SIMOGALAK - BRIN

TENTANG GELOMBANG EKSTREME

Adalah gelombang laut yang muncul tiba-tiba dengan tinggi jauh lebih besar dari gelombang sekitarnya, sering mencapai dua kali lipat. Gelombang ini sangat berbahaya karena sulit diprediksi, terjadi secara lokal, dan dapat merusak kapal maupun pesisir dalam waktu singkat.

Gelombang Ekstrem adalah gelombang dengan kelakuan yang spesifik yaitu bersifat gelombang tunggal atau kelompok gelombang, datang tak terduga dengan ketinggian lebih dari lima meter. Gelombang ini dapat terjadi baik di tengah lautan maupun di tepi pantai dan mempunyai interval waktu antara lembah ke lembah kurang dari sepuluh detik dan mempunyai ciri tiga dimensi, bersifat local, sendirian atau dalam bentuk kelompok dan nonlinier (aperiodik). Gelombang ekstrem sering muncul tiba-tiba tanpa pola yang jelas, menjadikannya sulit diprediksi dengan model gelombang standar. Meskipun ada model nonlinier yang mencoba menangkap perilaku gelombang ekstrem, prediksi real-time dengan akurasi tinggi masih sulit dicapai karena kompleksitas interaksi nonlinier antara gelombang, angin, dan arus. Cuaca ekstrem yang memicu gelombang ekstrem, seperti badai, menyebabkan banyak alat monitoring terpaksa berhenti atau mengalami penurunan akurasi. Mengatasi tantangan ini memerlukan kolaborasi antara teknologi canggih, model prediksi nonlinier yang ditingkatkan, dan metode pemantauan satelit atau radar yang lebih akurat.

Dalam kegiatan ini kita mengusulkan sistem pemantauan yang lebih sederhana dan mempunyai resolusi spasial lebih teliti yaitu menggunakan satelit Sentinel-1 SAR. Karena menggunakan radar, Sentinel-1 SAR tidak terpengaruh oleh cuaca buruk sehingga ideal untuk pemantauan gelombang laut ekstrem, sedangkan untuk mengatasi kekurangan resolusi temporal maka kita menggunakan model dimana citra Sentinel-1 digunakan sebagai Initial-Boundary Value input model. Untuk mengatasi konsumsi komputasi yang besar maka kita mengembangkan model analitik atau semi analitik dengan konsumsi komputasi tidak besar sehingga dapat digunakan sebagai monitoring dan forecasting. Suatu sistem informasi monitoring gelombang ekstrem (SIMOGALAK) akan dibuat dalam bentuk suatu purwarupa yang nantinya diharapkan dapat di terapkan ke berbagai wilayah yang serupa.

METODOLOGI

Data Sentinel-1 SAR diubah dari format data biner ke format data EAM-DIMAP. Untuk mengurangi noise speckle setelah kalibrasi radiometrik maka filter Lee yang disempurnakan diterapkan (Veci et.al., 2014). Hasilnya adalah penampang radar yang dinormalisasi (σ0) dalam nilai desibel (dB) yang mengambarkan geometri permukaan laut (sea state). Perilaku statistik gelombang permukaan diselidiki dari distribusi hamburan balik sigma nol bersama dengan puncak gelombang, kemudian fungsi densitas probabilitas (pdf) dihitung (Sun et.al., 2024). Citra SAR tunggal mengandung banyak jenis gelombang permukaan laut yang digambarkan dalam bentuk panjang gelombangnya. Karakteristik setiap gelombang dapat dilihat dari spektrum bilangan gelombang. Namun, spektrum citra SAR tidak mewakili spektrum gelombang permukaan laut yang sebenarnya.

