Spatial Rainfall Distribution In The Eastern Part Of West Java Province Using Principal Component Analysis And Cluster Analysis

Abstract

Abstract

Over a 10-year period, daily precipitation totals at 74 sites were used to explore spatial rainfall distribution in eastern West Java Province, Indonesia, which includes Indramayu, Cirebon, Majalengka, Kuningan, Garut, Ciamis, Tasikmalaya, and Banjar. The study area also includes the border areas of West Java and Central Java provinces, namely Brebes, Cilacap, and Banyumas. S-mode Principal component analysis (PCA) is used to identify the main rainfall patterns, with stations as component loadings and days as component scores. The first three principal components (PCs) were retained, accounting for nearly 43% of the cumulative variance. PC 1, as the most important pattern, produces a north-to-south decline in rainfall in the study area and is associated with wind direction. Then, PC 2 shows the most rainfall in Cirebon, and the variability reduces in the south (Tasikmalaya). The last, PC 3, produces wetter conditions in Majalengka than in its southern and northern areas (which are drier). Then, the result of PCA was analysed using wind data from ERA5 and topography information, and the westerly wind shows its impact on rainfall in windward areas. Finally, cluster analysis is used to determine which regions have consistent rainfall, and the results were compared with the Koppen-Geiger classification. The application of this study can be helpful for activities related to rainfall distribution, such as agriculture and water resource management.

Intisari

Selama periode 10 tahun, total curah hujan harian di 74 lokasi digunakan untuk mengeksplorasi distribusi curah hujan spasial di Provinsi Jawa Barat bagian timur, Indonesia, yang meliputi Indramayu, Cirebon, Majalengka, Kuningan, Garut, Ciamis, Tasikmalaya, Banjar. Wilayah studi juga memasuki daerah perbatasan provinsi Jawa Barat dan Jawa Tengah, yaitu Brebes, Cilacap, dan Banyumas. Analisis komponen utama (PCA) S-mode digunakan untuk mengidentifikasi pola curah hujan utama, dengan stasiun sebagai pemuatan komponen dan hari sebagai skor komponen. Tiga komponen utama (PC) pertama mencakup hampir 43% dari varians kumulatif. PC 1, sebagai pola yang paling penting, menghasilkan penurunan curah hujan dari utara ke Selatan dari wilayah studi dan berasosiasi dengan arah angin. Kemudian, PC 2 menunjukkan curah hujan paling banyak di Cirebon, dan variabilitas berkurang di selatan (Tasikmalaya). Yang terakhir, PC 3, menghasilkan kondisi yang lebih basah di Majalengka daripada di daerah selatan dan utara (lebih kering). Kemudian, hasil PCA dianalisis menggunakan informasi angin dari ERA5 dan topografi, dan angin barat menunjukkan dampaknya terhadap curah hujan di daerah yang menghadap ke arah angin. Terakhir, analisis klaster digunakan untuk menentukan daerah mana yang memiliki curah hujan yang konsisten, dan hasilnya dibandingkan dengan klasifikasi Koppen-Geiger. Penerapan studi ini dapat bermanfaat untuk kegiatan yang terkait dengan distribusi curah hujan, seperti pertanian dan pengelolaan sumber daya air.