Available via license: CC BY 4.0
Content may be subject to copyright.
PRISMA FISIKA, Vol. 10, No. 2 (2022), Hal. 135 - 143 ISSN : 2337-8204
135
Variasi Harian Komponen H Medan Magnet Bumi Di Wilayah Ekuator
Pada Saat Badai Geomagnetik (Studi Kasus: 1 September 2019 dan 20
April 2020)
Tony Guswantob*, Hasanuddina, Riza Adriatb, Nata Miharjac
aProdi Fisika, FMIPA Universitas Tanjungpura, bProdi Geofisika, FMIPA Universitas Tanjungpura,
cBalai Pengamatan Antariksa dan Atmosfer Pontianak, LAPAN
*Email : tony.guswanto@student.untan.ac.id
(Diterima 21 Juni 2022; Disetujui 21 Juli 2022; Dipublikasikan 1 Agustus 2022)
Abstrak
Dampak aktivitas tidak beraturan di matahari dapat menimbulkan berbagai fenomena cuaca antariksa,
salah satunya badai geomagnetik. Badai geomagnetik yang terjadi di ruang lingkup wilayah ekuator bumi
dapat meningkatkan eksistensi arus cincin. Konsekuensinya, sistem arus ionosfer menjadi termodifikasi
dan berpotensi mengakibatkan perubahan secara impulsif pada nilai variasi harian komponen H medan
magnet bumi yang umumnya ditandai dengan penurunan tajam. Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah
untuk mengetahui variasi harian komponen H medan magnet bumi di wilayah ekuator pada saat badai
geomagnetik, tepatnya tanggal 1 September 2019 maupun 20 April 2020. Metode yang digunakan adalah
metode variasi harian medan magnet bumi dan analisis deskriptif kuantitatif. Penelitian ini menggunakan
data nilai komponen H medan magnet bumi dari Stasiun BPAA Pontianak–LAPAN beserta data aktivitas
geomagnetik, seperti indeks Kp, Dst, SYM-H, katalog IQD’s dan Top 50 Geomagnetic Storm. Berdasarkan hasil
analisis komparatif yang diperoleh dengan beragam jenis informasi aktivitas geomagnetik, teridentifikasi
bahwa kedua studi kasus merupakan badai berkekuatan kecil (Kpmax=5) hingga sedang (Dstmin>-50). Kedua
badai tersebut terjadi ketika fase minimum bintik matahari siklus Ke-24/Ke-25 dan berkaitan dengan CME.
Dalam kasus pertama, 1 September 2019, terjadi penurunan tajam pada parameter komponen dan
sebesar -66,8 nT dan -55,6 nT, sedangkan dalam kasus kedua, 20 April 2020, tercatat sebesar -143,5 nT
dan -186,7 nT. Masing-masing kasus memiliki tipe badai yang berbeda, yaitu 1 September 2019 tipe SG dan
20 April 2020 tipe SSC. Penelitian ini dapat dimanfaatkan pihak surveyor geofisika untuk mengidentifikasi
badai geomagnetik dan sebagai langkah awal untuk mitigasi dampak arus GIC akibat badai geomagnetik.
Kata Kunci : Komponen H, Medan magnet bumi, Badai geomagnetik, Aktivitas matahari
1. Latar Belakang
Cuaca antariksa adalah gambaran lingkungan
luar angkasa di dekat bumi yang dipengaruhi oleh
pancaran energi dan partikel-partikel bermuatan
dari matahari [1]. Intensitasnya bisa menjadi lebih
tinggi ketika aktivitas di Matahari tidak beraturan,
yaitu ditandai dengan timbulnya fenomena seperti
CME (Coronal Mass Ejection), CH (Coronal Holes),
Flare dan High Speed Solar Wind System (HS SWS).
Dalam kondisi tertentu, fenomena tersebut dapat
memicu terjadinya ketidakstabilan medan magnet
di lingkungan luar angkasa di sekitar bumi secara
dinamis dan mendadak, yaitu badai geomagnetik.
Pemantauan badai geomagnetik secara umum
dilakukan dengan menganalisis nilai komponen H
medan magnet bumi dari obsevatorium magnetik.
Di wilayah ekuator, gangguan yang muncul dalam
variasi harian komponen H medan magnet bumi
cenderung dipengaruhi arus cincin (ring current)
dan fenomena aktivitas matahari. Hal ini menjadi
bukti bahwa variasi harian komponen H medan
magnet bumi menggambarkan pola sesuai dengan
kondisi aktivitas di matahari [2] [3].
