BUKU PANDUAN PRAKTIKUM OSEANOGRAFI FISIKA Program Studi Ilmu Kelautan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Brawijaya Malang 2013
BUKU PANDUAN PRAKTIKUM
OSEANOGRAFI FISIKA
Program Studi Ilmu Kelautan
Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan
Universitas Brawijaya Malang
2013
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
2
TATA TERTIB PRAKTIKUM
OSEANOGRAFI FISIKA
1. Praktikum dilaksanakan pada Sabtu, tanggal 30 November, 7 dan 14 Desember 2. Shift 1 (kelompok 1 - 10) pukul 07.00 09.00
Shift 2 (kelompok 11 - 20) pukul 10.00 12.00 Shift 3 (kelompok 21 - 30) pukul 13.00 15.00
3. Tidak boleh pindah shift 4. Datang minimal 10 menit sebelum praktikum dimulai 5. Membawa buku panduan yang sudah dijilid terusan biru dan mengerjakan tiket
masuk yaitu soal-soal pada buku panduan sesuai materi praktikum hari itu (Praktikum 1: Pasang surut, Praktikum 2: Gelombang, Praktikum 3: Arus)
6. Soal tiket masuk dikerjakan di buku panduan dengan menggunakan bolpoin biru 7. Literatur hanya boleh dari buku dan jurnal (1 soal 2 literatur) 8. Membawa laptop, minimal 2 orang 1 laptop 9. Tidak boleh meng-install software saat praktikum berlangsung (software harus
sudah ter-install sebelum praktikum)
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
3
1. PASANG SURUT
Pasang-surut (pasut) merupakan salah satu gejala alam yang tampak nyata di laut, yakni suatu gerakan vertikal (naik turunnya air laut secara teratur dan berulang-ulang) dari seluruh partikel massa air laut dari permukaan sampai bagian terdalam dari dasar laut. Gerakan tersebut disebabkan oleh pengaruh gravitasi (gaya tarik menarik) antara bumi dan bulan, bumi dan matahari, atau bumi dengan bulan dan matahari. Pengaruh benda angkasa lainnya dapat diabaikan karena jaraknya lebih jauh dan ukurannya lebih kecil. Faktor non astronomi yang mempengaruhi pasang surut terutama di perairan semi tertutup seperti teluk adalah bentuk garis pantai dan topografi dasar perairan.
Tipe pasang surut ditentukan oleh frekuensi air pasang dengan surut setiap harinya. Suatu perairan mengalami satu kali pasang dan satu kali surut dalam satu hari, kawasan tersebut dikatakan bertipe pasang surut harian tunggal (diurnal tides), namun jika terjadi dua kali pasang dan dua kali surut dalam sehari, maka tipe pasang surutnya disebut tipe harian ganda (semi diurnal tides). Tipe pasang surut lainnya merupakan peralihan antara tipe tunggal dan ganda disebut dengan tipe campuran (mixed tides) dan tipe pasang surut ini digolongkan menjadi dua bagian yaitu tipe campuran dominasi ganda dan tipe campuran dominasi tunggal.
Pasang-surut (pasut) di suatu tempat tidak hanya bergantung pada posisi bulan dan matahari saja, tetapi dipengaruhi juga oleh keadaan geografi, arah angin, gesekan dengan dasar laut, kedalaman, relief dasar laut dan viskositas air di lokasi tersebut. Semua faktor ini dapat mempercepat atau memperlambat datangnya air pasang.
Pasang purnama (spring tide) terjadi ketika bumi, bulan dan matahari berada dalam suatu garis lurus. Pada saat itu akan dihasilkan pasang tinggi yang sangat tinggi dan pasang rendah yang sangat rendah. Pasang surut purnama ini terjadi pada saat bulan baru dan bulan purnama.
Pasang perbani (neap tide) terjadi ketika bumi, bulan dan matahari membentuk sudut tegak lurus. Pada saat itu akan dihasilkan pasang tinggi yang rendah dan pasang rendah yang tinggi. Pasang surut perbani ini terjadi pada saat bulan 1/4 dan 3/4.
