi yang akurat dan percepatan proses

penyebaran informasi.

Untuk mempercepat instalasi sensor seismik broadband BMG memasang

sebagian sensor seismik di fasilitas stasiun BMG, dengan pertimbangan dasar bahwa

4

tsunami hanya akan terjadi oleh g

empa kuat, untuk langkah pertama banyak sensor

dilokasikan di stasiun BMG dimana normalnya dilokasi tersebut tidak cukup tenang

untuk penempatan sensor seismik, kita akan menganalisa kualitasnya dan apabila

kualitas stasiun dibawah standar minimum maka memungkinkan untuk direlokasi.

Sampai akhir tahun 2008 BMG memiliki sekitar 102 stasiun seismograf yang

datanya online ke Jakarta. Data yang dihasilkan masih memiliki kualitas yang buruk,

sehingga diperlukan evaluasi untuk mengetahui problem yang menimpa stasiun

seismograf. Kualitas data yang buruk disebabkan karena gaps, spike, steps, alat yang

mati, long periode noise, dan noise alam. Masing masing masalah pada data

tersebut memiliki sumber masalah yang berbeda. Sumber masalah sangat

berpengaruh pada tindakan yang akan dilakukan untuk perbaikan pada stasiun

seismograf. Perbaikan dapat dilakukan mulai dari perbaikan pada komunikasi data,

perbaikan dan penggantian peralatan seismograf, perbaikan seismik vault hingga

pemindahan seismik vault pada lokasi baru. Pemindahan seismik vault atau lokasi

stasiun seismograf didasarkan karena adanya gangguan dari aktivitas yang tinggi

disekitar seismik vault. Aktivitas yang tinggi disebabkan seismik vault berdekatan

dengan jalan raya, lapangan terbang, daerah industri, daerah pemukiman dan daerah

pertambangan. Selain itu gangguan dari alam dapat berasal dari laut, sungai atau air

terjun. Untuk masalah tersebut di atas, perbaikan tidak dapat dilakukan selain dengan

pemindahan lokasi seismik vault. Namun pemindahan lokasi adalah solusi terakhir,

5

karena hal ini dapat menimbulkan

masalah yang lain, seperti keamanan, penyediaan

power (power supply), komunikasi data, dan coverage area.

I.3. Tujuan Penelitian

a. Mengetahui penyebab gangguan pada sinyal yang ada pada stasiun stasiun

yang berada pada lokasi yang memiliki aktivitas tinggi seperti jalan raya,

laut dan Bandar udara

b. Mengetahui apakah stasiun stasiun yang di teliti layak atau tidak sebagai

tempat pemasangan seismograf

c. Menganalisa kualitas data seismograf karena kualitas data sangat vital

dalam pembuatan informasi yang akurat dan percepatan proses penyebaran

informasi.

I.4. Batasan Masalah

Pembahasan Masalah pada penulisan tugas akhir ini dibatasi pada analisa

aplikasi PQLX mengevaluasi stasiun seismograf memakai beberapa metode, antara

lain dengan analisis sinyal, analisis spektral dan absen data. Saat ini metode analisis

sinyal yang dipakai secara optimal, sedangkan dengan metode analisis spectral dan

absen data belum dapat digunakan. Data yang dipakai adalah data sinyal 6 stasiun

seismograf bulan april tahun 2009. Dari hasil evaluasi ini diharapkan dapat diketahui

tingkat kualitas stasiun seismograf yang sudah diterapkan di USGS dan IRIS

sehingga bisa diterapkan di BMG.

6

I.5. Sistematika Penulisan

Struktur penulisan ini terbagi menjadi beberapa bab dan sub bab yang tersusun

sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Terdiri dari uraian latar belakang, maksud dan tujuan penulisan, metode penelitian

dan sistematika penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini terdiri dari uraian tentang gempa bumi, sistem pemantauan gempa bumi di

BMKG, seismometer, noise, rumusan yang dipakai untuk perhitungan Fungsi

probabilitas densitas dan kekuatan spektral densitas

BAB III METODE PENELITIAN

Bab ini berisi pengolahan data yang menguraikan tentang data dan peralatan yang

digunakan, pembahasan pengolahan data dengan PQLX (Passcal Quick Look

Extended).

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi tentang pembahasan hasil dari analisa PQLX

BAB V PENUTUP

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari skripsi ini

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Gempa Bumi

Gempa bumi merupakan peristiwa pelepasan energi pada saat pergeseran

lapisan bumi. Energi ini dapat dapat berupa fisis yang dapat menyebabkan deformasi

pada permukaan bumi, energi gelombang maupun bentuk energi lain. Menurut

penyebabnya gempa bumi dapat dibedakan menjadi 3 macam :

a. Gempa bumi terban (runtuhan) gempa ini terjadi karena adanya

runtuhan di dalam bumi biasanya daerah kapur atau daerah tambang.

b. Gempa bumi Vulkanik, gampa ini tejadi karena adanya aktivitas gunung

berapi.

c. Gempa bumi tektonik gempa ini disebabkan oleh patahnya struktur atau

lapisan bumi yang bekerja secara terus menerus sehingga melampau

batas elastisitas dari batuan tersebut.

Setiap tahun planet bumi digoyang oleh lebih dari 10 gempa bumi besar yang

membunuh ribuan manusia, merusak bangunan dan infrastruktur serta menjadi

bencana alam yang menimbulkan dampak negatif terhadap perekonomian dan sosial

pada daerah di sekitar yang diakibatkannya. Pada masyarakat tradisional dan awam

gempabumi disebabkan oleh bermacam-macam hal sesuai dengan kepercayaan

masyarakat setempat.

8

Menurut teori tektonik le

mpeng, bagian luar bumi merupakan kulit yang

tersusun oleh lempeng-lempeng tektonik yang saling bergerak. Di bagian atas disebut

lapisan litosfir merupakan bagian kerak bumi yang tersusun dari material yang kaku.

Lapisan ini mempunyai ketebalan sampai 80 km di daratan dan sekitar 15 km di

bawah samudra. Lapisan di bawahnya disebut astenosfir yang berbentuk padat dan

materinya dapat bergerak karena perbedaan tekanan.

Litosfir adalah suatu lapisan kulit bumi yang kaku, lapisan ini mengapung di

atas astenosfir. Litosfir bukan merupakan satu kesatuan tetapi terpisah-pisah dalam

beberapa lempeng yang masing-masing bergerak dengan arah dan kecepatan yang

berbeda-beda. Pergerakan tersebut disebabkan oleh adanya arus konveksi yang terjadi

di dalam bumi.

Bila dua buah lempeng bertumbukan maka pada daerah batas antara dua

lempeng akan terjadi tegangan. Salah satu lempeng akan menyusup ke bawah

lempeng yang lain, masuk ke bawah lapisan astenosfir. Pada umumnya lempeng

samudra akan menyusup ke bawah lempeng benua, hal ini disebabkan lempeng

samudra mempunyai densitas yang lebih besar dibandingkan dengan lempeng benua.

Apabila tegangan tersebut telah sedemikian besar sehingga melampaui kekuatan

kulit bumi, maka akan terjadi patahan pada kulit bumi tersebut di daerah terlemah.

Kulit bumi yang patah tersebut akan melepaskan energi atau tegangan sebagian atau

seluruhnya untuk kembali ke keadaan semula. Peristiwa pelepasan energi ini disebut

gempabumi.

9

Gempabumi terjadi di sepanj

ang batas atau berasosiasi dengan batas pertemuan

lempeng tektonik. Pada kenyataannya pergerakan relatif dari lempeng berjalan sangat

lambat, hampir sama dengan kecepatan pertumbuahan kuku manusia (0-20 cm

pertahun). Hal ini menimbulkan adanya friksi pada pertemuan lempeng, yang

mengakibatkan energi terakumulasi sebelum terjadinya gempa bumi. Kekuatan

gempa bumi bervariasi dari tempat ke tempat sejalan dengan perubahan waktu.

Batas lempeng tektonik dapat dibedakan atas tiga bentuk utama, konvergen,

divergen, dan sesar mendatar. Bentuk yang lainnya merupakan kombinasi dari tiga

bentuk batas lempeng ini.

Pada bentuk konvergen lempeng yang satu relatif bergerak menyusup di bawah

lempeng yang lain. Zona tumbukan ini diindikasikan dengan adanya palung laut

(trench), dan sering disebut juga dengan zona subduksi atau zona Wadati-Benioff.