Pada dasarnya, arus cincin merupakan sistem
arus yang mengelilingi bumi pada wilayah ekuator
akibat partikel bermuatan mengalir dari timur ke
barat [4]. Manifestasi arus cincin dapat ditinjau
melalui indeks Dst, yaitu indeks aktivitas magnetik
untuk mengukur tingkatan badai geomagnetik.
Berdasarkan bentuk pola indeks Dst, badai
geomagnetik dikategorikan menjadi dua tipe,
yaitu Sudden Commencement (SC) dan Gradual
Storm (GS). Tipe SC ditandai dengan peningkatan
mendadak sesaat sebelum memasuki fase utama
badai akibat dipicu oleh CME, sedangkan tipe GS
tidak disertai tipe SC dan didorong oleh CH [3] [5].
Saat siklus matahari minimum, badai geomagnetik
lebih didominasi oleh pengaruh fenomena CH [6].
Badai geomagnetik sering terjadi pada saat musim
Ekuinoks Maret/April serta September/Oktober
dengan kekuatan yang kian besar [7].
Selama beberapa tahun terakhir, 1 September
2019 termasuk salah satu badai geomagnetik yang
berlangsung cukup lama yaitu memerlukan waktu
berhari-hari untuk memulih, tetapi bukan sebagai
badai terkuat dan ini menjadi fitur utamanya [8].
Berbeda dengan badai geomagnetik 20 April 2020
PRISMA FISIKA, Vol. 10, No. 2 (2022), Hal. 135 - 143 ISSN : 2337-8204
136
yang diakibatkan oleh kekuatan CME yang relatif
tinggi selama fase aktivitas matahari minimum [9].
Fitur tersebut menjadi pertimbangan dasar untuk
dilakukannya penelitian ini dan diharapkan dapat
bermanfaat bagi pihak-pihak yang memerlukan.
2. Metodologi
Penelitian ini menggunakan data nilai
absolut komponen H medan magnet bumi
dengan resolusi pengambilan sampel (sampling
rate) sebesar satu detik [10]. Akuisisi data
tersebut diukur oleh stasiun MAGnetic Data
Acquisition System atau MAGDAS di Balai
Pengamatan Antariksa dan Atmosfer (BPAA)
Pontianak, satuan kerja Lembaga Penerbangan
dan Antariksa Nasional (LAPAN). Letak stasiun
ditampilkan dalam Gambar 1 dan koordinat
geografis/magnetik stasiun dideskripsikan pada
Tabel 1. Instrumen yang digunakan adalah
fluxgate magnetometer dengan tipe FRG-604RC,
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 1. Peta lokasi Stasiun BPAA Pontianak–
LAPAN (titik berwarna merah).
Tabel 1. Koordinat (geografis dan geomagnetik)
lokasi Stasiun BPAA Pontianak–LAPAN.
Stasiun
Geografis
Geomagnetik
Lat()
Lon()
Lat()
Lon()
Pontianak
(PTN)
-0.07
109.31
-9.75
181.96
Sumber: MAGDAS Map and Stations [11]
Gambar 2. Instrumen fluxgate magnetometer tipe
FRG-604RC (a) Data logger, (b) Sensor,
(c) Direction finder dan (d) pre-amp.
Data nilai absolut pada komponen H medan
magnet bumi harian mencakup 86.400 nilai
menyesuaikan sampling rate per-detik. Namun,
penelitian ini mengimplementasikan data
tersebut dalam resolusi per-menit, sehingga
perlu dirata-ratakan terlebih dahulu. Analisis
tiap kasus menggunakan data hari sebelum, saat
dan sesudah badai geomagnetik untuk menelaah
perbedaanya. Kasus pertama, yaitu tanggal 29-31
Agustus 2019 dan 1-4 September 2019.
Sedangkan kasus kedua, yaitu meliputi di kisaran
tanggal 17-24 April 2020. Aktivitas geomagnetik
telah dikaji di seluruh hari-hari tersebut.
Hari kejadian badai geomagnetik yang
dipilih sebagai bahan utama studi kasus telah
diverifikasi dengan indeks aktivitas geomagnetik
yaitu indeks Dst (Disturbance storm time), Kp (K-
planetary) dan SYM-H (indeks Dst per-menit)
dari World Data Center for Geomagnetism Kyoto,
Japan melalui https://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp.
