i
Bencana alam gempa bumi dan tsunami yang terjadi di Provinsi Aceh pada bulan Desember tahun 2014 merupakan bencana alam yang cukup besar dan menyebabkan 165.708 nyawa melayang dan sebagian masih hilang belum diketemukan. Setelah bencana gempa bumi dan tsunami di Aceh, berbagai badan usaha baik pemerintah maupun non pemerintah datang ke Aceh dalam rangka membantu proses rehabilitasi dan rekonstruksi berbagai infrastruktur di Aceh. Salah satu program adalah the German-Indonesian Tsunami Early Warning System for the Indian Ocean (GITEWS). Program GITEWS adalah salah satu transfer ilmu pengetahuan dan teknologi dalam rangka mengurangi dampak buruk dari bencana alam dan sudah mulai diterapkan di berbagai daerah di Indonesia. Mengingat begitu besarnya peran ilmu pengetahuan dan teknologi dalam rangka mengurangi resiko bencana, maka Perhimpunan Alumni Jerman Aceh (PAJ) Aceh bekerja sama dengan DAAD mengadakan seminar tentang „Science and Technology Application for Disaster Risk Reduction‟ kegiatan dalam rangka memperingati 10 tahun terjadinya gempa bumi dan tsunami di samudra Hindia terutama di Provinsi Aceh.
Seminar berlangsung pada tanggal 22 November 2014 di Hermes Hotel, Banda Aceh. Adapun tujuan dari seminar adalah untuk mengevaluasi proses belajar mengajar sebagai dampak dari tsunami yang terjadi di Aceh. Dimana dengan kegiatan ini diharapkan dapat mencari solusi untuk mengurangi dampak yang ditimbulkan akibat dari bencana alam melalui penerapan ilmu pengetahun dan teknologi Dengan seminar ini diharapkan akan menghasilkan rekomendasi yang berguna bagi pemerintah dan institusi- institusi terkait berkaitan dengan pengurangan dampak yang terjadi akibat dari bencana alam.
Kegiatan ini selain diikuti oleh alumni Jerman yang ada di Aceh juga diikuti oleh alumni Jerman dari berbagai provinsi yang ada di Indonesia. Hasil dari kegiatan ini diwujudkan dalam bentuk prosiding. Pelaksanaan seminar dan penyusunan prosiding didukung oleh berbagai pihak, karena itu ucapan terima kasih disampaikan kepada:
1. Perhimpunan Alumni Jerman (PAJ) Cabang Aceh 2. The German Academic Exchange Service (DAAD) 3. Pemerintah Provinsi Aceh
4. Para narasumber : Dr. Horst Letz (Zentrum fuer Tsunami-Fruehwarnung GFZ Potsdam, Germany) Prof. Dr. Edvin Aldrian (Director of Centre For Research and Development, BMKG), Said Rasul (The Head of Disaster Management Agency in Aceh Province) dan Dr. Ella Meilianda, MSc. (Program Manager Tsunami and Disaster Mitigation Research Center (TDMRC) Syiah Kuala University)
5. Pemakalah yang telah ikut berpartisipasi dalam kegiatan yang diselenggarakan oleh PAJ Aceh.
6. Teman seperhimpunan dari berbagai provinsi yang telah berpartisipasi pada acara ini.
7. Berbagai pihak yang telah telah ikut membantu baik moril maupun material demi suksesnya acara ini.
8. Syiah Kuala University Press
ii akibat dari bencana alam.
Banda Aceh, Januari 2015 Editor
iii Sambutan
Pada
Seminar Perhimpunan Alumni Jerman Sabtu, 22 November 2014
“BISMILLAHIRRAHMANIRRAHIM”
Assalamualaikumwarahmatullahiwabarakatuh
Alhamdulillahi Rabbil„alamin, Wassalatu Wasalamu„ala Asyrafil Ambia- i Walmursalin. Wa‟ala alihi Washahbihi ajma‟in.
Yang Kami hormati (disesuaikan);
Pimpinan dan Anggota DPR Aceh,
Keluarga Besar Perhimpunan Alumni Jerman–wilayah Aceh,
Para nara sumber, akademisi dan perwakilan dari berbagai institusi yang ada di Indonesia,
Hadirin hadirat serta undangan yang berbahagia.
Puji syukur tak henti-hentinya kita panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga atas izin-Nya jua, kita dapat bersilaturrahmi dan berdiskusi di forum ini dalam sebuah Seminar tentang Kebencanaan dengan judul
“Science and Technology Application for Disaster Risk Reduction” atau dalam bahasa Indonesia kita artikan sebagai “Upaya penerapan teknologi dan ilmu pengetahuan untuk menanggulangi dampak bencana”.
Shalawat dan salam marilah kita sanjungkan ke pangkuan Alam Nabi Besar Muhammad SAW, beserta keluarga dan para sahabat Beliau sekalian.
Sebagaimana kita ketahui, kegiatan ini merupakan salah satu rangkaian untuk memperingati 10 tahun bencana Tsunami di Aceh. Harapan kita, dari seminar ini kita semakin meningkatkan pengetahuan tentang kebencanaan, di samping memperkuat pemahaman tentang kemungkinan penggunaan teknologi untuk mendukung program- program mitigasi bencana.
GUBERNUR ACEH
iv
dalam memperkuat pembangunan yang ada di Aceh. Untuk itu, pada kesempatan ini kami mengucapkan terimakasih atas dukungan yang telah diberikan keluarga besar Perhimpunan Alumni Jerman –wilayah Aceh atas pelaksanaan acara ini. Kepada para nara sumber serta seluruh undangan yang berasal dari luar Aceh, kami mengucapkan Selamat datang. Semoga kontribusi saudara-saudari dapat memperkuat penyadaran masyarakat Aceh tentang pentingnya pengetahuan di bidang kebencanaan.
Hadirin yang berbahagia,
Sebagaimana tercantum dalam RPJM Aceh 2012-2017, penanganan bencana merupakan salah satu program prioritas Pemerintah Aceh sebagaimana yang diamanatkan dalam Undang-Undang Nomor 11 Tahun 2006 Tentang Pemerintahan Aceh dan Undang-Undang Nomor 24 Tahun 2007 Tentang Penanggulangan Bencana.
Program itu menegaskan bahwa penanggulangan bencana mesti dilaksanakan secara terpadu, terkoordinasi dan menyeluruh. Masyarakat juga dituntut tanggap terhadap bencana, sehingga tingkat kerugian akibat bencana dapat kita minimalisir.
Bagi kita yang tinggal di Aceh, masalah bencana ini perlu mendapat perhatian serius mengingat wilayah ini termasuk salah satu kawasan rawan bencana. Masih belum hilang dari ingatakan kita semua, betapa dahsyatnya bencana Tsunami yang pernah melanda wilayah ini 10 tahun silam. Kita tentu berdo‟a kepada Allah agar bencana itu tidak lagi terjadi di Aceh.
Selain berdo‟a, langkah preventif juga harus kita persiapkan mengingat Tsunami adalah sebuah gejala alam yang tidak bisa ditebak. Wilayah Aceh termasuk rawan dengan bencana Tsunami, karena perairan Aceh merupakan jalur patahan gempa, di mana dasar lautnya kerap mengalami pergeseran. Tapi situasi ini tidak perlu membuat kita dicekam ketakutan. Yang penting adalah bagaimana kita memiliki wawasan tentang kebencanaan, sehingga ketika bencana datang, kita tahu cara meresponnya.
Untuk mengantisipasi potensi bencana ini, ada beberapa langkah yang telah kita lakukan, di antaranya:
1. Memasang alat Early Warning System di beberapa lokasi sebagai bentuk peringatan dini.
2. Menyediakan sarana dan prasarana untuk penyelamatan diri. Misalnya, kita telah memasang jalur lalu lintas untuk penyelamatan Tsunami serta membangun gedung- gedung sebagai tempat penyelamatan di berbagai tempat.
3. Memberi pelatihan bagi para relawan, tim penanganan bencana dan pekerja sosial untuk penanggulangan bencana ini.
4. Mengkampanyekan kesadaran akan bencana kepada masyarakat lewat berbagai media. Tujuannya agar masyarakat paham tentang kebencanaan dan mengerti langkah-langkah yang mesti dilakukan manakala terjadi bencana.
Di samping empat langkah itu, pembahasan dan diskusi penerapan teknologi dalam membaca gejala alam terkait potensi Tsunami, selayaknya kita bahas secara
v
melihat gejala-gejala yang tampak. Dalam kaitan ini, tentu peran para tenaga ahli sangat kita harapkan bisa memberi kontribusi untuk penerapan teknologi ini.
Saya kira inilah salah satu daya tarik seminar yang dilaksanakan hari ini.
Berbeda dengan seminar-seminar sebelumnya yang banyak membahas tanda-tanda alam atau sosialisasi kebencanaan, seminar ini justru mencoba mengupas dari sisi teknologi untuk membaca potensi Tsunami.
