REMOTE SENSING REFLEKTANSI
PADA BERBAGAI MUSIM DAN TIPE AIR LAUT
ANAK AGUNG GEDE WIRAPRAMANA
SKRIPSI
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa Skripsi yang berjudul :
REMOTE SENSING REFLEKTANSI PADA BERBAGAI
MUSIM DAN TIPE AIR LAUT
adalah benar merupakan hasil karya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Semua sumber data dan informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka dibagian akhir Skripsi ini.
Bogor, Desember 2012
Anak Agung Gede Wirapramana C54080021
RINGKASAN
ANAK AGUNG GEDE WIRAPRAMANA. Remote Sensing Reflektansi pada Berbagai Musim dan Tipe Air Laut. Dibimbing oleh BISMAN NABABAN dan RISTI ENDRIANIARHATIN
Pengukuran nilai spektral remote sensing reflektansi (Rrs) dilakukan untuk melakukan kajian pada warna perairan, estimasi kandungan suatu perairan melalui pemodelan algoritma bio-optik, dan dapat digunakan untuk kalibrasi dan validasi hasil pengukuran citra satelit. Warna perairan dipengaruhi oleh kandungan zat terlarut dalam perairan seperti fitoplankton, colored dissolved matter (CDOM), dan partikel. Penentuan nilai Rrs ini dapat membantu mengetahui sebaran secara spasial dan temporal kandungan penting suatu kolom perairan.
Nilai Rrsumumnya dipengaruhi oleh kandungan materi yang terdapat dalam kolom air maupun intensitas dan geometris radiasi matahari yang sampai kedalam kolom air tersebut. Dengan demikian penelitian terkait penentuan nilai Rrs pada berbagai musim dan tipe air yang berbeda sangat perlu dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kisaran dari nilai remote sensing reflectance (Rrs) di permukaan perairan timur laut Teluk Meksiko pada berbagai musim dan tipe perairan.
Pengolahan data radiansi dan irradiansi dilakukan di Laboratorium Remote Sensing dan GIS Kelautan, Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, FPIK, IPB berupa penentuan nilai radiansi, irradiansi, water leaving radiance, dan nilai Rrs. Data tersebut selanjutnya diplotkan berdasarkan posisi stasiun pengambilan data kemudian membandingkan nilai Rrsberdasarkan tipe perairan dan musim yang berbeda.
Hasil penelitian secara umum menunjukkan bahwa nilai Rrs di daerah dekat muara sungai maksimum pada gelombang hijau dan di daerah offshoreRrs
tertinggi berada pada kisaran gelombang biru, hal ini dikarenakan konsentrasi klorofil di daerah muara sungai relatif lebih tinggi, sedangkan konsentrasi klorofil yang rendah terdapat pada laut lepas. Pada gelombang merah yang relatif mudah terserap oleh air, nilai Rrspada gelombang ini secara umum relatif rendah. Kisaran nilai Rrs pada gelombang biru yakni 2 x 10-3 – 1,2 x 10-2 sr-1, untuk gelombang hijau dengan kisaran 1,8 x 10-3– 5,5 x 10-3 sr-1, sedangkan untuk gelombang merah adalah 0,1 x 10-3 – 1,8 x 10-3sr-1.
Berdasarkan pengolahan data yang dilakukan menunjukkan daerah muara Sungai Suwannee, Mississippi, Mobile, Chochawatchee, Apalachicola, dan Teluk Tampa memiliki nilai Rrsyang relatif tinggi pada gelombang hijau, sedangkan daerah laut lepas memiliki reflektansi tertinggi pada panjang gelombang biru. Akan tetapi, pada musim panas, nilai Rrs pada panjang gelombang hijau relatif lebih tinggi dan relatif terdistribusi hingga daerah offshore jika dibanding dengan musim gugur maupun semi. Relatif tingginya nilai Rrspada gelombang hijau sampai perairan offshore pada musim panas, disebabkan adanya pengaruh loop current yang menyeret air dengan kandungan nutrien relatif tinggi dari muara sungai Mississippi ke arah offshore.
© Hak cipta milik Anak Agung Gede Wirapramana 2012
Hak cipta dilindungi
Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak, fotocopy,
REMOTE SENSING REFLEKTANSI
PADA BERBAGAI MUSIM DAN TIPE AIR LAUT
ANAK AGUNG GEDE WIRAPRAMANA
SKRIPSI
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Ilmu Kelautan pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2013
SKRIPSI
Judul Penelitian : REMOTE SENSING REFLEKTANSI PADA BERBAGAI MUSIM DAN TIPE AIR LAUT Nama Mahasiswa : Anak Agung Gede Wirapramana
Nomor Pokok : C54080021
Departemen : Ilmu dan Teknologi Kelautan
Menyetujui, Dosen pembimbing
Dr. Ir. Bisman Nababan, M.Sc. Risti E. Arhatin, S.Pi, M.Si.
NIP. 19651206 199103 1 002 NIP. 19 750309 200701 2 001
Mengetahui,
Ketua Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan
Prof. Dr.Ir. Setyo Budi Susilo, M.Sc. NIP. 19580909 198303 1 003
vii
KATA PENGANTAR
Puji dan rasa syukur penulis panjatkan kehadirat Ida Sang Hyang Widhi Wasa, Tuhan Yang Maha Esa, karena atas rahmat dan karunianya, penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul ”Remote Sensing Reflektansi pada Berbagai Musim dan Tipe Air Laut”sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana. Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnyakepada:
1. Dr. Ir. Bisman Nababan, M.Sc. dan Risti Endriani Arhatin, S.Pi, M.Si. selaku komisi pembimbing yang telah memberikan bimbingan, saran dan kritik kepada penulis.
2. Keluarga tercinta, Ayahanda A.A. Rai Wirawan, Ibunda Desak Raka Martini, adik tercinta A.A. Gede Putra Hasta Kumala dan seluruh keluarga besar Jero Kawan yang selalu memberikan dukungan dan kasih sayangnya. 3. Dewa Putu Adi Karma Mandala, I Made Joni Abdi Wiranata, Ida Bagus
Dharma Yoga S, I Made Mayun Mahadi Putra, I Kadek Putra Yudha Prawira, Kadek Surya Sumerta, Manu Mahatmayana, Didi Harizena dan keluarga besar Indra Prastha, Puri Jepun, serta Griya Sandat atas waktu dan tenaga serta dampingannya selama penulis melakukan penelitian. 4. Bantuan pengolahan data dari Ni Nyoman Suryani, Ir. Ngakan Komang
Kutha Ardana, M.Sc., Made Indra Permana Kusuma, teman–teman KMHD IPBdan Brahmacarya Bogor.
5. Denny Ardly Wiguna, Veronica Stella A.L, Sri Hardianti, Anma Hari Kusuma, Dea Fauzia Lestari, Aditya Hikmat Nugraha, Fahrulian, Ahmad Siroji, Nurhidayah Siregar teman-teman ITK 45, dosen dan staf pengajar Departemen ITK IPB atas dukungan untuk menyelesaikan Skripsi ini. Semoga Skripsi ini dapat memberi manfaat bagi semua pihak.
Bogor, Desember 2012
viii
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR GAMBAR ... ix DAFTAR TABEL ... x DAFTAR LAMPIRAN ... xi 1. PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Tujuan ... 3 2. TINJAUAN PUSTAKA ... 4
2.1 Sifat Optik Perairan ... 4
2.1.1 Inherent Optical Properties (IOP) ... 5
2.1.2 Apparent Optical Properties (AOP) ... 5
2.2 Remote Sensing Reflektansi (Rrs) ... 6
2.3 Karakteristik Spektral Klorofil dan Fitoplankton ... 7
2.4 Kandungan dan Tipe Perairan ... 9
2.5 Kondisi Umum Perairan Timur Laut Teluk Meksiko... 10
3. METODOLOGI PENELITIAN ... 13
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ... 13
3.2 Alat dan Bahan ... 13
3.3 Pengumpulan dan Perolehan Data ... 14
3.4 Metode Pengolahan Data ... 16
3.5 Analisis Data ... 18
4. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 19
4.1 Musim Panas Tahun 1999 ... 19
4.2 Musim Gugur Tahun 1999 ... 23
4.3 Musim Semi Tahun 2000 ... 27
4.4 Musim Panas Tahun 2000 ... 31
4.5 Perbandingan Rrs Pada Berbagai Musim dan Tipe Perairan ... 35
5. KESIMPULAN DAN SARAN ... 45
5.1 Kesimpulan ... 45
5.2 Saran ... 45
DAFTAR PUSTAKA ... 46
LAMPIRAN ... 49
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Spektral reflektansi dari air laut dengan konsentrasi klorofil
yang berbeda ... 8
2. Diagram tipe perairan case-1 dan case-2 ... 11
3. Peta Lokasi penelitian ... 14
4. Alat pengambilan data radiansi dan irradiansi ... 15
5. Skema pengukuran dan penentuan Rrs tepat diatas permukaan perairan ... 16
6. Diagram alir pengolahan data ... 17
7. Grafik Rrs pada berbagai lokasi pada musim panas 1999 ... 20
8. Grafik Rrs pada berbagai lokasi pada musim gugur 1999 ... 24
9. Grafik Rrs pada berbagai lokasi pada musim semi 2000 ... 28
10. Grafik Rrs pada berbagai lokasi pada musim panas 2000 ... 33
11. Grafik Rrs pada masing–masing musim di perairan timur laut Teluk Meksiko ... 38
12. Grafik Rrs pada masing–masing lokasi di perairan timur laut Teluk Meksiko ... 39
13. Diagram box & whisker plot panjang gelombang 413 nm ... 41
14. Diagram box & whisker plot panjang gelombang 433 nm ... 41
15. Diagram box & whisker plot panjang gelombang 488 nm ... 42
16. Diagram box & whisker plot panjang gelombang 531 nm ... 42
17. Diagram box & whisker plot panjang gelombang 551 nm ... 43
18. Diagram box & whisker plot panjang gelombang 667 nm ... 43
x
DAFTAR TABEL
Halaman
1. Jurnal kegiatan pelaksanaan cruise ... 13 2. Nilai Rrs di masing-masing panjang gelombang serta
stasiun pada musim panastahun 1999 ... 21 3. Nilai Rrs di masing-masing panjang gelombang serta
stasiun pada musim gugurtahun 1999 ... 25 4. Nilai Rrs di masing-masing panjang gelombang serta
stasiun pada musim semitahun 2000 ... 29 5. Nilai Rrs di masing-masing panjang gelombang serta
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. List perintah menampilkan grafik pada perangkat
lunak matlab ... 50 2. Tabel analisis statistik Kruskal-Wallis ... 52
1
1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Remote sensing reflectance (Rrs) didefinisikan sebagai fraksi intensitas cahaya yang dipantulkan oleh permukaan dengan intensitas cahaya yang diterima permukaan tersebut. Oleh karena itu, nilai Rrs ini dapat digunakan sebagai penanda dari suatu objek karena setiap objek memiliki nilai pantulan yang berbeda. Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi nilai Rrs seperti Inherent Optical Properties (IOP) dan Apparent Optical Properties (AOP). IOP
merupakan sifat optik suatu perairan yang dipengaruhi oleh kandungan yang terlarut dalam perairan tersebut seperti CDOM, fitoplankton, dan partikel. Komponen penting dalam IOP adalah absorption coefficient (a), scattering coefficient (b), dan attenuation coefficient (c). AOP merupakan sifat optik yang dipengaruhi oleh struktur geometrik dari cahaya yang datang serta kandungan yang terlarut dalam suatu perairan. Cahaya yang datang memiliki intensitas yang berbeda-beda, demikian juga dengan sudut datang yang berbeda akan
mempengaruhi intensitas dari cahaya. Beberapa contoh komponen AOP adalah radiansi (L), irradiansi (E), dan reflektansi (R).
