Ketua : Dwi PujiastutiPembimbing: Daz EdwizaAnggota : Meli Muchlian
6/16/2008
Penentuan Tinggi dan Waktu Tempuh Penjalaran Gelombang Tsunami
Menggunakan Model Numerik Linier TUNAMI N1 di Pantai Kabupaten Padang Pariaman dan Kota
Pariaman Sumatera Barat
Jurusan Fisika FMIPA
Universitas Andalas
PENDAHULUANDAMPAK TSUNAMI (TAHUN 1833)
DI KAB. PADANG PARIAMAN DAN KOTA PARIAMAN SUMATERA BARAT
PENENTUAN TINGGI DAN WAKTU TEMPUH SERTA PEMODELAN PENJALARAN GELOMBANG TSUNAMI
EARLY WARNING SYSTEM
BATASAN MASALAH1. Sistem koordinat derajat dan UTM (Universal
Tranvers Mercator)2. Jarak antar grid 810 m3. Data Batimetri GEBCO
“(General Bathymetric Chart of the Oceans)”Data Topografi SRTM “(Shuttle Radar Topography Mission)”
4. Model Numerik Tsunami Linier TUNAMI N1 5. Daerah tinjauan Kab. Padang Pariaman dan Kota
Pariaman (S. Limau, Pariaman Tengah, Ketaping)6. Skenario gempabumi 7,5; 8,0; 8,5 Mw
DAERAH TINJAUAN
Tsunami Rangkaian gelombang laut yang menjalar dengan kecepatan tinggi, memiliki panjang gelombang yang sangat panjang dan periode yang lama, dipicu oleh gangguan impulsif di dasar laut .
PENYEBAB TIMBULNYA TSUNAMIAktivitas vulkanik Gempa bumi bawah laut
Faults: Dip Slip
Longsoran bawah laut
Tumbukan benda luar angkasa
I . Kondisi awal /(dislokasi di dasar laut) II. Terbentuk gelombang tsunami
III. Pembesaran gelombang tsunami IV. Run-up (limpasan ke daratan)
Mekanisme pembangkitan tsunami
di daerah subduksi
Post processing
Processing (running program)
Pre processing
Pembuatan file input data kedalaman laut dan ketinggian daratan
Luas daerah kajian
Menentukan batas daerah kajian
SRTM
Data topografi & batimetri&
Pengolahan data topografi dan garis
pantai
Menginterpolasi data topo+gp+bati
Menampilkan data numerikPenyimpanan data
domain (.txt)
Mulai
Pengumpulan data
Memasukkandata batimetri
Pembuatan gambar data batimetri
Pembentukan inisial model
Pembuatan pusat gempa
Penyelesaian model numerik imamura
Data tinggi dan waktu tempuhpenjalaran gelombang tsunami
hm ~ hr
Running listing program Imamura
Verifikasi hasil pemodelan
Visualisasi penjalaranGelombang tsunami
Selesai
Memasukkanparameter
bidang sesar
}
Konsep numerik TUNAMI N1
A. Penentuan Pusat gempa
Lokasi Domain Jarak GridDX=DY
Ukuran Grid Koordinat
SUMATERA BARAT A 810 540 × 630 97,94o - 101,98 BT
0,085o - 4,80o LS
Domain daerah tinjauan
B. Initial Condition
Parameter sesar sumber gempa
Kejadian Xo Yo M HH D L W TH DL RD
Skenario 1 99,3 -3,3 7,5 10 1,81 62 31 135 100 80
Skenario 2 99,3 -3,3 8,0 10 3,225 111 55 135 100 80
Skenario 3 99,3 -3,3 8,5 10 9,09 313 156 135 100 80
di mana: Xo Longitude Epicenter (deg), Yo Latitude Epicenter (deg), M Magnitude (Mw), HH Focal depth (km), D Dislocation (m), L Panjang fault (km), W Lebar fault (km), TH Strike (derajat),
DL Dip (derajat) dan RD Slip (derajat).