Kami sendiri belum bisa menebak teknologi yang dimaksud. Sejauh ini kita hanya mengandalkan peralatan sederhana untuk melihat gejala alam ini, yaitu alat Early Warning System yang sudah dipasang di enam lokasi di Kota Banda Aceh dan Aceh Besar. Jika memang ada teknologi terbaru untuk memantau atau mereduksi Tsunami, tentu sangat menarik untuk kita diskusikan bersama.
Karena itulah, di forum ini telah hadir beberapa ahli di bidang kebencanaan yang diharapkan bisa meningkatkan wawasan kita tentang aplikasi teknologi ini. Jika memungkinkan, teknologi kebencanaan yang ada di Aceh bisa terus kita up date, sehingga perlindungan kepada masyarakat bisa lebih maksimal.
Hadirin yang berbahagia,
Itu saja sambutan singkat dari saya sebagai pengantar seminar ini. Selanjutnya saya ucapkan selamat berdiskusi kepada saudara-saudari sekalian. Semoga perjuangan kita memperkuat sistem penanggulangan bencana di Aceh mendapat ridha dari Allah SWT.
Sebagai penutup, dengan mengucapkan “Bismillahirrahmanirrahim”,
“Seminar Nasional Disaster Risk Reduction” dengan judul “Science and Technology Application for Disaster Risk Reduction–The Reflection of 10 Years Indian Ocean Tsunami in Aceh, dengan ini resmi saya nyatakan dibuka.
Wabillahitaufiqwalhidayah
Wassalamualaikumwarahmatullahiwabarakatuh
GUBERNUR ACEH dr. H. ZAINI ABDULLAH
vi
(Refleksi 10 Tahun Tsunami Samudra Hindia, Di Aceh, Indonesia)
(Science and Technology Application for Disaster Risk Reduction (DRR) -The Reflection of 10 Years Indian Ocean Tsunami in Aceh, Indonesia)
Ringkasan
M. Rokhis Komaruddin mengkaji tentang penggunaan teknologi penginderaan jauh (remote sensing) untuk memberikan peringatan darurat sebelum dan sesudah bencana melanda. Data hasil penginderaan jauh tersedia cukup banyak misalnya dapat diakses melalui skema pemerintah tunggal, skema Sentinel Asia, International Charter for Space and Major Disaster, penyediaan data gratis oleh provider tertentu, dan lain sebagainya.
Pengetahuan tentang ketersediaan data ini penting untuk memungkinkan akses dan pemanfaatannya dalam upaya tanggap darurat kebencanaan. Dalam sesi yang lain Dr.
Widjo Kongko memaparkan tentang penggunaan model numeric untuk mendukung perencanaan infrastruktur di daerah rawan tsunami. Hasil pemodelan adalah berupa peta bahaya tsunami yang disusun berdasarkan persamaan numeric air dangkal 2D, simulasi propagasi dan rendaman tsunami. Agus Setiawan melanjutkan topik bahasan tentang penerapan data oceanografi yang mengombinasikan teknologi penginderaan jauh dan komputasi numeric di bawah sebuah proyek bernama INDESO. Fungsi data tersebut dapat digunakan untuk prediksi masa lampau, kini, dan akan datang. Terdapat 7 aplikasi rintisan yaitu pemantauan kawasan budidaya udang dan rumput laut, kawasan terumbu karang dan hutan bakau, pengelolaan terpadu wilayah pesisir, pemantauan tumpahan minyak dan IUU fishing (illegal, unregulated and unreported), serta pengelolaan stok ikan.
Aplikasi smartphone dapat digunakan untuk memberikan informasi terkait kebencanaan, terutama sekali secara cepat pasca bencana terjadi. Dr. Luis Mota menyampaikan tentang kemungkinan dan kemudahan penggunaan aplikasi smartphone tersebut untuk membantu masyarakat segera pasca bencana. Metode ini dapat dikembangkan melalui media sosial seperti google, yahoo, big, dan lain sebagainya.
Aplikasi tersebut misalnya Emergency 2.0 wiki yang telah digunakan di Amerika Serikat, Australia, New Zealand, dan Singapura. Contoh lain adalah Facebook Safety Check yang dapat digunakan untuk menghubungkan orang-orang pasca bencana. Beberapa alasan yang dikemukakanya antara lain bahwa fasilitas tersebut sudah familiar dalam masyarakat, informasinya dapat disebar secara cepat serta menjangkau banyak orang. Arie Budiansyah membahas bahwa layar televisi, telepon genggam, tablet dan jam pintar dapat digunakan untuk mendisplay dan mendistribusikan data dan informasi pra dan pasca bencana.
Peran mesium tsunami Aceh dalam memberikan pengetahuan tentang tsunami kepada masyarakat adalah salah satu cara dalam pengurangan dampak resiko bencana. Hal ini disampaikan oleh Ramadhani M. Bus. Mesium bukan hanya berfungsi sebagai monument namun lebih jauh berfungsi untuk mitigasi kebencanaan, rekreasi dan evakuasi.
Mesium berperan untuk meneruskan cerita dari korban hidup kepada pengunjung. Sealin mesium, sekolah berbasis DRR model seperti YES for Safer School juga patut direplikasikan menjadi sekolah yang siaga bencana. Demikian disampaikan oleh Edi Wahyu Sri Mulyono. Melalui gerakan YES untuk sekolah, dapat dwujudkan sebuah sekolah yang aman dan ramah anak. Anak-anak mendapat ilmu dan keahlian untuk mengatasi situasi darurat pasca bencana dengan teratur dan tanpa kepanikan.
vii
Hasil interview terhadap 200 responden dari Pulau Simeulue, Aceh Jaya dan Banda Aceh menunjukkan bahwa angsa memberikan respon terhadap gempa 12 jam sebelum kejadian.
Bagaimana tingkat akurasi dari respon binatang ini masih memerlukan kajian lebih lanjut.
Retno Iswarin Pujaningsih membahas tentang skema diversifikasi tanaman, system asuransi tanaman, penggunaan varietas tanaman yang tahan banjir, tersedianya fasilitas penyimpanan dan penggudangan yang baik, cadangan pakan ternak yang strategis, biosecurity system produksi ternak, cadangan air dan peternakan yang tangguh. Aspek keanekaragaman hayati tersebut apabila berfungsi dengan baik maka akan menjamim ketahanan pangan terutama pada masa tanggap darurat. Mendukung hal tersebut, Muhammad Bata menginisiasikan penggunaan tanaman waru (Hibiscus tilaceus) yang tumbuh di pesisir pantai sebagai pakan baru yang dikombinasikan dengan jerami. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa penggunaan daun dan bunga waru dapat meningkatkan efesiensi penggunaan pakan dan meningkatkan produktifitas ternak. Peningkatan produktifitas sapi lokal dengan modifikasi pakan local daerah pesisir pada akhirnya akan mendukung ketersediaan makanan pra dan pasca bencana. Adapun Nurhayati mengambil tema tentang mitigasi bencana untuk mempertahankan produktifitas ternak unggas sehingga kebutuhan protein hewani masyarakat tercukupi pasca bencana. Mitigasi yang dilakukan berupa peringatan dini kebencanaan, dan pendidikan dan pelatihan manajemen kebencanaan kepada peternak. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa upaya mitigasi ini dapat mempertahankan keberlangsungan usaha peternakan, bertahannya produktifitas, dan tersedianya produk ternak di pasar.
Farah Mulyasari mengangkat tentang peran rumah sakit pasca bencana.
Kesiapsiagaan rumah sakit di Jepang merupakan sebuah pembelajaran bagi Indonesia sehingga standar operasionalnya dapat direplikasi pada rumah sakit di Indonesia.
Kesiapsiagaan yang baik menghasilkan kinerja rumah sakit yang maksimal dalam melayani masyarakat pasca bencana. Sedangkan Tristia Rinanda mengkaji tentang kasus Multidrug Resistant Tuberculosis (MDR-TB) sebagai salah satu masalah penting yang perlu ditanggulangi pasca bencana. Untuk mengurangi kasus MDR-TB, perlu dilakukan sosialisasi dan diseminasi kepada masyarakat untuk segera mendapatkan pengobatan di rumah sakit terdekat.
Pindi Patana membahas tentang fenomena hutan mangrove, antara konservasi dan deforastasi. Fungsi hutan mangrove sendiri sangat penting untuk melindungi wilayah pesisir dari abrasi maupun dari bencana alam seperti tsunami. Hal ini terbukti dengan kontrasnya dampak tsunami pada wilayah pesisir yang dilindungi mangrove dan wilayah pesisir yang mangrovenya sudah terdegradasi. Dengan demikian upaya rehabilitasi mangrove perlu diintensifkan sebagai salah satu upaya untuk mengurangi resiko bencana.
