## PERBANDINGAN ANTARA PENGARUH BADAI GEOMAGNET 17 MARET DAN 23 JUNI 2015 TERHADAP PERBEDAAN RESPONS TEC IONOSFER
(COMPARISON BETWEEN THE 17 MARCH AND 23 JUNE 2015 GEOMAGNETIC STORM EFFECT ON DIFFERENT RESPONSE OF IONOSPHERIC TEC)
Sri Ekawati 1 ,* dan Anwar Santoso 2
1 Graduate School of System and Information Engineering, University of Tsukuba, Japan 2 Pusat Sains Antariksa, Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN), Indonesia *e-mail: sri.ekawati@lapan.go.id; sri.ekawati.lapan@gmail.com Diterima 12 Oktober 2018; Direvisi 12 Juni 2019; Disetujui 14 Juni 2019

## ABSTRACT
So far, the largest geomagnetic storms of solar cycle-24 were recorded on 17 March, 2015 (Dst index of -223 nT) and on 23 June, 2015 (Dst index of -204 nT). A geomagnetic storm is one of major space  weather  event  resulted  from  Solar  Coronal  Mass  Ejection  (CME)  that  affected  the  ionospheric layer.  This  research  aims  to  investigate  the  comparison  between  the  17  March  and  23  June  2015 geomagnetic  storms and their effects on positive and  the negative ionospheric  storm.  It also aims to investigate the reason behind the different responses of ionospheric TEC to geomagnetic storms with the same class (strong storm). Therefore, the solar wind plasma condition and CME as a driver of these geomagnetic storms were thoroughly examined. In this research, we used solar activity data, solar wind data, geomagnetic data (Dst-index) and ionospheric data (TEC). Ionospheric TEC data was obtained from GPS Ionospheric Scintillation and  TEC Monitor (GISTM) in Pontianak  (0.03° S; 109.33°  E), Bandung (6.90° S; 107.60°  E) and  Manado (1.48° N; 124.85°  E).  The quiet VTEC  (qVTEC) was  calculated as a background and the delta VTEC (∆VTEC) was calculated as a measure of the enhancement or depression of  ionospheric  density.  Interestingly,  our  result  shows  that  there  was  a  negative  ionospheric  storm caused by the 17 March 2015 geomagnetic storm with the minimum ∆VTEC reached -32.83 TECU over Pontianak, -61.47 TECU over Bandung and -50.64 TECU over Manado. In contrast, there was a positive ionospheric storm affected by the 23 June 2015 geomagnetic storm with the maximum ∆VTEC reached +17.6 TECU over Pontianak, +15.72 TECU over Bandung and +17.00 TECU over Manado. Furthermore, the time delay of ionospheric response to the 17 March geomagnetic storm is around 9-11 hours from the  onset,  while  that  of  23  June  is  around  1-2  hours.  The  other  results  show  that  the  significant enhancement and depression of VTEC might be caused by ionospheric electrodynamics processes and the onset time of the geomagnetic storm.
Keywords: geomagnetic storm, Dst-index, ionosphere, TEC

## ABSTRAK
Sampai  saat  ini,  badai  geomagnet  terbesar  yang  tercatat  pada  siklus  Matahari  ke-24  terjadi pada  tanggal  17  Maret  2015  (indeks  Dst  mencapai  -223  nT)  dan  23  Juni  2015  (indeks  Dst mencapai -204 nT). Badai geomagnetik merupakan bagian dari cuaca antariksa yang disebabkan oleh lontaran massa korona Matahari yang memengaruhi lapisan ionosfer. Penelitian ini bertujuan untuk menelaah  perbandingan  pengaruh  antara  badai  geomagnet  17  Maret  dan  23  Juni  2015  terhadap peristiwa badai ionosfer negatif dan positif. Penelitian ini juga bertujuan untuk menginvestigasi alasan di balik perbedaan respons TEC  ionosfer terhadap badai geomagnet dengan  kelas yang  sama  (badai kuat).  Oleh  karena  itu,  kondisi  plasma  angin  surya  dan  CME  sebagai  sumber  penggerak  badai geomagnetik ini diperiksa dengan seksama. Data TEC diperoleh dari GPS Ionospheric Scintillation and
TEC Monitor  (GISTM) di Pontianak  (0,03°LS;109,33°BT), Bandung (6,90°LS; 107,60°BT), dan Manado (1,48°LU; 124,85°BT). Nilai quiet VTEC (qVTEC) dihitung untuk dijadikan sebagai dasar acuan dan nilai delta  VTEC  (∆VTEC)  dihitung  untuk  dijadikan  dasar  ukuran  peningkatan  atau  penurunan  densitas elektron. Menariknya, hasil menunjukkan adanya badai ionosfer negatif, yang disebabkan oleh badai geomagnet  tanggal  17  Maret  2015,  dengan  nilai  minimum  ∆VTEC  mencapai  -32,83  TECU  di  atas Pontianak, -61,47 TECU di atas Bandung, dan -50,64 TECU di atas Manado. Sebaliknya, terjadi badai ionosfer  positif,  yang  disebabkan  badai  geomagnet  tanggal  23  Juni  2015,  dengan  nilai  maksimum ∆VTEC mencapai +17,60 TECU di atas Pontianak, +15,72 TECU di atas Bandung, dan +17,00 TECU di atas Manado. Adapun selang waktu respons ionosfer pada badai geomagnet 17 Maret adalah sekitar 9- 11 jam dari waktu onset, sedangkan selang waktu pada badai 23 Juni adalah sekitar 1-2 jam. Hasil lainnya  menunjukkan  peningkatan  dan  penurunan  VTEC  yang  siginifikan  tersebut  mungkin disebabkan oleh proses elektrodinamika di ionosfer dan waktu onset badai geomagnet.
