Upload
jefry-gunawan-mrg
View
107
Download
8
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Laporan Resmi Praktikum Pasang Surut-Part Tinjauan Pustaka
Citation preview
LAPORAN RESMI
PASANG SURUT
WORLDTIDE
Oleh :
Jefri Gunawan Manurung 26020212120013
TIM ASISTEN
Mohammad Iqbal Primandanda 26020210110028
Kirana Candrasari 26020210120041
Hafiz Achmad T 26020210141011
Pulung Puji Wicaksono 26020211140088
Tria Dewi Anggraeni 26020211130053
Yulianto Dwi L 26020211140104
Mia Juni Pratiwi 26020211140093
Cintya Oktaviana 26020211130024
PROGRAM STUDI OSEANOGRAFI
JURUSAN ILMU KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2014
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. MATLAB (Matrix Laboratory)
Matlab (atau Matrix Laboratorium) adalah software komputer yang mengandung numerikal dan
bahasa pemrograman komputer. Software ini biasanya diaplikasikan pada ilmu komputasi,
pemrograman, dan membantu pengerjaan pada bidang matematika.
Matlab bila digunakan pada jenjang Universitas, matlab dapat membantu untuk pengerjaan di
bidang matematika, mempersingkat waktu, dan bisa membantu masalah yang sulit dipecahkan.
Misalnya kita mendapati soal seperti ini: ( 327 = ... ). Maka dengan mengerjakan soal seperti itu, kita
akan menghabiskan waktu yang lama untuk menyelesaikannya. Dengan aplikasi MatLab, akan
membantu pengerjaan dan akan membutuhkan waktu yang singkat.
Dengan mempelajari dasar-dasar fungsi pada aplikasi Matlab, maka akan mempermudah praktikan
untuk menggunakan aplikasi Matlab sebagai sebuah bahasa dengan (high-performance) kinerja tinggi
untuk komputasi masalah teknik. Matlab mengintegrasikan komputasi, visualisasi, dan pemrograman
dalam suatu model yang sangat mudah untuk pakai dimana masalah-masalah dan penyelesaiannya
diekspresikan dalam notasi matematika yang familiar. Penggunaan Matlab meliputi bidangbidang:
Matematika dan Komputasi
Pembentukan Algorithm
Akusisi Data
Pemodelan, simulasi, dan pembuatan prototipe
Analisa data, explorasi, dan visualisasi
Grafik Keilmuan dan bidang Rekayasa
MATLAB pada awalnya ditulis untuk memudahkan akses perangkat lunak matrik yang telah
dibentuk oleh LINPACK dan EISPACK. Saat ini perangkat MATLAB telah menggabung dengan LAPACK
dan BLAS library, yang merupakan satu kesatuan dari sebuah seni tersendiri dalam perangkat lunak untuk
komputasi matrix. Dalam lingkungan perguruan tinggi teknik, Matlab merupakan perangkat standar
untuk memperkenalkan dan mengembangkan penyajian materi matematika, rekayasa dan kelimuan. Di
industri, MATLAB merupakan perangkat pilihan untuk penelitian dengan produktifitas yang tingi,
pengembangan dan analisanya (Santoso dan Huda).
2.2. Sistem Matlab
2.2.1. Development Environment
Ini adalah kumpulan semua alat-alat dan fasiltas untuk membantu kita dalam
menggunakan fungsi dan file MATLAB. Disini merupakan sekumpulan perangkat dan
fasilitas yang membantu anda untuk menggunakan fungsi-fungsi dan file-file MATLAB.
Beberapa perangkat ini merupakan sebuah graphical user interfaces (GUI). Termasuk
didalamnya adalah MATLAB desktop dan Command Window, command history, sebuah
editor dan debugger, dan browsers untuk melihat help, workspace, files, dan search path.
2.2.2. The MATLAB Mathematical Function Library
Bagian ini adalah koleksi semua algoritma komputasi, mulai dari fungsi sederhana
seperti sum, sine, cosine sampai fungsi lebih rumit seperti, dan complex arithmetic,
sampai dengan fungsi-fungsi yang lebih kompek seperti matrix inverse, matrix
eigenvalues, Bessel functions, dan fast Fourier transforms.
2.2.3. The MATLAB language
Ini adalah bahasa matriks/array level tinggi dengan control flow, fungsi, struktur
data, input/output, dan fitur objek programming lainnya. Merupakan suatu high-level
matrix/array language dengan control flow statements, functions, data structures,
input/output, dan fitur-fitur object-oriented programming. Ini memungkinkan bagi kita
untuk melakukan kedua hal baik "pemrograman dalam lingkup sederhana " untuk
mendapatkan hasil yang cepat, dan "pemrograman dalam lingkup yang lebih besar" untuk
memperoleh hasil-hasil dan aplikasi yang kompleks (Santoso dan Huda).
