Docsity
Docsity

Prepare for your exams
Prepare for your exams

Study with the several resources on Docsity


Earn points to download
Earn points to download

Earn points by helping other students or get them with a premium plan


Guidelines and tips
Guidelines and tips

Evaluating Climate Models for Indonesian Rainfall: Agricultural Applications, Assignments of Climatology

The evaluation of climate prediction models for agricultural applications, focusing on rainfall patterns in indonesia. It delves into the use of relative operating characteristic (roc) and relative operating level (rol) curves to assess the reliability of climate predictions. Data from case studies analyzing rainfall patterns in indonesia, highlighting the strengths and limitations of different models in predicting above-normal and below-normal rainfall conditions. It discusses the importance of accurate climate predictions for agricultural planning and decision-making, particularly in regions susceptible to climate variability.

Typology: Assignments

2022/2023

Available from 04/05/2025

noel-easton
noel-easton 🇮🇩

1 document

1 / 5

Toggle sidebar

This page cannot be seen from the preview

Don't miss anything!

bg1
METODE ANALISIS KEANDALAN MODEL PREDIKSI
Penggunaan model prediksi iklim sangat diperlukan pada era di mana iklim mengalami
perubahan dan sering terjadi pergeseran musim, terutama pergeseran musim kering dan basah.
Dalam bidang pertanian, kedua musim tersebut sangatlah penting karena kesalahan menanam
pada musim tertentu akan berakibat pada pengurangan ataupun kegagalan hasil panen (Sumarni
dan Syabuddin 2016). Pembuatan prediksi iklim dapat dijalankan menggunakan dua
pendekatan, yaitu pendekatan empirik dan pendekatan dinamik, di mana keduanya dapat
digunakan bersamaan ataupun hanya digunakan salah satu saja. Pendekatan empirik dijalankan
pada deret panjang data yang kemudian dianalisis dengan metode statistik, sedangkan metode
dinamik dijalankan dengan pemodelan fisika dari interaksi atmosfer (Sarvina dan Surmaini
2018).
Sudah banyak model prediksi iklim yang digunakan saat ini, akan tetapi diperlukan
evaluasi model iklim yang digunakan untuk melihat nilai skill atau keandalan dari prediksi
yang dilakukan. Terdapat beberapa metode yang dapat digunakan untuk mengevaluasi
keandalan prediksi iklim. Dua di antaranya adalah kurva relative operating characteristic
(ROC) dan relative operating level (ROL). Keduanya dilakukan dengan cara membandingkan
antar-rasio yang didapatkan, baik itu rasio hit rate, false alarm rate, correct alarm ratio, dan
miss ratio. Adapun ROC merupakan kurva dari nilai hit rate dan false alarm rate, sedangkan
ROL dihitung menggunakan nilai correct alarm ratio dan miss ratio. Kedua metode tersebut
digunakan dalam semua nilai peluang yang terjadi dari 0-100% (Ulfasari 2017). Rasio yang
diperoleh kemudian dijadikan grafik untuk menghitung nilai keandalan dari prediksi suatu hasil
prediksi.
CAR dan MR Sifat Hujan Hasil Observasi dan Simulasi bulan September - November
Korespondensi relative operating levels (ROL) ditentukan oleh vektor dua komponen
yang terdiri dari correct-alarm ratio (proporsi kasus di mana sebuah peristiwa terjadi setelah
peringatan) dan miss ratio (proporsi kasus di mana sebuah peristiwa terjadi setelah tidak ada
peringatan). Correct-alarm ratio dan miss ratio kemudian memberikan koordinat ruang ROL
dan secara kolektif (untuk set ambang batas pendefinisian kejadian) akan membentuk suatu
kurva yang dapat memberikan ukuran kemampuan model prakiraan untuk memprediksi bahwa
hasil prakiraan akan melebihi satu set ambang batas yang ditetapkan (Mason dan Graham
2002).
Tabel 1 Hasil perhitungan correct alarm ratio (CAR) dan missing ratio (MR) sifat hujan hasil
observasi dan simulasi bulan September - November (SON) 1950 - 1994
Nilai batas
peluang
Atas normal
Bawah normal
CAR
MR
CAR
MR
100
0.33
0.50
0.33
90
1.00
0.30
0.33
0.33
80
1.00
0.25
0.50
0.32
70
0.75
0.24
0.50
0.31
60
0.75
0.18
0.60
0.26
50
0.73
0.13
0.54
0.25
40
0.57
0.13
0.47
0.23
30
0.57
0.09
0.48
0.18
pf3
pf4
pf5

Partial preview of the text

Download Evaluating Climate Models for Indonesian Rainfall: Agricultural Applications and more Assignments Climatology in PDF only on Docsity!

