1

BAB I

PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang

House of Parliament (2010) menyatakan bahwa nilai tinggi muka air laut

global meningkat 20 cm sejak dimulainya perekaman data pada abad ke-19 dengan

kenaikan rata- rata 3 mm per tahun. Pengukuran tinggi muka air laut dengan

menggunakan satelit dan alat tide gauge memperlihatkan bahwa kenaikan tinggi

muka air laut 20-30 tahun terakhir lebih tinggi dari pada rata- rata abad ke-20. Pada

tahun 2030 diproyeksikan bahwa Mean Sea Level (MSL) global 18 cm akan lebih

tinggi dari pada sekarang (2010) dan pada tahun 2070 akan mengalami kenaikan

sebesar 44 cm. House of Parliament juga memperkiraan bahwa 40% penyebab

kenaikan tinggi muka air laut pada periode 1961-2003 berasal dari ekspansi air laut

yang ditimbulkan oleh global warming dan 60% berasal dari melelehnya gletser dan

ice sheet. Kenaikan tinggi muka air laut selama satu abad terakhir digambarkan pada

Gambar I.1.

Gambar I.1 Grafik perubahan tinggi muka air laut global

Sumber: The Florida Oceans and Coastal Council Tallahassee, 2010.

1

2

Beberapa prediksi tentang akibat kenaikan tinggi muka air laut masa kini dan

masa depan telah terjadi pada skala regional dan lokal (Xinggong, et.al, 2010).

Foster, et.al (2011), menyebutkan bahwa Asia Tenggara merupakan salah satu

wilayah yang paling terancam oleh perubahan iklim yang mengakibatkan kenaikan

tinggi muka air laut. Negara Indonesia telah mengalami kenaikan tinggi muka air laut

sebesar 1-8 mm per tahun.

Kenaikan tinggi muka air laut yang disebabkan adanya perubahan iklim

berdampak langsung di daerah pantai. Faktanya, menurut Frank, et.al (2011), pada

tahun 2003 23% populasi di dunia bertempat tinggal pada jarak 100 km dari garis

pantai dan 100 m di bawah rata- rata tinggi muka air laut. Hal ini disebabkan karena

daerah pantai memiliki aktivitas ekonomi yang tinggi. Permasalahan yang sering

muncul akibat naiknya tinggi muka air laut antara lain ialah gangguan proses fisik,

aktivitas ekonomi, dan sistem sosial di daerah tersebut.

Mengingat kenaikan tinggi muka air laut global dan regional yang sangat

ekstrim dan akibat yang akan timbul jika tidak diwaspadai, penelitian kenaikan tinggi

muka air laut secara lokal menjadi sangat penting untuk dipelajari. Hal ini dibutuhan

untuk menganalisis mengenai trend yang muncul di daerah lokal. Trend ini

digunakan sebagai prediksi kenaikan tinggi muka air laut ke depan demi kepentingan

pembangunan daerah dan mitigasi bencana (Watson, 2011).

Berkenaan dengan hal tersebut, Badan Informasi Geospasial (BIG) telah

mengoperasikan jaringan Permanent Service For Mean Sea Sea Level (PSMSL)

dengan jumlah 113 stasiun yang tersebar di seluruh Indonesia pada tahun 2011. Salah

satu stasiun yang paling aktif dengan kelengkapan data lima tahun adalah Stasiun

PSMSL di Kota Padang, Sumatera Barat.

Padang, Sumatera Barat merupakan salah satu daerah berskala lokal dan

berbatasan langsung dengan Samudera Hindia. Kota Padang terletak di antara

0o44’00’’ dan 1005’00’’ Lintang Selatan serta antara 100005’05’’ dan 100034’09’’

Bujur Timur. Berdasarkan sumber Padang dalam Angka tahun 2009, Kota Padang

terletak di ketinggian 0-1853 m dari MSL. Sebanyak empat kecamatan masih terletak

100 m di atas MSL, yaitu Kecamatan Nanggalo (3-8 m), Kecamatan Padang Utara

(0-25 m), Kecamatan Padang Barat (0-8 m) dan Kecamataan Padang Timur (4-10

m). Kota Padang mengalami pertambahan jumlah pernduduk dengan laju per tahun

3

sebesar 1,58 persen selama sepuluh tahun terakhir, tahun 2000 sampai tahun 2010,

(data sensus penduduk Kota Padang 2010).

Selain karena faktor kelengkapan data dan kondisi geografis serta

demografinya, Kota Padang dipilih menjadi lokasi penelitian karena Padang

merupakan salah satu daerah pantai di Indonesia yang sering mengalami bencana

alam. Pada bulan September 2009 Kota Padang mengalami gempa yang disebabkan

oleh pergerakan lempeng dan bulan Juli 2012 Kota Padang juga mengalami bencana

banjir bandang yang disebabkan oleh curah hujan yang tinggi. Banjir dan pergerakan

lempeng tidak hanya menyebabkan banjir dan gempa, melainkan juga menyebabkan

kenaikan tinggi muka air laut di Kota Padang.

I.2 Rumusan Masalah

Kenaikan tinggi muka air laut global akibat perubahan iklim diikuti oleh

perubahan tinggi muka air laut lokal yang berdampak pada daerah pantai. Dampak

yang timbul bersifat negatif, sehingga perlu adanya pemantauan perubahan tinggi

muka air laut di Kota Padang dan identifikasi faktor penyebab kenaikan tersebut.

Dari latar belakang pada Sub Bab I.1 maka dapat dirumuskan pertanyaan penelitian

sebagai berikut:

1. Bagaiamana keadaan data tinggi muka air laut dan meteorologi di Kota

Padang?

2. Bagaimana perubahan tinggi muka air laut di Kota Padang?

3. Apa faktor eksternal yang menyebabkan perubahan tinggi muka air laut di

Kota Padang?

I.3 Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Mengetahui kondisi data tinggi muka air laut dan meteorologi di Kota

Padang

2. Mengetahui perubahan MSL di Padang, Sumatera Barat selama lima

tahun.

3. Mengetahui faktor- faktor eksternal yang menyebabkan terjadinya

perubahan MSL di Padang, Sumatera Barat.

4

I.4 Manfaat Penelitian

Manfaat yang didapat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

Dapat mengetahui kondisi daerah pantai Kota Padang, Sumatera Barat

kaitannya dengan MSL dan faktor meteorologi yang menyebabkan perubahan MSL.

Diharapkan penelitian ini dapat dijadikan sebagai salah satu pertimbangan

pembuatan kebijakan khususnya mengenai rencana pembangunan di daerah pantai

Kota Padang, Sumatera Barat.

1.5 Batasan Masalah

Cakupan penelitan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Nilai MSL yang diambil adalah nilai tinggi dengan alat ukur radar tide

gauge selama periode lima tahun dari tahun 2008 sampai tahun 2012.

2. Nilai MSL yang dianggap benar dalam koreksi shifting diambil dari data

dengan trend terpanjang.

3. Data kosong yang kontinyu dapat diterima hingga 15% dari total data

selama satu tahun.

4. Faktor eksternal penyebab terjadinya perubahan MSL hanya dari data

meteorologi, yaitu precipitation dan intensitas hujan, serta bencana banjir

dan gempa bumi yang terjadi di Kota Padang dalam kurun waktu lima

tahun.

I.6 Tinjauan Pustaka

Rusqiyati (2003) melakukan penelitian pemantauan permukaan air laut rerata

untuk Surabaya tahun 1925-1931 dan tahun 1984-1999. Data yang digunakan ialah

data pasang surut air laut yang diolah dengan menggunakan perangkat lunak

Microsoft Excel, sehingga diperoleh nilai tinggi permukaan air laut rerata tahunan.

Penelitian tersebut dapat diketahui bahwa permukaan air laut di perairan Surabaya

untuk kedua periode tidak mengalami kenaikan, bahkan cenderung berada dalam

kondisi yang stabil.

Frank, et.al (2011) melakukan penelitian dengan judul “Mean Sea Level and

Tidal Analysis along the German North Sea Coastline”. Penelitian tersebut

menggunakan data 13 lokasi yang tersebar di daerah pantai Jerman Utara dari tahun

1843-2008 dengan periode waktu yang berbeda- beda. Nilai MSL dihitung rata-

5

ratanya tiap tahun (annual mean sea level), kemudian disajikan dalam bentuk grafik

dan diperoleh kenaikan MSL tiap lokasi. Metode analisis yang digunakan adalah

Singular System Analysis (SSA) yang dikombinasikan dengan Monte-Carlo

Autogressive Padding (MCAP) karena data berupa data non-linear. Berdasarkan

hasil penelitian tersebut diperoleh bahwa selama periode waktu 1843-2008 terjadi

percepatan kenaikan MSL di akhir abad 19 dan diikuti dengan penurunan. Di lokasi

German Bight kenaikan MSL mencapai 7,33 mm per tahun yang faktanya dua kali

lebih besar dari kenaikan MSL secara global.