Kata kunci: badai geomagnet, indeks Dst, ionosfer, TEC

## 1 PENDAHULUAN
Total  Electron  Content  (TEC)  di ionosfer sangat rentan dipengaruhi oleh perubahan  sistem  arus  listrik  di magnetosfer  akibat  terjadinya  badai geomagnet  (Balan  et  al.,  2013;  Muslim, 2013;  Ekawati,  2016;  Hamada  et  al., 2015; Santoso, 2015). Peningkatan TEC yang  ekstrim  dinamakan  badai  ionosfer positif, sedangkan penurunan TEC yang ekstrem  dinamakan  badai  ionosfer negatif  (Balan  et  al.,  2013;  Fagundes  et al.,  2016).  Mekanisme  terjadinya  badai ionosfer positif adalah terjadi peningkatan  densitas  oksigen  dan perubahan  pada  angin  meridional  serta medan listrik arah timur yang menaikkan  ionosfer  ke  ketinggian  yang lebih  tinggi  sehingga  laju  rekombinasi rendah.  Sementara  itu,  mekanisme terjadinya badai ionosfer negatif disebabkan  oleh  perubahan  komposisi partikel  netral  yang  menyebabkan penurunan  rasio  kerapatan  Oksigen  (O) dan  Nitrogen  (N 2 )  akibat  gangguan atmosfer (de Abreu et al., 2014; Fagundes et  al.,  2016;  Goncharenko  et  al.,  2007; Huang et al., 2005).
Badai  geomagnet  yang  kuat terjadi  akibat  peningkatan  kecepatan angin  surya  yang  sangat  tinggi  dan mendadak  dan  bersamaan  dengan orientasi komponen Interplanetary Magnetic  Field  (IMF)  ke  arah  Selatan (Fagundes  et  al.,  2016;  Schunk  dan Sojka, 1996). Peristiwa badai geomagnet
terdiri atas fase tumbuh, fase utama, dan fase  pemulihan.  Pada  fase  tumbuh, medan  listrik  di  magnetosfer  dan percepatan  partikel  meningkat,  medan listrik  menjadi  sangat  kuat  dan percepatan menjadi sangat intens. Pada fase  ini  laju  pemanasan  Joule  dan partikel serta arus elektrojet meningkat. Pada  fase  utama,  energi  tersebut memasuki  ionosfer  sangat  maksimal. Terakhir, pada fase pemulihan, aktivitas geomagnet  serta  masukan  energi  ke ionosfer mengalami penurunan.
Respons  TEC  ionosfer  terhadap badai geomagnet telah diobservasi terkait dengan peristiwa badai geomagnet akibat CME  tanggal  28  dan  29  Oktober  2003 (Muslim,  2013).  Penurunan  TEC  yang mencapai  50%  terjadi  sekitar  2  jam setelah partikel CME mencapai magnetosfer  Bumi  (Muslim,  2013). Pengaruh  badai  geomagnet  tanggal  17 Maret  2015,  atau  lebih  dikenal  dengan the 2015 St. Patrick’s day storm, terhadap TEC ionosfer di atas di Asia tenggara juga telah  diobservasi  (Spogli  et  al.,  2016). Namun, penelitian tentang badai geomagnet  tanggal 23 Juni  2015  belum banyak  dilakukan,  padahal  keduanya merupakan  badai  geomagnet  terkuat pada siklus Matahari ke-24. Pada tanggal 17 Maret 2015, Dst mencapai nilai -223 nT,  sedangkan  pada  tanggal  23  Juni 2015  Dst  mencapai  -204  nT.  Penelitian sebelumnya  (Ekawati,  2016)  hanya membahas  tentang  peristiwa  badai
ionosfer  tanggal  18  Maret  2015  akibat badai geomagnet 17 Maret 2015 dengan menampilkan data vertical TEC (VTEC) di atas Manado tanggal 15-23 Maret 2015.