Kandungan air dari suatu tempat serta kondisi yang berbeda akan memiliki variasi pada komponen yang telarut didalamnya. Menurut Sathyendranath (2000) terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi sinyal yang berasal dari kolom air laut seperti cahaya matahari langsung yang merambat di atmosfer lalu penetrasi ke dalam laut, molekul-molekul air akan menyerap dan menghamburkan cahaya. Kandungan air laut seperti fitoplankton, zooplankton, partikel, dan bahan organik
terlarut dapat menyerap dan menghamburkan cahaya. Cahaya yang datang dari kolom air laut sering disebut sebagai Water Leaving Radiance (Lw). Water
Leaving Radiance ini dikoreksi dengan radiasi hamburan dari atmosfer (Ls) dan kemudian dinormalisasi (dibagi) dengan jumlah cahaya yang datang
(Downwelling Irradiance, Ed) untuk menghasilkan nilai Remote sensing reflectance (Rrs) (Toole et al. 2000).
Selain faktor dari dalam perairan tersebut, nilai Rrs juga dipengaruhi oleh karakteristik cahaya yang datang. Karakteristik cahaya ini berkaitan dengan intensitas cahaya datang yang berbeda pada setiap musim, kondisi atmosfer sekitar perairan, dan sudut datangnya cahaya. Kondisi atmosfer yang berawan banyak mengandung uap air sehingga mempengaruhi penetrasi cahaya menuju permukaan perairan. Sudut datang cahaya berkaitan dengan jarak tempuh yang dilalui cahaya sampai dengan terekam oleh sensor. Semakin besar sudut
datangnya, maka jarak tempuhnya semakin jauh sehingga intensitas cahaya yang terekam juga lebih rendah, yaitu cahaya dengan panjang gelombang rendah akan memiliki nilai kecil atau bahkan tidak terekam oleh sensor. Penentuan sudut datang merupakan salah satu komponen penting dalam pengukuran nilai Rrs.
Remote sensing reflektance (Rrs) merupakan komponen penting dalam AOP yang memiliki peran penting dalam bidang penginderaan jauh. Pengukuran nilai spektral Rrs dilakukan untuk melakukan kajian pada warna perairan, estimasi kandungan suatu perairan melalui pemodelan algoritma bio-optik, dan dapat digunakan untuk kalibrasi dan validasi pengukuran citra satelit. Perairan timur laut Teluk Meksiko merupakan perairan yang banyak mengalami variasi proses dan dinamika oseanografi secara signifikan. Seperti upwelling, pertemuan dua
massa air tawar dan air laut, muara dari beberapa sungai, angin, arus, dan proses biogeokimia lainnya (Gilbes et al. 1996; Muller-Karger 2000; Nababan
2011).Sungai Mississippi merupakan sungai utama yang mempengaruhi produktivitas primer di perairan Teluk Meksiko. Beberapa studi terakhir telah banyak memfokuskan mengenai pengaruh dari adanya masukan dari beberapa aliran sungai yang mempengaruhi proses fisik dan biogeokimia di perairan timur laut Teluk Meksiko.
Dinamika fisik di perairan ini dipengaruhi oleh masukan dari daratan. Sirkulasi perairan di Teluk Meksiko secara umum dimulai dengan aliran air yang memasuki telukmelaluiSelatYucatan, kemudian bersirkulasi sebagaiLoop Current, dan keluar melalui SelatFlorida yang pada akhirnya dapat membentukGulf
Stream.Bagian-bagian dariLoopCurrentsering melepaskan
dirimembentukpusaranatau 'gyres' yang dapat mempengaruhipola arusregional (Horn 2012). Pola arus dan proses fisik serta bio-kimia yang sangat dinamis pada perairan Timur Laut Teluk Meksiko membuat perairan ini sangat dinamis disertai dengan minimnya informasi dan penelitian terkait nilai dan sebaran Rrs di perairan ini maka penelitian tentang karakteristik spektral reflektansi di perairan Timur Laut Teluk Meksiko sangat penting untuk dilakukan.
1.2 Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui nilai dan variabilitas remote sensing reflektansi dari permukaan air laut padaberbagai musim dan tipe air laut yang berbeda di perairan timur laut Teluk Meksiko.
4
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sifat Optik Perairan
Penetrasi cahaya yang sampai ke dalam air dipengaruhi oleh intensitas cahaya, sudut datang cahaya, kondisi permukaan perairan, bahan yang terlarut, dan tersuspensi di dalam air. Sifat optik merupakan sifat yang menggambarkan interaksi cahaya dengan medium yang di laluinya, sehingga cahaya memiliki sifat optik yang berbeda-beda berdasarkan sifatnya dalam suatu medium yang
dilaluinya. Spektrum cahaya gelombang panjang (merah) terserap lebih cepat dan tidak mampu melakukan penetrasi yang lebih dalam pada perairan dibandingkan dengan cahaya pada gelombang pendek dan pertengahan yaitu biru dan hijau (Mobley 1994).
Sifat optik dari perairan sangatlah tergantung pada intensitas cahaya matahari yang diterimanya serta kandungan partikel dan bahan terlarut di dalamnya. Cahaya yang tiba di permukaan perairan sebagian akan dipantulkan, sebagian akan dihamburkan, sebagian diserap, dan sebagian lagi diteruskan menembus kolom perairan. Sifat ini juga terjadi pada perairan laut, yaitu cahaya sebagian dipantulkan, dihamburkan, dan sebagian diserap. Kemampuan penetrasi cahaya untuk masuk menembus kolom perairan sangat dipengaruhi oleh intensitas dan sudut datang cahaya, kondisi permukaan air dan bahan-bahan yang terlarut dan tersuspensi di dalam air (Wouthuyzen 2001). Pada wilayah yang memiliki empat musim, intensitas cahaya maksimum terjadi pada musim panas dan intensitas cahaya minimum pada musim dingin. Pada wilayah dua musim atau tropis, intensitas cahaya optimum terjadi pada musim kemarau dan intensitas
minimum terjadi pada musim hujan, dengan demikian intensitas cahaya matahari juga bervariasi menurut musim, variasi terbesar berada pada daerah yang memiliki empat musim. Pada pembahasan sifat optik laut juga dikenal istilah kedalaman optik (optical depth) dan kedalaman atenuasi. Produktifitas primer di laut dapat terjadi hingga kedalaman kompensasi. Mobley (1994) melaporkan dalam skala yang besar, sifat optik dari suatu perairan dibagi menjadi dua yaitu Inherent Optical Properties (IOP) dan Apperent Optical Properties (AOP).
2.1.1 Inherent Optical Properties (IOP)
IOP merupakan sifat optik dari suatu perairan yang hanya tergantung oleh media air dan materi yang terkandung di dalamnya serta tidak dipengaruhi oleh struktur cahaya yang masuk ke dalam medium (Kirk 1994; Mobley 1994). Tiga komponen utama dalam IOP adalah koefisien absorpsi, koefisien hambur balik (scattering), dan koefisien attenuasi. Komponen utama dari IOP yang biasa digunakan dalam sifat optik perairan adalah nilai spectral absorption dan koefisien hambur balik (scattering coefficients) yang menyatakan nilai dari spektral absorbansi dan hambur balik per satuan jarak dalam medium air. Koefisien absorpsi merupakan fraksi perbandingan cahaya yang diserap dengan ketebalan lapisan permukaan perairan. Koefisien hambur balik merupakan fraksi cahaya yang dipencarkan saat cahaya mengenai lapisan permukaan.
2.1.2 Apparent Optical Properties (AOP)
AOPmerupakan sifat optik dari suatu perairan yang tergantung tidak hanya pada media air dan materi yang terkandung di dalamnya tetapi juga strukur cahaya yang datang ke media air tersebut, sehingga dapat menampilkan gambar yang
cukup stabil untuk mendeskripsikan sifat optik pada kolom perairan (Mobley 1994). Komponen yang biasa digunakan dalam AOP adalah radiansi, irradiansi, dan reflektansi. Hal yang membedakan antara AOP dan IOP yakni dalam
penentuan AOP tidak dapat digunakan menggunakan sampel air. Ini dikarenakan dalam penentuan AOP digunakan nilai irradiance reflectance yang dapat berubah secara signifikan jika terjadi perubahan intensitas cahaya yang melalui medium dan menembus kolom perairan. Sehingga nilai AOP bergantung pada distribusi cahaya yang terdeteksi didalam kolom perairan. Idealnya suatu perairan hanya mengalami perubahan nilai AOP yang kecil. Adanya perubahan nilai AOP ini dapat digunakan untuk membandingkan karakteristik perairan di suatu tempat dengan tempat lainnya (Eurico& Miller 2002).
2.2 Remote Sensing Reflektansi (Rrs)
Remote sensing reflektansi sering juga disebut sebagai reflektansi. Data reflektansi yang dideteksi oleh satelit umumnya disebut remote sensing reflektansi sedangkan pengukuran di lapangan umumnya disebut reflektansi. Sehingga pengertian kedua istilah ini pada umumnya memiliki makna yang sama yaitu jumlah radiansi yang dipantulkan oleh permukaan dibagi dengan jumlah irradiansi yang diterima oleh permukaan tersebut. Menurut Liew et al.(2000) reflektansi spektral merupakan rasio dari radiansi yang dideteksi dari permukaan target terhadap total irradiansi yang datang. Santaella (2008) melaporkanreflectance dalam hal ini adalah remote sensing reflectances merupakan pengukuran
perbandingan banyaknya irradiansi yang dipantulkan objek (upwelling radiance) dengan radiasi yang mengenai objek (downwelling iiradiance). Nilai reflectance ini berbeda-beda untuk setiap benda dengan bahan atau materi yang berbeda.