Semeidi Husrin mengambil tema tentang peran hutan pantai untuk mitigasi kebencanaan.
Ketika hutan pantai tidak dapat melindungi Jepang dari tsunami 2011 pengkajian mendalam dilakukan dengan memperhatikan aspek lingkungan lainnya di pantai yang berfungsi untuk meredam tsunami. Semua aspek diperhitungkan misalnya aspek morfologi hutan, hidrodinamika, orientasi garis pantai, batimetri dan topografi.
Azwar menggambarkan kondisi pasca tsunami dengan kehancuran infrastruktur nelayan seperti perahu. Selama ini masyarakat membuat perahu dari bahan kayu berkualitas yang semakin langka untuk ditemui apalagi kalau diperlukan dalam jumlah besar. Pembuatan perahu nelayan dari bahan komposit adalah kecerdasan lain yang patut dikembangkan dalam rangka mempercepat rekonstruksi pasca bencana sekaligus dalam rangka konservasi sumber daya alam.
viii
memimpin diskusi dengan tema ini. Dia menyampaikan bahwa training, edukasi, dan simulasi perlu dilakukan untuk menghilangkan trauma dan membangun semangat baru untuk meneruskan perjuangan hidup.
Muzli mendiskusikan tentang klasifikasi tanah permukaan yang diperlukan untuk menjamin keutuhan sebuah bangunan setelah hentakan gempa bumi karena data menunjukkan bahwa jatuhnya korban adalah karena tertimpa oleh bangunan runtuh. Hasil kajian mereka menunjukkan bahwa tipe tanah permukaan di wilayah Banda Aceh adalah tipe D (stiff soil) dan E (soft soil).
Karakteristik letusan freaktif Gunung Merapi dilakukan berdasarkan analisis seismogram jarak dekat dan jauh. Ade Anggraini memaparkan bahwa hasil analisis mereka antara lain tipe gempa vulkanik dan kandungan frekuensi letusan freatik tersebut.
Karakteristik ini berguna untuk membedakan berbagai jenis letusan yang mungkin terjadi akibat aktifitas gunung Merapi, memprediksikan dampaknya dan mengatur strategi antisipasinya.
Syaifuddin Yana mengkhawatirkan tentang penumpukan limbah plastik sehingga pengolahan sampah plastik diharapkan dapat dilakukan dalam usaha konservasi alam yang dapat menghasilkan nilai tambah secara ekonomi kepada masyarakat. Aksi ini juga akan mendukung pengurangan resiko bencana.
M. Abdul Kholiq mengambil tema tentang teknologi penanganan tumpahan minyak berbasis bahan lokal. Tumpahan minyak ini berdampak negative berkepanjangan bagi lingkungan. Teknik yang diperkenalkannya adalah dengan bioremediasi, biodispersan berbasis mikroba, oil absorbent dan oil skimmer.
ix
ini, seminar nasional Perhimpunan Alumni Jerman memberikan beberapa rekomendasi sebagai berikut:
1. Aceh sebagai daerah dalam kawasan rawan bencana harus optimis untuk terus membangun dan memanfaatkan situasi kerawanan ini sebagai suatu peluang untuk bangkit menjadi bangsa yang maju.
2. Seluruh Alumni Jerman dan masyarakat Aceh diharapkan untuk menumbuhkan rasa tanggung jawab dan berpartisipasi aktif dalam upaya pengurangan resiko bencana.
3. Ketersediaan data dan aplikasinya untuk pra dan pasca bencana perlu dibuka secara luas sehingga dalam hal ini Pemerintah melalui skema tunggalnya atau dengan skema lain perlu menjamin ketersediaan data dan informasi tersebut.
4. Pemerintah Aceh perlu mendukung penelitian-penelitian berbasis pengurangan resiko kebencanaan.
5. Pemerintah, NGO dan Swasta perlu mendukung eksistensi mesium tsunami dan sekolah siaga bencana.
6. Pemerintah Aceh perlu melakukan rehabilitasi hutan mangrove di sepanjang pesisir Aceh.
7. Pemerintah Aceh perlu menetapkan peraturan-peraturan yang tegas terkait konservasi sumber daya alam.
x
Halaman
KATA PEGANTAR………... i
KATA SAMBUTAN GUBERNUR PROVINSI ACEH ……….. iii
RINGKASAN DAN REKOMENDASI………..……… vi
DAFTAR ISI………...…... x BAGIAN I . INVITED PAPERS
1. Reducing the Risk with InaTEWS German-Indonesian Cooperation on Tsunami Early Warning System
Horst Letz and GITEWS Team………...……… 1-6
2. Future Research Direction of Earthquake and Tsunami Detection in BMKG
T. Hardy dan E. Aldrian………... 7-21
BAGIAN 2. PENGEMBANGAN TEKNOLOGI UNTUK MITIGASI KEBENCANAAN
1. Penginderaan Jauh dan Bencana: Ketersediaan Data dan Aplikasinya untuk Tanggap Darurat
M. Rokhis Khomarudindan M. Priyatna……….…...……… 22-26 2. Pemodelan Tsunami untuk Mendukung Perencanaan Infrastruktur di Pesisir
Selatan Yogyakarta
Widjo Kongko... 27-34 3. Penerapan Oseanografi Operasional Melalui Infrastructure Development of
Space Oceanography (INDESO) Project untuk Mendukung Program Disaster Risk Reduction (DRR) di Indonesia
Agus Setiawan ………...………. 35-41 4. Mobile Apps and Post-Disaster Safety Check: Examples of Existing
Technology
Mota, L., Sugianto, S. and Rizal, S.……….. 42-45 5. Pemanfaatan Layar Perangkat TIK Masyarakat Untuk Penanganan Data dan
Informasi Bencana (Studi kasus integrasi perangkat Digital Signage dan SMS Gateway)
Arie Budiansyah.……… 46-53 6. Roles of Aceh Tsunami Museum Towards Global Disaster Risk Reduction
Efforts: A Local Knowledge-Based Approach of Future Community‟s Resilience
R. Fahlevi dan Rahmadhani………...……. 54-66
xi di Indonesia
E. W. S. Mulyono and Y. Sriyulianti……… 67-75 8. Survey of Potential Animals for Earthquake Predictor in Banda Aceh:
A Study Toward Development of Alternative Technology for Disaster Risk Reduction
T. R. Ferasyi, M. Sabri, Hamdani, Azhari and Razali………... 76-79 BAGIAN 3. PENDEKATAN MULTIDISIPLIN UNTUK PENGURANGAN
RESIKO KEBENCANAAN
1. Penggunaan Keanekaragaman Hayati pada Pengurangan Dampak Bahaya : Studi pada Penerapan Teknologi Pangan dan Pakan Berdasarkan Kearifan Lokal
Retno I. Pujaningsih………..……… 80-85 2. Peningkatan Produktifitas Sapi Lokal Sebagai Penyedia Pangan Berkualitas
pada Saat Bencana Melalui Perbaikan Pakan dengan Aditif Alami
Muhammad Bata……….………... 86-93 3. Mitigasi Bencana untuk Mempertahankan Produktivitas Ternak Unggas dan
Aksesibilitas Terhadap Protein Hewani
Nurhayati………..……….. 94-100 4. Kesiapsiagaan Rumah Sakit di Jepang: Pembelajaran Untuk Aceh
Farah Mulyasari…... 101-112 5. The Use of Multidrug Resistant Tuberculosis Clinical Criteria as an Effective
Instrument in Early Case Detection after Disaster
T. Rinanda and Mulyadi.……… ………..…..…... 113-118 6. Pelajaran dari Hutan Mangrove: Rehabilitasi, Konservasi dan Konversi
P. Patana dan Yunasfi……….……….. 119-129 7. Hutan Pantai Untuk Mitigasi Tsunami: Mitos, Realitas dan Tantangan ke Depan
Semeidi Husrin …... 130-144 8. Rekayasa Bahan Komposit Sandwich Serbuk Kayu Dan Fiberglass Sebagai
Bahan Perahu Nelayan
Azwar , Saifuddin dan A. S. Ismi……….…... 145-154 9. Reducing Risks from Disaster by Building The Psychological Resilience
M. Marthoenis and M. Schouler-Ocak……….……… 155-158 10. Studi Klasifikasi Tanah Permukaan untuk Wilayah Banda Aceh
M. Muzli, A. Rudyanto, A.P. Sakti, F.S. Rahmatullah, K.R. Dewi, E.
Santoso, Muhajirin, S. Pramono, R. Pandhu Mahesworo, A. Jihad, T.
