Studi karakteristik muka laut dengan Satelit Altimetri

Pemantauan dan pemahaman mengenai perubahan kedudukan muka laut global merupakan salah satu isu yang aktual saat ini dalam studi perubahan global dan lingkungan.  Pemanasan global dapat menyebabkan terjadinya perubahan kedudukan muka laut termasuk di Indonesia yang memiliki luas perairan sekitar 70% dari luas wilayah. Karena kemungkinan dampak yang diakibatkannya cukup signifikan, perlu dilakukan pemantauan kedudukan muka laut secara kontinyu. Dengan berkembangnya teknologi satelit, dalam hal ini dengan munculnya satelit altimetri (Topex-Posseidon, ERS1 ERS2, dll) yang diperuntukan bagi Ocean Monitoring, maka telah membantu banyak upaya  pemantauan kedudukan muka laut secara kontinyu, termasuk memantau kecenderungan kenaikan muka laut di beberapa tempat di wilayah perairan Indonesia.

————————————————————————————————————————————————–

FEONOMENA SEA LEVEL RISE (KENAIKAN MUKA LAUT)

Salah satu efek dari pemanasan global yaitu adanya kenaikan muka laut yang dipercepat oleh adanya aktivitas manusia yang meningkatkan kadar karbondioksida di udara. Kenaikan muka laut dapat terjadi secara periodik maupun non-periodik. Kenaikan muka laut periodik terjadi secara alami bila keadaan di bumi setimbang dan biasanya berlangsung dalam jangka waktu pendek, sedangkan kenaikan muka non-periodik dapat dikatakan sebagai perubahan sekular muka laut. Perubahan sekular merupakan perubahan level laut jangka panjang. Berdasarkan faktor penyebabnya, perubahan sekular dikategorikan menjadi 2 jenis, yaitu: perubahan eustatik atau perubahan volume air laut dan pergerakan kerak bumi.

Fenomena naiknya muka laut yang direpresentasikan dengan MSL (mean sea level) dipengaruhi secara dominan oleh thermal expansion sehingga adanya peningkatan volume air laut sebagai akibat dari pemuaian ataupun mencairnya es di kutub dan gletser. Dari beberapa dekade terakhir, perubahan sea level diestimasi dari pengukuran di stasiun pasut. Namun terdapat kekurangan dalam hal tersebut diantaranya adalah jangkauan data terbatas di daerah sekitar pantai sehingga datanya hanya akurat untuk memprediksi perubahan kedudukan muka laut di perairan dangkal/dekat  pantai. Selain itu kedudukan tide gauge tidak terikat terhadap suatu referensi tertentu sehingga perlu disertai dengan GPS agar mengacu terhadap permukaan ellipsoid. Dengan berkembangnya teknologi satelit, dalam hal ini dengan munculnya satelit altimetri (Topex-Posseidon, ERS1 ERS2, dll) yang diperuntukan bagi Ocean Monitoring, maka telah membantu banyak upaya  pemantauan kedudukan muka laut secara kontinyu.

————————————————————————————————————————————————–

TEKNIK SATELIT ALTIMETRY UNTUK PENELITIAN KARAKTERISTIK MUKA LAUT

Adanya salah satu misi satelit altimetri, yaitu Topex/Poseidon (T/P) yang diluncurkan pada tahun 1992 dan merupakan hasil proyek kerjasama Amerika Serikat (NASA) dan Perancis (CNES), keakuratan data yang diperoleh dari lautan dapat semakin ditingkatkan sehingga mampu memberikan informasi yang lebih baik mengenai dinamika global secara mudah, cepat dan akurat. Dengan teknik satelit altimetri dimungkinkan untuk memantau variasi kedudukan muka laut, dengan tingkat presisi yang tinggi, resolusi spasio-temporal yang tinggi, cakupan lautan yang luas, dan referensinya terikat dengan pusat massa bumi dapat digunakan sebagai alternatif untuk mengestimasi sea level [Fu dan Cazenave, 2001]. Kelebihan satelit altimetri Topex/Poseidon dibandingkan dengan satelit lainnya adalah memiliki sensor utama radar altimetri yang beroperasi secara simultan pada dua frekuensi (dual frequency) sehingga dapat mereduksi efek dari bias ionosfer. Topex/Poseidon memiliki resolusi temporal 10 hari dan resolusi spasial sepanjang lintasan satelit kira-kira 7 km dan jarak antar lintasan dengan lebar bujur sekitar 3° atau sekitar 300 km pada ekuator. Misi satelit altimetri memberikan ketelitian pengukuran mencapai sekitar 2 cm [C.J. Koblinsky et.al, 1992]. Dengan demikian, teknik satelit altimetri dapat digunakan untuk memantau kedudukan muka laut secara spasio-temporal.

Prinsip penentuan perubahan kedudukan muka laut dengan teknik altimetri yaitu pada dasarnya satelit altimetri bertugas mengukur jarak vertikal dari satelit ke permukaan laut. Karena tinggi satelit di atas permukaan ellipsoid referensi diketahui maka tinggi muka laut (sea surface height atau SSH) saat pengukuran dapat ditentukan sebagai selisih antara tinggi satelit dengan jarak vertikal. Nilai SSH yang diperoleh masih mengandung efek variasi periode pendek, seperti pasut, loading tide, dan sebagainya. Selanjutnya, variasi muka laut periode pendek harus dihilangkan sehingga fenomena kenaikan muka laut dapat terlihat melalui analisis deret waktu (time series analysis). Analisis deret waktu dilakukan karena kita akan melihat variasi temporal periode panjang dan fenomena sekularnya.