Saragih (2011) melakukan penelitian perhitungan nilai MSL di Stasiun Pasang

Surut Pelabuhan Lembar, Kab Lombok Barat, Nusa Tenggara Barat untuk periode

Januari 2009 sampai Juni 2009. Data pasang surut diperoleh dari website ioc-

sealevelmonitoring. Perhitungan nilai MSL dilakukan dengan menggunakan tabel

admiralty yang diformulakan dengan menggunakan perangkat lunak Microsoft Excel.

Hasil penelitian tersebut dapat dilihat pada Tabel 1.1.

Tabel 1.1 Nilai MSL per bulan Stasiun Pasang Surut Pelabuhan Lembar

Bulan MSL Rerata (m) Januari 2,666 Februari 2,639 Maret 2,703 April 2,708 Mei 2,691 Juni 2,663

Sumber: Saragih, 2011

Watson (2011) dalam penelitiannya yang berjudul “Is There Evidence Yet of

Acceleration in Mean Sea Level Rise around Mainland Australia?” menentukan

trend dalam percepatan kenaikan MSL pada empat lokasi yang berbeda dengan

periode yang berbeda tiap lokasi. Data Permanent Service for Mean Sea Level

(PSMSL), National Tidal Center, Ports of Aucland Limited. Langkah- langkah yang

digunakan dalam penelitian ini meliputi dua tahap. Tahap pertama, transformasi data

pasang surut relatif per bulan menjadi data tinggi series yang telah mengalami

filterisasi terhadap faktor oseanografi dan meteorologi. Transformasi tersebut

menghasilkan data yang non-linear. Tahap ke dua, menguji transformasi data tinggi

series untuk mendeteksi adanya perubahan MSL selama waktu tersebut. Penelitian

6

menghasilkan kenaikan MSL yang berbeda di setiap lokasi. Fremantle mengalami

kenaikan MSL sebesar 77 mm selama periode waktu terhitung dengan perubahan

rata- rata sebesar -0,016 mm per tahun, MSL di Auckmand mengalami kenaikan 101

mm dengan perubahan -0,012 mm per tahun, Forrt Denison mengalami perubahan

MSL -0,040 mm per tahun dan Newcastle mengalami kenaikan MSL paling tinggi,

yaitu 134 mm dengan percepatan -0,096 mm per tahun.

Orford (2006) melakukan penelitian dengan judul “Developing Constraints on

The Relative Sea-Level Curve for The Northeast of Ireland from The Mid-Holocene

to The Present Day”. Penelitian tersebut menggunakan data MSL tahunan di Malin

Head dari tahun 1958 sampai 1998 dan data MSL tahunan di Belfast Harbour dari

tahun 1918-2002. Metodologi yang digunakan ialah pengumpulan data,

menggambarkan trend dengan analisis regresi kuadrat terkecil dan regresi kuadrad

polinomial. Trend yang panjang pada analisis regresi kuadrat terkecil membutuhkan

pengurangan efek atmosfer dan oseanografi. Regresi kuadrat polinomial digunakan

untuk menguji variabel- variabel indikasi pada trend tersebut. Lokasi pertama, Malin

Head, mengalami perubahan MSL sebesar -0,2 mm, Belfast Harbour mengalami

perubahan MSL -0,16 mm per tahun.

UNESCO, 2011 dalam laporan workshopnya menjelaskan bahwa tinggi muka

air laut di Mediterania menunjukkan variasi dalam satu abad terkahir. Berdasarkan

pengukuran dengan alat tide gauge, tinggi muka air laut mengalami kenaikan sampai

1960 dan mengalami penurunan beberapa centimeter antara 1960 dan 1993. Pada

tahun 1993 sampai 2000, tinggi muka air laut mengalami kenaikan dengan cepat,

yaitu 4 – 5 cm, dan setelah tahun 2000 tidak ada perubahan tinggi. Salah satu faktor

yang mempengaruhi tinggi muka air laut regional adalah tekanan atmosfer. Turunnya

tekanan 1 mbar sebanding dengan kenaikan 1 cm pada tinggi muka air laut. Faktor

tekanan ini yang mengakibatkan turunnya tinggi muka air laut pada tahun 1960

sampai 1993. Rata- rata perubahan tinggi muka air laut adalah penurunan sebesar 0,6

mm per tahun.

Perubahan temperatur dan salinitas membuat volume Mediterania ikut berubah.

Kenaikan temperatur meningkatkan tinggi muka air laut, sedangkan naiknya salinitas

menurunkan tingginya. Faktor tersebut diperkirakan telah berkontribusi terhadap

penurunan tinggi muka air laut di Laut Mediterania, artinya temperatur dan salinitas

7

menjadi sangat dominasi di kemudian hari.

Laut Mediterania terhubungkan dengan Samudera Atlantik. Tinggi muka air

laut di Mediterania sangat dipengaruhi oleh perubahan secara regional, yang

menimbulkan pertanyaan seberapa besarkah pengaruh Selat Gibraltar terhadap

perubahan tinggi muka air laut di Mediterania.

Berdasarkan hasil dari pendekatan model CMCC-MED, telah terindikasi pada

akhir abad terjadi kenaikan suhu sebesar 2,5 – 30 C (1961 – 1990). Evaporasi yang

meningkat dan precipitation yang menurun menyebabkan perubahan pada densitas di

Mediterania. Pendekatan dengan model lain menunjukkan bahwa Selat Gibraltar

merupakan aspek penting yang mengontrol perubahan tinggi muka air laut di Laut

Mediterania dan Samudera Atlantik. Dengan meningkatnya salinitas di sepanjang

selat, selat tersebut menjadi lebih mengontrol transportasi.

Laut Adriatik lebih terhubungkan dengan Mediterania daripada Laut

Mediterania dengan Samudera Atlantik, sehingga perubahan tinggi muka air laut di

Laut Adriatik sangat bergantung dari kondisi Laut Mediterania. Perubahan tinggi

muka air laut di Laut Adriatik menunjukkan penurunan sejak 1960 yang disebabkan

oleh tekanan atmosfer, gaya angin, dan steric effect. Pengukuran pada trend panjang

di Laut Adratik selama abad terakhir menunjukkaan kenaikan tinggi muka air laut

sebesar 1-2 mm per tahun. Selama musim dingin nilai tinggi muka air laut sangat

koheren, namun selama musim panas akan menjadi heterogen. Fluktuasi muka air

laut pada musim dingin disebabkan oleh variasi tekanan atmosfer, utamanya di

wilayah bagian utara.

Pengukuran dengan tide gauge antara tahun 1993 sampai 2005 menunjukkan

kenaikan tinggi muka air di Laut Adriatik berkisar 2,9 – 5,7 cm. Jika dibandingkan

dengan pengukuran satelit di Laut Mediterania (2,17 cm), MSL global (3,3cm) dan

data IPCC (3,1 cm), data ini menunjukan nilai yang lebih tinggi pada periode 13

tahun. Data menunjukkan sedikitnya kecenderungan pada skala dekade. Pada periode

tersebut terdapat frekuensi trend badai yang menyebabkan perubahan di wilayah

regional.

Penelitian ini mengambil lokasi di Kota Padang, dengan data tinggi muka air

laut dari Stasiun PSMSL Padang dan data meteorologi berupa precipitation dan

intensitas hujan serta daftar bencana alam selama periode 2008 sampai 2012. Metode

8

yang digunakan adalah perhitungan MSL bulanan dan tahunan yang telah terkoreksi

spike, data kosong, dan shifting. Hitungan MSL dibandingkan dengan data

meteorologi dan ditarik sebuah kesimpulan tentang perubahan nilai MSL selama

lima tahun dan bagaimana faktor meteorologi mengontrol perubahan tersebut.

