SEMINAR HASIL TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · seminar hasil tugas akhir ruang sidang gedung t lt. 2 perbandingan uji homogenitas runtun data curah hujan sebagai pra-pemrosesan

SEMINAR HASIL TUGAS AKHIR

Ruang Sidang Gedung T lt. 2

PERBANDINGAN UJI HOMOGENITAS RUNTUN DATA CURAH HUJAN SEBAGAI PRA-PEMROSESAN

KAJIAN PERUBAHAN IKLIM

LAILI ZAIDIYAH NIHAYATIN NRP. 1309100116

Dosen Pembimbing : Dr. Sutikno, S.Si, M.Si Jurusan Statistika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2013

1 Perbandingan Uji Homogenitas Data Curah Hujan Sebagai Pra-pemrosesan Kajian Perubahan Iklim

Latar Belakang 1

Permasalahan 2

Tujuan Penelitian 3

Manfaat Penelitian 4

Batasan Masalah 5

Pendahuluan

2

Studi perubahan iklim secara tradisional menggunakan rekaman data yang panjang minimal sekitar 30 tahun.

(Taufik, 2010)

Penyiapan data Tahap Awal Masalah Utama

Data yg terlalu pendek Adanya missing data

Data yg tidak homogen

Pendahuluan Tinjauan Pustaka

Metode Penelitian

Hasil dan Pembahasan Penutup

LATAR BELAKANG

3

Uji Homogenitas

(Firat, Dikbas, Koc, dan Gungor, 2010) Faktor-faktor seperti metode pengukuran dan koleksi data, kondisi di sekitar stasiun,

relokasi stasiun, dan reliabilitas alat pengukuran mempengaruhi catatan

homogenitas curah hujan

Metode SNHT, uji Pettit, uji Buishand, Uji rasio

Von Neuman


Metode Penelitian


Data non homogen

Pergantian lokasi stasiun

Pergantian pengamat

Pergantian alat

4

BPS, 2011

Jawa Timur merupakan provinsi yang memiliki potensi produksi terbesar di Indonesia dalam bidang pertanian terutama padi. Dibuktikan dengan luas panen lima kabupaten di Jawa Timur mencapai lebih dari 100 hektar (ha).


Metode Penelitian


Jember 155.107 ha Bojonegoro 137.926 ha Lamongan 123.071 ha Banyuwangi 115.453 ha Ngawi 105.874 ha

KAJIAN PERUBAHAN IKLIM BESAR PRODUKSI

5

o Bagaimana karakteristik homogenitas runtun data curah hujan Jawa Timur di wilayah penelitian ?

o Bagaimana perbandingan hasil sensitifitas keempat uji homogenitas terhadap data curah hujan simulasi ?


Metode Penelitian


RUMUSAN MASALAH

6

o Mendeskripsikan karakteristik homogenitas runtun data curah hujan Jawa Timur yang ada di wilayah penelitian.

o Mendapatkan hasil perbandingan sensitifitas keempat uji homogenitas terhadap data curah hujan simulasi.


Metode Penelitian


TUJUAN PENELITIAN

7

1. Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Membantu BMKG dalam rangka mendapatkan metode dan

penyediaan informasi sebagai prapemrosesan kajian perubahan iklim.

2. Pengembangan keilmuan Dapat mengembangkan khasanah keilmuan Statistika,

terutama kajian uji homogenitas dalam bidang klimatologi


Metode Penelitian


MANFAAT PENELITIAN

Tinjauan Pustaka

Homogenitas Data 1

Uji Homogenitas 2

Curah Hujan 3

Penelitian Sebelumnya 4


10

(Sonjaya, 2007) : • Jenis parameter • Periode pengamatan data • Basis skala waktu (bulanan, mingguan, tahunan, dsb) • Jenis uji yang dipakai dalam uji homogenitas serta penjelasannya. • Jumlah series data homogen/ tidak homogen pada suatu stasiun • Jumlah kasus, panjangnya periode dan variasi tahunan kasus tidak homogen (jumlah kasus setiap bulannya) dalam satu series data. • Ukuran penyimpangan dan faktor koreksi yang digunakan untuk memperbaiki ketidakhomogenan series tersebut. • Faktor non-klimat yang diidentifikasi telah mengakibatkan ketidakhomogenan dalam suatu series data