Hubungan antara keduanya dinyatakan dengan fungsi transfer modulasi. Hubungan tersebut biasanya tidak linier dan sulit diperoleh. Dari satu citra SAR (radar cross section σo), kita dapat mengamati spektrum gelombang arah di mana panjang (k) dan arah (θ) gelombang laut. Artinya, dari citra SAR, kita mengevaluasi spektrum bilangan gelombang daripada spektrum frekuensi yang diamati secara intensif oleh pengukur gelombang. Transformasi Fourier Cepat (FFT) 2D digunakan untuk mendapatkan spektrum bilangan gelombang ψ(kx,ky) yang mewakili energi gelombang. Hubungan antara spektrum SAR dan spektrum gelombang permukaan laut dan spektrum gelombang temporal dinyatkan dalam relasi dispersi gelombang permukaan.

OBSERVASI DAN KOORDINASI

Selama proses kegiatan berlangsung, dilakukan berbagai aktivitas yang bertujuan untuk mendukung kelancaran dan ketepatan hasil penelitian. Kegiatan tersebut meliputi observasi langsung di beberapa wilayah pantai untuk mengumpulkan data kondisi lingkungan secara faktual, seperti karakteristik fisik perairan, aktivitas pesisir, serta dinamika gelombang laut yang terjadi. Selain itu, tim juga melaksanakan koordinasi intensif dengan berbagai pihak terkait, termasuk instansi pemerintah daerah, lembaga penelitian, serta masyarakat setempat, guna memperkaya sumber informasi dan memastikan data yang diperoleh memiliki validitas serta relevansi yang tinggi terhadap tujuan kegiatan.

PEMDA SERANG
PANTAI ANYER
PANTAI CILACAP
BMKG
PELABUHAN CILACAP
SOSIALISASI
SEMUA

KOORDINASI DINAS PERIKANAN SERANG - BANTEN

Kegiatan ini dilaksanakan di Dinas Perikana wilayah Serang, Banten, sebagai bagian dari agenda koordinasi terkait implementasi hasil kajian yang nantinya bisa dimanfaatkan masyarakat setempat

Koordinasi dengan Pemda Serang

OBSERVASI PANTAI ANYER - BANTEN

Observasi Pantai Teluk Penyu

Koordinasi dengan BMKG Cilacap

Koordinasi dengan Pelabuhan Perikanan

Kegiatan Sosialisasi

ANGGOTA TIM

Tim terdiri dari para ahli yang andal di bidangnya masing-masing, menjadikan kolaborasi ini kuat dan efektif. Setiap anggota tim mampu menghasilkan sistem yang tidak hanya ilmiah dan akurat, tetapi juga fungsional dan siap diterapkan untuk mendukung pengambilan keputusan di bidang kelautan dan mitigasi bencana.

Arief Darmawan

Koordinator

Geofisika & Meteorologi

Sebagai peneliti di Pusat Riset Iklim dan Atmosfer BRIN dengan latar belakang pendidikan S3 Fisika Teori ITB, Beliau merupakan pakar dalam Dinamika Fluida Geofisika dan Pengolahan Citra Satelit. Kepakarannya mencakup pemodelan numerik sistem iklim dan laut serta pengembangan algoritma pemrosesan data satelit untuk analisis parameter oseanografi dan atmosfer. Kemampuannya mengintegrasikan dinamika fluida dengan teknik pengolahan citra mutakhir menjadikannya spesialis dalam memproses dan menginterpretasi data observasi bumi untuk studi.

Albertus Sulaiman

Anggota

Geofisika dan Meteorologi

Sebagai peneliti di Pusat Riset Iklim dan Atmosfer BRIN dengan latar belakang pendidikan S3 Fisika Teori ITB, Dr. Albertus Sulaiman memiliki keahlian inti dalam Dinamika Fluida Geofisika (Geophysical Fluid Dynamics). Kepakarannya mencakup pemodelan fenomena fisika terkait sistem iklim, laut, dan atmosfer menggunakan pendekatan teoritis dan komputasi untuk mempelajari dinamika pergerakan fluida dalam konteks geofisika.

