09 Desember 2011

Pemanfaatan Satelit Altimetri dalam Bidang Geodesi Kelautan

Gabriella Alodia (15108018)
 Teknik Geodesi dan Geomatika, Institut Teknologi Bandung, 2011 

Kata kunci: satelit altimetri, ERS-1, ERS-2, TOPEX/Poseidon.

ABSTRAK
Pemanfaatan altimetri berkembang pesat dan menjadi media yang umum digunakan untuk pemodelan muka bumi di wilayah perairan. Hingga sekarang, satelit altimetri telah dimanfaatkan oleh para ilmuwan dalam bentuk berbagai misi peluncuran. Paper ini akan membahas beberapa misi satelit altimetri yang telah memberikan kontribusi bagi perkembangan ilmu pengetahuan, khususnya di bidang geodesi kelautan.

1.    PENDAHULUAN

Wilayah bumi terdiri atas wilayah yang tertutup air dan daerah yang tidak tertutup air. Daerah yang tertutup air ini memberikan sumbangsih sebesar 2/3 dari seluruh luas permukaan bumi, sehingga diperlukan pengamatan geodetik untuk mendapatkan data dari daerah yang tertutup air tersebut. Seiring perkembangan teknologi, kebutuhan akan data-data kelautan ini semakin meningkat, sehingga dibutuhkan suatu metode yang efektif dalam pemodelan muka bumi di daerah-daerah yang tertutup air. Salah satu metode yang umum digunakan saat ini adalah dengan menggunakan satelit altimetri.

2.    PRINSIP DASAR SATELIT ALTIMETRI

Satelit altimetri mempunyai tujuan untuk memahami secara lebih mendalam sistem iklim global serta peran yang dimainkan oleh lautan di dalamnya. Sejak diluncurkan untuk pertama kalinya pada 1973, satelit altimetri telah dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan tiga obyektif ilmiah jangka panjang, yaitu untuk mengamati sirkulasi lautan global, memantau volume dari lempengan es kutub, dan mengamati perubahan muka laut rata-rata global. Seiring perkembangannya, satelit altimetri kini dapat mendukung penentuan topografi permukaan laut, penentuan topografi permukaan es, penentuan geoid di wilayah lautan, penentuan karakteristik laut dan eddies, dsb.

Informasi utama yang didapatkan dari satelit altimetri adalah topografi muka laut, yang dilakukan dengan mengukur tinggi satelit di atas permukaan laut (a) dengan menggunakan waktu tempuh (Δt) dari pulsa radar yang dikirimkan ke permukaan laut dan dipantulkan kembali ke satelit, yang dapat dirumuskan sebagai berikut:

Tinggi satelit yang digunakan adalah tinggi rata-rata, untuk mengeliminir efek dari gelombang.

Gambar 2.1 Prinsip Dasar Satelit Altimetri

Setelah a didapatkan, maka topografi muka laut (H) dapat dihitung dengan mengkombinasikan data a dengan undulasi geoid (N), efek pasut instan (ΔH), kesalahan orbit (d) serta tinggi elipsoid dari satelit altimeter (h), yang dapat dirumuskan sebagai:

 
Gambar 2.2 Geometri Pengamatan Satelit Altimetri

Kini satelit altimetri telah memiliki resolusi data ukuran jarak sampai dengan 1-2 cm, di mana tingkat ketelitian akhir dari jarak ukuran tersebut masih sangat bergantung pada tingkat kesuksesan pereduksian dan pengeliminasian dari kesalahan dan bias dari data ukuran.

3.    MISI SATELIT ALTIMETRI

Setiap peluncuran satelit altimetri memiliki objektif tertentu. Beberapa contoh misi satelit altimetri yang telah dilaksanakan antara lain:

3.1.  ERS-1

ERS-1 (The European Remote Sensing) merupakan satelit altimetri milik eropa pertama yang dilengkapi dengan altimeter radar, yang berfungsi dalam menentukan ketinggian muka laut secara akurat,tinggi gelombang laut signifikan, berbagai parameter es, serta estimasi dari kecepatan angin di lautan.Data-data ini digunakan untuk memantau sirkulasi lautan global, sistem arus regional, dan mempelajari medan gaya berat di laut. Posisi satelit ini sendiri ditentukan oleh instrumen Precise Range and Range-rate Equipment (PRARE) serta Laser Retro-reflectors (LRR) yang tertanam di dalamnya. Satelitini telah memberikan sumbangsih dalam penelitian oil slicks akibat kebocoran kapal tanker serta penelitian El Niño dan dampaknya pada iklim global.

