Aplikasi microwave pada Satelit TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) Microwave

Imagener untuk mengukur curah hujan

                        NAMA :

                        NIM :

                        KELAS :

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM

PURWOKERTO

2015

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Hujan adalah salah satu bentuk presipitasi yang sering dijumpai. Presipitasi (endapan)

didefinisikan sebagai bentuk air cair dan padat (es) yang jatuh ke permukaan bumi. Bentuk

presipitasi (endapan) yang umum dikenal adalah hujan (rain), gerimis (drizzle), salju (snow) dan

batu es hujan (hail). presipitasi atau curah hujan merupakan perosot (sink) utama uap air di

troposfer, dan presipitasi ini juga merupakan komponen penting dalam siklus hidrologi yang

menghubungkan atmosfer, lautan, dan daratan. Panas laten yang dilepaskan yang menyertai

presipitasi di daerah tropis merupakan penggerak utama sirkulasi global atmosfer. Peran lain dari

presipitasi atau curah hujan ini adalah sebagai sumber kelembaban tanah jika presipitasi terjadi

di atas permukaan daratan, dan sebagai sumber fluks air jernih (fresh water) jika presipitasi

terjadi di atas permukaan lautan, yang akan merubah distribusi salinitas maupun distribusi

densitas di lapisan atas lautan. Perubahan kelembaban tanah di daratan dan salinitas di lautan,

kedua-duanya ini akan berdampak pada perubahan iklim global.

Kadar air cair dan padat dalam awan dan hujan merupakan parameter fisis di atmosfer yang

sangat penting dalam dunia penerbangan komersial pada khususnya, ataupun dalam operasional

transportasi udara pada umumnya. Konsentrasi ataupun densitas partikel air cair dan padat dalam

awan dan hujan yang tinggi dan melebihi ambang batas dapat mengganggu kenyamanan dan

keamanan penerbangan, khususnya dapat mengganggu visibilitas pada saat pesawat terbang akan

mendarat (landing).karakteristik curah hujan di Indonesia khususnya, dan di daerah tropis

umumnya, memiliki ragam spasiotemporal yang tinggi, hal ini bermuara pada rendahnya nilai

prediksi curah hujan . Oleh karena itu , diperlukan suatu alat modern yamg mampu memprediksi

curah hujan secara baik dan tepat.

Dari uraian diatas , maka untuk menghindari terjadi kecelakaan pada penerbangan di udara,

maka digunakanlah suatu alat yang menerapkan prinsip gelombang mikro ( micro wave) yang

disebut dengan Satelit TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) Microwave Imagener.

Dengan satelit TRMM maka dapat dilakukan suatu pemantauan/pengukuran secara tiga dimensi

bagaimana distribusi curah hujan yang terjadi, baik di atas daratan maupun di atas lautan, serta

untuk pengukuran kedalaman lapisan curah hujan di atmosfer itu sendiri. Untuk itu, sangat perlu

kiranya dalam makalah ini membahas mengenai satelit TRMM agar dapat mengetahui secara

jelas bagaimana kerja dan fungsi alat ini dalam mengukur curah hujan. Sehingga nantinya akan

sangat bermanfaat untuk meningkatkan keselamatan penerbangan.

1.2 Rumusan Masalah

Beranjak dari latar belakang yang telah disampaikan diatas, maka dapat dirumuskan

permasalahan sebagai berikut.

1.2.1 Apa yang dimaksud dengan satelit TRMM?

1.2.2 Apa saja komponen-komponen dari satelit TRMM?

1.2.3 Bagaimana pengoperasian satelit TRMM dalam mengukur curah hujan?

Suardika ; Satelit TRMM Page 3

1.2.4 Bagaimana pengolahan data dari satelit TRMM?

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

Gelombang elektromagnetik terdiri atas bermacam-macam gelombang yang berbeda

frekuensi dan panjang gelombang. Salah satunya adalah gelombang mikro ( microwave).Panjang

gelombang mikro terentang dari 0,3 meter hingga 0,001 meter dengan frekuensi terentang dari

109

hertz hingga 3 x 1011

 hertz. Daerah gelombang mikro ditandai sebagai UHF yang berarti

frekuensi ultra tinggi relatife terhadap frekuensi radio. Gelombang ini dihasilkan oleh peralatan

elektronik khusus, misalnya dalam tabung klystron.