Metode Penelitian


HOMOGENITAS DATA

11

Untuk meyakinkan suatu data homogen atau tidak, perlu dilakukan uji statistik yang paling baik untuk menguji homogenitas data iklim dengan menggunakan uji nonparametrik.


Metode Penelitian


UJI HOMOGENITAS

metode untuk menguji homogenitas data iklim dengan uji non parametrik yang lebih sering digunakan adalah dengan run test

WMO Technical Note No. 81

(Alexandersson dan Moberg, 1997) SNHT adalah uji rasio likelihood.

Hipotesis Statistik uji :

SNHT Standart Normal Homogeneity Test

UJI PETTITT

Uji Pettitt adalah uji non parametrik berdasarkan uji Wilcoxon (Pettitt,1979) Hipotesis : H0 : tidak ada perubahan yg signifikan dalam series H1 : ada perubahan signifikan dalam series Statistik uji : k adalah posisi di dalam seri, n jumlah nilai dari seri, dan adalah jumlah dari jajaran di seri nilai.

12

13

Uji Buishand merupakan uji parsial dari deret yg diberikan (Sahin & Cigizoglu, 2010) k = 1, … , n Hipotesis : H0 : tidak ada perubahan yg signifikan dalam series H1 : ada perubahan signifikan dalam series Signifikansi perubahan rata-rata diuji dengan R ‘rescaled adjusted range’ :

UJI BUISHAND

Hipotesis H0 : nilai adalah independen dan berdistribusi identik. H1 : series tidak berdistribusi secara acak. Diketahui rasio Von-Neumann : dengan adalah rata-rata. y

UJI VON NEUMANN

14

Curah hujan adalah jumlah air yang jatuh di permukaan tanah datar selama periode tertentu yang diukur dengan satuan tinggi (mm) diatas permukaan horizontal bila tidak terjadi evaporasi, runoff

dan infiltrasi (Rahayu, 2009)

CURAH HUJAN

Tipe-Tipe Curah Hujan : Tipe Monson Tipe Ekuator Tipe Lokal

15

PENELITIAN SEBELUMNYA

Metode Penelitian

Data dan Sumbernya 1

Tahapan Penelitian 2

16 Perbandingan Uji Homogenitas Data Curah Hujan Sebagai Pra-Pemrosesan Kajian Perubahan Iklim

Rancangan Simulasi 3

17

Variabel penelitian ini adalah data curah hujan harian (mm) periode Januari 1981 - Desember 2010.

PENELITIAN SEBELUMNYA

18

Data curah hujan harian (mm) dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) - Stasiun Klimatologi II Karangploso Malang dan data

dari Badan Pusat Statistik Provinsi Jawa Timur.

Kabupaten Stasiun Kabupaten Stasiun Banyuwangi Alasbuluh Bojonegoro Cawak

Maelang Kedung Adem Pasewaran Leran Sidomulyo Sumberejo

Jember Ajung Lamongan Karangbinangun Glundengan Kedungpring Karang Kedawuh Lamongan Ledokombo Pangkatrejo Renes Sukodadi

Ngawi Mantingan Ngale Ngrambe Walikukun

DATA & SUMBERNYA

19

TAHAPAN PENELITIAN

Memilih dua stasiun pengamatan yang jumlah missing data paling sedikit

Melakukan pengisian missing data

Membuat statistika deskriptif

Membuat time series plot data curah hujan di wilayah

penelitian.

Membangkitkan tiga skenario data model AR(1) yakni data homogen, non homogen dan

semi homogen

Menguji homogenitas data simulasi menggunakan

software XLSTAT.