Nilai spectral irradiance reflectance (R) ini sering dihitung di dalam perairan tepat di bawah permukaan perairan atau dianggap juga pada kedalaman 0 meter.
Nilai reflektansi dihitung tepat berada di bawah permukaan perairan, maka nilai spectral upwelling plane irradiance ini sering disebut juga sebagai water-leaving radiance (L). Pada bidang penginderaan jauh (remote sensing), nilai ini dikenal dengan nama Remote Sensing Reflectances (Rrs), yaitu digunakan untuk mengukur seberapa banyak cahaya yang masuk kedalam kolom perairan dan kembali lagi (terpantul) ke permukaan sehingga dapat dideteksi melalui sensor radiometer berdasarkan arah yang berlawanan. Kedua nilai dari R dan Rrs ini sangatlah penting dalam menentukan sifat optik dalam suatu perairan.
Panjang gelombang yang digunakan pada grafik visualisasi Rrsmemiliki rentang cahaya gelombang tampak yakni 400 – 750 nm yang terdiri dari spektrum gelombang biru dengan kisaran 400 – 500 nm, spektrum gelombang hijau dengan kisaran 500 – 600 nm, dan spektrum gelombang merah dengan kisaran 600-750 nm (Lillesand & Kiefer 1987; Swain & Davis 1978). Kemampuan merambat di dalam kolom air dari ketiga spektrum gelombang tampak tersebut sangatlah beragam. Spektrum gelombang biru mempunyai kemampuan merambat yang tinggi, gelombang ini dapat menembus lapisan air sampai kedalaman 100 m (Nybakken 1988). Spektrum gelombang hijau memiliki kemampuan merambat yang lebih pendek sedangkan spektrum gelombang merah merupakan gelombang dengan daya rambat terpendek.
2.3 Karakteristik Spektral Klorofil dan Fitoplankton
Pada dasarnya fitoplankton terdiri dari alga yang berukuran mikroskopik yang berisikan pigmen fotosintetik berwarna hijau dan biasa disebut dengan
klorofil. Klorofil-a adalah salah satu pigmen yang paling penting pada fitoplankton yang digunakan untuk proses fotosintesis. Klorofil-a memegang posisi kunci dalam reaksi fotosintesis dalam produktivitas perairan (Nontji 2008). Klorofil-a berpotensi sebagai indikator untuk estimasi biomassa dari fitoplankton mengingat sekitar 80-90% dari total kandungan pigmen yang terdapat dalam fitoplankton terdiri dari klorofil-a.
Sifat klorofil yang dapat menyerap dan memantulkan spektrum cahaya tertentu dimanfaatkan untuk mendeteksi sebaran fitoplankton di permukaan laut dari satelit. Adapun kaitannya dengan penginderaan jarak jauh, klorofil
merupakan objek yang dapat dianalisis untuk memprediksi potensi perikanan di suatu wilayah perairan laut, karena unsur ini akan menyerap gelombang tampak biru dan memantulkan spektrum gelombang hijau secara kuat. Ketika terdapat kandungan klorofil yang kuat, maka terjadi peningkatan energi yang dipantulkan oleh spektrum gelombang hijau (Nontji 2008; Swain dan Davis 1978) (Gambar 1).
Gambar 1. Spektral reflektansi dari air laut dengan konsentrasi klorofil yang berbeda (Swain dan Davis 1978)
Khusus untuk perairan Timur Laut Teluk Meksiko, konsentrasi klorofil secara umum relatif tinggi di daerah muara sungai pada musim panas, semi, dan gugur. Sedangkan untuk daerah offshore konsentrasi yang relatif tinggi juga ditemui pada musim panas 1999 dan 2000 (Nababan 2005).
2.4 Kandungan dan Tipe Perairan
Secara umum materi yang terkandung dalam air terdiri dari materi yang terlarut dan partikel bersamanya baik organik maupun anorganik dan makhluk hidup maupun tak hidup (Mobley 1994). Materi tersebut terbentuk dari sisa-sisa tumbuhan dan humik yang secara umum berwarna biru, namun dalam konsentrasi tertentu menyebabkan perairan berwarna kuning kecoklatan (Kirk 1994).
Komponen tersebut sering dikenal dengan istilah yellow substance atau Colored Disolved Organic Matter(CDOM) atau gelbstoff atau gilvin (Hu 2002; Kirk 1994; Mobley 1994). CDOM ini memiliki konsentrasi yang tinggi di danau, sungai, dan pesisir akibat pengaruh masukan dari sungai. CDOM ini juga dapat digunakan sebagai penanda dari peningkatan fitoplankton terutama penanda perairan setelah terjadinya blooming.
CDOM merupakan bagian dari Dissolved Organic Matter (DOM) di laut yang sangat kompleks dan umumnya mudah terurai. Kelompok organik terlarut ini sangat penting secara biokimia terutama sebagai energi bagi mikroorganisme. CDOM berasal dari sel fitoplankton dan partikel-partikelorganik lainnya dari sumber yang jauh. Sebagai contoh sungai yang mengalir sepanjang daerah yang kaya akan unsur organik akan mengakumulasi banyak sekali CDOM sepanjang lintasan sungai tersebut (Nurjannah 2006). CDOM berperan penting di ekosistem
akuatik dan berpengaruh terhadap warna dan kualitas perairan tersebut. CDOM dapat mengurangi sifat optik perairan pada panjang gelombang tampak (400-700 nm ) dan ultraviolet (280-400 nm). CDOM bersaing dengan fitoplankton dan tanaman akuatik lainnya dalam menangkap energi cahaya (Barbaran 2008). Distribusi absorpsi CDOM (443 nm) pada perairan Timur Laut Teluk Meksiko berkisar antara 0 – 0.32 m-1. Kisaran absorpsi tertinggi berada pada daerah muara Sungai Mississippi pada musim panas 2000 dan musim semi 2000, sedangkan di wilayah laut lepas (offshore), nilai absorpsi tertinggi terjadi pada musim panas (Nababan 2005).
Tipe perairan dibagi menjadi dua kelompok (case) (Gambar 2)berdasarkan materi pembentuk warna perairan. Perairan case-1 merupakan perairan dengan sifat optik utama dipengaruhi oleh fitoplankton. Perairan case-1 ini umumnya terdapat pada perairan lepas pantai (offshore). Perairan case-2 merupakan perairan dengan sifat optik yang tidak hanya dipengaruhi oleh fitoplankton, tetapi juga dipengaruhi oleh partikel terlarut dan tersuspensi seperti anorganik dan yellow substance.Perairan pada case-2 materi tersuspensi dan yellow substance
memberikan kontribusi yang signifikan terhadap sifat optik perairan. Sifat optik perairan (absorpsi atau reflektansi) pada beberapa panjang gelombang, waktu dan lokasi tertentu dipengaruhi oleh fitoplankton, padatan tersuspensi dan yellow substances.
2.5 Kondisi Umum Perairan Timur Laut Teluk Meksiko
Teluk Meksiko merupakan sebuah bagian dari Laut Karibia yang berbatasan dengan negara Meksiko disebelah barat dan selatan serta negara Amerika Serikat di sebelah utara dan timur. Luas teluk ini berkisar antara 1.6 juta km2 dengan
Gambar 2. Diagram tipe perairan case-1 dan case-2 (Madela 2011)
panjang pantai mencapai 5.700kilometer dari CapeSable, Florida hingga ke ujungsemenanjungYucatan (Gulfbase 2012). Secara geografis, Teluk Meksiko merupakan perairan semi tertutup dengan sistem sirkulasi fisik yang kompleks, memiliki produktifitas biologi yang tinggi di bagian continental shelf akibat bermuaranya beberapa sungai di daerah ini dan merupakan lokasi upwelling, serta memiliki produktivitas yang relatif rendah di bagian offshore (Ohlmann dan Niiler 2005; Vastano et al. 1995; Walker 1996). Negara bagian Amerika Serikat yang berbatasan langsung dengan teluk ini diantaranya adalah Florida, Alabama, Mississippi, Lousiana, dan Texas serta beberapa negara bagian di Meksiko.
Khusus untuk daerah bagian perairan timur laut, merupakan muara dari beberapa sungai utama, seperti Sungai Mississippi, Escambia, Choctawhatchee, Apalachicola, dan Suwannee. Sungai Mississippi merupakan sungai yang memberikan pengaruh signifikan terhadap kondisi biologi, kimia, dan fisik di perairan Teluk Meksiko melalui masukan air tawar dan aliran sedimen ke Teluk
Meksiko yang berbeda pada setiap musim sehingga memberikan pengaruh terhadap sebaran spasial dan temporal dari flux karbon dan produksi primer di perairan tersebut (Eurico et al. 2002; Lohrenz et al. 1990; Walker 1996).
Perairan Teluk Meksiko bagian timur laut ini memiliki variabilitas musiman yang tinggi akibat adanya sirkulasi off shelf yaitu siklon, antisiklon, dan
perputaran arus (loop current) yang bervariasi (Nowlin 2001). Adanya muara sungai-sungai besar juga turut membuat aktivitas fisik, biologi, dan kimia perairan sekitarnya cepat mengalami perubahan. Sungai yang memiliki debit dominan di perairan ini adalah Sungai Mississppi yang masuk ke arah timur sepanjang batas kontinen. Masukan aliran yang besar ini turut membawa pengaruh terhadap distribusi sifat optik air, selain faktor–faktor lainnya yaitu salinitas, oksigen terlarut,nutrisi, dan transmisi cahaya.
13
3. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di bagian timur laut Teluk Meksiko mulai dari delta Sungai Mississippi sampai Teluk Tampa di sebelah barat Florida (Gambar 3). Perairan timur laut Teluk Meksiko ini (NEGOM : Northeastern Gulf of Mexico) dibagi kedalam dua tipe kedalaman, yaitu perairan pantai dan lepas pantai. Pada Tabel 1 ditampilkan pengambilan data pada tahun 1999 sampai 2000 dengan menggunakan kapal peneliti Gyre selama 2 minggu setiap musim (semi, panas, dan gugur). Pengambilan data radiansi dan irradiansi dilakukan oleh Dr. Ir. Bisman Nababan, M.Sc, menggunakan Fieldspec ASD bekerja sama dengan College of Marine Science, University of South Florida, St. Petersburg, Florida, USA. Pengolahan data dilakukan pada Maret-September 2012 di Laboratorium Remote Sensing dan GIS Kelautan, Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Fakultas Perikanan dan Kelautan, IPB, Bogor.
