PENGOLAHAN data pasang surut laut menggunakan metode Admiralty

The determination of a tidal harmonic constant, tidal datum and tidal type are influenced by the location and the positions of the moon and the sun which have specific periods. This research utilized observation tidal data during June 2016 at Pameungpeuk, Belitung and Sarmi waters obtained from Badan Informasi Geospatial (BIG). In this paper, the admiralty method is applied to determine tidal harmonic constant. Eight harmonic constants obtained and used to determine the Form number and water level datum. The results showed that Pamengpeuk and Sarmi waters have a mixed tide prevailing semidiurnal type while the Belitung waters have a diurnal tide type. The datum characterization determined by analysis of sea-level elevation indicates that the Highest High Water Level (HHWL) values in Pameungpeuk, Belitung and Sarmi waters are 2,14 m, 3,56 m, and 3,59 m, respectively, while The Lowest Low Water Level (LLWL) values are 0,32 m, 0,39 m, 1,7 m, respectively.

PRAKTIKUM 6 PENGOLAHAN DATA PASANG SURUT MENGGUNAKAN METODE ADMIRALTY

Tujuan Instruksional Khusus: Setelah mengikuti praktikum ini, mahasiswa mampu melakukan pengolahan data pasang surut (ocean tide) menggunakan metode admiralty.

Sub pokok bahasan -

Pengolahan data pasang surut

Menentukan tipe pasang surut

Tujuan praktikum: -

Mahasiswa dapat melakukan pengolahan data pasang surut menggunakan metode Admiralty

Mahasiswa dapat menentukan tipe pasang surut

Alat dan Bahan Alat dan bahan yang dibutuhkan dalam praktek ini adalah 1. Komputer 2. Perangkat lunak Ms.Excel 3. Data pasang surut

Pendahuluan Menurut Ongkosongo (1989) pasang surut laut (ocean tide) adalah fenomena naik dan turunnya permukaan air laut secara periodik yang disebabkan oleh pengaruh gravitasi benda benda langit terutama bulan dan matahari. Pengaruh gravitasi benda benda langit terhadap bumi tidak hanya menyebabkan pasang surut laut, tetapi juga mengakibatkan perubahan bentuk bumi dan atmosfer.

Gambar 1.Spring tide

Gambar 2.Neap tide

Sumber: http://life.bio.sunysb.edu

Pasang purnama (spring tide) (gambar 1) adalah pasang surut yang terjadi pada saat posisi matahari, bumi, dan bulan berada dalam suatu garis lurus. Pada saat itu, akan dihasilkan pasang maksimum yang sangat tinggi dan surut minimum yang sangat rendah, juga dikenal dengan pasang besar (Surbakti, 2007). Pasang perbani (neap tide) (gambar 2) adalah pasang surut yang terjadi pada saat posisi bulan dan matahari membentuk sudut tegak lurus terhadap bumi. Pada saat itu, akan dihasilkan pasang maksimum yang rendah dan surut minimum yang tinggi, juga dikenal dengan pasang kecil (Surbakti, 2007). Menurut Wyrtki (1961), pasang surut di Indonesia dibagi menjadi 4 yaitu : 1. Pasang surut harian ganda (semi diurnal tide). Dalam sehari terjadi dua kali pasang dan dua kali surut secara berurutan. Periode pasang surut rata-rata 12 jam 24 menit. Pasang surut jenis ini terdapat di selat malaka sampai laut andaman. 2. Pasang surut harian tunggal (diurnal tide). Dalam satu hari terjadi satu kali pasang dan satu kali surut. Periode pasang surut adalah 24 jam 50 menit. Pasang surut tipe ini terjadi di perairan selat karimata. 3. Pasang surut campuran condong keharian ganda (mixed tide prevailing semidiurnal ).

