PRAKIRAAN SUHU UDARA BULANAN DENGAN
METODE DISTRIBUSI NORMAL
(STUDI KASUS STAMET CURUG)
Udin Nasikhudin
Bidang Data dan Informasi Balai
Wilayah II Ciputat
ABSTRAK
Distribusi Normal
adalah model distribusi kontinyu yang paling penting dalam teori probabilitas. Data
yang digunakan dalam pembuatan distribusi normal ini digunakan data tahun 1980 sampai 2012 dari Stamet Curug yang
selanjutnya pada rentang tertentu yang mempunyai probabilitas paling tinggi digunakan
untuk membuat prakiraan. Dua parameter yang menentukan distribusi normal yaitu
rataan (ยต) dan standar deviasi (). Dalam makalah ini digunakan untuk menghitung nilai peluang suhu udara
rata-rata, maksimum absolut dan minimum absolut bulanan dan didapatkan nilai
peluang yang paling rendah sampai yang paling tinggi pada rentang tertentu.
Penentu kebijakan dalam mengambil keputusan yang diinginkan termasuk prakiraan
tentunya mencari peluang yang paling tinggi, selanjutnya dibandingkan dengan data real tahun 2013 (Fklim-71
dan WXREV), dari hasil verifikasi didapatkan ketepatan 91 % dan 100 %
Kata Kunci : Suhu Udara Rata-rata, Maximum Absolut,
Minimum Absolut, Distribusi Normal
1. PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Dalam
kehidupan di bumi ini suhu merupakan unsur cuaca penting bagi manusia, hewan,
maupun tumbuhan selain unsur-unsur cuaca yang lain. Suhu udara juga
menentukan bagaimana makhluk tersebut dapat beradaptasi dengan lingkungannya.
Kita
dapat memprakirakan suhu udara dengan memanfaatkan metode statistika yang
dianggap cukup efektif untuk memprakirakan suhu udara, seperti penentuan
probabilitas menggunakan metode distribusi.
Distribusi
teoritis dalam menentukan nilai probabilitas ada beberapa macam, yaitu
Distribusi Binomial, Distribusi Poisson, Distribusi Normal atau Distribusi Z,
Distribusi t, Distribusi F, Distribusi Chi Square, dan sebagainya.
Distribusi-distribusi tersebut digunakan sesuai dengan bahan serta data yang
akan diolah dan akan dicari nilai probabilitasnya. Untuk mencari probabilitas
suhu udara dapat digunakan distribusi normal.
1.2
Tujuan
1.
Mengaplikasikan model prakiraan suhu udara
rata-rata bulanan.
2.
Mengaplikasikan model prakiraan suhu udara
maksimal bulanan.
3.
Mengaplikasikan model prakiraan suhu udara
minimum bulanan.
4.
Mengaplikasikan model prakiraan suhu
udara bulanan baik rata-rata, maksimum absolut maupun minimum absolut dengan
data real (Fklim-71 dan WXREV) sehingga diperoleh hasil verifikasinya.
1.3
Data
Data
yang digunakan yaitu data suhu udara rata-rata bulanan, suhu udara maksimum absolut bulanan dan suhu udara minimum absolut bulanan dari tahun
1980 sampai 2012 dari Stasiun Meteorologi Curug yang ada pada
Balai Besar Meteorologi dan Geofisika wilayah II Ciputat, sedangkan untuk memverifikasi digunakan prakiraan suhu udara dari
hasil perhitungan metode distribusi normal dibandingkan dengan data real
(Fklim-71 dan WXREV tahun 2013).
1.4
Metodologi
Metode
prakiraan sebenarnya telah banyak dilakukan oleh banyak praktisi cuaca,
namun penulis mencoba membuat prakiraan dengan metode distribusi normal yang
diharapkan dapat digunakan untuk operasional prakirawan BMKG dengan cara
mencari
peluang suhu udara yang paling besar yang akan terjadi pada bulan-bulan
yang akan diprakirakan.
2. LANDASAN
TEORI
2.1 Suhu
Udara
Suhu
udara adalah ukuran energi kinetik rata-rata dari pergerakan molekul-molekul.
Suhu udara merupakan dampak dari adanya radiasi panas matahari yang diterima
oleh bumi pada saat malam hari selama sehari semalam (24 jam), satu minggu,
satu bulan, maupun satu tahun (12 bulan). Selama periode tersebut suhu udara
mengalami perubahan-perubahan yang disebut variasi. Perubahan sudut datang
sinar matahari menyebabkan terjadinya perbedaan harga suhu udara berbeda setiap
bulannya, namun untuk daerah ekuator tidak memiliki perbedaan yang besar
terhadap harga rata-rata tahunannya.
