MAKALAH OSEANOGRAFI FISIS
“Satelit Altimetri”
Dosen Pengampu : Leni Sophia Heliani, ST, M.Sc, D.Sc.
Disusun Oleh :
Andri Darmansyah P.P
(13/348767/TK/41000)
JURUSAN TEKNIK GEODESI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTA 2014
PENDAHULUAN
Wilayah bumi terdiri atas wilayah yang tertutup air dan daerah yang tidak tertutup air. Daerah yang tertutup air ini memberikan sumbangsih sebesar 2/3 dari seluruh luas permukaan bumi, sehingga diperlukan pengamatan geodetik untuk mendapatkan data dari daerah yang tertutup air tersebut. Seiring perkembangan teknologi, kebutuhan akan data-data kelautan ini semakin meningkat, sehingga dibutuhkan suatu metode yang efektif dalam pemodelan muka bumi di daerah-daerah yang tertutup air. Salah satu metode yang umum digunakan saat ini adalah dengan menggunakan satelit altimetri.
Sistem satelit altimetri berkembang sejak tahun 1975, ketika diluncurkannya sistem satelit Geos-3. Pada saat ini secara umum sistem satelit altimetri mempunyai tiga objektif ilmiah jangka panjang yaitu: mengamati sirkulasi lautan global, memantau volume dari lempengan es kutub, dan mengamati perubahan muka laut rata-rata (MSL) global.
Dalam konteks geodesi, objektif terakhir dari misi satelit altimetri tersebut adalah yang menjadi perhatian. Dengan kemampuannya untuk mengamati topografi dan dinamika dari permukaan laut secara kontinyu, maka satelit altimetri tidak hanya bermanfaat untuk pemantauan perubahan MSL global, tetapi juga akan bermanfaat untuk beberapa aplikasi geodetik dan oseanografi seperti :
- Penentuan topografi permukaan laut (SST) - Penentuan topografi permukaan es
- Penentuan geoid di wilayah lautan - Penentuan karakteristik arus dan eddies
- Penentuan tinggi (signifikan) dan panjang (dominan) gelombang - Studi pasang surut di lepas pantai
- Penentuan kecepatan angin di atas permukaan laut - Penentuan batas wilayah laut, dan es
- Studi fenomena El Nino - Manajemen sumber daya laut - Unifikasi datum tinggi antar pulau
Begitu banyak hal yang dapat kita pelajari dengan mengaplikasikan teknologi Satelit Altimetri, sehingga teknologi ini mulai menjadi trend baru dalam dunia science dan rekayasa geodesi kelautan, oceanografi, dan bidang-bidang ilmu terkait lainnya.
BAB II PEMBAHASAN
penerima pulsa radar yang sensitif (receiver), serta jam berakurasi tinggi. Pada sistem ini, altimeter radar yang dibawa oleh satelit memancarkan pulsa-pulsa gelombang elektromagnetik (radar) kepermukaan laut. Pulsa-pulsa tersebut dipantulkan balik oleh permukaan laut dan diterima kembali oleh satelit.
Informasi utama yang ingin ditentukan dengan satelit altimetri adalah topografi dari muka laut. Hal ini dilakukan dengan mengukur ketinggian satelit di atas permukaan laut dengan menggunakan waktu tempuh dari pulsa radar yang dikirimkan kepermukaan laut, dan dipantulkan kembali ke satelit.
Untuk mengeliminasi efek dari gelombang serta gerakan muka laut berfrekuensi tinggi lainnya, jarak ukuran adalah jarak rata-rata dalam daerah footprint. Dari data rekaman waktu tempuh sinyal kita dapat menentukan posisi vertikal permukaan laut, topografi muka laut (SST), Undulasi Geoid, Topografi es, lokasi dan kecepatan arus laut. Dari data amplitudo gelombang pantul kita dapat memperoleh informasi mengenai kecepatan angin sepanjang permukaan groundtrack satelit, dan batas laut serta es. Sementara itu dari data bentuk dan struktur muka gelombang pantul kita dapat melihat tinggi gelombang, panjang gelombang dominan, informasi termoklin, dan kemiringan lapisan es.
