PENGARUH ORIENTASI MEDAN MAGNET ANTARPLANET PADA GANGGUAN GEOMAGNET DI LINTANG RENDAH (THE EFFECT OF INTERPLANETARY MAGNETIC FIELD ORIENTATION ON LOW LATITUDE GEOMAGNETIC DISTURBANCES)
Anton Winarko dan Anwar Santoso Pusat Sains Antariksa Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional Jl. Dr. Djundjunan 133 Bandung 40173 Indonesia e-mail: anton.winarko@lapan.go.id
Diterima 18 April 2016, Direvisi 23 Juni 2016, Disetujui 28 Juni 2016

## ABSTRACT
Interplanetary  Magnetic  Field  (IMF)  is  a  part  of  the  Solar  magnetic  field  that  is  carried  into interplanetary space by the solar wind. Based on previous study it is known that solar wind condition when reconnection occurs has important role on geomagnetic disturbance. This paper discusses low- latitude  geomagnetic  field  responses  to  various  condition  of  reconnection,  i.e.  when  north-south component of Interplanetary Magnetic Field (IMF Bz) was south-directed (<0) in long duration, IMF Bz switch  to  opposite  direction  after  reconnection,  and  neutral  IMF  Bz  (~0).  Case  studies  show  that precondition which IMF Bz<0 prompt more intense geomagnetic storm compared to IMF Bz ~0. At low latitude, precondition of IMF Bz <0 tend to trigger disturbance in the form of geomagnetic storm, while the  IMF  Bz~0  one  could  trigger  Sudden  Impulse.  Change  of  IMF  Bz  direction  after  reconnection affected recovery phase acceleration, that was on IMF Bz>0, recovery phase  took less time compared to IMF Bz<0.
Keywords: Geomagnetic disturbance, Reconnection, Interplanetary magnetic field Bz

## ABSTRAK
Medan  magnet  antarplanet  ( Interplanetary  Magnetic  Field /IMF)  adalah  medan  magnet  matahari yang  dibawa  oleh  angin  surya  dan  menjalar  dalam  ruang  antarplanet.  Berdasarkan  studi  sebelumnya diketahui  bahwa  kondisi  angin  surya  saat  terjadi  rekoneksi  amat  berpengaruh  terhadap  gangguan geomagnet  yang  terjadi.  Pada  makalah  ini  dibahas  respons  medan  geomagnet  di  lintang  rendah  pada berbagai kondisi rekoneksi yaitu pada saat komponen utara-selatan medan magnet antarplanet (IMF Bz) dominan selatan (IMF Bz<0) dalam durasi panjang, IMF Bz berbalik arah setelah rekoneksi, dan  IMF Bz cenderung netral (IMF Bz~0). Dari studi kasus menunjukkan bahwa prakondisi IMF Bz <0 mengakibatkan badai  geomagnet  yang  lebih  intens  dibandingkan  IMF  Bz~0.  Di  lintang  rendah,  prakondisi  IMF  Bz<0 cenderung mengakibatkan gangguan berupa badai geomagnet sedangkan IMF Bz~0 dapat memicu Sudden Impulse .  Perubahan  arah  IMF  Bz  yang  terjadi  setelah  rekoneksi  mempengaruhi  laju  fase  pemulihan ( recovery  phase ),  yaitu  pada  IMF  Bz>0,  fase  pemulihannya  cenderung  berlangsung  lebih  cepat dibandingkan saat IMF Bz<0.
Kata kunci: Gangguan geomagnet, Rekoneksi, Medan magnet antarplanet Bz

## 1  PENDAHULUAN
Cuaca  antariksa,  berdasarkan UU  No.  21  Tahun  2013,  penjelasan Pasal  11,  ayat  (2),  huruf  b,  adalah kondisi  di  matahari,  ruang  antara matahari  dan  Bumi,  magnetosfer,  serta ionosfer yang dapat mempengaruhi kondisi dan  kemampuan  sistem  teknologi  ruas antariksa ( space segment ) dan ruas Bumi ( ground  segment ).  Penelitian  mengenai cuaca  antariksa  merupakan  pokok kegiatan  di  Pusat  Sains  Antariksa LAPAN  untuk  mempelajari  sumber pembangkit,  mekanisme  proses  dan karakteristik  cuaca  antariksa  sehingga dapat  melakukan  mitigasi  dampaknya terhadap lingkungan Bumi.
Angin matahari ( solar wind ) adalah partikel bermuatan yang sebagian besar terdiri  dari  proton  dan  elektron  bebas (plasma)  dengan  energi  sekitar  1  keV, yang  mengalir  keluar  dari  matahari  ke segala  arah.  Dalam  kejadian  aktivitas matahari  tertentu  seperti Coronal  Mass Ejection (CME) atau Co-rotating Interaction Region (CIR),  energi  angin  surya  yang berinteraksi  dengan  magnetosfer  akan mengakibatkan perubahan topologi medan magnet Bumi, disertai perubahan energi magnet  menjadi  energi termal  dan energi mekanik, proses ini disebut rekoneksi.
