Observasi radiometrik, analisis karakteristik reflektansi spektral dan perumusan indeks pembeda karang

Gratis

1
19
250
2 years ago
Preview
Full text
OBSERVASI RADI OMETRI K, ANALI SI S KARAKTERI STI K REFLEKTANSI SPEKTRAL DAN PERUMUSAN I NDEKS PEMBEDA KARANG NURJANNAH SEKOLAH PASCASARJANA I NSTI TUT PERTANI AN BOGOR 2006 PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI Saya yang bertanda tangan dibawah ini menyatakan bahwa disertasi ”Observasi Radiometrik, Analisis Karakteristik Reflektansi Spektral dan Perumusan Indeks Pembeda Karang” adalah karya saya sendiri dibawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Dedi Soedharma, DEA, Dr. Ir. Vincentius P. Siregar, DEA dan Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc. dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada Perguruan Tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang terkait dengan penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka pada bagian akhir disertasi ini. Bogor, September 2006 Nurjannah NIM. C626010031 ABSTRAK NURJANNAH. Observasi Radiometrik, Analisis Karakteristik Reflektansi Spektral dan Perumusan Indeks Pembeda Karang. Dibimbing oleh DEDI SOEDHARMA, VINCENTIUS SIREGAR dan INDRA JAYA. Setiap benda mempunyai struktur partikel yang berbeda. Perbedaan struktur ini mempengaruhi pola respon elektromagnetiknya, sehingga pengenalan atas perbedaan respon elektromagnetik tersebut dapat dijadikan landasan untuk membedakan karang. Karakteristik karang dapat dideterminasi melalui pantulan atau pancaran gelombang elektromagnetiknya. Penginderaan jauh merupakan teknologi yang mampu mengidentifikasi dan merekam pantulan atau pancaran gelombang elektromagnetik obyek. Saat ini, citra satelit semakin berkembang dan luas pemanfaatannya dalam memetakan dan memantau perubahan pada ekosisitem terumbu karang. Walaupun demikian masih perlu dikembangkan analisis kuantitatif yang dapat mendiskriminasi karang melalui pendekatan sifat optik karang yang menghubungkan antara sinyal elektronik yang diterima oleh sensor dengan sinyal optik dari komunitas bentik terumbu karang sebagai hasil dari proses biologi pada ekosistem terumbu karang. Tujuan penelitian ini adalah mencari hubungan kuantitatif antara reflektansi spektral dengan kandungan zooxanthellae karang dan sifat optik kolom air, serta mengembangkan algoritma untuk mendeterminasi karang melalui analisis karakteristik reflektansi spektral. Untuk tujuan ini, dilakukan observasi radiometrik secara in situ, pengamatan visual dan perekaman gambar pada 16 jenis karang yakni Porites lutea, Montipora ramosa, Pachyeris speciosa, Acropora nasuta, Acropora farmosa, Acropora palifera, Acropora valenceinnesi, Sinularia sp.1, Symphillia agaricia, Sinularia sp.2, Goniopora, Porites sp., Diploastrea heliopora, Porites rus, Leptoseris foliosa dan Sinularia sp.3. Akuisisi data spektral dilakukan pada bulan Agustus 2005 di Pulau Barrang Lompo, Kepulauan Spermonde menggunakan radiometer multispektral yang bekerja pada panjang gelombang 460, 510, 560, 610, 660, 710, 760 dan 810nm, dan pencacahan jumlah zooxanthellae menggunakan haemocytometer. Langkah-langkah pengolahan dan analisis yang dilakukan adalah 1) Analisis pemisahan dan diskripsi spektral, 2) Analisis kelompok (Cluster Analysis), 3) Analisis korelasi (Correlation Analysis), 4) Analisis diskriminan (Discriminant Analysis), 5) Analisis regresi sederhana, regresi berganda dan regresi dummy (Dummy Regression). Hasil analisis ragam (ANOVA) reflektansi spektral antara 16 jenis karang menunjukkan bahwa nilai reflektansi spektral pada semua panjang gelombang signifikan (P<0,05) berbeda di antara jenis karang. Hasil analisis pengelompokan menunjukkan similaritas spektral yang tinggi, baik dalam dan antar 16 spesies karang begitupula hasil koefisien korelasi Pearson menunjukkan korelasi positif yang kuat (R=0,99) antara seluruh nilai rata-rata spektral dan menampakkan variabilitas yang rendah antara spektral pada karang yang berbeda. Hasil analisis diskriminan menunjukkan bahwa panjang gelombang cahaya hijau mendekati kuning (560nm) dan cahaya kuning mendekati oranye (610nm), mampu mendiskriminasi 16 jenis karang dengan baik. Kandungan zooxanthellae 3 jenis karang (Symphillia agaricia, Pachyeris speciosa dan Porites rus) 2 berpengaruh kuat (R = 0,53 hingga 0,84) terhadap reflektansi spektral pada panjang gelombang cahaya hijau mendekati kuning (560nm), cahaya kuning mendekati oranye (610nm) dan cahaya oranye mendekati merah (660nm) serta menunjukkan pola korelasi negatif. Parameter optik kolom air tidak berpengaruh terhadap reflektansi spektral karang pada panjang gelombang cahaya hijau (510nm) dan cahaya merah mendekati inframerah dekat (710nm). Hasil regresi Dummy menunjukkan bahwa yang dominan mempengaruhi reflektansi 2 spektral adalah pengaruh jenis karang dan kandungan zooxanthellae (R =0,502) pada panjang gelombang cahaya oranye mendekati kuning (610nm). Hasil perumusan indeks pembeda karang dapat digunakan untuk mendeterminasi 16 jenis karang yang diteliti melalui identifikasi karakteristik spektral. Pantulan sinyal dari karang berpengaruh sebesar 27,3% – 50,2% terhadap karakteristik reflektansi spektral, sehingga dapat disimpulkan bahwa terdapat komponen lain (tidak dipertimbangkan dalam penelitian ini) yang secara bersama-sama memberikan pengaruh terhadap karakteristik reflektansi spektral karang. Kata Kunci : radiometer multispektral, reflektansi spektral, karang, zooxanthellae dan sifat optik kolom air ABSTRACT NURJANNAH. Radiometric Observation, Analysis of Spectral Reflectance Characteristic and Formulation of Coral Determination Index. Dissertation advisory: DEDI SOEDHARM A, VINCENTIUS SIREGAR AND INDRA JAYA. All matter reflects, absorbs, penetrates and emits electromagnetic radiation in a unique way. The unique characteristics of matter are called spectral characteristics. All matter is composed of atoms and molecules with a particular composition and will emit or absorb electromagnetic radiation at a particular wavelength with respect to the inner state. Remote sensing data obtained in the visible