Tingkat kejadian badai geomagnetik telah
diidentifikasi berdasarkan indeks Dst minimum
(Dstmin), seperti disajikan pada Tabel 2 dan hasil
klasifikasi kedua studi kasus dimuat padaTabel 3.
Tabel 2. Tingkat badai geomagnetik berdasarkan
indeks Dstmin (Disturbance storm time).
No
Badai Geomagnetik
Rentang (nT)
1
Lemah
-30> Dstmin >-50
2
Sedang
-50> Dstmin >-100
3
Kuat
-100> Dstmin >-200
4
Sangat kuat
-200> Dstmin >-300
5
Ekstrem
-300< Dstmin
Sumber: Loewe and Prölss [12]
Tabel 3. Daftar kejadian badai geomagnetik yang
terklasifikasi berdasarkan indeks Dstmin.
No
Tanggal
Dstmin
Badai
Geomagnetik
1
1 September 2019
-52 nT
Sedang
2
20 April 2020
-59 nT
Sedang
Sumber: WDC for Geomagnetism Kyoto [13]
Tabel 4. Tingkat badai geomagnetik berdasarkan
indeks Kp (K-planetary).
Kp
Desimal
Kp
G-
scale
Kp
Desimal
Kp
G-
scale
0o
0,00
G0
5-
4,67
G1
0+
0,33
G0
5o
5,00
G1
1-
0,67
G0
5+
5,33
G1
1o
1,00
G0
6-
5,67
G2
1+
1,33
G0
6o
6,00
G2
2-
1,67
G0
6+
6,33
G2
2o
2,00
G0
7-
6,67
G3
2+
2,33
G0
7o
7,00
G3
3-
2,67
G0
7+
7,33
G3
3o
3,00
G0
8-
7,67
G4
3+
3,33
G0
8o
8,00
G4
4-
3,67
G0
8+
8,33
G4
4o
4,00
G0
9-
8,67
G4
4+
4,33
G0
9o
9,00
G5
Sumber: GFZ Potsdam, Jerman [14]
(a)
(b)
(d)
(c)
Ekuator Magnetik
Ekuator Geografis
PRISMA FISIKA, Vol. 10, No. 2 (2022), Hal. 135 - 143 ISSN : 2337-8204
137
Tabel 5. Daftar kejadian badai geomagnetik yang
terklasifikasi berdasarkan indeks Kpmax.
No
Tanggal
Kpmax
G-scale
1
1 September 2019
5+
G1
2
20 April 2020
5-
G1
Sumber: GFZ Potsdam, Jerman [14]
Tabel 6. Faktor-faktor yang mempengaruhi variasi harian medan magnet bumi.
Faktor
Kelas
Dipilih dalam penelitian ini
1 September 2019
20 April 2020
Amplitudo siklus matahari
Aktivitas matahari tinggi
Aktivitas matahari rendah
Aktivitas
matahari rendah
Ke-24 [15]
Aktivitas
matahari rendah
Ke-25 [15]
Fase siklus matahari
Fase peningkatan (increasing)
Fase maksimum
Fase penurunan (decreasing)
Fase minimum
Tahun 2019 fase
minimum siklus
matahari Ke-24
[15]
Tahun 2020 fase
minimum siklus
matahari Ke-25
[15]
Aktivitas matahari dan
fitur antarplanet terkait
CME (Coronal Mass Ejection)
HSSW (High Speed Solar Wind)
CH (Coronal Hole)
CH-HSS (CH-High Speed Stream)
CH [16]
(CH-58+ [16])
CH-HSS [16][8]
HSSW [8]
CME [17] [9]
(ICME [9])
Tipe badai geomagnetik
Kecil, sedang, kuat dan hebat
Sedang [13]
Sedang [13]
Musim
Solstis Juni/Desember
Ekuinoks Maret/September
Ekuinoks
September
Ekuinoks
Maret
Waktu UT (Universal Time)
awal badai geomagnetik
Malam-Pagi
Siang-Sore
Malam-Pagi
Pagi-Siang
Sumber: Studi literatur
Selain itu, tingkat kekuatan badai geomagnetik
juga diidentifikasi berdasarkan indeks Kp seperti
pada Tabel 4, sedangkan hasil klasifikasi kedua
studi kasus dijelaskan pada Tabel 5.
Menurut laporan dari SpaceWeatherLive.com
fenomena badai geomagnetik pada kedua studi
kasus 1 September 2019 dan 20 April 2020,
terdaftar dalam katalog Top 50 Geomagnetic
Storm sebagai hari timbulnya badai geomagnetik
terkuat yang terpantau di sepanjang tahun 2019
dan 2020, yaitu masing-masing meraih posisi Ke-
3 dan Ke-7. Daftar katalog tersebut dapat diakses
melalui https://www.spaceweatherlive.com.