Pada  makalah  ini,  penelaahan tidak  hanya dilakukan  pada  data  VTEC saja,  tetapi  juga  menggunakan  metode lain  yaitu  melakukan  perhitungan  quiet VTEC (qVTEC) (Chakraborty et al., 2015) dan  menghitung  perubahan  VTEC (∆VTEC) menggunakan data TEC ionosfer dari  tiga  stasiun  (Pontianak,  Bandung, dan  Manado).  Selain  itu,  pembahasan juga  dilakukan  secara  menyeluruh  dari sumber pemicu badai geomagnet, perilaku  angin  surya,  indeks  badai geomagnet
(indeks
Dst) sampai pengaruhnya ke lapisan ionosfer.
Selanjutnya, dilakukan juga
perbandingan  antara  kedua  peristiwa badai geomagnet
tersebut
dan pengaruhnya
terhadap
perbedaan perilaku atau respons ionosfer.
Pemahaman  interaksi  antara  aktivitas Matahari,  geomagnetosfer,  dan  ionosfer secara keseluruhan ini dapat meningkatkan  pemahaman  mengenai bagaimana  respons  plasma  ionosfer terhadap  badai  geomagnet  dan  apakah terjadi  peningkatan  atau  penurunan plasma  ionosfer  (Horvath  dan  Lovell, 2015;  Sahai  et  al.,  2009)  yang  dapat berpotensi  menjadi  gangguan  terhadap sistem komunikasi dan navigasi.
Maka dari itu, masalah yang ingin dipecahkan pada penelitian ini meliputi:
1. Seberapa  besar  penurunan  atau peningkatan  densitas  elektron  di ionosfer sebagai respons dari kedua badai  geomagnet  tersebut  dengan menggunakan metode perhitungan qVTEC  (Chakraborty  et  al.,  2015) dan ∆VTEC.
2. Berapa  lama  selang  waktu  antara onset  badai  geomagnet  dan  badai ionosfer.
3. Apakah  TEC  ionosfer  memberikan respons  yang  sama  atau  berbeda terhadap  kedua  badai  geomagnet dengan  klasifikasi  yang  sama (Gonzales  et  al.,  1994;  Loewe  dan Prolss, 1997).
4. Bila  respons  yang  diberikan  oleh ionosfer berbeda, apakah kemungkinan faktor yang
menyebabkan  perbedaan  respons terhadap  kedua  badai  geomagnet dengan klasifikasi yang sama.
Adapun  tujuan  penelitian  ini adalah untuk membandingkan perubahan  TEC  di  atas  Pontianak, Bandung, dan Manado, sebagai  respons terhadap badai geomagnet kategori kuat yang  terjadi  bukan  hanya  pada  tanggal 17 Maret  dan 23 Juni  2015.  Selain itu, penelitian  ini  juga  bertujuan  untuk meneliti  mengapa  terjadi  perbedaan perilaku  TEC  ionosfer  terhadap  kedua badai  geomagnet  tersebut  meskipun kategori badai geomagnet tersebut relatif sama. Oleh karena itu, pada makalah ini, pembahasan  tidak  hanya  ditekankan pada  kondisi  ionosfer  saja,  tetapi  juga pada kondisi geomagnet, perilaku angin surya, dan sumber pemicunya.

## 2 METODOLOGI

## 2.1   Data dan Lokasi Pengamatan
Data  ionosfer  yang  digunakan pada  penelitian  ini  adalah  data  Total Electron  Content  (TEC)  ionosfer  yang diperoleh dari GPS Ionospheric Scintillation  and  TEC  Monitor  (GISTM) yang  ditempatkan  di  tiga  stasiun pengamatan  seperti  yang  ditunjukkan oleh  Gambar  2-1.  Stasiun  pengamatan Manado  berada  di  wilayah  Indonesia bagian  tengah  (WITA,  UT+8)  dengan lokasi 1,48° LU; 124,85° BT, sedangkan stasiun pengamatan Pontianak (0,03° LS; 109,33°  BT)  dan  Bandung  (6,90°  LS; 107,60° BT) berada di wilayah Indonesia barat (WIB, UT+7).
Selain data ionosfer, penelitian ini juga menggunakan data indeks gangguan  geomagnet  (Dst/Disturbance Index)  dari  World  Data  Center  for Geomagnetism  (WDC),  parameter  angin surya  dari  NASA/OMNI,  serta  data aktivitas  Matahari.  Parameter  angin surya yang  digunakan  adalah  IMF  arah vertikal  (B Z dalam  nT),  temperatur plasma  proton  (K),  densitas  proton (n/cm 3 ), serta kecepatan plasma (km/s). Data aktivitas Matahari yang digunakan adalah data Coronal Mass Ejection (CME) yang juga terkait secara bersamaan data flare sinar-X.