and reflective infrared regions mainly depends on reflectance of communities on the coral reefs. Therefore, information about coral can be obtained from the spectral reflectance. Remote sensing technology has many attributes that would be useful for monitoring submerged coral reef ecosystems with the ability to revisit a large study are repetitively and consistently without the necessity of large teams of field researchers. However, in order to map and monitor changes in coral reef geographics extent and health successsfully, a quantitative procedure must first be developed to discriminate different coral community/species. The aim of this study is to explore the differences in spectral reflectance characteristics of various coral features and to explorer the contribution of zooxanthellae and optic properties of aquatic substances with spectral characteristic pattern through quantitative identification method. High spectral resolution in situ data were collected with a multispectral radiometer on several of expose coral feature in Barrang Lompo Island, the Spermonde Isles. A field campaign was designed to collect reflectance data with a multispectral radiometer to test the hypothesis that there is a difference in spectral reflectance characteristics of various coral (16 coral various). The collected spectra were divided into populations of Porites lubata, Montipora ramosa, Pachyeris speciosa, Acropora nasuta, Acropora farmosa, Acropora palifera, Acropora valenceinnesi, Sinularia sp. 1, Symphyllia agaricia, Sinularia sp. 2, Goniastrea sp, Porites cyncira, Diploastrea heliopora, Agaricia incrustan, Leptoseris foliosa and Sinularia sp. 3 based on feature type according to field notes and photographic records. The analysis steps were : 1) Initial examination and description of spectral, 2) Cluster analysis, 3) Correlation Analysis, 4). Discriminant Analysis, 5) Regression Analysis and Dummy Regression. The results of variance analysis (ANOVA) of spectral reflectance among 16 corals show that the value of spectral reflectance measurements in all wavelengths (460 – 810nm) is significantly different from one species to the others. The cluster analysis define a high similarity in those corals, in addition Pearson correlation expressed a strong positive correlation and also low variability. Discriminant analysis shows that 560nm and 610nm are able to clearly discriminate corals. The content of zooxanthellae in three coral types (Symphillia agaricia, Pachyeris speciosa and Porites rus) strongly influence the spectral reflectance in the green close to yellow light (560nm), in the yellow close to orange light (610nm) and in the orange close to red light (660nm) also define negative correlation. The optical property of waters doesn’t influence spectral reflectance in the green light wavelength (510nm) and the red light close to near infrared (710nm). The dummy regression result show the dominant influence reflectance spectral is coral types and zooxanthellae content in the orange close to yellow light wavelength (610nm). The result of Coral Determination Index obtained can be used to discriminate the 16 coral types through spectral characteristic identification. The coral signal reflection influences the spectral reflectance of 27.3% - 50.2%. It can be conclude that other components which are not yet counted in this research influence the coral spectral characteristic. Key words: multispectral radiometer, spectral reflectance, coral, zooxanthellae and optic properties OBSERVASI RADI OMETRI K, ANALI SI S KARAKTERI STI K REFLEKTANSI SPEKTRAL DAN PERUMUSAN I NDEKS PEMBEDA KARANG OLEH : NURJANNAH Disertasi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Ilmu Kelautan SEKOLAH PASCASARJANA I NSTI TUT PERTANI AN BOGOR 2006 Judul Disertasi Nama NRP Program Studi : Observasi Radiometrik, Analisis Karakteristik Reflektansi Spektral dan Perumusan Indeks Pembeda Karang : Nurjannah : C 626010031 : Ilmu Kelautan Disetujui, Komisi Pembimbing Prof. Dr. Ir. Dedi Soedharma, DEA Ketua Dr. Ir. Vincentius P. Siregar, DEA Anggota Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc. Anggota Diketahui, Ketua Program Studi Ilmu Kelautan Dr. Ir. Djisman Manurung, M.Sc. Tanggal Ujian : 14 September 2006 Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S. Tanggal lulus : RIWAYAT HIDUP Peneliti lahir di Kota Pare-Pare pada tanggal 18 September 1969 dari ayah H. Nurdin (almarhum) dan ibu Hj. Ramlah (almarhumah). Penulis merupakan putri ke-enam dari tujuh bersaudara. Penulis menyelesaikan pendidikan sarjana pada Program Studi Teknologi Kelautan, Universitas Hasanuddin tahun 1994. Pada tahun 1995 penulis diterima sebagai mahasiswa pascasarjana Institut Pertanian Bogor, Program Studi Teknologi Kelautan dan tamat pada tahun 1998. Selanjutnya penulis diterima sebagai mahasiswa Program Doktor pada Program Studi Ilmu Kelautan, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor pada tahun 2001 melalui beasiswa BPPS, Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi, DEPDIKNAS. Sejak tahun 1997 sampai saat ini, penulis bekerja sebagai staf pengajar pada Fakultas Kelautan dan Perikanan, Universitas Hasanuddin, Makassar. Karya ilmiah berjudul Study on the Conditions and Characteristics of Bottom on the Small Island Ecosystem by Satellite Imagery: Case Study in Spermonde Isles in Makassar Strait telah disajikan pada Proceeding PAN Ocean Remote Sensing Conference, Bali pada bulan September 2002. Dua artikel akan diterbitkan (submitted) pada jurnal Ilmu Kelautan (Indonesian Journal of Marine Science) dengan judul 1) Analisis Reflektansi Spektral dengan Radiometer Multispektral (MSR) pada Karang Massive dan 2) Analisis Reflektansi Spektral dengan Radiometer Multispektral pada Karang Sub Massive Bercabang. Artikel lain berjudul Analisis Karakteristik Reflektansi Spektral dengan Observasi Radiometrik pada Karang Berdasarkan Bentuk Pertumbuhan diterbitkan pada jurnal Ilmu Kelautan dan Perikanan - Torani bulan September 2006. Karya-karya ilmiah tersebut merupakan bagian dari program S3 penulis. PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT. atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Judul yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak Agustus 2004 ini adalah Observasi Radiometrik, Analisis Karakteristik Reflektansi Spektral dan Perumusan Indeks Pembeda Karang. Karakteristik Reflektansi Spektral Disertasi ini memuat lima bagian yakni: 1) Analisis Berdasarkan Observasi in situ dengan Menggunakan Spektroradiometer, 2) Analisis Karakteristik Reflektansi Spektral dan Hubungannya dengan Kandungan Zooxanthellae, 3) Analisis Karakteristik Reflektansi Spektral dan Hubungannya dengan Sifat Optik Kolom Air, 4) Analisis Karakteristik Reflektansi Spektral dan Hubungannya dengan Jenis Karang, Kandungan Zooxanthellae dan Optik Kolom Air, dan 5) Perumusan Indeks Pembeda Karang. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Dedi Soedharma, DEA, Bapak Dr. Ir. Vincentius P. Siregar, DEA dan Bapak Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc., selaku pembimbing atas segala saran dan bimbingannya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Disamping itu, ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Ir. Mennofatria Boer, DEA dan Bapak Dr. Suharsono, APU atas saran dan diskusinya. Penghargaan penulis sampaikan kepada tim lapangan mahasiswa kelautan UNHAS dan Staf yang telah membantu selama pengukuran di laut dan laboratorium. Ungkapan terimakasih disampaikan kepada seluruh keluarga atas segala dukungan, doa dan kasih sayangnya. Karya tulis ini penulis persembahkan kepada ketiga putra tercinta, Syazwi, Syauqi dan Syahla. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Bogor, September 2006 Nurjannah  Hak Cipta milik Institut Pertanian Bogor, Tahun 2006 Hak Cipta dilindungi Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari IPB, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak, photocopy, mikrofilm dan sebagainya. DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL…………………………………………………………………………………...… DAFTAR GAMBAR………………………………………………………………………………….. DAFTAR LAMPIRAN............................................................................................................... iii v vii PENDAHULUA N Latar Belakang……………………………………………………………………………….. Tujuan dan Manfaat Penelitian……..……………………………………………………… Hipotesis Kerja……………………………………………………………………………….. Batasan Permasalahan……………………………………………………………………... Tahapan Pemecahan Masalah…………………………………………………………….. 1 3 4 4 4 TINJAUAN PUSTAKA Penginderaan Jauh Pasif untuk Observasi Laut…………………………………………. Penginderaan Jauh Hubungannya dengan Sifat Optik Kolom Air……………………… Reflektansi Spektral Obyek…………………………………………………………………. Sifat Optik Perairan………………………………………………………………………….. Bioekologis Zooxanthellae pada Inang Karang…………………………………………... 8 11 15 17 21 ANALISIS KARAKTERISTIK REFLEKTANSI SPEKTRAL KARANG BERDASARKAN OBSERVASI IN SITU MENGGUNAKAN SPEKTRORADIOMETER Pendahuluan................................................................................................................. Metode Penelitian......................................................................................................... Analisis Data................................................................................................................. Hasil dan Pembahasan................................................................................................. Kesimpulan................................................................................................................... 29 30 34 35 79 ANALISIS KARAKTERISTIK REFLEKTANSI SPEKTRAL KARANG DAN HUBUNGANNYA DENGAN KELIMPAHAN ZOOXANTHELLAE Pendahuluan................................................................................................................. Metode Penelitian......................................................................................................... Analisis Data................................................................................................................. Hasil dan Pembahasan................................................................................................. Kesimpulan................................................................................................................... 80 81 82 83 94 ANALISIS KARAKTERISTIK REFLEKTANSI SPEKTRAL KARANG DAN HUBUNGANNYA DENGAN SIFAT OPTIK KOLOM AIR Pendahuluan................................................................................................................. Metode Penelitian......................................................................................................... Analisis Data................................................................................................................. Hasil dan Pembahasan................................................................................................. Kesimpulan................................................................................................................... i 96 97 102 103 114 ANALISIS REFLEKTANSI SPEKTRAL HUBUNGANNYA DENGAN JENIS KARANG, KELIMPAHAN ZOOXANTHELLAE DAN OPTIK KOLOM AIR Pendahuluan................................................................................................................. Metode Penelitian......................................................................................................... Analisis Data................................................................................................................. Hasil dan Pembahasan................................................................................................. Kesimpulan................................................................................................................... 116 117 117 118 121 PERUMUSAN INDEKS PEMBEDA KARANG Pendahuluan................................................................................................................. Metode Penelitian......................................................................................................... Hasil dan Pembahasan................................................................................................. Kesimpulan................................................................................................................... 