Satelit altimetri mempunyai tujuan untuk memahami secara lebih mendalam sistem iklim global serta peran yang dimainkan oleh lautan di dalamnya. Informasi utama yang didapatkan dari satelit altimetri adalah topografi muka laut, yang dilakukan dengan mengukur tinggi satelit di atas permukaan laut (a) dengan menggunakan waktu tempuh (Δt) dari pulsa radar yang dikirimkan ke permukaan laut.
Setelah a didapatkan, maka topografi muka laut (H) dapat dihitung dengan mengkombinasikan data a dengan undulasi geoid (N), efek pasut instan (ΔH), kesalahan orbit (d) serta tinggi elipsoid dari satelit altimeter (h),
Altimetri adalah sebuah teknik untuk mengukur tinggi. Satelit radar altimetri mengukur waktu yang diperlukan radar pulsa untuk bepergian dari antena satelit ke permukaan dan kembali ke penerima satelit. Terlepas dari ketinggian permukaan, pengukuran ini menghasilkan kekayaan informasi lain yang dapat digunakan untuk berbagai aplikasi.
2. Peranan, kekurangan dan kelebihan Satelit Altimetri
Secara garis besar peranan satelit Altimetri ialah :
perkiraan terbaik MSL dan model lain oseanografi
tide gauge PSMSL time series
system ketinggian pada GPS / GNSS yang di pasang pada alat pengukur
model terbaik gravimetric geoid (dari dedikasi gravitasi misi satelit dan data lainnya).
Satelit Altimetri dapat berkontribusi langsung pada kegiatan berikut:
penentuan MSL selama dua dekade terakhir
SSH (Sea Surface Height) / SST (Sea Surface Topographic)
pengembangan model geopotential global
penentuan geoid laut dan gravitasi model untuk solusi dari geodetik BVP dan peningkatan GM
peningkatan pada system batimetri sehingga didapat model geoid laut dan gravitasi yang lebih baik
Kelebihan penggunaan satelit altimetri, meliputi:
a. resolusi spasial tinggi b. akurasi konsisten c. kontinuitas temporal
d. independen alternatif untuk teknik permukaan
e. pengukuran terhadap kerangka acuan yang geosentris f. sangat diperlukan untuk permukaan laut, permukaan laut,
sirkulasi samudra dan pasang surut
Ada beberapa kekurangan signifikan, dalam penggunaan data eksklusif altimetri:
a. cakupan waktu terbatas. Hanya sekitar 20 tahun, data saat ini tersedia dengan semua misi gabungan
b. kinerja yang buruk di wilayah pesisir
c. terbatas dan tidak pasti dalam pengamatan di darat – memerlukan sambungan pada batas (garis pantai) antara permukaan tanah dan permukaan laut
d. liputan kutub – contoh : apa yang sebenarnya sedang tercatat (sinyal pada kedalaman salju, es, gletser).
Pengamatan Altimeter sangat konsisten dengan up-to-date geofisika koreksi, konsolidasi geosentris referensi dan stabilitas jangka panjang. Seperti permasalahan berikut ini yatiu, bagaimana altimetry satelit akan berkontribusi pada sistem pengamatan global, bagaimana data dari berbagai misi yang harus harmonis dan seberapa cepat pembaruan
aplikasi ilmiah dan operasional. Lebih spesifik, diperlukan
pengetahuan yang tepat tentang sistem rujukan vertikal yang melekat dari altimetri dan stabilitas jangka panjang dari Altimeter sensor itu sendiri, dan pembantu sensor (Radiometer).