Semua  data  yang  digunakan merupakan data beberapa hari sebelum, saat,  dan  beberapa  hari  setelah terjadinya  peristiwa  badai  geomagnet pada tanggal 17 Maret dan 23 Juni 2015. Data  TEC  yang  digunakan  adalah  data selama bulan Maret dan Juni 2015. Data angin surya yang digunakan adalah data sebelum dan pada saat terjadinya badai geomagnet.  Sementara  itu,  data  CME, sebagai  sumber  penggerak  fenomena badai  geomagnet,  adalah  data  beberapa hari sebelum terjadinya badai geomagnet.

## 2.2   Perhitungan ΔVTEC
Data  mentah  dari  GISTM  yang merupakan  data  biner  diubah  menjadi data dengan format ASCII menggunakan perangkat lunak parseISMR.exe. Setelah itu, dengan data tersebut, dihitung nilai
vertical  TEC  (VTEC).  Selanjutnya,  data TEC tersebut dibandingkan dengan nilai median  TEC  pada  saat  hari  tenang geomagnet. Data TEC dari semua satelit digambarkan  lalu  dihitung  nilai  VTEC dari  masing-masing  satelit.  Kemudian, dihitung  nilai  mediannya.  Sebagai pembanding,  dihitung  juga  nilai  VTEC pada  waktu  hari  tenang  geomagnet (terdapat 5 hari tenang dalam satu bulan yang  diperoleh  dari  WDC).  Hari  tenang geomagnet  selama  bulan  Maret  2015 adalah pada tanggal 5, 9, 10, 14, dan 30 Maret  2015  dan  hari  tenang  geomagnet selama  bulan  Juni  2015  adalah  pada tanggal 2, 3, 4, 5, dan 20 Juni 2015.
𝑞𝑉𝑇𝐸𝐶 𝑡 = 1 𝑛 ∑ 𝑞𝑉𝑇𝐸𝐶 𝑡,𝑖 𝑛 𝑖=1 (2-1)
dengan 𝑛 = 1,2, … ,5 menyatakan hitungan hari tenang dan 𝑡 = 1,2, … ,24 menyatakan waktu pengamatan. Selanjutnya, perubahan  VTEC  dihitung  dengan persaaan:
∆𝑉𝑇𝐸𝐶 𝑡 = 𝑉𝑇𝐸𝐶 𝑡 − 𝑞𝑉𝑇𝐸𝐶 𝑡 (2-2)
Kemudian,  besarnya  peningkatan  dan penurunan  VTEC  dibandingkan  dengan nilai rata-rata VTEC pada 5 hari tenang geomagnet  (qVTEC)  yang  ditunjukkan persamaan  (2-1).  Metode  perhitungan nilai  qVTEC  sebagai  dasar  acuan  ini dianggap cukup baik, karena nilai qVTEC ini  adalah  nilai  VTEC  yang  mewakili kondisi  ionosfer  pada  saat  kondisi
Gambar 2-1:   Lokasi  pengamatan  TEC  Ionosfer  yang  diperoleh  dari  GISTM  di  Manado, Pontianak, dan Bandung
geomagnet  tenang  (Chakraborty  et  al., 2015).  Setelah  itu,  nilai  delta  VTEC (∆VTEC),  yang  ditunjukkan  persamaan (2-2),  dihitung  untuk  memperoleh besarnya  peningkatan  dan  penurunan densitas elektron ionosfer.

## 3 HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1  Badai Geomagnet 17 Maret 2015
Gambar 3-1 menunjukkan indeks Dst  selama  bulan  Maret  2015  dengan nilai  minimum  sebesar  -223  nT  pada tanggal  17  Maret  2015  pukul  23.00  UT (18  Maret  2015  pukul  06.00  WIB  atau 07.00 WITA) dan parameter angin surya terkait dengan peristiwa badai geomagnet kategori kuat pada tanggal 17 Maret 2015. Gambar 3-1 berturut-turut dari panel atas ke bawah menunjukkan B Z , temperatur, densitas, dan kecepatan
plasma  angin  surya,  serta  terakhir dibandingkan dengan indeks Dst. IMF B Z merupakan  parameter  yang  sangat penting karena arah orientasinya menjadi  penentu  terjadinya  rekoneksi. IMF  B Z ke  arah  selatan  merupakan gerbang  utama  masuknya  partikel- partikel  dari  plasma  Matahari  ke magnetosfer
Bumi (Winarko dan Santoso, 2016). Gambar 3-1
menunjukkan pada saat orientasi IMF Bz dominan ke arah selatan, maka densitas plasma yang besar dengan kecepatannya yang  tinggi  langsung  mengakibatkan gangguan  di  magnetosfer  Bumi  dan temperatur  plasma  pun  menjadi  tinggi. Proses pemulihan pun cenderung lambat karena orientasi IMF B Z masih dominan ke arah Selatan (B Z < 0).