Zona penunjaman ini menyusup sampai kedalaman 700 km dibawah permukaan bumi

di lapisan astenosfir. Bentuk konvergen berasosiasi terhadap sumber gempa dalam

dan juga gunung api.

Pada bentuk divergen kedua lempeng saling menjauh sehingga selalu terbentuk

material baru dari dalam bumi yang menyebabkan munculnya pegunungan di dasar

laut yang disebut punggung tengah samudra (mid oceanic ridge).

Sedang pada tipe jenis sesar mendatar kedua lempeng saling bergerak mendatar.

Sketsa jenis pertemuan lempeng tektonik dapat dilihat pada gambar berikut.

10

Gambar 2.1: Sketsa jenis pertemuan lempeng tektonik

Akibat pergerakan lempeng tektonik, maka di sekitar perbatasan lempeng

akan terjadi akumulasi energi yang disebabkan baik karena tekanan, regangan

ataupun gesekan. Energi yang terakumulasi ini jika melewati batas kemampuan atau

ketahanan batuan akan menyebabkan patahnya lapisan batuan tersebut.

Jadi gempa bumi tidak lain merupakan manifestasi dari getaran lapisan batuan

yang patah yang energinya menjalar melalui badan dan permukaan bumi berupa

gelombang seismik Energi yang dilepaskan pada saat terjadinya patahan tersebut

dapat berupa energi deformasi, energi gelombang dan lain-lain.

Energi deformasi ini dapat terlihat pada perubahan bentuk sesudah terjadinya

patahan, misalnya pergeseran. Sedang energi gelombang menjalar melalui medium

elastis yang dilewatinya dan dapat dirasakan sangat kuat di daerah terjadinya

gempabumi tersebut .

11

Pusat patahan didalam bu

mi dimana gempabumi terjadi disebut fokus atau

hiposenter, sedang proyeksi fokus yang berada di permukaan bumi disebut episenter.

Gempabumi selain terjadi pada perbatasan lempeng juga terjadi pada patahan-patahan

lokal yang pada dasarnya merupakan akibat dari pergerakan lempeng juga.

Gempabumi yang terjadi di sekitar perbatasan lempeng biasa disebut gempa

interplate, sedang yang terjadi pada patahan lokal yang berada pada satu lempeng

disebut gempa intraplate. Karena bentuk pertemuan lempeng ada tiga macam, dengan

demikian gempa interplate juga bisa terjadi tiga macam, yaitu:

o Gempa bumi yang terjadi di sepanjang sistem rift dimana lempeng samudra

terbentuk.

o Gempa bumi yang terjadi di sepanjang sistem subduksi dimana lempeng samudra

menyusup di bawah lempeng kontinen.

o Gempa bumi yang terjadi di sepanjang patahan transform atau sesar geser dimana

pertemuan lempeng tektonik saling menggeser secara horizontal.

Di Indonesia gempabumi interplate banyak terjadi di laut dengan kedalaman

dangkal dan yang terjadi di daratan kedalaman fokusnya menengah sampai dalam dan

bisa mencapai kedalaman 700 km. Sedangkan gempabumi intraplate di Indonesia

mempunyai kedalaman sumber gempa relatif dangkal dan bisa terjadi di darat dan

laut.

12

Gempabumi yang besar selalu

menimbulkan deretan gempa susulan yang biasa

disebut dengan aftershock. Kekuatan aftershock selalu lebih kecil dari gempa utama

dan waktu berhentinya aftershock bisa mencapai mingguan sampai bulanan

tergantung letak, jenis dan besarnya magnitude gempa utama.

2.1.1 Jenis Gempabumi

Gempabumi yang merupakan fenomena alam yang bersifat merusak dan

menimbulkan bencana dapat digolongkan menjadi empat jenis, yaitu:

a. Gempabumi Vulkanik ( Gunung Api )

Gempa bumi ini terjadi akibat adanya aktivitas magma, yang biasa terjadi

sebelum gunung api meletus. Apabila keaktifannya semakin tinggi maka akan

menyebabkan timbulnya ledakan yang juga akan menimbulkan terjadinya

gempabumi. Gempabumi tersebut hanya terasa di sekitar gunung api tersebut.

b. Gempabumi Tektonik

Gempabumi ini disebabkan oleh adanya aktivitas tektonik, yaitu pergeseran

lempeng lempeng tektonik secara mendadak yang mempunyai kekuatan dari

yang sangat kecil hingga yang sangat besar. Gempabumi ini banyak menimbulkan

kerusakan atau bencana alam di bumi, getaran gempa bumi yang kuat mampu

menjalar keseluruh bagian bumi.

13

c. Gempabumi Runtuhan

Gempabumi ini biasanya terjadi pada daerah kapur ataupun pada daerah

pertambangan, gempabumi ini jarang terjadi dan bersifat lokal.

d. Gempabumi Buatan

Gempa bumi buatan adalah gempa bumi yang disebabkan oleh aktivitas dari

manusia, seperti peledakan dinamit, nuklir atau palu yang dipukulkan ke

permukaan bumi.

Berdasarkan kekuatannya atau magnitude (M), gempabumi dapat dibedakan atas :

a. Gempabumi sangat besar dengan magnitude lebih besar dari 8 SR.

b. Gempabumi besar magnitude antara 7 hingga 8 SR.

c. Gempabumi merusak magnitude antara 5 hingga 6 SR.

d. Gempabumi sedang magnitude antara 4 hingga 5 SR.

e. Gempabumi kecil dengan magnitude antara 3 hingga 4 SR .

f. Gempabumi mikro magnitude antara 1 hingga 3 SR .

g. Gempabumi ultra mikro dengan magnitude lebih kecil dari 1 SR .

Berdasarkan kedalaman sumber (h), gempabumi digolongkan atas :

a. Gempabumi dalam h > 300 Km .

b. Gempabumi menengah 80 < h < 300 Km .

14

c. Gempabumi dangkal h < 80 K

m

Berdasarkan tipenya Mogi membedakan gempabumi atas:

a. TypeI : Pada tipe ini gempa bumi utama diikuti gempa susulan tanpa

didahului oleh gempa pendahuluan (fore shock).

b. Type II : Sebelum terjadi gempa bumi utama, diawali dengan adanya gempa

pendahuluan dan selanjutnya diikuti oleh gempa susulan yang

cukup banyak.

c. Type III: Tidak terdapat gempa bumi utama. Magnitude dan jumlah

gempabumi yang terjadi besar pada periode awal dan berkurang

pada periode akhir dan biasanya dapat berlangsung cukup lama dan

bisa mencapai 3 bulan. Tipe gempa ini disebut tipe swarm dan

biasanya terjadi pada daerah vulkanik seperti gempa gunung Lawu

pada tahun 1979.

2.1.2 Sumber Gempabumi

Seperti telah dijelaskan diatas bahwa pembangkit utama terjadinya

gempabumi adalah pergerakan lempeng tektonik. Akibat pergerakan lempeng maka

di sekitar perbatasan lempeng akan terakumulasi energi, dan jika lapisan batuan telah

tidak mampu manahannya maka energi akan terlepas yang menyebabkan terjadinya

patahan ataupun deformasi pada lapisan kerak bumi dan terjadilah gempabumi

15

tektonik. Disamping itu akibat ada

nya pergerakan lempeng tadi terjadi patahan (sesar)

pada lapisan bagian atas kerak bumi yang merupakan pembangkit kedua terjadinya

gempabumi tektonik.

Jadi sumber-sumber gempabumi keberadaannya ada pada perbatasan lempeng

lempeng tektonik dan patahan- patahan aktif. Indonesia merupakan salah satu wilayah

yang sangat aktif terhadap gempabumi, karena terletak pada pertemuan tiga lempeng

tektonik utama dan satu lempeng tektonik kecil. Ketiga lempeng tektonik itu adalah

lempeng tektonik Indo-Australia, lempeng Eurasia dan lempeng Pasifik serta

lempeng kecil Filipina.

Terdapat tiga jalur utama gempabumi yang merupakan batas pertemuan dari

beberapa lempeng tektonik aktif:

1. Jalur Gempabumi Sirkum Pasifik

Jalur ini dimulai dari Cardilleras de los Andes (Chili, Equador dan Caribia),

Amerika Tengah, Mexico, California British Columbia, Alaska, Alaution Islands,

Kamchatka, Jepang, Taiwan, Filipina, Indonesia, Polynesia dan berakhir di New

Zealand.