Studi kontribusi satelit altimetry untuk realisasi dan stabilitas dari komponen vertikal ditunjukkan oleh ITRF yang mengorbit, geocenter variasi, miscentering dari kerangka acuan, serta kinerja jangka panjang dari Altimeter – dan tambahan sensor.
3. Kesalahan dan Bias pada sistem Satelit Altimetri
Secara umum kesalahan dan bias yang mempengaruhi data pengamatan satelit altimetri terbagi menjadi empat sistem kesalahan.
Pertama, kesalahan dan bias yang terkait dengan sensor meliputi kesalahan waktu altimeter, kesalahan kalibrasi altimeter, kesalahan pengarahan (pointing) altimeter, dan noise dari altimeter.
Sistem kesalahan dan bias yang kedua yaitu kesalahan dan bias yang terkait dengan propagasi sinyal yang terdiri dari refraksi ionosfer, refraksi troposfer (komponen kering dan basah).
Ketiga, kesalahan dan bias yang terkait dengan satelit meliputi kesalahan orbit, kesalahan sistem koordinat dari stasiun-stasiun kontrol. Sistem kesalahan dan bias yang keempat yaitu kesalahan dan bias yang terkait dinamika muka laut berupa bias elektromagnetik (perbedaan antara muka laut rata-rata dengan muka laut pantulan rata-rata yang disebabkan oleh tingkat kekasaran muka laut yang tidak homogen secara spasial), skewnes bias (beda tinggi antara muka laut pantulan rata-rata dengan muka
pantulan median yang diukur oleh penjejak satelit yang disebabkan oleh distribusi tinggi muka laut yang tidak normal).
Dengan perkembangan teknologi, resolusi data ukuran jarak altimeter semakin baik, dari sekitar 1 meter pada tahun 1973 sampai dengan 1-2 sentimeter pada saat sekarang ini. Namun demikian tingkat ketelitian akhir dari jarak ukuran akan sangat tergantung pada tingkat kesuksesan pereduksian dan pengeliminasian dari kesalahan dan bias yang
mengkontaminasi data ukuran.
Sejak peluncuran Skylab pada tahun 1973, sampai dengan saat ini sudah cukup banyak misi satelit altimetri yang diluncurkan dengan objektifnya masing-masing. Misi-misi tersebut antara lain GEOS-3, SEASAT, GEOSAT, ERS-1, TOPEX/POSEIDON, dan ERS-2.
Setiap sistem satelit altimetri umumnya mempunyai karakteristik orbit dan altimeter tersendiri. Selain itu satelit altimetri juga mempunyai bentuk konfigurasi tubuh yang berbeda-beda. Sebagai contoh untuk satelit TOPEX/Poseidon, selain dilengkapi dengan altimeter, satelit juga membawa sensor-sensor microwave radiometer, antena GPS, antena DORIS, dan Laser Retroreflectors (LRR). Sedangkan untuk ERS-1, selain membawa radar altimeter, satelit juga dilengkapi dengan sensor-sensor wind scatterometer (SCAT), sysnthetic aperture radar (SAR), LRR, Along Track Scanning Radiometer (ATSR) Microwave Sounder, ATSR Infrared Radiometer, Precise Range and Range Rate Equipment (PRARE). Sedangkan satelit ERS-2, disamping altimeter radar juga membawa sensor-sensor SAR, SCAT, ATSR, Microwave Sounder, Global Ozon Monitoring Experimant (GOME), PRARE, dan LRR.