Gambar 3-1: Parameter  angin  surya  terkait  dengan  peristiwa  badai geomagnet  17  Maret  2015,  berturut-turut  dari  panel  atas  ke bawah  adalah:  B Z IMF  (nT),  temperatur  plasma  proton  (K), densitas  proton  (cm -3 ),  kecepatan  plasma  (km/s),  dan  indeks Dst (nT)
Dua kejadian CME yang berinteraksi  satu  sama  lain  diduga menjadi  penggerak  badai  geomagnet  17 Maret 2015 (Liu et al., 2015). CME yang pertama (CME1) terjadi pada tanggal 14 Maret 2015 dengan kecepatan 350 km/s terkait  dengan  peristiwa  flare  C2.6  dari daerah  aktif  AR12297  (21°  S,  20°  B) dengan  puncak  pada  pukul  11.55  UT. Sementara  itu  CME  kedua  terjadi  pada tanggal 15 Maret 2015 dengan kecepatan 702-1100 km/s terkait dengan peristiwa flare  C9.1  dari  daerah  aktif  AR  12297 (22° S, 25° B) dengan puncak pada pukul 02.13 UT. Fenomena ini cukup mengejutkan karena peristiwa flare kelas C  dapat  dikaitkan  dengan  kemunculan peristiwa badai geomagnet dengan skala kuat.
Setelah  sumber  penggerak  badai diketahui, selanjutnya dilakukan
perbandingan nilai VTEC dengan qVTEC untuk  mengetahui  seberapa  besar penurunan  nilai  densitas  elektron. Gambar  3-2  adalah  nilai  VTEC  dari tanggal 12-22 Maret 2015 (garis biru) dan nilai qVTEC (garis putus-putus berwarna hijau). Perbandingan nilai VTEC dengan nilai  qVTEC  bulan  Maret  2015  tersebut sangat  memperjelas  penurunan  nilai densitas  elektron  yang  sangat  ekstrem pada tanggal 18 Maret 2015.
Gambar  3-3  menunjukkan  nilai ∆VTEC di atas Pontianak, Bandung, dan Manado pada tanggal 15-19 Maret 2015. Nilai  ∆VTEC  yang  sangat  signifikan dibandingkan dengan hari lainnya, yaitu ∆VTEC  pada  tanggal  18  Maret  2015 dengan  nilai  minimum  sebesar  -32,83 TECU di atas Pontianak, -61,47 TECU di atas Bandung, dan -50,64 TECU di atas Manado.  Dengan  demikian,  respons
Gambar 3-2:   VTEC tanggal 12-22 Maret 2015 dibandingkan dengan median VTEC pada saat hari tenang geomagnet tanggal 5, 9, 10, 14, dan  30  Maret  2015  diasosiasikan  dengan  peristiwa  badai magnet kuat tanggal 17 Maret 2015 pukul 23.00 UT (18 Maret 2015 pukul 06.00 WIB atau 07.00 WITA)
Gambar 3-3:  ΔVTEC (dalam TECU) di atas Pontianak (kiri), Bandung (tengah), dan Manado (kanan) pada tanggal 15-19 Maret 2015. Penurunan VTEC terjadi tanggal 18 Maret dengan intensitas yang berbeda
ionosfer  terhadap  badai  geomagnet  17 Maret  2015  adalah  berupa  penurunan densitas elektron.
Peristiwa ini dinamakan  dengan  peristiwa  badai ionosfer  negatif.  Respons  ionosfer  ini terjadi sekitar 9-11 jam setelah terjadinya  badai.  Terjadinya  penurunan densitas  elektron  di  atas  ionosfer Indonesia  ini  diduga  karena  perubahan komposisi partikel netral yang menyebabkan penurunan rasio densitas Oksigen  (O)  dan  Nitrogen  (N 2 )  akibat gangguan atmosfer (de Abreu et al., 2014, Fagundes  et  al.,  2016;  Goncharenko  et al., 2007; Huang et al., 2005).

## 3.2  Badai Geomagnet 23 Juni 2015
Peristiwa  badai  geomagnet  skala kuat yang kedua adalah badai geomagnet yang terjadi  pada  tanggal  23  Juni 2015 pukul 05.00 UT. Bila dikonversi ke waktu lokal  Indonesia,  maka  peristiwa  badai geomagnet  ini  terjadi  pada  tanggal  23 Juni 2015 pukul 12.00 WIB atau 13.00 WITA.
Gambar 3-4 menunjukkan indeks Dst  selama  bulan  Juni  2015  serta parameter  angin  surya  yang  terkait dengan  peristiwa  badai  23  Juni  2015.
Nilai Dst paling rendah sebesar -204 nT yang terjadi pada siang hari (waktu lokal di  Indonesia)  atau  pada  saat  puncak ionisasi di ionosfer.