METODE ANALISIS KEANDALAN MODEL PREDIKSI

Penggunaan model prediksi iklim sangat diperlukan pada era di mana iklim mengalami perubahan dan sering terjadi pergeseran musim, terutama pergeseran musim kering dan basah. Dalam bidang pertanian, kedua musim tersebut sangatlah penting karena kesalahan menanam pada musim tertentu akan berakibat pada pengurangan ataupun kegagalan hasil panen (Sumarni dan Syabuddin 2016). Pembuatan prediksi iklim dapat dijalankan menggunakan dua pendekatan, yaitu pendekatan empirik dan pendekatan dinamik, di mana keduanya dapat digunakan bersamaan ataupun hanya digunakan salah satu saja. Pendekatan empirik dijalankan pada deret panjang data yang kemudian dianalisis dengan metode statistik, sedangkan metode dinamik dijalankan dengan pemodelan fisika dari interaksi atmosfer (Sarvina dan Surmaini 2018). Sudah banyak model prediksi iklim yang digunakan saat ini, akan tetapi diperlukan evaluasi model iklim yang digunakan untuk melihat nilai skill atau keandalan dari prediksi yang dilakukan. Terdapat beberapa metode yang dapat digunakan untuk mengevaluasi keandalan prediksi iklim. Dua di antaranya adalah kurva relative operating characteristic (ROC) dan relative operating level (ROL). Keduanya dilakukan dengan cara membandingkan antar-rasio yang didapatkan, baik itu rasio hit rate, false alarm rate, correct alarm ratio, dan miss ratio. Adapun ROC merupakan kurva dari nilai hit rate dan false alarm rate, sedangkan ROL dihitung menggunakan nilai correct alarm ratio dan miss ratio. Kedua metode tersebut digunakan dalam semua nilai peluang yang terjadi dari 0-100% (Ulfasari 2017). Rasio yang diperoleh kemudian dijadikan grafik untuk menghitung nilai keandalan dari prediksi suatu hasil prediksi. CAR dan MR Sifat Hujan Hasil Observasi dan Simulasi bulan September - November Korespondensi relative operating levels (ROL) ditentukan oleh vektor dua komponen yang terdiri dari correct-alarm ratio (proporsi kasus di mana sebuah peristiwa terjadi setelah peringatan) dan miss ratio (proporsi kasus di mana sebuah peristiwa terjadi setelah tidak ada peringatan). Correct-alarm ratio dan miss ratio kemudian memberikan koordinat ruang ROL dan secara kolektif (untuk set ambang batas pendefinisian kejadian) akan membentuk suatu kurva yang dapat memberikan ukuran kemampuan model prakiraan untuk memprediksi bahwa hasil prakiraan akan melebihi satu set ambang batas yang ditetapkan (Mason dan Graham 2002). Tabel 1 Hasil perhitungan correct alarm ratio (CAR) dan missing ratio (MR) sifat hujan hasil observasi dan simulasi bulan September - November (SON) 1950 - 1994 Nilai batas peluang Atas normal Bawah normal CAR MR CAR MR 100 ∞ 0.33 0.50 0. 90 1.00 0.30 0.33 0. 80 1.00 0.25 0.50 0. 70 0.75 0.24 0.50 0. 60 0.75 0.18 0.60 0. 50 0.73 0.13 0.54 0. 40 0.57 0.13 0.47 0. 30 0.57 0.09 0.48 0.

Tabel 1 yang ditampilkan di atas merupakan data dari hasil perhitungan correct alarm ratio (CAR) dan missing ratio (MR) sifat hujan hasil observasi dan simulasi pada bulan September - November tahun 1950 - 1994 yang direpresentasikan dalam nilai batas peluang berdasarkan nilai ambang atas normal dan bawah normal. Rentang prakiraan probabilistik yang dioptimalkan dengan menggunakan nilai ambang atas dan bawah normal CAR-MR memiliki nilai antara 0 dan 1, di mana 1 berarti prakiraan yang sempurna (Boelee et al. 2018). Nilai batas peluang yang memiliki rentang antara 0 - 100 digunakan sebagai acuan dalam pengambilan keputusan dan analisis prediksi kejadian. Nilai ambang atas normal pada CAR memiliki nilai terbawahnya sebesar 0,33 dengan nilai batas peluang 0 dan terus meningkat seiring meningkatnya peluang hingga akhirnya mencapai 100% dengan nilai CAR terdefinisi tak terhingga (∞). Hal ini berkebalikan dengan nilai MR yang memiliki nilai 0,33 pada persentase 100% dan nilai tak terhingga (∞). Nilai tak terhingga/tak terdefinisi (0/0) mungkin diperoleh karena alat ukur yang kurang mumpuni maupun kurang baiknya metode yang dipakai. Dalam nilai ambang bawah normal, CAR terendahnya berada pada nilai 0,33 dengan persentase 0% dan untuk persentase 100%, CAR memiliki nilai sebesar 0,50. Namun terdapat penurunan nilai CAR setelah mencapai persentase 60%. Untuk nilai MR pada nilai bawah normal, memiliki perlakuan yang sama dengan MR pada nilai atas normal. Data Sifat Hujan Hasil Observasi dan Simulasi bulan Maret - Mei Tabel 2 Data sifat hujan hasil observasi dan simulasi bulan Maret - Mei (MAM) 1950 - 1994 Tahun Obs Sim Peluang Tahun Obs Sim Peluang B N A B N A 1950 N B 70 20 10 1973 B A 10 10 80 1951 A A 10 10 80 1974 A A 0 40 60 1952 A N 30 50 20 1975 N N 60 30 10 1953 B N 0 70 30 1976 A B 50 50 0 1954 B A 10 20 70 1977 N B 30 60 10 1955 B B 70 20 10 1978 A N 40 20 40 1956 N B 50 40 10 1979 A A 20 20 60 1957 A B 40 60 0 1980 N A 40 20 40 1958 N N 20 50 30 1981 A N 20 50 30 1959 B B 50 40 10 1982 N A 10 50 40 1960 A N 30 40 30 1983 B A 0 30 70 1961 B A 0 10 90 1984 B B 100 0 0 1962 N A 0 10 90 1985 N N 30 20 50 1963 A B 70 30 0 1986 N A 10 30 60 1964 A A 10 40 50 1987 N N 30 30 40 1965 B B 70 20 10 1988 B B 50 50 0 1966 B B 60 20 20 1989 A N 20 50 30

