6 2 BAB II LANDASAN TEORI DAN DATA 2.1 Pasut Laut Fenomena pasang dan surutnya muka air laut biasa disebut sebagai pasut laut ( ocean tide). Pasut terjadi dikarenakan oleh perbedaan gaya gravitasi dari pergantian posisi bulan dan matahari yang relatif pada suatu titik di permukaan bumi. Menurut Poerbandono & Djunarsjah, 2005, pasut laut adalah fenomena naik dan turunnya permukaan air laut secara periodik yang disebabkan oleh pengaruh gravitasi benda-benda langit terutama bulan dan matahari. Sedangkan menurut Pariwono, 1989, fenomena pasut diartikan sebagai naik turunnya muka laut secara berkala akibat adanya gaya tarik benda-benda angkasa terutama matahari dan bulan terhadap massa air di bumi. Bulan dan matahari memberikan pengaruh yang besar terhadap proses terjadinya fenomena pasut dibandingkan benda angkasa lainnya karena jaraknya yang lebih dekat dengan bumi. Akan tetapi, meskipun bulan memiliki ukuran yang lebih kecil daripada matahari, gaya tarik gravitasi bulan dua kali lebih besar daripada gaya tarik matahari dalam membangkitkan pasut karena jarak bulan yang lebih dekat ke bumi dibandingkan dengan jarak matahari ke bumi. Karena itulah gaya tarik terbesar dihasilkan oleh bulan. Fenomena pasut dijelaskan dengan ”teori pasut setimbang“ yang dikemukakan oleh Sir Isaac Newton pada abad ke-17. Teori ini menganggap bahwa bumi berbentuk bola sempurna dan dilingkupi air dengan distribusi massa yang seragam. Pada teori ini, pengaruh kelembaman (Inertia) pada bumi diabaikan. Teori kesetimbangan menunjukkan bahwa naik-turunnya permukaan laut sebanding dengan gaya pembangkit pasut (King, 1966). Pembangkitan pasut dijelaskan dengan ”teori gravitasi universal “, yang menyatakan bahwa pada sistem dua benda dengan massa m 1 dan m 2 akan terjadi gaya tarik menarik sebesar F di antara keduanya yang besarnya sebanding dengan perkalian massanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya. Teori tersebut juga dapat dinyatakan dengan: = ₁₂ ² (1) Gaya pembangkit pasut akan menimbulkan air tinggi pada dua lokasi dan air rendah pada dua lokasi (Gross,1987). Kedudukan matahari, bumi, dan bulan berada dalam satu garis pada saat spring. Pada saat kedudukan seperti itu, terjadi pasut maksimum pada titik
15
Embed
2 BAB II LANDASAN TEORI DAN DATA 2.1 Pasut Laut · Cara yang lazim dipakai adalah metode ... Beberapa alasan penggunaan metode kuadrat terkecil dalam hitung perataan, ... harmonik
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
6
2 BAB II
LANDASAN TEORI DAN DATA
2.1 Pasut Laut
Fenomena pasang dan surutnya muka air laut biasa disebut sebagai pasut laut (ocean
tide). Pasut terjadi dikarenakan oleh perbedaan gaya gravitasi dari pergantian posisi bulan
dan matahari yang relatif pada suatu titik di permukaan bumi. Menurut Poerbandono &
Djunarsjah, 2005, pasut laut adalah fenomena naik dan turunnya permukaan air laut
secara periodik yang disebabkan oleh pengaruh gravitasi benda-benda langit terutama
bulan dan matahari. Sedangkan menurut Pariwono, 1989, fenomena pasut diartikan
sebagai naik turunnya muka laut secara berkala akibat adanya gaya tarik benda-benda
angkasa terutama matahari dan bulan terhadap massa air di bumi.
Bulan dan matahari memberikan pengaruh yang besar terhadap proses terjadinya
fenomena pasut dibandingkan benda angkasa lainnya karena jaraknya yang lebih dekat
dengan bumi. Akan tetapi, meskipun bulan memiliki ukuran yang lebih kecil daripada
matahari, gaya tarik gravitasi bulan dua kali lebih besar daripada gaya tarik matahari
dalam membangkitkan pasut karena jarak bulan yang lebih dekat ke bumi dibandingkan
dengan jarak matahari ke bumi. Karena itulah gaya tarik terbesar dihasilkan oleh bulan.
Fenomena pasut dijelaskan dengan ”teori pasut setimbang“ yang dikemukakan oleh
Sir Isaac Newton pada abad ke-17. Teori ini menganggap bahwa bumi berbentuk bola
sempurna dan dilingkupi air dengan distribusi massa yang seragam. Pada teori ini,
pengaruh kelembaman (Inertia) pada bumi diabaikan. Teori kesetimbangan menunjukkan
bahwa naik-turunnya permukaan laut sebanding dengan gaya pembangkit pasut (King,
1966). Pembangkitan pasut dijelaskan dengan ”teori gravitasi universal“, yang
menyatakan bahwa pada sistem dua benda dengan massa m1 dan m2 akan terjadi gaya
tarik menarik sebesar F di antara keduanya yang besarnya sebanding dengan perkalian
massanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya. Teori tersebut juga dapat
dinyatakan dengan:
𝐹 = 𝐺𝑚₁𝑚₂
𝑟² (1)
Gaya pembangkit pasut akan menimbulkan air tinggi pada dua lokasi dan air rendah
pada dua lokasi (Gross,1987). Kedudukan matahari, bumi, dan bulan berada dalam satu
garis pada saat spring. Pada saat kedudukan seperti itu, terjadi pasut maksimum pada titik
7
di permukaan bumi yang berada di sumbu kedudukan relatif bumi, bulan, dan matahari
(Gambar 2.1). Kekuatan gaya tarik bulan dan matahari berkumpul menjadi satu dan
menarik titik di permukaan bumi tersebut secara maksimal. Saat tersebut terjadi ketika
bulan baru dan bulan purnama. Fenomena pasut pada kedudukan demikian disebut
dengan spring tide atau pasut perbani.