C. Program linier penjalaran gelombang tsunami
Data Batimetri & Topografi
Input parameter fault & ukuran grid masing-masing Input parameter fault & ukuran grid masing-masing domaindomain
Penetapan total time model, yaitu 3 jam (10800 detik)Penetapan total time model, yaitu 3 jam (10800 detik) Penentuan titik pasang surut tsunamiPenentuan titik pasang surut tsunami
titik 1 titik 1 Sungai Limau Sungai Limau (S 0,51 E 100,05)titik 2 titik 2 Pariaman Tengah Pariaman Tengah(S 0,65 E 100,09)titik 3 titik 3 Ketaping Ketaping (S 0,80 E 100,27)
Penyajian grafik pasang surut
Mengkorversi data (.txt) menjadi (.bmp)
Mengkorversi data (.bmp) menjadi (.avi)
Video animasi penjalaran tsunami
Membuat profil pantai
Data skenario pemodelan tinggi dan waktu tempuh penjalaran gelombang tsunami
No. Nama Lokasi
Koordinat LokasiSkenario (Mw)
7.5 8 8.5
Lintang (LS)
Bujur (BT)
Tinggi (m)
Waktu(detik)
Tinggi (m)
Waktu(detik)
Tinggi (m)
Waktu(detik)
1 Sungai Limau 0,51 100,05 0,08 4166 0,31 2234 3,09 3057
2 Pariaman Tengah 0,65 100,09 0,11 3766 0,23 1838 3,85 2659
3 Ulakan 0,71 100,17 0,05 3801 0,21 1841 4,50 2545
Pemodelan Tsunami Mw 7,5 Pemodelan Tsunami Mw 8
Pemodelan Tsunami Mw 8,5 Profil pantai
Pemodelan Tsunami Mw 7,5 Pemodelan Tsunami Mw 8
Pemodelan Tsunami Mw 8,5 Profil pantai
Pemodelan Tsunami Mw 7,5 Pemodelan Tsunami Mw 8
Pemodelan Tsunami Mw 8,5 Profil pantai
Di daerah pembangkitan, gelombang tsunami menunjukan perubahan ketinggian muka air positif dan negatif dengan lembah gelombang
mengadap daerah pantai barat Pulau Mentawai. Skenario Mw 7,5 Skenario Mw 8 Skenario Mw 8,5
Simulasi model menghasilkan data matrik ketinggian muka air di daerah kajian untuk langkah waktu yang telah ditentukan besarannya. Dalam hal ini, pencetakan hasil dibuat tiap 20 detik satu data. Dengan demikian, selama kurun waktu 3 jam
atau 10.800 detik akan dihasilkan data sejumlah 540 file.
1000 dt setelah gempabumi 4200 dt setelah gempabumi
Skenario Mw 7,5
Skenario Mw 8
1000 dt setelah gempabumi
2240 dt setelah gempabumi
5000 dt setelah gempabumi
Skenario Mw 8,5
500 dt setelah gempabumi
2300 dt setelah gempabumi
3060 dt setelah gempabumi
KESIMPULANPada daerah tinjauan pasang surut tsunami, (setelah terjadi
gempa bumi dan sebelum terjadinya tsunami mencapai pantai) terjadi penurunan muka air laut.
Tinggi gelombang tsunami paling besar skenario pemodelan Mw 8,5.
Daerah yang mengalami tinggi gelombang tsunami paling besar adalah Ketaping (4,50 m), selanjutnya disusul oleh Pariaman Tengah (3.85 m) dan terakhir Sungai Limau (3,09 m).
Daerah yang paling cepat dihantam gelombang tsunami adalah Ketaping (2545 detik), selanjutnya disusul oleh Pariaman Tengah (2659 detik), dan terakhir Sungai Limau (3057 detik).
Bentuk geometri dan profil pantai juga mempengaruhi tinggi gelombang tsunami yang menerjang pantai daerah tinjauan.