Ardiyansyah, L.A. Satria, R.N. Akbar dan R.Madijono……….. 159-167
xii
A. Anggraini, W. Suryanto, A. Rahman, B. Luehr dan
K. Sri Brotopuspito... 168-172 12. Pengelolaan Limbah Plastik Sebagai Nilai Tambah Ekonomi dan Sebagai
Upaya Pengurangan Dampak Resiko Bencana
S. Yana, Badaruddin dan H. Syahputra……….………..……... 173-178 13. Pengembangan Teknologi Penanganan Tumpahan Minyak Berbahan Baku
Lokal
M. A. Kholiq, Nida Sopiah, Insan N. Sulistiawan, F. E. Priyanto
dan D. A. Sarasputri... 179-184
1
Reducing the Risk with InaTEWS German-Indonesian Cooperation on Tsunami Early Warning System
Horst Letz1 and GITEWS Team1
1DAAD Seminar on Science & Technology Applications for Disaster Risk Reduction Banda Aceh, 22-23 November 2014
STATUS OF THE PROJECT
The German-Indonesian Tsunami Early Warning System for the Indian Ocean (GITEWS) was fully handed over to Indonesia on 29 March 2011. Since then, the responsible system operator responsible has been the Meteorological, Climatological and Geophysical Services (BMKG) in Jakarta. Since going into operation, the warning system has successfully registered thousands of earthquakes and more than ten tsunamis in Indonesia. Earthquake news and tsunami warnings are issued less than five minutes after a quake, followed by updates or an all-clear.
GITEWS has been successfully completed. It issues a warning very quickly and precisely, or signals the all-clear and its enhancement capability for the entire Indian Ocean is also a part of this development work. More than 30 people work at the warning centre in Jakarta in 24/7 shifts. The system has been internationally evaluated and recognized as one of the most advanced tsunami warning systems worldwide. This is the result of major efforts since the disaster of 2004.
GITEWS phase (2005 to 2011)
On 26 December 2004 at 7:58 local time (00:58 universal time UT), the second- strongest earthquake measured to date occurred at the northwestern tip of Sumatra, with a fracture length of around 1200 kilometers and a magnitude Mw = 9.3. More than 250 people lost their lives; 5 million people required immediate assistance and 1.8 million were left homeless. Indonesia alone suffered 170,000 deaths. Germany was also affected - 537 citizens lost their lives, the highest loss from a single event since the Second World War. The extent of the disaster, the intense devastation of other regions and the associated suffering, particularly in Indonesia, Thailand and Sri Lanka, eclipsed all previously experienced scales. The main reason for the high number of victims: there was no organizational or structural possibility for early warning in the entire India Ocean.
The international community of states, including Germany, responded with immediate support. With the GITEWS project (German-Indonesian Tsunami Early Warning System, 2005-2011), Germany provided a significant contribution - over and above the immediately aid for flood victims - setting up the heart of an integrated, state- of-the-art, efficient Tsunami early warning system in Indonesia. Through the PROTECTS (Project for Training, Education and Consulting for Tsunami Early Warning Systems, 2011-2014), it was subsequently ensured that the employees of the participating institutions could independently continue operating the early warning system and the diverse technical and organizational components under their own responsibility.
Under the auspices of the Intergovernmental Oceanographic Commission of UNESCO and with the cooperation of international partner institutions from Germany, the United States, China and Japan, a concept was developed for a tsunami early warning system for Indonesia, which presently performs its service as InaTEWS (Indonesian Tsunami Early Warning System). On 11 November 2008, InaTEWS was ceremoniously
2
inaugurated by the President of the Republic of Indonesia, Dr. Susilo Bambang Yudhoyono.
The installation phase of InaTEWS was characterized by the development of required hardware and control programs as well as appropriate strategies and procedures, the development of standards and processes. The Indonesian Meteorological, Climatological and Geophysical Service BMKG (Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika), which is responsible for the operation of the early warning system, reached the operational condition step-by-step and via various phases of the system setup by March 2011. During the GITEWS phase (2005 to 2011), a series of German institutions were involved, whose task was the ("upstream") technical setup of the system. The local administration and population were involved step-by-step in pilot regions ("downstream").
After successful practical implementation, this resulted in an end-to-end system.
PROTECTS phase (2011 to 2014)
The operation and maintenance of the system and the implementation of an alarm require a high level of competence and practical experience. This made it necessary to train scientific and technical staff of the BMKG and BIG (Badan Informasi Geospasial) services professionally on site. To achieve this goal, the participating institutions received training and advanced training in the sustainable operation of InaTEWS in selected training courses, internships and drills with the PROTECTS program, from June 2011.
More than 192 training courses, which covered all aspects of the operation and maintenance of the tsunami early warning system, were successfully implemented. The training courses were conducted with the aim of capacity development: In order to successfully and permanently maintain a tsunami early warning system, the persons and technical experts who operate, maintain functionality and enhance the system must receive advanced training and advice. The political decision-makers, who are responsible for the warnings and responses, as well as the population itself, must also be involved in the process.
In addition to the technical development, it is primarily "soft skills", for which training was provided, to correctly assess the situations in an emergency and then make decisions, which save human lives. With the development of measures, regulations and technical instructions, PROTECTS provided advice that serves to implement the BMKG warnings in terms of practical protective actions at the local level. This also includes the development of risk and evacuation maps, programs for training local decision-makers and planners, as well as for enlightening the affected population.
On 12 October 2011, IOWAVE11 drill was conducted in the Indian Ocean, with which the functionality and capability of InaTEWS was tested in taking of the role of the Regional Tsunami Service Provider (RTSP). The course of the drill and the successful evaluation led to Indonesia administering a dual function since then, alongside Australia and India, as a National Tsunami Warning Centre and as an RTSP, therefore having the responsibility for warning 28 Indian Ocean rim countries in good time about a threatened tsunami. In this way, another important functional level was successfully realized, which was the result of the continuous enhancement and complete upgrade of InaTEWS.
GITEWS/PROTECTS made an impressive contribution to this success and the associated international visibility.
3 CONCEPT
New scientific processes and innovative technologies distinguish this system from the previous tsunami warning systems. Due to the specific geological situation in Indonesia, the previously used, established tsunami warning systems are not optimal for Indonesia. The earthquakes in the Indian Ocean at Indonesia originate along the Sunda Trench, a subduction zone which extends in an arch from the northwest tip of Sumatra to Flores in eastern Indonesia. If a tsunami originates here, in an extreme case, the waves reach the coast within 20 minutes, so that only very little time remains for an early warning. Therefore, the concept of the entire system was based on this prevailing condition.
TECHNICAL IMPLEMENTATION
Due to the local geology, the advance warning time is extremely short. Therefore, an alarm must be triggered within five minutes after a strong earthquake. That is why a new approach was developed, which is primarily based on model-based coupling of seismological data with GPS measurements and level measurements.
More than 300 sensors are distributed across all of Indonesia and supply their data to the warning centre in real time. From this, a newly developed, automated Decision Support System (cf. below Decision Support System DSS) compiles a picture of the situation from this, on the basis of which the decision is made whether to issue an alarm.
Therefore, the following steps are taken in the process:
Quake location and strength: Ascertainment with seismological data; all earthquakes (worldwide) are recorded. All earthquakes M≥2 are evaluated in the national warning centre. Earthquake information is basically provided. Tsunami warning alerts are only issued if a tsunami is expected (earthquake magnitude >7).
Fracture mechanism: only strong sub-oceanic earthquakes with a distinct vertical component can cause tsunamis. An initial assessment as to whether the ocean floor has moved vertically can be determined using land fixed points (cf. below GPS Shield).
Ascertainment of a tsunami: On the coasts and on the offshore islands of Indonesia, tide gauges were installed with GPS components, which monitor the sea level. The data are integrated into the warning process (cf. below GPS Level).
Decision-making: within less than five minutes, the decision can be made as to whether a warning needs to be issued and - if so - to which coastal sections (cf. below DSS).
TECHNICAL INNOVATION, MODERNIZED APPROACH
GITEWS forms the core structure of the InaTEWS Indonesian Tsunami Early Warning System. With the setup of GITEWS, due to the specific conditions of Indonesia, with its extremely short advance warning times, the experiences of the previously existing tsunami early warning systems for the Pacific in the USA and Japan could only be exploited to a limited extent. As a result of this challenge, the newly developed components and procedures and their interaction in GITEWS/InaTEWS make the system one of the most state-of-the-art tsunami early warning systems worldwide.
4 Seiscomp3
The basic requirement for the early warning system is fast and reliable ascertainment of the site and magnitude of an earthquake. SeisComp3 was developed by the GEOFON working group of the GFZ and can reliably determine earthquake strength and location within around four minutes, even with strong earthquakes. This makes SeisComp3 unique worldwide. GFZ provided this system to the community free of charge, so that all countries bordering the Indian Ocean have implemented this system quasi as standard.
GPS-Shield
Strong quakes cause a considerable horizontal and vertical displacement on the Earth's surface, which can be several meters long, both horizontally and vertically and can be measured with GPS. Subject to an accordingly dense measurement network, this "GPS Shield", together with the seismological data, is able to characterize the earthquake fracture within 5 minutes, so that the strength and expansion of a tsunami can be calculated. This new procedure has been made ready for use in GITEWS and is now used as a standard method for tsunami identification in the near field.