Gambar  3-6  berturut-turut  dari panel  atas  ke  bawah  menunjukkan  B Z IMF,  temperatur  plasma  angin  surya, densitas proton, kecepatan plasma angin surya,  dan  terakhir  dibandingkan dengan  indeks  Dst.  Densitas  plasma pada panel 3 menunjukkan peningkatan yang  cukup  tinggi  pada  tanggal  21-22 Juni 2015, namun orientasi IMF B Z pada panel  paling  atas  arahnya  berfluktuasi dari  arah  utara  ke  selatan.  Pada  saat orientasi IMF B Z dominan ke arah selatan dengan nilai B Z mencapai -20 nT, maka densitas  plasma  yang  besar  dengan kecepatannya  yang  tinggi  langsung mengakibatkan gangguan di magnetosfer Bumi.  Peristiwa  CME  yang  diduga sebagai  sumber  penggerak  gangguan badai  geomagnet,  yaitu  CME  dengan kecepatan  sekitar  976  km/s  terkait dengan peristwa flare M6.5 (13° U, 05° B) dengan  puncaknya  terjadi  pada  tanggal 21 Juni 2015 pukul 02.36 UT. Data CME tersebut diperoleh dari LASCO C2 dan C3 dengan lebar sudut sebesar 116 derajat.
Gambar 3-4:   Serupa  dengan  Gambar  3-1,  tetapi  untuk peristiwa badai 23 Juni 2015
Setelah  dibahas  perilaku  angin surya dan sumber  penggerak  terjadinya badai  geomagnet  23  Juni  2015, selanjutnya  akan  dibahas  bagaimana pengaruhnya terhadap ionosfer. Gambar 3-5 adalah nilai VTEC tanggal 20-30 Juni 2015.  Perbandingan  nilai  VTEC  dengan qVTEC  juga  memperjelas  terjadinya peningkatan  nilai  VTEC  yang  signifikan pada  tanggal  23  Juni  2015.  Sehingga respons ionosfer terhadap badai geomagnet 23 Juni 2015 adalah berupa peningkatan  densitas  elektron  yang dinamakan badai ionosfer positif.
Gambar  3-6  menunjukkan  nilai ∆VTEC di atas Pontianak, Bandung dan Manado  dengan  nilai  paling  maksimum sebesar +17,60 TECU di atas Pontianak, +15,72  TECU  di  atas  Bandung,  dan +17,00  TECU  di  atas  Manado.  Respons
ionosfer ini terjadi sekitar 1-2 jam setelah peristiwa  badai.  Peristiwa  peningkatan densitas  elektron  ini  diduga  karena perubahan  ketinggian  ionosfer  ke  arah atas, sehingga laju rekombinasi semakin lambat (de Abreu et al., 2014; Fagundes et  al.,  2016;  Goncharenko  et  al.,  2007; Huang et al., 2005).

## 3.3  Perbandingan  Badai  17  Maret dengan 23 Juni 2015
Tabel 3-1 menunjukkan perbandingan peristiwa badai geomagnet pada tanggal 17 Maret dan 23 Juni 2015 berdasarkan  kemungkinan  berkaitan dengan  sumber  pemicu  (CME,  flare), kondisi badai geomagnet (indeks Dst dan waktu  onset)  dan  bagaimana  respons ionosfer  terhadap  kedua  badai  tersebut (∆VTEC dan selang waktu).
Gambar 3-5:   VTEC  tanggal  20-30  Juni  2015  dibandingkan  dengan median VTEC pada saat hari tenang geomagnet tanggal 2, 3, 4, 5, dan 20 Juni 2015 diasosiasikan dengan peristiwa badai magnet kuat tanggal 23 Juni 2015 pukul 05.00 UT
(23 Juni 2015 pukul 12.00 WIB atau 13.00 WITA)
Gambar 3-6:   ΔVTEC (dalam TECU) di atas Pontianak (kiri), Bandung (tengah), dan Manado (kanan)  pada  tanggal  22-26  Juni  2015.  Peningkatan  VTEC  terjadi  tanggal 23 Juni dengan intensitas yang berbeda
Sumber  badai  17  Maret  diduga dari  CME  15  Maret  berkaitan  dengan peristiwa  flare  C1.9.  Sementara  itu, sumber badai 23 Juni diduga dari CME 21 Juni yang berkaitan dengan peristiwa flare 21 Juni. Indeks Dst pada badai 17 Maret mencapai minimum pada pagi hari (waktu  lokal  Indonesia)  atau  terjadi ketika sebelum proses ionisasi. Sementara itu, indeks Dst pada badai 23 Juni  mencapai  minimum  terjadi  pada siang  hari  (waktu  lokal  Indonesia)  atau terjadi  mendekati  puncak  ionisasi. Respons  ionosfer  di  atas  Indonesia terhadap  badai  17  Maret  adalah penurunan  densitas  elektron  yang drastis  mencapai  sekitar  -32,83  sampai dengan  –61,47  TECU  dengan  selang waktu sekitar 9-11 jam dari waktu onset badai  geomagnet  17  Maret  2015. Sedangkan  respons  ionosfer  di  atas Indonesia terhadap badai geomagnet 23 Juni  adalah  peningkatan  densitas elektron  yang  drastis  mencapai  sekitar 15,72-17,60 TECU dengan selang waktu sekitar  1-2  jam  dari  waktu  onset  badai geomagnet 23 Juni 2015. Badai ionosfer negatif  terjadi  pada  tanggal  18  Maret 2015  dan  badai  ionosfer  positif  terjadi pada tanggal 23 Juni 2015.