5. Aplikasi Satelit Altimetri
Sesuai dengan prinsip kerja dan data yang dihasilkan maka data satelit altimetri dapat dimanfaatkan pada banyak aplikasi diantaranya
· Penentuan tinggi dan panjang gelombang · Penentuan topografi permukaan laut · Penentuan geoid di wilayah lautan · Penentuan karakteristik arus · Pengamatan pasang surut · Studi fenomena el nino · Pengamatan karakteristik arus · Dan lain lain
Pada point kedua diatas yang dimaksud Topografi Permukaan Laut (SST) adalah perbedaan dalam tinggi ellipsoid antara permukaan laut dengan permukaan geoid. Topografi ini dibagian menjadi dua komponen yaitu statik yang disebakan oleh arus lau, faktor meteorologis dan temperatur. Berikutnya adalah komponen dinamika yang disebabkan oleh fenomena pasang surut dan gelombang. Semua sebab-sebab diatas juga dapat dipantau dengan satelit altimetri seperti yang telah disebutkan juga pada beberapa point diatas. Dari aplikasi-aplikasi satelit altimetri diatas maka kontribusi langsung penggunaan satelit altimetri diantaranya adalah · Untuk keperluan jalur pelayaran maka dengan informasi sea level anomalies diatas dan wave climate makan dapat mengoptimasikan jalur
seluruh samudra dan laut di dunia.
· Untuk mendeteksi jalur limbah, kondisi angin dan arus sebagai indikatornya. Contohnya pada tumpahan minyak skala besar digunakan satelit altimetri untuk prediksi real time persebaran tumpahannya. · Untuk keperluan industri lepas pantai terutama dalam proses eksplorasi pantai dibidang minyak dan gas utamanya.
· Untuk keperluan perikanan, dimana ikan biasanya terdapat pada permukaan laut yang dapat diidentifikasi berdasarkan perpaduan dengan data batimetri ,temperatur dan pasang surut pada kawasan tertentu. Hal ini mempengaruhi pola persebaran ikan.
· Untuk keperluan mitigasi bencana alam, seperti adanya topan dilaut. Hal ini dapat dilakukan dengan mengetahui perubahan realtime pada pola arus,gelombang dan juga dipadukan dengan data atmosfer yang ada. Khusus untuk wilayah indonesia maka dapat disimpulkan bahwa satelit altimetri dapat berperan penting dalam membantu industri perikanan di indonesia mengingat secara geografis indonesia memiliki banyak sekali garis pantai dimana sebagian besar penduduk daerah pantai berprofesi sebagai nelayan. Selain perikanan Indonesia juga memiliki sumber daya laut yang sangat besar seperti kandungan minyak dan gas yang cukup banya, dengan adanya pemanfaatan satelit altimetri dapat mendukung kegiatan eksplorasi maupun eksploitasi yang dilakukan.
Didukung dengan cukupnya stasiun pasang surut yang dimiliki oleh BAKOSURTANAL atau yang sekarang berevolusi menjadi Badan Informasi Geospasial (BIG) maka data hasil pengamatan satelit altimetri dapat dikombinasikan dengan data pasang surut yang ada sehingga informasi yang didapat akan lebih berdaya guna, baik untuk keperluan praktis maupun ilmu pengetahuan atau sains
BAB III KESIMPULAN
Perkembangan teknologi terutama dalam bidang perpetaan mengakibatkan satelit altimetri menjadi pilihan utama dalam melakukan pengamatan terutama untuk permukaan laut. Karena banyaknya data yang dapat diperoleh dari pengamatan dengan menggunakan satelit altimetri maka aplikasi dan pemanfaatan dari data tersebut menjadi beragam, dimulai dari untuk keperluan praktis maupun keperluan penelitian.
Kontribusi cukup besar juga diberikan oleh teknologi satelit altimetri bagi Indonesia sebagai negara kepulauan yang tentunya sangat perlu dengan data-data pengamatan permukaan laut maupun lepas pantai, hal ini mendorong industri dan penelitian di indonesia dapat berkembang dengan baik dan juga kedepannya penanganan untuk mitigasi bencana dan fenomena kelautan semakin baik.
- http://geodesy.gd.itb.ac.id/?page_id=500
- http://surveysmapping.wordpress.com/2013/02/07/satelit-altimetri-dan-pemanfaatannya-dalam-bidang-geodesi-kelautan/