Berdasarkan hasil dari studi literatur yang
didapatkan, terindikasi faktor-faktor yang dapat
berkontribusi dalam memengaruhi variasi harian
medan magnet bumi, terutama pada studi kasus
yang dipertimbangkan. Faktor-faktor tersebut
ditabulasikan dalam Tabel 6.
Pada saat terjadinya badai geomagnetik,
variasi harian komponen H medan magnet bumi
dapat dihitung dengan metode Nava et al., 2016;
Kashcheyev et al., 2021 dan Imtiaz et al., 2020,
2021, seperti berikut:
dengan menggambarkan medan magnet
yang dihasilkan inti kerak bumi, menjelaskan
variasi harian medan magnet bumi saat kondisi
matahari tenang atau disebut dengan variasi
Solar quiet–Sq (Sq = <>), menggambarkan
gangguan yang diketahui bersumber dari sistem
arus magnetosfer akibat arus Chapman–Ferraro,
arus cincin dan arus ekor [18], sedangkan
dapat merepresentasikan variasi medan magnet
bumi akibat kontribusi dari gangguan ionosfer.
Untuk memperoleh variasi harian tenang
(Sq) medan magnet bumi, maka dihitung nilai
rata-rata dari variasi harian tenang komponen H
per-menit atau sebanyak lima hari paling
tenang di bulan tertentu. Tabel 7 mendeskirpsikan
daftar hari paling tenang secara magnetik yang
diakui secara internasional, yaitu disebut dengan
International Quiet Day’s (IQD’s).
Tabel 7. Katalog tanggal International Quiet Day’s
(IQD’s) yang dipilih untuk bahan analisis.
Tahun
Bulan
IQD’s
Hari (tanggal)
2019
Agustus
19
29
25
23
21
2019
September
20
19
26
22
11
2020
April
19
30
29
6
23
Sumber: GFZ Potsdam, Jerman [14]
Daftar katalog IQD’s tersebut diakses melalui
https://spaceweather.gfz-potsdam.de. Penelitian
ini juga mempertimbangkan lima hari paling
tenang menurut kelengkapan data dan pola [19].
Dalam hal ini, penjelasan tersebut dapat
diterapkan melalui persamaan berikut:
(1)
(2)
PRISMA FISIKA, Vol. 10, No. 2 (2022), Hal. 135 - 143 ISSN : 2337-8204
138
dengan merupakan nilai rata-rata dari lima
set variasi harian tenang medan magnet bumi
(IQD’s), merupakan data nilai absolut dari
komponen H per-menit yang dikalkulasi dengan
persamaan (3). Kemudian, adalah sampel
harian lima hari paling tenang (IQD’s), adalah
jumlah hari paling tenang (IQD’s) yang dianalisis
dan = 1 hingga 1440 menit.
Nilai dihitung dengan persamaan
berikut:
diketahui merupkan nilai absolut komponen
H medan magnet bumi beresolusi per-menit dan
merupakan nilai baseline dari komponen H
medan magnet bumi beresolusi per-jam yang
didapatkan dari perhitungan melalui persamaan
(4) berikut:
diketahui , , dan merupakan
nilai absolut komponen H medan magnet bumi
resolusi per-jam yang telah dirata-ratakan
terlebih dahulu, di jam 22:00 UT, 23:00 UT, 00:00
UT dan 00:00 UT, serta = 1 hingga 1440 menit.
Nilai variasi harian tenang (Sq) medan
magnet bumi, selanjutnya dilakukan proses
koreksi variasi non-siklik yang dihitung dengan
persamaan (5):
dengan merupakan koreksi variasi non-
siklik medan magnet bumi dan merupakan
nilai dari komponen H medan magnet bumi
absolut sewaktu jam 00:00 UT [20]. Kemudian
variasi harian tenang per-jam yang dikoreksi
dapat dinyatakan sebagai:
dengan merupakan variasi harian tenang,
merupakan nilai yang diperoleh dari
kalkulasi dengan persamaan (5) dan = 1 hingga
1440 menit.