Dalam satu hari terjadi dua kali air pasang dan dua kali air surut, tetapi tinggi periodenya berbeda. Pasang surut jenis ini banyak terdapat perairan indonesia timur. 4. Pasang surut campuran condong ke harian tunggal (mixed tide prevailing diurnal ). Pada tipe ini dalam satu hari terjadi satu kali air pasang dan satu kali air surut, tetapi kadang-kadang untuk sementara waktu terjadi dua kali pasang dan dua kali surut dengan tinggi dan periode yang sangat berbeda. Pasang surut jenis in biasa terdapat di daerah selat kalimantan dan pantai utara jawa barat.

komponen pasang surut digunakan untuk menentukan pasang surut didasarkan pada bilangan pada bilangan formzahl dimana : 𝐹=

(𝑂1) + (𝐾1) (𝑀2) + (𝑆2)

Keterangan: F = bilangan formzahl K1 = konstanta harmonik tunggal oleh deklinasi bulan dan matahari O1 = konstanta harmonik tunggal oleh deklinasi bulan M2 = konstanta harmonik ganda oleh bulan S2 = konstanta harmonik ganda oleh matahari

Klasifikasi sifat pasang surut tersebut adalah: F ≤ 0,25

= semi diurnal

0,25 < F ≤ 1,5

= campuran condong semi diurnal

1,5 < F ≤ 3,0

= campuran condong diurnal

F > 3,0

= diurnal

Cara kerja : Pengolahan data pasang surut dilakukan dengan Metode Admiralty dan di kerjakan dengan menggunakan program Microsoft excel. Perhitungan pasang surut dengan metode Admiralty dapat dilihat pada skema berikut :

Data pengamatan pasang surut selama 29 piantan

Penyusunan hasil perhitungan harga X1,Y1,X2,Y2,X4, dan Y4

Penyusunan hasil perhitungan harga X dan Y

Penyusunan hasil perhitungan harga X dan Y menggunakan konstanta pengali

Penyusunan hasil perhitungan harga X danY dari konstantakonstanta pasut

Penyusunan hasil perhitungan besaran besaran V,VI,PR,P,F,V’,V’’,V’’’,u,p,r,w,(1+W),g,A dan g0 dari konstantakonstanta pasut

Perhitungan besaran besaran w dan (1+W)

Gambar 3. Metode pengolahan data pasang surut

Data pengamatan pasang surut selama 29 piantan Sebelum dilakukan pengolahan data pasut dilakukan terlebih dahulu smooting data

yang diperoleh pada saat pengukuran. Hal ini di lakukan untuk menghilangkan noise kemudian data dimasukan kedalam tabel 1, kekanan menunjukan pengamatan dari pukul 00:00 sampai 23:00 dan kebawah merupakan tanggal selama 29 hari pengamatan,

b. Penyusunan hasil perhitungan harga X1,Y1,X2,Y2,X4, dan Y4 Pengisian data pada tabel 2 dilakukan dengan bantuan tabel 1 yaitu dengan mengalikan nilai pengamatan dengan harga pengali pada daftar 1 untuk setiap hari pengamatan. Daftar 1

Tabel 2

Penyusunan hasil perhitungan harga X dan Y (Tabel 3). Proses ini merupakan penjumlahan dari perhitungan pada langkah b. 1. Untuk X0 (+) merupakan penjumlahan semua data pada tanggal 1 mei 2015 sampai dengan 29 mei 2015. 2. Untuk X1,Y1,X2,Y2,X4, dan Y4 merupakan penjumlahan tanda (+) dan (-), untuk mengatasi hasilnya tidak ada negatif maka ditambah dengan bilangan tertentu. Hal ini dilakukan juga untuk kolom X1,Y1,X2,Y2,X4, dan Y4.

d. Penyusunan hasil perhitungan harga X dan Y menggunakan konstanta pengali (Tabel 4). Mengisi seluruh kolom penyusunan hasil perhitungan harga X dan Y menggunakan konstanta pengali,diisi dengan data setelah penyelesaian hasil perhitungan harga X dan Y dengan bantuan konstanta pengali untuk menghitung harga X00, X10, Y10. Index

