ARUS LAUT
Oleh: Veri Yulianto
(Mahasiswa
Fakultas Perikanan Dan Ilmu Kelautan Jurusan Ilmu Kelautan Program Studi
Oseanografi Universitas Diponegoro Semarang)
BAB I
TUJUAN
Adapun tujuan dari
praktikum modul arus permukaan dan sirkulasi laut ini diharapkan praktikan
dapat :
1.
Memahami,
mengerti serta membedakan antara arus pasut dan arus residu
2.
Menggambarkan
penentuan sistem koordinat yang akan digunakan dalam perhitungan
3.
Memahami
dan mengerti metode pengukuran, pengolahan data, serta analisisnya untuk
penelitian tentang arus permukaan
BAB II
TEORI DASAR
2.1 Definisi Arus
Arus
adalah proses pergerakan massa air menuju kesetimbangan yang menyebabkan
perpindahan horizontal dan vertikal massa air. Gerakan tersebut merupakan
resultan dari beberapa gaya yang bekerja dan beberapa factor yang mempengaruhinya. 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). Contoh-contoh gerakan itu seperti gaya coriolis, yaitu gaya yang
membelok arah arus dari tenaga rotasi bumi. Pembelokan itu akan mengarah ke
kanan di belahan bumi utara dan mangarah ke kiri di belahan bumi selatan. Gaya
ini yang mengakibatkan adanya aliran gyre yang searah jarum jam (ke kanan) pada
belahan bumi utara dan berlawanan dengan arah jarum jam di belahan bumi
selatan. Perubahan arah arus dari pengaruh angin ke pengaruh gaya coriolis
dikenal dengan spiral ekman. (Pond dan Pickard, 1983)
2.2 Karakteristik Arus
Di
laut terbuka, air laut digerakan oleh dua sistem angin. Di dekat khatulistiwa,
angin pasat (trade wind) menggerakkan permukaan air ke arah barat. Sementara
itu, di daerah lintang sedang (temperate), angin baratan (westerlies wind)
menggerakkan kembali permukaan air ke timur. Akibatnya di samudera-samudera
akan ditemukan sebuah gerakan permukaan air yang "membundar". Di
belahan bumi utara, angin ini membangkitkan arus yang bergerak searah jarum
jam, sementara itu di belahan bumi selatan dia bergerak berlawanan arah jarum
jam. Arus laut, baik yang di permukaan maupun di kedalaman, berperan dalam
iklim di Bumi dengan cara menggerakkan air dingin dari kutub ke daerah tropis
dan sebaliknya. Sistem arus global yang mempengaruhi iklim di Bumi ini biasa
disebut sebagai "Great Ocean Conveyor Belt" atau dalam bahasa
Indonesia saya biasa menyebut sebagai "Sabuk Arus Laut Dunia". Air
laut selalu dalam keadaan bergerak. Arus laut bergerak tak ubahnya arus di
sungai, gelombang laut bergerak dan menabrak pantai, dan gaya gravitasi bulan
dan matahari mengakibatkan naik turunnya air laut dan biasa disebut sebagai
fenomena pasang surut laut.
Arus laut tercipta karena adanya pemanasan di beberapa
bagian Bumi oleh radiasi sinar matahari. Air yang lebih hangat akan
"mengembang", membuat sebuah kemiringan (slope) terhadap daerah
sekitarnya yang lebih dingin, dan akibatnya air hangat tersebut akan mengalir
ke arah yang lebih rendah yaitu ke arah kutub yang lebih dingin daripada ekuator. (Gross,M.G.1990)
2.3 Faktor
Penggerak Arus
Faktor-faktor penggerak arus yaitu:
a. Gerakan dorongan angin
Angin adalah faktor yang membangkitkan arus, arus yang
ditimbulkan oleh angin mempunyai kecepatan yang berbeda menurut kedalaman.
Kecepatan arus yang dibangkitkan oleh angin memiliki perubahan yang kecil
seiring pertambahan kedalaman hingga tidak berpengaruh sama sekali.
a.
Gerakan termohalin
Perubahan densitas timbul karena adanya perubahan suhu
dan salinitas anatara 2 massa air yang densitasnya
tinggi akan tenggelam dan menyebar dibawah permukaan air sebagai arus dalam dan
sirkulasinya disebut arus termohalin.
b.
Arus Pasut
Arus yang disebabkan oleh gaya tarik menarik antara bumi
dan benda benda angkasa. Arus pasut ini merupakan arus yang gerakannya
horizontal.
c.
Turbulensi
Suatu gerakan yang terjadi pada lapisan batas air dan
terjadi karena adanya gaya gesekan antar lapisan.
d.
Tsunami
Sering disebut sebagai gelombang seismic yang dihasilkan
dari pergeseran dasar laut saat etrjadi gempa.
e.
Gelombang lain ; Internal, Kelvin dan Rossby / Planetary.
2.4 Arus Pasut
Arus
pasut adalah pergerakan massa air laut secara horizontal yang dihubungkan
dengan naik turunnya permukaan air laut. Arus pasang surut ini disebabkan oleh
adanya fenomena pasang surut air laut. Pada waktu pasang surut disuatu
perairan, maka arus laut akan bergerak menuju arah pasang, sebaliknya arus
bergerak dari daerah yang mengalami pasang pada saat surut. Arus pasut akan
mengalami perubahan pergerakan pada saat elevasi maksimum maupun minimum.