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
4
Soal:
1. Jelaskan apa saja macam pasut berdasarkan waktu terjadinya! 2. Jelaskan apa saja tipe pasut dan bagaimana ketentuan bilangan Formzahl dari ke-
empat tipe tersebut! 3. Mengapa terjadi perbedaan tipe pasang dan ketinggiannya di berbagai bagian laut? 4. Apa yang dimaksud dengan gaya sentrifugal? 5. Apa yang dimaksud dengan Apogee dan Perigee? Jelaskan hubungannya dengan
pasut!
Jawab:
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
5
Pengolahan Data Pasang Surut a. MATLAB dan TMD Inputan prediksi menggunakan matlab
Masuk ke aplikasi MATLAB
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
6
Kemudian pilih TMD_toolbox
Pilih Set Path pada File di pojok kiri
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
7
Add folder
Pilih TMD kemudian save dan close
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
8
Ketik TMDpada Command Window
Pilih indo tar yang ada di dalam folder, kemudian model_ind, ketika muncul pemberitahuan pilih Yes
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
9
Kemudian muncul gambar seperti ini
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
10
Pilih semua komponen dengan cara di tandai, kemudian Input from file sesuai dengan nama pada file serta mengubah nama output yang akan di keluarkan hasilnya
Pilih predict tide untuk memprediksi pasang surut kemudian akan muncul grafik pasang surut yang diinginkan setelah menekan GO
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
11
Pilih Extract tidal constants dan tekan GO, maka akan muncul 9 komponen pasut
Kemudian akan muncul komponen pasut pada Comman Windows setelah tekan GO
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
12
Komponen pasut yang telah muncul kemudian dihitung menggunakan rumus: F = (O1+K1)/(M2+S2) Kemudian akan menghasilkan nilai dimana nilai tersebut akan dijadikan sebagai perbandingan dengan data dari hasil pengamatan menggunakan ADCP Aquadop Nortex.
0,0 F 0,25 = harian ganda beraturan 0,25 F 1,50 = campuran dominasi ganda 1,5 F 3,0 = campuran dominasi tunggal F 3,0 = harian tunggal beraturan
b. NAOtide Masuk ke NAOtide dan pilih input
Pada input ubah koordinat dengan yang telah dikonversi pada excel, kemudian sesuaikan tanggal (tahun, bulan, hari, jam, dan menit) sesuai pengamatan pasut yang dilakukan. Untuk prediksi harus sehari sebelum pengambilan data dan sehari sesudah pengambilan data.
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
13
Setelah input, running dengan na099b-bo
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
14
Hasil running akan muncul dalam bentuk notepad
Buka excel, buka file hasil inputan
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
15
Hasil inputan berupa prediksi pasang surut sesuai tanggal yang telah ditentukan
Langkan selanjutnya adalah konversi waktu dimana zona untuk wilayah Indonesia bagian barat waktunya lebih cepat 7 jam bila dihitung dari posisi GMT (Greenwich Mean Time) yang merupakan rujukan waktu pembagian zona waktu Bumi, serta mengubah nilai pasang surut yang satuannya centimeter menjadi meter
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
16
Kemudian Plot waktu dan nilai pasut dalam grafik
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
17
2. GELOMBANG
Gelombang air laut terjadi karena adanya alih energi dari angin ke permukaan laut, atau pada saat-saat tertentu disebabkan oleh gempa di dasar laut. Gelombang merambat ke segala arah membawa energinya yang kemudian dilepaskan ke pantai dalam bentuk hempasan ombak. Rambatan geombang dapat mencapai rubuan kilometer sampai mencapai pantai. Gelombang yang mencapai pantai akan mengalami pembiasan (refraction) dan akan memusat (convergence) jika mendekati semenanjung, atau menyebar (divergence) jika menemui cekungan. Gelombang yang menuju perairan dangkal akan mengalami spilling, plunging, collapsing atau surging. Semua fenomena yang terjadi pada gelombang pada dasarnya disebabkan oleh topografi dasar laut.
Pada dasarnya gelombang adalah gerakan naik turunnya permukaan air secara bergantian. Faktor yang dapat menimbulkan terjadinya gelombang di antaranya adalah angin, adanya gerakan kapal, dan gempa bawah laut.
Sifat-sifat gelombang setidaknya dipengaruhi oleh 3 bentuk angin, yaitu kecepatan angin, waktu dimana angin sedang bertiup, dan jarak tanpa rintangan dimana angin sedang bertiup atau dikenal sebagai fetch.