I.7 Landasan Teori

I.7.1 Pasang Surut

Menurut Triatmodjo (2012), pasang surut adalah fluktuasi mukai air laut karena

adanya gaya tarik benda-benda di langit, terutama matahari dan bulan terhadap

massa air laut di bumi. Menurut Intergovernmental Oceanographic Comission

(1985), pasang surut merupakan pergerakan air laut secara periodik yang memiliki

hubungan fase dan amplitude terhadap periode gaya geofisik. Gaya yang paling

dominan dalam mempengaruhi pasang surut adalah variasi gaya gravitasi bumi

terhadap pergerakan regular bumi-bulan dan sistem bumi-matahari. Dengan

mengingat gaya pasang surut di bumi, jarak antara dua objek biasanya lebih

berpengaruh daripada massa benda tersebut. Massa matahari 27 kali lebih besar

daripada massa bulan. Berdasarkan nilai massa tersebut, gaya gravitasi matahari

terhadap bumi menjadi lebih besar 177 kali dibandingkan dengan gaya gravitasi

bulan terhadap bumi atau gaya pasang surut matahari- bumi menjadi lebih besar 27

juta kali dibandingkan dengan bulan-bumi. Namun jarak matahari-bumi 390 kali

lebih jauh dibandingkan dengan jarak bulan-bumi. Berdasarkan kondisi di atas, gaya

pasang surut bulan dua kali lebih besar dibandingkan dengan gaya pasang surut

matahari (NOAA, 2004).

Gaya tarik gravitasi bulan dan matahari terhadap bumi menghasilkan semi-

diurnal (dua siklus dalam satu hari) ‘tidal bulge’, yang biasanya diorientasikan pada

sudut di equator yang kemudian menghasilkan komponen- komponen diurnal (satu

siklus satu hari). Penelitian tentang gaya penyebab pasang surut cenderung mengarah

kepada sifat alaminya. Penelitian ini biasa disebut dengan Equilibrum Tide,

pergerakan bumi-bulan-matahari. Konstituen utamanya diatur pada periode satu

bulan, satu tahun, 8,85 tahun, 18,61 tahun dan 21000 tahun. Efek pengaturan tersebut

digunakan untuk memecah pasang surut menjadi konstituen tambahan.

Pengelompokan ini biasanya dinamakan ‘tidal species’.

9

Equilibrium tide tidak lengkap tanpa penggunaannya, dimana hal tersebut

memberikan pengetahuan bahwa pasang surut disusun berdasarkan bilangan terbatas

(finite number) dari konstituen- konstituen dari frekuensi yang dapat dihitung. Hal ini

juga memberikan ukuran amplitude relatif, sehingga dapat diperoleh konstituen-

konstituen utama yang berpengaruh besar pada pasang surut saat itu.

Analisis tersebut terdiri dari mengurangi satu set pengukuran, yang biasanya

terdri dari 8760 jam dalam satu tahun normal, untuk mengatur parameter- parameter

secara lengkap dan menetapkan komponen pasang surut. Banyak organisasi yang

telah mengembangkan metode analisis pasang surut, salah satunya adalah teknik

kuadrat terkecil yang menjadi metode dalam T-Tide (Intergovernmental

Oceanographic Comission, 2006).

1.7.2 Mean Sea level (MSL)

Mean Sea Level (MSL) didefinisikan sebagai tinggi muka air laut yang

direferensikan terhadap benchmark lokal, rata- rata dari pengukuran dalam periode

tertentu seperti bulanan atau tahunan (Chruch, 2001). Menurut Intergovernmental

Oceanographic Comission (1985), MSL merupakan rata- rata tinggi air laut, yang

biasanya berdasarkan nilai perjam selama periode tertentu, minimal satu tahun.

Perhitungan nilai MSL dihitung dengan menggunakan rumus 1.1. Perubahan tinggi

muka air laut terjadi akibat banyak faktor pada waktu dan skala ruang yang berbeda.

MSL yang ditentukan dengan merata- rata nilai tinggi muka air laut dapat

disebut sebagai geoid lokal. Walaupun MSL merupakan pendekatan yang baik untuk

dijadikan sebagai geoid, namun terdapat efek- efek oseanografi seperti variasi

densitas air, sirkulasi permanen samudra, dan efek atmosfer seperti tekanan udara

dan angin, yang menyebabkan pemindahan dari MSL terhadap geoid. Perbedaan ini

dapat mencapai angka satu meter atau bahkan kurang (Pugh, 1996).

MSL = ................................................................................................. (1.1)

Keterangan (dimodifikasi dari Intergovernmental Oceanographic Comission,

1985):

MSL : Mean Sea Level

H : Tingggi muka air laut

n : Jumlah data

10

Data bulanan dan tahunan dari MSL pada stasiun jaringan global dikumpulkan

dan diterbitkan oleh Permanent Service for Mean Sea Level (PSMSL), bersamaan

dengan detil lokasi dan definisi datum. Perubahan nilai MSL terhadap fixed point

pada daratan dihitung dari perbedaan tinggi muka air laut dan daratan tersebut.

Perubahan tinggi pada muka air laut dengan time series yang panjang disebut dengan

secular change. Perubahan global pada MSL disebut dengan eustatic change.

Pergerakan vertikal daratan disebut dengan eperiogenic movements

(Intergovernmental Oceanographic Comission, 1985).

I.7.3 Kenaikan Tinggi Muka Air Laut (Sea Level Rise)

Sea Level sering juga disebut dengan sea surface height ataupun tinggi muka

air laut, secara singkat dapat diartikan sebagai tinggi permukaan air laut di bawah

ataupun di atas referensi, atau zero point. Pada pengukuran dengan tide gauge, zero

point berada di daratan dekat dengan alat ukur, dan pengukuran ini pada umumnya

disebut dengan relative sea level. Hal ini disebabkan karena pengukuran tinggi muka

air laut bersifat relatif terhadap tinggi daratan terdekat. Pada pengukuran dengan

setelit, maka zero point terletak di tengah pusat masa bumi (Mitchum, 2011).

Variasi tinggi muka air laut disebabkan oleh beberapa kontribusi yang berbeda

sumber fisiknya dengan periode waktu masing- masing. Komponen dari gelombang

gravitasi (gravity waves) memiliki periode 1 sampai 20 detik, seiches dan tsunami

berperiode menit sampai jam, pasang surut berperiode ½ sampai 1 hari, efek

meteorologi berperiode beberapa hari hingga tahunan, dekade serta trend panjang

yang disebabkan oleh efek geologi dan klimatologi. Besarnya tiap komponen

tersebut juga berbeda satu sama lain. Tinggi gelombang gravitasi dapat mencapai 30

m. Tsunami cenderung kurang dari satu meter di kedalaman laut, namun dapat

menjadi beberapa meter di dekat pantai. Pasang surut relatif pendek di lautan namun

mencapai 10 m di dekat pantai (Intergovernmental Oceanographic Comission,

2006).

I.7.4 Kenaikan Tinggi Muka Air Laut Global

Berdasarkan 13 penelitian tentang perubahan MSL dalam beberapa periode,

MSL secara global telah mengalami kenaikan 10-20 mm per tahun. Ada beberapa

faktor utama yang dapat menjelaskan kenaikan global MSL:

11

I.7.4.1 Ekspansi termal samudera; Pada massa yang konstan, volume dan tinggi

air laut berubah sebanding dengan densitas air laut dan berbanding terbalik dengan

temperatur. Ketika temperatur air laut naik, maka densitas menjadi berkurang, dan

air laut mengembang, sehingga menyebabkan terjadinya kenaikan tinggi muka air

laut (Warrick, 1990). Perubahan salinitas pada air laut mempengaruhi tinggi muka air

laut lokal secara signifikan, namun tidak terlalu besar mempengaruhi tinggi muka air

laut global (Chruch, 2001) Dalam memperkirakan perubahan ekspansi laut (masa

lalu ataupun masa depan), temperatur, salinitas dan densitas laut harus diperhitungan,

secara empiris maupun dengan penggunaan model (Warrick, 1990).

Ekspansi termal di samudera erat kaitannya dengan perubahan iklim.

Kecepatan perubahan iklim sangat bergantung pada kecepatan panas yang berpindah

dari layer permukaan ke layer yang lebih dalam. Jika panas merambat lebih cepat,

perubahan iklim melambat, tetapi mempercepat perubahan tinggi muka air laut.

Sebuah penelitian memberikan hasil bahwa kenaikan suhu air laut 10 C di Atlantik

dengan kedalaman 200 m menyebabkan kenaikan tinggi muka air laut sebesar 10-20

mm (Chruch, 2001). Menurut House of Parliament (2010), pemanasan global di laut

menghasilkan kenaikan tinggi muka air laut sebesar 1,6 ± 0, 5 mm per tahun.

I.7.4.2 Glaciers and small ice caps; Gletser dan ice caps terbentuk dari

sekumpulan salju yang secara gradual bertransformasi menjadi es dan mengalami

kehilangan massa (ablation) akibat proses pencairan maupun evaporasi. Beberapa air

yang mencair membeku kembali dan beberapa menuju ke air laut. Kumpulan es

muncul di altitude yang tinggi, sedangkan ablation terjadi di ketinggian yang rendah.