123 123 124 126 PEMBAHASAN UMUM, KESIMPULAN DAN SARAN Pembahasan Umum..................................................................................................... Kesimpulan................................................................................................................... Saran............................................................................................................................ 127 129 131 DAFTAR PUSTAKA................................................................................................................. 132 LAMPIRAN............................................................................................................................... 135 ii DAFTAR TABEL Halaman 1. Perbandingan Kemampuan Menyerap Energi antara Fitoplankton dengan Material Lain yang Terkandung dalam Air Laut (Kirk, 1994)) ……….……………...... 20 2. Jumlah Zooxanthella dalam Jaringan Karang (Suharsono dan Soekarno, 1983)..... 25 3. Rata-rata ± Simpangan Baku Reflektansi Spektral (%) 7 Kelompok Karang Berdasarkan Bentuk Pertumbuhan pada Panjang Gelombang 460nm……………… 36 4. Rata-rata ± Simpangan Baku Reflektansi Spektral (%) 7 Kelompok Karang Berdasarkan Bentuk Pertumbuhan pada Panjang Gelombang 510nm……………… 5. Rata-rata ± Simpangan Baku Reflektansi S pektral (%) 7 Kelompok Karang Berdasarkan Bentuk Pertumbuhan pada Panjang Gelombang 560nm……………… 37 Rata-rata ± Simpangan Bak u Reflektansi Spektral (%) 7 Kelompok Karang Berdasarkan Bentuk Pertumbuhan pada Panjang Gelombang 610nm……………… 38 Rata-rata ± Simpangan Baku Reflektansi Spektral (%) 7 Kelompok Karang Berdasarkan Bentuk Pertumbuhan pada Panjang Gelombang 660nm……………… 38 Rata-rata ± Simpangan Baku Reflektansi Spektral (%) 7 Kelompok Karang Berdasarkan Bentuk Pertumbuhan pada Panjang Gelombang 710nm……………… 39 Rata-rata ± Simpangan Baku Reflektansi Spektral (%) 7 Kelompok Karang Berdasarkan Bentuk Pertumbuhan pada Panjang Gelombang 760nm……………… 39 10. Rata-rata ± Simpangan Baku Reflektansi Spektral (%) 7 Kelompok Karang Berdasarkan Bentuk Pertumbuhan pada Panjang Gelombang 810nm……………… 40 11. Rata-rata ± Simpangan BakuReflektansi Spektral (%) 16 Jenis Karang pada Panjang Gelombang 460nm ....................................................................................... 45 12. Rata-rata ± Simpangan Baku Reflektansi Spektral (%) 16 Jenis Karang pada Panjang Gel ombang 510nm ....................................................................................... 46 13. Rata-rata ± Simpangan Baku Reflektansi Spektral (%) 16 Jenis Karang pada Panjang Gelombang 560nm ....................................................................................... 47 14. Rata-rata ± Simpangan Baku Reflektansi Spektral (%) 16 Jenis Karang pada Panjang Gelombang 610nm ....................................................................................... 49 15. Rata-rata ± Simpangan Baku Reflektansi Spektral (%) 16 Jenis Karang pada Panjang Gelombang 660nm ....................................................................................... 54 16. Rata-rata ± Simpangan Baku Reflektansi Spektral (%) 16 Jenis Karang pada Panjang Gelombang 710nm ....................................................................................... 55 17. Rata-rata ± Simpangan Baku Reflektansi Spektral (%) 16 Jenis Karang pada Panjang Gelombang 760nm ...................... ................................................................. 56 6. 7. 8. 9. iii 36 18. Rata-rata ± Simpangan Baku Reflektansi Spektral (%) 16 Jenis Karang pada Panjang Gelombang 810nm ....................................................................................... 57 19. Jarak Pengelompokan Saat Menjadi 1 - 5 Kelompok pada 7 Kelompok Karang Berdasarkan Bentuk Pertumbuhan............................................................................ 61 20. Jarak Pengelompokan Spektral Saat Menjadi 1 - 5 Kelompok pada 16 Jenis Karang........................................................................................................................ 63 21. Matriks Koefisien Korelasi 7 Kelompok Karang Berdasarkan Bentuk Pertumbuhan 66 22. Matriks Koefisien Korelasi 16 Jenis Karang.............................................................. 68 23. Korelasi Antara Spektral 16 Spesies pada Setiap Panjang Gelombang dengan M asing-masing Fungsi Diskriminan............................................................... 71 24. Korelasi Antara 7 Kelompok Karang Berdasarkan Bentuk Pertumbuhan Karang pada Setiap Panjang Gelombang dengan Masing-masing Fungsi Diskriminan......... 76 25. Kelimpahan Zooxanthellae dan Hasil Uji Beda Rata-rata pada 11 Jenis Karang........................................................................................................................ 84 26. Persamaan Regresi Linier Sederhana Antara Kelimpahan Zooxanthellae (X) dengan Reflektansi Spektral Karang (Y) pada Beberapa Panjang Gelombang......... 89 27. Jenis Parameter, Alat Ukur, Frekuensi dan Durasi Sampling................................... 98 28. Persamaan Regresi Linier antara Reflek tansi spektral dengan Parameter Optik Kolom Air pada Panjang Gelombang 460nm - 810nm............................................... 113 29. Nilai Indeks Permbeda Karang (Y) pada Jenis Karang yang diteliti.......................................................................................................................... 125 iv DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Kerangka Pemikiran Penel itian ……………………………………………………......... 7 2. Rambatan Cahaya yang Mencapai Sensor (Sathyendranath, 2000)……….............. 9 3. Penyer apan Energi Cahaya Matahari oleh Partikel-Partikel Atmosfer Saat Cahaya Merambat Melalui Atmosfer (Lillesand dan Kiefer, 1987) …………........................... 10 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pantulan Cahaya yang Merambat Menuju Sensor (Sathyendranath, 2000) … …………………….