Untuk mengestimasi gangguan yang
didorong oleh arus magnetosfer atau dinyatakan
dengan dapat dihitung menggunakan
persamaan berikut:
-
SYM-H merupakan indeks aktivitas geomagnetik
yang resolusi per-menit, merupakan dip
latitude magnetik dari observatorium adalah
PTN = -9,75. Diasumsikan, bahwa kontribusi
paling besar pada komponen H di siang hari
berasal dari arus cincin. Oleh karena itu,
digunakan indeks SYM-H maupun dip latitude
observatorium untuk menormalisasi efek dari
arus cincin yang membelit pada ekuator bumi.
Estimasi gangguan asal ionosfer dapat
dinyatakan:
-
Nilai komponen dan kemudian
diplot terhadap waktu UT (per-menit) secara
bersamaan dengan indeks Kp maupun SYM-H
pada tiap kasus, dan ditelaah berdasarkan fase
badai geomagnetik. Fase-fase kejadian badai
geomagnetik dipaparkan pada Gambar 3.
Gambar 3. Fase kejadian badai geomagnetik [21].
Secara sederhana, prosedur pada penelitian
ini dijelaskan dengan diagram alir, seperti yang
terepresentasikan dalam Gambar 4.
Gambar 4. Diagram alir proses analisis penelitian.
Fase
Awal
Fase
Utama
Fase
Pemulihan
Awal
Fase
Pemulihan
Akhir
Mulai
Studi literatur
Investigasi hari dengan badai geomagnetik
Katalog Top 50
Geomagnetic Storm
Indeks
Dst, Kp, dan SYM-H
29-31 Agustus 2019
1-4 September 2019
17-24 April 2020
Nilai komponen H
medan magnet bumi
(per-menit)
Perhitungan variasi harian
komponen H medan magnet bumi
Analsis berdasarkan fase
kejadian badai geomagnetik
Selesai
i
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
PRISMA FISIKA, Vol. 10, No. 2 (2022), Hal. 135 - 143 ISSN : 2337-8204
139
3. Hasil dan Pembahasan
Plot grafik nilai komponen maupun
secara komprehensif ditampilkan pada Gambar 5
untuk studi kasus 1 September 2019, sedangkan
hasil dari studi kasus 20 April 2020 ditampilkan
pada Gambar 6. Masing-masing grafik dilengkapi
fase-fase badai geomagnetik sesuai fluktuasinya.
Fase Awal
Fase Utama
Fase
Pemulihan Awal
Fase
Pemulihan Akhir
Fase Utama
Fase Pemulihan Awal
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
PRISMA FISIKA, Vol. 10, No. 2 (2022), Hal. 135 - 143 ISSN : 2337-8204
140
Gambar 5. Variasi harian komponen H medan magnet bumi dan parameter aktivitas geomagnetik studi
kasus 1 September 2019, (a) Komponen ; (b) Indeks SYM-H; (c) Indeks Kp; (d) komponen
1 September 2019; (e) indeks SYM-H 1 September 2019 dan (f) indeks Kp 1 September 2019.
Fase Awal
Fase Pemulihan Awal
Fase Utama
Fase Awal
Fase Utama
Fase
Pemulihan Awal
Fase
Pemulihan Akhir
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
PRISMA FISIKA, Vol. 10, No. 2 (2022), Hal. 135 - 143 ISSN : 2337-8204
141
Gambar 6. Variasi harian komponen H medan magnet bumi dan parameter aktivitas geomagnetik studi
kasus 20 April 2020 (a) Komponen ; (b) Indeks SYM-H; (c) Indeks Kp; (d) Komponen 20
April 2020; (e) Indeks SYM-H 20 April 2020 dan (f) Indeks Kp 20 April 2020.
3.1. Studi Kasus 1 September 2019
Badai geomagnetik yang terjadi pada tanggal
1 September 2019 merupakan kelanjutan dari
badai geomagnetik tanggal 31 Agustus 2019 yang
timbul akibat pengaruh terkait CH58+ (Coronal
Hole 58+). Hadirnya CH58+ diketahui berpotensi
mendorong aktivitas geomagnetik untuk
mengalami lonjakan. Hal demikian terjadi karena
CH58+ memancarkan aliran dari lubang korona
berkecepatan tinggi atau Coronal Holes High
Speed Streams–CH HSS [16]. Jika ditelaah dari
kecepatan angin surya yang dihasilkan, pada 1
September 2019 tercatat mencapai kecepatan
tertinggi hingga lebih dari 800 km/s [8] [16].