Membuat time series plot dan box plot

Menguji homogenitas data curah hujan di wilayah

penelitian.

Menyimpulkan uji homogenitas yang paling sesuai.

20

RANCANGAN SIMULASI

Hasil & Pembahasan

Jumlah Missing Data 1

Karakteristik Data 2

Hasil Homogenitas 3


22

JUMLAH MISSING DATA

Kabupaten Nama Stasiun Missing

Data Nama Stasiun Missing Data

Banyuwangi Alasbuluh 427 Pasewaran 92 Maelang 124 Sidomulyo 31

Ngawi Mantingan 548 Ngrambe 519 Ngale 565 Walikukun 820

Jember

Ajung 0 Kr.Kedawuh 0

Glundengan 792 Renes 689 Ledokombo 0

Lamongan

Kr.binangun 59 Pangkatrejo 0 Kedungpring 151 Sukodadi 61

Lamongan 456

Bojonegoro Cawak 31 Leran 91 Kedungadem 62 Sumberejo 120

23

Kabupaten Stasiun Mean Varians Min. Max. Banyuwangi Pasewaran 6,638 302,070 0 219

Sidomulyo 3,578 152,887 0 193 Ngawi Mantingan 5,846 220,346 0 221

Ngrambe 5,502 152,150 0 179 Jember Ajung 6,143 205,710 0 157

Karang Kedawuh 5,152 163,358 0 137 Lamongan Karangbinangun 4,164 129,798 0 164

Pangkatrejo 4,021 120,705 0 136 Bojonegoro Cawak 4,320 155,145 0 165

Kedung Adem 5,589 209,780 0 146

KARAKTERISTIK DATA

23

9864876876726576548043843288219210961

250

200

150

100

50

0

Index

PA

SEW

AR

AN

9864876876726576548043843288219210961

200

150

100

50

0

Index

SID

OM

ULY

O

BANYUWANGI

Stasiun Pasewaran dan Sidomulyo mempunyai selang interval yang berbeda. Nilai ekstrim yang

dimiliki juga berbeda. Pasewaran bernilai ekstrim di kiri sedangkan Sidomulyo ekstrim tengah.

24

9864876876726576548043843288219210961

200

150

100

50

0

IndexN

GR

AM

BE

NGAWI

Stasiun Mantingan dan Ngrambe mempunyai nilai mean yang hampir sama. Akan tetapi

variansnya sangat berbeda

25

9864876876726576548043843288219210961

160

140

120

100

80

60

40

20

0

Index

AJU

NG

9864876876726576548043843288219210961

140

120

100

80

60

40

20

0

Index

KAR

ANG

KED

AW

UH

JEMBER

Stasiun Ajung dan Karagkedawuh mempunyai nilai curah hujan yang rendah. Keduanya hampir

mempunyai varians yang sama.

26

9864876876726576548043843288219210961

180

160

140

120

100

80

60

40

20

0

Index

KAR

ANG

BINA

NGUN

9864876876726576548043843288219210961

140

120

100

80

60

40

20

0

Index

PANG

KATR

EJO

LAMONGAN

Stasiun Karangbinangun dan Pangkatrejo juga termasuk daerah yang curah hujannya

rendah. Kedua ini mempunyai nilai varians yang rendah.

27

9864876876726576548043843288219210961

160

140

120

100

80

60

40

20

0

IndexKE

DUNG

ADE

M

BOJONEGORO

Stasiun Cawak dan Kedungadem hampir sama seperti stasiun di kabupaten Jember dan Lamongan.

Stasiun Cawak mempunyai satu nilai ekstrim.