………………………………… 12 Kurva Pantulan Spektral yang Mencirikan Obyek Vegetasi, Tanah dan Air (Lillesand dan Kiefer, 1987) ……………………………………………………………… 17 Hubungan antara Berbagai Konsepsi dalam Oseanografi Optik (Zaneveld, J.R.V., 1994) ......................................................................................................................... 18 7. Struktur Polip Karang dan Letak Zooxanthellae (Suharsono, 1996) ........................ 23 8. Lokasi Penelitian dan Titik sampling.......................................................................... 30 9. Spektroradiometer Spesifikasi MSR87 Radiometer dan MSR87CA Connector Pin-Outs yang Bekerja pada Panjang Gelombang 460 - 810nm (Gambar pita spektrum hasil modifikasi)……………………………………………............................. 31 10. Grafik Nilai Rata-rata Reflektansi Spektral (%) dari 4 Spesies dalam Kelompok Karang Massive.......................................................................................................... 41 11. Grafik Nilai Rata-rata Reflektansi Spektral (%) dari 2 Spesies dalam Kelompok Karang Foliosa........................................................................................................... 41 12. Grafik Nilai Rata-rata Reflektansi Spektral (%) dari 1 Spesies dalam Kelompok Karang Encrusting..................................................................................................... 41 13. Grafik Nilai Rata-rata Reflektansi Spektral (%) dari 3 Spesies dalam Kelompok Karang Lunak............................................................................................................. 42 14. Grafik Nilai Rata-rata Reflektansi Spektral (%) dari 3 Spesies dalam Kelompok Karang Sub Massive.................................................................................................. 42 15. Grafik Nilai Rata-rata Reflektansi Spektral (%) dari 1 Spesies dalamKelompok Karang Bercabang ...................................................................................................... 42 16. Grafik Nilai Rata-rata Reflektansi Spektral (%) dari 2 Spesies dalam Kelompok Karang Berbentuk Meja.............................................................................................. 43 17. Grafik Nilai Rata-rata Reflektansi Spektral (%) dari 7 Kelompok Karang Berdasarkan Bentuk Pertumbuhan……………………................................................ 43 18. A) Grafik Rata-rata ± Simpangan Baku, (B) Kurva Kontinyu Berdasarkan Rata-rata Reflektansi Spektral (%) (garis sambung) dan Interval pada Tingkat Kepercayaan ± 95% (garis putus -putus) dari 4 Jenis Karang : Porites lutea, Diploastrea heliopora, Goniopora dan Symphillia agaricia………................................................. 49 4. 5. 6. v 19. A) Grafik Rata-rata ± Simpangan Baku; (B) Kurva Kontinyu Berdasarkan Rata-rata Reflektansi Spektral (%) (garis sambung) dan Interval pada Tingkat Kepercayaan ± 95% (garis putus -putus) dari 4 Jenis Karang: Acropora farmosa, Montipora ramosa, Acropora palifera dan Porites sp… …………………………………................ 50 20. A) Grafik Rata-rata ± Simpangan Baku, (B) Kurva Kontinyu Berdasarkan Rata-rata Reflektansi Spektral (%) (garis sambung) dan Interval pada Tingkat Kepercayaan ± 95% (garis putus -putus) dari 4 Jenis Karang: Acropora nasuta, Acropora valenceinnesi, Sinularia sp.1, dan Sinularia sp.2………………………....................... 51 21. A) Grafik Rata-rata ± Simpangan Baku, (B) Kurva Kontinyu Berdasarkan Rata-rata Reflektansi Spektral (%) (garis sambung) dan Interval pada Tingkat Kepercayaan ± 95% (garis putus -putus) dari 4 Jenis Karang: Sinularia sp.3, Leptoseris foliosa, Pachyeris speciosa, dan Porites rus…………………................................................. 52 22. Grafik Nilai Rata-rata Reflektansi Spektral (%) dari 16 Jenis Karang........................ 56 23. A) Grafik Nilai Rata-rata (centroid) dari Fungsi Diskriminan pada Karang Porites lutea, Montipora ramosa, Leptoseris foliosa, Acropora nasuta, Acropora farmosa, Acropora palifera, Acropora valenceinnesi, Euphillia sp.1; (B) Nilai Reflektansi Spektral pada Panjang Gelombang 460 – 810nm........................... ........................... 71 24. A) Grafik Nilai Rata-rata (centroid) Fungsi Diskriminan pada Karang Symphillia agaricia, Euphillia sp.3, Goniopora, Porites sp., Diploastrea heliopora, Porites rus, Pachyeris speciosa, Euphillia sp.3; (B) Nilai Reflektansi Spektral pada Panjang Gelombang 460 – 810nm........................................................................................... 72 25. A) Grafik Nilai Rata-rata (centroid) dari Fungsi Diskriminan pada 7 Kelompok Karang Berdasarkan Bentuk Pertumbuhan: (B) Nilai Reflektansi Spektral pada Panjang Gelombang 460 – 810nm............................................................................. 75 26. Pola Korelasi Reflektansi Spektral (460nm – 810nm) dengan Kelimpahan Zooxanthellae pada 6 Jenis Karang…………………………………………………… 91 27. Pola Korelasi Reflektansi Spektral (460nm – 810nm) dengan Kelimpahan Zooxanthellae pada 5 Jenis Karang…………………………………………………… 91 vi DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Foto Jenis Karang yang Terukur di Lapangan........................................................... 135 2. Prosedur Pengoperasian Multispectral Radiometer (MSR) di Lapangan…………… 138 3. Hasil Analisis Ragam (ANOVA) Reflektansi Spektral antara 7 Kelompok Karang Berdasarkan Bentuk Pertumbuhan dan Hasil Uji Beda Rata-rata (Tukey HSD 0.05) pada Panjang Gelombang 460-810nm………………………………………………… 142 Contoh Data Hasil Pengukuran Spektral Satu Individu dalam Satu Jenis Karang pada Panjang Gelombang 460 – 810nm………………………………………………... 145 Hasil Analisis Ragam (ANOVA) Reflektansi Spektral 16 Jenis Karang dan Hasil Uji Beda Rata-rata (Tukey HSD 0.05) pada Panjang Gelombang 460-810nm………… 146 Dendogram Hasil A nalisis Pengelompokan (Cluster Analysis) Spektral 16 Jenis Karang dan 7 Kelompok Karang Berdasarkan Bentuk Pertumbuhan........................ 154 Matriks Koefisien Korelasi antara Individu dalam 16 Jenis Karang dan antara 7 Kelompok Karang Berdasarkan Bentuk Pertumbuhan............................................... 