Berdasarkan kategori tingkat kekuatan badai
geomagnetik 1 September 2019, tercatat meraih
skala geomagnetik atau G-Scale dengan kelas G2
yang termasuk badai sedang. Sedangkan G-Scale
pada 31 Agustus 2019 terekam memiliki kelas G1
yang merupakan badai kecil [16]. Sama halnya
dengan identifikasi tingkat badai dari indeks Dst,
pada 1 September 2019, diindikasikan sebagai
badai sedang, seperti dijelaskan dalam Tabel 3.
Jika dikarakterisasi berdasarkan pola indeks
Dst, studi kasus pada 1 September 2019 dapat
diindikasikan sebagai badai geomagnetik dengan
tipe bertahap atau disebut Gradual Storm–GS.
Badai geomagnetik tipe GS dicirikan mempunyai
masa fase pemulihan yang cenderung terus
berlangsung selama beberapa hari [5] [22]. Fase
pemulihan merupakan fase ketika parameter
geomagnetik (indeks Dst) telah melalui fase
utama badai, kemudian beralih kembali ke fase
pra-badai. Hal tersebut juga bisa digambarkan
melalui indeks SYM-H, sebagaimana termuat
dalam Gambar 5 (b).
Gambar 5 (a) jelas merepresentasikan
adanya peningkatan pada komponen dan
semasa di fase awal badai geomagnetik (31
Agustus 2019). Capaian intensitas maksimum di
kedua parameter tersebut menunjukkan
perbedaan yang signifikan jika dibandingkan
dengan hari sebelum terjadinya badai
geomagnetik di tanggal 29-30 Agustus 2019.
Selain itu, teramati fluktuasinya menyimpang
pola Sq dan mempunyai struktur yang tidak
beraturan. Diketahui bahwa keadaan ini
merupakan efek dari arus Chapman-Ferraro
akibat kontraksi magnetosfer [23]. Beberapa jam
sesudahnya, komponen dan (31 Agustus
2019) tampak mengalami penurunan tajam
pukul 11:51-12:30 UT, yaitu sebesar -66,8 nT di
komponen , sedangkan sebesar -55,6 nT
dan kemudian meningkat secara berangsur.
Peningkatan ini berjalan hingga 1 September
2019 layaknya sedang dalam proses pemulihan.
Penurunan kembali terjadi pada komponen
dan di tanggal 1 September 2019, saat
pukul 05:32-07:33 UT, sebagaimana dalam
Gambar 5 (c). Masing-masing meraih intensitas
minimumnya sebesar -61,6 nT dan -116,2 nT
yang dikategorikan sebagai fase utama badai
geomagnetik. Penurunan intensitas komponen
sangat bergantung dengan eksistensi arus cincin
atau ring current. Arus cincin adalah medan
listrik yang membelit ekuator bumi. Pada saat
eksistensi arus cincin turun, maka komponen
dan akan menjalani fase pemulihan awal,
hingga ditutup dengan fase pemulihan akhir [24].
3.2. Studi Kasus 20 April 2020
Badai geomagnetik yang terjadi pada tanggal
20 April 2020 diketahui merupakan badai
pertama yang hadir di tahun 2020. Stasiun
Geofisika kelas I Jayapura memverifikasi bahwa
kenaikan aktivitas geomagnetik pada 20 April
2020 merupakan badai dengan kekuatan kecil
[25]. Timbulnya badai geomagnetik ini didorong
oleh lontaran massa korona antarplanet, yaitu
Interplanetary Coronal Mass Ejection–ICME dan
eskalasi densitas angin surya (solar wind).
Keberadaan ICME sebelumnya telah diamati
menggunakan satelit Solar Orbiter yang
mengindikasikan adanya guncangan akibat CME
pada 19 April 2020. Kemudian, pada 20 April
2020 guncangan tersebut berhasil direspons
oleh satelit Wind Spacecraft [9]. Tinggnya
kecepatan dan densitas angin surya 20 April
2020 memicu terjadinya badai geomagnetik [17].
Dari indikator kekuatan badai geomagnetik
indeks Kp, tercatat bahwa pada 20 April 2020
memperoleh G-Scale kelas G1 yang tergolong tipe
badai kecil [9]. Berbeda dengan indeks Dst, 20
April 2020 menjadi hari yang menghasilkan tipe
badai sedang. Diamati dari pola indeks Dst, kasus
tersebut menunjukkan pola badai geomagnetik
secara mendadak (Sudden Storm Commencement–
SSC) yang umumnya berciri terjadi penurunan
sangat impulsif pada indeks Dst atau bisa ditinjau
melalui pola indeks SYM-H dalam Gambar 6 (b).
