Ketua : Dwi PujiastutiPembimbing: Daz EdwizaAnggota : Meli Muchlian

6/16/2008

Penentuan Tinggi dan Waktu Tempuh Penjalaran Gelombang Tsunami

Menggunakan Model Numerik Linier TUNAMI N1 di Pantai Kabupaten Padang Pariaman dan Kota

Pariaman Sumatera Barat

Jurusan Fisika FMIPA

Universitas Andalas

PENDAHULUANDAMPAK TSUNAMI (TAHUN 1833)

DI KAB. PADANG PARIAMAN DAN KOTA PARIAMAN SUMATERA BARAT

PENENTUAN TINGGI DAN WAKTU TEMPUH SERTA PEMODELAN PENJALARAN GELOMBANG TSUNAMI

EARLY WARNING SYSTEM

BATASAN MASALAH1. Sistem koordinat derajat dan UTM (Universal

Tranvers Mercator)2. Jarak antar grid 810 m3. Data Batimetri GEBCO

“(General Bathymetric Chart of the Oceans)”Data Topografi SRTM “(Shuttle Radar Topography Mission)”

4. Model Numerik Tsunami Linier TUNAMI N1 5. Daerah tinjauan Kab. Padang Pariaman dan Kota

Pariaman (S. Limau, Pariaman Tengah, Ketaping)6. Skenario gempabumi 7,5; 8,0; 8,5 Mw

DAERAH TINJAUAN

Tsunami Rangkaian gelombang laut yang menjalar dengan kecepatan tinggi, memiliki panjang gelombang yang sangat panjang dan periode yang lama, dipicu oleh gangguan impulsif di dasar laut .

PENYEBAB TIMBULNYA TSUNAMIAktivitas vulkanik Gempa bumi bawah laut

Faults: Dip Slip

Longsoran bawah laut

Tumbukan benda luar angkasa

I . Kondisi awal /(dislokasi di dasar laut) II. Terbentuk gelombang tsunami

III. Pembesaran gelombang tsunami IV. Run-up (limpasan ke daratan)

Mekanisme pembangkitan tsunami

di daerah subduksi

Post processing

Processing (running program)

Pre processing

Pembuatan file input data kedalaman laut dan ketinggian daratan

Luas daerah kajian

Menentukan batas daerah kajian

SRTM

Data topografi & batimetri&

Pengolahan data topografi dan garis

pantai

Menginterpolasi data topo+gp+bati

Menampilkan data numerikPenyimpanan data

domain (.txt)

Mulai

Pengumpulan data

Memasukkandata batimetri

Pembuatan gambar data batimetri

Pembentukan inisial model

Pembuatan pusat gempa

Penyelesaian model numerik imamura

Data tinggi dan waktu tempuhpenjalaran gelombang tsunami

hm ~ hr

Running listing program Imamura

Verifikasi hasil pemodelan

Visualisasi penjalaranGelombang tsunami

Selesai

Memasukkanparameter

bidang sesar

}

Konsep numerik TUNAMI N1

A. Penentuan Pusat gempa

Lokasi Domain Jarak GridDX=DY

Ukuran Grid Koordinat

SUMATERA BARAT A 810 540 × 630 97,94o - 101,98 BT

0,085o - 4,80o LS

Domain daerah tinjauan

B. Initial Condition

Parameter sesar sumber gempa

Kejadian Xo Yo M HH D L W TH DL RD

Skenario 1 99,3 -3,3 7,5 10 1,81 62 31 135 100 80

Skenario 2 99,3 -3,3 8,0 10 3,225 111 55 135 100 80

Skenario 3 99,3 -3,3 8,5 10 9,09 313 156 135 100 80

di mana: Xo Longitude Epicenter (deg), Yo Latitude Epicenter (deg), M Magnitude (Mw), HH Focal depth (km), D Dislocation (m), L Panjang fault (km), W Lebar fault (km), TH Strike (derajat),

DL Dip (derajat) dan RD Slip (derajat).