2. Jalur Gempabumi Mediteran atau Trans Asiatic

Jalur ini dimulai dari Azores, Mediteran (Maroko, Portugal, Italia, Balkan,

Rumania), Turki, Kaukasus, Irak, Iran, Afghanistan, Himalaya, Burma, I ndonesia

16

(Sumatra, Jawa, Nusa Tenggar

a, dan Laut Banda) dan akhirnya bertemu dengan

jalur Sirkum Pasifik di daerah Maluku

3. Jalur Gempabumi Mid-Atlantic

Jalur ini mengikuti Mid-Atlantic Ridge yaitu Spitsbergen, Iceland dan Atlantik

selatan.

Sebanyak 80 % dari gempa di dunia, terjadi di jalur Sirkum Pasifik yang

sering disebut sebagai Ring of Fire karena juga merupakan jalur Vulkanik.

Sedangkan pada jalur Mediteran terdapat 15 % gempa dan sisanya sebanyak 5 %

tersebar di Mid Atlantic dan tempat-tempat lainnya.

Di Indonesia lokasi sumber gempabumi berawal dari Sumatra, Jawa, Bali,

Nusa Tenggara, sebagian berbelok ke Utara di Sulawesi, kemudian dari Nusa

Tenggara sebagian terus ke timur Maluku dan Irian. Hanya pulau Kalimantan yang

relatif tidak ada sumber gempa kecuali sedikit bagian timur.

Lempeng Indo-Australia bergerak menyusup dibawah lempeng Eurasia,

demikian pula lempeng Pasifik bergerak kearah barat. Pertemuan lempeng tektonik

Indo-Australia dan Eurasia berada di laut merupakan sumber gempa dangkal dan

menyusup kearah utara sehingga di bagian darat berturut-turut ke utara di sekitar

Jawa Nusa tenggara merupakan sumber gempa menengah dan dalam.

Kedalaman sumber gempa di Sumatra bisa mencapai 300 km di bawah

permukaan bumi dan di Jawa bisa mencapai 700 km, sesuai dengan kedalaman

17

lempeng Indo-Australia menyusu

p dibawah lempeng Eurasia. Disamping itu di

daratan Sumatra juga terdapat sumber sumber gempa dangkal yang disebabkan

karena aktivitas patahan Sumatra, demikian pula di sebagian Jawa Barat terdapat

sumber-sumber gempa dangkal karena aktivitas patahan Cimandiri di Sukabumi,

patahan Lembang di Bandung, dan lain lain.

Gempa-gempa dangkal di bagian timur Indonesia selain berasosiasi dengan

pertemuan lempeng (trench) juga disebabkan oleh patahan- patahan aktif, seperti

patahan Palu Koro, patahan Sorong, patahan Seram, dan lain-lain.

Beberapa tempat di Sumatra, Jawa, Nusa tenggara, Maluku, Sulawesi dan Irian rentan

terhadap bencana gempabumi baik yang bersifat langsung maupun tak langsung

seperti tsunami dan longsor.

2.2 Sistem Pemantauan Gempa Bumi di BMKG

Sistem pemantauan, merupakan unit terpenting dalam sistem Ina TEWS, oleh

karena sistem inilah yang menghasilkan data untuk diproses di PIGB (Pusat

Informasi Gempa Bumi) , yang akhirnya menghasilkan informasi dini tsunami.

Salah satu unsur terpenting dalam sistem Ina TEWS adalah sistem

pemantauan gempabumi, karena sistem inilah yang menghasilkan data yang dapat

diproses untuk menghasilkan suatu peringatan tsunami. Untuk melakukan

pedeteksian gempabumi dan tsunami diperlukan jaringan pemantauan gempabumi

18

dan pemantauan tsunami, sehingg

a data hasil pemantauan tersebut cukup memadai

untuk menghasilkan parameter gempabumi dengan cepat dan akurat.

2.2.1 Pemantauan Gempabumi

Untuk mengetahui terjadinya gempabumi diperlukan instrumentasi pemantauan

gelombang gempabumi yaitu ; seismograf dan akselerograf, tetapi untuk

mendapatkan parameter gempabumi dengan cepat dan akurat diperlukan jaringan

seismograf yang rapat. Oleh karena itu BMG dengan beberapa negara sahabat

merencanakan pembangunan 160 stasiun pemantauan gempabumi ditambah 500 unit

akselerograf.

Keseluruhan pembangunan sistem ini direncanakan selesai pada akhir tahun 2008.

Jika pembangunan seluruh sistem TEWS selesai maka peringatan dini tsunami akan

lebih baik dari yang ada sekarang.

2.2.2 Data seismograf

Data rekaman gempa yang dihasilkan seismograf dikirim secara real time

melalui jaringan VSAT dari stasiun-stasiun geofisika yang tersebar di wilayah

Indonesia ke pusat dan 10 (sepuluh) pusat regional. Jika terjadi gempabumi, data

tersebut diolah menjadi informasi gempabumi di Pusat Gempa Nasional dan pusat

regional. Pengolahan data dilakukan secara otomatis (automatic process) dan manual

(interaktif process), menggunakan perangkat antara lain:

a. SeiscomP-3 (Jerman)

b. MSDP (Cina)

19

c. Onyx (Prancis)

d. NIED (Jepang)

e. Early Bird (Kanada)

2.2.3 Data Akselerograf

Data akselerograf digunakan untuk mengukur percepatan tanah dan

perhitungan intensitas gempabumi, informasi ini bermanfaat dalam menunjang

pembuatan peringatan dini tsunami. Jaringan akselerograf dipasang secara

bersamaan dengan pemasangan jaringan seismograf (co-located).

Data akselerograf dikirim ke Pusat Gempa Nasional bersama-sama dengan

data seismograf secara real time. Namun untuk mengolah data ini perangkat lunak

pendukung dan mekanisme pemindahan data yang bergabung dengan data seismograf

belum berjalan baik.

Terkait dengan berbagai Sistem dalam membangun informasi gempabumi dan

TWS maka diperlukan distribusi stasiun seismik, berkaitan dengan :

1. Data

2. Penempatan Sensor Seismik di Stasiun

3. Jarak antar sensor 80 km.

4. Distribusi Sensor yang merata diseluruh Indonesia

5. Prioritas lokasi

6. Pertimbangan dalam penentukan stasiun oleh masing-masing institusi

20

CEA (China) : 10 l

okasi pada 10 region

GFZ (Jerman)

: 20 lokasi pada 10 region

NIED (Jepang)

: 15 lokasi pada 10 region

BMG, VSI, UGM, Pemerintah Nabire

CTBTO : 6 lokasi pada 5 region

7. Pengintegrasian Sistem

Data real time untuk seismometer dan accelerometer (mengenai band width

telekomunikasi)

Sampling rate 50 Hz untuk BB

Sampling 200 Hz untuk accelerometer

2.3 Seismometer

Sensor adalah bagian yang sangat penting dalam rangkaian seismograph

karena alat inilah yang bereaksi merespon getaran tanah. Sensor sering disebut juga

seismometer. Seismometer adalah alat untuk mengukur getaran tanah. Selain itu alat

ini juga bekerja untuk mengubah energi kinetik menjadi energi listrik.

a) Prinsip dasar

Prinsip deteksi gempa merupakan deteksi gelombang elastik. Pada saat

gelombang elastik menjalar melalui medium, medium yang dilalui gelombang akan

mengalami deformasi yang berupa displacement kompresi / dilatasi dan deformasi

shear (geser), sehingga untuk mendeteksi sifat gelombang elastik dasar yang

digunakan adalah deteksi sifat deformasi media karena peristiwa transfer energi

21

dalam bentuk gelombang elastik.

Sifat deformasi media/batuan dalam hubungannya

dengan gejala gelombang adalah terjadinya displacement (perpindahan) partikel

media tersebut.

