PANDUAN PRAKTIS PENGUKURAN DURASI RUPTURE
GELOMBANG PRIMER SECARA MANUAL
MENGGUNAKAN SOFTWARE SEISGRAM2K
MadlazimPusat Studi Sains Kebumian
Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Surabaya (UNESA)
1. Pendahuluan
Durasi rupture merupakan salah satu parameter gempa bumi yang bisa digunakan untuk indikator apakah suatu gempa bumi berpotensi tsunami atau tidak. Bila durasi rupture suatu gempa bumi lebih besar dari 65 detik (Madlazim, 2013), maka gempa bumi tersebut berpotensi tsunami. Bila durasi rupture suatu gempa bumi kurang dari 65 detik, maka gempa bumi tersebut tidak berpotensi tsunami. Untuk mengukur durasi rupture gelombang P gempa bumi bisa dilakukan secara manual maupun secara otomatis. Berikut ini akan dijelaskan tahap demi tahap cara pengukuran durasi rupture (Tdur) gelombang P dari gempa bumi lokal menggunakan prosedur langsung yang dikembangkan oleh Lomax dan Micellini (2009). Sedangkan untuk pengukuran secara otomatis pertama-tama harus dibuat program komputer dulu sebelum mengukur durasi rupture. Program komputer Joko Tingkir (Madlazim, 2013) merupakan contoh program komputer yang digunakan untuk mengukur durasi rupture, periode dominan dan durasi exceed 50 detik secara otomatis, real time dan simultan.
2. Software yang diperlukan
Pengukuran durasi rupture bisa dilakukan menggunakan OS Windows, Linux atau Solaris. Pada kesempatan ini digunakan OS Windows yang didalamnya sudah terinstal software Java SDK atau JRE 2 atau Java versi yang lebih tinggi yang bisa diunduh di http://java.com dan software SeisGram2k60.jar yang bisa diunduh di http://alomax.free.fr/seisgram/ver60/SeisGram2K_install.html.
3. Tahapan Pengukuran Durasi Rupture
Berikut beberapa tahap yang harus dilakukan untuk mengukur durasi rupture:
b. Buka file seismogram kecepatan dalam format SAC
File Open File pilih file.SAC komponen vertikal (BHZ). Berikut akan digunakan contoh data broad band seismogram gempa bumi yang terjadi di Mentawai tanggal 25 Oktober 2010 Mw = 7,8 yang direkam oleh stasiun seismik GSI yang merupakan jaringan GE milik GEOFON yang berada pada lintang 1,30° dan bujur 97,58°.
Gambar 2. Seismogram kecepatan gempa bumi Mentawai 25/10/2010
c. Klik tombol Remove Mean
d. Pada Command Line Interaction (di bawah kotak seismogram) ketik " filp_5 filtw 15.0 ltw 25.0 thres1 10.0 thres2 10.0 tupevt 1.0 res PICK " untuk picking awal kedatangan gelombang P (P0).
Gambar 3. Picking kedatangan awal gelombang P (P0)
e. Cek hasil picking-nya yang berada pada file SeisGram2K_1389360856.pick yang berada dalam satu direktori (folder) dengan software SeisGram2K.jar, kemudian ubahlah P0 menjadi P
(angka 0 dihapus). Hasil pengukuran durasi rupture (Tdur) akan bisa dilihat pada file
SeisGram2K_1389360856.pick
f. Pada Command Line Interaction ketik "bp bu co 1 5 n 4" untuk filter Butterworth pada frekuensi tinngi 1 Hz sampai dengan 5 Hz dengan jumlah pole 4.
Gambar 4. Seismogram setelah difilter dengan frekuensi tinggi
g. Pada Command Line Interaction ketik "sqr" untuk mendapatkan 'kuadrat' dari seismogram.
Gambar 5. Seismogram yang telah 'dikuadratkan'
h. Pada Command Line Interaction ketik "smo type TRIANGLE ha 5.0" untuk mendapatkan rms amplitude dari seismogram.