Rekoneksi  terjadi  saat  medan magnet antarplanet ( Interplanetary Magnetic  Field /IMF)  yang  dibawa  angin
surya  mengarah  ke  selatan,  mengakibat- kan  partikel-partikel  plasma  masuk melalui  kutub  dan  menjalar  ke  lintang rendah. Dalam proses rekoneksi, kecepatan  dan  tekanan  plasma  Matahari secara  signifikan  berkorelasi  dengan variasi gangguan geomagnet dibandingkan densitas dan temperatur (Rathore et al. , 2014).  Keadaan  magnetosfer  sangat berpotensi  mempengaruhi  geomagnet dan  ionosfer,  memicu Geomagnetically Induced Currents (GIC) dan mengakibatkan saturasi  pada  transformator  jaringan listrik  (Pranoto,  2010).  Studi  baru-baru ini menggunakan metode analisis transformasi  Hilbert-Huang  menunjuk- kan  respons  frekuensi  transformator listrik  di  lintang  rendah  hingga  sebesar 3 mHz (Liu et al. , 2016).
Selain  dipengaruhi  kondisi  medan magnet  antarplanet,  terjadinya  rekoneksi juga  dipengaruhi  oleh  medan  magnet Bumi. Secara teori, medan magnet Bumi dibangkitkan  dari  sumber  internal  dan eksternal. Berdasarkan teori self excited geodynamo ,  sumber  internal  medan magnet Bumi dibangkitkan dari pergerakan inti Bumi. Sedangkan sumber  eksternal  medan  magnet  Bumi dibangkitkan  dari  interaksi  matahari- Bumi  (Olson et  al .,  2014).  Magnetosfer yang  berinteraksi  dengan  angin  surya mengakibatkan geometri garis gaya medan magnet  Bumi  tidak  simetris,  yaitu  sisi
siang akan lebih mampat, sedangkan sisi bagian  malam  lebih  terentang  sangat jauh sebagaimana ilustrasi pada
Gambar 1-1.
Gambar 1-1: Model magnetosfer T13. Kiri: pada kondisi  IMF  Bz  positif;  kanan: pada  IMF  Bz  negatif  dan  terjadi flare (Tsyganenko, 2013)
Di lintang rendah, indeks gangguan yang  lazim  digunakan  sebagai  indikator gangguan  geomagnet  diantaranya  Indeks Dst.  Indeks  Dst  merupakan  indikator gangguan geomagnet di ketinggian ionosfer dan  magnetosfer  akibat  pertumbuhan arus  cincin  yang  mempengaruhi  medan geomagnet  di  daerah  lintang  ekuator (Rastätter et  al .,  2013).  Stasiun-stasiun pengamatan  Dst  berada  pada  daerah  di sekitar lintang rendah-menengah seperti ditunjukkan pada Tabel 1-1.
Badai geomagnet merupakan gangguan  geomagnet  yang  berlangsung global , sehingga dapat diamati di seluruh stasiun pengamat. Adapun tingkatan kuat badai  geomagnet  berdasarkan  indeks
Dst  dapat  dikelompokkan  seperti  pada Tabel 1-2.
Studi  oleh  Liu et  al (2014) menyimpulkan,  badai  geomagnet  akan semakin  intens  apabila  diiringi  dengan kondisi medan magnet antarplanet yang cenderung  mengarah  ke  selatan  dalam waktu  yang  lama  dan  kuat.  Secara visual,  indikator  masuknya  angin  surya ke  dalam  magnetosfer  Bumi  dapat diamati  dengan  keberadaan  aurora  di kutub-kutub Bumi.
Selanjutnya,  gangguan  menjalar ke  lintang  menengah  dan  rendah  yang ditandai  dengan  perubahan  indeks gangguan geomagnet. Kondisi ini sekaligus mengindikasikan bahwa gangguan geomagnet
berlangsung
global . Studi sebelumnya oleh Boudouridis et al. (2003 dan 2004) telah dilakukan  untuk  menganalis  respons aurora  di  lintang  tinggi  terhadap berbagai  kondisi  angin  surya  saat rekoneksi.
Penelitian
tersebut menghasilkan kesimpulan bahwa tekanan  dan  orientasi  medan  magnet antarplanet angin surya sesaat sebelum terjadi  rekoneksi  dapat  mempengaruhi karakteristik fase badai geomagnet yang terjadi  di  lintang  tinggi.  Semakin  luas cakupan aurora maka hal ini mengindikasikan bahwa jumlah partikel yang masuk semakin banyak.