Untuk dapat mencakupi semua gerakan partikel media elastik yang disebabkan oleh

gelombang body maupun gelombang permukaan, maka deteksi displacement

bertujuan untuk :

1. Mendeteksi displacement vertikal.

2. Mendeteksi displacement horizontal.

b) Instrumen Gempa

Beberapa pengertian dari instrumen utama dalam seismologi. Seismoscope

adalah alat yang menunjukkan bahwa satu atau lebih kejadian gempa telah terjadi

tetapi tidak merekam apapun. Seismograph adalah instrumen yang memberikan

rekaman getaran tanah secara kontinyu. Seismometer merupakan seismograph yang

merekam getaran secara elementer sehingga memungkinkan untuk dilakukan

perhitungan dari data seismogram yang dihasilkan.

c) Prinsip Pendulum

Pada saat gempa terjadi, gelombang elastik menjalar dari sumbernya melalui

seluruh bagian dari interior bumi. Sebuah seismograph pada suatu tempat

dipermukaan akan mencatat gelombang tersebut tiba atau melewatinya. Tentu saja

segala sesuatu yang ada didalam dan dipermukaan bumi akan turut bergetar seperti

bangunan, kendaraan dan lain-lain. Jadi dibutuhkan instrumen yang paling kecil

ketergantungannya terhadap bagian dari getaran yang merupakan getaran gempa.

22

Maka digunakanlah prinsip pend

ulum statik hanyalah keadaan ideal, karena pada

keadaan sebenarnya pendulum memiliki gerakan sendiri walaupun sangat kecil. Oleh

karena itu perlu diperhatikan beberapa hal dari pendulum yang digunakan, antara

lain:

a. Peredaman (dumping)

b. Perioda.

c. Pembesaran (magnification)

Dari ketiga hal tersebut sebuah seismograph akan disesuaikan dengan dengan

penggunaan selanjutnya dari rekaman yang dihasilkan, misalnya untuk prediksi

gempa atau untuk bidang rekayasa (geologi teknik). Pada umumnya gerakan benda

dapat dibagi atas translasi, rotasi dan deformasi, maka dibutuhkan seismograph yang

dapat bereaksi terhadap ketiga jenis gerakan tersebut.

Seismometer dengan damping pendulum horizontal memiliki prinsip berayun

seperti pintu gerbang pada pagar, sebuah massa yang berat diletakkan di ujung

triangle, bertumpu pada ujung vertikalnya. Ketika terjadi gerakan pada tanah, massa

tersebut dalam keadaan tetap tidak bergerak dan mengayunkan pintu gerbang

tersebut pada tumpuannya.

Bagian paling dasar dari sensor yang menggunakan adalah pegas, bandul

massa dan coil. Jika ada getaran tanah maka sensor akan merespon dan pegasnya

akan bergetar dan menyebabkan massa juga bergetar.

23

Pada awalnya seismomet

er dibuat dengan menggunakan optik dimana

pergerakannya direkam sebagai goresan dalam sebuah kertas photograpic yang harus

terlindung dari cahaya.

Instrumen modern menggunakan perangkat elektronik, massa pada

seismometer di tahan supaya tetap dalam kondisi seimbang oleh aliran elektronik

yang disebut negative feedback loop yang menjalankan coil. Jarak perpindahan,

kecepatan dan percepatan dari massa tersebut diukur. Hasil dari pengukuran ini

kemudiaan didigitasi oleh digitizer dan disimpan dalam rekorder yang berupa

komputer dan dapat secara otomotis dibaca oleh program penganalisa untuk

menentukan lokasi gempabumi.

Penelitian seismik profesional biasanya menggunakan instrumen dengan tiga

sumbu yaitu, sumbu horizontal (utara-selatan dan timur-barat) dan sumbu vertikal

(up-down). Para seismologist biasanya memilih komponen vertikal jika hanya satu

sumbu saja yang digunakan.

Stasiun untuk penelitian seismologi biasanya berada di daerah bedrock

dimana seismometer dapat ditempatkan dengan baik. Penempatan seismometer yang

baik adalah pada borehole (lubang) dimana borehole tersebut dapat menjaga

seismometer dari perubahan temperatur dan getaran akibat perubahan cuaca.

Sensor tediri dari beberapa jenis, yaitu:

Berdasarkan range frekuensinya:

o Short periode, dengan frekuensi antara 0,1 hingga 100 Hz

24

o Long periode, dengan f

rekuensi antara 0.03 hingga 0,05 Hz

o Broadband, dengan frekuensi antara 0.01 hingga 50 Hz

o Very broadband, dengan frekuensi antara 0.0028 hingga 100 Hz

Berdasarkan kebutuhan power supply:

Sensor pasif = sensor yang tidak membutuhkan power supply untuk

beroperasinya sistem sensor, contohnya SPS-1 Ranger Kinematrik.

Sensor aktif = sensor yang membutuhkan power supply, contohnya

Trillium, Guralp CMG-3T dan accelerometer.

Seismometer broadband memiliki range frekuensi yang lebar sehingga

banyak merekam noise, sensor ini sensitif terhadap perubahan temperatur lingkungan

dan tekanan udara, dimana komponen horisontalnya lebih sensitif terhadap variasi

lingkungan dibanding komponen vertikalnya.

Pada seismograph konvensional yang masih menggunakan sistem inersia pada

umumnya memiliki keterbatasan dalam sensitivitas terhadap frekuensi rendah.

Dengan ditemukannya prinsip force balance accelerometer (FBA) yang berarti gaya

luar yang bekerja pada sensor dikonvensasi oleh gaya elektronik dalam arah yang

berlawanan sehingga massa dalam kondisi stasioner atau secara eksak mendekati

stasioner getaran kecil yang diperlukan untuk mendeteksi pergerakan sebuah massa.

Gaya digerakkan oleh arus menuju coil sehingga arus tersebut digunakan sebagai

penyeimbang gaya luar yang bekerja sebanding dengan gaya tersebut.

25

2.4 Tingkat Noise Pada Alat

2.4.1 Noise Seismik

Rekaman sinyal seismik selalu mengandung noise, hal penting untuk dipelajari

yaitu sumber Noise dan bagaimana caranya mengukurnya. Noise berasal dari dua hal

yakni Noise yang dihasilkan dari instrumentasi dan noise seismik yang berasal dari

vibrasi bumi. Secara normal, noise instrumen yang dimaksud dibawah adalah noise

seismik walaupun kebanyakan sensor mempunyai beberapa daerah frekuensi dimana

noise alat akan mendominasi (misalnya. suatu accelerometer mempunyai daerah pada

frekuensi rendah).

2.4.2 Noise Observasi

Semua seismogram memperlihatkan beberapa macam noise, dimana yang

paling besar dan paling banyak tempat di dalam dunia, yaitu noise yang selaras (biasa

disebut noise mikroseismik) yang mempunyai frekuensi 0.1 - 1.0 Hz , seismogram

dapat diamati dalam keadaan alamiah, kecuali jika dikaburkan oleh satu noise yang

tinggi

2.5 Spektrum Noise

Dengan data digital, sekarang dimungkinkan untuk membuat analisa

spektral, maka dengan mudah diperoleh tingkatan noise pada semua frekuensi di

dalam satu operasi sederhana. Ini telah menjadi kesepakatan untuk mewakili

26

spektrum noise sebagai spectrum

akselerasi kepadatan kekuatan noise Pa() . Ini

telah menjadi umum untuk mewakili spektrum di dalam unit dari dB menunjuk ke 1

(m s2)2 / Hz. Dengan demikian noise dapat di hitung seperti :

Tingkatan noise spektral dapat dihitung, dengan melihat Tabel 2.1, walaupun

amplitudo sangat berbeda pada 4 filter band, tingkat kekuatan spektral hampir sama

kecuali untuk filter band 0.6 1.7 Hz dimana amplitudo pada filter yang relatif besar

dipengaruhi oleh noise background yang lebih kuat di frekuensi rendah rendah

Tabel 2.1 Tingkatan Noise Spektral pada 4 daerah filter

27

Gambar 2.2 Peterson menunjukkan spektral kurva dan tingkatan noise pada stasiun

IRIS BOCO. Noise berada di kisaran dB 1 (ms-2)2/ Hz. Model baru tingkatan noise

tinggi Peterson dan rendah model diperlihatkan dengan baris. Spektrum noise

diperlihatkan bagi seluruh 3 komponen.

Asal dari noise seismik

1. Noise akibat perilaku manusia disekitarnya.

Sering dikenal sebagai noise cultural, ini berasal dari lalu lintas dan permesinan,

mempunyai frekuensi tinggi (>2 - 4 Hz) dan menghilang secara jarak jika sumber

gangguan bergerak jauh dari peralatan. Ini mengaburkan sebagian besar frekuensi

28

tinggi pada gelombang permuka

an, dengan atenuasi yang cepat pada jarak dan

penyusutan amplitude dengan kuat pada kedalaman, bias ini terjadi pada posisi sensor

di lubang, terowongan atau dalam gua. Noise ini biasanya mempunyai satu perbedaan

besar di antara hari dan malam dan mempunyai karakteristik frekuensi yang

bergantung pada sumber gangguan. Noise ini dapat sangat tinggi.