Tabel 1. Jurnal kegiatan pelaksanaan cruise No.
cruise Tanggal mulai Tanggal selesai CruiseID Musim N6 15 Agustus 1999 28 Agustus 1999 Su-99 Panas N7 13 November 1999 23 November 1999 Fa-99 Gugur N8 15 April 2000 26 April 2000 Sp-00 Semi N9 28 Juli 2000 8 Agustus 2000 Su-00 Panas
3.2 Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah Global Positioning System (GPS), Fieldspec Analytical Spectral Devices (ASD) spectroradiometer.
Gambar 3. Peta lokasi penelitian. Poin merupakan titik stasiun pengambilan data radiansi dan irradiansi pada masing-masing musim
Minitab 14, Statistica 6.0 dan Matlab 2010. Microsoft excel 2010digunakan untuk membantu proses perhitungan nilai Rrs. GPS digunakan untuk menentukan lokasi yang tepat dilapangan. ASD Spectroradiometer digunakan untuk
mengukur nilai radiansi dan irradiansi. Matlab digunakan untuk proses data radiansi dan irradiansi. Pengolahan uji statistik dilakukan dengan minitab serta visualisasi box dan whisker plot menggunakan software statistica.
3.3 Pengumpulan dan Perolehan Data
Data yang digunakan merupakan hasil pengukuran yang dilakukan oleh Institute of Marine Remote Sensing, College of Marine Science, University of South Florida, St. Petersburg, Florida, USA dengan persetujuan Dr. Ir. Bisman Nababan, M.Sc. sebagai koordinator pengambilan data lapangan seperti
downwelling irradiance (Ed), sky radiance (Ls) dan upwelling radiance (Lu) pada
permukaan air laut pada berbagai musim dan berbagai tipe air laut yang kemudian dihitung nilai remote sensing reflektansi (Rrs). Pengukuran data Ls, Lu, dan Ed dilakukan pada setiap pengambilan data CTD setiap transek saat kondisi laut dan cuaca memungkinkan antara pukul 10.00 – 14.30 waktu setempat. Gambar 4 (a) menunjukkan alat ASD sedangkan 4(b)menunjukkan cara penggunaannya di lapang. ASD terhubung dengan komputer dan terhubung juga dengan fiber optic sebagai sensor. Benda berwarna kuning pada Gambar 4(b) merupakan alat penunjuk sudut pengambilan data.
Data upwelling radiance diukur menggunakan ASDspectroradiometer dengan sudut antara sensor dengan bidang tegak lurus terhadap permukaan laut 30o. Nilai sky radiance diukur dengan sudut antara sensor dengan bidang tegak lurus terhadap langit 30o, sedangkan nilai downwelling irradiance diukur tegak
(a) (b)
Gambar 4. (a) Generasi lebih baru ASD spectroradiometer (www.asdi.com, 2012), (b) Contoh proses pengambilan data upwelling radiance
Gambar 5. Skema pengukuran dan penentuan Rrs tepat diatas permukaan perairan. Pengukuran nilai Lu (Upwelling radiance; a), Ls
(Sky radiance; b ), dan Ed (Downwelling iiradiance; c) (Hu 2002)
lurus dengan sensor mengarah ke atmosfer. Alat ini mampu merekam data pada selang gelombang 350 – 1050 nm. Data yang terekam memiliki rentang waktu 100 mili detik (ms). Gambar 5 menunjukkan skema pengukuran nilai Lu dan Ls.
3.4 Metode Pengolahan Data
Proses pengolahan data dilakukan dengan alur pada Gambar 6. Pengolahan data dimulai dengan melakukan identifikasi tipe dari data berdasarkan visualisasi grafik yang dikelompokan menjadi radiance upwelling (Lu), sky radiance (Ls), irradiance downwelling (Ed), dan data yang tidak terpakai. Data yang tidak terpakai ini adalah data yang memiliki nilai yang berbeda jauh dibandingkan dengan nilai dari data lainnya (pencilan) dalam satu stasiun. Perbedaan nilai data ini dapat terjadi akibat kondisi gelombang sehingga berpengaruh pada sudut perekaman data, faktor tutupan awan, dan faktor sun glint. Setelah identifikasi data selesai dilakukan, maka selanjutnya adalah penentuan nilai water-leaving radiance (Lw) yaitu nilai pantulan dari kolom perairan pada satu kedalaman optik.
Nilai water-leaving radiance ini tidak dapat diperoleh melalui pengukuran langsung di lapang, nilai ini diperoleh dengan melakukan koreksi berdasarkan nilai upwelling radiance dan sky radiance. Setelah diperoleh nilai Lw dari setiap
Gambar 6. Diagram alir pengolahan data
stasiun, maka selanjutnya dapat ditentukan nilai Rrs yang ditampilkan dalam grafik untuk memudahkan analisis dari data yang diperoleh. Nilai Rrs ini selanjutnya dikoreksi bersarkan panjang gelombang 750 nm dan diplotkan kedalam peta untuk melihat sebarannya secara spasial. Koreksi berdasarkan 750 nm meter ini dilakukan untuk menghilangkan pengaruh atmosfer (sky radiance) dengan mengasumsikan nilai Lw (water leaving radiance) pada panjang
gelombang 750 nm adalah 0 (SeaWiFS ocean optics protocols). Perhitungan nilai remote sensing reflektansi dilakukan dengan menggunakan rumus berikut.
...(1)
...(2) (Toole et al. 2000)
Keterangan :
: water leaving radiance (W m−2 sr−1) : upwelling radiance (W m−2 sr−1) : fresnel reflectance (0,02)
: sky radiance (W m−2 sr−1) : iiradiance downwelling (W m−2) : remote sensing raflectance (sr−1)
Analisis statistik dilakukan untuk menunjukkan perbedaan nilai Rrs setiap musim pada panjang gelombang kanal ocean color satelit MODIS yakni band 8 – 14. Pengujian dilakukan menggunakan uji Kruskal-Wallis, yaitu digunakan untuk menguji hipotesis nol (H0) bahwa banyaknya contoh berasal dari populasi yang
identik (Walpole 1992).
∑
...(3) Keterangan :
: nilai uji Kruskal-Wallis : jumlah contoh
: jumlah kelas
: jumlah ranking pada sampel ke-i
3.5 Analisis Data
Data yang diperoleh berdasarkan hasil pengukuran akan divisualisasikan berupa grafik melalui list program yang dikembangkan dengan menggunakan perangkat lunak Matlab (Lampiran 1). Analisis data dilakukan berdasarkan perbedaan musim dan tipe perairan di daerah timur laut Teluk Meksiko yang dihubungkan dengan peta sebaran klorofil-a setiap musimnya.
19
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Musim Panas Tahun 1999
Pola grafik Rrs dari masing-masing lokasi pengambilan data radiansi dan irradiansi pada musim panas 1999 selengkapnya disajikan pada Gambar 7.Grafik tersebut menggambarkan karakteristik Rrspermukaan perairan dari setiap lokasi yang dikelompokkan berdasarkan pola grafik yang memiliki kemiripandan lokasi yang berdekatan untuk mempermudah karakterisasi dan identifikasi Rrs.Tabel 2 menampilkan nilai Rrs secara spesifikpada musim panas 1999.
Gambar 7a menunjukkanpola Rrs pada stasiun 4, 6, dan 7 yang berada di muara Sungai Mississippi. Secara umum ketiga stasiun ini memiliki nilai Rrsyang relatif tinggi pada gelombang hijau dengan kisaran 2,3 x 10-3– 4,4 x 10-3 sr-1 dibandingkan dengan gelombang biru dan merah. Nilai Rrs tertinggi berada pada kisaran panjang gelombang 550 – 570 nm, yang selanjutnya menurun secara signifikan. Kisaran panjang gelombang tersebut merupakan spektrum gelombang hijau, menunjukkan bahwa pada daerah ini memiliki konsentrasi klorofil-a yang relatif tinggi. Hal ini sesuai dengan temuan Nababan (2005) dimana konsentrasi klorofil-a relatif tinggi pada lokasi dekat muara sungai Mississippi (Gambar 7 bagian atas).Pada muara Sungai Mississippi, kisaran nilai Rrspada panjang
gelombang 413, 443, dan 488 nm secara berturut-turut yaitu1,5 x 10-3 – 4x 10-3 sr -1
, 1,6 x 10-3 – 3,8 x 10-3 sr-1, dan 2 x 10-3 – 4,2 x 10-3 sr-1 (Tabel 2).Pada panjang gelombang531 dan 551 nmmemiliki kisaran nilai Rrsyang sama yakni antara 2,3 x 10-3 – 4,4 x 10-3 sr-1,sedangkanpanjang gelombang667 dan 678 nm berada pada kisaran 0,5 x 10-3 – 0,9 x 10-3 sr-1 dan 0,6 x 10-3 – 0,9 x 10-3 sr-1 (Tabel 2).
Gambar 7. Grafik Rrs pada berbagai lokasi pada musim panas 1999 (bawah : a, b, c, d, e, dan f). Bagian atas merupakan peta sebaran spasial klorofil pada waktu yang sama (Nababan 2005) dengan lokasi stasiun pengambilan data Rrs. Note: skala sumbu-y berbeda untuk memperjelas penampilan grafik.