Tabel 1-1:  DAFTAR STASIUN DST
No  Nama Stasiun
Geografis
Lintang Dipol Geomagnet Bujur (BT) Lintang 1  Hermanus (Afsel) 19.22 o -34.40 o -33.3 o 2  Kakioka (Jepang) 140.18 o 36.23 o 26.0 o 3  Honolulu (USA) 201.98 o 21.32 o 21.1 o 4  San Juan (USA) 293.88 o 18.38 o 29.9 o
(sumber: Rastätter et al, 2013)

## Tabel 1-2 : KLASIFIKASI BADAI GEOMAGNET BERDASARKAN INDEKS DST
No  Kategori badai geomagnet Rentang indeks Dst 1 Lemah -30 nT ≥ Dst > -50 nT 2 Sedang -50 nT ≥ Dst > -100 nT 3 Kuat -100 ≥ Dst > -200 nT 4 Sangat kuat -200 ≥ Dst > -300 nT 5 Super badai Dst ≤ -300 nT
(sumber: Loewe and Prolls, 1997; Adekoya et al., 2012)
Gambar 1-2: Respons  aurora  berdasarkan Defense  Meteorological  Satellite  Program (DMSP).  (a)  Saat IMF Bz dominan selatan dalam durasi panjang tanggal 10 Januari 1997; (b) Saat IMF Bz berbalik  arah  tanggal  18  Februari  1999;  (c)  Saat  IMF  Bz  ~0  tanggal  30  April  1998 (Boudouridis et al, 2003 dan 2004)
Gambar 1-2 menunjukkan
pergeseran  dan  ekspansi  simpul  aurora yang  menyebabkan polar  cap (topi kutub)  menyempit.  Pada  Gambar  1-2a, terjadi  respons  aurora  yang  cepat disertai peningkatan pulsa  tekanan  dan peningkatan  presipitasi  elektron  di daerah  polar  akibat  panjangnya  durasi IMF  Bz  arah  selatan.  Gambar  1-2b menunjukkan  penyempitan polar  cap di kutub utara pada badai geomagnet yang lebih  signifikan  dibandingkan  kutub selatan, diakibatkan pengaruh substorm yang  lebih  berefek  pada  sisi  Bumi
bagian  malam  dibandingkan  sisi  Bumi bagian  siang.  Sedangkan  Gambar  1-2c mendeskripsikan  keadaan  penyempitan polar  cap yang  tidak  begitu  signifikan dibandingkan  1-2a  dan  1-2b.  Artinya, intensitas  arah  IMF  Bz  saat  rekoneksi mempengaruhi seberapa besar ekspansi aurora  yang  menyebabkan polar  cap menyempit.
Pada  makalah  ini  dianalisis respons medan geomagnet pada berbagai kondisi angin surya dan medan magnet  antar  planet  Bz  di  lintang rendah.  Tujuannya  adalah  mengetahui
dan memahami seberapa
besar pengaruh  orientasi  medan  magnet antarplanet
terhadap gangguan
geomagnet di lintang rendah.
Diharapkan  dengan  pengetahuan  dan pemahaman tersebut maka akan diperoleh pola respons medan geomagnet  di  daerah  lintang  rendah pada berbagai kondisi yang terjadi.

## 2  DATA DAN METODOLOGI
Terdapat  3  kondisi  utama  yang menjadi  batasan  masalah  :  kondisi geomagnet  saat  IMF  Bz  arah  selatan berdurasi panjang, IMF Bz berbalik arah saat  fase  utama  badai  terjadi,  dan  IMF Bz~0.  Parameter  angin  surya  yang digunakan  selain  komponen  utara- selatan medan magnet antarplanet (IMF Bz)  yaitu  densitas  (Nsw),  kecepatan (Vsw),  dan  tekanan  (Psw)  dari  omniweb NASA (http://omniweb.gsfc.nasa.gov).
Data lintang rendah yang digunakan  sebagai  bahan  analisis adalah  komponen  H  medan  geomagnet yang  dipisahkan  dari  komponen  hari tenangnya, menggunakan hasil pengamatan  data  geomagnet  Balai Penjejakan dan Kendali Wahana Antariksa  (BPKWA)  Biak  (1,08°  LS; 136,98°  BT)  pada  10  Januari  1997,  4 Mei 1998 dan 28 Oktober 2001 (IMF Bz dominan selatan selama proses rekoneksi pada durasi yang panjang), 18 Februari  1999  (IMF  Bz  berbalik  arah saat rekoneksi telah terjadi) dan 30 April
1998  (IMF  Bz  mendekati  nol).  Data indeks  Dst  diperoleh  dari World  Data Center for Geomagnetism
Kyoto (http://wdc.kugi.kyoto-.ac.jp/dst_final/ index.html), data  geomagnet  yang digunakan  adalah  data  sebelum  tahun 2011  untuk  mendapatkan  data  final komponen  hari  tenang  dan  indeks gangguan.
Selanjutnya  data  indeks  Dst  dan medan  geomagnet  Biak  dicocokan dengan hari terpilih. Kemudian dilakukan  analisis  respons  geomagnet berdasarkan  indeks  Dst  dengan  metode visual dan statistik didukung data angin surya  dan  IMF  Bz.  Terakhir,  ditarik kesimpulan  dari  hasil  analisis  yang diperoleh.

