Sirkulasi Air Laut - Bachtiar Wahyu Mutaqin

4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut

Sirkulasi Air Laut

Bachtiar Wahyu Mutaqin, S.Kel., M.Sc.

● Arus laut (sea current) adalah gerakan massa air laut dari satu tempat ke tempat lain baik secara vertikal (gerak ke atas) maupun secara horizontal (gerakan ke samping).

● Arus merupakan pencerminan langsung dari pola angin yang tertiup pada waktu tertentu.

● Arus laut permukaan digerakkan oleh angin dan air lapisan bawah ikut terbawa

ARUS

Penyebab terjadinya gerakan massa air tersebut untuk di daerah laut permukaan terutama adalah angin (Wind-driven

Circulation).

Gerakan air juga dapat disebabkan oleh variasi densitas di dalam lautan yang terjadi karena perbedaan salinitas dan suhu air.


Gaya-gaya pembangkit arus bisa dibedakan menjadi 2 yaitu

1. Gaya-gaya primer (menggerakkan arus dan menentukan kecepatannya): wind stress, ekspansi termal, serta perbedaan densitas

2. Gaya-gaya sekunder (mempengaruhi arah gerakan dan kondisi aliran arus): gaya coriolis, gravitasi, gesekan, morfologi pantai dan laut.


Wind stress


Massa udara dingin di kutub lebih padat daripada udara hangat di khatulistiwa, maka, tekanan udara lebih tinggi di kutub daripada di khatulistiwa.

Dengan kata lain, gradien tekanan di permukaan laut diarahkan dari kutub ke khatulistiwa, dan gradien tekanan di bagian atas atmosfer memiliki tanda berlawanan.



Sirkulasi Atmosfir


Dalam cairan dan gas, gradien tekanan menghasilkan aliran dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah.

Jika bumi tidak berputar, respon terhadap gradien tekanan akan lebih sederhana.



Sirkulasi atmosfir pada bumi yang tidak berotasi


Perkembangan Teori Sirkulasi Arus

● 1898 Nansen secara kualitatif menerangkan mengapa arus yang ditimbulkan angin tidak bergerak searah dengan angin, tapi membentuk sudut 20 s/d 40 derajat ke arah kanan angin (BBU).

● 1902 Ekman secara kuantitatif menunjukkan bahwa penyimpangan arus terhadap arah angin disebabkan oleh rotasi bumi.

● 1947 Sverdrup menunjukkan bahwa angin merupakan “driving agent” arus permukaan di daerah ekuator.

● 1948 Stommel menerangkan intensifikasi arus di bagian barat bumi.

● 1950 Munk menghasilkan rumusan analitik yang dapat menerangkan secara kuantitatif sirkulasi arus laut yang ditimbulkan oleh angin.

● Tahun-tahun belakangan ini berbagai model numerik telah dikembangkan untuk mensimulasikan sirkulasi arus laut.

Pernyataan Kualitatif Nansen

● Arus permukaan tidak bergerak searah dengan angin yang membangkitkannya.

Misal: sebongkah es yang terapung di atas air dan angin berhembus di atasnya.

Gaya Coriolis



Gaya Coriolis

● Rotasi bumi membuat sirkulasi air laut menjadi tidak sederhana.

● Pergerakan objek di atas bumi tidak hanya dipengaruhi oleh rotasi bumi, tapi juga bentuk bumi itu sendiri.

● Kecepatan rotasi bumi tergantung pada lintang / koordinat


Gaya Coriolis● Rotasi bumi mengakibatkan defleksi

material yang bergerak di atas permukaan bumi

● Perpindahan material cenderung mempunyai arah berupa garis lengkung dibandingkan garis lurus.

● Fenomena ini disebut dengan Coriolis Effect.

● Berdasarkan point of view dari pengamat/peneliti, pembelokan itu seolah-olah akan mengarah ke kanan di belahan bumi utara (Northern Hemisphere) dan mengarah ke kiri di belahan bumi selatan (Southern Hemisphere).

Pemanasan yang berbeda pada permukaan bumi dan pengaruh defleksi Gaya Coriolis mengakibatkan terbentuk sistem angin zonal (timur barat): diatur dalam sel

tiga sirkulasi


Pola Sirkulasi Atmosfer● Trade winds

● Bergerak dari mid-latitude high-pressure belt menuju ke ekuator.

