SATELITCUACA PENGINDERAAN JAUH SATELIT UNTUK LINGKUNGAN ATMOSFER. Meteorologi laut Nov, 21-22/2014

(1)

SATELIT CUACA

PENGINDERAAN JAUH SATELIT UNTUK LINGKUNGAN ATMOSFER

M. Arif Zainul Fuad

Department of Marine Science Brawijaya University

Meteorologi laut

(2)

Materi : sesuai Buku Ajar

Bab I Atmosfer

Bab II Tekanan Udara Bab III Suhu

BAB IV Massa Udara

BAB V Sirkulasi Umum Atmosfer

BAB VI Awan

BAB VII Presipitasi, Jarak pandang, Kabut BAB VIII Siklon tropis

BAB IX Modifikasi Cuaca

BAB X Satelit Cuaca

BAB XI Metode Observasi Cuaca BAB XII Peta dan Simbol Cuaca

(3)

Penginderaan Jauh Satelit untuk

Lingkungan Atmosfer

dicirikan oleh :

1.

arah orientasi analisis dari volume data satelit

meteorologi dalam jumlah yang besar.

2.

Skala

observasinya

mencakup

skala

global

maupun regional.

Skala global mengenai sirkulasi umum didalam sistem

atmosfer bumi,

Skala regional menekankan pada fenomena yang

terjadi pada wilayah yang kecill di bumi dengan jarak

10-100 km, seperti observasi badai tornado.

(4)

3.

Interval perekaman yg pendek :

ketersediaan data satelit dalam bentuk citra dan bukan

citra

didapatkan

pada

interval

waktu

pendek,

memberikan tiga pendekatan :

a) interpretasi visual atau dengan bantuan komputer

terhadap pola spasial citra dua dimensi terhadap pola spasial citra dua dimensi

b) analisis matematis dengan pengukuran radiasi bukan

citra satu dimensi, untuk memperoleh parameter-parameter meteorologi yang diperlukan

c) deteksi pola perubahan fenomena iklim dengan jalan

membandingkan data meteorologi satu dimensi atau dua dimensi dengan faktor skala yang menuju pada aplikasi penginderaan

(5)

Konsep Dasar inderaja

Asas Yang Melandasi Sistem Penginderaan Jauh

1. Dasar-dasar energi elektromagnetik

λ

c

h

v

h

E

=

×

=

×

(6)

(7)

Asas Yang Melandasi Sistem Inderaja

2. Sumber Energi Elektromagnetik

Hukum Stefan Boltzman :

Setiap benda yang memiliki suhu diatas 0’ K ( -273’C) akan mengeluarkan radiasi energi karena pergerakan Molekul.

Energi yg diradiasikan tergantung SUHU absolut, Emisifitas, dan λ Energi yg diradiasikan tergantung SUHU absolut, Emisifitas, dan λ

(8)

Asas Yang Melandasi Sistem Inderaja

3. Interaksi energi dengan atmosfer

a. Absorption and transmission

EM di serap sebagian oleh berbagai molekul atmosfer; O3, H2O, CO2 Tidak seluruh EM dapat masuk ke dalam atmosfer karena absropsi tersebut Hanya beberapa daerah panjang gelombang tertentu :

Di daerah visible dan reflected infrared (0.4 – 2 μm= Optical remote sensors 3 daerah di thermal infrared (sekitar 3 μm , 5 μm dan 8- 14 μm)

3 daerah di thermal infrared (sekitar 3 μm , 5 μm dan 8- 14 μm)

(9)

Asas Yang Melandasi Sistem Inderaja

b. Atmospheric Scattering (pembiasan oleh atmosfer)

Pembiasan oleh atmosfer karena partikel atau molekul gas di atm. Merubah arah gelombang EM

Faktor faktor pembiasan :

λ, Jumlah partikel dan gas, jarak perjalanan radiasi di atm. λ, Jumlah partikel dan gas, jarak perjalanan radiasi di atm.

Ada 3 jenis pembiasan

1. Rayleigh Scattering 2. Mie Scattering

(10)

Pengelompokan Satelit Berdasarkan

Cara Mengorbitnya

1.