Gelombang merupakan faktor penting di dalam perencanaan pelabuhan, rekayasa pantai dan lepas pantai. Gelombang di laut bisa dibangkitkan oleh angin (gelombang angin), gaya tarik matahari dan bulan (pasang surut) letusan gunung berapi atau gempa di laut (tsunami), kapal bergerak dan sebagainya. Gelombang-gelombang ini akan menimbulkan gaya-gaya yang bekerja pada bangunan pantai maupun lepas pantai. Selain itu gelombang juga akan bisa menimbulkan arus dan transportasi sedimen di daerah pantai.
Soal:
1. Jelaskan pengertian gelombang! 2. Jelaskan mengenai macam-macam gelombang! 3. Apakah perbedaan gelombang dengan arus? 4. Apakah faktor-faktor yang mempengaruhi adanya gelombang laut?
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
18
Jawab:
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
19
Pengolahan Data Gelombang (WRPLOT View) Menyusun Data angin dengan urutan seperti gambar di bawah pada Ms.Excel.
Gambar 1. Data yang diperlukan untuk dirunning di WRPLOT View
Perlu diingat bahwa format Ms.Excel yang bisa terbaca di WRPLOT View adalah Ms.Excel 1997-2003. Jika tidak memakai format tersebut, sistem tidak dapat membaca file kita, sehingga perlu dilakukan pengubahan format data ke Ms.Excel 1997-2003.
Kemudian membuka program WRPLOT View yang telah terinstal di laptop. Tampilan awal WRPLOT View seperti pada Gambar 2 di bawah ini.
Gambar 2. Tampilan awal WRPLOT View
Kemudian klik OK sehingga muncul tampilan seperti Gambar 3.
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
20
Pada bagian atas kotak dialog ada 4 menu utama yaitu File, Edit, Tools dan Help seperti pada gambar di bawah ini.
Gambar 3. Tampilan pertama WRPLOT View
Pilih Tools Import from Excel lalu masukkan data Ms.Excel yang telah diatur seperti Gambar 1 lalu klik Open.
Gambar 4. Langkah Import File Ms.Excel
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
21
Lalu diatur Excel Column Name menyesuaikan dengan Excel File yang ada di bawahnya, misalnya Year diisi B, Month diisi C dan seterusnya, diatur juga waktunya yaitu pukul 00 sampai 23 sesuai data, pada bagian First Row to Import pilih 2.
Gambar 5. Output Ms.Excel dalam WRPLOT View
Kemudian mengisi pada bagian yang lain yaitu Station Information seperti pada gambar di bawah ini.
Gambar 6. Pengaturan Station Information
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
22
Pada pengaturan Station Information seperti pada Gambar 6 diisi sesuai koordinat lokasi kemudian klik Import dan muncul kotak dialog, klik No lalu Close dan kembali lagi ke tampilan awal WRPLOT seperti pada Gambar 3.
Kemudian klik Add File lalu dipilih file dengan format .sam yang berarti SAMSON file seperti pada gambar di bawah ini.
Gambar 7. Import data .sam
Kemudian gambar mawar angin akan keluar seperti Gambar 8 di bawah ini.
Gambar 8. Gambar mawar angin yang dihasilkan
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
23
Untuk range kecepatan angin bisa diatur dengan menggunakan menu Wind Classes [7] seperti pada Gambar 9 di bawah ini. Diatur satuan kecepatan angin yaitu dalam knots kemudian baru mengatur range sesuai yang diinginkan, kemudian klik OK.
Gambar 9. Pengaturan range kecepatan angin (Wind Classes) Warna wind classes dapat diatur sesuai keinginan juga dengan dipilih menu
Options yang ada di sisi kanan gambar, hingga muncul tampilan seperti Gambar 10. Dipilih warna sesuai yang diinginkan, lalu klik Apply dan OK.