28

Ukuran Sampel

Phi SNHT Buishand Pettit Von Neumann

H NH H NH H NH H NH

200

0.2 42 8 44 6 43 7 7 43

0.5 20 30 24 26 28 22 0 50

0.8 0 50 2 48 3 47 0 50

600

0.2 40 10 42 8 43 7 0 50

0.5 17 33 19 31 24 26 0 50

0.8 0 50 5 45 5 45 0 50

1000

0.2 42 8 43 7 43 7 0 50

0.5 15 35 25 25 28 22 0 50

0.8 1 49 1 49 1 49 0 50

TABEL HOMOGEN

29

S 0.8S 0.5S 0.2

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Dat

a

B 0.8B 0.5B 0.2

60

50

40

30

20

10

0

Dat

a

P 0.8P 0.5P 0.2

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0

Dat

a

V 0.8V 0.5V 0.2

2.0

1.5

1.0

0.5

Dat

a

SNHT Buishand

Pettitt Von Neumann

n = 200

30

S 0.8S 0.5S 0.2

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Dat

a

B 0.8B 0.5B 0.2

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

Dat

a

P 0.8P 0.5P 0.2

30000

25000

20000

15000

10000

5000

Dat

a

V 0.8V 0.5V 0.2

2.0

1.5

1.0

0.5

Dat

a

SNHT Buishand

Pettitt Vonn Neumann

n = 600

31

S 0.8S 0.5S 0.2

100

80

60

40

20

0

Dat

a

B 0.8B 0.5B 0.2

160

140

120

100

80

60

40

20

0

Dat

a

P 0.8P 0.5P 0.2

90000

80000

70000

60000

50000

40000

30000

20000

10000

0

Dat

a

V 0.8V 0.5V 0.2

1.8

1.6

1.4

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

Dat

a

SNHT Buishand

Pettitt Vonn Neumann

n = 1000

32

200180160140120100806040201

3

2

1

0

-1

-2

-3

Index

z

200180160140120100806040201

3

2

1

0

-1

-2

-3

Index

z

200180160140120100806040201

5

4

3

2

1

0

-1

-2

-3

-4

Index

z

n = 200

33

600540480420360300240180120601

4

3

2

1

0

-1

-2

-3

Index

z

600540480420360300240180120601

4

3

2

1

0

-1

-2

-3

-4

Index

z

600540480420360300240180120601

5.0

2.5

0.0

-2.5

-5.0

Index

z

n = 600

34

10009008007006005004003002001001

5

4

3

2

1

0

-1

-2

-3

-4

Index

z

10009008007006005004003002001001

5

4

3

2

1

0

-1

-2

-3

-4

Index

z

10009008007006005004003002001001

5.0

2.5

0.0

-2.5

-5.0

Index

z

n = 1000

35

Kabupaten Stasiun SNHT Buishand Pettitt

Stat. Uji p-value Stat. Uji p-value Stat. Uji p-value

Banyuwangi Pasewaran 29,263 0,019 179,237 0,005 1183133 0,000

Sidomulyo 40,677 0,018 258,959 < 0,0001 737747 0,007

Ngawi Mantingan 22,827 0,035 233,988 < 0,0001 3182440 < 0,0001

Ngrambe 50,444 0,006 250,277 < 0,0001 2726677 < 0,0001

Jember Ajung 33,811 0,012 115,903 0,164 789145 0,035

Karang Kedawuh 34,696 0,012 202,256 0,001 869971 0,007

Lamongan Karangbinangun 27,933 0,024 117,879 0,151 1017847 0,001

Pangkatrejo 43,141 0,008 91,200 0,428 837883 0,007

Bojonegoro Cawak 20,364 0,043 170,757 0,008 589293 0,094

Kedungadem 18,876 0,053 145,071 0,041 828144 0,010

HASIL HOMOGENITAS

Penutup

Kesimpulan 1

Saran 2


37

KESIMPULAN

Karakteristik homogenitas data curah di wilayah penelitian yaitu meliputi selang interval yang panjang dimiliki oleh data di stasiun Pasewaran dan stasiun Mantingan. Selain itu juga data curah hujan homogen yang dimiliki oleh stasiun Karangbinangun dan Pangkatrejo dikarenakan nilai variansnya yang kecil.