Satelit Geostasioner (geostationer satellite)

yaitu satelit-satelit yang tetap tinggal pada posisi yang tetap diatas equator

hanya mampu merekam wilayah yang sama terus menerus sepanjang hari dengan area liputan yang sangat luas

Contoh: satelite-satelit cuaca, seperti GOES dan GMS Contoh: satelite-satelit cuaca, seperti GOES dan GMS

2. Satelit Sinkron Matahari (sun-synchronuos satellite)

yaitu satelit-satelit yang mengorbit bumi dengan hampir melewati kutub dan memotong arah rotasi bumi.

akan selalu berada di atas wilayah yang sama di permukaan bumi, pada waktu lokal yang sama pula

(11)

Beberapa contoh satelit cuaca

1. TIROS-1

(Television & Infra-Red Observation Satellite ):

Satelit Amerika Serikat yang pertama mengorbit dan didesain khusus untuk memotret dan memonitor kondisi di permukaan dan di atas bumi diluncurkan pada 1April 1 1960.

(12)

contoh satelit cuaca

2. GOES

(Geostationary Operational Environmental Satellite)

Merupakan jaringan global satelit cuaca yang ditempatkan dengan jarak ± 70° bujur dan mengorbit pada ketinggian ± 36.000 km.

GOES meng-indera seluruh belahan bumi, sehingga frekuensi ulangnya hanya dibatasi oleh waktu yang diperlukan untuk ‘memotret’ dan mengirimkan gambar Citra GOES dibuat 2x tiap jam, pada;

Citra GOES dibuat 2x tiap jam, pada;

1. Saluran tampak (0,55-0,7 µm)

bekerja selama siang hari

2. Saluran infrared thermal (0,55-0,7 µm)

bekerja pada siang dan malam hari

(13)

contoh satelit cuaca

No

Kanal Panjang gelombang (µm) Kegunaan

1 0.58 – 0.68

(wilayah spektrum sinar tampak)

Deteksi distribusi awan secara global

2 3.9 Deteksi kebakaran hutan

3 6.7 Deteksin penguapan air

(14)

contoh satelit cuaca

3. Satelit

NOAA/AVHRR

(National Oceanic and Atmospheric

Administration)

NOAA/AVHRR merupakan pengembangan dari satelit cuaca TIROS. Melintas bumi melewati kutub utara dan kutub selatan bumi (Polar Orbital Satellite) dan memantau setengah luas wilayah Indonesia (P= 2997 km, L= 5106 km).

Dua arah lintasan NOAA :

1) Ascending : bergerak dari Selatan ke Utara pada orbitnya disatu sisi bumi (sore)

2) Descending : bergerak dari Utara ke Selatan pada sisi bumi yang lain (pagi)

Data observasi dari satelit NOAA menyajikan liputan harian

(spektrum tampak) dan 2x sehari (infrared thermal)

(15)

contoh satelit cuaca

Seri-seri dari satelit NOAA dioperasikan oleh negara

Amerika Serikat, dimana masing-masingnya membawa

sensor AVHRR (the Advanced Very High Resolution

Radiometer).

Sensor ini dapat mengoleksi data global secara harian

untuk aplikasi di daratan, laut dan atmosfer.

Aplikasi umum :

deteksi kebakaran hutan, analisa vegetasi, analisa dan peramalan cuaca, penelitian dan prediksi klimatologi, pengukuran suhu permukaan laut global, penelitian dinamika lautan dan kegunaan dalam SAR (search and

(16)

(17)

contoh satelit cuaca

4. Satelit NIMBUS

Sensor dari satelit ini terdiri dari berbagai radiometer

termal multi saluran dan radiometer gelombang mikro.

Kebanyakan saluran yang digunakan dengan spektrum

yang sangat sempit untuk mempertajam deteksi beda

pantulan air.

digunakan dalam pemetaan:

es di laut, suhu vertikal, distribusi global CO, sifat khas spektral timbunan es, konsentrasi aerosol, O₃, H₂O, NO₂ dan HNO₃.