## 3  HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1  Respons  Geomagnet  pada  saat IMF Bz < 0 Durasi Panjang
Tekanan  dinamik  angin  surya bersamaan dengan IMF Bz arah selatan menyebabkan kenaikan respons magnetosfer yang kemudian menginduksi respons global terhadap  arus  ionosfer dan presipitasi aurora sehingga membangkitkan  kenaikan  intensitas aurora dan peningkatan suhu termosfer (Knipp  et  al.,2013;  Boudouridis  et  al., 2003  dan  2004)).  Ilustrasi  ideal  untuk menggambarkan kondisi tersebut terjadi pada badai geomagnet 10 Januari 1997,
4 Mei 1998, dan 12 Agustus 2000.
Gambar 3-1: Parameter angin surya 10 Januari 1997 pukul 6-12 UT berturut-turut grafik dari atas ke bawah : medan magnet antar planet (nT),  kecepatan angin surya (km/s), densitas (n/cc), suhu  (K),  tekanan  (nPa)  dan  indeks  sym-H  (nT)  (sumber  :  http://omniweb.gsfc.nasa- .gov/cgi/nx1.cgi)
Badai  geomagnet  10  Januari
1997  dipicu  oleh  angin  surya  yang membawa
partikel bermuatan
berinteraksi  dengan  magnetosfer  bumi. Kerapatan partikel mengalami peningkatan  disertai  dengan  angin surya  yang  berakselerasi,  menyebabkan tekanan  dinamik  meningkat.  Kondisi IMF  Bz  yang  bernilai  negatif  dalam durasi  yang  panjang  menyebabkan terjadinya rekoneksi. Interaksi di magnetosfer tersebut melibatkan transfer  energi,  yang  menyebabkan partikel  yang  semula  rapat  menjadi renggang  setelah  didorong  oleh  angin surya  yang  kecepatannya  meningkat, sehingga kemudian masuk ke magnetosfer.  Kondisi  angin  surya  dan IMF  Bz  sebelum  dan  sesudah  badai geomagnet  pada  10  Januari  1997, seperti ditunjukkan pada Gambar 3-1.
Pola  kondisi  angin  surya  pada Gambar  3-1  menunjukkan  kenaikan tekanan  secara  signifikan  saat  badai geomagnet terjadi yang disebabkan  oleh kenaikan densitas ion (ditunjukkan oleh dua  garis  tebal  vertikal  warna  merah). Kenaikan  tekanan  tidak  serta-merta mempengaruhi kecepatan dan kecepatan  angin  surya  cenderung  tetap selama  peningkatan  tekanan.  Yang terjadi  adalah delayed  response ,  yaitu setelah  tekanan  menurun  kembali, dalam  ~1  jam  berikutnya  terjadi peningkatan kecepatan dan temperatur, yang mengindikasikan terjadinya proses konversi  energi.  Peningkatan  pulsa tekanan hingga ~3 kali lipat, peningkatan  kecepatan,  serta  arah  IMF Bz  selatan  berdurasi  panjang  sebelum peristiwa  terjadi,  memicu  gangguan pada  magnetosfer  dan  menyebabkan badai geomagnet.
Gambar 3-2: Perbandingan  intensitas  geomagnet  pada  10  Januari  1997  di  lintang  rendah.  Absis adalah waktu dalam jam, ordinat adalah intensitas komponen H geomagnet dalam nano Tesla (nT)
Ilustrasi  badai  geomagnet  10
Januari  1997 di lintang rendah ditunjukkan  pada  Gambar  3-2.  Pada gambar  tersebut,  medan  geomagnet Biak tampak memiliki pola yang serupa dengan  indeks  Dst,  namun  nilai minimumnya lebih rendah dibandingkan  indeks  Dst.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  tingkat  gangguan geomagnet di Biak lebih kuat dibandingkan  tingkat  gangguan  secara global .  Berdasarkan  data  indeks  Dst, onset badai geomagnet di ekuator terjadi pada  10  Januari  pukul  ~2.00  UT. Didahului  dengan  kenaikan  mendadak medan  geomagnet  sebagai  indikasi adanya shock antara  angin  surya  dan magnetosfer, kemudian
diikuti
penurunan  medan  geomagnet  dalam fase utama badai geomagnet yang terjadi
6  jam  setelahnya.  Puncak  penurunan medan  geomagnet  terjadi  pada  pukul 10.00  UT.  Akhir  fase  pemulihan  adalah pada  tanggal  11  Januari  1997  pukul 01.00  UT.  Sementara  IMF  Bz  mengarah ke  selatan  dimulai  pada  10  Januari 1997 pukul ~02.00 UT, kemudian mulai mengalami  fluktuasi  pukul  ~03.00  UT hingga  ~05.00  UT  dan  setelahnya cenderung  dominan  ke  arah  selatan hingga ~21.00 UT.