(a) (b) (d) (c) (e) (f) (e) (f) (c) (d) (a) (b)
Tabel 2. Nilai Rrs di masing-masing panjang gelombang serta stasiun pada musim panas tahun 1999 (Rrs x 10-3sr-1)
Grafik Stasiun Panjang Gelombang (nm)
413 443 488 531 551 667 678 7a 4 1,58 1,65 2,07 2,32 2,36 0,56 0,67 6 2,29 2,26 2,67 3,08 3,27 0,57 0,66 7 4,09 3,89 4,20 4,40 4,45 0,90 0,95 7b 8 7,58 6,25 5,27 2,58 1,92 0,18 0,18 9 7,52 6,28 5,36 2,65 2,01 0,23 0,23 7c 10 8,36 6,79 5,51 2,52 1,85 0,17 0,17 7d 11 4,32 4,30 4,47 2,97 2,42 0,31 0,31 12 1,29 1,79 2,61 1,69 1,37 0,02 0,03 13 4,08 4,09 4,31 2,88 2,34 0,27 0,27 14 4,36 4,41 4,59 2,85 2,27 0,26 0,27 15 3,81 3,98 4,30 2,67 2,11 0,23 0,25 7e 16 3,80 4,08 5,12 4,42 3,93 0,32 0,36 7f 17 4,14 4,32 4,73 3,41 2,87 0,42 0,41 18 3,94 4,13 4,55 3,27 2,77 0,39 0,38 19 3,01 3,09 3,40 2,58 2,18 0,31 0,32 20 3,14 3,24 3,56 2,72 2,30 0,36 0,36
Pada daerah offshore musim panas 1999 terlihat dua pola grafik Rrs yang berbeda yaitu pola yang menunjukkan perairan berwarna biru (Gambar 7b dan 7c) dan pola grafik Rrs yang menunjukkan perairan berwarna hijau (Gambar 7d dan 7f).Kisaran nilai Rrs pada daerah offshore yang menunjukkan warna perairan biru pada panjang gelombang 413, 443, dan 488 nm adalah 7,5 x 10-3–8,3 x 10-3 sr-1, 6,2 x 10-3– 6,8 x 10-3 sr-1, dan 5,2 x 10-3 – 5,5 x 10-3 sr-1(Tabel 2). Gelombang hijau yakni panjang gelombang 531 dan 551 nm, nilai Rrs berada pada kisaran 2,5 x 10-3– 2,6 x 10-3 sr-1 dan 1,8 x 10-3– 2x 10-3 sr-1,sedangkan nilai Rrs pada panjang gelombang 667 dan 678 nm berada pada kisaran yang sama yaitu 0,18 x 10-3– 0,23 x 10-3 sr-1(Tabel 2). Tingginya nilai Rrs pada gelombang biru menunjukan warna perairan pada lokasi tersebut dominan berwarna biru, hal ini sesuai dengan
hasil Nababan (2005) yakni pada lokasi ini warna perairan cenderung biru dengan kandungan klorofil yang relatif lebih rendah (Gambar 7 bagian atas).
Kisaran nilai Rrs di daerah offshore yang berwarna hijau (Gambar 7d dan 7f) pada panjang gelombang 413, 443, dan 488 nm berturut-turut adalah 3 x 10-3– 4,3 x 10-3 sr-1, 1,7 x 10-3 – 4,4 x 10-3 sr-1, dan 2,6 x 10-3 –4,5 x 10-3 sr-1(Tabel 2).Pada panjang gelombang 531 dan 551 nm, nilai Rrs berada pada kisaran 1,6 x 10-3 –2,8 x 10-3 sr-1 dan 1,3 x 10-3– 2,4 x 10-3 sr-1(Tabel 2).Nilai Rrs tertinggi pada panjang gelombang 667 dan 678 nm berada pada kisaran yang sama yaitu0,02 x 10-3– 0,41 x 10-3 sr-1(Tabel 2).Berdasarkan pola grafik dan nilai Rrs di lokasi ini maka
konsentrasi klorofil pada daerah ini relatif sedang, hal ini dikarenakan adanya arus yang berasal dari arah barat menuju timur secara berputar, sehingga menyebabkan materi yang berasal dari muara Sungai Mississippi dengan kandungan nutrien yang relatif tinggi terbawa sampai daerah offshore(Nababan 2005).
Pada perairan dekat muara Sungai Suwanee, berdasarkan pola grafik tersebut maka dapat diketahui kondisi perairan di stasiun 16 memiliki konsentrasi klorofil yang relatif tinggi hal ini dikarenakan nilai Rrs tertinggi berada pada gelombang hijau yakni antara 480 – 510 nm.Kisaran nilai Rrspada panjang
gelombang 413, 443, dan 488 nm berturut-turut adalah 3,8 x 10-3 sr-1, 4 x 10-3 sr-1, dan 5,1 x 10-3 sr-1(Tabel 2). Gelombang hijau yakni panjang gelombang 531 dan 551 nm, nilai Rrsadalah 4,4 x 10-3 sr-1 dan 3,9 x 10-3 sr-1,sedangkan nilai Rrs pada panjang gelombang 667 dan 678 nm berada pada nilai yang sama yaitu0,3 x 10-3 sr-1(Tabel 2). Kondisi ini sesuai dengan hasil Nababan (2005), dimana pada lokasi ini warna perairan berada pada rentang warna hijau dengan konsentrasi klorofil-a yang relatif tinggi (Gambar 7 bagian atas).
4.2 Musim Gugur Tahun 1999
Pola grafik nilai Rrs dari masing-masing lokasi pengambilan data radiansi dan irradiansi pada musim gugur 1999 selengkapnya disajikan pada Gambar 8. Sama halnya dengan grafik musim panas 1999, grafik ini menggambarkan karakteristik Rrspermukaan perairan dari masing-masing lokasi yang
dikelompokkan berdasarkan pola grafik yang memiliki kemiripan dan lokasi yang berdekatan untuk mempermudah karakterisasi dan identifikasi Rrs. Tabel 3 menampilkan nilai Rrspada musim gugur 1999.
Gambar 8a menunjukkan nilai Rrs pada stasiun 22, 23, dan 24 yang berada dekat dengan muara Sungai Mississippi. Secara umum ketiga stasiun ini memiliki nilai Rrsyang relatif tinggi pada gelombang biru dengan kisaran 3,7 x 10-3– 6,2 x 10-3 sr-1 dibandingkan dengan gelombang hijau dan merah. Nilai Rrs tertinggi berada pada panjang gelombang 400 nm, yang selanjutnya terus menurun hingga gelombang merah. Pada daerah ini, nilai Rrs pada gelombangbiru yaitu 413, 443, dan 488 nm berturut-turut berkisar antara 4,4 x 10-3 – 6,3 x 10-3 sr-1, 3,9 x 10-3 – 5,3 x 10-3 sr-1, dan 3,5 x 10-3 – 4,3 x 10-3 sr-1 (Tabel 3). Panjang gelombang 531 dan 551 nm (gelombang hijau), nilai Rrs berada pada kisaran yaitu 1,6 x 10-3 – 1,8 x 10-3 sr-1 dan 1,1 x 10-3 – 1,3 x 10-3 sr-1(Tabel 3). Kisaran nilai Rrs pada
gelombang merah yaitu 667 dan 678 nm (gelombang merah) memiliki nilai yang sama yaitu 0,05 x 10-3 – 0,16 x 10-3 sr-1(Tabel 3). Kondisi ini sesuai dengan hasil Nababan (2005), yaitu pada lokasi ini warna perairan berada pada rentang warna biru dengan konsentrasi klorofil-a yang relatif rendah (Gambar 8 bagian atas).
Gambar 8. Grafik Rrs pada berbagai lokasi pada musim gugur 1999 (bawah : a, b, c, d, e, dan f). Bagian atas merupakan peta sebaran spasial klorofil pada waktu yang sama (Nababan 2005) dengan lokasi stasiun pengambilan data Rrs. Note: skala sumbu-y berbeda untuk memperjelas penampilan grafik.
Tabel 3. Nilai Rrs di masing-masing panjang gelombang serta stasiun pada musim gugurtahun 1999 (Rrs x 10-3sr-1)
Grafik Stasiun Panjang Gelombang (nm)
413 443 488 531 551 667 678 8a 22 5,98 5,04 4,15 1,67 1,18 0,05 0,06 (f) (a) (d) (e) (c)
23 6,32 5,30 4,34 1,71 1,19 0,05 0,07 24 4,48 3,96 3,56 1,80 1,37 0,16 0,16 8b 25 5,97 5,30 4,71 2,32 1,73 0,17 0,17 26 5,62 5,04 4,52 2,22 1,65 0,16 0,15 27 5,67 4,99 4,39 2,09 1,53 0,14 0,13 28 4,41 4,12 4,07 2,24 1,67 0,17 0,18 8c 29 3,67 4,35 5,65 4,35 3,67 0,41 0,42 30 3,89 4,48 5,69 4,34 3,63 0,42 0,42 31 4,79 4,92 5,57 3,93 3,19 0,38 0,39 8d 32 8,06 6,63 5,36 2,33 1,70 0,18 0,17 33 7,40 6,14 4,90 2,03 1,46 0,13 0,13 34 7,59 6,39 5,10 2,17 1,58 0,16 0,15 43 6,76 5,77 4,69 2,04 1,49 0,13 0,13 44 6,95 5,90 4,74 2,00 1,44 0,14 0,13 8e 35 9,87 9,13 8,85 4,77 3,57 0,37 0,37 36 6,29 5,72 5,40 2,98 2,27 0,29 0,28 8f 39 3,80 4,34 5,94 4,16 3,29 0,21 0,24 40 5,48 5,37 5,75 3,19 2,35 0,20 0,23 41 5,17 5,10 5,52 3,18 2,37 0,21 0,25 42 6,10 5,97 6,32 3,50 2,62 0,25 0,26
Gambar 8b menunjukkan grafik Rrs pada stasiun 25, 26, 27, dan 28 yang berada di muara Sungai Escambia. Pola grafik Rrs pada daerah ini tidak jauh berbeda dengan daerah Sungai Mississippi yaitu nilai Rrs tertinggi pada pada kisaran panjang gelombang 400 nm. Kisaran nilai Rrs pada panjang gelombang biru yaitu 413, 443, dan 488 nm adalah 4,4 x 10-3– 5,9 x 10-3 sr-1, 4,1 x 10-3– 5,3 x 10-3 sr-1, dan 4 x 10-3– 4,7 x 10-3 sr-1(Tabel 3).Pada panjang gelombang 531 dan 551 nm, nilai Rrs berada pada kisaran yaitu 2 x 10-3– 2,3 x 10-3 sr-1 dan 1,5 x 10-3– 1,7 x 10-3 sr-1,sedangkan nilai Rrs pada panjang gelombang 667 dan 678 nm (gelombang merah) adalah 0,13 x 10-3– 0,18 x 10-3 sr-1(Tabel 3).