Untuk mengimbangi pengumpulan dan ablation, es bergerak menuruni bukit oleh

deformasi internal dari es tersebut dan meluncur di dasaran. Pergerakan ini biasanya

dikontrol oleh kemiringan permukaan, ketebalan es, kekentalan es, suhu di disarm

dan kondisi fisik lainnya.

Mayoritas jembatan gletser telah mengalami penurunan selama 100 tahun

terakhir. Walaupun pengamatan hanya dilakukan di Eropa Utara, pengamatan

geomorfologi telah meyakini bahwa trend dari gletser mengalami penurunan

semenjak Little Ice Age (Warrick, 1990). Meier (1984) memperkirakan bahwa

selama periode 1900-1961 gletser berkontribusi 2,8 cm atau 0,4 ± 0,26 mm per tahun

dan menurut Dowdeswell (1997) dalam periode 1945-1995 gletser berkontribusi

12

sebesar 0,13 mm terhadap kenaikan muka air laut global per tahun. Dalam sebuah

observasi dan penelitian lain menyebutkan bahwa gletser dan ice caps berkonstribusi

sebesar 0,2 sampai 0,4 mm per tahun pada abad ke 20 (Chruch, 2001).

Akibat adanya perubahan suhu, gletser mencair lebih cepat daripada laju

turunnya salju. Jika semua gletser mencair, diperkirakan tinggi air laut global akan

mengalami kenaikan sebesar 50 cm dan diperkirakan bahwa gletser akan mengalami

penurunan pada abad 21 (House of Parliament, 2010)

I.7.4.3 The Greenland and The Antartic ice sheet; Jumlah air ice sheet dari

Greenland dan Antartika secara bersamaan menyebabkan kenaikan tinggi muka air

laut meningkat 70 m, sehingga sedikit saja pergerakan ice sheet tersebut

mempengaruhi tinggi muka air laut secara signifikan. Rata- rata tahunan

precipitation yang jatuh di ice sheet sepadan dengan 6,5 mm dari tinggi muka air

laut. Suhu di Antartika yang sangat dingin menyebabkan banyak es menjadi es- es

apung, sedangkan suhu di Greenland cukup panas untuk membuat es menjadi cair

dan beberapa menjadi es apung.

Estimasi dari besarnya massa ice sheet di Grenland mendapati halangan yaitu

kekurangannya data. Pengukuran kumpulan (accumulation) es hanya dilakukanya di

beberapa lokasi. Pengukuran ablation dilakukan di zona batas di sebagian lokasi di

bagian barat daya Greenland. Setiap pengukuran harus menggunakan sebuah model

yang mempertimbangkan banyak parameter pelelehan (melt) dan pembekuan

kembali (refreezing) serta sensitifitas elevasi (Chruch, 2001). Beberapa penelitian

juga mendeteksi adanya perubahan di beberapa area di bagian barat Greenland yang

terdapat indikasi adanya sedikit kekentalan pada bagian interior ice sheet, namun

terjadi keseimbangan antara jumlah timbunan (accumulation) dan pelepasan

(discharge) es di bagian interior ice sheet.

Satelit altimetri menemukan bahwa mass balance di bagian selatan

mengalami kenaikan selama periode 1978-1986. Laporan tersebut mengatakan

bahwa kekentalan ice sheet muncul pada zona ablation dan zona timbunan. Ice sheet

di Greenland mengalami penurunan pada 100 tahun terakhir. Penurunan ini dialami

di berbagai daerah pada saat Greenland mengalami peningkatan suhu (Warrick,

1990).

13

Perkiraan terbaik dari variasi komponen mass balance di Greenland

memberikan nilai -8,5 ± 10,2% untuk input atau +0,12 ± 0,15 mm per tahun dari

perubahan kenaikan tinggi muka air laut global, dimana tidak terlalu siginifikan dari

angka nol. Berdasarkan sebuah model penelitian, kontribusi Greenland terhadap

kenaikan tinggi muka air laut antara -0,1 dan 0,0 mm per tahun selama 500 tahun

terakhir. Sensitifitas terhadap perubahan suhu ialah kenaikan suhu lokal di dekat ice

sheet sebesar 10C menyebabkan kenaikan tinggi muka air laut 0,3 mm per tahun.

Pengukuran ice sheet di Antartika juga mengalami kesulitan sepertihal nya di

Greenland. Hal ini disebabkan karena penentuan posisi dan kekentalan es sulit

diprediksi serta kecepatan distribusi vertikal yang sulit diasumsikan. Beberapa

metode meneliti bahwa kumpulan ice sheet di Antartika berubah seiring dengan

perubahan iklim di dunia. Sebuah penelitian menghasilkan bahwa terjadi kenaikan

mass balance +10% dari total input atau sebanding dengan -0,5 mm per tahun dari

tinggi muka air laut. Penelitian lain menyebutkan nilai +1,04 ±1,06 mm per tahun

dari kenaikan tinggi muka air laut. Sensitifitas mass balance terhadap suhu ialah 10C

kenaikan suhu di darah lokal menyebabkan tinggi muka air laut berkurang -0,4 mm

per tahun (Chruch, 2001).

1.7.5 Kenaikan Tinggi Muka Air Laut Regional dan Lokal

Perubahan tinggi muka air laut secara regional dan lokal pada dasarnya

dipengaruhi oleh faktor- faktor perubahan secara global, seperti mencairnya gletser

dan es. Untuk mengetahui perubahan yang terjadi dibutuhkan waktu yang cukup

lama. Ketika es mencair, distribusi dari semua air tambahan untuk sampai ke semua

penjuru dunia membutuhkan waktu yang lama, bisa selama beberapa dekade. Jumlah

air tambahan pada setiap daerah akan berbeda. Beberapa daerah akan mengalami

perubahan muka air laut yang lebih tinggi, dan beberapa lebih rendah. Hal ini

disebabkan karena arus laut dan pergerakan angin di dunia, yang pada dasarnya

berasal dari tropis ke kutub, sehingga menyebabkan respon pemanasan pada tiap

daerah begantung pada pergerakan siklus laut seiring berjalannya waktu.

Salah satu faktor yang mempengaruhi tinggi muka air laut regional adalah

tekanan atmosfer. Turunnya tekanan atmosfer sebesar satu mbar menyebabkan

kenaikan tinggi muka air laut sebesar 1 cm. Naiknya temperatur meningkatkan

14

densitas dan menyebabkan kenaikan tinggi muka air, sebaliknya jika salinitas air

meningkat maka tinggi muka air laut menjadi turun (UNESCO, 2010).

Pergerakan tanah juga merupakan salah satu faktor yang harus diperhitungkan.

Pengukuran tide gauge direferensikan terhadap zero point yang berada di darat,

sehingga pergerakan daratan/ tanah mempengaruhi dari tinggi muka air laut. Pada

daerah yang dekat dengan kutub, maka ice sheet mempengaruhi pergerakan tanah.

Ketika masa ice age, terdapat ice sheet yang keras di daerah Amerika Utara dan

Eropa yang kemudian massa tersebut menyebabkan depresi tanah. Tektonik yang

bergerak secara vertikal juga mempengaruhi pergerakan daratan. Pengukuran

gerakan tanah dapat dilakukan dengan teknologi Global Positioning System (GPS).

Local sea level atau tinggi muka air laut lokal didefinisikan sebagai jarak antara

permukaan air laut dan permukaan bumi yang solid, mendiskripsikan bagaimana

volume air laut didistribusikan. Distribusi ini bergantung pada faktor yang berbeda,

seperti, topografi bumi, geoid, perubahan rotasi bumi, sirkulasi atmosfer, distribusi

suhu dan salinitas di laut, sirkulasi laut, pergerakan massa bumi, sedimentasi, bahkan

penurunan air tanah, gas dan minyak. Pada daerah pantai, local sea level

direferensikan terhadap benchmark di darat yang kemudian dianggap sebagai

Relative Sea Level (RSL).

Plag (2006) dalam penelitiannya perubahan tinggi muka air laut secara lokal

antara lain disebabkan oleh faktor gelombang, pasang surut, meteorologi, arus laut,

massa, perubahan suhu, proses geofisik yang mempengaruhi tinggi daratan dan

geoid, serta proses buatan yang bersumber dari manusia. Di skala lokal, pergerakan

tanah yang disebabkan oleh ice sheet dan tektonik menjadi faktor penting yang

mempengaruhi perubahan tinggi muka air laut di daerah kutub. Pembuangan air

tanah dan minyak merupakan faktor signifikan yang harus diperhatikan.

Penghilangan ataupun pembuangan cairan tersebut dari subsurface menyebabkan

daratan tenggelam, terkadang dalam kecepatan yang tinggi. Di beberapa area, delta

sungai yang khusus, sedimentasi yang kompak selama beberapa waktu, dapat

menyebabkan tanah mengalami penurunan.