Suhu udara terbagi menjadi 3 macam,
yaitu :
a.
Suhu udara maksimum absolut
Suhu
udara maksimum absolut adalah nilai tertinggi dari suhu udara yang terukur
dengan alat termometer. Pada daerah ekuator biasanya nilai suhu udara maksimum
absolut terjadi beberapa saat setelah matahari melewati titik kulminasinya,
yaitu sekitar pukul 14.00 waktu setempat. Suhu maksimum absolut terbagi menjadi suhu udara maksimum harian,
suhu udara maksimum bulanan dan suhu udara rata-rata .
·
Suhu maksimum harian
Yaitu suhu tertinggi yang terjadi di waktu
sehari atau selama 24 jam.
·
Suhu maksimum bulanan
Yaitu suhu tertinggi yang tercatat di satu
bulan kalender didalam satu tahun.
b.
Suhu udara minimum absolut
Suhu
udara minimum absolut adalah nilai terendah dari suhu udara yang terukur dengan
alat termometer. Seperti suhu udara maksimum, suhu udara minimum absolut terbagi menjadi suhu minimum harian dan suhu
minimum bulanan.
·
Suhu minimum harian
Yaitu suhu terendah yang terjadi di waktu
sehari atau selama 24 jam.
·
Suhu minimum bulanan
Yaitu suhu terendah yang tercatat di satu
bulan kalender didalam satu tahun.
c.
Suhu udara rata-rata
Suhu udara rata-rata adalah
nilai rata-rata suhu udara rata-rata yang diamati selama
kurun waktu tertentu.
2.2 Distribusi
Normal
Distribusi
normal adalah model distribusi kontinyu yang paling penting dalam teori
probabilitas. Distribusi normal diterapkan dalam berbagai permasalahan.
Distribusi normal memiliki kurva berbentuk lonceng yang simetris. Dua parameter
yang menentukan distribusi normal adalah rataan dan standar deviasi.
Distribusi
normal pertama kali diperkenalkan oleh Abraham de Moivre dalam artikelnya pada
tahun 1733 sebagai pendekatan distribusi binomial untuk sampel besar. Istilah
kurva lonceng diperkenalkan oleh Jouffret pada tahun 1872 untuk distribusi
normal bivariat. Sementara itu istilah distribusi normal secara terpisah
diperkenalkan oleh Charles S. Pierce, Francis Galton,
dan Wilhelm Lexis sekitar tahun 1875.
3. PEMBAHASAN
3.1. Suhu Udara Rata-Rata Bulanan
Dari hasil perhitungan ternyata
peluang suhu udara rata-rata terbesar di wilayah Curug pada bulan Januari
sebesar 54 % dengan
rentang suhu udara 24-26 °C, pada bulan
Februari sebesar 54 % dengan rentang suhu udara 24-26 °C, pada bulan Maret sebesar 82 %
dengan rentang suhu udara 26-28 °C, pada bulan April sebesar 95 %
dengan rentang suhu udara 26-28 °C, pada bulan Mei sebesar 99 % dengan
rentang suhu udara 26-28 °C, pada bulan
Juni sebesar 91 % dengan
rentang suhu udara 26-28 °C, pada bulan
Juli sebesar 54 % dengan
rentang suhu udara 26-28 °C, pada bulan
Agustus sebesar 61 % dengan rentang suhu udara 26-28 °C, pada bulan September sebesar 90 % dengan rentang suhu udara 26-28 °C, pada bulan Oktober sebesar 96 % dengan rentang suhu udara 26-28 °C, pada bulan November sebesar 94 %
dengan rentang suhu udara 26-28 °C, pada bulan Desember sebesar 74 % dengan rentang suhu udara 26-28 °C.