Awaluddins

Anggota

Oseanografi & Sistem Informasi

Sebagai peneliti di Pusat Riset Iklim dan Atmosfer BRIN yang berlatar belakang pendidikan magister ilmu kelautan (UI), Awaluddin memiliki spesialisasi dalam Sistem Informasi Kelautan dan Pesisir. Keahliannya terletak pada pengelolaan dan analisis data spasial kelautan, pengembangan sistem informasi geografis (SIG), serta penerapan teknologi untuk pemantauan dan pengelolaan wilayah pesisir dan laut.

Jamrud Aminudin

Anggota

Modeling & Matematika

Dengan gelar doktor dalam bidang Remote Sensing dari Chiba University dan posisinya sebagai dosen di Jurusan Fisika Universitas Jenderal Soedirman, Jamrud Aminuddin, Ph.D mengkhususkan diri dalam Penginderaan Jauh dan Simulasi Matematika. Keahliannya terletak pada pemanfaatan teknologi penginderaan jauh untuk akuisisi data, yang dikombinasikan dengan pemodelan matematika untuk menganalisis berbagai fenomena fisika dan lingkungan.

Mirda Prisma Wijayanto

Anggota

Modeling & Matematika

Berasal dari latar belakang S3 Fisika Teori ITB dan bergabung di Jurusan Fisika Universitas Jenderal Soedirman, Dr. Prisma M. Wijayanto berfokus pada bidang Matematika Terapan (Applied Mathematics). Kepakarannya melibatkan penerapan metode-metode matematika lanjutan dan pemodelan teoritis untuk menyelesaikan masalah-masalah praktis dalam berbagai bidang sains dan engineering.

Zulfa Siti Zakia

Anggota

Geofisika & Meteorologi

Mahasiswa semester 5 Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Jenderal Soedirman. Saya menekuni bidang Geofisika dan Fisika Teori, serta aktif di Himpunan Mahasiswa Fisika (HIMAFI) untuk mengembangkan minat riset dan belajar berkolaborasi dalam kegiatan keilmuan..

Syafrida Dwi Apriyanti

Anggota

Geofisika & Meteorologi

Mahasiswi semester 7 Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Saat ini sedang melaksanakan penelitian tugas akhir dengan konsentrasi pada bidang Geofisika..

MITRA KERJA

Mitra kerja berperan penting dalam pembangunan Sistem Informasi Gelombang Laut dan Cuaca Ekstrim berbasis Penginderaan Jauh dan Model Matematika, melalui kolaborasi antara instansi pemerintah, lembaga riset, dan akademisi untuk menyediakan data, validasi, serta pengembangan model agar sistem mampu memantau dan memprediksi kondisi laut serta cuaca ekstrim secara akurat.

KATALOG DATA

Katalog data dalam Sistem Informasi Gelombang Laut dan Cuaca Ekstrem Berbasis Penginderaan Jauh dan Model Matematika mencakup himpunan informasi terintegrasi yang menampilkan kondisi oseanografi dan atmosfer secara komprehensif, mulai dari tinggi gelombang, periode gelombang, arah datang gelombang, kecepatan dan arah angin, indeks cuaca ekstrem, hingga data pasang surut dan kondisi pesisir.