Tanda

00 10

(29)

+ + + (-) + + (-) + + + (-) + + (-) + + (-) + + (-)

Y Tambahan 99733 34395 65301 58000 58000 19347 28187 15048 37114 2000 2000 9732 26338 18570 28236 18005 32907 16390 32394 2000 2000 16583 31397 16479 32229 57525 56919 58000 58000 30281 30775 27244 26144 2000 2000 24696 23044 22836 23944 29719 29751 27806 27168 2000 2000 27773 27567 27717 27227 30039 30137 27962 27878 2000 2000 23958 23942 24074 23954 29929 30209 28072 27806 2000 2000

4d IV

+ -

24167 23865

12 (29) 1b 13 (29) 1c 20 22 (29) 2b 23 (29) 2c 42 (29) 4b 44

24024 23872

Y Jumlah 99733 -23605

7301

2299

-10927

-8838

-1898

-385

-1487

104

-832

-475

-1081

1037

2631

1860

-900

-87

583

340

259

-116

-12

-143

403

302

152

e. Penyusunan hasil perhitungan harga X danY dari konstanta-konstanta pasut menggunakan bantuan daftar 1a (Tabel 5 dan 6). Mengisi kolom kolom pada Tabel 5 dan kolom kolom pada tabel 6 dengan bantuan daftar 1a Tabel 5 dan Tabel 6 yang mempunyai 10 kolom, kolom kedua diisi pertama kali sesuai dengan perintah pada kolom 1 dan angka angkanya dilihat pada Tabel 6. Untuk kolom 3,4,5,6,7,8,9 dan 10 dengan melihat angka angka pada kolom 2 dikalikan dengan faktor pengali sesuai dengan kolom yang ada pada daftar 1a.

Tabel 5 dan 6

f. Penyusunan

hasil

perhitungan

besaran

V,VI,PR,P,F,V’,V’’,V’’’,u,p,r,w,(1+W),g,A dan g0 dari konstanta- konstanta pasut (Tabel 7). Format isian tabel 7 So V : Pr R Cos r VI: Pr Sin r Daftar 3a :P Hasil hitung : f Hasil Hitung : 1+w Hasil Hitung : Hasil Hitung : Hasil Hitung : Daftar 3a (3b) : Hasil Hitung : Jumlah : g

V u w p r s

PR / [P X f X (1 + W)] = A

MS4

Pengisian kolom kolom pada Tabel 7 dilakukan dengan bantuan Tabel 5,6,7, dan 8. 1. Baris 1 untuk V : PR cos r, merupakan penjumlahan semua bilangan pada kolom kolom V untuk masing masing kolom. 2. Baris 2 untuk VI : PR sin r, merupakan penjumlahan semua bilangan pada kolom kolom V untuk masing masing kolom. 3. Baris 3 untuk PR dicari dengan rumus PR2 = (PR sin r)2 + (PR cos r)2 4. Baris 4 untuk P didapat dari perhitungan harga X dan Y untuk masing masing S0, M2, S2, N2,K1, 01, M4, dan MS4. 5. Baris 5 untuk f didapatkan dari daftar (table node factor f) atau dengan menggunakan perhitungan berikut ini. Dapatkan nilai s, h, p dan N dari persamaan berikut : S = 277.02+(481267.89 * T )+(0.0011* T * T ) H = 280.19 + (36000.77* T ) + (0.0003* T * T) P = 334.39 + (4069.04* T )+(0.0103* T ^2) N = 259.16 - (1934.14* T ) + (0.0021* T * T) Y = tahun dari tanggal tengah pengamatan D = jumlah hari yang berlalu dari jam 00.00 pada tanggal 1 januari tahun tersebut sampai jam 00.00 tanggal pertengahan pengamatan. l = bagian integral tahun = ¼ ( Y – 1901 ) T = ( 365 * (Y - 1900) + (D – 1) + l ) contoh : Y = 2015 D = (januari = 31) + (februari = 28) + (maret = 31) + (april = 30) +(mei (tanggal tengah waktu pengamatan = 17) = 137 l = ¼ ( Y – 1901 ) = ¼ ( 2015 – 1901 ) = 28.5 T = ( 365 * (Y - 1900) + (D – 1) + l) = ( 365 * (2015 – 1900) + (137 -1) + 28.5) / 36525 = 1.15