Kondisi angin surya serupa, yaitu IMF  Bz  dominan  selatan  dalam  durasi panjang  juga  terjadi  pada  badai geomagnet  4  Mei  1998  dan  12  Agustus 2000 sebagaimana ilustrasi pada Gambar 3-3, sementara badai geomagnet yang  ditimbulkannya  (data  lokal  Biak dan  indeks  Dst)  digambarkan  pada Gambar 3-4.
-120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 nT UT 10 Januari 1997 BIK Dst
Gambar 3-3 : IMF  Bz,  kecepatan  dan  tekanan  angin  surya  pada  badai  geomagnet  4  Mei  1998  (atas), dan 12 Agustus 2000 (bawah). Garis merah menandakan perkiraan waktu  onset badai (sumber : http://omniweb.gsfc.nasa.gov/cgi/nx1.cgi)

## Gambar 3-4: Plot indeks Dst dan komponen H geomagnet Biak pada badai geomagnet 4 Mei 1998 dan 12 Agustus 2000
Ketiga  kejadian  badai  geomagnet di  atas  disertai  dengan  IMF  Bz  negatif (dominan  selatan)  dalam  durasi  waktu yang panjang yaitu selama >12 jam dan bertipe Sudden  Commencement (SC). Ketiga  badai  geomagnet  yang  terjadi terklasifikasi ke dalam badai geomagnet kuat  (<100  nT).  Terdapat  persamaan
dalam  ketiga  contoh  kasus,  yaitu adanya  pulsa  peningkatan  drastis tekanan  dinamik  angin  surya  (~3  kali lipat)  beberapa  saat  setelah  rekoneksi. Peningkatan  drastis  tekanan  angin surya  inilah  yang  memicu shock pada magnetosfer Bumi sehingga terjadi badai geomagnet  yang  didahului  peningkatan
intensitas  geomagnet  mendadak  atau badai bertipe SC.

## 3.2  Respons  Geomagnet  Ketika  IMF Bz >0 pada saat Fase Utama Badai Geomagnet
IMF  Bz  dominan  selatan  adalah trigger  utama  rekoneksi  antara  medan magnet antarplanet dan medan geomagnet yang memicu badai geomagnet.  Pada  saat  badai  geomagnet masih  berlangsung,  IMF  Bz  dapat berbalik  ke  arah  dominan  utara.  Untuk studi kasus badai geomagnet seperti ini, digunakan data geomagnet pada tanggal 18 Februari 1999, 20 Juli 2000, dan 14 Oktober  2000.  Ilustrasi  keadaan  angin surya pada badai geomagnet tanggal 18
Februari 1999
ditunjukkan pada Gambar 3-5.
Gambar 3-5 menunjukkan bahwa pada pukul 10 UT saat fase utama badai berlangsung,  IMF  Bz  berubah  arah dominan ke utara, terlihat dari nilai IMF Bz pada kisaran -20 nT (sebelum pukul ~10.30  UT)  menjadi  20  nT  (setelah pukul ~10.30 UT). Tekanan angin surya meningkat  ~5  kali  lipat,  bertahan selama  sekitar  20  menit,  kemudian mulai  turun  kembali  secara  signifikan sekitar  2  jam  setelahnya.  Keadaan  ini memicu substorm di  sisi  Bumi  bagian malam  yang  digambarkan  sebagai puncak  ( peak )  indeks  AE  pada  pukul ~10.40  UT  (Gambar  3-6).  Hal  ini menandakan  bahwa  terjadi  presipitasi ion  dan  elektron  di  sekitar  kutub  Bumi yang  dapat  memicu  munculnya  aurora dan badai geomagnet.
Gambar 3-5: Parameter  angin  surya  pada  badai  geomagnet  18  Februari  1999.  Sepasang  garis  tebal vertikal berwarna merah menandakan saat terjadinya perubahan arah IMF Bz.  (sumber : http://omniweb.gsfc.nasa.-gov/cgi/nx1.cgi)
Gambar 3-6: Indeks  AE  18  februari  1999 (sumber  :  http://wdc.kugi.kyoto- u.ac.jp/ae_  provisional/  199902/ index_19990218.html)
Parameter  angin  matahari  (IMF Bz,  kecepatan  dan  tekanan)  pada  20 Juli  2000  dan  14  Oktober  2000 ditunjukkan pada Gambar 3-7.
Gambar 3-7: IMF  Bz,  densitas,  dan  tekanan angin surya pada badai geomagnet 20  Juli  2000  (atas)  dan  14 Oktober  2000  (bawah).  Garis merah menunjukkan saat perubahan  orientasi  IMF  Bz. (sumber:  http://omniweb.  gsfc.
nasa.-gov/cgi/nx1.cgi)
Sementara
fase gangguan geomagnet ditinjau dari data geomagnet ekuator,  tampak  bahwa  fase  utama badai  geomagnet  terjadi  pada  pukul
~10.00  UT,  dengan  nilai  indeks  Dst minimum  adalah  -123  nT.  Sementara itu  di  Biak,  nilai  intensitas  minimum geomagnet  adalah  -152  nT,  lebih  kuat dibandingkan dengan indeks Dst.
