φ=0 2¶
θ=0 ¶2
2.3 Sifat-sifat Optik dan Unsur Utama Penyusunnya dalam Penginderaan Jauh
Warna laut mengindikasikan adanya konsentrasi dan komposisi unsur utama penyusun air laut dan ciri optiknya. Penginderaan jauh optik dapat digunakan untuk
mengamati beberapa parameter kualitas air. Perhitungan dasar untuk menjelaskan warna air laut adalah penyinaran keatas Upwelling irradiance E
u
dan penyinaran kebawah Downwelling irradiance E
d
. Gambar 3 memperlihatkan penyinaran cahaya di dekat permukaan laut.
Sumber: Hendiarti 2003 Gambar 3 Penyinaran cahaya dan interaksinya di bawah dan di atas permukaan air.
Penyinaran ke bawah E
d
adalah penyinaran yang terus menerus per satuan luas permukaan pada semua arah ke bawah. Sementara itu penyinaran ke atas E
u
adalah penyinaran yang terus menerus per satuan luas permukaan pada semua arah ke atas
seperti dijelaskan pada persamaan 2 dan persamaan 3 Jerlov dan Nielsen 1974; Sathyendranath 2000. Kedua bentuk penyinaran tersebut merupakan parameter-
parameter yang bermanfaat untuk mengukur intensitas cahaya.
E
d
z =
∫ ∫
L z; θ,φ cosθdω
2
φ=0 2¶ ¶
θ=¶2
K
d
λ,z = - 1
Z
2
- Z
1
E
d
λ,z
2
E
u
λ,z
2
ln
R
w
λ,z = E
u -
E
d -
E
u
z =
∫ ∫
L z; θ,φ |cosθ|dω
3 dimana dω = sin θ dθ dφ, dan θ adalah jarak puncak serta φ adalah sudut dari nilai
cahaya matahari yang terbentuk. Penyinaran spektral ke bawah pada kedalaman air yang berbeda E
d
λ,z mW cm
-2
nm
-1
pada panjang gelombang λ dapat ditentukan dari penyinaran ke atas tepat dibawah permukaan air laut E
d
λ,0
-
menurut persamaan 4. E
d
λ,z = E
d
λ,0
-
e
-K
d
λ,zz
4 dimana K
d
λ,z adalah koefisien pengurangan attenuation coeffisient cahaya matahari secara vertikal per unit meter yang dirata-ratakan dari bawah permukaan air laut hingga
pada kedalaman tertentu z=0
-
ke kedalaman z dalam meter. Koefisien pengurangan dapat digunakan untuk mengenali area difusi cahaya
seiring dengan bertambahnya kedalaman, begitu juga untuk membedakan massa air yang secara optik tampak berbeda. Koefisien pengurangan cahaya vertikal K
d
λ,z dapat dihitung dari perbedaan penyinaran ke bawah antara dua kedalaman z
1
dan z
2
.
Warna air laut ditentukan oleh pemantulan cahaya matahari oleh air laut R
w
yang sama dengan perbandingan antara penyinaran ke atas-bawah tepat di bawah permukaan
air pada satuan panjang gelombang. 6
Penyinaran ke bawah pada lapisan di bawah permukaan air E
d -
meliputi semua penetrasi cahaya hingga kolom air, sedangkan penyinaran ke atas meliputi jumlah cahaya
matahari yang dihamburkan balik. Pada perairan dangkal dan jernih, terdapat bagian cahaya yang cukup signifikan dari sinar matahari yang dapat mencapai dasar perairan dan
dipantulkan ke permukaan air. Pemantulan cahaya matahari pada permukaan air dipengaruhi oleh pemantulan cahaya matahari oleh dasar perairan dan dapat ditulis dalam
bentuk persamaan sebagai berikut: 5
R 0 = R
w
λ + R
b
– R
w
λθ
-2k
d
z
7 Unsur-unsur utama air laut yang berbeda memiliki konsentrasi sifat atau karakter
menyerap cahaya secara spesifik pada panjang gelombang yang berbeda yang penting artinya dalam pemodelan secara optik. Air murni menyerap cahaya dengan sangat lemah
pada daerah spektrum biru dan hijau antara 400-550 nm. Pada 550 nm, penyerapan cahaya oleh air laut mulai meningkat secara signifikan dan terus berlanjut hingga pada
daerah spektrum merah Gambar 4 pada kurva warna biru. Penyerapan cahaya maksimal oleh klorofil a terjadi pada daerah spektrum biru 430 nm dan pada spektrum
merah 662 nm yang digambarkan warna hijau pada kurva. Penyerapan cahaya oleh yellow substance
secara eksponensial meningkat hingga pada panjang gelombang pendek warna kuning pada kurva.
Sumber: Siegel 1986 yang diacu dalam Hendiarti 2003 Gambar 4 Koefisien penyerapan cahaya oleh air murni, klorofil a 1mgm
3
dan yellow substance
1mgdm
3
. Daya tembus cahaya matahari terhadap air sangat tergantung pada daya serap air
terhadap cahaya matahari yang mengenainya. Semakin besar daya serapnya maka semakin kecil kemungkinan cahaya matahari untuk menembus air tersebut. Dua nilai ini
berbeda bagi panjang gelombang yang berbeda. Daya serap air yang terkecil terletak pada panjang gelombang 0.4-0.6 μm. Oleh karena itu sinar dengan panjang gelombang
Panjang Gelombang nm A
b s
o r
p s
i
m
-1
ini merupakan yang terbaik untuk menginderaan kedalaman perairan dangkal Sutanto 1992; Lillesand dan Kiefer 1994; Richard 1995.
2.4 Penginderaan Jauh untuk Menduga Kedalaman
Kategori