Setelah nilai Y,D, dan L didapatkan maka dilanjutkan dengan mencari nilai S,H,P,N S = 277.02+(481267.89 * T )+(0.0011* T * T ) = 277.02+(481267.89 * 1.15 )+(0.0011* 1.15 * 1.15 ) = 555490.8 H = 280.19 + (36000.77* T ) + (0.0003* T * T) = 280.19 + (36000.77* 1.15 ) + (0.0003* 1.15 * 1.15 ) = 41812.41 P = 334.39 + (4069.04* T )+(0.0103* T ^2) = 334.39 + (4069.04* 1.15 )+(0.0103* 1.15 ^2) = 5028.644 N = 259.16 - (1934.14* T ) + (0.0021* T * T) = 259.16 - (1934.14* 1.15 ) + (0.0021* 1.15 * 1.15 ) = -1972.154 Kemudian buat tabel pembantu seperti dibawah ini : s= h= p= N= p'=

555490,8 41812,41 5028,644 -1972,154 283,2049

trunc(h) 1543,030 116,146 13,968 -5,478 0,787

h (deg) 10,850 52,413 348,644 187,846 283,205

h (rad) 0,189 0,915 6,085 3,279 4,943

trunc (h) = nilai s * 360 h (deg) = (trunc (h) -INT(trunc (h)))*360 h (rad)

= ((trunc (h) -INT(trunc (h)))*360)/(180/PI())

Nilai f : fM2

= 1,0004 – 0,0373 cos N + 0,0002 cos 2N = 1,0004 – 0,0373 cos 3,279 + 0,0002 cos 2 (3,279) = 1,038

fK2

= 1,0241 + 0,2863 cos N + 0,0083 cos 2N – 0,0015 cos 3N = 1,0241 + 0,2863 cos 3,279 + 0,0083 cos 2(3,279 ) – 0,0015 cos 3,279 = 0,750

fO1

= 1,0089 + 0,1871 cos N + - 0,0147 cos 2N + 0,0014 cos 3N = 1,0089 + 0,1871 cos 3,279 + - 0,0147 cos 2(3,279 ) + 0,0014 cos 3(3,279) = 0,808

fK1

= 1,0060 + 0,1150 cos N – 0,0088 cos 2N + 0,0006 cos 3N = 1,0060 + 0,1150 cos 3,279 – 0,0088 cos 2(3,279 ) + 0,0006 cos 3(3,279)

fS2

= 0,883 = 1,0 (Tetap)

fP1

= 1,0 (Tetap)

fN2

= fM2

fM4

= (fM2)2

fMS4

= fM2

6. Baris 6 untuk (1+W) ditunggu dulu karena pengisiannya merupakan hasil dari kolom – kolom.

7. Baris 7 untuk V diperoleh dari persamaan berikut : Nilai V : V M2

= -2s +2h = -2(10,850) + 2(52,413)

V K1

= 83,127 = h + 90 = 52,413 + 90

V O1

= 142,413 = -2s + h + 270 = -2(10,850) + 52,413 +270

V K2

= 300,714 = 2h = 2 (52,413) = 104,827

V S2

= 0 (Tetap)

V M4

= 2(V M2)

V MS4

= VM2 = -2s +2h

8. Baris 8 untuk nilai u diperoleh dari daftar atau berdasarkan persamaan berikut.

Pertama dapatkan nilai s, h, p dan N dari persamaan yang telah dijelaskan sebelumnya pada langkah ke-5. Setelah nilai s, h, p dan N diperoleh maka nilai u pada masingmasing komponen dapat dihitung dengan persamaan berikut: Nilai u : u M2