Keadaan  serupa  terjadi  pada  badai geomagnet 20 Juli 2000 dan 14 Oktober 2000.
Gambar 3-8: Perbandingan  intensitas  geomagnet stasiun Biak (BIK-warna biru) dan indeks  Dst  (Dst-warna  merah) pada badai geomagnet 18 Februari 1999,  20  Juli  2000  dan  14 Oktober 2000
Pada badai geomagnet 18
Februari  1999,  saat  IMF  Bz  berubah arah ke utara, medan geomagnet berada dalam fase recovery , ditunjukkan dengan  nilai  intensitas  geomagnet  yang bergerak  ke  arah  positif  pada  10-13  UT (Gambar  3-8).  Pada  pukul  ~11.30  UT IMF  Bz  berfluktuasi,  dan  pada  pukul ~12.30,  IMF  Bz  kembali  ke  arah
-200 -100 0 100 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 (n T) waktu (UT) 18 Februari 1999 BIK Dst
dominan selatan. IMF Bz yang mengarah  ke  utara  pada  pukul  ~10.30 mendorong terjadinya percepatan proses recovery ,  namun  IMF  Bz  yang  kembali mengarah  ke  selatan  ±1  jam  setelahnya mengakibatkan medan geomagnet kembali  terdepresi  (pukul  14.00  UT). Meskipun  medan  geomagnet  tetap mengalami pemulihan setelahnya, namun  saat  IMF  Bz  mengarah  ke selatan proses pemulihan badai berjalan lebih  lambat  dibandingkan  proses pemulihan  pada  saat  IMF  Bz  mengarah ke  utara.  Hal  ini  seperti  ditunjukkan pada  indeks  Dst  Gambar  3-8,  plot medan  geomagnet  lebih  landai  pada pukul  14.00  UT  dan  setelahnya dibandingkan  dengan  pemulihan  pada periode  09.00  –  14.00  UT.  Pada  badai geomagnet 20 Juli 2000 dan 14 Oktober 2000, percepatan fase pemulihan bukan tampak  sebagai  kurva  yang  curam melainkan  sebagai  pergerakan  ke  arah positif  karena  terjadi  pada  trend menurun.

## 3.3 Respons  Geomagnet  pada  Kondisi
IMF Bz ~0 Beberapa Saat Sebelum Gangguan Geomagnet Terjadi Dalam interaksinya dengan magnetosfer,  IMF  Bz  dapat  bernilai positif  atau  mengarah  ke  utara  dan
selanjutnya berbelok ke magnetosheath, maupun  negatif  atau  mengarah  ke selatan, yang berpotensi mengakibatkan gangguan geomagnet sebagaimana dibahas pada 2 studi kasus sebelumnya.  Namun,  apa  yang  akan terjadi  apabila IMF  Bz cenderung netral atau  bernilai  ~0?  Untuk  menjelaskan hal  ini,  kita  dapat  menganalisis gangguan geomagnet pada 30 April 1998 sebagai studi kasus.
Keadaan  angin  surya  pada  30 April 1998 ditunjukkan pada Gambar 3- 9.  Sebelumnya,  IMF  Bz  bernilai  ~0 selama  sekitar  8  jam  dimulai  pukul ~00.30  UT.  Tekanan  angin  surya  yang memicu peningkatan kecepatan, densitas  dan  temperatur  terjadi  pada ~09.30 UT. Bertepatan dengan fluktuasi tekanan  tersebut,  IMF  Bz  mulai mengalami  penurunan  secara  gradual sedangkan indeks AE meningkat. Fluktuasi
tekanan,
kecepatan, temperatur  dan  densitas  berlangsung sekitar  20  menit  dan  setelahnya mengalami  peningkatan,  bersamaan dengan IMF Bz yang kembali menuju ke arah  ~0.  Gangguan  geomagnet  yang ditunjukkan  oleh  indeks  AE  akibat peristiwa tersebut sekitar 200 nT.
Gambar 3-9: Keadaan  angin  surya  pada  30  April  1998  (sumber:  http://omniweb.gsfc.nasa.gov/ cgi/nx1.cgi)
Berdasarkan  indeks  AE,  onset gangguan  geomagnet adalah  pada ~09.30  UT.  Sementara  untuk  daerah lintang  rendah,  ilustrasi  gangguan geomagnet  di  sekitar  lintang  rendah ditunjukkan pada Gambar 3-10. Berbeda  dengan  2  kasus  sebelumnya, respons  geomagnet  di  daerah  sekitar ekuator  tidak  menunjukkan  adanya penurunan intensitas geomagnet, melainkan  terjadi Sudden  Impulse (SI), yaitu indeks Dst mengalami peningkatan hingga  mencapai  ~35nT  pada  pukul 10.00  UT.  Gangguan  geomagnet  berupa SI ini memenuhi karakteristik sebagaimana  dijelaskan  dalam  Santoso et  al  (2008)  dan  tidak  disertai  dengan badai geomagnet bertipe SC.