—————————————————————————————————————————————————

STUDI MUKA AIR LAUT DENGAN SATELIT ALTIMETRY DI INDONESIA

Indonesia yang merupakan negara kepulauan dengan mayoritas populasi yang tersebar di sekitar wilayah pesisir, akan merasakan kemungkinan dampak negatif langsung dari fenomena perubahan kedudukan muka laut terutama di wilayah pesisir seperti erosi garis pantai, penggenangan wilayah daratan, meningkatnya frekuensi dan intensitas banjir, meningkatnya dampak badai di daerah pesisir, salinisasi lapisan akuifer dan kerusakan ekosistem wilayah pesisir. Meskipun demikian sampai saat ini karakteristik serta spektrum dari fenomena naiknya muka laut di wilayah regional perairan Indonesia belum dipahami secara baik dan komprehensif. Dengan demikian, perilaku kedudukan muka laut, baik variasi temporal maupun spasialnya di wilayah Indonesia merupakan salah satu data penting yang diperlukan untuk perencanaan dan pelaksanaan pembangunan suatu wilayah secara berkelanjutan.

KK Geodesi ITB yang mempunyai kompetensi salah satunya di bidang Earth Dynamic telah dan sedang melakukan  studi awal penggunaan satelit altimetri Topex untuk mengamati sea level change di kawasan perairan Indonesia. Hasil sementara yang diperoleh dari studi  ini diharapkan akan memberi manfaat antara lain: 1) Mendapatkan indikasi awal mengenai trend kenaikan muka laut di wilayah perairan Indonesia. 2) Memberikan wawasan tentang pemanfaatan data satelit altimetri untuk diterapkan bagi studi-studi fenomena kelautan di wilayah Indonesia. 3) Memberikan wawasan tentang pemanfaatan data satelit altimetri untuk diterapkan bagi studi-studi fenomena kelautan di wilayah Indonesia.

Data yang digunakan untuk pemantauan sea level change hanya data Topex yang aktif selama ± 10 tahun, dari cycle 001-364 (10 Agustus 1992 €“ 23 Juli 2002). Data Topex yang aktif adalah 90% dari 364 cycle saja karena 10 % lainnya merupakan data pengamatan Poseidon. Pemilihan daerah kajian ini berdasarkan pertimbangan bahwa daerah perairan Indonesia terdiri dari bermacam-macam karakteristik. Laut lokal diasumsikan merupakan laut yang menghadap ke arah dalam kepulauan Indonesia, sedangkan laut lepas diasumsikan sebagai laut yang menghadap ke arah luar perairan Indonesia yang memiliki kedalaman lebih dari 200 m. Untuk perairan kepulauan, misalnya di Laut Jawa dan Laut Bangka memiliki kedalaman hingga 200 m yang dapat dikategorikan sebagai laut dangkal. Untuk studi kasus Samudera Hindia 1 dan Samudera Hindia 2 merupakan lautan lepas dengan kedalaman hingga 3000 m atau lebih yang dapat dikategorikan laut dalam. Sedangkan untuk daerah Laut Banda yang merupakan perairan kepulauan Indonesia, memiliki kedalaman 3000 meter atau lebih. Untuk daerah Laut di sekitar kepulauan Maluku merupakan laut dalam yang dikelilingi oleh banyak pulau.

Berdasarkan pemantauan yang dilakukan dengan menggunakan satelit altimetri untuk lama waktu pengamatan 10 tahun dalam skala lokal di wilayah perairan Indonesia, hasilnya  terlihat indikasi adanya kenaikan muka laut secara linier yang besarnya sekitar 8 mm/tahun. Penyebabnya sampai saat ini belum dapat diidentifikasi secara pasti, apakah berasal dari perubahan sekular atau dari faktor lainnya yang menyebabkan terjadinya kenaikan muka laut. Untuk mengkonfirmasikan hasil pemantauan data satelit altimetri akibat adanya efek thermal expansion atau pemanasan global, diperlukan data variasi suhu muka laut (sea surface temperature) secara spasio-temporal. Hal ini dilakukan untuk melihat korelasi  perubahan kedudukan muka laut dan suhu muka laut.
Untuk melihat variasi kedudukan muka laut diperlukan pemanfaatan model-model lokal untuk diterapkan sesuai dengan karakteristik lokal suatu wilayah, misalnya penggunaan model pasut lokal yang memperhitungkan efek topografi dasar laut dan lainnya. Penggunaan geoid yang dinamik juga diperlukan untuk meningkatkan ketelitian variasi kedudukan muka laut.

Prospek yang menarik untuk diteliti lebih lanjut yaitu pemodelan perubahan kedudukan muka laut dengan kontribusi perubahan iklim terhadap sea level. Hal yang telah dilakukan untuk mendukung penelitian tersebut adalah dengan diluncurkannya satelit altimetri JASON pada Desember 2001 dan misi GRACE pada Maret 2002. Diharapkan dengan diluncurkannya kedua satelit tersebut didapatkan informasi independent untuk mengestimasi perubahan sea level akibat faktor land water dan ice mass, serta dapat memisahkan informasi thermal sehingga dapat dilihat hubungan pengaruh temperatur terhadap kenaikan muka laut.

Informasi kedudukan muka laut beserta variasi temporal dan spasial yang dihasilkan dari pemantauan menggunakan satelit altimetri sangat dibutuhkan untuk berbagai keperluan misalnya perencanaan dan pelaksanaan pembangunan suatu wilayah terutama yang letaknya di pesisir seperti Indonesia.

Berita Terkait