= -2,14 sin N = -2,14 sin 3,279 = 0,293

u K2

= -17,74 sin N + 0,68 sin N – 0,04 sin 3N = -17,74 sin 3,279 + 0,68 sin 3,279– 0,04 sin 3(3,279) = 2,622

u K1

= -8,86 sin N + 0,68 sin 2N – 0,07 sin 3N = -8,86 sin 3,279 + 0,68 sin 2(3,279 ) – 0,07 sin 3(3,279) = 1,421

u O1

= 10,80 sin N – 1,34 sin 2N + 0,19 sin 3N = 10,80 sin 3,279 – 1,34 sin 2(3,279 ) + 0,19 sin 3(3,279 ) = -1,912

u S2

= 0 (Tetap)

u P1

= 0 (Tetap)

u M4

= 2 (uM2)

u MS4

= u M2

u N2

= u M2

9. Baris 9 untuk w diperoleh dari skema-VIII. 10.

Baris 10 untuk p diisi dengan harga p yang ada di daftar 1a sesuai dengan

masing – masing 𝑃𝑅 sin 𝑟

11. Baris 11 untuk r ditentukan dari : r arctan 𝑃𝑅 cos 𝑟 12. Baris 12 untuk g ditentukan dari : s = V + u + w + p + r 13. Baris 13 untuk g = s x 3600, maksudnya untuk mencari harga kelipatan 3600 terhadap g, besaran tersebut diisikan pada baris ke 13. 𝑃𝑅

14. Baris ke 14 untuk A ditentukan dengan rumus A = 𝑃𝑓(1+𝑤)

g. Perhitungkan besaran besaran w dan (1+w) Tabel perhitungan besaran besaran w dan (1+w) dibagi menjadi 3 kelompok, yaitu : 1. Untuk menghitung (1+w) dan w untuk S2 dan MS4. w dan (1 + W) untuk S2 , MS4 VII : K1 V VII : K1 u Jumlah V+u w/f S2 : W/f F W K2 W 1+W

2. Untuk menghitung (1+w) dan w untuk K1 w dan (1 + W) untuk K1 VII : K1 : 2V VII : K1 : u Jumlah : 2V + u K1 : wf K1 : Wf w W 1+W

3. Untuk menghitung (1+w) dan w untuk N2. w dan (1 + W) untuk N2 VII : M2 : 3V VII : N2 : 2V selisih (M2 - N2) N2 : w N2 : 1+W

h. Interpolasi sudut untuk (1+w) Komponen S2: A = (1+W) cos w = 1 + 0,272 cos (2h + uK2) + 0,059 cos (h - 282) B = (1+W) sin w = 0,272 sin (2h + uK2) - 0,059 sin (h - 282) W/f S2 = (B/sin(atan(B/A)))-1 w/f S2 = atan(B/A) Komponen K1: A = (1+W) cos w = 1 - 0,331 cos (2h + uK1) B = (1+W) sin w = 0,331sin (2huK1) WfS2 = (B/sin(atan(B/A)))-1 wfK1 = atan (B/A) Komponen N2: A = (1+W) cos w = 1+ 0,189 cos (2h - 2p) B = (1+W) sin w = 0,189 sin (2h - 2p) (1+WN2) = sqrt(A*A+B*B) wN2 = atan (B/A)

w/f s2 *PI

w/f K1 *PI

w/f N2 *PI

i. Tahapan Perhitungan 1. Untuk menghitung (1+w) dan w untuk S2 dan MS4 a. Baris 1 adalah harga V untuk K1 (Baris ke 7 Tabel ke 7). V = 142 b. Baris 2 adalah harga u untuk K1 (Baris ke 8 Tabel ke 7). u= 1 c. baris 3 adalah penjumlahan V dan u atau (V+u) merupakan sudut. V + u = 142 + 1 = 143 d. Baris 4 adalah w/f diperoleh dengan cara interpolasi menggunakan nilai w dan (1+w). e. Baris 5 adalah w/f diperoleh dengan cara interpolasi, didapatkan dari nilai w/f S2 *PI

