PERBANDINGAN PERHITUNGAN TINGKAT
GANGGUAN GEOMAGNET DI SEKITAR
STASIUN TANGERANG
(175°4'BT; 17°6'LS)
Anwar Santoso dan Habirun
Peneliti Pusat Pemanfaatan Sains Antariksa, LAPAN
ABSTRACT
Studies on geomagnetic disturbance level h a s been done i.e. in space science and oil exploration. This paper discusses about geomagnetic disturbance level using H component d a t a March and December 1996, with March, J u n y , September a n d Desember 2002 from Tangerang (geomagnetic coordinate 175°4' E; 17°60' S) station based on McPherron model and the 4t h polynom model. From d a t a processing it is obtained that both McPherron model and 4t h polynom model have similar pattern. It is shown that the correlation value of them (McPherron and Polynom 4t h models) which are about of 0.87 - 0.98. While the deviation value of them from observation d a t a is about of - 2 . 5 nT to - 2 4 . 1 nT. We conclude t h a t both 4t h orde polynom a n d McPherron models have the same accuracy.
ABSTRAK
Studi tentang tingkat gangguan geomagnet telah b a n y a k dilakukan, di a n t a r a n y a adalah dalam kegiatan penelitian c u a c a antariksa d a n eksplorasi minyak. Makalah ini m e m b a h a s tingkat gangguan geomagnet m e n g g u n a k a n d a t a komponen H t a h u n 1996, bulan Maret d a n Desember serta t a h u n 2002 bulan Maret, J u n i , September dan Desember dari stasiun Tangerang (koordinat geomagnet 175°4' BT; 17°60' LS) berdasarkan model McPherron d a n model Polinom orde-4. Dari hasil pengolahan d a t a diperoleh bahwa model McPherron d a n model polinom orde-4 mempunyai pola yang relatif c u k u p berimpit. Hal ini ditunjukkan dengan harga korelasi k e d u a n y a yang c u k u p besar yaitu berkisar a n t a r a 0.87 - 0.98 dan dengan deviasi yang c u k u p kecil yaitu berkisar a n t a r a - 2 . 5 nT s a m p a i - 2 4 . 1 nT. Kesimpulan yang d a p a t diambil adalah bahwa model polinom orde-4 dan model McPherron s a m a - s a m a b a g u s d a n c u k u p akurat.
1 PENDAHULUAN
Tingkat gangguan geomagnet merupakan besarnya variasi medan geomagnet di s u a t u t e m p a t yang telah dikurangi dengan b e s a r n y a variasi hari tenang. Informasi tentang tingkat gangguan geomagnet di s u a t u t e m p a t sangat berguna dalam kegiatan-kegiatan survey geomagnet seperti p e n e n t u a n titik lokasi pendirian stasiun p e n g a m a t geomagnet, pencarian sumber minyak b u m i dan prekursor gempa. Berdasarkan kondisi di atas maka penelitian tentang tingkat gangguan geomagnet sampai saat ini masih banyak dan terus dilakukan.
Adapun tujuan penelitian ini adalah mengetahui tingkat gangguan geomagnet di sekitar stasiun Tangerang (175°4' BT; 17°60' LS) b e r d a s a r k a n d u a metode yang berbeda.
2 DATA DAN PENGOLAHAN
Data yang digunakan sebagai studi k a s u s dalam kegiatan ini adalah d a t a komponen H S t a s i u n Tangerang t a h u n 1996 d a n t a h u n 2 0 0 2 . Alasan menggunakan stasiun Tangerang sebagai lokasi penelitian adalah k a r e n a data j a m - a n komponen H geomagnet yang dimilikinya relatif c u k u p panjang. Adapun alasan pemilihan t a h u n 1996
dan tahun 2002 sebagai studi k a s u s adalah k a r e n a t a h u n 1996 aktivitas matahari pada kondisi minimum d a n tahun 2002 aktivitas m a t a h a r i p a d a kondisi sesaat setelah kondisi maksimum.