Selain faktor- faktor yang telah disebutkan di atas, terdapat beberapa kasus

khusus yang harus diperhatikan, seperti adanya badai. Badai merupakan gejala alam

yang infrequent, namun badai di musim dingin (winter strom) tidak seperti badai

15

biasa dan dapat menyebabkan kenaikan tinggi muka air laut hingga 50 cm. Walaupun

badai tersebut hanya berpengaruh pada hari itu, resiko banjir dan sebagainya masih

harus diwaspadai (Mitchum, 2011).

Dalam laporan yang disusun oleh The Florida Oceans and Coastal Council

Tallahassee, akibat- akibat yang timbul dari kenaikan tinggi muka air laut antara lain:

1. Perubahan di daerah pantai dan teluk

Pantai dan teluk merupakan sistem regional dari endapan sedimen,

erosi dan transportasi. Proses tersebut sangat diperngaruhi oleh perubahan

tinggi muka air laut dan badai. Naiknya tinggi muka air laut

dikombinasikan dengan badai akan meningkatkan erosi dan endapan. Hal

ini menyebabkan garis pantai mundur. Selain itu, hal tersebut

berpengaruh terhadap infrastuktur pantai. Berdasarkan analisis data di

daerah pantai Atlantik, terdapat indikasi bahwa adanya korelasi antara

tingkatan erosi dengan kenaikan tinggi muka air laut.

2. Perubahan pada muara sungai, sungai pasang dan hutan pantai

Akibat naiknya tinggi muka air laut secara perlahan dalam waktu

yang lama, terjadi akumulasi atau kumpulan sedimen di daerah hutan

bakau dan rawa- rawa, sehingga tumbuh habitat yang luas. Air yang

terkontaminasi akibat salinitas berdampak pada ekosistem yang hidup di

habitat tersebut.

3. Badai menjadi lebih tinggi dan akibatnya terhadap infrastruktur pantai

Akibat naiknya tinggi muka air laut, air di kedalaman akan berubah

menjadi badai tinggi, pergerakan akan menjadi lebih cepat, gelombang

menjadi lebih tinggi, dan tekanan hidrodinamika lebih besar. Faktor

tersebut akan mempengaruhi bangunan dekat dengan pantai. Semakin

naiknya tinggi muka air laut, resiko banjir semakin tinggi, sehingga

menjadi lebih berbahaya bagi infratruktur di daerah pantai, seperti dok,

dermaga, jetty dll. Secara fisik, karena salinitas yang berubah akan

mempengaruhi struktur dan atau fungsi fisik material yang menjadi bahan

pembuat jalan, port, sistem rel, sehingga membutuhkan pengawasan serta

perawatan yang intensif.

16

4. Memburuknya supply air dan air limbah

Pengaruh dari meningkatnya tinggi muka air laut membuat air

bercampur dengan garam, khususnya selama periode kemarau. Air yang

terkontaminasi garam meningkatkan komposisi garam tersebut di dalam

sistem pengumpulan pembuangan dan operasi- operasi terhadap air

lainnya. Resiko menjadi lebih tinggi terjadi pada lokasi- lokasi operasi air

di daerah pantai ketika terjadi badai dan banjir. Pemerintah membutuhan

strategi baru dalam hal konservasi air, penggunaan kembali air limbah,

recovery and recharge, alternatif supply air, dan strategi lainnya

berkenaan dengan manajemen air.

5. Meningkatnya erosi di pantai

Meningkatnya tinggi muka air laut dan besarnya gelombang badai

menyebabkan meningkatnya erosi, dan pantai akan lebih banyak

membutuhkan renourisment. Penyebab terjadinya erosi tidak hanya

berasal dair faktor alam, melainkan kontribusi manusia pula.

6. Berdampak pada perencanaan pantai

Adanya pengaruh kenaikan tinggi muka air laut membutuhkan

perencanaan regional guna membangun strategi yang adaptif dan efektif.

Pemerintah lokal membutuhkan penyempurnaan inventarisasi grennhouse

gas dan meningkatkan perencanaan mitigasi perubahan iklim.

7. Meningkatnya resiko banjir

Badai dan gelombang tinggi akan semakin naik ketika tinggi muka

air laut mengalami kenaikan. Di area yang rendah, kenaikan air laut

membahayakan sistem drainase badai, dan menambah resiko terjadinya

banjir pada musim hujan. Perubahan iklim menyebabkan hujan dan badai

sering terjadi.

1.7.6 Siklus Hidrologi

Jumlah air yang berada di bumi mencapai 1, 39 milyar km2 dan 96,5 % berada

di samudera. 1,7% air tersimpan di ice caps kutub, gletser, tumpukan salju, dan 1,7%

lainnya tersimpan di bawah tanah, danau, sungai dan tanah, dan sisanya berada di

atmosfer bumi. Semua air tersebut terus mengalami pergerakan yang biasa disebut

17

dengan siklus hidrologi (Graham, et.al, 2010)

Siklus hidrografi merupakan fenomena alam di bumi yang sangat penting.

Siklus hidrografi didiskripsikan sebagai pergerakan yang konstan dan siklus yang

terus menerus antara atmosfer, permukaan daratan, dan bawah tanah. Komponen

utama dari siklus hidrologi adalah air yang dapat berasal dari atmosfer, samudera,

danau, sungai, daratan, gletser, salju, ataupun dari permukaan bumi yang disebut

dengan air bawah tanah (groundwater). Proses ini berjalan dari air yang

ditransportasikan oleh angin dan udara sepanjang atmosfer, seperti yang ditunjukkan

pada Gambar I.2. Ketika udara mendingin, air berkondensasi menjadi awan dan jatuh

di permukaan bumi dalam 4 bentuk: hujan (rain), salju (snow), hujan es (hail) atau

hujan bercampur es dan salju (sleet). Ketika air tiba di tanah, air dapat meresap ke

tumbuhan, danau, sungai atau samudera; menguap oleh matahari; meresap ke dalam

tanah secara temporal; atau masuk ke dalam tanah dan disimpan sebagai air bawah

tanah. Air yang berada di dalam tanah dapat mencapai permukaan bumi sebagai

supply air yang berada di danau dan sungai. Air tersebut dapat kembali lagi ke

atmosfer malalui penguapan. Air yang berada di tumbuhan kembali ke atmosfer

melalui proses tranpirasi (National Ground Water Association, 2009).

Gambar I.2 Siklus hidrologi

Sumber: Met Office (2010)

18

Hujan, yang merupakan bagian dari siklus hidrologi, bila terus terjadi di suatu

lokasi yang sama akan mengakibatkkan adanya banjir. Secara umum banjir adalah

peristiwa dimana daratan yang biasanya kering (bukan daerah rawa) menjadi

tergenang oleh air, hal ini disebabkan oleh curah hujan yang tinggi dan kondisi

topografi wilayah berupa daratan rendah hingga cekung. Terjadinya banjir juga

disebabkan oleh rendahnya kemampuan infiltrasi tanah, sehingga tanah tidak mampu

lagi menyerap air. Selain itu, terjadinya banjir juga dapat disebabkan oleh limpasan

air yang meluap dan volumenya melebihi kapasistas pengaliran sistem drainase atau

sistem sungai (Haryani, et.al, 2008).

1.7.7 Radar Tide Gauge

Ada empat tipe dasar teknologi pengukuran tinggi muka air laut yang biasa

digunakan, yaitu (Intergovernmental Oceanographic Comission, 2006): sistem

sumur apung (a stilling well and float), sistem tekanan (pressure systems), sistem

akustik (acoustic systems), sistem radar (radar systems).

Dari keempat teknologi tersebut, sistem radar dengan jenis alat radar tide

gauge banyak dipilih untuk mengukur tinggi muka air laut. Gambar radar tide gauge

ditunjukan oleh Gambar I.3. Radar tide gauge merupakan salah satu alat ukur pasang

surut yang diletakkan beberapa meter di bawah permukaan air laut, atau sungai atau

danau. Beberapa radar mengukur perubahan tinggi muka air dengan mengamati

waktu yang dibutuhkan oleh pulsa radar dari transmitter/receiver sampai kepada

permukaan dan kembali lagi ke receiver. Frekuensi yang digunakan adalah sistem

Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) dimana radar transmisi bercampur

dengan sinyal yang diterima dari permukaaan laut untuk menentukan fase antara dua

gelombang sekaligus rangenya.