Tabel 1. Distribusi Probabilitas Suhu
Udara Rata-Rata Bulanan
Suhu Udara (°C)
|
JAN
|
FEB
|
MAR
|
APR
|
MAY
|
JUN
|
22-24
|
7,90959E-05
|
5,9001E-06
|
2,61411E-10
|
3,69567E-13
|
4,96417E-19
|
1,18382E-18
|
24-26
|
0,541693921
|
0,5408488
|
0,1772271
|
0,043853148
|
0,006693466
|
0,088326904
|
26-28
|
0,458193618
|
0,459143045
|
0,822766401
|
0,956060784
|
0,993256267
|
0,911673095
|
28-30
|
3,33659E-05
|
2,25454E-06
|
6,49931E-06
|
8,60681E-05
|
5,02667E-05
|
7,89988E-10
|
30-32
|
1,77636E-15
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
JUL
|
AUG
|
SEP
|
OCT
|
NOV
|
DEC
|
4,73725E-10
|
4,96687E-12
|
1,62198E-09
|
1,09018E-12
|
3,9104E-12
|
4,44806E-08
|
0,481565232
|
0,385760523
|
0,095664125
|
0,030455962
|
0,05673464
|
0,25977527
|
0,518434766
|
0,614239476
|
0,903861721
|
0,969014166
|
0,943146999
|
0,740200135
|
8,42577E-10
|
2,382E-10
|
0,000474152
|
0,000529872
|
0,000118361
|
2,45508E-05
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
Untuk
mempermudah pembacaan, nilai probabilitas suhu udara rata-rata bulanan di daerah Curug
dapat disajikan dalam bentuk grafik sebagai berikut :
3.2.
Suhu
Udara Maksimum Absolut Bulanan
Dari
hasil perhitungan ternyata peluang suhu udara maksimum absolut terbesar di
wilayah Curug pada bulan Januari sebesar 67 % dengan rentang suhu
udara 32-34 °C, pada bulan Februari sebesar 62 % dengan rentang suhu udara 32-34 °C, pada bulan
Maret sebesar 51 % dengan
rentang suhu udara 34-36 °C, pada bulan
April sebesar 67 % dengan
rentang suhu udara 34-36 °C, pada bulan
Mei sebesar 56 % dengan
rentang suhu udara 34-36 °C, pada bulan
Juni sebesar 66 % dengan
rentang suhu udara 32-34 °C, pada bulan
Juli sebesar 52 % dengan
rentang suhu udara 32-34 °C, pada bulan
Agustus sebesar 69 % dengan
rentang suhu udara 34-36 °C, pada bulan
September sebesar 72 % dengan
rentang suhu udara 34-36 °C, pada bulan
Oktober sebesar 61 % dengan
rentang suhu udara 34-36 °C, pada bulan
November sebesar 68 % dengan
rentang suhu udara 34-36 °C, pada bulan
Desember sebesar 50 % dengan
rentang suhu udara 32-34 °C.
Tabel 2. Distribusi Probabilitas Suhu
Udara Maksimum Absolut Bulanan
Suhu Udara (°C)
|
JAN
|
FEB
|
MAR
|
APR
|
MAY
|
JUN
|
26-28
|
1,16795E-07
|
2,07916E-06
|
1,79551E-22
|
3,31164E-31
|
7,8795E-41
|
8,10844E-50
|
28-30
|
0,000734668
|
0,002476485
|
5,8733E-11
|
1,95984E-15
|
1,98595E-19
|
1,28927E-22
|
30-32
|
0,11612131
|
0,15226161
|
0,000680025
|
1,62201E-05
|
2,72368E-06
|
1,7528E-06
|
32-34
|
0,670977005
|
0,626733698
|
0,513908368
|
0,324979213
|
0,438089236
|
0,669481483
|
34-36
|
0,209520906
|
0,213451089
|
0,484885443
|
0,674423619
|
0,56189662
|
0,330516747
|
JUL
|
AUG
|
SEP
|
OCT
|
NOV
|
DEC
|
2,97699E-17
|
1,29161E-17
|
1,12523E-14
|
1,09644E-10
|
4,23905E-13
|
5,00433E-14
|
1,39613E-08
|
2,74695E-09
|
2,34582E-08
|
2,32905E-06
|
2,66658E-07
|
3,71427E-07
|
0,003054772
|
0,000689677
|
0,000501283
|
0,002459056
|
0,002022121
|
0,006969064
|
0,524969222
|
0,284872924
|
0,131502744
|
0,145671765
|
0,229033127
|
0,505851013
|
0,470003009
|
0,69503003
|
0,722479194
|
0,61705675
|
0,688769885
|
0,481363586
|
Untuk
mempermudah pembacaan, nilai probabilitas suhu udara maksimum absolut bulanan di daerah
Curug dapat disajikan dalam bentuk grafik sebagai berikut .