	GELOMBANG EKSTREM Gelombang ekstreme adalah gelombang dengan kelakuan yang spesifik yaitu bersifat gelombang tunggal atau kelompok gelombang, datang tak terduga dengan ketinggian lebih dari lima meter. https://simogalak.net.
	MONITORING ANGIN REALTIME Data angin dari US National Weather Service – NCEP (WMC) merupakan hasil analisis dan prakiraan atmosfer pada level horizontal tertentu pada satu titik waktu, yang menggambarkan kondisi dinamika atmosfer secara rinci seperti arah dan kecepatan angin. Data ini dihasilkan melalui model numerik global beresolusi tinggi yang memadukan observasi satelit, stasiun permukaan, radiosonde, serta berbagai sensor meteorologi lainnya untuk memberikan representasi paling akurat mengenai aliran udara di berbagai lapisan atmosfer. https://www.weather.gov/ncep/.
	INFO PELAYARAN - SELAT SUNDA Informasi posisi dan arah gerak sebuah kapal yang diperoleh dari sistem pemantauan Maritim-BMKG. Data ini membantu mengetahui lokasi aktual kapal, rute yang ditempuh, serta kondisi pergerakannya secara real-time, sehingga penting untuk keselamatan pelayaran, pengawasan lalu lintas laut, dan operasional maritim. Juga dilengkapi dengan data pengamatan dan prediksi tinggi pasang surut air laut yang tersaji dalam bentuk grafik yang dinamis.
	BATAS WILAYAH ADMINISTRASI Meliputi batas wilayah provinsi, kabupaten, kecamatan, dan desa pesisir. Merupakan representasi vektor yang menggambarkan batas hukum dan spasial setiap tingkat pemerintahan; masing-masing poligon menyimpan atribut penting sehingga dapat dipakai untuk analisis spasial seperti pengelolaan sumber daya pesisir, perencanaan mitigasi bencana, zonasi pembangunan, dan monitoring perubahan pantai. Dalam konteks desa pesisir, poligon ini juga sering dikaitkan dengan data elevasi, vegetasi pantai, dan hak akses nelayan untuk mendukung kebijakan lokal yang responsif terhadap dinamika laut dan dampak iklim.
	TOPOGRAFI DAN BATHYMETRI DEM global mosaic hillshade dari NOAA merupakan data model elevasi digital (DEM) seluruh dunia yang sudah dibuat menjadi hillshade (bayangan relief), sehingga permukaan bumi tampak seperti ada efek cahaya untuk menunjukkan bentuk lereng, gunung, lembah, dan topografi secara visual. Data ini menampilkan ketinggian dan kedalaman secara global dalam satu mosaik terpadu, sehingga bisa langsung digunakan untuk visualisasi peta, analisis dasar topografi, dan tampilan terrain yang lebih jelas.

Merupakan inovasi teknologi yang dirancang untuk memantau, menganalisis, dan memprediksi kondisi laut serta fenomena cuaca ekstrem secara lebih akurat dan real-time. Sistem ini memanfaatkan data dari satelit (penginderaan jauh) untuk mendapatkan informasi spasial dan temporal terkait tinggi gelombang, arah arus, kecepatan angin, serta parameter atmosfer lainnya. Data tersebut kemudian diolah melalui model matematika dan numerik yang kompleks untuk menghasilkan prediksi kondisi laut dalam jangka pendek hingga menengah, yang sangat penting bagi keselamatan pelayaran, perikanan, dan kegiatan kelautan lainnya.

SISTEM INFORMASI GELOMBANG LAUT DAN CUACA EKSTRIM BERBASIS PENGINDERAAN JAUH DAN MODEL MATEMATIKA

TENTANG GELOMBANG EKSTREME

METODOLOGI

OBSERVASI DAN KOORDINASI

OBSERVASI PANTAI ANYER - BANTEN

OBSERVASI PANTAI TELUK PENYU - CILACAP

KOORDINASI DINAS PERIKANAN SERANG - BANTEN

KOORDINASI DENGAN BMKG - CILACAP

KOORDINASI DENGAN PELABUHAN PERIKANAN SAMODERA - CILACAP

Kegiatan Sosialisasi bersama Masyarakat Nelayan Anter - Banten

ANGGOTA TIM

Arief Darmawan

Koordinator

Geofisika & Meteorologi

Albertus Sulaiman

Anggota

Geofisika dan Meteorologi

Awaluddins

Anggota

Oseanografi & Sistem Informasi

Jamrud Aminudin

Anggota

Modeling & Matematika

Mirda Prisma Wijayanto

Anggota

Modeling & Matematika

Zulfa Siti Zakia

Anggota

Geofisika & Meteorologi

Syafrida Dwi Apriyanti

Anggota

Geofisika & Meteorologi

MITRA KERJA

KATALOG DATA