GPS Tide Gauges
GPS tide gauges monitor the sea level. The changes in water level caused by a tsunami are recorded and integrated into the warning process. The GITEWS gauges record the changes using three types of sensors: Pressure, radar and floaters and are additionally equipped with GPS receivers to determine a possible vertical displacement of the surface. In the meantime, reliable level data are not only available in Indonesia, but also in other countries bordering the Indian Ocean. The data are also available in public databases of the IOC. Webcams are also installed for observation at individual exposed sections of coastline.
DSS Decision Support System
The Decision Support System is one of the key elements of the warning centre in Jakarta. The results of the sensor data networks merge here, are compared to pre- calculated modeling and thereby create a picture of the situation and propose a warning alert, if necessary, which must then be released by the scientists on duty. If necessary, pre- calculated risk maps can also be displayed for decision-making. The DSS was developed by the German Aerospace Centre (DLR) within the context of the GITEWS.
Modeling System
The situation assessment and generation of warning alerts is based on modeling results. From a small amount of data, which is available within the first approx. 5 minutes after the occurrence of an earthquake (earthquake location, magnitude, information of the GPS Shield, if applicable), an extensive situation status can only be generated using modeling. This takes place, on the one hand, with pre-calculated, high-resolution scenarios in a database and on the other hand (and only in the last few years) through a less high-resolution, but online calculating computer process. In addition to the tsunami calculation (running time to the coast, wave height at the coast), the high-resolution scenarios also contain calculations of the subsequent floods, which is a crucial input factor for all risk assessments and e.g. evacuation measures. This is supplemented with constant updates using the online tool. Therefore, both options (pre-calculated scenarios and online tool) will always be used. The dispatch of the warning alerts by BMKG takes place
5
through various and technically autonomous communication channels and is defined by
"standard operating procedures".
Buoy System
Tsunami buoys (also referred to as tsunameters) are not autonomous WARNING systems! In all tsunami warning systems worldwide, they are MEASUREMENT instruments for the verification of a tsunami. The most important information, namely, the fast earthquake location and magnitude, without which either a simulation or a warning can be generated, can NOT be supplied by buoy systems.
Buoy systems for the direct measurement of a tsunami were initially part of the research concept. The further development of the GPS Shield made it possible to discontinue pursuing the buoy concept. Therefore, buoys have no longer by part of the operational warning system since 2010, so that the high maintenance cost of buoy installations near coastlines can also be omitted.
Chronological sequence of the warning process
The system is based on 300 different land-based sensor systems. The data from these sensors are transferred in real-time to the control room in the warning centre and are aggregated there in the state-of-the-art Decision Support System (DSS) and implemented into a situation status. The warning takes place on the basis of very fast, precise earthquake recording and evaluation, which forms the heart of the warning system. The fast determination of earthquake parameters (location, depth, magnitude) through 160 seismometers on land is the first and most important basis for the tsunami preview through modeling and the generation of a warning alert, which is based on this. The first situation status is then substantiated further through additional data from GPS stations and tide gauges along the coast of Indonesia. The verification of a tsunami takes place with tide gauges, which are also equipped with GPS sensors.
Implementation process
Right from the start, GITEWS was planned with an end-to-end approach. This is comprised of setting up instrument networks for measuring the natural disaster (tsunami, earthquake), the decision-making support on the basis of a modeling system for generating situation assessments, a country-wide risk assessment with the creation of hazard, vulnerability and risk maps and the capacity development with authorities, local decision-makers and administrations, as well as affected local companies and the hotel industry. This work on the various fields of activity was performed in parallel right from the start, whereas constant coordination took place between the fields of activity and the national and international partners involved.
The installation phase of GITEWS was characterized by the development of necessary system components, on the one hand, and by the development of appropriate strategies, information materials, standards and approaches, on the other hand. BMKG, operator of the early warning system, reached the operational status step-by-step over various phases of setting up the system. During the GITEWS phase (2005 to 2011), a series of German institutions were involved, under the auspices of the German Centre for Geosciences GFZ, whose task was the technical setup of the system. The contributions of other donor countries were integrated. Capacity development measures in the downstream area (Disaster Reduction Strategy) were implemented in pilot regions, in cooperation with the local administrations and the population. The approaches, processes and products, e.g.
the TsunamiKiT are transferable to other parts of Indonesia and form the bases for country-wide implementation.
6 Warning Centre
The data from the numerous measuring instruments (seismometers, tide gauges, GPS instruments) converge in the Warning Centre in Jakarta. Here, they are evaluated and processed by specialized and partially newly developed sensor systems.
Furthermore, a simulation system is available in the Warning Centre, which can access a large database with pre-calculated tsunami scenarios for the Sunda Arch and can select the most appropriate scenarios within seconds on the basis of current sensor measurement values. This database has been updated and enhanced several times over the years. A second simulation system makes it possible to calculate the tsunami effects of a sea-quake for other larger coverage areas in lower detail online.
To support the warning room staff with the assessment of whether a tsunami has been generated, when and where which wave height can be anticipated and whether and which coast-specific warning information needs to be issued, an innovative Decision Support System (DSS) has been developed and put into operation. The DSS has extensive databases regarding geobasis, risk and vulnerability data and can create a situation status and generate decision-making recommendations on the basis of pre-processed sensor data and using both simulation systems. If the warning room staff issues a warning, the DSS produces relevant warning products that are forwarded to the disaster protection authorities, emergency services and media. These can be used to warn the population quickly and in a targeted manner and evacuation measures can be initiated.
The potential of state-of-the-art earth observation technologies in the event of a tsunami disaster has been evaluated on the basis of studies. The system has been in operation since 2008 and has been optimized and further enhanced since then. The DSS, approved for operational implementation since August 2010, was adapted on the basis of the practical experience and requests of the operators. Among other things, the database has been updated and significantly enhanced with new tsunami scenarios and a DSS upgrade was put into operation in October 2011 to supply all countries bordering the Indian Ocean, which allows Indonesia to administer the role of a UNESCO/IOC Regional Tsunami Service Provider (RTSP).
7
Future Direction Of Earthquake and Tsunami Detection Research
T. Hardy1 dan E. Aldrian1
1Pusat Penelitian dan Pengembangan BMKG, Jl. Angkasa 1 No. 2 Kemayoran Jakarta Pusat 10720
ABSTRAK
Letak indonesia yang diapit oleh lempeng-lempeng tektonik raksasa yang saling bertumbukan satu sama lain dan juga banyaknya sesar-sesar yang membentang di sepanjang wilayah telah menempatkan indonesia pada kerawanan yang tinggi terhadap bencana gempa bumi dan tsunami. Tingginya kejadian gempa bumi dan tsunami di Indonesia menumbuhkan kesadaran kita akan arti pentingnya penelitian yang intensif di bidang gempa bumi dan tsunami. Tulisan ini mencoba merangkum penelitian-penelitian tentang gempa bumi dan tsunami yang telah dilaksanakan di Puslitbang BMKG, maupun yang akan direncanakan untuk dilakukan pada tahun-tahun selanjutnya. Puslitbang BMKG telah melakukan beberapa penelitian dan pengembangan terkait upaya deteksi gempa bumi dan tsunami, antara lain upaya monitoring precursor gempa bumi melalui parameter geofisika, geo-atmosferik, geokimia (radon) dan geodetik (TEC-GPS), sistem monitoring gempa bumi JISVIEW, sistem penentuan potensi tsunami menggunakan perhitungan durasi rupture, periode dominan, dan T50Ex. Arah penelitian ke depannya adalah upaya early warning tsunami menggunakan jaringan data GPS yang diharapakan bisa lebih memperkuat sistem InaTEWS yang selama ini sudah berjalan.
Kata kunci: Gempa bumi, tsunami, early warning, GPS ABSTRACT
Location of Indonesia which is flanked by giant tectonic plates that collide with one another and also the number of faults that spreads along the region has put Indonesia on a high vulnerability of earthquake and tsunami disaster. The high frecuency of earthquake and tsunami in Indonesia raise our awareness of the importance of intensive research in the field of earthquake and tsunami. This paper attempts to summarize the research on earthquake and tsunami that have been implemented in the Central Research Institute for BMKG, and which are planned to be done in subsequent years. Research and Development BMKG has been doing some research and development efforts related to the earthquake and tsunami detection, i.e monitoring efforts of earthquake precursors through geophysical parameters, geo-atmospheric, geochemical (radon) and geodetic (TEC-GPS), JISVIEW earthquake monitoring system, system of determining tsunami potency using rupture duration calculation, dominant period, and T50Ex. The direction of future research is an attempt to use a tsunami early warning network of GPS data that is expected to further strengthen InaTEWS system that has been running.
