c = f. λ ..................................2 dimana,
c : kecepatan cahaya 3 x 10
8
mdetik f : frekuensi gelombang Hz
λ : panjang gelombang m Penginderaan jauh yang menggunakan radiasi
tampak hanya dapat digunakan pada waktu radiasi tampak matahari tersedia, yaitu pada siang
hari. Untuk identifikasi awan, penginderaan jauh ini akan menunjukkan besarnya reflektivitas awan
yang dapat dilihat dari kecerahan warnanya. Awan yang mempunyai reflektivitas besar akan
terlihat lebih cerah sedangkan awan yang mempunyai reflektivitas kecil terlihat lebih gelap.
Cumulus atau cumulonimbus yang mempunyai reflektivitas lebih besar, kelihatan lebih cerah
atau lebih putih daripada altostratus atau cirrus yang
reflektivitasnya lebih
rendah Prawirowardoyo 1996. Sedangkan radiasi
inframerah tidak dapat dideteksi oleh mata manusia tetapi dapat dideteksi secara fotografis.
2.3.3 Koreksi Bowtie Citra MODIS
Data mentah pada citra MODIS pada baris- baris tertentu terdapat kerusakan citra berupa
duplikasi baris di bagian tertentu. Hal ini terjadi karena
pada perangkat
satelit terdapat
peningkatan Instantaneous Field Of View IFOV dari 1x1 km pada titik terendah nadir menjadi
hampir mendekati 2x5 km pada sudut scan maksimum yaitu 55
o
. Pengaruh bowtie terjadi ketika sensor pemandaian mencapai sudut 15
o
, besar
sudut semakin
meningkat akan
menyebabkan semakin jelas efeknya Wen 2008. Untuk
memperbaiki kerusakan tersebut perlu dilakukan
koreksi radiometrik
untuk menghilangkan efek tersebut. Selanjutnya seluruh
data pada citra asli akan ditransformasikan secara matematik ke citra akhir atau resampling. Dalam
hal ini dibentuk piksel baru sebagai perbaikan pada piksel lama yang mengalami kerusakan
yaitu dengan teknik “tetangga terdekat” nearest neighbour
. Teknik ini dilakukan dengan cara mengalihkan titik keabuan piksel yang telah
terkoreksi dengan harga keabuan piksel tetangganya pada citra semula.
Gambar 2 Morfologi efek bowtie Sumber : Maier et all 2004
Hal ini ditunjukkan oleh Gambar 2 bahwa data diperngaruhi oleh efek bowtie menempati
sebagian dari gambar. Oleh karena itu, efek
bowtie harus dihapus sebelum aplikasi data MODIS dikeluarkan. Scan pertama dan ketiga
diwakili oleh kisi yang cerah sedangkan scan kedua diwakili oleh kisi yang hitam Wen 2008.
2.3.4 Hukum-Hukum tentang Radiasi
Sifat radiasi elektromagnetik mudah diuraikan dengan menggunakan teori gelombang namun
lebih mudah diuraikan dengan menggunakan partikel karena interaksinya dengan objek dapat
mudah diterangkan. Hukum Planck memberikan
dasar mengenai sifat dualisme energi radiasi yaitu sebagai kuanta dan gelombang elektromagnetik.
Teori yang menyatakan radiasi eletromagnetik terdiri atas beberapa bagian terpisah disebut teori
kuantum atau foton. Besarnya energi dalam satu partikel tergantung pada frekuensi dan panjang
gelombang radiasinya, sesuai dengan persamaan :
E = h. f .................................3 dimana,
E : energi kuantum J h : tetapan Planck 6.626x10
-34
Js f : frekuensi Hz
Apabila persamaan di atas digabungkan dengan persamaan gelombang maka menjadi :
E = ................................4
Berdasarkan persamaan di atas maka energi kuantum berbanding terbalik dengan panjang
gelombang. Semakin panjang panjang gelombang maka semakin rendah tenaga kuantumnya dan
sebaliknya.