Dalam kegiatan u n t u k menen-tukan tingkat gangguan m e d a n magnet bumi di s u a t u lokasi (stasiun) m a k a prosedur dan teknik yang d a p a t diguna-kan mengikuti formulasi yang diberidiguna-kan oleh McPerron (2005) sebagai
(2-1) dengan
:variasi gangguan
:variasi total di s u a t u titik
: variasi hari tenang m a t a h a r i
: variasi sekular
Dalam kegiatan penelitian perilaku geomagnet jangka pendek, variasi sekular biasanya dapat dieliminasi. Hal ini dikarenakan bahwa p e n g a r u h variasi sekular dapat d i r a s a k a n dalam du r as i waktu p u l u h a n t a h u n . Sehingga u n t u k k a s u s dalam m a k a l a h ini m a k a persamaan (2-1) dapat dituliskan sebagai
dengan
ao dan an : k o n s t a n t a - k o n s t a n t a model et : galat model waktu ke-t
n : b a n y a k n y a k o n s t a n t a yang dihitung dalam model
k : orde model
Dengan m e n g g u n a k a n p e r s a m a a n (2-4) m a k a variasi gangguan di s u a t u stasiun d a p a t d i t e n t u k a n sebagai,
(2-5)
Langkah-langkah yang perlu dilaku-kan dalam penelitian ini meliputi;
• Mengumpulkan dan memilih data komponen H stasiun Tangerang t a h u n
1996 dan 2002.
• Dari langkah a, terpilih bulan Maret d a n Desember t a h u n 1996 serta bulan Maret, J u n i , September dan Desember 2002 sebagai b a h a n studi k a s u s awal (Alasan memilih 2 b u l a n di t a h u n 1996 dan 4 bulan di tahun 2002 adalah karena kondisi datanya yang bagus dan lengkap). Setelah d i t e n t u k a n bulan-bulan yang akan diolah m a k a kemudian ditentukan r a t a - r a t a 5 hari t e n a n g komponen H b e r d a s a r k a n IQDs (International Quiet Days) dan selanjutnya dibuat grafiknya. • Dari langkah b, dilakukan perhitungan u n t u k m e n e n t u k a n besarnya variasi hari tenang (Sq(T, M)) b e r d a s a r k a n per-s a m a a n (2-3) dari formulaper-si McPerron dan b e r d a s a r k a n p e r s a m a a n (2-4) dari formulasi polinom orde-4.
• Menghitung tingkat gangguan medan geomagnet komponen H (D(t)H> meng-gunakan persamaan (2-2) dari formulasi McPerron d a n p e r s a m a a n (2-5) dari p e r s a m a a n polinom orde-4.
• Membandingkan k e d u a hasil (D(t)H dari model McPherron d a n D(t)H dari model polynom orde 4) m e n g g u n a k a n analisis statistik.
3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil kegiatan pengolahan terhadap data komponen H stasiun Tangerang u n t u k bulan Maret d a n Desember tahun
1996 ditampilkan p a d a Gambar 3 - 1 , sedangkan u n t u k bulan Maret, J u n i , September dan Desember 2002 ditampil-kan p a d a Gambar 3-2.
Gambar 3-2: Grafik pola gangguan geomagnet yang dihitung dengan m e n g g u n a k a n formulasi McPherron dan dengan polinomial orde 4 p a d a d a t a komponen H stasiun Tangerang bulan Maret dan September (atas) d a n bulan J u n i dan Desember t a h u n 2002 (bawah)
Sebagai b a h a n t a m b a h a n analisis, Gambar 3-1 diolah lebih lanjut dengan analisis statistik korelasi. Hasil analisis korelasi tingkat gangguan yang dihitung dengan model McPherron dan model Polynom-4 ditunjukkan pada Tabel 3-1.
Besar selisih rata-rata a n t a r a model McPherron dengan data dan model polynom-4 dengan data u n t u k bulan Maret dan Desember t a h u n 1996 ditampilkan p a d a Tabel 3-2.
Sedangkan hasil olah analisis statistik ferhadap Gambar 3-2 a n t a r a tingkat gangguan yang dihitung
mengguna-kan model McPherron dan model Polynom-4 ditunjukkan p a d a T a b e l 3-3.