Gambar 3.1.1 Peta Mean Sea Level hasil pemantauan ERS-1.

3.2.  ERS-2

ERS-2 merupakan kelanjutan dari satelit ERS-1 dengan beberapa penyempurnaan instrumen. ERS-2dapat mengukur kadar lapisan ozon di atmosfer dan dapat digunakan sebagai media pemantauan vegetasi. Data yang diukur oleh satelit ini adalah kecepatan dan arah angin serta ketinggian, panjang, dan arah gelombang laut. Data-data tersebut diukur oleh instrumen gelombang mikro aktif. Data jarak antara satelit dan muka laut maupun permukaan es serta ketinggian gelombang laut rata-rata diukur oleh instrumen radar altimeter.ERS-2 telah memberikan sumbangsih dalam penentuan Sea Surface Topography (SST) dalam penelitian kenaikan muka laut, serta berbagai peta ketinggian gelombang, athmospheric ozone, dsb.

Gambar 3.2.1 Peta Ketinggian gelombang laut hasil pengukuran
Altimeter Radar ERS-2, Musim Panas 1995.

3.3.  TOPEX/Poseidon

Ocean TOPography Experiment (TOPEX)/Poseidon merupakan satelit altimetri yang didesain untuk memantau sirkulasi lautan dan interaksinya dengan atmosfer. Satelit ini merupakan pelengkap dari berbagai program oseanografik dan meteorology internasional, termasuk World Circulation Experiment (WOCE) dan Tropical Ocean and Global Atmosphere (TOGA), yang keduanya disponsori oleh World Climate Research Program (WRCP).

TOPEX/Poseidon mengukur ketinggian muka laut pada jalur yang sama setiap 10 hari menggunakan dual frequency altimeter yang dibuat oleh National Aeronautics and Space Administration (NASA) serta single solid-state altimeter yang dibuat oleh Centre National d’Etudes Spatiales (CNES). Informasi muka laut ini digunakan untuk menghubungkan perubahan arus di laut dengan pola atmosferik dan climate.

Penentuan ketinggian satelit altimetri ini sendiri dilakukan dengan menggunakan teknik SLR, DORIS, dan GPS yang dilakukan secara independen. Data ketinggian satelit altimetri ini dibutuhkan untuk kalibrasi altimeter. Dengan kombinasi tersebut, TOPEX/Poseidon dapat melakukan pengamatan ketinggian muka laut dengan tingkat akurasi hingga 3 cm.
Hingga saat ini TOPEX/Poseidon telah memberi sumbangsih dalam penelitian dan deteksi El Niño, tracking arus laut, pemantauan kecepatan angin lewat analisis kelautan, serta pemantauan muka laut global secara presisi.
 
Gambar 3.3.1 Peta ketinggian muka laut global dari satelit TOPEX/Poseidon.

4.    KESIMPULAN

Satelit altimetri dapat digunakan dalam berbagai pengamatan di bidang geodesi kelautan. Satelit-satelit altimetri yang telah diluncurkan antara lain ERS-1, ERS-2, dan TOPEX/Poseidon. Kapabilitas dari satelit altimetri di setiap peluncurannya mengalami perkembangan baik dari segi kualitas data serta instrumentasinya. Dilihat dari perkembangannya, satelit altimetri masih akan tetap digunakan sebagai metode pengamatan geodetik di daerah lautan yang paling efektif.

REFERENSI

Abidin, H. Z. 2001. Geodesi Satelit. Jakarta: Pradnya Paramita.
Daly, J. L. 2001. TOPEX-Poseidon Radar Altimetry: Averaging the Averages. http://www.john-daly.com/altimetry/topex.htm
ESA. ERS-1 Satellite Concept (1992). http://earth.esa.int/ers/satconc/
ESA. ERS-2 Takes Over Where ERS-1 Left Off (1995). http://earth.esa.int/ers/eeo/satconc2.html
NASA. TOPEX/Poseidon. http://ilrs.gsfc.nasa.gov/satellite_missions/list_of_satellites/topx_general.html
NASA. ERS-1. http://ilrs.gsfc.nasa.gov/satellite_missions/list_of_satellites/ers1_general.html
NASA. ERS-2. http://ilrs.gsfc.nasa.gov/satellite_missions/list_of_satellites/ers2_general.html
Setyajadi, B. 2007. Geodesi Kelautan: Pendahuluan. Bandung: Teknik Geodesi dan Geomatika, Institut Teknologi Bandung.

5 komentar:

Template developed by Confluent Forms LLC