Berdasarkan grafik nilai Rrs, daerah muara Sungai Choctawhatchee (Gambar 8c) memiliki konsentrasi klorofil yang relatif tinggi. Hal ini terlihat dari puncak
grafik nilai Rrs berada pada rentang panjang gelombang 480 – 500 nm. Kisaran nilai Rrs pada panjang gelombang 413, 443, dan 488 nm adalah 3,6 x 10-3– 4,7 x 10-3 sr-1, 4,3 x 10-3– 4,9 x 10-3 sr-1, dan 5,5 x 10-3– 5,6 x 10-3 sr-1(Tabel 3). Pada panjang gelombang 531 dan 551 nm, nilai Rrsberada pada kisaran yaitu 3,9 x 10 -3– 4,3 x 10-3
sr-1 dan 3,1 x 10-3– 3,6 x 10-3 sr-1, sedangkan pada panjang
gelombang 667 dan 678 nm berkisar antara0,39 x 10-3– 0,42 x 10-3 sr-1(Tabel 3). Daerah offshorepada musim gugur 1999 terlihat menunjukan pola perairan berwarna biru (Gambar 8d). Kisaran nilai Rrs pada daerah offshore pada panjang gelombang 413, 443, dan 488 nm adalah 6,7 x 10-3– 8x 10-3 sr-1, 5,7 x 10-3 – 6,6x 10-3 sr-1, dan 4,6 x 10-3– 5 x 10-3 sr-1(Tabel 3).Pada gelombang hijau yaitu panjang gelombang 531 dan 551 nm, nilai Rrs berada pada kisaran yaitu 2 x 10-3– 2,3 x 10 -3
sr-1 dan 1,4 x 10-3– 1,7 x 10-3 sr-1,sedangkan kisaran nilai Rrs pada panjang gelombang 667 dan 678 nm adalah 0,13 x 10-3– 0,18 x 10-3 sr-1(Tabel 3).
Tingginya nilai Rrs pada gelombang biru menunjukan warna perairan pada lokasi tersebut dominan berwarna biru, hal ini sesuai dengan hasil Nababan (2005) yakni pada lokasi ini warna perairan cenderung biru dengan kandungan klorofil
yangsangat rendah (Gambar 8 bagian atas).
Pada daerah muara Sungai Apalachicola (Gambar 8e) menunjukkan grafik Rrs pada stasiun 35 dan 36. Secara umum peraira pada lokasi tersebut memiliki pola perairan berwarna biru pada musim gugur 1999.Kisaran nilai Rrspada panjang gelombang 413, 443, dan 488 nm adalah 6,2 x 10-3– 9,8 x 10-3 sr-1, 5,7 x 10-3 – 9,1 x 10-3 sr-1, dan 5,4 x 10-3– 8,8 x 10-3 sr-1(Tabel 3).Panjang gelombang 531 dan 551 nm, nilai Rrs berada pada kisaran yaitu 2,9 x 10-3– 4,7 x 10-3 sr-1 dan
2,2 x 10-3– 3,5 x 10-3 sr-1(Tabel 3). Kisaran nilai Rrs pada panjang gelombang 667 dan 678 nm adalah 0,2 x 10-3– 0,3 x 10-3 sr-1(Tabel 3).
Pada perairan dekat muara Sungai Suwanee, berdasarkan pola grafik Rrs(Gambar 8f) menunjukkan kondisi perairan di daerah tersebut memiliki konsentrasi klorofil yang relatif tinggi. Nilai Rrs tertinggi berada pada kisaran panjang gelombang 480 – 500 nm.Kisaran nilai Rrs pada panjang gelombang 413, 443, dan 488 nm berturut-turut adalah 3,8 x 10-3– 6,1 x 10-3 sr-1, 4,3 x 10-3 – 5,9 x 10-3 sr-1, dan 5,7 x 10-3 – 6,3 x 10-3 sr-1(Tabel 3).Panjang gelombang 531 dan 551 nm (gelombang hijau), nilai Rrs berada pada kisaran yaitu 3,1 x 10-3– 4,1x 10-3 sr -1
dan 2,3 x 10-3 – 3,2 x 10-3 sr-1,sedangkan pada panjang gelombang 667 dan 678 nm adalah 0,21 x 10-3– 0,26 x 10-3 sr-1(Tabel 3).
4.3 Musim Semi Tahun 2000
Pola grafik nilai Rrs dari masing-masing lokasi pengambilan data radiansi dan irradiansi pada musim semi 2000selengkapnya disajikan pada Gambar 9.Tabel 4 menampilkan nilai Rrs secara spesifik di masing-masing stasiun serta masing-masing panjang gelombang pada musim semi 2000. Gambar 9a menunjukkan grafik Rrs pada stasiun 46, 47, 48, 55, 56, 60 dan 64 yang berada pada daerah offshore. Secara umum pola nilai Rrs pada daerah ini menunjukkan pola perairan berwarna biru dengan nilai Rrs tertinggi berada pada panjang gelombang 400 nm. Kisaran nilai Rrsdi daerah offshore pada panjang gelombang 413, 443, dan 488 nm adalah 6,3 x 10-3– 16,9 x 10-3 sr-1, 5,7 x 10-3– 14,9 x 10-3
Gambar 9. Grafik Rrs pada berbagai lokasi pada musim semi 2000 (bawah : a, b, c, d, e, dan f). Bagian atas merupakan peta sebaran spasial klorofil pada waktu yang sama (Nababan 2005) dengan lokasi stasiun pengambilan data Rrs. Note: skala sumbu-y berbeda untuk memperjelas penampilan grafik.
Tabel 4. Nilai Rrs di masing-masing panjang gelombang serta stasiun pada musim semitahun 2000 (Rrs x 10-3sr-1)
Grafik Stasiun Panjang Gelombang (nm)
413 443 488 531 551 667 678 9a 46 6,35 5,75 5,32 2,86 2,86 0,19 0,18 (a) (b) (c) (e) (d)
47 10,8 9,28 6,88 2,77 2,13 0,17 0,15 48 10,7 9,25 6,86 2,76 2,13 0,18 0,16 55 7,90 7,03 5,52 2,32 1,78 0,14 0,13 56 9,70 8,54 6,52 2,75 2,13 0,20 0,18 60 10,4 9,08 6,78 2,77 2,14 0,20 0,18 64 16,9 14,9 11,7 5,16 4,05 0,38 0,34 9b 49 5,67 5,92 7,47 5,00 4,33 0,32 0,28 50 5,38 5,55 7,24 5,51 4,98 0,34 0,31 9c 51 6,28 7,61 11,6 9,89 9,44 0,43 0,40 52 4,75 5,16 6,71 5,62 5,29 0,42 0,39 9d 53 9,69 8,55 6,51 2,64 2,02 0,17 0,15 54 11,2 9,74 7,34 3,13 2,43 0,27 0,24 9e 57 3,80 4,13 4,77 3,38 2,95 0,32 0,29 58 5,42 5,43 5,73 3,66 3,11 0,32 0,29 59 8,50 7,48 5,79 2,45 1,89 0,16 0,14 9f 61 4,28 4,28 4,95 4,02 3,67 0,43 0,41 62 4,19 4,37 5,16 3,77 3,32 0,37 0,34 63 5,03 4,68 4,69 3,05 2,55 0,23 0,21
sr-1, dan 5,3 x 10-3 – 11,7 x 10-3 sr-1(Tabel 4). Pada gelombang hijau yakni
panjang gelombang 531 dan 551 nm, nilai Rrs berada pada kisaran yaitu 2,3 x 10-3 – 5,1 x 10-3
sr-1 dan 1,7 x 10-3 – 4 x 10-3 sr-1, sedangkan nilai Rrs pada panjang gelombang 667 dan 678 nm memiliki kisaran yang sama yaitu 0,14 x 10-3 – 0,3 x 10-3 sr-1(Tabel 4). Tingginya nilai Rrs pada gelombang biru menunjukan warna perairan pada lokasi tersebut dominan berwarna biru, hal ini sesuai dengan hasil Nababan (2005) yakni pada lokasi ini warna perairan cenderung biru dengan kandungan klorofil yang sangat rendah (Gambar 9 bagian atas).
Grafik yang menggambarkan pola perairan berwarna biru juga terlihat pada stasiun 53 dan 54, stasiun tersebut berada dekat dengan daerah offshore. Kisaran nilai Rrs pada Gambar 9d di panjang gelombang 413, 443, dan 488 nm adalah 9,7 x 10-3 – 11,2 x 10-3 sr-1, 8,5 x 10-3 – 9,7 x 10-3 sr-1, dan 6,5 x 10-3 – 7,3 x 10-3 sr
-1
(Tabel 4). Pada panjang gelombang 531 dan 551 nm, nilai Rrs berada pada kisaran yaitu 2,6 x 10-3 – 3,1 x 10-3 sr-1 dan 2 x 10-3 – 2,4 x 10-3 sr-1(Tabel 4). Kisaran nilai Rrs pada panjang gelombang 667 dan 678 nm adalah 0,15 x 10-3 – 0,27 x 10-3 sr-1(Tabel 4).
Nilai Rrs pada stasiun 49 dan 50 disajikan pada Gambar 9b yang terletak dekat dengan muara Sungai Suwanee dan Teluk Tampa. Secara umum nilai Rrspada lokasi ini menunjukkan pola perairan yang berwarna hijau, hal ini terlihat bahwa puncak grafik Rrs berada panjang gelombang 500 nm. Kisaran nilai Rrspada panjang gelombang 413, 443, dan 488 nm adalah 5,3 x 10-3– 5,6 x 10-3 sr -1
, 5,5 x 10-3– 5,9 x 10-3 sr-1, dan 7,2 x 10-3– 7,4 x 10-3 sr-1(Tabel 4).Panjang
gelombang 531 dan 551 nm, nilai Rrs berada pada kisaran yaitu 5 x 10-3– 5,5 x 10 -3
sr-1 dan 4,3 x 10-3– 4,9 x 10-3 sr-1,sedangkan nilai Rrs pada panjang gelombang 667 dan 678 nm adalah 0,2 x 10-3– 0,3 x 10-3 sr-1(Tabel 4).
Pada perairan muara Sungai Suwaneetepatnya stasiun 51 dan 52,
menunjukkan bahwa perairan tersebutmemiliki konsentrasi klorofil yang relatif tinggi. Hal ini dikarenakan pada grafik tersebut (Gambar 9c) memiliki puncak nilai Rrs pada rentang panjang gelombang 490 – 510 nm. Kisaran nilai Rrspada panjang gelombang 413, 443, dan 488 nm adalah 4,7 x 10-3– 6,2 x 10-3 s/r-1, 5,1 x 10-3– 7,6 x 10-3 sr-1, dan 6,7 x 10-3– 11,2 x 10-3 sr-1(Tabel 4). Kisaran nilai Rrs untuk panjang gelombang 531 dan 551 nm, berada pada kisaran yaitu 5,6 x 10-3– 9,8 x 10-3 sr-1 dan 5,2 x 10-3– 9,4 x 10-3 sr-1, sedangkan pada panjang gelombang 667 dan 678 nm berada pada kisaran nilai yang sama yaitu0,39 x 10-3– 0,43 x 10-3 sr-1(Tabel 4).