Gambar 6 (a) merepresentasikan bahwa
studi kasus 20 April 2020, pola grafik komponen
maupun hampir selaras terhadap variasi
Sq. Sejak tiga hari sebelum badai geomagnetik
terjadi, yaitu 17-19 April 2020, kedua parameter
tersebut berfluktuasi secara teratur. Tetapi, saat
memasuki tanggal 20 April 2020, terdeteksi
adanya kenaikan. Kenaikan ini diidentifikasi
sebagai fase awal badai. Ketika pukul 12:53 UT
(20 April 2020), ditemukan intensitasnya
menurun secara mendadak.
PRISMA FISIKA, Vol. 10, No. 2 (2022), Hal. 135 - 143 ISSN : 2337-8204
142
Komponen meraih intensitas minimumnya
sebesar -143,5 nT, sedangkan pada
teramati -186,7 nT dan keduanya adalah bagian
fase utama. Dalam variasi harian gangguan
ionosfer atau termanifestasi efek penetrasi
medan listrik cepat, atau Prompt Penetration of
Electric Field–PPEF dan juga terdapat efek
gangguan dinamo medan listrik, atau Disturbance
Dynamo Electric Field–DDEF [26]. Oleh karena itu,
faktor yang mempengaruhi bisa dijelaskan
dengan dua medan listrik tersebut. Di rentang
waktu 15:00-00:00 UT (20 April 2020), fase
pemulihan awal mulai berjalan hingga ditutup
dengan fase pemulihan akhir pada 21 April 2020.
4. Kesimpulan
Dari hasil analisis variasi harian komponen H
medan mangnet bumi selama badai geomagnetik,
yaitu pada 1 September 2019 dan 20 April 2020,
diketahui bahwa kedua badai ini merupakan efek
dari CME yang dilontarkan oleh matahari. Dalam
kedua kasus ini, perubahan intensitas komponen
dan menunjukkan pola yang beraturan
pada hari-hari sebelum terjadinya badai. Setelah
memasuki di fase awal, intensitasnya mengalami
peningkatan dan ketika masuk dalam fase utama
intensitasnya menurun secara impulsif. Beberapa
waktu kemudian intensitasnya bertahap melalui
fase pemulihan awal-akhir. Selain itu, terdapat
dua perbedaan utama dari kedua badai ini, yaitu
tipe badai geomagnetik. Badai 1 September 2019
diindikasikan sebagai badai tipe GS, sedangkan
badai 20 April 2020 sebagai badai tipe SSC.
5. Pengakuan
Terima kasih penulis ucapkan kepada
stasiun BPAA Pontianak–LAPAN yang telah
memfasilitasi data komponen H medan magnet
bumi, rekaman fluxgate magnetometer MAGDAS-
9, untuk meraih tujuan studi ini. Ucapan terima
kasih juga penulis sampaikan kepada kelompok
MAGDAS (Magnetic Data Acquisition System) dan
CPMN (Circum-pan Magnetometer Network) di
ICSWSE (International Center for Space Weather
Science and Education) atau dengan nama baru,
SERC (Space Environment Research Center) dari
Universitas Kyushu, Jepang.
Daftar Pustaka
[1] Jenkins, J.L., Observing The Sun: A Pocket
Field Guide, Springer, 2013.
[2] Russel, C.T., The solar wind interaction with
the Earth’s Magnetosphere: Tohnal
Departement of Earth and Space sciences
and Institudes of Geophysics and Space
physics of University California, 2006.
[3] Habirun, Korelasi Gangguan Geomagnet
Daerah Ekuator dengan Indeks Dst, 40-45,
Geomagnet dan Magnet Antariksa, 2013.
[4] Martiningrum, D.R., Purwono, A., Nuraeni, F.
dan Muhamad, J., Fenomena Cuaca
Antariksa Edisi Revisi, Pusat Sains Antariksa
LAPAN, 2012.
[5] Basavaiah, N., Geomagnetism: Solid Earth
And Upper Atmosphere Perspectives,
Springer, 2011.
[6] National Aeronautics and Space
Administration (NASA),
https://svs.gsfc.nasa.gov/4854, (accessed
30 September 2021).
[7] Space Weather Service (SWS) from Bureau
of Meteorology (BOM) Australia,
https://www.sws.bom.gov.au/Educational
/3/1, (accessed 30 September 2021).