Gambar 6. Seismogram yang telah 'di-smoothing'
Gambar 7. Seismogram yang telah 'dipotong'
j. Pada Command Line Interaction ketik "rmean lb 20" me-remove mean (rerata) k. Pada Command Line Interaction ketik "norm" untuk normalisasi amplitude.
Gambar 8. Normalisasi amplitude
l. Pada Command Line Interaction ketik "cdur thres 0.9 cutoff 0.2 durfract 2.5 185.0" untuk menentukan waktu delay ketika amplitudonya 0,9 dari peak (T0,9).
m. Pada Command Line Interaction ketik "cdur thres 0.8 cutoff 0.2 durfract 2.5 185.0" untuk menentukan waktu delay ketika amplitudonya 0,8 dari peak (T0,8).
Gambar 10. Menentukan T0,8
m. Pada Command Line Interaction ketik "cdur thres 0.5 cutoff 0.2 durfract 2.5 185.0" untuk menentukan waktu delay ketika amplitudonya 0,5 dari peak (T0,5).
Gambar 11. Menentukan T0,5
n. Pada Command Line Interaction ketik "cdur thres 0.2 cutoff 0.2 durfract 2.5 185.0" untuk menentukan waktu delay ketika amplitudonya 0,2 dari peak (T0,2).
Sampai pada langkah n ini, kita sudah bisa menentukan waktu delay T0,9, T0,8,T0,5 dan T0,2 yang nilanya bisa dilihat pada file SeisGram2K_1389360856.pick (angkanya di depan .pick mungkin berbeda) yang secara keseluruhan bisa ditampilkan sebagai berikut:
GSI__BH ? Z ? P + 20101025 1443 39.169 GAU 0.15 0.0 12.887825 0.4 GSI__BH ? Z ? P1 + 20101025 1443 55.719 GAU 0.3 0.0 10.67511 1.6 GSI__BH ? Z ? P2 + 20101025 1444 25.419 GAU 0.25 0.0 14.891259 0.2 GSI__BH ? Z ? T0.9 ? 20101025 1445 39.119 GAU 0.0 0.0 125.0 0.0 GSI__BH ? Z ? T0.8 ? 20101025 1445 40.069 GAU 0.0 0.0 125.950005 0.0 GSI__BH ? Z ? T0.5 ? 20101025 1446 07.319 GAU 0.0 0.0 153.2 0.0 GSI__BH ? Z ? T0.2 ? 20101025 1446 34.169 GAU 0.0 0.0 180.05 0.0
Dari output tersebut bisa diketahui hasil pengukuran T0,9 = 125,0 detik, T0,8= 125.95 detik, T0,5 = 153,2 detik dan T0,2=180,05 detik. Selanjutnya durasi rupture (Tdur) bisa ditentukan dengan cara sebagai berikut:
1. Ubahlah nama file SeisGram2K_1389360856.pick menjadi jokotingkir.pick
2. Copy file script sg2defaults berikut ke dalam folder yang sama dengan software SeisGram2K.jar 3. Ulangi langkah a dan b. Maka akan diperoleh hasil perhitungan Tdur sbb:
Gambar 13. Tampilan perhitungan Tdur
Hasil akhir pengukuran Tdur bisa dilihat pada file jokotingkir.pick seperti berikut:
GSI__BH ? Z ? P + 20101025 1443 39.169 GAU 0.15 0.0 12.887825 0.4 GSI__BH ? Z ? P0 + 20101025 1443 39.169 GAU 0.15 0.0 12.887825 0.4 GSI__BH ? Z ? P1 + 20101025 1443 55.719 GAU 0.3 0.0 10.67511 1.6 GSI__BH ? Z ? P2 + 20101025 1444 25.419 GAU 0.25 0.0 14.891259 0.2 GSI__BH ? Z ? T0.9 ? 20101025 1445 39.119 GAU 0.0 0.0 125.0 0.0 GSI__BH ? Z ? T0.8 ? 20101025 1445 40.069 GAU 0.0 0.0 125.950005 0.0 GSI__BH ? Z ? T0.5 ? 20101025 1446 07.319 GAU 0.0 0.0 153.2 0.0 GSI__BH ? Z ? T0.2 ? 20101025 1446 34.169 GAU 0.0 0.0 180.05 0.0 GSI__BH ? Z ? Tdur ? 20101025 1446 34.169 GAU 23.068571 0.0 175.0 0.0
Jadi diperoleh nilai Tdur = 175 detik. Karena Tdur > 65 detik, maka gempa bumi tersebut berpotensi tsunami dan faktanya memang terjadi tsunamui. Namun demikian, supaya lebih akurat maka sebaiknya data seismogram kecepatan yang digunakan minimal 4 seismogram yang terekam oleh 4 stasiun, kemudian dirata-rata dan masih perlu dikonfirmasi dengan parameter durasi exceed 50 detik (T50Ex) dan periode dominan (Td) dari gelombang P.