Daerah muara Sungai Apalachicola, menunjukkan konsentrasi klorofil yang relatif tinggi. Secara umum nilai Rrs pada lokasi ini (Gambar 9e) menunjukkan puncak grafik berada pada kisaran panjang gelombang biru. Kisaran nilai Rrs pada panjang gelombang 413, 443, dan 488 nm adalah 3,8 x 10-3– 8,5 x 10-3 sr-1, 4,1 x 10-3– 7,4 x 10-3 sr-1, dan 4,7 x 10-3– 5,7 x 10-3 sr-1(Tabel 4). Pada panjang gelombang 531 dan 551 nm, nilai Rrs berada pada kisaran yaitu 2,4 x 10-3 – 3,6 x 10-3 sr-1 dan 1,8 x 10-3– 3,1 x 10-3 sr-1(Tabel 4).Kisaran nilai Rrs pada panjang gelombang 667 dan 678 nm memiliki kisaran nilai yang sama yaitu 0,1 x 10-3– 0,3 x 10-3 sr-1(Tabel 4).
Gambar 9f menunjukkan grafik Rrs pada stasiun 61, 62, dan 63 yang berada dekat dengan muara Sungai Choctawhatchee. Berdasarkan pola grafik Rrsini dapat disimpulkan bahwa daerah ini memiliki konsentrasi klorofil yang relatif tinggi dengan kisaran nilai Rrs pada panjang gelombang 413, 443, dan 488 nm adalah 4,1 x 10-3– 5 x 10-3 sr-1, 4,2 x 10-3– 4,6 x 10-3 sr-1, dan 4,6 x 10-3– 5,1 x 10 -3
sr-1(Tabel 4).Pada panjang gelombang 531 dan 551 nm, nilai Rrs berada pada kisaran yaitu 3 x 10-3– 4 x 10-3 sr-1 dan 2,5 x 10-3– 3,6 x 10-3 sr-1,sedangkan nilai Rrs pada panjang gelombang 667 dan 678 nm adalah 0,2 x 10-3– 0,4 x 10-3 sr -1
(Tabel 4). Tingginya nilai Rrs pada gelombang hijau menunjukkan warna perairan pada lokasi tersebut dominan berwarna hijau, hal ini sesuai dengan hasil Nababan (2005) yakni pada lokasi ini warna perairan cenderung hijau dengan kandungan klorofil yang relatif tinggi (Gambar 9 bagian atas).
4.4 Musim Panas Tahun 2000
Pola grafik nilai Rrs dari masing-masing lokasi pengambilan data radiansi dan irradiansi pada musim panas 2000selengkapnya disajikan pada Gambar
10.Tabel 5 menampilkan nilai Rrs secara spesifik di masing-masing stasiun serta masing-masing panjang gelombang pada musim panas 2000. Gambar 10a menunjukkan grafik Rrs pada stasiun 66, 67 dan 68 yang berada pada daerah muara Sungai Mississippi. Nilai Rrs tertinggi pada Gambar 10(a) terletak pada rantang panjang gelombang 490 – 510 nm. Kisaran nilai Rrs pada panjang
gelombang 413, 443, dan 488 nm adalah 1,5 x 10-3– 3,8 x 10-3 sr-1, 1,8 x 10-3– 3,8 x 10-3 sr-1, dan 2,2 x 10-3 – 4,1 x 10-3 sr-1(Tabel 5). Pada panjang gelombang 531 dan 551 nm, nilai Rrs berada pada kisaran yaitu 1,9 x 10-3 – 3,6 x 10-3 sr-1 dan 1,7 x 10-3 – 3,4 x 10-3 sr-1, sedangkan nilai Rrs pada panjang gelombang 667 dan 678 nm adalah 0,2 x 10-3 – 0,4 x 10-3 sr-1(Tabel 5). Nilai Rrs tersebut menunjukkan bahwa pada lokasi ini memiliki konsentrasi klorofil yang tinggi.
Nilai Rrs pada stasiun 69 dan 70 tampak pada Gambar 10b yang terletak dekat dengan muara Sungai Escambia dan Mobile. Secara umum terlihat bahwa lokasi ini memiliki konsentrasi klorofil yang relatif tinggi dengan puncak grafik berada pada gelombang hijau. Kisaran nilai Rrs pada gelombang biru yaitu panjang gelombang 413, 443, dan 488 nm adalah 2,1 x 10-3 – 2,5 x 10-3 sr-1, 1,9 x 10-3 – 2,5 x 10-3 sr-1, dan 2,5 x 10-3 – 3,2 x 10-3 sr-1(Tabel 5). Panjang gelombang 531 dan 551 nm, nilai Rrs berada pada kisaran yaitu 2,6 x 10-3 – 3,4 x 10-3 sr-1 dan 2,5 x 10-3 – 3,3 x 10-3 sr-1(Tabel 5). Kisaran nilai Rrs pada panjang gelombang 667 dan 678 nm adalah 0,4 x 10-3 – 0,6 x 10-3 sr-1(Tabel 5).
Gambar 10. Grafik Rrs pada berbagai lokasi pada musim panas 2000(bawah : a, b, c, d, e, dan f). Bagian atas merupakan peta sebaran spasial klorofil pada waktu yang sama (Nababan 2005) dengan lokasi stasiun pengambilan data Rrs. Note: skala sumbu-y berbeda untuk memperjelas penampilan grafik.
Tabel 5.Nilai Rrs di masing-masing panjang gelombang serta stasiun pada musim panastahun 2000 (Rrs x 10-3sr-1)
Grafik Stasiun Panjang Gelombang (nm)
413 443 488 531 551 667 678 10a 66 1,59 1,84 2,29 1,93 1,76 0,23 0,22 (a) (c) (d) (e) (f)
67 3,88 3,88 4,18 3,63 3,47 0,46 0,42 68 3,63 3,50 3,78 3,07 2,76 0,43 0,37 10b 69 2,13 1,98 2,54 2,66 2,57 0,47 0,44 70 2,57 2,51 3,21 3,40 3,30 0,60 0,57 10c 73 8,03 7,10 5,59 2,46 1,95 0,15 0,13 74 6,50 6,00 5,45 3,04 2,55 0,29 0,26 75 5,86 5,71 5,49 3,16 2,67 0,29 0,26 10d 76 3,63 3,74 4,70 4,65 4,73 0,59 0,58 77 5,53 5,30 6,20 5,53 5,36 0,69 0,66 10e 78 4,50 4,55 7,03 7,46 7,34 0,51 0,51 79 4,06 3,88 4,96 4,83 4,56 0,53 0,52 10f 80 9,42 8,25 6,27 2,67 2,09 0,19 0,18
Pada daerah offshore, terdapat dua kelompok grafik yaitu Gambar 10c dan 10f. Secara umum pola nilai Rrs pada daerah ini menunjukan pola perairan berwarna biru dengan puncak grafik berada pada panjang gelombang 400 nm. Kisaran nilai Rrs di stasiun 73, 74, dan 75 pada panjang gelombang 413, 443, dan 488 nm (gelombang biru) adalah 5,8 x 10-3 – 8 x 10-3 sr-1, 5,7 x 10-3 – 7,1 x 10-3 sr -1
, dan 5,4 x 10-3 – 5,5 x 10-3 sr-1(Tabel 5). Pada panjang gelombang hijau, nilai Rrs berada pada kisaran yaitu 2,4 x 10-3 – 3,1 x 10-3 sr-1 dan 1,9 x 10-3 – 2,6 x 10-3 sr-1, sedangkan nilai Rrspada panjang gelombang 667 dan 678 nm berkisar antara 0,1 x 10-3 – 0,2 x 10-3 sr-1(Tabel 5). Kisaran nilai Rrs pada stasiun 80 (Gambar 10f) pada panjang gelombang 413, 443, dan 488 nm adalah 9,4 x 10-3 sr-1, 8,2 x 10-3 sr-1, dan 6,2 x 10-3 sr-1(Tabel 5). Panjang gelombang 531 dan 551 nm, nilai Rrsberada pada rentang 2,6 x 10-3 sr-1 dan 2 x 10-3 sr-1, sedangkan nilai Rrs pada panjang gelombang 667 dan 678 nm adalah 0,2 x 10-3 sr-1(Tabel 5).
Pada perairan muara Sungai Suwanee terdapat dua kelompok grafik nilai Rrs, yaitu Gambar 10d dan 10e. Berdasarkan nilai grafik Rrs dapat diketahui bahwa secara umum perairan pada daerah ini memiliki konsentrasi klorofil yang relatif
tinggi dengan puncak grafik berada pada selang panjang gelombang hijau. Kisaran nilai Rrspada stasiun 76 dan 77 pada panjang gelombang 413, 443, dan 488 nm adalah 3,6 x 10-3– 5,5 x 10-3 sr-1, 3,7 x 10-3– 5,3 x 10-3 sr-1, dan 4,7 x 10-3 – 6,2 x 10-3
sr-1(Tabel 5). Pada gelombang hijau yaknipanjang gelombang 531 dan 551 nm, nilai Rrs berada pada kisaran yaitu 4,5 x 10-3– 5,5 x 10-3 sr-1 dan 4,7 x 10-3– 5,3 x 10-3 sr-1,sedangkan nilai Rrs pada panjang gelombang 667 dan 678 nm adalah 0,5 x 10-3– 0,6 x 10-3 sr-1(Tabel 5).
Gambar 10e menunjukkan grafik Rrs pada stasiun 78 dan 79 yang tidak hanya berada pada daerah muara Sungai Suwanee, tapi juga mendapat pengaruh dari Teluk Tampa. Kisaran nilai Rrs pada panjang gelombang 413, 443, dan 488 nm adalah 4 x 10-3– 4,5 x 10-3 sr-1, 3,8 x 10-3– 4,5 x 10-3 s/r, dan 4,9 x 10-3– 7 x 10-3 sr-1(Tabel 5). Kisaran nilai Rrspanjang gelombang 531 dan 551 nm, berada pada kisaran yaitu 4,8 x 10-3– 7,4x 10-3 sr-1 dan 4,5 x 10-3– 7,3 x 10-3 sr
-1
,sedangkan nilai Rrs pada panjang gelombang 667 dan 678 nm adalah 0,51 x 10 -3– 0,53 x 10-3
sr-1(Tabel 5). Tingginya nilai Rrs pada gelombang hijau
menunjukan warna perairan pada lokasi tersebut dominan berwarna hijau, hal ini sesuai dengan hasil Nababan (2005) yakni pada lokasi ini warna perairan
cenderung hijau dengan kandungan klorofil yang relatif tinggi (Gambar 10 bagian atas).