Key words: Earthquake, tsunami, early warning, GPS
8
PENDAHULUAN
Gempa bumi tektonik adalah gempa bumi yang diakibatkan oleh aktifitas lempeng tektonik benua dan samudera (gempa subduksi), maupun oleh pergerakan patahan (sesar) yang ditimbulkan oleh interaksi lempeng tektonik tersebut (gempa kerak dangkal).
Sunarjo, et al., (2010) Indonesia berada dalam zona interaksi 4 lempeng utama dunia, yakni: lempeng Samudera India-Australia, lempeng benua Eurasia, lempeng Pasifik serta lempeng mikro Filipina seperti ditunjukan dalam Gambar 1. Akibat interaksi lempeng tektonik, timbul patahan (sesar) di sepanjang wilayah Indonesia seperti ditunjukkan dalam Gambar 2. Pergerakan patahan ini pada akhirnya juga menjadi sumber gempa tektonik.
Beberapa diantara sesar tersebut yaitu: Sesar Besar Sumatera, Sesar Cimandiri (Sukabumi) dan Sesar Opak (Jogjakarta).
Gambar 1. Kondisi tektonik Indonesia (Bock, et al., 2004)
Gambar 2. Sesar sepanjang wilayah Indonesia dan slip rate-nya (Irsyam, et al., 2010) Letak Indonesia yang diapit oleh lempeng-lempeng tektonik raksasa yang saling bertumbukan satu sama lain dan juga banyaknya sesar-sesar yang membentang di sepanjang wilayah telah menempatkan indonesia pada kerawanan yang tinggi terhadap bencana gempa bumi dan tsunami. Tingginya kejadian gempa bumi di Indonesia dapat
9
dilihat dari kejadian gempa bumi merusak dan menimbulkan korban yang sangat besar yang terjadi di Indonesia pada dekade terakhir antara lain gempa bumi dan tsunami Aceh, 2004; Nias, 2005; Yogyakarta, 2006; gempa bumi dan tsunami Pangandaran, 2006;
Tasikmalaya, 2009; Padang, 2009 serta gempa bumi dan tsunami Mentawai, 2010.
Tingginya aktifitas kegempaan di Indonesia dapat terlihat dari hasil rekaman dan catatan 1900-2009 yang menunjukan lebih dari 50.000 kejadian gempa bumi dengan magnituda (M) > 5.0 SR (Skala Richter), bila dalam analisa setelah gempa bumi dihilangkan gempa ikutannya, terdapat 14.000 gempa utama (Main Shocks) seperti yang ditunjukan dalam Gambar 3.
Gambar 3. Distribusi gempa bumi M > 5 yang terjadi di Indonesia tahun 1900-2009 (Irsyam, et al., 2010)
Tingginya kejadian gempa bumi dan tsunami di Indonesia menumbuhkan kesadaran kita akan arti pentingnya penelitian yang intensif di bidang gempa bumi dan tsunami. Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika sebagai instansi yang mempunyai tugas melaksanakan tugas pemerintahan di bidang Meteorologi, Klimatologi, Kualitas Udara dan Geofisika juga telah melaksanakan fungsi penelitian bidang geofisika khususnya penelitian di bidang gempa bumi dan tsunami
METODE PENELITIAN
Tulisan ini mencoba merangkum penelitian-penelitian tentang gempa bumi dan tsunami yang telah dilaksanakan di Pusat Penelitian dan Pengembangan Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, maupun yang akan direncanakan untuk dilakukan pada tahun-tahun selanjutnya. Puslitbang BMKG melalui litbang bidang Geofisika mempunyai tugas melaksanakan penelitian, pengkajian, dan pengembangan, pengendalian pelaksanaan pengkajian, penelitian dan pengembangan, koordinasi dan kerjasama serta diseminasi hasil penelitian, pengkajian, dan pengembangan di bidang geofisika.
10
HASIL DAN PEMBAHASAN Prekursor Gempa Bumi dan Tsunami
Tuntutan masyarakat awam tentang prediksi gempa bumi dan datangnya isu-isu heboh yang meresahkan seputar ramalan gempa bumi yang akan datang pada waktu tertentu di suatu daerah membuat penelitian tentang prediksi gempa bumi menjadi topik yang sangat menarik. Jadi, ”Apakah gempa bumi dapat diprediksi?”. Para ahli kebumian sendiri sampai sekarang masih sering bersilang pendapat tentang hal ini. Sebagian percaya bahwa gempa bumi dapat diramalkan, tetapi sebagian besar pesimis atau bahkan yakin bahwa gempa tidak dapat diramalkan.
Kecenderungan baru yang muncul akhir-akhir ini adalah penggunaan konsep bahwa tidak mungkin gempa terjadi tanpa ada tanda-tanda pendahulu/gejala awal (prekursor). Fenomena ini dirumuskan berdasarkan hipotesa bahwa gempa terjadi ketika akumulasi strain energi menyebabkan tingkat stress yang mendekati batas maksimum stress di kerak bumi. Akumulasi strain di sekitar pusat gempa dapat menyebabkan perubahan volumetrik dan mengarah pada semua jenis prekursor yang teramati.
Tegangan/regangan tinggi di batuan kerak dapat menghasilkan setiap jenis prekursor yang dapat diamati sebagai representasi dari anomali kondisi normal.
Perdebatan internasional masih terus berlangsung tentang rasional dan akurasi metode- metode prediksi yang telah dikembangkan selama ini, sehingga perlu adanya suatu penelitian yang terpadu dan kontinyu untuk mendapatkan hasil terbaik dan saling mendukung berdasarkan pengamatan-pengamatan prekursor gempa bumi ini.
Maksud dari penelitian studi precursor gempa bumi secara terpadu ini adalah mencari data-data anomali yang diharapkan dapat digunakan sebagai tanda-tanda awal / prekursor gempa bumi dari berbagai data pengamatan. Selanjutnya adalah menganalisis konsistensi pola anomali yang diduga sebagai prekursor gempa bumi (Nurdiyanto, et al., 2011).
Puslitbang BMKG telah memulai penelitian mengenai prediktabilitas gempa bumi yang dimulai pada tahun 2006 dengan kajian tentang struktur 3D bumi, pola rambat gelombang gempa bumi, pengembangan teknik penentuan hiposenter gempa bumi dengan menggunakan model kecepatan 3D, selanjutnya mengkaji dan menerapkan teknik wavelet untuk usaha prediksi periodisitas pelepasan energi gempa bumi, dan pengembangan teknik pemetaan TEC di ionosfer sebagai prekursor gempa bumi. Mulai tahun 2010, Puslitbang BMKG mulai melakukan studi prekursor gempa bumi secara terpadu yang difokuskan berdasarkan parameter-parameter geofisika, geo-atmosferik, geokimia dan geodetik. Penelitian studi precursor gempa bumi secara terpadu tentunya membutuhkan berbagai data pengamatan dengan beberapa metode, sehingga perlu suatu tahapan penelitian secara berkesinambungan (Gambar 4) (Nurdiyanto, et al., (2013).
Sistem Monitoring secara Real Time
Monitoring data Radon di Observatory Geofisika Pelabuhan Ratu telah dapat dilakukan secara real time di jaringan milik Puslitbang menggunakan teamviewer. Namun diperlukan kapasitas komunikasi data yang besar sedangkan paket internet yang ada di Stasiun Observatory Pelabuhan Ratu terbatas, sehingga pengambilan data masih dilakukan sebulan sekali (semi real time). Sedangkan data magnet dan MT dari Observatory Geofisika Pelabuhan Ratu dan MT dari Kotabumi telah dapat diakses secara online dari server milik Puslitbang melalui sharing jaringan dengan Bidang Geofisika Potensial dan Tanda Waktu dengan pengambilan data semi real time dilakukan tiap bulan. Setiap bulan, dilakukan pengamatan dan pengolahan data untuk melihat pola anomali pada masing- masing parameter.
11
Gambar 4. Tahapan studi prekursor gempa bumi terpadu
Pengembangan Software Pengolahan Data Prekursor Gempa Bumi
Pengembangan software yang dilakukan pada kegiatan tahun 2013 berupa penambahan beberapa aplikasi perhitungan danpenggabungan software yang sudah dibuat pada tahun sebelumnya, yaitu software pengolahan data magnetik, MT dan Vp/Vs kedalam satu software aplikasi yang bernama "PRECURSOR 2013" (Gambar 5).Perhitungan yang ditambahkan yaitu perhitungan untuk menghilangkan spike pada data magnet dan MT menggunakan perhitungan statistik Inter Quartile Range (IQR).
Pada pengolahan data MT juga ditambahkan fasilitas daily average, yaitu fasilitas untuk menghitung nilai rata-rata harian hasil pengolahan data MT (Nurdiyanto, et al., 2013).