Referensi dan Publikasi
Lomax, A. & Michelini, A., 2009. Tsunami early warning using earthquake rupture duration, Geophys. Res. Lett., 36, L09306, doi:10.1029/2009GL037223.
Lomax, A. And A. Michelini, 2011. Tsunami early warning using earthquake rupture duration and P-wve dominant period: the importance of length and depth of faulting, Geophys. J. Int. 185, 283-291, doi: 10.1111/j.1365-246X.2010.04916.x.
Madlazim (2011), Toward Indonesian Tsunami Early Warning System by Using Rapid Rupture Duration Calculation, Science of Tsunami Hazards, Vol 30, No. 4, Tsunami Society International, USA.
Madlazim (2011), Menuju Sistem Peringatan Dini Tsunami Menggunakan Perhitungan Durasi Rupture Gempabumi secara Cepat dan Tepat, Edisi 3, 2011, Himpunan Ahli Geofisika Indonesia (HAGI).
Madlazim, (2011), Estimasi Durasi, Arah dan Panjang Rupture, serta Lokasi-lokasi Gemabumi Susulan Menggunakan Perhitungan Cepat, Jurnal Penelitian Fisika dan Aplikasinya (JPFA), Vol 2, No. 2.
Madlazim (2012), Toward tsunami early warning system in Indonesia by using rapid rupture durations estimation, AIP Conf. Proc. 1454, pp. 142-145; doi:http://dx.doi.org/10.1063/1.4730707 (4 pages) INTERNATIONAL CONFERENCE ON PHYSICS AND ITS APPLICATIONS: (ICPAP 2011)
Madlazim (2012),Menuju Peringatan Dini Tsunami Menggunakan Perhitungan Cepat Periode Dominan danT50 Exceeds, Seminar Ilmiah Bulanan BMKG "Scientific Journal Club" Kerjasama BMKG-ITS, Surabaya, Kamis, 27 September 2012.
MADLAZIM (2013), ASSESSMENT OF TSUNAMI GENERATION POTENTIAL THROUGH RAPID ANALYSIS OF SEISMIC PARAMETERS CASE STUDY: COMPARISON OF THE EARTHQUAKES OF 6 APRIL AND OF 25 OCTOBER 2010 OF SUMATRA, SCIENCE OF TSUNAMI HAZARDS 1 (32), UNITED STATE.
Majalah Tempo tanggal 3 Maret 2013. Hal. 60 (Ilmu & Teknologi). "Joko Tingkir Penaksir Tsunami".
Koran Tempo tanggal 25 September 2013. Hal. A12 (Ilmu dan Teknologi 100% Indone-sia). " Joko Tingkir, Sang Pendeteksi Tsunami".
Madlazim (2013), Joko Tingkir Computer Program for Estimating Tsunami Potential Accurately and Rapidly, The 3rd International Conference on Theoretical and Ap-plied Physics (ICTAP), State University of Malang, Oct 10-11, 2013 – Indonesia.