Uji homogenitas yang tingkat kesesuaiannya paling tinggi adalah uji Pettitt dan Uji Buishand.

Uji homogenitas data curah hujan kabupaten Banyuwangi, Bojonegoro, Jember, Lamongan dan Ngawi di wilayah menunjukkan sebagian besar homogen.

38

SARAN

Saran yang diberikan untuk penelitian selanjutnya adalah Mempunyai lisensi software XLSTAT sendiri. Melakukan perulangan lebih banyak agar akurasinya

lebih terjaga. Mencoba dengan data simulasi model MA, ARMA atau

AR dengan orde lain.

39

Alexandersson, H. and Moberg, A. (1997). Homogenization of Swedish Temperature Data. Part I: Homogeneity Test for Linear Trends. Journal of Climatology 17 : 25–34. Buishand, T.A. (1982). Some Methods for Testing the Homogeneity of Rainfall Records. Journal of Hydrology 58 : 11–27. Firat, M., Dikbas, F., Koc, A.C., Gungor, M. (2010). Missing Data Analysis and Homogeneity Test for Turkish Precipitation Series. Indian Academy of Sciences 35 : 707–720. Fraedrich, K., Gerstengarbe, F.W., Werner, P.C. (2001). Climate Shifts during the Last Century. Climatic Change 50 : 405–417. Leander, R. and Buishand, T.A. (2004). Inventory and Homogeneity Analysis of Long Daily Precipitation Records. KNMI-Publication; 196-II. De Bilt. Peterson TC, Easterling DR, Karl TR, Groisman P, Nicholls N, Plummer N, Torok S, Auer I, Boehm R, Gullet D, Vincent L, Heino R, Tuomenvirta H, Mestre O, Szentimery T, Salinger J, Forland E, Hanssen-Bauer I, Alexandersson H, Jones P, Parker D. (1998). Homogeneity Adjustments of In Situ Atmospheric Climate Data: a review. International Journal of Climatology 18: 1493–1517. Rahayu, Anita. (2009). Pengisian Missing Data Curah Hujan dengan Analisis Regresi dan Expectation Maximization (EM) Algorithm. [Skripsi] Fakultas Matematika Ilmu dan Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

DAFTAR PUSTAKA

40

Sahin, S., and Cigizoglu, H.K. (2010). Homogeneity Analysis of Turkish Meteorological Data Set. John Wiley & Sons, Ltd. Saifuddin, A.K.M. dan Jayawerdana, A.W. (2010). Homogeneity and Trend Analysis of Temperature for Urban and Rural Areas. Journal of the Hong Kong Institution of Engineers, 22-25. Sonjaya, I. (2007). Uji Homogenitas Data Iklim di Stasiun Klimatologi Banjarbaru. Stasiun Klimatologi Banjarbaru. Sutapa, I.W. (2005). Kajian Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu untuk Perhitungan Debit Banjir Rancangan di Daerah Aliran Sungai Kodina. J. Mektek VII, 1. Taufik, M. (2010). Analisis Tren Iklim dan Ketersediaan Air Tanah di Palembang, Sumatra Selatan. J. Agromet 24 (1) : 42-49, Wijngaard, J. B., Klein Tank A.M.G, and Ko¨ Nnen G.P. (2003). Homogeneity of 20th Century European Daily Temperature and Precipitation Series. Int. J. Climatol. 23: 679–692

DAFTAR PUSTAKA

Terima kasih….. Bpk. Dr. Sutikno, S.Si, M.Si Ibu Ir. Mutiah Salamah, M.Kes Bpk. Dr. I Nyoman Latra, M.Si Best Regards, Laili Zaidiyah Nihayatin (1309100116)

Documents

SEMINAR HASIL TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · seminar hasil tugas akhir ruang sidang gedung t lt. 2 perbandingan uji homogenitas runtun data curah hujan sebagai pra-pemrosesan