[8] Luo, Y.; Chernogor, L.; Garmash, K.; Guo, Q.;
Rozumenko, V., and Zheng, Y., Dynamic
processes in the magnetic field and in the
ionosphere during the 30 August–2
September 2019 geospace storm: influence
on high frequency radio wave
characteristics, 39, 657-685, Annales
Geophysicae, 2021.
[9] O’Kane, J., Green, L.M., Davies, E.E., Möstl, C.,
Hinterreiter, J., Forstner,J.L.F.V., Weiss, A.J.,
Long, D.M., and Amerstorfer, L., Solar origins
of a strong stealth CME detected by Solar
Orbiter, Astronomy & Astrophysics Special
Issue, 2021.
[10] Yumoto, M. G. K., The step 210 magnetic
meridian network project, J. Geomagn.
Geoelectr, 1996.
[11] MAGnetic Data Acquisition (MAGDAS) Data
Server, http://magdas2.serc.kyushu-u.ac.jp,
(accessed 20 November 2020).
[12] Loewe, C. A., and Prölls, G.W., Classification
and mean behavior of magnetic storms, 102,
209-213, Journal of Geophysical Research A:
Space Physics, 1997.
[13] World Data Center for Geomagnetism
Kyoto, http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp,
(accessed 31 Desember 2020).
[14] Geoforschungszentrum (GFZ) German,
Helmholtz Centre Potsdam,
https://www.gfz-potsdam.de/en/kp-
index/, (accessed 1 Januari 2021).
[15] World Data Center, Sunspot Index and Long-
term Solar Observations (SILSO),
https://wwwbis.sidc.be/silso/taxonomy/t
erm/1, (accessed 28 Desember 2020).
[16] Space Weather Prediction Center (SWPC)-
National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA),
https://www.swpc.noaa.gov/news/g1-
watch-31-aug-g2-watch-1-sep-2019-utc-
days, (accessed 30 September 2021).
PRISMA FISIKA, Vol. 10, No. 2 (2022), Hal. 135 - 143 ISSN : 2337-8204
143
[17] Johari, N. I.; Hamidi, Z. S., and M Shariff , N.
N., Comparison Two Solar Flare Events Due
To Geomagnetic Storm and Its Effect to
Geomagnetism Induced Current Level (GIC),
Proceedings of the 2nd Physics and Materials
Science International Symposium (PhyMaS
2.0) AIP Conf, 2021.
[18] Imtiaz, Younas, H., and Khan, M., Response
of the low to mid-latitude ionosphere to the
Geomagnetic storm of September 2017, 38,
359-372, Annales Geophysicae, 2020.
[19] Talha, M., Murtaza, G., Rasson, J.L., Ahmed,
N., and Peerzada, M., Sq(H) field variations
at Sonmiani geomagnetic observatory
Pakistan for solar cycle 24, 67, 66-74,
Journal of Advances in Space Research, 2020.
[20] Matsushita, S. and Campbell, W. H., Physics
of geomagnetic phenomena, International
Geophysics Series, 1968.
[21] Kim, J., Hwang, J., Kim H., and Yi1, Y.,
Statistical Analysis of Pc1 Pulsations
Observed by a BOH Magnetometer, 31, 19-
27, Journal of Astronomy and Space Sciences,
2020.
[22] Gupta, A. K., Encyclopedia Of Solid Earth
Geophysics, Springer, 2011.
[23] Imtiaz, N., Ali, O. H., and Rizvi, H., Impact of
the intense geomagnetic storm of August
2018 on the equatorial and low latitude
ionosphere, Springer, 2021.
[24] Nava, B., Rodríguez-Zuluaga, J., Alazo-
Cuartas, K., Kashcheyev, A., Migoya-Orué1,
Y., Radicella1, S.M., Amory-Mazaudier, C.,
and Fleury R., Middle and low-latitude
ionosphere response to 2015 St.Patrick's
Day geomagnetic storm, 3421-3438, Journal
of Geophysical Research : Space Physics,
2016.
[25] Netty and Jambari, Badai Magnet 20 April
2020, Badan Meteorologi, Klimatologi, dan
Geofisika (BMKG) Jayapura,
https://stageof.jayapura.bmkg.go.id/popul
er/badai-magnet-20-april-2020, (accessed
30 September 2021).
[26] Kashcheyev, A., Migoya-Orué, Y., Amory-
Mazaudier, C., Fleury, R., Nava, B., Alazo-
Cuartas, K., and Radicella, S. M.,
Multivariable Comprehensive Analysis of
Two Great Geomagnetic Storms of 2015,
5000-5018, Journal of Geophysical Research
: Space Physics, 2018.