## 4      KESIMPULAN
Dua  badai  geomagnet  17  Maret 2015  dan  23  Juni  2015  dengan klasifikasi  yang  sama  (klasifikasi  badai geomagnet  kuat)  direspons  tidak  sama oleh ionosfer di atas Indonesia. Badai 17 Maret  mengakibatkan  badai  ionosfer negatif  sedangkan  badai  23  Juni mengakibatkan  badai  ionosfer  positif. Besarnya  nilai  ∆VTEC  di  setiap  lokasi pengamatan  juga  bervariasi.  Selang waktu  respons  ionosfer  terhadap  badai pun bervariasi. Penurunan dan peningkatan  densitas  elektron  ionosfer yang  signifikan  tersebut  kemungkinan disebabkan oleh proses elektrodinamika dan sistem arus listrik di ionosfer akibat perubahan  atau  gangguan  medan magnet di magnetosfer (badai geomagnet). Proses tersebut kemungkinan dapat
berbeda mekanismenya  ketika  badai  geomagnet terjadi  antara  sebelum  (pagi  hari)  atau saat puncak proses ionisasi berlangsung (siang  hari).  Dengan  demikian,  waktu onset terjadinya badai geomagnet kemungkinan akan memengaruhi penurunan  atau  peningkatan  densitas elektron ionosfer.

## Tabel 3-1: PERBANDINGAN BADAI GEOMAGNET BERDASARKAN KEMUNGKINAN SUMBER PEMICU, KONDISI BADAI, DAN RESPONS IONOSFER
Badai Geomagnet 17 Maret 2015 Badai Geomagnet 23 Juni 2015 CME CME 15 Maret CME 21 Juni Flare sinar-X C1.9 M6.5 Indeks Dst -223 nT (badai kuat) -204 nT (badai kuat) Waktu onset 06.00 WIB/07.00 WITA Pagi hari (sebelum puncak ionisasi) 12.00 WIB/13.00 WITA Siang hari (mendekati puncak ionisasi) Respons badai ionosfer negatif positif ∆ VTEC Pontianak: -32,83 TECU (17.00 WIB/18.00 WITA) Bandung: -61,47 TECU (17.00 WIB/18.00 WITA) Manado: -50,64 TECU (15.00 WIB/16.00 WITA) Pontianak : +17,60 TECU (14.00 WIB /15.00 WITA) Bandung : +15,72 TECU (13.00 WIB /14.00 WITA) Manado : +17,00 TECU (14.00 WIB /15.00 WITA) Selang Waktu 9-11 jam 1-2 jam

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan terima kasih kepada program beasiswa Research  and  Innovation  in  Science  and Technology  Project  (RISET-Pro).  Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada tim  jaringan  dan  stasiun  pengamatan Manado,  Pontianak  dan  Bandung  yang telah  menyediakan  data  TEC  ionosfer, Universitas  Kyoto,  Jepang  dan  NASA Goddard  Space  Flight  Center  Amerika Serikat  yang  telah  menyediakan  data indeks  Dst  dan  angin  surya.  Kami  juga mengucapkan terima kasih kepada mitra bestari  atas  saran  dan  masukannya dalam penyempurnaan makalah ini.

## DAFTAR RUJUKAN
Balan, N., Y. Otsuka, M. Nishioka, J.Y. Liu, dan
G.J. Bailey, 2013. Physical Mechanisms of  the  Ionospheric  Storms  at  Equatorial and  Higher  Latitudes  during  the Recovery Phase of Geomagnetic Storms.
Journal of Geophysical Research: Space Physics, 118, 2660-2669.
Chakraborty,  M.,  S.  Kumar,  B.K.  De,  dan  A. Guha,  2015.  Effects  of  Geomagnetic Storm on Low Latitude Ionospheric Total Electron  Content:  A  Case  Study  from Indian Sector. Journal of  Earth System
Science, 124, 1115. de Abreu, A.J., P.R. Fagundes, M.  Gende, O.S. Bolaji,  R.  de  Jesus,  dan  C.  Brunini, 2014.  Investigation  of  Ionospheric Response to Two Moderate Geomagnetic Storms using GPS-TEC Measurements in the South American and African Sectors during  the  Ascending  Phase  of  Solar Cycle 24. Advances in Space Research, 53, 1313.