2. Noise Angin.

Angin akan membuat objek apapun bergerak maka bisa menyebabkan noise.

Noise ini biasanya mempunyai frekuensi tinggi seperti noise akibat perilaku manusia,

bagaimanapun objek yang terayun besar seperti tiang kapal dan menara dapat

menghasilkan frekuensi yang lebih rendah. Pohon juga memancarkan getaran angin

dan oleh karenanya stasiun seismik harus diinstal jauh dari pohon. Umumnya,

turbulensi angin di sekitar ketidakteraturan topografi seperti lereng yang curam atau

batu karang menghasilkan noise lokal dan lokasi sensor didekat pohon harus

dihindarkan.

3. Lautan menghasilkan noise

Noise ini adalah noise yang paling tersebar luas (noise mikroseismik), dan

dapat dilihat secara global, walaupun pada bagian pedalaman benua mempunyai

lebih sedikit noise dibandingkan daerah pantai. Panjang periode mikrosesismik

samudra dihasilkan hanya pada perairan dangkal di daerah pantai (Bormann 2002),

dimana energi gelombang dikonversi secara langsung ke dalam energi seismik

29

melalui variasi tekanan vertikal, a

tau ombak yang memecah di pantai. Ombak itu

mempunyai periode yang sama sebagai ombak air

(a)

4. Sumber lain

Aliran air, getaran vulkanis dan adalah sumber lokal lain dari seismik noise.

noise buatan manusia dan noise angin biasanya adalah sumber utama pada frekuensi

tinggi dan mempunyai batas terendah akan 0.01 nm pada 10 Hz

2.6 Analisa Sistem Noise

Persiapan data dan persiapan proses

Pendekatan dari metode analisa noise ini berbeda dengan studi analisa tentang

noise yang terdahulu dimana penelitian noise dahulu kita tidak dapat memfilterisasi

gelombang yang berkelanjutan untuk menghilangkan gelombang body dan

gelombang permukaan dari gempabumi, atau masalah yang ada terus menerus dan

masalah instrumen seperti data gaps, spike, clipping, mass recenter atau pulsa

kalibrasi. Sinyal-sinyal ini termasuk penelitian ini karena masalah masalah itu

biasanya kejadiannya kemungkinannya sangat kecil sehinnga tidak terkontaminasi

oleh kemungkinan seismik noise yang tinggi yang di observasi oleh PDF. Pada

kenyataannya sinyal temporer sering berguna untuk evaluasi kinerja stasiun. Dan juga

30

berpengaruh signifikan untu

k mengurangi perhitungan PSD dengan

menyederhanakan pra-prosesing data.

Perhitungan alogaritmanya menggunakan pengembangan dari Albuquerque

Seismological Laboratory (ASL) Model noise rendah yang baru (new low noise

model, NLNM) dan model noise tinggi yang baru (new high noise model ,NHNM)

(Peterson, 1993; Bendat and Piersol, 1971) yang digunakan dalam perhitungan PSD

pada stasiun-stasiun yang digunakan dalam penelitian ini. Langkah-langkah proses

perhitungan dijelaskan secara detail di bawah ini.

Sebuah rekaman seismik yang terbatas yang berkelanjutan , u(t), mempunyai

N titik sampel datar pada interval t. Dalam analisis ini kami menguraikan rekaman

gelombang yang berkelanjutan untuk setiap komponen alat kedalam cuplikan per 1

jam (Th=3600s) overlapping sekitar 50 % terdistribusi secara terus menerus.

Overlapping segmen time series digunakan untuk mengurangi varians pada estimasi

PSD (Cooley and Tukey, 1965). Sebagai contoh, kita asumsikan bahwa data seismik

broadband setiap jam kita bagi 13 segmen dan tiap 3600 detik sampelnya sekitar 40

sampel per detik (sps) dengan demikian pada t= .. s, terdapat N=144,000 titik

data.

2.7 Kekuatan Spektral Densitas (PSD)

Metode standar yang digunakan dalam perhitungan latar belakang tingkat

noise seismik adalah perhitungan tingkat noise kekuatan spektral densitas (PSD).

Kekuatan spektral densitas (PSD) adalah respon frekuensi pada sebuah sinyal yang

31

beraturan atau sinyal yang tak

beraturan. Metode yang paling umum untuk

memperkirakan PSD untuk keperluan data seismik secara acak dinamakan

transformasi fourier langsung atau metode Cooley-Tukey (Cooley and Tukey, 1965).

Metode ini menghitung PSD menggunakan Transformasi fourier cepat dengan

jangkauan terbatas (FFT) pada data yang asli dan menguntungkan dalam efisiensi

perhitungan komputer.

Transformasi fourier cepat dengan jangkauan terbatas pada seri waktu periodik (t)

diberikan dengan :

.. (b)

Dimana : Tr = Panjang dari segmen rangkaian waktu, 213 = 8192 s,

f = Frekuensi

Untuk nilai frekuensi yang terpisah, fk, komponen fourier di definisikan sebagai :

.. (c)

Untuk , fk = k/Nt untuk k = 1,2, ., N-1

Dimana t = sampel interval (0.025s),

32

N = jumlah dari sampel pa

da masing-masing segmen rangkaian waktu, N=Tr/

t

Oleh karenanya, menggunakan komponen fourier yang telah ada di atas,

estimasi total dari Kekuatan spektral densitas (PSD) didefinisikan sebagai :

.. (d)

Seperti rumus di atas, total kekuatan , pk, adalah kuadrat dari spektrum

amplitudo dengan satu faktor normalisasi 2t/N. Sangat penting untuk menerapkan

standar normalisasi ini ketika membandingkan estimasi PSD dengan model noise

tertinggi terbaru dari Albuquerque seismik laboratory ( Peterson, 1993)

Pada titik dimana estimasi PSD terkoreksi oleh faktor 1.142857 pada

perhitungan terakhir. Akhirnya respon alat seismometer di buang dengan membagi

fungsi transfer alat dengan akselerasi, pada daerah frekuensi. Untuk perbandingan

pada NLNM, estimasi PSD dikonversikan pada satuan desibel (dB) dengan tersendiri

ke satuan kekuatan spektral densitas percepatan (m/s2)2/Hz.

Proses PSD berulang untuk data 1 jam, hasil dari estimasi PSD pada semua

data terhitung sebagai rata-rata dari 13 segmen PSD. Hasil ini memiliki tingkat

keyakinan 95% pada titik spektrum antara -2.14 dB sampai +2.87 dB pada estimasi

tersebut (Peterson, 1993)

33

Pembatasan.

Teknik perhitungan PSD menggambarkan estimasi spectral yang stabil hampir

disemua jarak yang luas pada periode 0.05-100 s. Pada dasarnya, ini muncul karena

kurangnya resolusi waktu akibat dari transformasi yang panjang (3600s) dan

memerlukan banyak data untuk memperhitungkan statistik yang kapabel. Untuk

resolusi yang bagus pada periode yang pendek, beberapa data harus di analisa.

2.8 Fungsi Probabilitas Densitas (PDF)

Untuk menghitung variasi dari noise yang ada pada stasiun seismik, kita

hasilkan Fungsi probabilitas densitas noise seismik dari ribuan pemrosesan PSD

menggunakan metode yang didiskusikan sebelumnya. Agar sampel PSDnya cukup,

rata-rata oktaf penuh sekitar 1/8 oktaf interval. Prosedur ini mengurangi jumlah

frekuensi dengan faktor 169. Dengan demikian rata-rata kekuatan antara bagian

periode pendek (frekuensi tinggi), Ts, dan pada bagian periode panjang (frekuensi

rendah) adalah Tl=2*Ts, dengan periode tengah, Tc, dengan demikian Tc=sqrt(Ts*Tl)

adalah periode rata-rata pada oktaf.