Gambar 5. Tampilan software PRECURSOR 2013 (lingkaran merah merupakan fasilitas yang ditambahkan pada tahun 2013
12
Tabel 2. Rekapitulasi kemunculan anomali parameter seismik, elektromagnetik, geo- atmosferik dan geokimia serta kejadian gempa bumi di Observatory Geofisika Pelabuhan Ratu dari bulan Januari - Nopember 2013 (Nurdiyanto, et al., 2013).
Rekapitulasi kemunculan anomali parameter seismik, elektromagnetik, geo- atmosferik dan geokimia serta kejadian gempa bumi ditunjukkan pada Tabel 2. Tampak pada bulan Januari ada anomali pada parameter Vp/Vs yang diikuti anomali pada parameter elektromagnetik pada akhir Januari dan awal Februari, tampak pula anomali pada parameter geo-atmosferik dan geokimia pada pertengahan Januari. Lalu 2 dan 26 Februari terjadi gempa bumi dengan kekuatan 5.3 dan 5.3 SR. Pada bulan Agustus juga ditemukan anomali pada Vp/Vs diikuti anomali pada parameter elektromagnetik pada akhir Agustus hingga awal Oktober. Pada 24 Oktober terjadi gempa bumi dengan M 4.7 SR. Lalu pada anomali parameter Vp/Vs bulan Oktober 2013 diikuti anomali parameter elektromagnetik dan geokimia pada awal November 2014 dan tidak lama kemudian pada 13 November terjadi gempa bumi M4.9 SR.
Pengembangan Sistem Observasi TEC-GPS Untuk Prekursor Gempa Bumi dan Tsunami
Aktivitas gempa bumi banyak mempengaruhi keadaan ionosfer bumi. Litosfer bumi berinteraksi dengan atmosfer sebelum terjadi peristiwa seismik yang kuat, akibat dari adanya anomali medan listtrik yang mempengaruhi jumlah elektron di ionosfer.
Bagaimanapun, interaksi seismo-ionosfer adalah peristiwa lokal, yang berarti bahwa daerah tersebut dipengaruhi oleh gempa bumi dan besarnya adalah fungsi dari magnitude kejadian gempa tersebut. Berbeda dengan aktivitas matahari, yang merupakan penyebab utama variasi ionosfer, mempengaruhi seluruh ionosfer. Variasi ionosfer secara global ini bisa digunakan untuk membandingakan fenomena global dengan kejadian seismo-ionosfer pada suatu daerah tertentu (http://geofisika43.blogspot.com/2010).
Total elektron content ionosfer (TEC) dapat diperoleh dari sebuah observasi dasar Global Positioning System (GPS). Kumpulan GPS terdiri dari 24 jumlah satelit., yang terdistribusi pada 6 orbit mengelilingi bumi pada ketinggian ~20200 km. masing-masing satelit menstranmisikan sinyal pada dua frekuensi (f1 = 1575,42 MHz dan f2 = 1227,60
13
MHz) dengan dua kode yang berbeda, C/A dan P(Y) dan dengan dua fase pengangkut yang berbeda, L1 dan L2.
Tujuan dari penelitian TEC-GPS sebagai precursor gempa bumi dan tsunami adalah menemukan hubungan anomali variasi harian dengan gempa-gempa besar di Indonesia dan area sekitarnya, menggunakan analisis harmonik dari pengamatan TEC pada beberapa stasiun GPS. Hasil dari analisis harmonik menampakkan bahwa amplitudo variasi harian dari TEC mengalami penurunan (anomali negatif) atau peningkatan (anomali positif) beberapa hari setelah gempa bumi utama, dan menggunakan analisis spasial dari anomali amplitudo, magnitude beberapa gempa besar dapat diperkirakan.
Pengukuran GPS di permukaan menunjukkan juga variasi yang konsisten dengan gelombang gravity atmosfer yang disebabkan oleh gelombang tsunami (Galvan et al., 2011).
Sebagai contoh, gempa bumi besar terjadi di pesisir barat Sumatera Utara, Indonesia pada 26 Desember 2004. Variasi harian GPS TEC diperoleh dari stasiun SAMP selama Desember 2004 yang diperlihatkan oleh Gambar 2. Pada 21 Desember 2004, 5 hari sebelum gempa Aceh, variasi harian GPS TEC ionosfer memiliki amplitudo minimum kira-kira 11 TECU. Penyimpangan amplitudo minimum dari amplitudo rata-rata kira-kira - 4.7 TECU. Amplitudo variasi harian TEC diperoleh dari stasiun BAKO pada 21 Desember 2004, kira-kira 15 TECU dan penyimpangan ini dari rata-rata bulanan amplitudo variasi harian TEC ionosfer, yaitu kira-kira -4.5 TECU. Sementara itu dari stasiun IISC, penyimpanagn amplitudo variasi harian TEC kira-kira -3.9 TECU.
Gambar 6. Variasi harian ionosfer TEC diperoleh dari SAMP (bagan atas) BAKO (bagan tengah) dan IISC (bagan bawah) pada Desember 2004 (http://geofisika43.blogspot.com/2010).
Penelitian terbaru tentang prekursor gempa bumi adalah pengembangan sistem observasi TEC-GPS untuk mendeteksi prekursor gempa bumi. Berikut adalah gambaran sistem observasi TEC-GPS untuk prekursor gempa bumi di Puslitbang BMKG yang memanfaatkan yang bekerjasama dengan penyedia data GPS-TEC yaitu Badan Informasi Geospasial (BIG) dan LAPAN. (Gambar 7)
14
Gambar 7. Sistem observasi TEC-GPS yang dikembangkan.
Gambar 8. Berikut ini adalah data luaran sistem observasi TEC-GPS yang berkaitan dengan Gempa bumi 10 September 2014 M 6.2 Maluku.
Gambar 8. Hasil pengamatan TEC_GPS terkait gempa bumi 10 September 2014 Penelitian prekursor gempa bumi dan tsunami dengan menggunakan pengamatan TEC- GPS akan terus dilakukan dengan menggunakan jaringan GPS yang lebih banyak dan rapat.
15
Pengembangan Sistem Monitoring Gempa Bumi dan Tsunami
Sistem Monitoring Gempa bumi dan Tsunami yang saat ini sudah berjalan di Indonesia adalah InaTEWS. InaTEWS merupakan proyek nasional yang melibatkan berbagai institusi dalam negeri di bawah koordinasi Kementerian Negara Riset dan Teknologi (RISTEK), Institusi lain yang terlibat antara lain: Kementerian Koordinator Kesejahteraan Rakyat (Kemkokesra), Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG), Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT), Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Badan Koordinasi Survei dan Pemetaan Nasional (BAKOSURTANAL), Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral, Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB), Badan Perencanaan dan Pembangunan Nasional (BAPPENAS, Kementerian Komunikasi dan Informasi (KEMKOMINFO), Tentara Nasional Indonesia (TNI), Polisi Republik Indonesia (POLRI), Kementerian Dalam Negeri (KEMDAGRI), Kementerian Luar Negeri (KEMLU), Kementerian Kelautan dan Perikanan, Kementerian Lingkungan Hidup (KLH), Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN), dan serta dukungan tenaga-tenaga ahli dari Institut Teknologi Bandung (ITB). BMKG, BAKOSURTANAL dan BPPT merupakan institusi teknis yang melaksanakan operasional pengamatan unsur-unsur gempa bumi, gerakan kerak bumi dan perubahan permukaan air laut, sedangkan Kementerian Negara Ristek, LIPI, DEPDAGRI dan BNPB melaksanakan peningkatan kewaspadaan dan kesiapsiagaan masyarakat. Peran Pemerintah Daerah sangat besar baik dalam pembangunan system operasionalnya apalagi pada peningkatan kewaspadaan dan kesiapsiagaan masyarakat (Pengantar InaTEWS, 2015).
Pembangunan InaTEWS dilakukan Pemerintah RI melalui berbagai institusi tersebut di atas dan mendapatkan bantuan yang cukup signifikan dari negara dan organisasi donor, yang meliputi : Pemerintah Jerman, Cina, Jepang, Amerika, Perancis, UNESCO, UNDP, UNOCHA, ISDR. Jerman memberikan kontribusi pada pembangunan InaTEWS dari hulu sampai ke hilir, yang meliputi sistem pemantauan, pengolahan dan analisa, penyebaran, pembangunan kapasitas, peningkatan kewaspadaan dan kesiapsiagaan masyarakat.
InaTEWS saat ini sudah beroperasional meskipun belum semua sistemnya terpasang dengan sempurna. Sistem pemantauan muka tengah laut baru 3 terpasang dari rencana 23, system support untuk pengambilan keputusan (Decission Support System – DSS) juga masih memerlukan penyempurnaan. Demikian pula dengan peningkatan kapasitas SDM. Langkah lanjut setelah peresmian InaTEWS adalah pembangunan system maintenance/pemeliharaan dan pembangunan system backup sebagai antisipasi manakala secara tiba-tiba system utama early warning “off”. Setelah melalui operasional pendahuluan yang cukup panjang yakni mulai pertengahan tahun 2005, maka tiba InaTEWS diluncurkan pada bulan November 2008 oleh Presiden Republik Indonesia.
