Pengendalian Optimal pada Dampak Pemanasan Global terhadap Ekosistem Laut dengan Menggunakan Metode Prinsip Minimum Pontryagin

Ramadhani, Niken Putri (2024) Pengendalian Optimal pada Dampak Pemanasan Global terhadap Ekosistem Laut dengan Menggunakan Metode Prinsip Minimum Pontryagin. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5002201145_Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Emisi Gas Rumah Kaca (GRK) yang mengakibatkan peningkatan suhu global dengan signifikan membuat ekosistem bumi tidak seimbang, salah satunya pada ekosistem laut yang berperan penting dalam menjaga keseimbangan lingkungan. Oleh karena itu, akan dibuat sebuah model dampak pemanasan global terhadap ekosistem laut yang bertujuan untuk menganalisa, menentukan sistem kendali, dan melakukan simulasi kontrol optimal terhadap model. Model ini dibatasi empat kompartemen yang merupakan bagian penting dari permasalahan, yaitu Konsenterasi gas rumah kaca G(t), Suhu Atmosfer Bumi T(t), Populasi Plankton di laut P(t), dan Populasi Ikan laut F(t). Untuk mengurangi konsentrasi gas rumah kaca, karbon dioksida akan diserap melalui fotosintesis dengan mengembangkan sistem pengendali melalui penanaman Pohon Mangrove di daerah pesisir pantai dan pengelolaan nutrisi limbah di laut. Selanjutnya dianalisis eksistensi kontrol optimal dari yang telah diberikan pada model tersebut. Metode yang digunakan untuk menentukan kontrol optimal adalah Prinsip Minimum Pontryagin dan simulasi secara numerik menggunakan metode Runge-Kutta Orde 4.Hasil dari simulasi yang telah dilakukan menunjukkan bahwa dalam waktu 10 tahun, kontrol optimal yang telah diberikan dapat meminimalisir laju pertumbuhan konsentrasi Gas Rumah Kaca(GRK), akibatnya laju perubahan suhu dengan kontrol juga mengalami penurunan secara signifikan pula. Selanjutnya untuk laju pertumbuhan populasi plankton terlihat berhasil mengalami kenaikan jika dengan kontrol hingga tahun ke 6 yaitu dan mengalami penurunan pada tahun ke 10 dengan kontrol hal ini dikarenakan sebanding dengan penurunan laju konsentrasi gas rumah kaca. Kemudian untuk laju pertumbuhan populasi ikan dengan kontrol juga mengalami kenaikan dibandingkan dengan tanpa kontrol hingga tahun ke 10.
========================================================================================================================
Greenhouse gas (GHG) emissions, which significantly contribute to global temperature rise, disrupt the Earth's ecosystem balance, notably impacting the marine ecosystem that plays a crucial role in maintaining environmental equilibrium. Therefore, a model assessing the impact of global warming on marine ecosystems has been developed to analyze, establish control systems, and simulate optimal control strategies. This model is constrained to four critical compartments: Greenhouse Gas Concentration G(t), Earth's Atmospheric Temperature T(t), Marine Plankton Population P(t), and Marine Fish Population F(t). To mitigate greenhouse gas concentration, carbon dioxide absorption through photosynthesis will be enhanced by implementing a control system that involves planting mangroves along coastal areas and managing nutrient waste in the sea. The optimal control's existence is then analyzed within the given model framework. The Pontryagin Minimum Principle and numerical simulations using the 4th-order Runge-Kutta method are employed to determine the optimal control. Simulation results indicate that within a 10-year period, the applied optimal control effectively minimizes the growth rate of greenhouse gas concentration, consequently leading to a significant reduction in temperature change rate under control. Furthermore, the plankton population growth rate initially increases under control until the 6th year, then declines by the 10th year due to the proportional reduction in greenhouse gas concentration. Additionally, the fish population growth rate under control shows a marked improvement compared to scenarios without control over the same period.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Pemanasan Global, Ekosistem Laut, Kontrol optimal, Global Warming, Marine Ecosystem, Optimal Control.
Subjects:	Q Science Q Science > QA Mathematics Q Science > QA Mathematics > QA278.3 Structural equation modeling. Q Science > QA Mathematics > QA372.B9 Differential equations--Numerical solutions. Runge-Kutta formulas--Data processing. Q Science > QA Mathematics > QA401 Mathematical models.
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Mathematics > 44201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Niken Putri Ramadhani
Date Deposited:	06 Aug 2024 02:24
Last Modified:	06 Aug 2024 02:24
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/112164

Actions (login required)

View Item