Gambar 10. Cara mengubah warna Wind clases
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
24
Proses running WRPLOT View selesai sehingga keluar hasil akhir seperti gambar di bawah ini:
Gambar 11. Met Data Information
Gambar 12. Frequency count
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
25
Gambar 13. Frequency distribution
Gambar 14. Wind Rose
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
26
Gambar 15. Graph
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
27
3. ARUS
Arus laut merupakan pergerakan air laut yang dipengaruhi oleh angin. Massa air yang berada dibawahnya akan ikut terbawa dan akan semakin melemah seiring dengan bertambahnya kedalaman laut. Perputaran bumi pada porosnya juga mempengaruhi pergerakan air. Bumi yang berputar pada porosnya akan menimbulkan kekuatan untuk menggerakan air mengikuti arah putaran bumi, gaya yang diakibatkan oleh perputaran bumi pada porosnya ini disebut dengan gaya coriolis.
Gaya coriolis akan mengakibatkan arus bagian permukaan air laut berbelok ke kanan dari arah angin di atas permukaan pada bumi bagian utara dan sebaliknya pada bumi bagian selatan. Pembelokkan arus air laut oleh gaya coriolis ini semakin melemah dengan seiring kedalaman dan akan menimbulkan spiral ekman. Sehingga arus yang mengalir di permukaan lautan merupakan hasil kerja gabungan dari beberapa faktor yang memengaruhinya. Faktor-faktor tersebut antara lain adalah bentuk topografi dasar lautan dan pulau yang ada di sekitarnya, gaya coriolis, dan juga arus ekman.
Menurut letaknya, arus dibedakan menjadi dua yaitu arus atas dan arus bawah. Arus atas adalah arus yang bergerak di permukaan laut. Sedangkan arus bawah adalah arus yang bergerak di bawah permukaan laut. Faktor pembangkit arus permukaan disebabkan oleh adanya angin yang bertiup di atasnya. Tenaga angin memberikan pengaruh terhadap arus permukaan (atas) sekitar 2% dari kecepatan angin itu sendiri. Kecepatan arus ini akan berkurang sesuai dengan makin bertambahnya kedalaman perairan sampai pada akhirnya angin tidak berpengaruh pada kedalaman 200 meter.
Soal:
1. Jelaskan macam-macam arus yang anda ketahui! 2. Jelaskan hubungan gaya coriolis dengan arus! 3. Faktor apa saja yang mempengaruhi arus? 4. Apakah yang dimaksud dengan upwelling dan downwelling? Jelaskan! 5. Apakah manfaat arus bagi biota laut atau di bidang kelautan perikanan?
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
28
Jawab:
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
29
Pengolahan Data Arus (Surfer) Download data arus di: - www.oscar.noaa.gov - www.aoml.noaa.gov - Erddap Pastikan mempunyai data base map Pengolahan surfer, dengan langkah sebagai berikut: 1). Diolah data hasil download di Ms. Excel untuk menentukan kecepatan
2). Dibuka software Surfer
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
30
3). Klik Tools Grid > Data
4). Pilih data yang akan diolah
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
31
5). Dibuat grid data untuk U, V dan Kecepatan dengan U, V dan Kecepatan sebagai data untuk koordinat Z.
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
32
6). Dibuat peta kontur dengan menggunakan grid Kecepatan Map > New > Contour Map
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
33
7). Dibuat Grid Vector dengan menggunakan Grid U dan V Map > Add > 2-Grid Vector Layer
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
34
8). Dimasukkan Base Map wilayah penelitian, (contoh ini menggunakan selat Madura) Map > Add > Base Layer
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
35
Selamat mengerjakan
Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika
36
DAFTAR ASISTEN OSEANOGRAFI FISIKA
NO NAMA NIM NO HP 1 Ahmad Bayhaqi 105080600111002 085781146048 2 Fakhrurijal Bangkit R. (CO) 105080600111015 085745646753 3 Jefri Hadi Sastriyo 105080600111017 082225203433 4 Shabrina Oktaviani 105080601111004 081214529977 5 Wiga Alif Violando 105080601111013 08563290592 6 Trio Budi Setyawan 105080613111003 085730569948 7 Caesar M. A. Dungga 105080613111005 083834575651 8 Ma'rufah 115080600111015 081949662155 9 Fajar Lukman H. 115080600111023 085655582803 10 Titus Aristian 115080601111010 085731558847 11 Zakiyatul Farida 115080601111019 085733163799 12 Arianto Choiron 115080601111066 085730883215 13 Putri Maharani Barbara 115080601111076 085642119369 14 Suci Alisafira 115080601111085 085785659616 15 Amas Anindya Dwitya 115080607111002 085771666123