Dari Gambar 3-1 dan Gambar 3-2 terlihat bahwa pola tingkat gangguan geomagnetik baik yang ditentukan dengan menggunakan model Polynom-4 m a u p u n dengan model McPherron relatif c u k u p bagus atau hampir berimpit. Hal ini tampak lebih jelas (diperjelas) dengan tingginya harga korelasi yang ditunjukkan pada Tabel 3-1 dan Tabel 3-3 yaitu berada dikisaran harga a n t a r a 0.87 - 0.98 baik u n t u k bulan Maret dan Desember t a h u n 1996 m a u p u n u n t u k bulan Maret, J u n i , September dan Desember 2002.
Tabel 3-1: HARGA KORELASI ANTARA MODEL POLYNOM-4 DENGAN MODEL MCPHERRON TAHUN 1996
Harga Korelasi Antara Model McPherron dan Polynom-4 Maret 1 9 9 6 (McPherron-Poly-4)
0.95
Desember 1996 (McPherron-Poly-4)
0.93
Tabel 3-2: HARGA SELISIH RATA-RATA ANTARA MODEL POLYNOM-4 DENGAN DATA DAN ANTARA MODEL MCPHERRON DENGAN DATA
Model
McPhe Poly-4
Harga Selisih Ratarata Antara Model
-Maret
-3.85 -7.09 - Data tahun 1 9 9 6 Desember -2.67 -2.48Tabel 3-3: HARGA KORELASI ANTARA MODEL POLYNOM-4 DENGAN MODEL MCPHERRON TAHUN 2002 Bulan Maret J u n i September Desember
• Harga Korelasi Antara Model McPherron dan Polynom-4
2 0 0 2 (McPherron-Poly-4)
0.87 0.98 0.96 0.91
Tabel 3-4: HARGA SELISIH RATA-RATA ANTARA MODEL POLYNOM-4 DENGAN DATA DAN ANTARA MODEL MCPHERRON DENGAN DATA
Bulan
Maret J u n i September Desember
Harga Selisih Rata-rata Antara Model - Data tahun 2 0 0 2 McPherron (nT) -9.32 -3.46 -10.81 -24.03 P o l y n o m - 4 {nT) -8.07 -3.43 -10.05 -23.22 37
Selain m e n u n j u k k a n tingginya harga korelasi, selisih (deviasi) a n t a r a hasil model McPherron dan d a t a pengamatan serta a n t a r a hasil model polinom orde 4 dengan d a t a p e n g a m a t a n memiliki harga yang relatif kecil pula yaitu berkisar a n t a r a 2 . 5 nT s a m p a i -24.1 nT. Harga deviasi a n t a r a hasil model McPherron d a n d a t a p e n g a m a t a n serta a n t a r a hasil model polinom orde 4 dengan data p e n g a m a t a n secara detail ditunjukkan pada Tabel 3-4. Harga deviasi p a d a bulan Desember 2 0 0 2 terlihat relatif c u k u p b e s a r yaitu - 2 4 nT diban-dingkan p a d a b u l a n - b u l a n yang lain, penyimpangan t e r s e b u t belum bisa dipastikan s u m b e r n y a . S e m e n t a r a ini m e n u r u t d u g a a n penulis hal ini kemungkinan b e s a r sangat dipengaruhi oleh faktor lokal dari masing-masing tempat.
Dengan fenomena t e r s e b u t m a k a dapat dikatakan bahwa model polinom orde 4 sebaik model McPherron (model referensi yang diperkenalkan dalam teori)
d a n k e d u a n y a memiliki akurasi yang c u k u p baik.
4 KESIMPULAN
B e r d a s a r k a n hasil-hasil di atas, dapat disimpulkan b a h w a hasil peng-u k peng-u r a n tingkat ganggpeng-uan geomagnet di sekitar s t a s i u n Tangerang dari model McPherron dan model Polynom-4 relatif s a m a - s a m a b a g u s dengan korelasi ber-kisar a n t a r a 0.87 - 0.98 dan dengan galat relatif s a m a - s a m a kecil yaitu berkisar a n t a r a - 2 . 5 n T s a m p a i - 2 4 . 1 nT.
DAFTAR RUJUKAN
Habirun, 2 0 0 4 . Model Komponen Medan Magnet Bumi Teoritis Diturunkan Melalui Tttik Potensial Magnet, J u r n a l Matematika, Vol. 4, No. 1.
McPherron R. L., 2005.Calculation of the Dst index, Presented at LWS CDAW Workshop, Fairfax, Virginia, USA, March 14-16.