2.2.4. Graphics
Fasilitas ini mencakup visualisasi data dua / tiga dimensi, pemrosesan citra
(image), animasi, dan grafik animasi. MATLAB memiliki fasilitas untuk menampilkan
vector dan matrices sebagai suatu grafik. Didalamnya melibatkan high-level functions
(fungsi-fungsi level tinggi) untuk visualisasi data dua dikensi dan data tiga dimensi, image
processing, animation, dan presentation graphics. Ini juga melibatkan fungsi level rendah
yang memungkinkan bagi anda untuk membiasakan diri untuk memunculkan grafik mulai
dari benutk yangsederhana sampai dengan tingkatan graphical user interfaces pada
aplikasi MATLAB anda (Santoso dan Huda).
2.2.5. The MATLAB Application Program Interface (API)
Merupakan suatu library yang memungkinkan program yang telah anda tulis
dalam bahasa C dan Fortran mampu berinterakasi dengan MATLAB. Ini melibatkan
fasilitas untuk pemanggilan routines dari MATLAB (dynamic linking), pemanggilan
MATLAB sebagai sebuah computational engine, dan untuk membaca dan menuliskan
MAT-files (Santoso dan Huda).
2.3. World-Tide/Least square
World-Tide adalah salah satu program/software tingkat tinggi yang dapat melakukan
proses memprediksi pasang surut yang paling komprehensif di dunia yang mampu menyediakan
hasil dengan cepat, akurat hingga memprediksi ketinggian pasang surut dan arus pasang surut
itu sendiri. Perangkat lunak ini mengotomatisasi proses prediksi, mengurangi kemungkinan
kesalahan pengguna dan menyediakan pengalaman dengan cara yang mudah dengan melihat
kedua underkeel dan izin overhead yang aman. Software Ini mampu memberi informasi pasang
surut selama lebih dari 7.000 port atau spot pengamatan pada tiap pelabuhan ataupun titik
pengamatan biasa dan lebih dari 3.000 stasiun sungai yang bila memungkinkan untuk terjadi
fenomena pasang surut di seluruh dunia. Metode ini sekarang tersedia dalam bentuk hasil tabel
pasang surut sebagai carriage compliant oleh sejumlah besar institusi yang membutuhkan dan
terlibat (dan terus bertambah) dari negara Negara dengan potensi energy pasang surut terbesar.
(Cambridge,diakses Kamis-24 April 2014)
World Tides adalah sebuah program komputer yang dikembangkan oleh John D. Boon
(seorang marine consultant) yang dapat digunakan untuk menganalisis dan memprediksi pasang
surut di suatu perairan (Boon, 2006). Program ini didesain sangat mudah pemakainnya, dengan
menggunakan Graphical User Interface (GUI). Konsep yang digunakan adalah metode least
square dengan menghasilkan lebih dari 35 konstanta pasut. Setelah mengetahui konstanta pasut
dari hasil analisis, pengguna dapat langsung mengetahui peramalan paeutnya. World Tides
menggunakan bahasa pemrograman MATLAB.
Metode yang digunakan dalam pengembangan World Tides adalah Harmonic analysis by
method of least square (HAMELS), yang persamaannya adalah sebagai berikut:
Dimana:
Least square akan memberikan solusi konstanta harmonik dengan melakukan perhitungan
harga minimum yang mungkin dari persamaan dibawah ini:
Untuk itu, kita perlu mengubah persamaan diatas menjadi bentuk lain yang equivalent
sebagai berikut:
Variabel A0, Aj, Bj dalam persamaan diatas yang belum diketahui ini dapat dipecahkan dengan
menggunakan matriks pendekatan persamaan least square:
(Rufaida,2008)
2.3.1. Tide Analysis
Sebenarnya Tide analisis dalam pengamatannya adalah dengan melihat catatan
atau riwayat fenomena permukaan air di perairan pesisir yang akan ditinjau yaitu pasang
dan surutnya, petunjuk yang paling jelas untuk mengkonfirmasi dan validasi keberadaan
air pasang dilakukan melalui pertimbangandalam hal karakteristik, osilasi sinusoidal
mengandung baik dua siklus utama per hari (pasang semidiurnal), satu siklus per hari
(pasang diurnal), atau kombinasi dari dua (pasang campuran). Prinsip yang mendasari
analisis tide adalah bahwa tidak peduli bagaimana kekompleksan mereka (pasutnya)
untuk mungkin muncul, osilasi pasang surut dapat dipecah menjadi sinusoid sederhana
(sinusoid biasanya diwakili oleh fungsi cosinus dari trigonometri). Setiap "cosine"
gelombang akan memiliki periode yang sama dan osilasi sebagai pengamatan bisa
dilakukan dengan mengamati langit (lihat Tide Model - Statis atau Dinamis).