C. Program linier penjalaran gelombang tsunami

Data Batimetri & Topografi

Input parameter fault & ukuran grid masing-masing Input parameter fault & ukuran grid masing-masing domaindomain

Penetapan total time model, yaitu 3 jam (10800 detik)Penetapan total time model, yaitu 3 jam (10800 detik) Penentuan titik pasang surut tsunamiPenentuan titik pasang surut tsunami

titik 1 titik 1 Sungai Limau Sungai Limau (S 0,51 E 100,05)titik 2 titik 2 Pariaman Tengah Pariaman Tengah(S 0,65 E 100,09)titik 3 titik 3 Ketaping Ketaping (S 0,80 E 100,27)

Penyajian grafik pasang surut

Mengkorversi data (.txt) menjadi (.bmp)

Mengkorversi data (.bmp) menjadi (.avi)

Video animasi penjalaran tsunami

Membuat profil pantai

Data skenario pemodelan tinggi dan waktu tempuh penjalaran gelombang tsunami

No. Nama Lokasi

Koordinat LokasiSkenario (Mw)

7.5 8 8.5

Lintang (LS)

Bujur (BT)

Tinggi (m)

Waktu(detik)

Tinggi (m)

Waktu(detik)

Tinggi (m)

Waktu(detik)

1 Sungai Limau 0,51 100,05 0,08 4166 0,31 2234 3,09 3057

2 Pariaman Tengah 0,65 100,09 0,11 3766 0,23 1838 3,85 2659

3 Ulakan 0,71 100,17 0,05 3801 0,21 1841 4,50 2545

Pemodelan Tsunami Mw 7,5 Pemodelan Tsunami Mw 8

Pemodelan Tsunami Mw 8,5 Profil pantai

Pemodelan Tsunami Mw 7,5 Pemodelan Tsunami Mw 8

Pemodelan Tsunami Mw 8,5 Profil pantai

Pemodelan Tsunami Mw 7,5 Pemodelan Tsunami Mw 8

Pemodelan Tsunami Mw 8,5 Profil pantai

Di daerah pembangkitan, gelombang tsunami menunjukan perubahan ketinggian muka air positif dan negatif dengan lembah gelombang

mengadap daerah pantai barat Pulau Mentawai. Skenario Mw 7,5 Skenario Mw 8 Skenario Mw 8,5

Simulasi model menghasilkan data matrik ketinggian muka air di daerah kajian untuk langkah waktu yang telah ditentukan besarannya. Dalam hal ini, pencetakan hasil dibuat tiap 20 detik satu data. Dengan demikian, selama kurun waktu 3 jam

atau 10.800 detik akan dihasilkan data sejumlah 540 file.

1000 dt setelah gempabumi 4200 dt setelah gempabumi

Skenario Mw 7,5

Skenario Mw 8

1000 dt setelah gempabumi

2240 dt setelah gempabumi

5000 dt setelah gempabumi

Skenario Mw 8,5

500 dt setelah gempabumi

2300 dt setelah gempabumi

3060 dt setelah gempabumi

KESIMPULANPada daerah tinjauan pasang surut tsunami, (setelah terjadi

gempa bumi dan sebelum terjadinya tsunami mencapai pantai) terjadi penurunan muka air laut.

Tinggi gelombang tsunami paling besar skenario pemodelan Mw 8,5.

Daerah yang mengalami tinggi gelombang tsunami paling besar adalah Ketaping (4,50 m), selanjutnya disusul oleh Pariaman Tengah (3.85 m) dan terakhir Sungai Limau (3,09 m).

Daerah yang paling cepat dihantam gelombang tsunami adalah Ketaping (2545 detik), selanjutnya disusul oleh Pariaman Tengah (2659 detik), dan terakhir Sungai Limau (3057 detik).

Bentuk geometri dan profil pantai juga mempengaruhi tinggi gelombang tsunami yang menerjang pantai daerah tinjauan.

