PREDIKSI KEKERINGAN EKSTREM DI JAWA TIMUR MENGGUNAKAN GENERALIZED PARETO DISTRIBUTION (GPD)

EXTREME DROUGHT PREDICTION IN EAST JAVA USING GENERALIZED PARETO DISTRIBUTION (GPD)

Kekeringan ekstrem di Jawa Timur merupakan peristiwa yang berdampak signifikan terhadap sektor pertanian, ketersediaan air, serta kondisi sosial-ekonomi masyarakat. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis karakteristik kekeringan ekstrem menggunakan Standardized Precipitation Index (SPI) dan memprediksi kejadian curah hujan ekstrem menggunakan Generalized Pareto Distribution (GPD) berdasarkan return level. Data yang digunakan merupakan data curah hujan bulanan selama periode 1990–2024 dari stasiun pengamatan BMKG di Kabupaten Malang, Jawa Timur. Analisis SPI dilakukan untuk mengidentifikasi pola kekeringan berdasarkan curah hujan pada periode musim kemarau (April–September). Hasil analisis menunjukkan bahwa kekeringan ekstrem lebih sering terjadi pada akhir musim kemarau (Juli–September) dibandingkan awal musim kemarau (April–Juni), dengan beberapa tahun mengalami SPI di bawah -1.5, yang mengindikasikan kondisi kekeringan ekstrem. Data ekstrem diidentifikasi menggunakan metode Peaks Over Threshold (POT) dengan ambang batas sebesar 2.00 mm. Parameter distribusi GPD diestimasi menggunakan Maximum Likelihood Estimation (MLE), dengan hasil shape ξ = 1.297 dan scale σ = 2.983. Uji Kolmogorov-Smirnov menunjukkan bahwa data ekstrem sesuai dengan distribusi GPD (p-value = 0.301). Hasil prediksi return level menunjukkan bahwa dalam periode 1–10 tahun ke depan, curah hujan ekstrem cenderung meningkat seiring bertambahnya periode waktu, sehingga risiko kekeringan ekstrem berkurang. Akurasi prediksi dapat menurun pada periode yang lebih panjang karena ketidakpastian dalam estimasi nilai return level. Hasil penelitian ini memberikan wawasan mengenai pola kekeringan ekstrem di Jawa Timur serta potensi kejadian di masa mendatang. Temuan ini dapat menjadi referensi dalam perencanaan mitigasi kekeringan serta pengelolaan sumber daya air untuk mengurangi dampak negatifnya.

Kata kunci: Kekeringan ekstrem, Standardized Precipitation Index (SPI), Generalized Pareto Distribution (GPD)

Extreme drought in East Java is an event that has a significant impact on the agricultural sector, water availability, and socio-economic conditions of the community. This study aims to analyze the characteristics of extreme drought using the Standardized Precipitation Index (SPI) and predict extreme rainfall events using the Generalized Pareto Distribution (GPD) based on the return level. The data used is monthly rainfall data for the period 1990–2024 from BMKG observation stations in Malang Regency, East Java. SPI analysis was conducted to identify drought patterns based on rainfall in the dry season period (April–September). The results of the analysis show that extreme drought occurs more frequently at the end of the dry season (July–September) than at the beginning of the dry season (April–June), with some years experiencing SPI below -1.5, indicating extreme drought conditions. Extreme data were identified using the Peaks Over Threshold (POT) method with a threshold of 2.00 mm. The parameters of the GPD distribution were estimated using Maximum Likelihood Estimation (MLE), with the results of shape ξ = 1.297 and scale σ = 2.983. The Kolmogorov-Smirnov test showed that the extreme data fit the GPD distribution (p-value = 0.301). The prediction results show that in the next 1–10 years, extreme rainfall tends to increase as the time period increases, so the risk of extreme drought decreases. Prediction accuracy may decrease in longer periods due to uncertainty in the estimation of the return level value. The results of this study provide insight into the pattern of extreme drought in East Java and the potential for future occurrence. The findings can serve as a reference in drought mitigation planning and water resources management to reduce its negative impacts.

Keywords: Extreme drought, Standardized Precipitation Index (SPI), Generalized Pareto Distribution (GPD)