Rata-rata geometri biasanya tersimpan dalam log. Rata-rata kekuatan

tersimpan pada periode tengah di oktaf, Tc, untuk analisa berikutnya. Ts kemudian

dinaikkan 1/8 oktaf dengan demikian rumusnya menjadi Ts= Ts*20.125, untuk menghitung rata-rata kekuatan untuk periode berikutnya. Tl dan Ts di hitung ulang,

dan proses berjalan terus sampai mencapai periode terpanjang yang ada pada panjang

34

panel pada data yang asli, berkis

ar Tr/10. Proses ini berulang terus untuk estimasi

PSD tiap 1 jam, menghasilkan estimasi PSD yang halus untuk tiap-tiap komponen

alat. Kekuatannya kemudian di akumulasikan pada daerah 1 dB untuk menghasilkan

ploting dari distribusi frekuensi (histogram), untuk tiap-tiap periode. Untuk tiap-tiap

periode ada kemungkinan mendefinisikan model kekuatan noise terendah ketika

periode tinggi kita observasi puncak sekunder gelombang yang berhubungan dengan

sistem alam dan sumber noise alami.

Fungsi probabilitas densitas, untuk periode tengah, Tc, dapat kita estimasi :

(e)

Dimana NPTc adalah nilai dari estimasi spektral yang jatuh pada daerah

kekuatan 1dB, dengan jarak antara -200 sampai dengan -80 dB, serta pada periode

tengah, Tc. NTc, adalah nilai total dari seluruh setimasi kekuatan spektral dengan

periode tengah, Tc, Kami kemudian memplot probabilitas kemunculan dari kekuatan

yang dihasilkan dari periode partikel dengan membandingkan langsung ke model

noise rendah dan tinggi.

35

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada tanggal 5 Januari 24 Mei 2009 bertempat

di Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG ) Pusat Jakarta.

3.2 Alat

1. Software SeiscomP3.0

2. Software OpenSuse 10.3

3. Software PQLX

4. Software MYSQL

5. Software ArcGIS 2.8

6. Alat tulis

7. CPU

3.3 Data Penelitian

Data yang digunakan meliputi data miniSEED dari stasiun PDSI (Padang),

TLE (Tual), MNI (Manado), CBJI (Citeko), SWI (Sorong), LBMI (Labuha) dari

hari 112 120 (april 2009) di sertai file kepekaan (response file) seismograph

yang terbaru dari tiap-tiap stasiun

Data miniSEED diperoleh dari komputer server akuisisi SeiscomP3.0 di

Pusat Gempa Nasional Badan Meterologi dan Geofisika Jakarta. Data berupa

rekaman seismik digital berasal dari seluruh stasiun seismograf milik BMKG

36

yang tersebar di seluruh Indonesia yang berjumlah 112 stasiun ditambah 30

stasiun seismograf milik Geofon (GFZ) yang tersebar di beberapa negara

tetangga.

Sedangkan data file kepekaan (response file) diperoleh dari file yang

dikirim oleh alat tersebut secara otomatis kedalam sebuah komputer server Libra.

File kepekaan tersebut berisi tentang keadaan terakhir alat tersebut dan kondisinya

seperti poles and zeros, dan lain-lain. (lampiran A)

3.4 Pengolahan dan Analisa Data

3.4.1 Instalasi Perangkat Lunak PQLX (Passcal Quick Look Extended)

Dengan Varian Linux openSUSE 10.3

Instalasi dan Kompilasi keseluruhan sistem di kerjakan untuk bekerja di

bawah sistem operasi Linux ( semua varian, termasuk varian 64-bit arsitektur),

MAC OS X, dan Solaris. PQLX adalah sistem perangkat lunak yang telah

dikembangkan dengan dasar open-source dan Sistimnya sendiri adalah open

source. Keseluruhan disain menyediakan suatu kerangka secara ilmu yang

dimaksudkan untuk dapat diperluas di masa datang sebagai penelitian, (baik

untuk operator dan administrator) dan untuk meningkatkan pemeliharaan sistem

perangkat lunak. Sistem terdiri atas perangkat lunak yang di sokong dan

pengembangan.

Pengembangan baru yang di rilis sekarang meliputi: d esain database, bagian

server program analisa, bagian operator, alat penghubung, gambar PDF yang

dihasilkan (dalam format png), pengekstrakan data, shell scripts, dan lain lain.

37

Semua pengembangan asli disajikan oleh Richard Boaz dengan tambahan

kontribusi perangkat lunak yang disajikan oleh:

Mysql: Bagian server database yang memegang semua hasil analisa

GTK+: Perangkat Lunak grafis untuk operator yang menghubungkan

library yang digunakan ke perangkat lunak grafis bagian klien, yang

dinamai pqlx

FFTW3: Fourier Transform Library, yang disajikan oleh MIT ( yang

dikerjakan oleh Pete Lombard dari Berkely Seismological Laboratory)

gdbm- GNU: Alat penghubung database yang memegang semua bagian

klien operator

libmseed : Data yang berformat mini-SEED yang bisa membaca library,

yang disajikan IRIS DMS

evalresp: Data untuk membaca file kepekaan, yang disajikan oleh ISTI

3.4.2 Penggunaan Software PQLX Untuk Analisa Tingkat Noise

Analisa tingkat noise suatu stasiun dapat dilakukan dengan perangkat lunak

PQLX yang membutuhkan data miniSEED dan file kepekaan alat tersebut.

Untuk penentuan tingkat noise, langkah-langkah yang harus ditempuh :

1. Mengambil data MiniSEED di komputer server GFZ seiscomP3.0 dan

memilih data stasiun yang akan kita teliti

38

2. Mengambil data file kepekaan tiap stasiun yang kita pilih pada Komputer

server Libra.

3. Data yang sudah didapat dimasukkan di komputer khusus PQLX pada

direktori /PQLX/PROD/bin/LINUX/ARCHIEVE

4. Kemudian menjalankan program PQLX dengan menjalankan script yang

kita tentukan dan sesuai dengan program tersebut.

5. Tunggu laporan di log ( laporan hasil dari perhitungan) selesai, yang

dijelaskan di lampiran B.

6. Analisa tingkat noise sudah bisa dilakukan.

39

Data Kepekaan: Poles and zeroes Frekuensi

Data MiniSEED : Amplitudo, Kode Stasiun, Kode lokasi, Kode Jaringan

Mulai PQLX

Koneksi Dengan Database data yang ada di direktori /PQLX/PROD/bin/LINUX/ARCHIEVE

Pengecekan Data Apakah terdapat data kepekaan dan data miniSEED disertai kode Lokasi Stasiun dan kode

jaringannya.

Tidak

Ya

Perhitungan Data

Pembentukan grafik hasil perhitungan

Ploting gambar hasil dalam format PNG

Selesai

Gambar 3.1. Diagram Alir analisis kualitas data menggunakan PQLX

40

3.5 PQLX

PQLX adalah alat baru yang mengijinkan para pemakai untuk mengevaluasi

kualitas stasiun seismik dan karakteristiknya dengan menyediakan transisi yang

mudah dan cepat antara visualisasi domain waktu dan frekuensi. Perangkat lunak

didasarkan pada Fungsi probabillitas densitas (PDF) pada kekuatan densitas

spektral (PSD) ( Mcnamara dan Buland, 2004 ) yang didasari pada pengembangan

aplikasi data layar PQL (IRIS-PASSCAL, alogaritmanya ditulis oleh R.I.BOAZ).

Dengan PQLX, hasil hitungan PSD disimpan di dalam suatu database Mysql, dan

mengizinkan seorang pemakai untuk mengakses periode waktu yang spesifik pada

PSD dan rangkaian segmen waktu melalui sebuah perangkat lunak grafis.

Kelebihan dari perangkat lunak dan metoda ini adalah tidak usah menyaring data

gempabumi atau data umum untuk s istem transisi karena perangkat lunak ini akan

memetakan ke dalam suatu latar belakang tingkatan probabilitas/kemungkinan.

Sesungguhnya, penelitian ini berhubungan dengan operasi stasiun dan noise

budaya yang kadang-kadang memungkinkan kita untuk menghitung baik

keseluruhan operasi setasiun dan database tingkatan noise daerahnya pada

masing-masing lokasi.

Keluaran dari alat analisa ini adalah bermanfaat untuk aplikasi ilmiah dan

operasional.

Untuk operasional manfaat keluaran dari analisa PQLX adalah :

a) alat ini ber manfaat untuk menandai performa dari stasiun broadband yang

sudah terpasang pada masa yang lampau dan yang sekarang,

41

b) untuk membantu tes pada penempatan setasiun seismik baru yang

potensial, untuk mengevaluasi batas dasar tingkat noise di stasiun

(Mcnamara et al., 2007),

c) untuk pendeteksian permasalahan dengan perekaman sensor atau sistem,

d) dan untuk mengevaluasi keseluruhan mutu data dan metadata.

