Analisis Spektral TINJAUAN PUSTAKA

2.4.1 Sukamandi

Desa Sukamandi terletak di 6 o 42’ 28” LS -107 o 37’ 27”, termasuk ke Kabupaten Subang, Provinsi Jawa Barat. Luas wilayahnya 3.923,39 Ha yang berada pada ketinggian 600 – 1000 mdpl. Topografi dari desa ini adalah pegunungan sehingga suhu dari wilayah ini cukup sejuk. Wilayah ini merupakan salah satu dari 11 sentra produksi pangan yang berarti wilayah ini merupakan wilayah yang banyak ditanami tanaman padi. Sebagian besar petani padi di daerah ini bergantung pada hujan karena masih menggunakan sawah tadah hujan. Oleh karena itu, kekeringan akan sangat berdampak buruk bagi para petani disana dan dapat mempengaruhi produksi tanaman pangan. Karena Desa Sukamandi ini termasuk di Pulau Jawa, maka pola curah hujan yang terjadi termasuk pola curah hujan monsun. Pengaruh monsun sangat kuat di daerah ini, maka peru diamati apakah pengaruh dari telekoneksi ini akan menyebabkan musim hujan dan musim kemarau yang berkepanjangan. Normalnya, Desa Sukamandi ini mengalami musim hujan pada bulan DJF Desember, Januari, Februari dan mengalami musim kemarau pada bulan JJA Juni, Juli, Agustus. Namun, ketika pengaruh monsun ini terganggu dengan adanya telekoneksi antara El – Niño dan IOD, maka musim kemarau dapat berlangsung lebih lama hingga bulan November hingga Desember. Pada musim hujan, telekoneksi akan mengganggu pengaruh monsun sehingga menyebabkan musim hujan berlangsung lebih lama sampai bulan Maret hingga April.

2.4.2 Padang Panjang

Padang Panjang merupakan kota di Sumatera Barat yang terletak pada 0 o 27’ 00” LS dan 100 o 25’ 00”. Sebagian besar wilayahnya juga merupakan pegunungan sehingga kota Padang Panjang ini terletak pada ketinggian 650 – 850 mdpl. Suhu udara di kota ini juga sejuk dengan kisaran suhu 22 o C – 26 o C. Beberapa gunung juga terletak di kota ini. Curah hujan di kota ini juga terbilang cukup tinggi yaitu 3295 mmtahun. Dengan curah hujan yang cukup tinggi ini Padang Panjang juga merupakan wilayah yang subur dan banyak ditanami tanaman pangan sehingga juga merupakan sentra produksi pangan. Tabel 2. Profil kemiringan tanah Padang Panjang Sumber :www.padangpanjagkota.go.id Menurut letak geografisnya, kota Padang Panjang ini terletak dekat dengan ekuator, namun pengaruh monsun dalam fluktuasi curah di kota ini sangat kuat. Seperti Sukamandi yang mempunyai perbedaan yang jelas antara musim kering dan musim basah, kota ini juga mempunyai siklus 12 bulanan. DJF merupakan musim basah dan JJA musim kering. Oleh karena itu, kota ini juga rentan terhadap gangguan dari telekoneksi.