4.5 Perbandingan Rrs Pada Berbagai Musim danTipe Perairan
Berdasarkan analisis nilai Rrs yang terdapat pada masing–masing stasiun pada setiap musim, menunjukkan pola yang berbeda satu dengan yang lainnya. Perairan dekat daratan terutama muara sungai memiliki kandungan klorofil yang lebih tinggi dibandingkan dengan daerah laut lepas, namun hal tersebut sedikit
berbeda saat musim panas. Pada musim ini terjadi aliran arus permukaan yang berasal dari muara Sungai Mississippi menuju arah timur laut (extending east-southeastward, ESE) yang dapat mencapai 550 km menuju daerah offshore (Nababan 2005).
Sungai Mississippi merupakan sungai yang paling berpengaruh terhadap kondisi perairan di Teluk Meksiko, sungai ini memiliki debit aliran masuk terbesar dibandingkan dengan sungai–sungai lainnya yang bermuara di Teluk Meksiko (Nababan 2011). Fluktuasi dari debit aliran yang masuk di daerah muara juga mempengaruhi secara spasial dan temporal terhadap produktivitas primer yang terjadi di daerah Teluk Meksiko (Eurico 2002; Son et al. 2009). Pada perairan terbuka, fitoplankton meruapakan organisme autotrof utama yang menentukan produktivitas perairan. Masukan dari darat dan sinar matahari merupakan faktor utama dalam proses fotosintesis, hal inilah yang menyebabkan nilai Rrs pada musim panas 1999 dan 2000 di perairan Teluk Meksiko dominan berada pada gelombang hijau yang menunjukkan tingginya konsentrasi klorofil terutama pada muara-muara sungai.
Pada musim panas 1999 dan 2000 pantulan gelombang hijau lebih tinggi dibandingkan dengan panjang gelombang merah dan biru di beberapa lokasi yang berbeda, hal ini dapat dilihat pada Gambar 11. Beberapa lokasi tersebut
diantaranya adalah perairan sekitar muara Sungai Mississippi dan Sungai Suwannee. Saat musim panas 1999 kondisi perairan pada muara Sungai
Mississippi cenderung tinggi dengan konsentrasi klorofil yang tampak pada grafik nilai Rrs stasiun 4, 6, dan 7. Hal ini juga terjadi pada musim panas 2000, dengan tingginya reflektansi gelombang hijau pada stasiun 66, 67, dan 68 yang berada
sekitar muara Sungai Mississippi. Kondisi berbeda terjadi saat musim gugur 1999 dan musim semi 2000, pada lokasi yang sama kondisi perairan cenderung bersih dengan nilai reflektansi tinggi pada panjang gelombang biru seperti terlihat pada grafik Rrs pada stasiun 22, 23, dan 24 di musim gugur 1999 dan stasiun 64 di musim semi 2000.
Perbedaan nilai Rrs juga dapat dilihat berdasarkan tipe perairannya, pada tipe perairan case-2 dikelompokkan berdasarkan sumber masukan utama dari daratannya (muara sungai). Gambar 12 menunjukkan pola Rrs pada masing– masing tipe perairan di daerah timur laut Teluk Meksiko. Nilai Rrs tertinggi berada di daerah muara Sungai Mississippi pada kisaran nilai 0,018 sr-1 yang berada di panjang gelombang 400 nm.
Reflektansi gelombang hijau tertinggi berada di daerah Teluk Tampa, kemudian diikuti muara Sungai Suwanee dan Sungai Mississippi, hal ini menunjukkan masukan dari daratan yang menuju muara sungai tersebut
membawa dampak yang signifikan terhadap produktivitas primer lokasi tersebut terlihat dengan tingginya reflektansi cahaya hijau yang berkorelasi dengan
tingginya konsentrasi klorofil di daerah tersebut. Pada perairan case-1, reflektansi yang tinggi pada kisaran panjang gelombang biru. Berdasarkan hal tersebut, menunjukkan bahwa perbedaan tipe perairan serta perbedaan setiap musimnya memiliki pola grafik Rrs yang berbeda yang disebabkan perbedaan kandungan pada permukaan perairannya.
Gambar 11. Grafik Rrs pada masing–masing musim di perairan timur laut Teluk Meksiko.
Gambar 12. Grafik Rrs pada masing–masing lokasi di perairan timur laut Teluk Meksiko.
Analisis statistik dilakukan untuk mengetahui hubungan nilai Rrs pada setiap musimnya. Analisis statistik yang digunakan yakni uji Kruskal-Wallis, dengan
menguji nilai tengah dari Rrs empat musim pada panjang gelombang tertentu. Panjang gelombang yang digunakan untuk pengujian didasarkan pada kanal ocean color band 8 -14 pada satelit MODIS. Hasil uji Kruskal-Wallis ini menunjukkan bahwa nilai tengah Rrs setiap panjang gelombang ada masing-masing musim tidaklah identik yakni terdapat perbedaan nilai tengah, yang berarti adanya perbedaan nilai Rrs antar musim pada perairan timur laut Teluk Meksiko. Tabel analisis statistik dapat dilihat pada Lampiran 2.Gambar 13 hingga 19 merupakan box dan whisker plot dari data pada setiap musim pada panjang gelombang tertentu sesuai dengan kanal ocean colorsatelit MODIS. Gambar 13sampai 19 tersebut memberikan informasisebaran nilai Rrs pada masing–masing musimnya. Sebaran data Rrs tersebut berada pada daerah kotak besar, kotak kecil merupakan nilai tengah Rrs, sedangkan garis perpanjanganpada masing–masing kotak merupakan sebaran data lebih kurang dikalikan dengan 1,96 standar deviasi dari nilai tengah Rrs. Gambar 13, 14 dan 15 menampilkan nilai tengah Rrs pada kisaran gelombang biru dan terlihat memiliki nilai Rrs berbeda untuk setiap musimnya. Hasil ini juga diperkuat pada uji Kruskal-Wallis pada Lampiran 2, yaitu menunjukkan bahwa pada kisaran panjang gelombang 413, 443, dan 488 nm memiliki kisaran nilai Rrs yang berbeda untuk setiap musimnya. Secara umum kondisi yang sama juga terjadi pada rentang panjang gelombang hijau (531 nm dan 551 nm) dan panjang gelombang merah (667 dan 678).
Gambar 13. Diagram box & whisker plot panjang gelombang 413 nm
Gambar 15. Diagram box & whisker plot panjang gelombang 488 nm
Gambar 17. Diagram box & whisker plot panjang gelombang 551 nm
45
5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Tipe perairan case-1 yaitu daerah offshore di perairan Teluk Meksiko memiliki nilai reflektansi yang rendah pada panjang gelombang hijau (500 – 600 nm) dan panjang gelombang merah (600 – 700 nm), sedangkan memiliki Rrs yang tinggi pada panjang gelombang biru (400 – 500 nm). Kisaran nilai Rrs gelombang biru yakni 2 x 10-3– 1,2 x 10-2 sr-1, gelombang hijau dengan kisaran Rrs 1,8 x 10-3– 5,5 x 10-3 sr-1, sedangkan untuk gelombang merah 0,1 x 10-3– 1,8 x 10-3s/r-1. Sedangkan untuk tipe perairan case-2 cenderung memiliki Rrs yang tinggi pada panjang gelombang hijau.Secara umum kisaran nilai Rrs gelombang hijau di daerah muara sungai berkisar antara 2 x 10-3– 1 x 10-2 sr-1.
Perbedaan musim juga membawa dampak nyata terhadap variabilitas dan dinamika nilai Rrs di perairan Timur Laut Teluk Meksiko. Konsentrasi klorofil maksimum di perairan timur laut Teluk Meksiko berada pada musim panas dan minimum saat musim gugur. Pada daerah offshore secara umum memiliki konsentrasi klorofil yang rendah, namun berbeda saat musim panas, akibat pengaruh loop current yang menyeret air dari muara sungai Mississippi ke arah offshore yang mengandung nutrien yang relatif tinggi sehingga menyebabkan Rrs relatif tinggi pada daerah ini.
5.2 Saran
Mengingat pentingnya fungsi dari nilai remote sensing reflectance (Rrs) dalam bidang remote sensing, maka pengukuran Rrs dengan menggunakan peralatan standar perlu dilakukan di perairan Indonesia.
46
DAFTAR PUSTAKA
ASDI. 2010. Fieldspec 4 standard-res spectroradiometer. [Internet]. (diacu 2012 Aug 7); Tersedia
dari:http://www.asdi.com/products/fieldspec-spectroradiometers/fieldspec-4-standard-res.
Barbaran C. 2008. Retrieval of water properties from remote sensing reflectance. [Internet]. (diacu 2012 Jul 21); Tersedia dari:
https://www.education.gsfc.nasa.gov/07-CCNY1/html.
Eurico JD, Miller RL. 2002. Bio-optical properties in waters influenced by the mississippi river during low flow conditions. Remote sensing of
environment. 84: 538-549.
Gulfbase. 2012. General Facts about the Gulf of Mexico. [Internet]. (diacu 2012 Feb 9); Tersedia dari: http://www.gulfbase.org /facts.php.
Gilbes F, Thomas C, Walsh JJ, Muller-Karger FE. 1996. An episodic chlorophyll-a plume on the west floridchlorophyll-a shelf. Continentchlorophyll-al Shelf Resechlorophyll-arch, 16: 1201-1224.
Horn M. 2012. Florida, gulf of mexico textbook.[Internet]. (diacu 2012 Feb 9); Tersedia dari:http://www.mikehorn.com/en/ yep/pangaea-classroom-club/chapter-2---gulf-of-mexico-textbook1/.
Hu C. 2003. A simple instrument for measurement of remote sensing reflectance incoastal environment. Multispectral and Hyperspectral Remote Sensing Instruments and Applications. 219:1-8.
Kirk JTO. 1994. Light photosynthesis in aquatic ecosystem. Second edition. New York: Cambridge University Press. 500p.
Liew SC, Kwoh LK, Lim H. 2000. Classification of algal bloom types from remote sensing reflectance.Proceddings of 21st Asian Conference on Remote Sensing, 4-8 Dec 2000, Taipe, Taiwan. 2: 794-799.
Lillesand TM, Kiefer RW. 1987. Remote Sensing and Image Interpretation. Second edition. New York : John Wiley and Sons, lnc.721p.
Lohrenz SE, Dagg MJ, Whitledge TE. 1990. Enhanced primary production at the plume/oceanic interface of the mississippi river. Continental shelf
research. 10: 639-664.
Madela SH. 2011. Analisis karakteristik reflektansi spektral fitoplankton menggunakan citra modis. [skripsi]. Bogor: Institut Pertanian Bogor. 55 hlm.