f. Baris 6 adalah f diperoleh dengan cara interpolasi menggunakan nilai f, didapatkan dari nilai pada tabel interpolasi W/f S2 g. Baris 7 adalah w diperoleh dengan cara : w = w/f (baris 4/baris 6) h. Baris 8 adalah W diperoleh dengan cara : W = W/f (baris 5) x f(baris 6). i. Baris 9 adalah (1+w) diperoleh dengan cara : 1 +W (baris 8).

2. Untuk menghitung (1+w) dan w untuk K1: a. Baris 1 adalah harga 2V untuk K1(Baris ke 7 Tabel ke 7). b. Baris 2 adalah harga u untuk K1(Baris ke 8 Tabel ke 7). c. Baris 3 adalah penjumlahan 2V dan u atau (2V + u) merupakan sudut. d. Baris 4 adalah w/f diperoleh dengan cara interpolasi menggunakan nilai w dan 1+ w. e. Baris 5 adalah W/f diperoleh dengan cara interpolasi menggunakan nilai w dan 1+ w. f. Baris 6 adalah f diperoleh dengan cara interpolasi menggunakan nilai f. 𝑤 (𝑏𝑎𝑟𝑖𝑠 4) 𝑓

g. Baris 7 adalah w diperoleh dengan cara : w = 𝑓 (𝑏𝑎𝑟𝑖𝑠 6) 𝑊 (𝑏𝑎𝑟𝑖𝑠 4) 𝑓

h. Baris 8 adalah W diperoleh dengan cara : W = 𝑓 (𝑏𝑎𝑟𝑖𝑠 6)

i. Baris dalah (1+w) diperoleh dengan cara : 1+ W (baris 8)

3. Untuk menghitung (1+W) dan w untuk N2 : a. Baris 1 adalah harga 3V untuk M2 (Baris ke 7 Tabel ke 7). . b. Baris 2 adalah harga 2V untuk N2 (Baris ke 8 Tabel ke 7). c. Baris 3 adalah selisih 3V dan 2V atau (3V-2V) merupakan sudut. d. Baris 4 adalah w diperoleh dengan cara interpolasi menggunakan nilai w dan (1+w). e. Baris 5 adalah 1 +W diperoleh dengan cara interpolasi menggunakan nilai w dan (1+w).

Tabel akhir

A cm g

So 143

KONSTANTA HARMONIK M2 S2 N2 K2 K1 O1 6 2 1 0.6 54 46 110 241 150 241 137 24

P1 18 137

M4 1.4 226

MS4 1 330

Daftar Pustaka Surbakti H. 2007. Pasang Surut. http://surbakti77.wordpress.com/2007/09/03/ pasang-surut/ [27 April 2015]. Ongkosongo, O., S, R. 1989. Asean- Australia Cooperative Program on marine science ProjectI : tides and tidal phenomena: Pasang surut. Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia Pusat Penelitian Dan Pengembangan Oseanologi. Jakarta Wyrtki K.1961. Phyical Oceanography of the South East Asian Waters, Institute Oceanography: California.

Apa itu Metode Admiralty?

Metode Admiralty merupakan salah satu dari metode harmonik yang digunakan untuk menghitung dua konstanta harmonik yaitu amplitudo dan beda fase dalam rentang waktu yang pendek (29 hari).

Metode apa saja yang dipergunakan untuk melakukan analisis pasang surut?

Terdapat beberapa metode yang dapat digunakan untuk menentukan konstanta harmonik pasang surut selama periode tertentu diantaranya yang sering digunakan adalah metode admiralty dan metode least square. Kedua metode ini juga dapat digunakan untuk melakukan prediksi pasut untuk waktu yang akan datang.