2.5 Analisis Spektral

Analisis spektral adalah metode untuk memperkirakan fungsi densitas spektral dari sebuah deret waktu Chatfield, 1989. A. Schuster, seorang peneliti pada dasarnya fokus untuk mencari “periodisitas tersembunyi” dalam sebuah data, tetapi seperti yang kita ketahui, analisis spektral utamanya adalah untuk memperkirakan spektrum dari seluruh jangkauan frekuensi. Implementasi dari analisis spektral ini sangat luas yaitu dalam bidang ilmu teknik elektro, fisika, meteorologi, dan ilmu kelautan. Ilmu fisika mempergunakan analisis spektral untuk memperkirakan gelombang, seperti gelombang elektromagnetik, getaran acak, atau gelombang akustik. Spektral densitas dari gelombang bila dikalikan dengan faktor yang tepat maka akan memberikan daya yang dibawaoleh gelombang yang dikenal dengan Power Spectral Density PSD. Dengan menggunakan PSD inilah kita dapat memperkirakan periodisitas dari suatu deret waktu. Dan karena analisis spektral modern didasarkan pada fenomena bahwa data deret waktu merupakan hasil proses stokastikmaka setiap data deret waktu dapat disajikan dalam deret Fourier. Jika Xt, dimana t = 1,2,3,...,n, adalah data deret waktu, maka Xt dapat ditulis dalam formulasi, � = + cos 2 + sin 2 + 2 cos 2 −1 =1 Kemiringan Luas Ha Persentase Datar, kemiringan 0 - 8 45 1,96 Bergelombang lereng 8 - 15 419 18,22 Curam, lereng 15 - 40 766 33,3 Terjal, lereng 40 1070 46,52 t = 1,2,...,n 2.1 dengan = � = 1 � =1 , 2 = 1 −1 =1 � = 2 � −1 cos 2 , = 2 � −1 cos 2 = 1,2,3, … , 2 − 1 Hal yang harus dilakukan pada setiap analisis data deret waktu dan analisis statistika lainnya adalah menstasionerkan data yang akan dianalisis. Jika data yang akan dianalisis belum stasioner maka harus distasionerkan melalui proses diferensi. Persamaan untuk membangun model spektral ketika data yang dimiliki telah stasioner, yaitu x1, x2,...,xn, adalah � = cos � � + sin � � dengan u ωt dan vωt merupakan fungsi kontinu yang tidak berkorelasi, yang didefinisikan pada selang 0 ≤ � ≤ . Berdasarkan deskripsi tersebut, dapat diturunkan fungsi Fωt yang berkorelasi dengan uωt dan vωt sehingga jika rk fungsi autokorelasi, maka = cos � � yang merupakan sajian spektral dalam fungsi autokorelasi. Pada persamaan ini Fωk = 0, jika ωk 0, dan Fπ = σx 2 , yang merupakan varians data deret waktu. Sehingga jika didefinisikan fungsi � = � � 2 maka diperoleh fungsi distribusi kumulatif spektral dan fungsi spektral kuasa � � = � � jika Gωt dan gωt ada, maka persamaan r k dapat dinyatakan oleh = cos � � � � sehingga � � = 1 − � ∞ = −∞ = 1 cos � ∞ = −∞ karena r k fungsi genap, maka persamaan di atas setara dengan � � = 1 0 + 2 cos � ∞ = −1 yang merupakan sajian fungsi Fourier dalam fungsi autokorelasi. Karena gωk = 0, jika ωk 0 dan gπ = σx 2 , maka fungsi spektrum kuasa yang setara dengan fungsi distribusi kumulatifnya, disajikan pada persamaan ℎ � = � � � 2 = 1 1 + 2 cos � ∞ =1 yang juga merupakan fungsi Fourier dalam fungsi autokorelasi. Melihat pernyataan spektral tersebut, dapat disimpulkan bahwa data deret waktu dapat dinyatakan sebagai deret Fourier yang merupakan fungsi harmonis seperti pada persamaan 2.1, sehingga dengan membangun fungsi spektrum kuasanya, periodisitas dapat ditentukan. Tetapi, menentukannya tidak dapat dalam kawasan waktu, melainkan harus dalam kawasan frekuensi sebab fungsi spektrum kuasa merupakan fungsi dalam autokorelasi dan frekuensi. Jika dilakukan penaksiran pada fungsi spektrum kuasa, dan nilai – nilai penaksirannya dipetakan terhadap frekuensinya, maka akan diperoleh sebuah garis spektrum. Telaahan periodisitas data dapat dilakukan terhadap frekuensi yang berpasangan dengan titik – titik puncak dari garis spektrum.

2.6 Metode Box-Jenkins