ANIMASI PENJALARAN GELOMBANG TSUNAMI

Gempa Besar dengan Magnitude Mw >7

Lokasi di LautKedalaman

dangkal < 40km.

Terjadi deformasi vertikal dasar laut

Karakteristik TsunamiKarakteristik Tsunami

Panjang gelombangnya lebih panjang dibandingkan dengan kedalaman laut

Kecepatan gelombang tergantung pada kedalaman air pusat terjadinya gangguan seismik, kecepatan gelombang bisa mencapai 900 km/jam (560 mile/jam dan melambat sampai kira-kira 50 km/jam (31 mile/jam) saat gelombang mencapai pantai

Waktu tempuh penjalaran tergantung pada jarak dari pusat gempa ke pantai

Dampak umumnya ditandai dengan surutnya air pada batas normal yang menandakan kedatangan gelombang raksasa.

Tinggi gelombang tsunami bisa mencapai 30 m (yang pernah tercatat

UTMUTM “UNIVERSAL TRANSVERS MERCATOR”

(SILINDER MELINTANG MERCATOR)

Jarak antar 2 garis bujur = 6 derajat ZonaIndonesia berada di zona 46-54 (sumatera barat zona 47)

CIRI-CIRI PROYEKSI UTM Proyeksi bekerja pada setiap bidang Elipsoide yang dibatasi cakupan garis

meridian dengan lebar 6º yang disebut Zone.ZONE :Penomoran Zone merupakan suatu kesepakatan yang dihitung dari Garis Tanggal Internasional (IDT) pada Meridian 180º Geografi ke arah Barat - Timur, Zone 1 = 180ºW sampai dengan 174ºW). Wilayah Indonesia dilingkup oleh Zone 46 sampai dengan Zone 54 dengan kata lain dari Bujur 94º E(ast) sampai dengan 141 E(ast)

Proyeksi garis Meridian Pusat (MC) merupakan garis lurus vertical pada tengah

bidang proyeksi.

Proyeksi garis lingkar Equator merupakan garis lurus horizontal di tengah bidang Proyeksi.

CIRI-CIRI PROYEKSI UTM Grid merupakan perpotongan garis-garis yang sejajar dengan dua garis proyeksi

pada butir 2 dan 3 dengan interval sama. Jadi, garis pembentuk grid bukan hasil proyeksi dari garis Bujur atau garis Lintang Elipsoid (kecuali garis Meridian Pusat dan Equator).

Faktor skala garis (scale factor) di Pusat peta adalah 0.9996, artinya garis horizontal di tanah pada ketinggian muka air laut, sepanjang 1 km akan diproyeksikan sepanjang 999.6 m pada Peta. Catatan : Faktor skala tidak sama dengan skala peta.

Penyimpangan arah garis meridian terhadap garis utara Grid di Meridian Pusat = 0º, atau garis arah Meridian yang melalui titik diluar Meridian Pusat tidak sama dengan garis arah Utara Grid Peta, simpangan ini disebut Konfergensi Meridian. Dalam luasan dan skala tertentu tampilan simpangan ini dapat diabaikan karena kecil (tergantung posisi terhadap garis Ekuator).

Persamaan Gerak gelombang tsunami diekspresikan dengan Teori Gelombang Perairan Dangkal (Dean dan

Dalrymple, 1984)

zyxxP

zuw

yvv

xuu

tu xzxyxx

11

zyxyP

zuw

yvv

xuu

tu yzyyxy

11

01

zPg

Dengan mengintegrasikan persamaan di atas dari dasar sampai permukaan menggunakan aturan Leibnitz, diperoleh persamaan di bawah yang terintegrasi (Imamura, 1994)

2

2

2

22

yM

xMA

xgD

DMN

yDM

xtM x

2

2

2

22

yN

xNA

ygD

DN

yDMN

xtN x

Persamaan kontinuitas

0

yN

xM

t

h

huudzM )(

h

hvvdzN )(

Persamaan gelombang suku linier

0

yN

xM

t

0

xgH

tM

0

ygH

tN

GRID

DOMAIN