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 TRMM

Sensor PR satelit TRMM ini berupa radar pengamatan secara elektronik (electronically

scanning radar) terhadap curah hujan dari antariksa, beroperasi pada frekuensi 13,8 GHz,

memiliki resolusi horisontal di permukaan sekitar 3,1 mile (5 km) dan lebar sapuan (swath

width) 154 mile (247 km).Kegunaan utama dari sensor PR satelit TRMM ini adalah untuk

pemantauan/pengukuran secara 3-D (tiga dimensi) distribusi curah hujan yang terjadi, baik di

atas daratan maupun di atas lautan, serta untuk pengukuran kedalaman lapisan curah hujan di

atmosfer itu sendiri. Secara lebih rinci, sensor PR satelit TRMM ini dapat digunakan untuk

pemantauan/pengukuran profil (vertikal) curah hujan dan salju dari permukaan sampai

ketinggian sekitar 12 mile (20 km), dengan resolusi vertikal setiap 250 m, dan sensitivitas sinyal

minimum yang mampu di deteksi senor PR satelit TRMM ini lebih kurang 20 dBz atau setara

dengan kecepatan curah hujan (rain rate) sekitar 0,7 mm / jam. Sensor PR satelit TRMM ini

didisain oleh NASDA (National Space Development Agency) Jepang, yang sekarang dikenal

sebagai JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) Jepang dalam rangka kerjasama dengan

NASA (National Aeronautics and Space Administration) Amerika Serikat untuk memantau dan

studi curah hujan di daerah tropis.

Radiometer gelombang mikro pasif multikanal yang terdapat dalam satelit TRMM

(Tropical Rainfall Measuring Mission), yang dikenal pula sebagai sensor TMI (TRMM

Microwave Imager) adalah suatu sensor radiometer gelombang mikro pasif yang dirancang

untuk melengkapi informasi curah hujan secara kuantitatif pada lebar sapuan (swap width) 547

mile (878 km) dan resolusi spasial di permukaan bumi adalah 5,1 km; serta banyaknya lapis

ketinggian ada 14 lapis (dari permukaan / 0 km sampai 18 km). Sensor TMI ini memiliki lebar

sapuan yang lebih lebar jika dibandingkan dengan sensor sejenis, yaitu sensor SSM/I (Special

Sensor Microwave / Imager) yang terdapat dalam satelit DMSP (Defense Meteorological

Satellite Program). 3.2 Komponen TRMM

 Ilustrasi artistic satelit TRMM berikut 5 sensor utamanya (PR, TMI, VIRS, LIS dan

CERES) disajikan dalam gambar (1) berikut :

Gambar 1. Ilustrasi artistik satelit TRMM berikut sensor-sensor utamanya yaitu PR

(Precipitation Radar), TMI (TRMM Microwave Imager), VIRS (Visible Infrared

Scanner), LIS (Lightning Imaging Sensor) dan CERES (Clouds and Earth’s Radiant

Energy System).

Satelit TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission), yang membawa 5 sensor utama

yaitu PR (Precipitation Radar), TMI (TRMM Microwave Imager), VIRS (Visible Infrared

Scanner), LIS (Lightning Imaging Sensor) dan CERES (Clouds and Earth’s Radiant Energy

System) merupakan wahana yang tepat untuk studi karakteristik dan mekanisme curah hujan

tropis. Satelit TRMM tersebut merupakan hasil kerjasama dua badan antariksa nasional, yaitu

Amerika Serikat (NASA : National Aeronautics and Space Administration) dan Jepang (NASDA

: National Space Development of Japan; sekarang berubah menjadi JAXA : (Japan Aerospace

Exploration Agency), berorbit polar (non-sunsynchronous) dengan inklinasi sebesar 35 º

terhadap ekuator, berada pada ketinggian orbit 350 km (pada saat-saat awal diluncurkan), dan

diubah ketinggian orbitnya menjadi 403 km sejak 24 Agustus 2001 sampai sekarang.