ANIMASI PENJALARAN GELOMBANG TSUNAMI
Gempa Besar dengan Magnitude Mw >7
Lokasi di LautKedalaman
dangkal < 40km.
Terjadi deformasi vertikal dasar laut
Karakteristik TsunamiKarakteristik Tsunami
Panjang gelombangnya lebih panjang dibandingkan dengan kedalaman laut
Kecepatan gelombang tergantung pada kedalaman air pusat terjadinya gangguan seismik, kecepatan gelombang bisa mencapai 900 km/jam (560 mile/jam dan melambat sampai kira-kira 50 km/jam (31 mile/jam) saat gelombang mencapai pantai
Waktu tempuh penjalaran tergantung pada jarak dari pusat gempa ke pantai
Dampak umumnya ditandai dengan surutnya air pada batas normal yang menandakan kedatangan gelombang raksasa.
Tinggi gelombang tsunami bisa mencapai 30 m (yang pernah tercatat
UTMUTM “UNIVERSAL TRANSVERS MERCATOR”
(SILINDER MELINTANG MERCATOR)
Jarak antar 2 garis bujur = 6 derajat ZonaIndonesia berada di zona 46-54 (sumatera barat zona 47)
CIRI-CIRI PROYEKSI UTM Proyeksi bekerja pada setiap bidang Elipsoide yang dibatasi cakupan garis
meridian dengan lebar 6º yang disebut Zone.ZONE :Penomoran Zone merupakan suatu kesepakatan yang dihitung dari Garis Tanggal Internasional (IDT) pada Meridian 180º Geografi ke arah Barat - Timur, Zone 1 = 180ºW sampai dengan 174ºW). Wilayah Indonesia dilingkup oleh Zone 46 sampai dengan Zone 54 dengan kata lain dari Bujur 94º E(ast) sampai dengan 141 E(ast)
Proyeksi garis Meridian Pusat (MC) merupakan garis lurus vertical pada tengah
bidang proyeksi.
Proyeksi garis lingkar Equator merupakan garis lurus horizontal di tengah bidang Proyeksi.
CIRI-CIRI PROYEKSI UTM Grid merupakan perpotongan garis-garis yang sejajar dengan dua garis proyeksi
pada butir 2 dan 3 dengan interval sama. Jadi, garis pembentuk grid bukan hasil proyeksi dari garis Bujur atau garis Lintang Elipsoid (kecuali garis Meridian Pusat dan Equator).
Faktor skala garis (scale factor) di Pusat peta adalah 0.9996, artinya garis horizontal di tanah pada ketinggian muka air laut, sepanjang 1 km akan diproyeksikan sepanjang 999.6 m pada Peta. Catatan : Faktor skala tidak sama dengan skala peta.
Penyimpangan arah garis meridian terhadap garis utara Grid di Meridian Pusat = 0º, atau garis arah Meridian yang melalui titik diluar Meridian Pusat tidak sama dengan garis arah Utara Grid Peta, simpangan ini disebut Konfergensi Meridian. Dalam luasan dan skala tertentu tampilan simpangan ini dapat diabaikan karena kecil (tergantung posisi terhadap garis Ekuator).
Persamaan Gerak gelombang tsunami diekspresikan dengan Teori Gelombang Perairan Dangkal (Dean dan
Dalrymple, 1984)
zyxxP
zuw
yvv
xuu
tu xzxyxx
11
zyxyP
zuw
yvv
xuu
tu yzyyxy
11
01
zPg
Dengan mengintegrasikan persamaan di atas dari dasar sampai permukaan menggunakan aturan Leibnitz, diperoleh persamaan di bawah yang terintegrasi (Imamura, 1994)
2
2
2
22
yM
xMA
xgD
DMN
yDM
xtM x
2
2
2
22
yN
xNA
ygD
DN
yDMN
xtN x
Persamaan kontinuitas
0
yN
xM
t
h
huudzM )(
h
hvvdzN )(
Persamaan gelombang suku linier
0
yN
xM
t
0
xgH
tM
0
ygH
tN
GRID
DOMAIN