3.3. Suhu
Udara Minimum Absolut Bulanan
Dari
hasil perhitungan ternyata peluang suhu udara minimum absolut terbesar di
wilayah Curug pada bulan Januari sebesar 60 % dengan rentang suhu udara 20-22 °C, pada bulan Februari sebesar 64% dengan rentang suhu udara 20-22 °C, pada bulan Maret sebesar 63 % dengan
rentang suhu udara 20-22 °C, pada bulan
April sebesar 63 % dengan
rentang suhu udara 22-24 °C, pada bulan
Mei sebesar 58 % dengan
rentang suhu udara 20-22 °C, pada bulan
Juni sebesar 59 % dengan
rentang suhu udara 20-22 °C, pada bulan
Juli sebesar 46% dengan rentang suhu udara 20-22 °C, pada bulan
Agustus sebesar 52 % dengan
rentang suhu udara 18-20 °C, pada bulan
September sebesar 51 % dengan
rentang suhu udara 20-22 °C, pada bulan
Oktober sebesar 79 % dengan
rentang suhu udara 20-22 °C, pada bulan
November sebesar 70 % dengan
rentang suhu udara 20-22 °C, pada bulan
Desember sebesar 64% dengan rentang suhu udara 22-22 °C :
Tabel 3. Distribusi Probabilitas Suhu
Udara Minimum Absolut Bulanan
Suhu Udara
(°C)
|
JAN
|
FEB
|
MAR
|
APR
|
MAY
|
JUN
|
16-18
|
6,10984E-11
|
1,24388E-14
|
1,45401E-07
|
2,59416E-17
|
0,000884555
|
0,010822549
|
18-20
|
0,00100433
|
0,000141837
|
0,008584817
|
6,32495E-06
|
0,088727807
|
0,270199053
|
20-22
|
0,601054767
|
0,641547132
|
0,633193119
|
0,363236487
|
0,580434832
|
0,590978871
|
22-24
|
0,397785612
|
0,3583044
|
0,357284834
|
0,636634225
|
0,31685229
|
0,125795742
|
24-26
|
0,000155291
|
6,63139E-06
|
0,000937083
|
0,000122963
|
0,013069237
|
0,002171118
|
JUL
|
AUG
|
SEP
|
OCT
|
NOV
|
DEC
|
0,046645548
|
0,080991772
|
0,025978711
|
3,37176E-05
|
5,73761E-07
|
0,000383352
|
0,436602701
|
0,527481735
|
0,397040028
|
0,077174731
|
0,01653779
|
0,084328658
|
0,46056683
|
0,364686759
|
0,516758515
|
0,795012691
|
0,709937427
|
0,646472417
|
0,055080864
|
0,025585544
|
0,059629639
|
0,127670212
|
0,273098521
|
0,264246629
|
0,000630439
|
0,00014903
|
0,000480478
|
0,000108648
|
0,000425687
|
0,004566761
|
Untuk
mempermudah pembacaan, nilai probabilitas suhu udara minimum absolut bulanan di
daerah Curug dapat disajikan dalam bentuk grafik sebagai berikut :
Dari hasil perhitungan di atas maka peluang
yang paling besar dari distribusi normal suhu udara rata-rata, maksimum absolut
dan minimum absolut dijadikan sebagai nilai prakiraan sebagai mana tabel 4,
tabel 5 dan tabel 6 di bawah ini :
3.4. Hasil Verifikasi
Dari tabel verifikasi di atas ternyata metode
distribusi normal mempunyai ketepatan yang baik untuk prakiraan suhu rata-rata
bulanan, suhu maksimum absolut dan suhu minimum absolut dengan tingkat
ketepatan 91 – 100 %, hal ini tentunya dapat diterapkan sebagai pedoman
operasional prakirawan di unit-unit
pelaksana teknis/stasiun-stasiun BMKG.
4. KESIMPULAN
Dari hasil pembahasan
tadi maka dapat disimpulkan sebagai berikut;
·
Suhu udara bulanan baik suhu udara rata-rata, maksimum absolut
dan minimum absolut dapat diprakirakan dengan metode
distribusi normal dengan cara mencari probabilitas yang paling besar.
·
Distribusi normal merupakan
metode yang cocok untuk memprakirakan
suhu udara bulanan dari hasil verifikasi
tahun 2013 di Stamet Curug ternyata ketepatan bila menggunakan distribusi
normal dalam memprakirakan suhu udara rata-rata dan suhu udara maksimum absolut
bulanan sebesar 100 % sedangkan ketepatan dalam memprakirakan suhu minimum
absolut bulanan sebesar 91 %.
·
Meskipun nilai probabilitas lebih
kecil tetapi dalam menentukan kebijakan sebaiknya juga dipertimbangkan karena
bisa saja sewaktu-waktu terjadi.
DAFTAR PUSTAKA
1. Cornelius Trihendradi, Statistik Inferen Teori
Dasar & Aplikasinya.
Penerbit Andi
2. Supranto, J, 1991, Statistik Teori dan Aplikasi Jilid II, Penerbit Erlangga Jakarta
2. Supranto, J, 1991, Statistik Teori dan Aplikasi Jilid II, Penerbit Erlangga Jakarta