● Westerlies● Bergerak dari mid-latitude high-

pressure belt menuju ke lintang yang lebih tinggi

● Polar Easterlies● Pola yang sama terdapat pada

wilayah dengan lintang tinggi

● Pada lintang 60 derajat (belts of low atmospheric pressure), dimana udara hangat meningkat, terjadi banyak hujan dan awan, serta lebih lembab.

● Sebaliknya, pada lintang 30 derajat (high pressure region), mempunyai karakteristik yang lebih kering dengan sedikit hujan.

Circulation in the atmosphere

Diagram Sirkulasi Atmosfir



● Gaya Coriolis mempunyai peranan penting dalam pola angin global:● mengarah ke kanan di belahan bumi utara (Northern Hemisphere) dan● mengarah ke kiri di belahan bumi selatan (Southern Hemisphere)

● Keberadaan daratan menghasilkan angin permukaan yang cenderung membentuk sel lingkaran atau elips di lautan → sirkulasi arus dalam skala besar (gyre), dan juga mempengaruhi variasi iklim.

Lima gyre utama: Atlantik Utara dan Selatan, Samudera Hindia, Pasifik Utara dan Selatan



● Pemusatan aliran (western intensification). ● Arus ke utara lebih cepat dan lebih

terkonsentarsi pada zona yang sempit● Penyebab:

i. pengaruh Gaya Coriolis yang semakin kuat ke lintang tinggi

ii. variasi arah dan kekuatan angin (trade dan westerlies)

iii. friksi antara arus laut dengan batas (boundary) basin lautan


Arus dingin (Oyashio) bergerak bertabrakan dengan Arus Kuroshio (arus panas) yang bergerak dari pantai timur Jepang.

Kedua arus ini saling membentuk Arus Pasifik Utara. Arus ini dimulai dari Samudera Arktik dan bergerak ke arah selatan melewati Laut Bering.


Teori Ekman


Arus Ekman

Merupakan arus hipotetik yang dibangkitkan oleh angin, dengan beberapa dasar asumsi sebagai pembangun.

Asumsi-asumsi tersebut adalah sebagai berikut:

1. Kedalaman laut tidak berhingga 2. Angin bertiup secara uniform (kecepatan dan arahnya konstan)

Asumsi-asumsi tersebut antara lain adalah sebagai berikut:

1. Kedalaman laut tidak berhingga2. Angin bertiup secara uniform (kecepatan

dan arahnya konstan)3. Laut tidak mempunyai batas lateral

(lebarnya tak berhingga)4. Laut adalah homogen (densitasnya

konstan)5. Permukaan laut tetap datar jadi tekanan

setiap kedalaman adalah konstan

Bagaimana Kekuatan Angin menggerakan Lautan

permukaan

Ked 100 meter

Keseimbangan antara gesekan angin dan rotasi bumi (gaya Coriolis)

Mekanisme Terbentuknya Arus EkmanEkman meninjau laut (hipotetik) terdiri

dari lapisan-lapisan horisontal yang tidak berhingga jumlahnya.

Lapisan paling atas mengalami gesekan angin (wind stress). Gesekan di lapisan paling atas akibat gesekan angin akan menggerakkan lapisan yang dibawahnya (lapisan kedua).

Lapisan kedua mengalami gesekan akibat gerakan lapisan atasnya. Gerakan lapisan kedua selanjutnya menggerakkan lapisan ketiga dan begitu seterusnya.

Karena pengaruh viskositas air laut yang semakin membesar, maka kecepatan arus semakin kecil ke arah lapisan dalam.

Dalam gerakannya arus ini mengalami pengaruh gaya coriolis yang membelokkan arus ke arah kanan di BBU dan ke arah kiri di BBS.

1

2

Upwelling adalah istilah yang menyatakan proses penaikan massa air dari bawah ke permukaan perairan laut (Nontji 1987) atau dengan kata lain proses mengalirnya arus secara vertikal ke arah atas.

Angin yang mendorong lapisan air permukaan mengakibatkan kekosongan di bagian atas, akibatnya air yang berasal dari bawah menggantikan kekosongan yang berada di atas.

Oleh karena air yang dari kedalaman lapisan belum berhubungan dengan atmosfer, maka kandungan oksigennya rendah dan suhunya lebih dingin dibandingkan dengan suhu air permukaan lainnya.