Untuk penelitian PQLX adalah alat yang bisa meneliti PSD untuk

penyelidikan atas evolusi noise seismik (Aster Et al., 2007 ). Sekarang ini, PQLX

digunakan pada operasional di beberapa organisasi internasional termasuk di

USGS Pusat Informasi Gempabumi Nasional (NEIC), Albuquerque Seismological

Laboratorium (ASL), dan Pusat manajemen data IRIS bagian quality control

untuk monitoring data stasiun dan respon instrument.

Sistem PQLX baru-baru ini dibuat tersedia untuk masyarakat sebebas-

bebasnya. Pembiayaan utama Pengembangan PQLX ini didukung oleh program

IRIS-PASSCAL,USGS, program IRIS data manajemen sistem, dan National

Science Foundation, dengan pembiayaan tambahan yang diberikan oleh Institut

de Ciencies de la Terra 'Jaume Almera'.

3.5.1 Bagian Server Untuk Analisa

Program server analisa PQLX meneliti semua file data dan hasilnya

tersimpan dalam sebuah database. Server dapat dieksekusi yang baik dari

mengetikkan perintah (command line) ataupun secara otomatis dengan cron.

42

Sistem dapat mendeteksi secara automatis dan menangani format data seismik

data sebagai berikut : mini-SEED, AH, SEGY, SAC, DR100, dan NANO. Sistem ini

sangat bermanfaat mulai dari instalasi yang kecil ( seperti suatu stasiun yang tidak

permanen) hingga stasiun yang permanen dan sangat besar ( berbagai

jaringan yang berisi lebih dari 8000 channel real-time).

Semua saluran data yang di analisa dengan proses server yang diproses

dengan semua informasi pendahuluan (start waktu, panjangnya, sample rate, dll.),

dan lokasi data tak terkirim (gaps) dan data yang tumpang tindih (overlaping)

yang disimpan di dalam database. Sebagai tambahan, jika suatu stasiun diatur

untuk dianalisa PSD, hasilnya juga akan disimpan. Metoda yang digunakan untuk

mengkalkulasi hasil dari mengikuti metoda dan algoritma yang dipersiapkan oleh

Mcnamara dan Buland, 2004

Mengenai data sinyal untuk analisa PSD digunaan keluaran dari format

SEED yang memproses program rdseed, dan digunakan sebagai input ke evalresp .

Dengan penambahan suatu database sederhana, pemakai mempunyai kemampuan

untuk memilih, chanel yang mana yang harus dianalisa. Sebagai contoh, satu

database boleh menggambarkan dua PSD yang berbeda configurasinya baik

channel BH* dan channel LH*. Sistem sekarang ini dapat meneliti kelompok

Channel berikut : LH, BH, BL, HG, HN, HL, BH, BN, HH, SH, EH, dan EP.

Server juga mempertimbangkan menggunakan database via XML untuk

jenis data yang lain. Ini bisa digunakan untuk meliputi database informasi seismik

seperti katalog gempa bumi), seperti halnya data yang lain, cara ini juga bisa

43

digunakan untuk masing-masing saluran (seperti nama ID, Lokasi gempabumi,

garis lintang, garis bujur, jenis instrumen, kepekaan, dll.).

Setelah semua data telah dianalisa dan hasilnya ditempatkan ke dalam

database, program klien Perangkat Lunak grafis pqlx dapat berhubungka n dengan

database untuk visualisasinya dan klien query dari hasil analisanya. Adalah di

dalam Perangkat Lunak grafis aplikasi yang paling banyak digunakan dan dicoba

setelah sistem PQLX ditemukan.

3.5.2 Aplikasi Perangkat Lunak Grafis Untuk Operator

Kerangka bagian dari PQL, bagian untuk operator dari aplikasi perangkat

lunak grafis dapat berhubungan dengan database lokal (yang tersimpan dalam

computer yang sama) atau suatu remote server, baik berbasis LAN (Local Area

Network) maupun berbasis WAN (mencakup internet). Data aplikasi Visualisasi

ini bertanggung jawab untuk menunjukkan semua grafik yang ada pada system

PQLX dan dipisahkan ke dalam tiga sistem pengamatan yang terpisah, yaitu:

1. Layar Sinyal,

2. Layar PDF,

3. Layar STN (stasiun).

Masing-Masing menyediakan kemampuan pengamatan data seismologi yang

berbeda dan menyokong secara individu dan secara bersama pada tugas

pengendalian mutu data

44

1. Layar Sinyal

Layar Sinyal digunakan sebagati bagian yang bisa digunakan sebagai tempat

untuk peraga bentuk gelombang data yang ada di dalam file. Layar Sinyal juga

menyediakan untuk perbesaran gelombang, analisa spektral dari data yang dipilih,

mengamati tiap data dengan menggunakan pemisahan layar secara simultan,

seperti halnya gambar dari nilai dari semua info pendahuluan. (Penggunaan Layar

Sinyal tidak memerlukan koneksi ke database PQLX. Tentu saja, PQL yang

berdiri sendiri sudah ada pada sistem PQLX . Sejak semua layar terdapat pada

aplikasi yang sama (PQLX), layar Sinyal juga dapat dilibatkan dari kedua -duanya

baik dari layar PDF dan layar STN.

Gambar 3.2 Menunjukkan suatu contoh pembagian (split) layar sinyal yang

mempertunjukkan tiga sinyal yang lengkap, perbesaran dan perubahan bentuk

spektral

45

2. Layar Fungsi Probabilitas Densitas (PDF)

Setelah berhubungan dengan database, layar fungsi probabilitas densitas

bisa digunakan sebagai layar untuk berbagai jenis data PSD yang didasarkan pada

data fungsi probabilitas densitas yang sebelumnya dihitung dan tersimpan didalam

server. Semua hasil dari fungsi probabilitas densitas didasarkan pada parameter

waktu dan tanggal (date user-provided) (contoh: suatu PDF dari semua fungsi

probabilitas densitas untuk bulan Juni dari 1 tahun data) dapat diminta untuk

diperlihatkan. Display utama mempunyai sembilan layar dan proses sistem

termasuk kombinasi dalam berbagai PDF, dengan stasiun (tiga PDF yang berbeda

untuk suatu saluran pada satu stasiun yang dipilih, dengan PDF (tiga setasiun

yang berbeda untuk suatu saluran yang dipilih pada suatu kelompok PDF), dengan

kedua-duanya (tiga PDF yang berbeda untuk tiga saluran yang berbeda), atau

sebagai suatu daftar (daftar saluran yang dipilih dari suatu PDF yang dipilih).

46

Gambar 3.3 Menunjukkan sembilan layar Utama PDF layar dengan pemilihan

yang digambarkan oleh kontrol bagian: se mua PSD yang terdapat pada database (

Semua Sistem PDF); saluran BHZ dan LHZ, untuk semua stasiun yang ada di

dalam database. Dengan meng-klik pada bagian manapun dari PDF yang ada

secara keseluruhan, layar akan mengambil PDF untuk analisa lebih lanjut . data

ini mengijinkan seorang pemakai untuk memilih suatu porsi yang ditetapkan pada

PDF, suatu histogram mempertunjukkan tentang awal data dan akhir jam semua

PSD.

Gambar 3 .4 Menunjukkan layar PDF stasiun MNI (Manado) secara Detil. layar

bagian atas menunjukkan semua Sistem PDF yang akan di analisa dengan

membuat batas berbentuk kotak. Layar yang bawah menunjukkan hasil PDF pada

47

potongan PSD yang ada dalam kotakan analisa tadi menggambarkan periode

antara 0.4 2.5 detik dan - 85 untuk - 103 dB (gempabumi Lokal, sekitaran

Manado). Layar yang bawah kanan yang menunjukkan suatu histogram dari

waktu mulai pada saat cuplikan dari PSD. layar Yang bagian atas kanan

menunjukkan jejak sumber dari cuplikan PSD stasiun MNI, di sini berisi

gempabumi Lokal.