plotting tingkat HR terhadap tingkat FAR untuk kriteria peringatan yang berbeda dan kemudian menyimpulkan area di bawah kurva. Transformasi skor ROC digunakan sehingga berkisar dari 100 (sistem peramalan yang sangat buruk) hingga 100 (sistem peramalan yang sempurna) dengan 0 berarti tidak ada keterampilan (Hounkpe et al. 2021). Kurva ROC Hujan Hasil Observasi dan Simulasi Periode Maret - Mei Gambar 1 Kurva ROC data hujan rata-rata hasil observasi dan simulasi bulan Maret - Mei tahun 1950 - 1994 Gambar 1 menampilkan grafik kurva relative operating characteristic (ROC) yang mengindikasikan tingkat prediktabilitas untuk kondisi curah hujan di atas normal pada periode Maret - Mei. Kurva ROC terlihat berada lebih dekat dengan garis diagonal, menunjukan tingkat prediktabilitas yang rendah. Prediksi tanpa skill ditunjukan oleh kurva yang jatuh pada garis diagonal (HR = FAR). Jika kurva ROC berada di bawah garis diagonal, model memiliki skill negatif yang menandakan lebih banyak penyimpangan prediksi daripada keberhasilannya (Kadarsah 2010). Hal ini mengindikasikan bahwa model memiliki kesulitan dalam memprediksi curah hujan di atas normal selama periode Maret - Mei dengan akurasi yang tinggi. Terdapat indikasi yang menunjukan skill dalam mensimulasikan curah hujan di bawah normal selama periode Maret - Mei, yang tercermin dalam posisi kurva yang berada di atas garis diagonal. Semakin jauh kurva ke arah pojok kiri atas (HR = 1 dan FAR = 0), maka semakin tinggi skill model, sehingga mampu memprediksi dengan akurat (Kadarsah 2010). Dapat disimpulkan bahwa hasil analisis menunjukkan skill prediksi pada kondisi bawah normal (BN) lebih baik dibanding atas normal (AN). DAFTAR PUSTAKA Boelee L, Lumbroso DM, Samuels PG, Cloke HL. 2018. Estimation of uncertainty in flood

forecasts—a comparison of methods. Journal Flood Risk Management. 12(1):1-14. Hounkpe J, Merz B, Badou FD, Bossa AY, Yira Y, Lawin EA. 2021. Potential for seasonal flood forecasting in West Africa using climate indexes. Journal Flood Risk Management. 12833 - 12845. Jurlina T, Baugh C, Pappenberger F, Prudhomme C. 2019. Flood hazard risk forecasting (FHRFI) for urban areas: The hurricane Harvey case study. Meteorological Applications. 27(1):1845-1854. Mason SJ, Graham NE. 1999. Conditional probabilities, relative operating characteristics, and relative operating levels. Weather and Forecasting. 14(5):713–725. doi:10.1175/1520- 0434(1999)014<0713:CPROCA>2.0.CO;2. Mason SJ, Graham NE. 2002. Areas beneath the relative operating characteristics (ROC) and relative operating levels (ROL) curves: Statistical significance and interpretation. RMetS. 128(584):2145–2166. Sarvina Y, Surmaini E. 2019. Penggunaan prakiraan musim untuk pertanian di Indonesia: Status terkini dan tantangan kedepan. Jurnal Sumberdaya Lahan. 12(1): 33- 48 Surmaini E, Hadi TW, Subagyono K, Puspito NT. 2015. Prediction of drought impact on rice paddies in West Java using analogue downscaling method. Indonesian Journal of Agricultural Science. 16(1): 21- 30. Ulfasari PM. 2017. On comparison of logistic regression and Multivariate Adaptive Regression Spline (MARS) in modeling poverty in Jakarta [skripsi]. Bogor: Institut Pertanian Bogor. Kadarsah K. 2010. Aplikasi ROC untuk uji kehandalan model HYBMG. Jurnal Meteorologi dan Geofisika. 11(2):33-43.