Radar memiliki beberapa keuntungan daripada float, pressure, dan acoustic

gauge. Radar memiliki cost yang rendah sehingga menjadi pilihan bagi beberapa

agensi sebagai pengganti instrumen yang lama atau sebagai dasar untuk melengkapi

jaringan baru. Keuntungan utamanya adalah kemudahan dalam instalasi dan

peralatan. Radar tidak memerlukan perbaikan secara ekstensif pada dinding

pelabuhan ataupun pada dermaga. Radar juga tidak memerlukan beberapa

perlakukan seperti pada underwater pressure gauges (Woodworth, 2003).

19

Gambar I.3 Kalesto Gauge di dermaga Gladstone, Liverpool

Sumber: International Hydographic Review, 2003.

1.7.8 Pemantauan Tinggi Muka Air Laut di Indonesia

Sejak tahun 1984, Badan Informasi Geospasial (BIG) Indonesia telah

mengembangkan dan mengoperasikan jaringan nasional Permanent Service for Mean

Sea Level (PSMSL). Pada awalnya, peralatan dikembangkan dengan menggunaan

sistem analog yang bertujuan untuk mendukung penetapan datum vertikal untuk

tujuan pemetaan dan surveying serta navigasi dan manajemen pantai yang tidak

membutuhkan data real time. Jumlah tide gauge meningkat dari tahun ke tahun

dengan meningkatnya kebutuhan datum referensi vertikal sebagai jaring tinggi untuk

mendukung kegiatan pemetaan dan surveying. BIG mengawali pelaksanaannya

dengan delapan stasiun, kemudian bertambah dua stasiun untuk setiap tahunnya,

kecuali pada kenaikan yang sifinifikan (25 stasiun) pada tahun 1998 untuk

mendukung pemetaan bathimetri Exlusive Economic Zone dan garis pantai di

perairan Indonesia. Sea Level Monitoring di Indonesia sebelum terjadinya Tsunami

pada tahun 2004 di Aceh terdiri dari 60 stasiun, 35 stasiun menggunakan perekam

grafik analog dan 25 stasiun menggunakan perekam digital dengan koneksi data

Public Switch Telephone Node (PSTN). Kemudian permintaan terhadap pemantauan

MSL meningkat setelah itu.

20

Pada April 2011, BIG mengatur 113 stasiun: 10 tide gauge hasil kerjasama

dengan Jerman, 10 tide gauge hasil kerjasama dengan Intergovernmental

Oceanographic Comission (IOC), dan 93 tide gauge dari pemerintah Indonesia. BIG

dan IOC, dengam dukungan keuangan dari IOC dan USAID, telah menjalankan tujuh

real time tide gauge yang berbatasan langsung dengan Samudera Hindia dan tiga tide

gauge yang berbatasan dengan Laut Banda. Instalasi pertama terletak di Sibolga pada

April 2005, selanjutnya di Sabang dan Padang pada Desember 2005, di Benoa pada

Januari 2006, di Cilacap dan Prigi pada Februari 2007. Empat tambahan tide gauge

lalu dipasang di Lembar, Bitung, Ambon, dan Saumlaki pada tahun 2008. Setiap

stasiun mentransmisi data tiap 15 menit menggunakan Meteosat. Data tersebut dapat

diakses secara gratis melalui http//:www.ioc-sealevelmonitoring.org/ (Khafid, 2011).

I.7.9 Uji Statistik

1.79.1 Metode statistik. Metode statistik adalah prosedur- prosedur yang

digunakan dalam pengumpulan, penyajian, analisis, dan penafsiran data. Metode

statistik dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu statistika diskriptif dan statistik

inferensia. Statistik diskriptif adalah metode- metode yang berkaitan dengan

pengumpulan dan penyajian suatu gugus data sehingga memberikan infomasi yang

berguna dan sama sekali tidak menarik kesimpulan apapun tentang gugus data

induknya yang lebih besar. Penyusunan tabel, diagram, grafik dan besaran- besaran

lain merupakan contoh dari statistik diskriptif.

Statistik inferensia mencakup semua metode yang berhubungan dengan analisis

sebagian data untuk kemudian sampai penarikan kesimpulan mengenai keseluruhan

gugus data induknya. Salah satu metode digunakan dalam penarikan kesimpulan

mengenai suatu nilai data ialah sebaran t-student. Distribusi t-student biasa

digunakan dalam jumlah sampel yang kecil, namun tidak menutup kemungkinan

untuk jumlah sampel yang besar dan tidak hingga (Walpole, 1995). Rumus 1.2

menunjukkan formula memeperoleh nilai t dengan dua sampel yang diketahui rata-

rata dan nilai variannya.

.......................................................(1.2)

21

Keterangan (Sugiyono, 2012):

T :nilai t

x1 :rata- rata sampel pertama

x2 :rata- rata sampel ke dua

s12 :varian sampel pertama

s22 :varian sampel ke dua

n1 :jumlah data sampel pertama

n2 :jumlah data sampel ke dua

1.7.9.2 Analisis regresi. Analisis regresi adalah suatu analisis statistika yang

digunakan untuk menjelaskan hubungan suatu variable rspons (output, dependen,

atau endogen) Y dengan menggunakan satu atau lebih variable input (prediktor,

regressor, independen, explanatory, atau eksogen) X1, …..Xk (Rosadi, 2011).

Menurut Kurniawan (2008), salah satu kegunaan analisis regresi ialah untuk

tujuan deskripsi dari fenomena data atau kasus yang sedang diteliti dengan melalui

terbentuknya suatu model hubungan yang bersifat numerik. Model regresi

multivariate dengan k-variabel prediktor secara umum dapat diberikan Seperti

Rumus 1.3.

Yi=β0 + β1Xi1 + β2 Xi2 +…………….. + βk XiK +Єi ………………… (1.3)

Keterangan (Rosadi, 2011):

Yi : variabel respon

β0 ,β1, β2 : parameter regresi

Xi : variabel independen

Єi : galat acak (random eror)

I.8 Hipotesis

Selama lima tahun Kota Padang, Sumatera Barat, mengalami kenaikan tinggi

muka air laut yang kecil. Kenaikan ini disebabkan karena adanya curah hujan yang

naik dari tahun ke tahun. Bencana gempa dan banjir juga menyebabkan kenaikan

tinggi muka air laut pada hari itu.

22

BAB II PELAKSANAAN

II.1 Persiapan

II.1.1 Alat

Alat- alat yang dibutuhkan dalam penelitian ini ialah:

1. Hardware

a. Laptop Acer 4736 G untuk pekerjaan penelitian

b. Printer Canon 2700 untuk menyetak laporan

c. Flashdisk Toshiba 8 Gb untuk menyimpan dokumen dan data- data

penelitian

2. Software

a. Matlab 2008a untuk menjalankan aplikasi T-Tide

b. Software R untuk analasis regresi linier berganda

c. Microsoft Excel 2007 untuk penanganan data pasang sarut dan penyajian

grafik

d. Microsoft Word untuk penulisan laporan

e. Notepad sebagai media input ke dalam T-Tide

III.1.2 Bahan

Penelitian ini membutuhkan dua data, yaitu data tinggi muka air laut di

Stasiun PSMSL Padang dan data meteorologi (precipitation dan intensitas hujan)

beserta daftar bencana alam banjir dan gempa Kota Padang dari tahun 2008 sampai

2012.

II.2 Pelaksanaan

Pelaksanaan penelitian meliputi beberapa tahap sesuai diagram alir pada

Gambar II.1, yaitu:

1. Persiapan dan pengumpulan data

2. Konversi data

3. Koreksi spike, koreksI shifting, koreksi data kosong

4. Perhitungan nilai MSL

5. Analisis data

6. Penulisan dan pelaporan

22

23

Gambar II.1 Diagram alir pelaksanaan penelitian

Data tinggi muka air laut format *.txt dan *.xls

Konversi Data

Persiapan

Mulai

Pengumpulan Data

Data tinggi muka air laut format *.html

Data meteorologi

Koreksi Spike

Koreksi Shifting

Koreksi Data Kosong

Selesai

Data tinggi muka air laut bulanan

Data tinggi muka air laut tahunan

Perhitungan Nilai MSL Perhitungan Nilai MSL

MSL Bulanan

MSL Tahunan

Analisis Data

Penulisan dan Pelaporan

24

II.2.1 Persiapan

Tahap persiapan merupakan proses perencanaan proses penelitian, pemantapan

ketersediaan data dan metode yang digunakan. Perencanaan yang dilakukan tidak

hanya menentukan proses yang harus dikerjakan, namun beserta urutan dan waktu

yang dibutuhkan setiap langkahnya. Pemantapan data dan metode dimaksudkan

untuk memastikan kelengkapan data selama lima tahun, tersedianya software Matlab

dan T-Tide, kinerja laptop, serta cara analisis data hasil penelitian.