16
Gambar 9. Desain Sistem InaTews (Pengantar InaTEWS, 2015).
Kita semua tahu dan yakin bahwa tsunami pasti akan terjadi lagi di bumi pertiwi ini, hanya kapan, di mana dan berapa besarnya yang kita tidak tahu. Harapannya adalah InaTEWS benar-benar bermanfaat semaksimal mungkin dan memberikan peringatan dini tsunami sebelum kedatangan sehingga bisa meminimkan jumlah korban jiwa. Selanjutnya manfaat InaTEWS tidak hanya bagi masyarakat Indonesia, namun juga masyarakat internasional baik yang berada di kawasan ASEAN, di sekitar Samudera India maupun Pasifik Barat Daya dan Laut Cina Selatan.
Sistem Monitoring Gempa Bumi JISVIEW
Untuk monitoring kejadian gempa bumi yang bersifat lokal dan regional di Indonesia, dengan magnitude < 5, maka perlu dibuat sistem yang bisa mewadahinya, terutama untuk stasiun-stasiun geofisika di daerah untuk mempercepat diseminasi informasi kejadian gempa bumi kepada masyarakat, maka pada tahun 2011 Puslitbang BMKG telah melakukan pembuatan software JISView untuk penentuan mekanisme sumber gempa bumi. Setelah itu pada tahun 2012 telah dilakukan pula pengembangan lebih lanjut software JISView dengan mengujicobakannya pada beberapa stasiun geofisika dan membuat kajian untuk membangun Sistem Monitoring Gempa Bumi yang dapat memberikan informasi parameter dan mekanisme sumber gempa bumi secara otomatis. Sistem monitoring gempa bumi ini meliputi penentuan parameter dan mekanisme sumber gempa bumi. Melalui kegiatan ini diharapkan dapat terbangun sistem monitoring gempa bumi yang otomatis untuk mendukung operasional dalam meningkatkan pelayanan informasi gempa bumi dan tsunami.
Pada tahun 2013 dilakukan penyempurnaan dalam Sistem Monitoring Gempa Bumi JISVIEW dengan sistem informasi terintegrasi yang dapat digunakan untuk menghitung, menganalisa serta menampilkan informasi sebaran mekanisme sumber gempa bumi di wilayah Indonesia yang cepat dan akurat dibandingkan dengan sistem yang ada sebelumnya.
Pada tahun 2014 dilakukan penyempurnaan picking otomatis Gelombang P dan penentuan Magnitudo, kemudian selanjutnya pada tahun 2015 dilakukan ujicoba operasionalisasi dan juga pembangunan Server Sistem Monitoring Gempa bumi di Puslitbang. Pada tahun 2016 direncanakan pembangunan sistem berbasis Web.
17
Gambar 10. Tampian GUI Sistem Monitoring (Nugraha et al., 2013) Analisis Parameter Gempa Bumi
Analisa perbandingan hasil keluaran JISView dengan SeisComP-3 BMKG dilakukan untuk mengetahui tingkat akurasi hasil perhitungan sistem.
Grafik perbandingan parameter gempa bumi yang berupa waktu kejadian dan koordinat lokasi (bujur dan lintang) yang dihasilkan oleh sistem terhadap hasil analisa SeisComP-3 BMKG menunjukkan korelasi yang yang sangat baik. Untuk parameter waktu kejadian berkorelasi 0,999 dengan error atau biasnya 0,089, lintangnya berkorelasi 0,999 dengan error atau bias 0,016 dan adapun untuk bujur berkorelasi 0,998 dengan bias atau error 1.513.Hal ini menunjukkan bahwa bila ditinjau dari aspek keakuratan hasil analisa sistem yang berupa lokasi dan waktu kejadian relatif terhadap hasil analisa SeisComP-3 BMKG dapat dikatakan memiliki korelasi yang bagus.
Sistem Penentuan Potensi Tsunami dengan Perhitungan Durasi Rupture (Tdur), Periode Dominan(Td) dan T50Ex.
Ina-TEWS membuat kriteria gempa bumi yang menimbulkan tsunami dengan syarat magnitudo ≥ 7, episenter di laut, dan kedalaman < 100 km. Fakta telah menunjukkan bahwa walaupun kriteria tersebut sudah terpenuhi, tetapi tidak semua gempa bumi tersebut dapat menimbulkan tsunami yang signifikan, contohnya gempa bumi Padang 30 September 2009 Mw= 7.6. Sementara itu gempa bumi dengan magnitudo kurang dari 7 bisa menimbulkan tsunami, contohnya gempa bumi Flores 14 Mei 1995 dengan Mw= 6.9 (Madlazim, 2011).
Besar dan dampak tsunami sangat terpengaruh oleh pergeseran lantai dasar laut yang berhubungan dengan panjang (L), lebar (W), mean slip (D), dan kedalaman (z), dari rupture gempa bumi. Lomax dan Michelini, (2011) telah menemukan bahwa parameter panjang rupture dari suatu gempa bumi merupakan parameter yang paling dominan sebagai penyebab tsunami. Untuk mengukur panjang rupture diperlukan metode yang komplek dan membutuhkan waktu komputasi yang lebih lama, sehingga tidak layak digunakan untuk peringatan dini tsunami. Lomax dan Michelini (2012) juga telah menemukan hubungan antara L dan durasi rupture yang bisa dinyatakan bahwa durasi rupture sebanding dengan panjang rupture. Untuk mengestimasi durasi rupture (To atau Tdur) bisa dilakukan dengan cara menganalisis seismogram-seismogram grup gelombang P yang dominan dari seismogram frekuensi tinggi dari gempa bumi, sehingga durasi rupture gempa bumi bisa digunakan untuk peringatan dini dari tsunami.
18
Parameter lain yang bisa dijadikan parameter peringatan dini tsunami adalah periode dominan dari gelombang P, yang merupakan nilai puncak dari Time Domain (τc) (Lomax dan Michelini, 2010). Parameter yang lain adalah T50 Exceedance (T50EX) adalah nilai perbandingan RMS ampiltudo saat durasi rupture (Tdur) mencapai 50-60s dengan rmsamplitude saat durasi rupture 0–25 s. Madlazim (2011) telah mengembangkan kriteria potensi tsunami untuk kejadian gempa bumi dengan menggunakn staisiun sesimik lokal yaitu dengan kriteria: Tdur > 65, Td > 10, T50Ex > 1, Tdur * Td > 650, Td * T50Ex
> 10.
Pada tahun 2013, Puslitbang BMKG telah mengembangkan program aplikasi penentuan potensi tsunami menggunakan perhitungan Tdur, Td dan T50Ex dengan data real time waveform dari stasiun pengamatan yang masuk jaringan Ina-TEWS. Aplikasi penentuan potensi secara manual juga telah dibuat supaya bisa dilakukan perhitungan manual terhadap gempa bumi-gempa bumi yang sudah terjadi. Hasil penelitian menunjukkan dari 81 kejadian gempa bumi pada tahun 2013 yang sudah dihitung oleh aplikasi peringatan potensi tsunami secara real time, memberikan hasil 97.53% konsisten (79 kejadian), yaitu parameter dibawah kriteria potensi tsunami, dan kondisi sebenarnya tidak terjadi tsunami. Dari hasil ujicoba terhadap 171 kejadian gempa bumi dengan magnitude kecil secara manual, dapat dilihat bahwa aplikasi memberikan hasil 96.5 % (166 kejadian) konsisten, yaitu parameter dibawah kriteria potensi tsunami, dan kondisi sebenarnya juga tidak terjadi tsunami (Hardy, et al., 2014).
Ujicoba dengan data gempa bumi yang membangkitkan tsunami di Indonesia dari tahun 1992-2012 dari katalog tsunami dari NOOA (National Oceanic and Atmospheric Administration) menyatakan bahwa untuk kejadian gempa bumi yang membangkitkan tsunami 0-1 m, dari 11 kejadian terdapat 8 kejadian (72,7%) yang tepat, sedangkan untuk kejadian gempa bumi yang membangkitkan tsunami lebih dari 1 m dari 17 kejadian terdapat 10 kejadian (58.82%) yang tepat sesuai nilai parameter potensi tsunami.
Gambar 11 menunjukan tampilan aplikasi sistem penentuan potensi tsunami menggunakan data sinyal secara real time yang sudah diaplikasikan di Puslitbang.
Rencananya di tahun 2015 setelah secara terus menerus diuji, aplikasi ini bisa dioperasionalkan untuk mendukung sistem InaTEWS.
Gambar 11. Aplikasi sistem penentuan potensi tsunami secara real time