Semua benda di permukaan bumi merupakan sumber radiasi walaupun besar dan komposisi
spektralnya berbeda dengan radiasi matahari. Oleh karena itu semua benda pada suhu nol
derajat memancarkan radiasi elektromagnetik
secara terus menerus. Besarnya energi radiasi suatu objek di permukaan bumi merupakan fungsi
suhu permukaan objek tersebut, seperti yang ditunjukkan oleh Hukum Stefan Boltzman yaitu :
W = σ T
4
..............................5 dimana,
W : jumlah tenaga yang dipancarkan oleh permukaan objek setiap detik per satuan
luas Wm
2
σ : tetapan Stefan Boltzman 5.56697 x 10
-8
Wm
2
K
4
T : suhu absolut objek K
Hukum ini berlaku untuk sumber energi sebagai benda hitam sempurna black body yaitu benda
yang akan menyerap tenaga yang diterimanya dari
segala sudut
penerimaan dan
memancarkannya kembali ke segala arah dengan seluruh panjang gelombang yang ada.
Fakta di alam, hampir semua benda tidak memiliki sifat seperti benda hitam sempurna yang
ada hanya mendekati sifat tersebut. Oleh karena itu setiap energi yang dipancarkan suatu objek di
permukaan bumi tidak tergantung pada suhu absolutnya, tetapi tergantung pada daya
pancarnya sehingga jumlah energi yang dipancarkan merupakan fungsi suhu dan akan
meningkat dengan adanya peningkatan suhu. Hal ini menyebabkan jumlah energi yang dipancarkan
suatu objek bervariasi dengan suhunya dan didasarkan pada panjang gelombangnya.
Gambar 3 Intensitas emisi benda hitam blackbody pada berbagai suhu
Sumber : Michaelsen 2010 Pada kurva di atas memperlihatkan distribusi
radiasi untuk benda hitam sempurna pada berbagai suhu. Kurva tersebut menunjukkan
adanya pergeseran puncak distribusi radiasi benda hitam ke arah panjang gelombang yang makin
pendek apabila suhu naik yang menyebabkan intensitas radiasi yang dipancarkan juga naik.
Panjang gelombang yang dominan atau panjang gelombang yang mencapai radiasi maksimum
berkaitan dengan suhunya. Hubungan antara pancaran maksimum objek, panjang gelombang,
dan suhu dinyatakan dengan hukum pergeseran Wien dengan persamaan :
λ
maks
= ..........................6
Berdasarkan persamaan di atas, dengan suhu mutlak matahari 6000 K maka akan didapatkan
nilai panjang gelombang maksimum radiasi matahari yang mampu memberikan pancaran
puncak maksimum terjadi pada panjang gelombang 0.55 µm yang merupakan nilai tengah
panjang gelombang cahaya tampak. Sedangkan
untuk permukaan bumi dengan suhu permukaan sebesar 300 K memberikan nilai pancaran puncak
maksimum pada panjang gelombang 9.7 µm. Oleh karena itu penginderaan jauh termal banyak
dilakukan pada kisaran panjang gelombang antara 8 µm sampai 14 µm.
2.4
Jenis-Jenis Awan
Awan merupakan hasil kondensasi dari uap air yang bergerak naik bersama kantong udara.
Menurut penyebarannya secara vertikal awan dibedakan menjadi :
a. Awan tinggi
Awan tinggi mempunyai ketinggian lebih dari 6000 m dengan suhu yang sangat rendah. Pada
umumnya terdiri dari kristal-kristal es, berwarna putih atau mendekati transparan. Awan tinggi
digolongkan menjadi :
Cirrus Ci : awan yang halus seperti bulu, struktur beserat, sering tersusun seperti pita
melengkung.
Cirrostratus Cs : awan yang berbentuk seperti
kelambu putih
halus, sering
menimbulkan lingkaran pada matahari atau bulan.
Cirrocumulus Cc : awan yang berbentuk
seperti kumpulan bulu domba. b.
Awan sedang Awan sedang terdiri awan yang ketinggiannya
antara 2000 m sampai 6000 m di atas permukaan laut. Awan ini merupakan campuran titik-titik air
dan kristal-kristal es, terdiri dari :
Altocumulus Ac : sekumpulan awan yang berbentuk bulat, berlapis-lapis, berwarna
putih, pucat, dan terdiri dari beberapa bagian yang keabu-abuan karena kurang sinar.