Ekawati, S., 2016. Badai Ionosfer Negatif di Atas Manado  berdasarkan  Data  GPS  Terkait Peristiwa  Badai  Geomagnet  17  Maret
2015. Prosiding Workshop Riset Cuaca Antariksa dan peluang Pemanfaatannya. ISSN: 2355-388X, pp 22.
Fagundes,  P.R.,  F.A.  Cardoso,  B.G.  Fejer,  K. Venkatesh,  B.A.G.  Ribeiro,  dan  V.G. Pillat. (2016). Positive and Negative GPS- TEC Ionospheric Storm Effects during the
Extreme  Space  Weather  Event  of  March 2015 over the Brazilian  Sector.  Journal of Geophysical Research: Space Physics,
121, 5613.
Goncharenko, L.P., J.C. Foster, A.J.  Coster,  C. Huang,  N.  Aponte,  dan  L.J.  Paxton, 2007.  Observations  of  a  Positive  Storm Phase on 10 September 2005. Journal of
Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 69, 1253.
Gonzalez  W.D.,  J.A.  Joselyn,  Y.  Kamide,  H.W.
Kroehl, G. Rostoker, B.T. Tsurutani, dan
V.M.  Vasyliunas,  1994.  What  is  A
Geomagnetic Storm?. Journal of Geophysical Research, 99,5771. Hamada,  A.M.,  A.M.  Mahrous,  I.  Fathy,  E. Ghamry,  K.  Groves,  dan  K.  Yumoto, 2015. TEC Variations during Geomagnetic Storm/Substorm with
Pc5/Pi2  Pulsation  Signature.  Advances in Space Research, 55, 2534.
Horvath,  I.  dan  B.C.  Lovell,  2015.  Positive  and Negative  Ionospheric  Storms  Occurring during  the  15  May  2005  Geomagnetic Superstorm.  Journal  of  Geophysical Research: Space Physics, 120, 7822.
Huang, C.S., J.C. Foster, L.P. Goncharenko, P.J.
Erickson,  W.  Rideout,  dan  A.J.  Coster, 2005.  A  Strong  Positive  Phase  of
Ionospheric  Storms  Observed  by  the Millstone  Hill  Incoherent  Scatter  Radar and  Global  GPS  Network.  Journal  of Geophysical Ressearch, 110, A06303.
Liu, Y.D., H. Hu, R. Wang, Z. Yang, B. Zhu, Y.A. Liu, J.G. Luhmann, dan J.D.
Richardson, 2015. Plasma and Magnetic Field  Characteristics  of  Solar  Coronal
Mass Ejections in Relation to Geomagnetic Storm Intensity and Variability.  The  Astrophysical  Journal Letters, 809, L34.
Loewe, C.A. dan G.W. Prolss, 1997.
Classification  and  Mean  Behavior  of Magnetic Storms, J. Geophys. Res. 102,
14209.
Muslim,  B.,  2013.  Pengaruh  Badai  Matahari
Oktober  2003  pada  Ionosfer  dari  TEC GIM. Jurnal Fisika, 3, 63.
Sahai, Y., F. Becker ‐ Guedes, P.R. Fagundes, R. de  Jesus,  A.J.  de  Abreu,  L.J.  Paxton, L.P.  Goncharenko,  C.  Brunini,  M.
Gende,  A.S.  Ferreira,  N.S.  Lima,  F.L. Guarnieri, V.G. Pillat, J.A. Bittencourt, dan  C.M.N.  Candido.,  2009.  Effects Observed  in  the  Latin  American  Sector Ionospheric F Region during  the  Intense Geomagnetic  Disturbances  in  the  Early Part  of  November  2004.  Journal  of
Geophysical Research, 114, A00A19. Santoso,  A.,  2015.  Respon  Magnetosfer  dan Ionosfer  di  atas  Indonesia  terhadap Cuaca Antariksa Ekstrim dan Dampaknya pada Satelit LAPAN Tubsat. Buku Bunga Rampai Makalah Workshop. ISBN:978-979-1458-85-6. Schunk, R.W., dan J.J. Sojka, 1996. Ionosphere-
Thermosphere  Space  Weather  Issues.
Journal  of  Atmospheric  and  Solar- Terrestrial Physics, 58, 1527.
Spogli,  L.,  C.  Cesaroni,  D.D.  Mauro,  M. Pezzopane,  L.  Alfonsi,  E.  Musicò,  G. Povero, M. Pini, F. Dovis, R. Romero, N. Linty,  P.  Abadi,  F.  Nuraeni,  A.  Husin, M.L. Huy, T.T. Lan, T.V. La, V.G. Pillat, dan  N.  Floury,  2016.  Formation  of Ionospheric Irregularities over Southeast Asia  during  the  2015  St.  Patrick ˈ s  Day Storm. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 121, 12211.
Winarko,  A.  dan  A.  Santoso,  2016.  Pengaruh Orientasi  Medan  Magnet  Antarplanet pada  Gangguan  Geomagnet  di  Lintang Rendah.  Jurnal  Sains  Dirgantara,  13, 73.