3.3 Pengoperasian Setelit TRMM

Pengoperasian satelit TRMM pada ketinggian orbit 403 km ini dikenal dengan istilah

TRMM boost. Karakteristik umum sensor-sensor satelit TRMM dapat diungkapkan sebagai

berikut. Pertama, sensor VIRS (Visible Infrared Scanner) terdiri dari 5 kanal, masing-masing

pada panjang gelombang 0,63; 1,6; 3,75, 10,8 dan 12 μm. Sensor VIRS ini terutama digunakan

untuk pemantauan liputan awan, jenis awan dan temperatur puncak awan, dan sensor VIRS  TRMM ini memiliki kemiripan dengan sensor AVHRR NOAA (Advance Very High Resolution

Radiometer, National Oceanic and Atmospheric Administration). Resolusi spasial dari data yang

dihasilkan oleh sensor VIRS ini adalah 2,2 km. Ke-dua, sensor TMI (TRMM Microwave

Imager) merupakan suatu multichannel passive microwave radiometer yang beroperasi pada 5

frekuensi yaitu 10,65; 19,35; 37,0; dan 85,5 GHz polarisasi ganda dan pada 22,235 GHz

polarisasi tunggal. Dari sensor TMI ini dapat diekstraksi data-data untuk integrated column

precipitation content, air cair dalam awan (cloud liquid water), es awan (cloud ice), intensitas

hujan (rain intensity), tipe hujan (rain type) misalnya hujan stratiform ataukah hujan konvektif.

Sensor TMI ini memiliki kemiripan dengan sensor SSM/I DMSP (Special Sensor

Microwave / Imager, Defense Meteorological Satellite Program). Sensor ke tiga adalah sensor

PR (Precipitation Radar). Sensor PR ini merupakan sensor radar untuk pemantauan presipitasi

yang pertama di antariksa.

3.4 Skema level-level data dan pengolahan data satelit TRMM

Adapun skema level-level data yang dihasilkan oleh satelit TRMM adalah sebagai

berikut.

Gambar 2. Skema level-level data yang dihasilkan oleh satelit TRMM

Pengolahan data dilakukan dengan memanfaatkan software HDFviewer (Hierarchy Data

Format viewer) dan GrADS (The Grid Analysis and Display System). Analisis pola (pattern

analysis) diterapkan terhadap data yang diperoleh tersebut sehingga dapat diperoleh gambaran

karakteristik profil vertikal dan variasi temporal kadar air cair dan air padat / es dalam awan dan

curah hujan (LWC : Liquid Water Content in cloud and precipitation, and IWC : Ice Water

Content in cloud and precipitation)

BAB IV

SIMPULAN

4.1 Satelit TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) Microwave Imagener merupakan

satelit yang berfungsi untuk melakukan pemantauan/pengukuran secara tiga dimensi

mengenai kedalaman lapisan curah hujan di atmosfer itu sendiri.

4.2 Satelit TRMM teridiri dari lima sensor utama yaitu PR (Precipitation Radar), TMI (TRMM

Microwave Imager), VIRS (Visible Infrared Scanner), LIS (Lightning Imaging Sensor) dan

CERES (Clouds and Earth’s Radiant Energy System).

4.3 Pengoperasian Satelit TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) Microwave Imagener

adalah sesuai dengan sensor-sensor yang dimilikinya.

4.4. Pengolahan data satelit TRMM adalah dengan memanfaatkan software HDFviewer

(Hierarchy Data Format viewer) dan GrADS (The Grid Analysis and Display System).

DAFTAR PUSTAKA

Halimurrahman,. Harjana, Teguh,. Suryantoro, Arief. 2008. Aplikasi Satelit Tropical Rainfall

Measuring Mission (TRMM) Untuk Prediksi Curah Hujan Di Wilayah Indonesia.

Bandung. Dipublikasikan di Prosiding Workshop Nasional Aplikasi Sains Atmosfer.

Ryeoglin. 2010. Gelombang Elektromagnetik Dan Penerapannya Dalam Kehidupan. Tersedia

pada http://alineliyani.blogspot.com/2010/01/gelombang-elektromagnetik-dan.html.

Diakses pada tanggal 7 mei 2012.

Suryantoro,Arief. 2010. Kadar air cair dan padat dalam awan dan hujan Di bandara husein

sastranegara bandung berbasis Observasi sensor gelombang mikro satelit TRMM.

Bandung :

Suryantoro,Arief. 2008. Radar Presipitasi Satelit Trmm Untuk Pemantauan Curah Hujan Saat

Siklon Tropis. Dipublikasikan di Prosiding Seminar Nasional Aplikasi Sains

www.st3telkom.ac.id