Altostratus : awan yang berbentuk seperti
selendang yang tebal, berserat, berwarna keabu-abuan.
c. Awan rendah
Awan rendah berada pada ketinggian di bawah 2000 m, terdiri dari :
Stratus : awan yang melebur seperti kabut,
seringkali terbentuk dari kabut yang naik. Hujan yang dihasilkan dari awan ini biasanya
hujan ringan.
Stratocumulus Sc : awan yang berbentuk seperti gelombang lautan. Langit yang
berwaarna biru sering tampak di antara awan ini.
Nimbostratus Ns : suatu lapisan awan yang
tebal dengan bentuk yang tidak teratur, menimbulkan banyak hujan sehingga disebut
awan-awan gangguan storm cloud. d.
Awan yang berkembang vertikal Awan yang berkembang vertikal dihasillkan
oleh kantong udara yang hangat dan lembab yang masih mampu naik sampai ketinggian yang cukup
tinggi setelah melewati aras kondensasi. Awan ini terdiri dari :
Cumulus Cu : awan yang berbentuk seperti kubah dengan dasar vertikal. Biasanya
terbentuk pada siang hari dalam udara yang bergerak naik. Bagian yang berhadapan
dengan matahari terang dan berwarna kelabu pada bagian yang tidak tersinari.
Cumulonimnus Cb : awan yang berbentuk
sangat besar dan kadang-kadang puncaknya melebar. Awan ini menghasilkan hujan yang
disertai kilat dan guntur serta badai. Kadang- kadang disertai kristal-kristal es. Berwarna
putih, pucat, dan terdiri dari beberapa bagian yang keabu-abuan karena kurang sinar
Handoko 1995. Awan Cb mengandung
partikel es dan butir air yang besar dan suhu puncaknya mencapai puluhan derajat Celcius
Karmini M 2000. Tabel 3 Penelitian klasifikasi awan yang sudah
dilakukan
Peneliti JudulTema
Metode
Mimin Karmini
2000 Hujan
Es Hail
Di Jakarta,
20 April 2000
Menghitung cell Cb dilihat dari
kecerahan puncak
awan yang dikonversi
menjadi suhu
puncak awan
menggunakan satelit GMS-5
Francis R
Valovcin 1968
Infrared Measurement
of Jet-Stream Cirrus
Mengukur Tbb puncak
awan cirrus
menggunakan pesawat terbang
U-2
O Lado-
Bordowsky Radiometric
Measurements Menghitung
suhu kecerahan dan
Y Hurtaud
of Cirrus
Cloud Over
Sea and Land Surfaces
cirrostratus dengan
teknik rasio
menggunakan 2 kanal
menggunakan AVHRR3
III BAHAN DAN METODE 3.1
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian berlangsung pada bulan Maret 2010 - November 2010 di Laboratorium Meteorologi
dan Pencemaran Atmosfer Departemen Geofisika dan Meteorologi, IPB.
3.2
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah perangkat lunak pengolah citra image
processing , perangkat pengolah sistem informasi
geografis, Microsoft Office. Adapun data yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai
berikut : a.
Data citra satelit Terra-MODIS L1B yang mencakup wilayah Bogor pada tanggal 1
Januari 2008, 2 November 2008, 26 Maret 2008, 6 April 2008, dan 9 Juli 2008, 24
September 2008. Kanal yang digunakan yaitu kanal 1, 3,dan 4 sebagai kanal reflektan
dengan kisaran panjang gelombang tampak yaitu kanal 1 yaitu 0.62 µm sampai 0.67 µm,
kanal 3 yaitu 0.459 µm sampai 0.479 µm, kanal 4 yaitu 0.545 µm sampai 0.565 µm dan
kanal 31 dan 32 sebagai kanal emisivitas dengan
kisaran panjang
gelombang inframerah termal yaitu kanal 31 yaitu 10.78
µm sampai 11.28 µm, dan kanal 32 yaitu 11.77 µm sampai 12.27 µm. Ke lima kanal
tersebut mempunyai resolusi 1000 m x 1000m. Data tersebut dapat diperoleh dengan
mengunduh
di alamat
http:ladsweb.nascom.nasa.govdatasearch.ht ml
b. Peta Rupa Bumi Indonesia RBI skala
1:50000.
3.3 Metode Penelitian