3. Layar STN (Stasiun)

Bagian yang ketiga adalah layar STN, yang berfungsi mengorganisir

gambar data gempa dari stasiun dan saluran data yang dipilih. Pada bagian ini

mengijinkan pemakai untuk menetapkan saluran dan setasiun yang mana yang

harus di analisa (yang ada dalam daftar), berapa banyak hari data harus pilih

(antara 1 dan 60), berapa banyak sinyal gempa tiap layar, seperti halnya apakah

data harus di perbesar seperti data nyata, atau memperkecilnya sebagai garis

mendatar yang menunjukkan bahwa data ada. Ini pilihan akhir mengijinkan

pemakai untuk melihat kemungkinan keberadaan data ( seperti halnya gaps dan

gangguan lainnya) melalui suatu koneksi pada database.

48

Gambar 3.5 Menunjukkan layar Utama dari layar STN yang menunjukkan dua

data stasiun, stasiun CBJI dan LBMI. Saluran yang diperlihatkan yang difilter

menggunakan "[ BL]H*" ( yaitu., semua saluran BH dan LH ), selama satu

minggu. Disini kita dapat melihat saluran yang dapat menyediakan saluran

informasi Meta-Data yang sebelumnya yang diimport oleh server.

49

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Jenis Problem Data

4.1.1 Sensor yang mati

Penyebab sensor yang mati adalah tidak terkoneksinya sensor seismograf.

Sensor yang mati dapat menyebabkan semua data tidak masuk, sehingga sinyal tidak

dapat dianalisa. Stasiun yang memiliki masalah sensor yang mati yaitu TLE.

Solusinya yaitu mengecek koneksi sensor, atau mengganti kabel koneksi sensor.

Gambar 4.1 Contoh Sensor Tual yang mati

50

4.1.2 Step

Step adalah perubahan secara tiba-tiba pada amplitudo utama di seismogram.

Step dapat disebabkan dari pengaruh elektro magnetik, masalah pada fisik

sambungan, kesalahan dalam transmisi data, atau dapat juga disebabkan adanya

masalah pada sensor. Step dapat menimbulkan piking palsu sehingga dapat

menyimpangkan hasil analisa (event palsu). Stasiun yang memiliki masalah step yaitu

TLE. Solusinya yaitu perbaikan atau penggantian pada digitizer, mengecek koneksi

sensor ke digitizer, mengecek koneksi digitizer ke transmisi dan perbaikan serta

penggantian sensor. Selain itu menjauhkan sensor dari pengaruh elektromagnet

seperti baterai.

Gambar 4.2 Contoh step pada sinyal

51

4.1.3 Spike

Spike adalah perubahan kecil pada amplitudo secara mendadak dalam seismogram.

Penyebabnya sama seperti pada Step. Spike dapat menimbulkan picking palsu

sehingga dapat menyimpangkan hasil analisa juga dapat menimbulkan penyimpangan

amplitudo yang besar sehingga mengakibatkan kesalahan pada penghitungan

magnitude. Pada awal penggunaan sistem gempa otomatis, BMG pernah

menghasilkan informasi yang salah mengenai gempa berpusat di Kalimantan dengan

magnitude 6 SR. Stasiun yang memiliki masalah spike antara lain, TLE dan SWI.

Solusinya sama seperti pada step.

Gambar 4.3. contoh spike pada stasiun lain di indonesia

52

Gambar 4.4 Contoh Spike Pada Stasiun SWI ( Sorong)

4.1.4 Strange signal (Sinyal yang terlihat aneh)

Strange signal yaitu bentuk gelombang terlihat aneh, tidak simetris dan tidak

beraturan. Stasiun yang memiliki masalah strange signal antara lain Tual. Solusinya

adalah mengecek semua yang berhubungan dengan sensor, termasuk diantaranya

adalah mengecek temperatur di seismik vault (tempat sensor ditanam), dan mengecek

kondisi di sekitar seismik vault. Kemudian mengecek sensor dan koneksinya,

diantaranya adalah mengecek koneksi sensor ke digitizer, dan perbaikan serta

penggantian sensor.

53

Gambar 4.5 Sinyal Aneh di Stasiun Tual

4.1.5 Gaps (Data Hilang)

Gaps adalah data hilang/terpotong selama pengiriman. Gaps dapat disebabkan

oleh masalah pada pengiriman data, dapat juga disebabkan oleh masalah pada fisik

sambungan. Gaps dapat menyebabkan kehilangan data yang penting (event gempa),

gaps juga dapat menimbulkan picking palsu, sehingga dapat meyimpangkan hasil

analisa. Stasiun yang memiliki masalah gaps ada 2 stasiun antara lain TLE, SWI.

Solusinya yaitu, mengecek koneksi antara digitizer dan transmisi. Perbaikan dapat

dilakukan dengan penggantian peralatan transmisi.

54

Gambar 4.6. Contoh gaps di stasiun lain di Indonesia (Tanjung Pandan)

Gambar 4.7 Contoh gaps Di stasiun Labuha

55

4.1.6 Noise Periode Panjang (Long Periode Noise)

Noise periode panjang adalah sinyal yang berbentuk gelombang panjang

dengan didominasi oleh amplitudo yang besar. Noise periode panjang dapat

disebabkan oleh pengaruh dari temperatur seismik vault, dapat juga disebabkan oleh

sensor itu sendiri yang tidak center (akibat guncangan di sekitar sensor). Noise

periode panjang juga dapat disebabkan oleh gangguan aktivitas di sekitar seismik

vault. Noise periode panjang dapat menyamarkan sinyal gempa, karena mempunyai

frekuensi yang sama dengan sinyal gempa tele.

Stasiun yang memiliki masalah Noise periode panjang antara lain, (padang)

PDSI. Solusinya adalah perbaikan atau penggantian pada sensor, mengukur

temperature dan kelembapan di seismik vault setiap bulan. Penanaman rumput di atas

seismik vault dapat meredam panas dalam ruangan seismik vault, sedangkan untuk

mengurangi kelembapan dibuat ventilasi pada dinding seismik vault. Pada sensor

yang tidak center dapat langsung dilevelkan.

Gambar 4.8 . Contoh Noise periode panjang.

56

4.1.7 Noise Alam

Noise alam adalah sinyal yang berbentuk gelombang pendek dan rapat dengan

amplitudo yang besarannya tidak teratur. Noise alam disebabkan oleh gangguan

aktivitas di sekitar seismik vault. Gangguan aktivitas berasal dari kendaraan, pabrik,

pertambangan, pembangkit listrik, laut, sungai dan air terjun. Noise dapat

menyamarkan sinyal gempa, karena mempunyai frekuensi yang sama dengan sinyal

gempa lokal. Stasiun yang memiliki masalah noise alam antara lain, CBJI, PDSI.

Salah satu solusinya yaitu menempatkan pier pada bedrock sehingga

mengurangi noise yang ditimbulkan aktivitas dipermukaan tanah. Apabila noise

masih terlihat cukup sering dan rapat, maka solusi akhirnya adalah mencari lokasi

baru untuk seismik vault yang jauh dari akitfitas tinggi.

Gambar 4.9 Contoh Noise Alam di Stasiun Tegal ( 20 Meter dari Jalur Pantura)

57

Gambar 4.10. Contoh Noise Alam di stasiun Padang

Gambar 4.11. Contoh Noise Alam di stasiun Citeko

58

4.2 Karakteristik Sumber Noise Seismik

Seismogram broadband akan selalu mempunyai noise. Sumber yang dominan

biasanya berasal dari alat itu sendiri atau dari vibrasi bumi. Biasanya, noise

seismometer itu sendiri berada di bawah noise seismik, jadi seismologist harus

konsentrasi pada karakteristik noise. Sekarang kita asumsikan bahwa noise seismik

adalah proses yang diam. Biasanya karakteristik statistik pada noise seismik tidak

tergantung dengan waktu. Yang pertama adalah probabilitas kekuatan noise, terjadi

kekuatan minimum (garis merah), rata-rata (garis kuning) dan nilai tengah (garis biru

Tua) mendekati pada probabilitas kekuatan noise puncak. Ini kompresi dari observasi

ke dalam jangkauan jarak kekuatan memberikan informasi kepada kita bahwa setiap

stasiun mempunyai karakteristik tingkat minimum pada noise di daerah tersebut.

Garis putih dan garis hijau biasanya dipengaruhi oleh sistem itu sendiri seperti

telemetry drop out. Tingkat noise minimum, garis merah, biasanya probabilitasnya

sangat rendah (1-2%) menyimpulkan bahwa minimum tidak merepresentasikan

tingkat noise stasiun. Pada kek