(18)

contoh satelit cuaca

5. Satelit Terra/Aqua-MODIS

(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)

Terra (EOS AM-1), yang diluncurkan pada 18 Desember 1999, dan

Aqua (EOS PM-1) (pictured right), yang diluncurkan pada 4 Mei 2002.

Mei 2002.

MODIS meng-observasi hampir semua permukaan bumi setip harinya.

Data diperoleh melalui spektrum kanal sejumlah 36 kanal dengan daerah sapuan mencapai 2330 km.

Data MODIS menyajikan dinamika global yang terjadi didaratan, lautan dan dibawah atmosfer.

(19)

contoh satelit cuaca

Pembentukan awan spiral yang dideteksi dengan satelit MODIS dengan covered area 700 km

(20)

(21)

Indonesia ?

Palapa 1, 2, B , Telkom

INASAT-1 (2006)

LAPAN -TUBSAT (2007)

LAPAN A-2 : Uji getaran, Agst 2012

(22)

Aplikasi Satelit Cuaca

1. Klasifikasi awan

Citra satelit merekam pola awan, dari pola itu dapat

menyusun struktur tiga dimensi tentang bidang tekanan dan

angin. Hal ini memakai empat faktor.

a) awan merupakan nada dari kondisi stabil di atmosfer.

langit yang bebas awan diasosiasikan dengan kondisi antisiklonik atau pengaruh dari udara kontinentel yang sangat kering,

mendung pada wilayah yang luas menunjukkan ketidakstabilan.

b) gerakan relatif scr vertikal atau horisontal di troposfer

dapat mempengaruhi pola awan;

gerakan horisontal kecil diasosiasikan dengan pola awan berbentuk sel, bercak (mottling)

gerakan vertikal kuat ditunjukkan dengan sel awan atau garis-garis awan memanjang.

(23)

Aplikasi Satelit Cuaca

c) awan yang berlapis kompleks dan kuat seringkali

dihasilkan sepanjang wilayah yang berhubungan dan

bercampur antara alur-alur udara yang memiliki

temperatur

berbeda

dan

atau

karakteristik

kelembapan.

Bila awan pada level berbeda dapat dibedakan maka Bila awan pada level berbeda dapat dibedakan maka variasi arah dan kecepatan aliran udara pada level berbeda di troposfer dapat dideteksi.

d) modifikasi di dalam massa udara dan alur udara

disebabkan oleh adanya topografi, dasar sehingga

membuat perbedaan dalam pola awan diatas

permukaan darat dan laut

(24)

Aplikasi Satelit Cuaca

2. Estimasi Hujan

Citra satelit tampak dan inframerah termal dari awan merupakan alat untuk memprakirakan hujan.

asumsi : kecerahan awan tinggi yang diamati pada citra umumnya tampak menunjukkan probabilitas hujan lebih besar dan temperatur

puncak awan rendah, deteksi dari citra inframerah juga

berartikemungkinan hujan yang lebih besar. berartikemungkinan hujan yang lebih besar.

Metode penaksiran hujan menggunakan citra tampak atau inframerah dikelompokkan menjadi dua;

(1) metode indeks awan tidak tergantung waktu,

Metode indeks awan memerlukan identifikasi tipe awan dan luas untuk menaksir jumlah hujan, mengasumsikan intensitas atau probabilitas hujan tertentu berasosiasi dengan setiap tipe awan.

(25)

Aplikasi Satelit Cuaca

3. Prediksi Badai

fenomena cuaca skala Meso (menengah) seperti tornado, hujan badai lebat, hujan es disertai angin ribut, angin ribut atau topan.

hujan badai lebat sering terbentuk dalam garis awan lurus hujan badai lebat sering terbentuk dalam garis awan lurus atau garis awan berbentuk lengkung.

terjadinya cuaca hebat seperti tornado, angin tinggi dan hujan es dilapangan sangat berkorelasi dengan tingkat peekembangan vertikal dan suhu puncak awan yang menunjukkan kenaikan intensitas konveksi.

elemen cuaca hebat cenderung memiliki temperatur puncak awan minimum dingin dan tingkat pertambahan besar.