160 Uji Analisis Ragam (ANOVA) pada Panjang Gelombang 460-810nm dalam Analisis Diskriminan (Discriminant Analysis)……………………………………………. 164 Analisis Diskriminan (Discriminant Analysis) Spektral 16 jenis K arang pada Panjang Gelombang 460nm – 810nm ........................................................................ 165 10. Matriks Klasifikasi berdasarkan Fungsi Hasil Analisis Diskrimian (Discriminant Analysis) 16 Jenis Karang.......................................................................................... 167 4. 5. 6. 7. 8. 9. 11. Hasil Analisis Ragam (ANOVA) Reflektansi Spektral antara 16 Jenis Karang dan Hasil Uji Beda Rata-rata (Tukey HSD 0.05) pada Panjang Gelombang 460810nm .. 168 12. Hasil Analisis Ragam (ANOVA) antara Reflektansi Spektral 11 Jenis Karang dengan Kelimpahan Zooxanthellae pada panjang Gelombang 460nm – 810nm..... 169 13. Hasil Analisis Ragam (ANOVA) Reflektansi Spektral Karang dengan Parameter Optik Kolom Air pada Panjang Gelombang 460nm – 810nm..................................... 212 14. Hasil Analisis Ragam (ANOVA) antara Reflektansi Spektral dengan Jenis Karang, Kelimpahan Zooxanthellae dan Parameter Optik Kolom Air pada Panjang Gelombang 460-810nm.............................................................................................. 226 15. Hasil Analisis Ragam (ANOVA) Reflektansi Spektral 16 Jenis Karang, dan Hasil Uji Beda Rata-rata (Tukey HSD 0.05) pada Panjang Gelombang 560, 610, 660, dan 760nm.......................................................................................................................... 233 vii PENDAHULUAN Latar Belakang Data penginderaan jauh khususnya data yang terekam oleh wahana satelit mampu memberikan informasi yang dapat digunakan untuk berbagai tujuan melalui analisis kuantitatif. Namun demikian, dalam operasionalnya terdapat kendala dan keterbatasan. Citra yang dihasilkan sensor satelit yang ada saat ini umumnya mempunyai tingkat akurasi yang masih rendah dalam mengamati ekosistem terumbu karang. Resolusi spasial dan spektral yang disajikan masih rendah jika digunakan untuk mendeteksi perbedaan -perbedaan spesifik dari nilai reflektansi spektral dalam mengidentifikasi jenis-jenis komunitas bentik dan substrat yang lebih akurat. Pada sisi lain, terumbu karang merupakan lingkungan yang kompleks dari segi optik, baik secara spasial maupun temporal. Penampakan warna yang indah dan cantik merupakan gabungan sifat-sifat optik dari pigmen-pigmen tumbuhan dan hewan termasuk didalamnya simbiose zooxanthellae pada karang, karakteristik substrat serta lapisan kolom air (Dustan, 2000). Karakteristik reflektansi spektral karang yang sehat dan dari jenis yang berbeda diharapkan secara optik berbeda dengan karang yang tidak sehat. Perbedaan spektral ini didasarkan pada perbedaan warna yang dihasilkan sebagai akibat hilangnya pigmentasi pada karang yang mengalami pemutihan (bleaching ) yang mengakibatkan reflektansinya lebih tinggi dan juga karena kehilangan beberapa karakteristik spektral dibanding dengan karang sehat (Dustan, 1999). Secara nyata, pada perairan dangkal cahaya matahari akan mencapai dasar perairan untuk kemudian merefleksikannya hingga mencapai sensor. Penginderaan jauh akan menganalisa berdasarkan perbedaan besaran spektral yang bersumber dari cahaya yang meninggalkan air sehingga diperoleh informasi kuantitatif jenis unsur yang ada di laut. Semua ini harus didasarkan pada pemahaman sifat obyek dasar perairan dan sifat optik kolom air. Oleh karena itu, untuk memanfaatkan wahana penginderaan jauh yang memiliki resolusi yang tinggi dalam memantau kondisi ekosistem terumbu karang diperlukan suatu studi analisis kuantitatif melalui pengembangan algoritma 2 sehingga dapat mengungkapkan sifat optik karang melalui kajian reflektansi spektral terhadap kelimpahan zooxanthellae dari berbagai jenis karang dan keterkaitan pengaruh sifat optik kolom airnya sehingga diharapkan hasilnya lebih spesifik dari studi sebelumnya (Holden and LeDrew, 1998, 1999, 2000; Holden et al., 2001; Dustan, 2000; Hochberg and Atkinson, 2000). Diharapkan melalui studi ini akan diperoleh informasi dasar yang akurat sehingga dapat digunakan untuk mendeterminasi obyek pada ekosistem terumbu karang. Pada sisi lain, untuk memperoleh informasi yang lebih akurat dari teknologi penginderaan jauh maka perlu dikembangkan teknik-teknik yang menghubungkan antara gelombang elektromagnetik yang diterima oleh sensor dengan sifat optik dari komunitas bentik terumbu karang yang merupakan hasil dari proses biologi pada ekosistem terumbu karang. Berbagai pendekatan telah dilakukan oleh peneliti-peneliti sebelumnya melalui metode yang berbeda sebagai upaya pengungkapan karakteristik spektral pada komunitas terumbu karang. Misalnya, Hochberg and Atkinson (2000) menganalisis reflektansi spektral berdasarkan perbedaan spektral pada tiga komunitas yang berbeda dan secara ekologi mempunyai habitat yang luas yakni: karang, alga dan pasir; Dustan (2000), dengan menggunakan data citra Landsat mampu mendeteksi komposisi komunitas bentik yang dominan pada terumbu karang yakni karang, rumput laut dan pasir; Holden et al. (2001), berhasil mengidentifikasi wilayah permukaan yang heterogen hingga homogen dengan autokorelasi spasial citra melalui asumsi bahwa karang sehat akan menunjukkan heterogenitas yang tinggi sedangkan pada karang mati hingga yang tertutupi oleh alga akan relatif lebih homogen; Mazel (2000), menggunakan instrumen Benthic Spectro fluorometer (BSF) yang dapat mengukur sifat-sifat optik (fluororesence dan reflektansinya) yang dipancarkan dan yang diterima oleh organisme bentik; dan Karen and Stuart (2003), menggunakan instrumen Analytical Spectral Devices Field spectrometer untuk mengukur kapasitas fotosintetik pada karang dan alga sehingga dapat menentukan karakteristik spektral substrat terumbu karang pada kelas Montipora sp., Porites sp., Macro C.fastigiata dan sedimen yang berada di antara mikroalga dan menemukan respon spektral yang sangat bervariasi pada panjang gelombang 570 – 595nm. Hasil-hasil penelitian tersebut di atas menunjukkan bahwa kenampakan pada ekosistem terumbu karang dapat diidentifikasi, dipetakan, dan dipelajari 3 berdasarkan karakteristik spektralnya meskipun hasil tersebut juga menunjukkan bahwa beberapa kenampakan tidak dapat dipisahkan secara spektral. Sehingga dalam upaya pemanfaatan data penginderaan jauh secara efektif, perlu dilakukan kajian untuk mengetahui dan memahami karakteristik spektral obyek yang dikaji dan mengetahui faktor apa saja yang memp engaruhi karakteristik tersebut. Untuk tujuan ini, dilakukan pengukuran reflektansi spektral dengan menggunakan spektroradiometer, pengukuran kelimpahan zooxanthellae karang dan parameter optik kolom air untuk menentukan perbedaan reflektansi spektral yang spesifik antara jenis karang. Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan spesifik penelitian ini adalah mencari hubungan kuantitatif antara reflektansi spektral dengan kelimpahan zooxanthellae karang dan sifat optik kolom air (PO4 (ppm), NO 3 (ppm), NO2 (ppm), Bahan Organik Total (ppm), Bahan Organik Tersuspensi (ppm), Bahan Organik Terlarut (ppm), Padatan Tersuspensi Total (%), Larutan Tersuspensi Total (%), klorofil-a (mg/m3), DO 5 (ppm), pH permukaan dan dasar, konduktivitas permukaan dan dasar, oksigen terlarut permukaan dan dasar (mg/l), temperatur permukaan dan dasar (oC), salinitas permukaan dan dasar (o/oo), turbiditas permukaan dan dasar) serta mengembangkan algoritma optik-hayati (bio-optik) untuk mendeterminasi karang melalui analisis karakter spektral, kelimpahan zooxanthellae dan sifat optik kolom air. Tujuan umum dari penelitian ini mengetahui karakteristik spektral berbagai jenis karang dan mengungkapkan faktor-faktor yang mempen garuhi karakteristik tersebut. Hubungan kuantitatif reflektansi spektral dengan parameter yang mempengaruhi dari studi ini, selanjutnya menjadi dasar untuk pendeteksian dengan satelit sehingga dapat menjadi informasi dasar dalam mendeterminasi jenis-jenis karang pada ekosistem terumbu karang berdasarkan pendekatan analisis spektral, sehingga dengan demikian sistem penginderaan jauh satelit dapat digunakan untuk mendeteksi bio-fisik karang. 4 Hipotesis Kerja Hipotesis yang akan dibu ktikan dalam penelitian ini adalah : 1) Setiap jenis karang mempunyai karakteristik spektral (spectral signature) pada panjang gelombang sinar tampak. 2) Kelimpahan zooxanthellae berperan sebagai variabel yang mempengaruhi reflektansi spektral karang pada panjang gelombang sinar tampak. 3) Parameter optik kolom air berperan sebagai variabel yang mempengaruhi reflektansi spektral. 4) Jenis karang merupakan variabel yang berperan mempengaruhi reflektansi spektral yang diterima sensor. Batasan Permasalahan Permasalahan dibatasi pada penentuan pola spektral melalui pengukuran reflektansi spektralnya, kelimpahan zooxanthellae, sifat optik kolom air (PO4 (ppm), NO 3 (ppm), NO2 (ppm), Bahan Organik Total (ppm), Bahan Organik Tersuspensi (ppm), Bahan Organik Terlarut (ppm), Padatan Tersuspensi Total (%), Larutan Tersuspensi Total (%), klorofil-a (mg/m3), DO 5 (ppm), pH permukaan dan dasar, konduktivitas permukaan dan dasar, oksigen terlarut permukaan dan dasar (mg/l), temperatur permukaan dan dasar (oC), salinitas permukaan dan dasar (o/ oo), turbiditas permukaan dan dasar) dan menemukan hubungan dari ketiga komponen ini. Penelitian dilakukan di Pulau Barrang Lompo Kepulauan Spermonde, Selat Makassar. Secara geografis Pulau Barrang Lompo berada pada posisi 05o2’00” – 05 o3’30” LS dan 119o19’00” – 119 o20’00” BT . Tahapan Pemecahan Masalah Karakteristik warna air laut yang merefleksikan pantulan karang tertentu diperoleh melalui observasi in situ dengan spektroradiometer sebagai bagian dari penginderaan jauh. Hasil analisis kemudian dilanjutkan dengan pengembangan algoritma optik hayati berdasarkan analisis karakter spektral dan identifikasi 5 kelimpahan zooxanthellae serta analisis sifat optik perairan dimana karang berada, sehingga : - akan diketahui karakter spektral setiap jenis karang yang terukur. - akan diketahui keterkaitan antara karakter spektral yang terukur dengan kelimpahan zooxanthellae pada masing -masing karang. - akan diketahui keterkaitan antara karakter spektral dengan sifat optik kolom air pada masing-masing karang. - akan diketahui keterkaitan antara karakter spektral, jenis karang, kelimpahan zooxanthellae dan sifat optik kolom air. Berdasarkan rangkaian bahasan diatas maka tahap -tahap yang dilakukan adalah : Tahap I. Analisis Karakteristik Reflektansi Spektral Karang Berdasarkan Observasi In Situ Menggunakan Spektroradiometer Pada tahap ini dilakukan pengambilan contoh data di lapangan dengan melakukan pengukuran in situ, selanjutnya mengidentifikasi spektral yang terukur berdasarkan jenis karang dan bentuk pertumbuhan karang serta penyesuaian dengan data lainnya yang tercatat saat penyelaman yang meliputi jenis karang, bentuk dan ukuran. Hasil pada tahap ini dibahas lebih rinci pada Bab III. Tahap II. Analisis Karakteristik Reflektansi Spektral Karang Hubungannya dengan Kelimpahan Zooxanthellae dan Pada tahap ini dilakukan pengambilan contoh tiap koloni karang yang terukur dianalisis di dengan spektroradiometer laboratorium untuk yang selanjutnya mengetahui kelimpahan zooxanthella enya . Hasil pada tahap ini dibahas lebih rinci pada Bab IV. Tahap III. Analisis Karakteristik Reflektansi Spektral Hubungannya dengan Sifat Optik Kolom Air Sifat optik kolom air dianalisis Karang berdasarkan parameter-parameter dalam kolom air. dan kelimpahan Pengukuran dilakukan terhadap 16 parameter yakni PO4 (ppm), NO3 (ppm), NO 2 (ppm), 6 Bahan Organik Total (ppm), Bahan Organik Tersuspensi (ppm), Bahan Organik Terlarut (ppm), Padatan Tersuspensi Total (%), Larutan Tersuspensi Total (%), klorofil-a (mg/m3), DO5 (ppm), pH permukaan dan dasar, konduktivitas permukaan dan dasar, oksigen terlarut permukaan dan dasar (mg/l), temperatur permukaan dan dasar (oC), salinitas permukaan dan dasar (o/ oo), turbiditas permukaan dan dasar. Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui sifat optik kolom air pada masing-masing lokasi pengukuran spektral karang. Hasil pada tahap ini dibahas secara rinci pada Bab V. Tahap IV. Analisis Karakteristik Reflektansi Spektral Hubungannya dengan Jenis Karang, Kelimpahan Zooxanthellae dan Sifat Optik Kolom Air Pada tahap ini dilakukan analisis data untuk menentukan pengaruh jenis karang, parameter optik kolom air yang berpengaruh terhadap pantulan sinar tampak dan kelimpahan zooxanthellae terhadap reflektansi spektral karang. Analisis data dibatasi pada reflektansi spektral jenis karang yang memiliki data yang bersesuai dengan data zooxanthellae dan data optik kolom airnya. Hasil pada tahap ini dibahas lebih rinci pada Bab VI. Tahap V. Perumusan Indeks Pembeda Karang Pengembangan algoritma yang dilakukan menghasilkan indeks yang dapat digunakan untuk memdeterminasi 16 jenis karang. Tahap ini merupakan analisis penutup yang disajikan pada Bab VII. Dari pendekatan masalah sampai hasil penelitian dirangkum ke dalam kerangka pemikiran seperti terlihat pada Gambar 1. 7 PENGINDERAAN JAUH Pendekatan Masalah INVENTARISASI DAN MONITORING EKOSISTEM TERUMBU KARANG Observasi in situ Wahana Satelit Respon Spektral Permasalahan Karakteristik Optik Terumbu Karang Fotosintetik Kolom Air Pemecahan masalah Analisis Laboratorium Kelimpahan Zooxanthellae Optik Kolom Air Analisis Hubungan Komponen Spektral, Zooxanthellae dan Optik Kolom Air Hasil Hubungan Kuantitatif Antara Reflektansi Spektral, Jenis Karang, Kelimpahan Zooxanthellae dan Optik Kolom Air Perumus an Indeks Pembeda Karang Gambar 1. Kerangka Pemikiran Penelitian Ket : Kotak terputus (----) : belum dilakukan dalam penelitian ini. 8 TINJAUAN PUSTAKA Penginderaan Jauh Pasif untuk Observasi Laut Penginderaan jauh adalah ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang suatu obyek, daerah, atau fenomena melalui analisis data yang diperoleh dengan suatu alat tanpa kontak langsung dengan obyek, daerah atau fenomena yang dikaji (Lillesand and Kiefer, 1987). Penginderaan jauh sistem pasif menggunakan sensor dengan medan pandang sempit, mampu memantau objek dan bekerja pada panjang gelombang terpilih yakni spektrum elektromagnetik pada sinar tampak dan infra merah dekat (near-infrared) (Murai, et al. 1999; Lillesand and Kiefer, 1987). Apabila gelombang elektromegnetik mengenai suatu benda di muka bumi, terdapat tiga kemungkinan utama interaksi gelombang tersebut dengan benda yakni, bagian gelombang yang mengenai benda tersebut akan dipantulkan, diserap atau ditransmisikan. Ada dua hal penting sehubungan dengan ini, yakni: (1) Energi yang dipantulkan, diserap dan ditransmisikan akan berbeda untuk setiap obyek di muka bumi, tergantung pada jenis materi dan kondisinya. Perbedaan ini memungkinkan kita untuk membedakan obyek yang berbeda pada suatu citra. (2) Ada ketergantungan pada panjang gelombang, yang berarti bahwa pada suatu obyek tertentu bahkan untuk obyek yang sama, energi yang dipantulkan, diserap dan ditransmisikan dapat berbeda pada panjang gelombang yang berbeda. Akibatnya, dua benda yang tidak dapat dibedakan pada satu julat spektral tertentu akan sangat berbeda pada saluran tampak, variasi spektral ini menghasilkan efek visual yang disebut warna. Sensor yang terdapat pada wahana satelit diarahkan pada suatu titik di permukaan bumi. Sensor dan pergerakan platform satelit dengan sekilas membaca dan merekam untuk memperoleh data dari titik-titik pengamatan berbeda di permukaan bumi. Sensor tersebut beroperasi sepanjang hari, dan sebagai sumber cahaya adalah matahari. Energi cahaya dari matahari 9 merambat melalui lintasan yang berbeda-beda hingga menjangkau detektor (radiometer) pada sensor (Gambar 2). Kontributor utama pada signal penginderaan jauh adalah : (1) Energi yang mencapai sensor setelah energi cahaya (photon ) menyebar melalui atmosfer. (2) Energi yang mencapai sensor setelah mengalami pantulan sinar matahari secara langsung dari permukaan laut. (3) Energi yang berasal dari permukaan laut setelah mengalami hamburan balik (back -scattering) dari dalam air dan energi yang bersumber dari dalam air (upwelling) mengalami pengurangan dalam perambatannya menuju sensor karena terjadi penyerapan dan penyebaran oleh atmosfer. Gambar 2. Rambatan Cahaya yang Mencapai Sensor (Sathyendranath, 2000) Gambar 2. menunjukkan berbagai lintasan energi menuju sensor yaitu : (a) energi yang dihamburkan oleh atmosfer, (b) pantulan spekular secara 10 langsung dari matahari pada permukaan laut, dan (c) energi yang berasal dari bawah menuju permukaan laut hingga mencapai sensor. IFOV (Instantaneous Field of View) merupakan ukuran piksel sensor pada permukaan perairan. Energi yang berasal dari bawah ke permukaan laut membawa informasi yang bermanfaat dari kolom air. Kontribusi atmosfer dan pantulan spekular dari permukaan laut dalam konteks ini merupakan bias yang harus dikoreksi. Sebagai sumber utama, cahaya matahari mengalami pengurangan energi saat merambat melalui atmosfer. Sebelum cahaya matahari mencapai permukaan bumi, energi dari cahaya tersebut sudah diserap sebagian oleh partikel-partikel uap air, karbon dioksida (CO2) dan ozon yang terdapat di atmosfer. Hal ini mengakibatkan sebagian besar energi cahaya matahari tidak dapat mencapai bumi (Gambar 3). Gambar 3. Penyerapan Energi Cahaya M atahari oleh Partikel-Partikel Atmosfer saat Cahaya Merambat melalui Atmosfer (Lillesand and Kiefer, 1987). Gambar 3. pada bagian (a) menunjukkan perbandingan antara spektrum energi cahaya yang dipancarkan oleh matahari dan bumi. Pada gambar tersebut tampak bahwa energi dari spektrum gelombang cahaya tampak adalah yang tertinggi dibandingkan dengan spektrum panjang gelombang elektromagnetik lainnya, sedangkan pada bagian (b) menunjukkan total persentase energi cahaya matahari yang tidak dapat mencapai bumi akibat hamburan dan penyerapan energi oleh partikel-partikel atmosfer. Kelompok spektrum gelombang cahaya 11 yang dapat mencapai bumi dengan baik dengan spektrum panjang gelombang masing-masing adalah 286 – 400nm, 400 – 700nm, dan 700nm – 0.1mm. Ketika cahaya matahari merambat di dalam kolom air laut maka energi dari cahaya matahari mengalami pengurangan akibat perubahan arah rambat ca

Dokumen baru

Aktifitas terkini

Download (250 Halaman)
Gratis