Kondisi  angin  matahari  yang serupa  (IMF  Bz~0)  terjadi  pada  tanggal 11  April  2001  dan  17  Agustus  2001 sebagaimana  gambar 3-11 namun yang membedakannya  adalah  IMF  Bz~0
diikuti  dengan  perubahan  ke  arah selatan (negatif) sehingga memicu rekoneksi.  Respons  geomagnetnya  di lintang  rendah  sebagaimana  gambar  3- 12. Seperti pada kejadian 30 April 1998, terjadi  SI  pada  saat  IMF  Bz~0,  namun karena  diikuti  oleh  IMF  Bz  negatif  yang memicu  rekoneksi,  maka  selanjutnya terjadi badai geomagnet bertipe SC.
Gambar 3-10: Perbandingan intensitas
geomagnet  Biak  (BIK,  biru)  dan indeks  Dst  (Dst,  merah)  pada  30 April 1998
Gambar 3-11: IMF Bz, kecepatan, densitas, temperatur, dan tekanan angin surya pada 11 April 2001 (kiri)  dan  17  Agustus  2001  (kanan)  (sumber:  http://omniweb.gsfc.nasa.gov/cgi/ nx1.cgi)
Intensitas geomagnet di Biak dan indeks Dst  memiliki  pola  variasi  sama  pada ketiga kondisi, yaitu respons geomagnet di  Biak  lebih  kuat  dibandingkan  indeks Dst.  Dengan  menggunakan  model Thermosphere-Ionosphere-Electrodynamics General  Circulation  Model (TIE-GCM), diketahui  bahwa  intensitas  geomagnet di  sekitar  ekuator  yang  lebih  terganggu ini  dikarenakan  adanya  kontribusi  dari Equatorial  Electrojet (EEJ)  (Yamazaki  et al, 2014).
Ditinjau dari  seluruh studi kasus,  dapat  ditarik  kesimpulan  bahwa orientasi IMF Bz adalah faktor terpenting  pemicu  rekoneksi,  dengan IMF  Bz  arah  selatan  adalah  “pintu utama”  masuknya  partikel-partikel  dari plasma  matahari  ke  magnetosfer  Bumi. Jika  pintu  masuk  partikel  tersebut terbuka dalam  waktu yang  sama,  maka dapat memicu munculnya pulsa tekanan  yang  memicu  badai  geomagnet intens  bertipe  SC  sebagaimana  yang terjadi  pada  studi  kasus  IMF  Bz<0 dalam  waktu  yang  lama  (paparan  3.1). Perubahan  arah  dominan  IMF  Bz  dari selatan ke utara sebagaimana dipaparkan di bagian 3.2 tidak mengakibatkan fluks
partikel bermuatan serta merta menjadi terhenti. Peningkatan  fluks  dan  presipitasi  ion dan  elektron  tetap  terjadi  saat  IMF  Bz berubah  arah  ke  utara.  Pengaruh orientasi IMF Bz setelah proses rekoneksi  terjadi  lebih  kepada  laju  fase pemulihan  ( recovery  phase ),  yaitu  pada IMF  Bz  arah  dominan  utara,  fase pemulihan badai cenderung berlangsung  lebih  cepat  dibandingkan IMF  Bz  arah  dominan  selatan.  Oleh karena  itu  dapat  dikatakan  bahwa prakondisi IMF Bz saat proses rekoneksi lebih  berpengaruh  terhadap  medan magnet  Bumi  dibandingkan  keadaan setelah onset.

## 4  KESIMPULAN
Dari  hasil  pembahasan  studi  kasus dapat  ditarik  kesimpulan  bahwa  di lintang  rendah  prakondisi  IMF  Bz  <0
pada durasi panjang yang disertai pulsa tekanan
mengakibatkan
badai geomagnet
yang lebih intens
dibandingkan IMF Bz~0. Prakondisi IMF Bz<0 cenderung
mengakibatkan
gangguan  berupa  badai  geomagnet sedangkan  IMF  Bz~0  dapat  memicu
Sudden Impulse , atau Sudden Commencement bila  diikuti  dengan  IMF Bz  arah  selatan  yang  memicu  badai geomagnet.  Perubahan  arah  IMF  Bz yang terjadi setelah rekoneksi mempengaruhi  laju  fase  pemulihan ( recovery  phase ),  yaitu  pada  IMF  Bz>0, fase pemulihannya cenderung berlangsung  lebih  cepat  dibandingkan saat IMF Bz<0.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih  disampaikan  kepada operator  magnetometer  BPKWA  Biak yang telah memberikan bantuan penyediaan data.