Tujuan Tide analisis adalah untuk menentukan amplitudo dan fase (yang disebut
konstanta harmonik pasang surut) dari gelombang kosinus individu, yang masing-masing
mewakili konstituen pasang surut sehingga tiap konstituen tsb bisa kita ident sendiri atau
diidentifikasi oleh periode dalam jam matahari rata-rata dan atau oleh kecepatan dalam
derajat per jam rata-rata Matahari (kecepatan = 360 / T dimana T = adalah periode).
Dengan menemukan konstanta harmonik pasang surut di suatu tempat tertentu,
memungkinkan seseorang untuk memprediksi pasang di tempat itu sendiri dimana data
tersebut didapat. Amplitudo konstituen pasang-surut biasanya diberikan dalam kaki atau
meter, dan fase biasanya dinyatakan dalam derajat. Menempatkan bagian ini bersama-
sama akan menghasilkan model fenomena pasang parsial sesuai dengan konstituen pasang
surut tunggal diwakili oleh persamaan brikut
() = (
di dalam persamaan ini, h (t) adalah tinggi gelombang parsial yang dihitung sbg
waktu t, dan R adalah amplitudo konstituen (sama dengan satu setengah rentang
konstituen). Untuk fungsi kosinus meliputi dua hal yaitu Tt, kecepatan konstituen
dikalikan dengan waktu dan N sebagai fase konstituen. Perlu diperhatikan bahwa argumen
dapat ditulis sebagai T (tN) jika kita ingin mendeskripsikan atau mendeklarasikan fase
dalam format jam bukan derajat. Menghitung jam untuk satu kali rangkaian berkisar dari
0 sampai 36 jam sehingga dapat menghasilkan grafik gelobang. Contohnya adalah sebagai
berikut :
(Fig.1 Credit to John,2010)
2.3.2. Tide Prediction
Metode prediksi pasang atau tide prediction saat ini banyak digunakan di Amerika
Serikat dan disebut juga analisis harmonik. Kurva pasang surut yang ideal untuk setiap
port yang diberikan disajikan sebagai tinggi rata-rata pada z=0 dan ditambah sejumlah
istilah (konstituen ) yang masing-masing terdiri dari formula f ( t ) = H cos ( at + \ phi ) .
Nilai dari t sebagai fungsi waktu diukur dalam jam , dan f keluar di kaki(ft) . Variabel-
variabel numerik H , a , \ phi adalah masing-masing sebagai fungsi amplitudo , kecepatan
dan fase konstituen . Kecepatan diberikan dalam derajat / jam , dan fase dalam derajat
(jadi ini adalah fungsi cosinus yang dimasukan hingga bernilai derajat ) . Konstituen yang
berbeda memiliki kecepatan yang berbeda pulak, jumlah dan perbedaan dari kelipatan
tersebut perbedaannya disebabkan oleh fenomena astronomi sebagai berikut :
1. T untuk rotasi bumi pada porosnya , dihubungkan dengan Matahari senilai 15
derajat/ jam.
2. h untuk rotasi Bumi terhadap matahari senilai 0 .04106864 derajat / jam
3. s adalah lama dibutukan bulan berotasi terhadap bumi yaitu sebesar 0
.54901653 derajat /jam.
4. p adalah presesi perigee* Bulan sebesar 0 .00464183 derajat / jam
5. N adalah presesi bidang orbit Bulan.- 0.00220641 derajat / jam .
Dengan demikian rotasi Bumi terhadap bintang-bintang tetap adalah T + h =
15,04106864 derajat / jam , dan perubahan bujur bulan per jam adalah T + hs
= 14,49205211 derajat / jam .
Amplitudo dan fase H \ phi untuk setiap konstituen ditentukan dari catatan pasang
surut dengan analisis Fourier . Jumlah konstituen yang dibutuhkan untuk prediksi yang
akurat bervariasi dari port ke port lainnya . Dalam membuat tabel pasang surut air laut
Long Island Sound, National Oceanic and Atmospheric Administration menggunakan 23
konstituen dan ini relative namun mayoritas adalah demikian. (National Oceanic and
Atmospheric Administration,diakses 24 April 2014).
*Perigee adalah titik di luar angkasa di mana obyek untuk mengelilingi bumi (seperti satelit atau bulan)
yang paling dekat dengan/ke Bumi.