Efek dari Spiral Ekman

● Upwelling


● Downwelling




Sirkulasi Thermohalin Sirkulasi yang timbul akibat adanya perbedaan densitas air

laut antara daerah permukaan dan dalam serta antara lintang tinggi dengan lintang rendah.

Mekanisme Terbentuknya

Mengikuti sistem keseimbangan gaya Archimedes: apabila di suatu lokasi perairan densitas air laut bertambah karena proses-proses fisis (pendinginan), dan di tempat lain terjadi pengurangan densitas(karena pemanasan), maka akan menimbulkan suatu sirkulasi.

Air yang turun di daerah kutub karena proses pendinginan, diimbangi oleh air yang naik secara perlahan di daerah lintang menengah dan tropis karena proses pemanasan.

Air yang naik ke permukaan di daerah tropis kemudian bergerak ke lintang tinggi untuk membentuk suatu sirkulasi thermohalin.

Sirkulasi thermohalin secara global digambarkan sebagai Great Ocean Conveyor Belt.


Global thermohaline conveyor

● A global pattern of thermohaline circulation● Key features: Gulf Stream, sinking in N.

Atlantic, general upwelling in N. Pacific● Time scale: about 1500 years for one loop


Pasang Surut (Tide)


TIDEPerubahan permukaan laut secara periodik yang disebabkan oleh gaya tarik benda-benda angkasa terutama matahari dan bulan terhadap massa air di bumi



Menurut Dronkers (1964), ada tiga tipe pasut yang dapat diketahui, yaitu:

1. Pasang surut diurnal. Yaitu bila dalam sehari terjadi satu satu kali pasang dan satu kali surut. Biasanya terjadi di laut sekitar katulistiwa.

2. Pasang surut semi diurnal. Yaitu bila dalam sehari terjadi dua kali pasang dan dua kali surut yang hampir sama tingginya.

3. Pasang surut campuran. Yaitu gabungan dari tipe 1 dan tipe 2, bila bulan melintasi khatulistiwa (deklinasi kecil), pasutnya bertipe semi diurnal, dan jika deklinasi bulan mendekati maksimum, terbentuk pasut diurnal.


Menurut Wyrtki (1961), pasang surut di Indonesia dibagi menjadi 4 yaitu:

a. Pasang surut harian tunggal (Diurnal Tide). Merupakan pasut yang hanya terjadi satu kali pasang dan satu kali surut dalam satu hari, ini terdapat di Selat Karimata.


b. Pasang surut harian ganda (Semi Diurnal Tide). Merupakan pasut yang terjadi dua kali pasang dan dua kali surut yang tingginya hampir sama dalam satu hari, ini terdapat di Selat Malaka hingga Laut Andaman.


c. Pasang surut campuran condong harian tunggal (Mixed Tide, Prevailing Diurnal). Merupakan pasut yang tiap harinya terjadi satu kali pasang dan satu kali surut tetapi terkadang dengan dua kali pasang dan dua kali surut yang sangat berbeda dalam tinggi dan waktu, ini terdapat di Pantai Selatan Kalimantan dan Pantai Utara Jawa Barat.


d. Pasang surut campuran condong harian ganda (Mixed Tide, Prevailing Semi Diurnal). Merupakan pasut yang terjadi dua kali pasang dan dua kali surut dalam sehari tetapi terkadang terjadi satu kali pasang dan satu kali surut dengan memiliki tinggi dan waktu yang berbeda, ini terdapat di Pantai Selatan Jawa dan Indonesia Bagian Timur



http://newsite.pasutlapan.com/


Kondisi Rob di Jakarta

Foto kejadian banjir rob di lapangan.

●muara sungai penuh sampah. Koordinat 693815 mT dan

9324776 mU.

- pembangunan fisik/pemukiman yang pesat di

lokasi penelitian. Koordinat 705475mT dan 9320521 mU

Dampak Banjir Rob Terhadap Pemukiman

Genangan banjir Rob

Durasi genangan antara ± 6-12 jam

A Working Concept on Human and Environment Security in Deltaic Urban District

Konsep untuk daerah delta

dapat dilakukan melalui adaptasi

institusi, pemerintahan

dan masyarakat.

Contoh adaptasi masyarakat →

Contoh adaptasimasyarakat

A Working Concept on Human and Environment Security in Deltaic Urban District

Sirkulasi Air Laut - Bachtiar Wahyu Mutaqin

Documents