Pemilihan lokasi juga sangat dibutuhkan di awal penelitian untuk pemenuhan

kriteria- kriteria yang ditentukan. Lokasi penelitian adalah Stasiun PSMSL Padang

yang terletak di pinggir pantai Kota Padang, seperti yang ditunjukkan pada Gambar

II.2. Sumatera Barat dengan koordinat geografis 0,95 Lintang Selatan dan 100,3667

Bujur Timur. Kota Padang adalah ibukota Provinsi Sumatera Barat yang terletak di

pantai barat Pulau Sumatera dan berada antara 0o44’00’’ dan 1o08’35’’ Lintang

Selatan serta antara 100005’05’’ dan 100034’09’’ Bujur Timur. Berdasarkan data

BPS tahun 2009, luas Kota Padang adalah 649,96 km2 yang terdiri dari 11 kota

kecamatan.

Gambar II.2 Peta lokasi Kota Padang

Sumber: GoogleMap.com

25

Sebagian besar atau 51,01% dari keseluruhan luas Kota Padang, berupa hutan

yang dilindungi oleh pemerintah dan sebesar 7,35% berupa pekarangan dan

bangunan. Ketinggian wilayah daratan di Kota Padang sangat bervariasi, yaitu antara

0-1853 m diatas permukaan air laut dengan titik tertinggi adalah Kecamatan Lubuk

Kilangan dan sebanyak empat kecamatan masih berada di bawah ketinggian 100 dari

muka air laut. Berdasarkan data sensus penduduk Kota Padang 2010, Kota Padang

mengalami pertambahan jumlah penduduk selama sepuluh tahun terakhir (2000-

2010) dengan laju pertahun sebesar 1,58.

II.2.2 Pengumpulan Data

Penelitian ini membutuhan dua data, yaitu data tinggi muka air laut di Stasiun

PSMSL Padang, Sumatera Barat, dan data meteorologi kota Padang, Sumatera Barat,

dari Januari 2008 sampai Desember 2012. Data tinggi muka air laut di Stasiun

PSMSL Padang, Sumatera Barat, diunduh secara gratis dari website http://www.ioc-

sealevelmonitoring.org yang merupakan website resmi PSMSL yang dikelola oleh

IOC. Stasiun PSMSL di Indonesia dalam pengoperasiannya bekerjasama dengan

Badan Informasi Geospasial (BIG). Setiap file yang diunduh berformat *.html yang

berisi data tinggi Stasiun PSMSL Padang selama 30 hari.

Dari Gambar II.3 dapat dilihat pada kolom Station Metadata terdapat informasi

metadata stasiun yang sedang dibuka, yaitu stasiun PSMSL Padang dengan koordinat

0,95 LS dan 100,3667 BT. Stasiun Padang pada bulan Januari 2008 menggunakan

tiga sensor untuk perekaman data, yaitu pressure tide gauge, radar tide gauge, dan

encoder. Pada jendela Sealevel at Padang terdapat grafik dengan tinta merah

menunjukkan pergerakan tinggi muka air laut selama satu bulan. Di bawah jendela

Sealevel at Padang terdapat kolom Period yang menunjukkan periode perekaman

data yang ingin diunduh, mulai dari 12 jam, 1 hari, 7 hari, atau 30 hari. Kolom signal

menunjukkan pilihan sensor yang ingin ditampilkan dan pilihan untuk

menghilangkan spike dan outliers. Pada kolom Data terdapat pilihan referensi tinggi

muka air laut pada saat perekaman, relatif atau absolut. Penelitian ini mengunduh

data dengan periode tiap file 30 hari, semua sensor, remove spike, remove outliers,

dan relative levels.

26

Gambar II.3 Cara mengunduh data tinggi muka air laut

Sumber: http://www.ioc-sealevelmonitoring.og

Data meterologi Kota Padang diperoleh dari website

http://www.wunderground.com, situs real-time online weather information yang

diprakarsai oleh Perry Samson dan Jeff Mayer pada tahun 1991 dan dijadikan

sumber berita cuaca berbagai koran cuaca. Setiap file yang diunduh berformat *.html

yang berisi data meteorologi dalam satu bulan berikut nilai rata- rata, maksimum dan

minimum setiap ukuran dalam satu bulan tersebut, seperti yang ditunjukkan pada

Gambar II.4 dan Gambar II.5.

Gambar II.4 merupakan data meteorologi yang terdapat kolom bulan, tanggal,

dan tahun serta view untuk memilih bulan dan tahun data meteorologi yang ingin

diunduh. Kolom daily, weekly, mothly, custom menunjukkan pilihan periode yang

diinginkan. Daily untuk data per hari, weekly untuk data per minggu, monthly untuk

data per bulan, dan custom untuk data dengan periode tertentu. Pada kolom max, avg,

min, dan sum menunjukkan nilai maksimum, minimum, rata- rata dan jumlah dari

setiap ukuran, baik itu suhu (temperature), degree days, dew point, precipation,

wind, sea level pressure.

27

Gambar II.5 menunjukkan detil ataupun rincian ukuran data meteorogi per hari

dalam satu bulan. Kolom temp (0C) menunjukkan ukuran suhu, dew point (0C)

menunjukkan ukuran suhu saat embun, humidity (%) menunjukkan kelembapan, sea

level press (hPa) menunjukkan ukuran tekanan tinggi muka air laut, visibility (km)

menunjukan ukuran daya pandang, event menunjukkan cuaca pada saat hari itu. Data

meteorologi hanya diambil data precipatation, dan cuaca yang kemudian direkap

dan digambarkan dalam bentuk tabel dan grafik.

Gambar II.4 Data meteorologi

Gambar II.5 Data detil meteorologi

28

II.2.3 Konversi Data

Konversi data merupakan proses mengubah format file, dari *.html menjadi

*.xls dalam Microsoft Excel dan *.txt dalam notepad. Data dalam Microsoft Excel

dan notepad akan mempermudah proses pekerjaan, seperti menghilangkan spike,

melakukan koreksi shifting dan melakukan koreksi data kosong. Data- data tinggi

muka air laut yang tersusun dalam bentuk kolom di dalam *.html , seperti pada

Gambar II.6, digandakan ke dalam Microsoft Excel tanpa adanya perubahan, semua

kolom digandakan tanpa adanya penghilangan, dan disimpan dalam format *.xls,

yang ditunjukkan pada Gambar II.7. Kemudian kolom tinggi muka air laut

digandakan ke dalam notepad (hanya satu kolom) dan disimpan dalam format *.txt,

seperti pada Gambar II.8 sebagai input dalam proses penghitungan MSL di dalam

Matlab.

Gambar II.6 Data tinggi muka air laut format *.html

Dari Gambar II.6 dapat diketahui bahwa setiap file yang diunduh berisi kolom

Time (UTC), enc (m), prs (m), dan rad (m).

29

1. Kolom Time (UTC) menunjukkan informasi waktu perekaman dengan

format YYYY-MM-DD HH.MM.SS. Waktu tersebut telah dicocokkan

dengan standard waktu dunia (Greenwich).

2. Kolom enc (m) menunjukkan informasi tinggi muka air laut dalam satuan

meter yang diukur dengan alat encoder. Bila dilihat dari table diatas, maka

dapat disimpulkan bahwa perekaman data dilakukan dengan interval lima

menit.

3. Kolom prs (m) menunjukkan informasi tinggi muka air laut dalam satuan

meter yang diukur dengan alat pressure tide gauge dengan interval

perekaman satu menit.

4. Kolom rad (m) menunjukkan informasi tinggi muka air laut dalam satuan

meter yang diukur dengan alat radar tide gauge dengan interval

perekaman tiga menit.

Gambar II.7 Data tinggi muka air laut format *.xls dalam Microsoft Excel

30

Gambar II.8 Data tinggi muka air laut format *.txt dalam notepad

II.2.4 Koreksi Spike

Koreksi spike adalah proses menghilangkan spike atau nilai- nilai ekstrim yang

ada dalam sebuah data. Spike merupakan salah satu kesalahan sistematik, yaitu

kesalahan yang disebabkan oleh alat yang digunakan, sehingga harus dihilangkan.

Nilai ekstrim ini ditunjukkan dengan adanya titik yang melonjak ke atas maupun ke

bawah dalam sebuah grafik.

Langkah pertama yang harus dilakukan adalah menampilkan grafik dari sebuah

data dengan menggunakan Matlab yang dikombinasikan dengan T-Tide. Pemilihan

Matlab untuk pembuatan grafik disebabkan karena data yang digunakan sangat

banyak dan Matlab mampu menampilkan grafik dengan jumlah data tersebut dalam

waktu yang cepat. Penampilan grafik dilakukan untuk setiap data tinggi bulanan.