BUMI BULAN MATAHARI
Gaya
Pembangkit
Pasut
Gambar 2.1 Posisi Bumi-Bulan-Matahari pada saat Pasut Perbani
(Diadaptasi dari Poerbandono & Djunarsjah, 2005)
Sementara itu, kedudukan matahari tegak lurus (90̊) dengan sumbu bumi-bulan berada
pada saat neap. Pada saat tersebut, terjadi pasut minimum pada titik di permukaan bumi
yang tegak lurus sumbu bumi-bulan (Gambar 2.2). Gaya tarik bulan dan matahari
terhadap bumi saling berlawanan arah sehingga hasilnya menjadi saling melemahkan.
Saat tersebut terjadi di perempat bulan awal dan perempat bulan akhir. Fenomena pasut
pada kedudukan demikian disebut dengan neap tide atau pasut mati. Tunggang pasut
(jarak vertikal kedudukan permukaan air tertinggi dan terendah) saat spring lebih besar
dibanding saat neap.
BULAN
BUMI MATAHARI
Gaya
Pembangkit
Pasut
Gambar 2.2 Posisi Bulan-Bumi-Matahari pada saat Pasut Mati
(Diadaptasi dari Poerbandono & Djunarsjah, 2005)
Pada suatu lokasi pengamatan, pasut dibagi menjadi beberapa tipe, antara lain pasut
diurnal, pasut semi-diurnal, dan pasut campuran. Pasut diurnal memiliki satu kedudukan
8
muka air tertinggi dan satu kedudukan muka air terendah. Pasut semi-diurnal memiliki
dua kedudukan muka air tertinggi dan dua kedudukan muka air terendah. Sedangkan
pasut campuran merupakan gabungan antara tipe pasut diurnal dan pasut semi-diurnal.
Pasut yang terjadi di suatu titik di permukaan bumi merupakan gabungan dari jarak
dan kedudukan bulan dan matahari terhadap bumi yang selalu berubah secara berkala.
Fenomena ini dinyatakan dengan superposisi dari persamaan-persamaan gelombang pasut
karena bulan, matahari, dan kedudukan-kedudukan relatifnya. Pergerakan pasut itu
sendiri dapat dimodelkan dengan persamaan:
yB = AB cos(ωt + ϕ) (2)
dengan yB = tinggi muka air saat t, AB = amplitudo pasut, ω = kecepatan sudut = 2πf, t =
waktu, dan ϕ = keterlambatan fase. Perbandingan amplitudo dan fase akibat hubungan
dengan bulan dan matahari pada pola pasut dinyatakan dengan konstanta-konstanta
pembanding dengan simbol dan nilai tertentu untuk menjelaskan akibat dari hubungan
tersebut terhadap tinggi muka air. Konstanta-konstanta tersebut disebut sebagai konstanta
harmonik. Tabel 2.1 dan Tabel 2.2 memperlihatkan konstanta-konstanta harmonik yang
seringkali muncul pada suatu fenomena pasut. Tabel 2.1 berisi konstanta harmonik utama
yang bersifat diurnal dan semi-diurnal. Tabel 2.2 berisi konstanta harmonik lainnya yang
terdiri dari konstanta pasut gabungan dan konstanta periode panjang.
Pengamatan pasut dilakukan untuk memperoleh data tinggi muka air laut di suatu
lokasi. Hasil pengamatan pasut dapat digunakan untuk menetapkan datum vertikal yang
sesuai untuk keperluan tertentu pada lokasi tertentu. Pengamatan pasut dilakukan dengan
mencatat atau merekam data tinggi muka air laut setiap interval waktu tertentu. Interval
waktu perekaman data tinggi muka air laut biasanya adalah 15, 30, atau 60 menit.
Menurut Poerbandono & Djunarsjah, 2005, rentang pengamatan pasut sebaiknya
dilakukan selama selang waktu keseluruhan periodisasi benda-benda langit yang
mempengaruhi terjadinya pasut telah kembali pada posisinya semula.
Dengan melakukan analisis terhadap hasil pengamatan pasut, dapat dilakukan prediksi
pasut. Prediksi pasut dilakukan dengan tujuan untuk memperoleh informasi tinggi muka
air laut di masa mendatang pada saat dan lokasi tertentu. Hasil prediksi ditampilkan
dalam tabel berisi jam dan tinggi muka air. Prediksi pasut dilakukan dengan menurunkan
atau mencari konstanta-konstanta harmonik pasut dari data pasut dengan rentang
pengamatan tertentu. Pendekatan yang dipakai untuk mendapatkan konstanta-konstanta
9
harmonik pasut adalah analisis harmonik. Cara yang lazim dipakai adalah metode
Admiralty (Hydrografisch Bureau, 1949) atau kuadrat terkecil (Grant, 1988). Metode
kuadrat terkecil cukup efektif dipakai untuk mendapatkan konstanta-konstanta harmonik
dari data pengamatan pasut.
Tabel 2.1 Konstanta-Konstanta Harmonik Pasut Utama