Gerakan arus pasut ada dua tipe, yaitu gerak rotasi dan
gerak yang berubah arah (belok). Dilaut lepas, gerak arus pasut adalah gerak
rotasi yang berbentuk elips, dimana arah rotasi adalah searah dengan putaran
jarum jam di BBU dan berlawanan arah dengan jarum jam di BBS
2.5 Arus Non Pasut
Arus
non-pasut, yaitu:
-
arus
angin
-
arus
barogradient
-
arus
konveksi adalah arus yg
timbul akibat perbedaan temperatur atau akibat perbedaan kadar garam dl laut
2.6 Metode Perolehan Data Arus
Gerakan massa air di laut dapat diketahui dengan tiga cara, yakni melakukan
pengukuran langsung di laut, melalui pengamatan topografi
muka laut dengan satelit, dan model hidrodinamik
Pengukuran arus secara insitu dapat dilakukan dengan dua metode, yakni metode
Lagrangian dan Euler. Metode Lagrangian adalah suatu cara mengukur aliran massa
air dengan melepas benda apung atau drifter ke laut, kemudian mengikuti gerakan
aliran massa air laut
Gambar 1. menunjukkan salah satu alat ukur atau drifter yang
ditaruh di laut, pada bagian atas dilengkapi seperangkat elektronik yang mampu
mentranfer data posisi ke stasiun kontrol di darat melalui satelit. Sehingga
secara terus menerus posisinya dapat diplotkan dan akhirnya lintasan arus dapat
diketahui.
Cara lain
mengukur arus insitu adalah dengan metode Euler. Pengukuran arus yang dilakukan
pada satu titik tetap pada kurun waktu tertentu. Cara ini biasanya menggunakan
alat yang disebut dengan Current Meter. Salah satu alat ukur arus dengan
metode Euler ditampilkan pada Gamb 2. Pada alat tersebut dilengkapi
dengan sensor suhu, conductivitas untuk mengukur salinitas, rotor untuk kecepatan
dan kompas magnetik untuk menentukan arah
Gambar 2.
Current Meter Aandera Type RCM-7
Gambar 3. menunjukkan salah satu contoh
hasil rekaman arus di tiga lapisan kedalaman pada periode 15 April-15 Juni 1997
di perairan lepas pantai Cilacap. Panel (a) paling atas merupakan stik
plot data angin rata-rata harian selama periode yang sama seperti pengukuran
arus. Panel (b) sampai (d) merupakan vektor arus pada kedalaman
55m, 115m dan 175m. Secara umum kecepatan arus semakin menurun dengan
bertambahnya kedalaman. Panel (e) paling bawah merupakan plot data
salinitas pada lapisan kedalaman 55m (garis utuh), 155m (garis putus-putus) dan
175m (garis titik). Pada periode 15 Mei dan 10 Juni nampak perbedaan salinitas
yang cukup signifikan, dimana pada lapisan kedalaman 55m salinitas drop menjadi
34,00 psu.
Gambar 3.
Contoh hasil rekaman mooring dengan alat ukur Current Meter type Aandera
Pengukuran arus dengan satelit altimetri
Adanya perkembangan teknologi
satelit dewasa ini sangat memungkinkan untuk mengetahui tinggi muka laut atau
topografi muka laut. Salah satu satu satelit yang mampu untuk membedakan perbedaan
tinggi muka laut adalah Topex/Poseidon (Gambar. 4a).
Satelit altimetri pada prinsipnya
mentransmisikan gelombang dengan panjang tertentu, kemudian dicatat waktu yang
dibutuhkan untuk menempuh jarak dari satelit ke permukaan laut dan kembali ke
reciever di satelit, sehingga jarak dari lintasa satelit ke muka laut
diketahui. Jarak yang lebih dekat saat muka laut lebih tinggi akan membutuhkan
waktu yang lebih pendek bila dibandingkan dengan saat muka laut lebih rendah. Gambar.
4b menggambarkan tinggi rendah muka laut dan hasil analisis gerakan massa
air permukaan.
Gambar 4.
(a) Satelit Topex-Poseidon, (b) hasil rekaman satelit Topex-Posaidon berupa
peta topografi uka laut
Pengukuran arus dengan
membangun model hidrodinamika
Seiring dengan perkembangan
teknologi komputer, para pakar oseanografi fisika mengembangkan model-model
hidrodinamika untuk memprediksi gerak massa air di laut. Dengan memahami prinsip-prinsip
fisika dan dengan alat bantu matematika dan komputer beberapa permasalahan yang
secara analitik sulit dipecahkan dapat dipecahkan dengan metode numerik. Sampai
saat ini banyak sekali model dikembangkan, misalnya POM (Princeton Ocean
Modeling). Bahkan beberapa institusi kelautan dunia membuat paket-paket model
yang bisa di-running dalam personal komputer berbasis windows, misalnya
SMS 8.0 (Surface water Modelling System)
Gambar 5. merupakan salah satu contoh
model arus yang dihasilkan dari program SMS 8.0 dengan memasukkan data kedalaman, komponen pasang-surut M2, S2, N2. O1
dan K1.
Gambar 5.
Pola arus di pantai Aceh Timur, hasil simulasi dengan SMS 8.0
(Hutabarat,
Sahala.dkk. 1985. Pengantar.Oseanografi. Jakarta: Penerbit Universitas
Indonesia UI-Press)