Pada tahap ini juga dilakukan perhitungan nilai MSL bulanan untuk digunakan dalam

tahap koreksi shifting. Untuk membuat grafik dan perhitungan MSL dengan Matlab,

terlebih dahulu menuliskan script pada Lampiran A.

Script tersebut akan menghasilkan figure atau grafik seperti yang ditunjukkan

oleh Gambar II.9. Script tersebut juga akan menghasilkan nilai MSL atau tinggi rata-

rata dalam sebuah data.

31

Gambar II.9 Grafik tinggi muka air laut dengan Matlab

Dari grafik Gambar II.9 dapat dilihat bahwa dalam data tersebut ada satu nilai

spike dengan nilai 0 yang harus dihilangkan. Cara menghilangkan nilai spike adalah

dengan menghapus nilai tersebut di dalam file Microsoft Excel, seperti yang

ditunjukkan pada Gamabr II.10.

Gambar II.10 Data tinggi muka air laut yang memiliki nilai spike

Jika data dengan nilai spike yang sudah dihilangkan dan diproses lagi di dalam

Matlab dengan script yang sama, maka akan menghasilkan figure atau grafik sesuai

Gambar II.11 dan pada Lampiran B.

Gambar II.11 Grafik data tinggi muka air laut tanpa adanya nilai spike

32

II.2.5 Koreksi Shifting

Koreksi shifting digunakan untuk mendatarkan trend tiap data sehingga bisa

dilakukan perhitungan nilai rata- rata. Koreksi ini diberikan bila dalam data terdapat

trend yang berbeda dalam grafik tersebut. Grafik data dapat diperoleh dari proses

Matlab, namun dalam penelitian ini grafik diperoleh dari data MSL tiap bulan yang

telah dihitung dengan menggunakan T-Tide hasil koreksi spike pada tahap ke empat

(II.2.4). Grafik menggunakan data MSL bulanan, bukan data tinggi muka air laut

selama lima tahun, hal ini disebabkan karena data dalam lima tahun memiliki datum

yang sangat banyak sehingga membutuhkan RAM PC yang cukup besar.

Pergantian trend dalam penelitian ini ditunjukkan dengan adanya kekosongan

data yang panjang dan perbedaan grafik nilai tinggi bulanan. Koreksi shifting

diberikan pada setiap trend walaupun tidak pada bulan yang sama, sehingga selain

grafik MSL bulanan, grafik dan data tinggi muka air laut bulanan juga harus

diperhatikan.

Gambar II.12 Grafik MSL bulanan dari data koreksi spike

Grafik Gambar II.12 menunjukkan adanya tiga buah trend, yaitu trend A, B,

dan C. Jika dilihat secara cermat tiap file data per bulan dan Gambar II.12 akan

terdapat empat buah trend. Pada Gambar II.12 trend A ditunjukkan dengan garis

warna hijau, terjadi dari Januari 2008 sampai 6 Juni 2008 pukul 0.29. Trend B

ditunjukkan dengan garis warna biru dan terjadi pada dua tahun, yaitu dari 6 Juni

Trend C

Trend A

Trend B

33

2008 pukul 0:30 sampai 17 Mei 2009 pukul 3.42. Trend D tidak terihat pada kedua

gambar, namun akan terlihat di file data seperti yang ditunjukkan pada Gambar II.13,

terjadi dari 17 Mei 2009 pukul 3.43 sampai 23 Mei 2009 pukul 9.06. Trend C terjadi

dari 23 Mei pukul 9.09 sampai Desember 2012. Setiap trend tersebut memiliki nilai

rata- rata yang berbeda.

Gambar II.13 Data dengan nilai tinggi muka air laut dengan trend yang berbeda

Tahap selanjutnya untuk melakukan koreksi shifting ialah mencari nilai MSL

dari setiap trend. Trend dengan periode terpanjang merupaan nilai MSL yang

dianggap benar, yaitu trend C. Nilai koreksi shifting dari trend A ialah selisih nilai

MSL trend Adan ke C, begitu pula dengan nilai koreksi shifting untuk trend B dan

trend D. Trend A memiliki nilai MSL sebesar 7,42 m, trend B sebesar 7,08 m dan

trend D sebesar 3,23 dan trend C senilai 6,09 m. Nilai koreksi shifting ditunjukkan

pada Tabel II.1

Tabel II.1 Nilai MSL tiap trend dalam lima tahun

Trend MSL (m) Koreksi shifting (m) Trend A 7,42 1,33 Trend B 7,09 0,99 Trend D 3,24 2,86 Trend C 6,09 Trend terpanjang

Setiap data tinggi muka air laut dalam trend tersebut dikoreksikan sebesar nilai

koreksi shifting, sehingga dalam lima tahun semua data tinggi muka air laut berada

Trend D

34

dalam satu trend datar, seperti ditunjukkan pada Gambar II.14.

Gambar II.14 Grafik MSL bulanan dalam satu trend datar

II.2.6 Koreksi Data Kosong

Data kosong merupakan istilah pengganti untuk data yang hilang. Hilangnya

data saat perekaman dapat terjadi karena beberapa faktor, diantaranya ialah

berhentinya bekerja alat dan settingan alat untuk pengukuran interval waktu tertentu.

Dalam T-Tide data kosong diganti menjadi NaN (Not a Nuumber), sehingga T-Tide

masih memproses nilai NaN ke dalam periode time series.

Koreksi data kosong ini dilakukan di dalam Microsoft Excel, yang kemudian

digandakan ke dalam notepad untuk dilakukan proses perhitungan MSL melalui

Matlab.

Pada Gambar II.15 kolom D merupakan data tinggi muka air laut dengan

interval tiga menit, sehingga tiap dua baris muncul data yang kosong. Data kosong

tersebut perlu dilakukan pengkoreksian, yaitu diganti dengan NaN, agar tetap

diproses oleh T-Tide, yang ditunjukkan dalam kolom F.

Gambar II.15 Data dalam Microsoft Excel untuk koreksi data kosong

35

II.2.7. Perhitungan Nilai Mean Sea Level (MSL)

Perhitungan nilai MSL dibagi menjadi dua series, yaitu MSL bulanan dan MSL

tahunan. Kedua nilai MSL tersebut dihitung dengan T-Tide yang dijalankan dengan

Matlab. Data yang digunakan dalam perhitungan ini adalah data tinggi muka air laut

yang telah dilakukan koreksi spike, koreksi data kosong, dan koreksi shifting. Tahap

pertama yang dilakukan adalah menuliskan script pada Matlab seperti yang

dilakukan pada tahap ke empat. Selanjutnya nilai MSL bulanan dan tahunan direkap

dalam Microsoft Excel untuk dianalisis.

II.2.8 Analisis Data

1. Data MSL dan meteorologi bulanan serta daftar bencana banjir dan gempa

disajikan dalam bentuk tabel dan grafik, kemudian dibandingkan hubungan

antar keduanya. Dari hubungan ini akan diketahui faktor- faktor yang

mempengaruhi perubahan tinggi muka air laut. Model yang digunakan ialah

model regresi linear berganda dengan software R. Tahap pertama yang harus

dilakukan adalah memasukkan dataset yang berisi data MSL, precipitation,

dan intensitas hujan. Langkah selanjutnya, pemrosesan model regresi linier

dengan memasukkan MSL sebagai data depeden dan intensitas hujan dan

precipitation sebagai data independen, seperti yang ditunjukkan pada

Gambar II.16. Setelah kedua langkah tersebut dijalankan, maka akan

muncul hasil sepeti Gambar II.17 yang menjelaskan signifikansinya variabel

independen terhadap variabel depeden.

Gambar II.16 Regresi linier

36

Gambar II.17 Hasil analisis regresi linier dengan software R

2. Nilai MSL tahunan dianalisis dengan distribusi t-student untuk dicari

signifikansi nilai MSL terhadap nilai true value MSL.

II.2.9 Penulisan dan Pelaporan

Tahap terkahir dari penelitian ini adalah penulisan dan pelaporan. Penulisan

disusun dengan format skripsi yang ditentukan oleh jurusan yang terdiri dari empat

bab bahasan utama, yaitu pendahuluan, pelaksanaan, hasil dan pembahasan, serta

saran dan kesimpulan. Penulisan dilakukan dengan Microsoft Word dan Microsoft

Excel 2007.

Formula/model MSL sebagai variabel dependen yang dibentuk dari persamaan variabel independen (intensitas hujan dan precipitation)

Nilai estimesi konstanta dan koefisien dari tiap variabel

Nilai p-value tiap variabel independen untuk mengetahui signifikansi konstribusi terhadap variabel dependen