## DAFTAR RUJUKAN
Adekoya  B.  J.;  V.  U.Chukwuma;  N.O  Bakare and  T.W  David,  2012. Effects  of Geomagnetic  Storm  on  Middle  Latitude Ionospheric  F2  During  Storm  of  2-6  April 2004 ,  Indian  Journal  of  Radio  &  Space Physics, Vol. 41, pp 606-616.
Boudouridis,  A.;  E.  Zesta;  L.  R.  Lyons;    P.  C.
Anderson  and  D.  Lummerzheim,  2003.
Effect  of  Solar  Wind  Pressure  Pulses  on the Size and Strength of the Auroral Oval , J.  Geophys.  Res.,  108(A4),  8012, doi:10.1029/2002JA009373.
Boudouridis,  A.;  E.  Zesta;  L.  R.  Lyons;  P.  C. Anderson  and  D.  Lummerzheim,  2004. Magnetospheric  Reconnection  Driven  by Solar  Wind  Pressure  Fronts ,  Ann. Geophys., 22, 1367–1378.
Knipp, D; L. Kilcommons; L. Hunt; M. Mlynczak;
V.  Pilipenko;  B.  Bowman;  Y.  Deng;  and K. Drake, 2013. Thermospheric Damping Responsse To Sheath ‐ Enhanced
Geospace  Storms ,  Geophysical  Research Letters,  40(7),  1263-1267.  doi:10.1002/ grl.50197.
Liu,  J.;  L.  Liu;  T.  Nakamura;  B.  Zhao;  B.  Ning; and  A.  Yoshikawa,  2014. A  Case  Study
Of  Ionospheric  Storm  Effects  During Long ‐ Lasting  Southward  IMF  Bz ‐ Driven Geomagnetic Storm , J. Geoph Res. Space
Physics, 119(9), 7716-7731.
Liu, J., C-B. Wang, L. Liu, and W-H. Sun, 2016.
The  Response  of  Local  Power  Grid  at Low-Latitude  to  Geomagnetic  Storm:  An Application  of  the  Hilbert  Huang Transform ,  Space  Weather  J.,  14,  300– 312, doi:10.1002/2015SW001327.
Loewe, C.A. and G.W Prolls, 1997. Classification and Mean Behaviour of Magnetic Storms , J. Geophys. Res., 102, 14209-14213.
Olson,  P.;  L.A.  Hinnov;  and  P.E.  Driscoll,  2014.
Nonrandom  Geomagnetic  Reversal  Times And  Geodynamo  Evolution ,Earth  and Planetary Science Letters, 388, 9-17. Pranoto,  S.C.,  2010. Metode  Pengukuran  GIC
Pada  Transformator  Jaringan  Listrik , Prosiding  Pertemuan  Ilmiah  XXIV  HFI Jateng & DIY hal 71-76.
Rastätter,  L.,  M.  M.  Kuznetsova;  A.  Glocer;  D.
Welling;  X.  Meng,  J.  Raeder;  M. Wiltberger;  V.  K.  Jordanova;  Y.  Yu;  S. Zaharia;  R.  S.  Weigel;  S.  Sazykin;  R. Boynton;  H.  Wei;  V.  Eccles;  W.  Horton; M.  L.  Mays;  and  J.  Gannon,  2013.
Geospace  Environment  Modeling  2008 –
2009  Challenge:  Dst  Index ,  Space Weather  the  Int.  Journal,  11(4),  187- 205. doi : 10.1002/swe.20036.
Rathore,  B.  S.;  Gupta,  D.  C.;  Parashar  K.  K.,
2014. Relation  between  Solar  Wind Parameter  and  Geomagnetic  Storm Condition  during  Cycle-23 ,  International
Journal of Geosciences, 5, 1602-1608.
Santoso, A.; Habirun; S.  Rachyany; H. Bangkit,
2008. Karakteristik Sudden
Commencement  dan  Sudden  Impulse  di SPD  Biak  Periode  1992-2001 ,  Jurnal Sains Dirgantara Vol 6 No.1 Desember : 60-70.
Tsyganenko,  N.  A,  2013. Data-Based  Modelling Of  The  Earth's  Dynamic  Magnetosphere: A Review , Annales Geophysicae (Vol. 31, No.  10,  pp.  1745-1772).  Copernicus GmbH.
Yamazaki, Y.; A. D. Richmond; A. Maute; Q. Wu; D.  A.  Ortland;  A.  Yoshikawa;  I.  A. Adimula; B. Rabiu; M. Kunitake; and T. Tsugawa, 2014. Ground Magnetic Effects Of The Equatorial Electrojet Simulated By The  TIE ‐ GCM  Driven  By  TIMED  Satellite Data ,  Journal  of  Geophysical  Research: Space Physics, 119.4 (2014): 3150-3161.