84

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Sejarah Penggunaan Drifter Buoy

Pengamatan menggunakan drifter diawali di pantai timur Amerika Serikat

pada pertengahan 1700-an (Franklin, 1785; Davis, 1991) dan diaplikasikan hampir

di seluruh dunia pada 1872-1876 yang terkenal dengan sebutan Challenger

Oceanography Survey di sebagian besar 354 stasiun hidrografi (Thomson, 1877;

Niiler, 2001). Munculnya radio kemudian memungkinkan posisi drifter dapat

ditransmisikan dengan menggunakan triangulasi dari pantai (Davis, 1991). Drifter

jenis ini masih diproduksi sampai saat ini, terinspirasi oleh desain berbentuk

silang yang digunakan di Coastal Ocean Dynamics Experiment (CODE). Dalam

CODE, 164 drifter digunakan untuk memetakan arus dan variabilitas dan untuk

menghitung Integral langrangian scale dan dispersi lepas pantai California

(Davis, 1985).

Pada tahun 1982 World Climate Research Program (WCRP) mengakui

bahwa array global drifter akan sangat berharga untuk penelitian oseanografi dan

iklim, tetapi ketidakpastian dan variasi yang besar dari berbagai desain drifter

merupakan tantangan tersendiri, ditambah dengan biaya tinggi dan berat drifter

yang berlebih (World Climate Research Program, 1988 in Niiler, 2001). WCRP

menyatakan bahwa standar yang baik yaitu biaya rendah, ringan, data mudah

dikirim merupakan syarat sebuah drifter permukaan yang harus dikembangkan,

dan dengan parasut semirigid yang akan mempertahankan bentuk pergerakan.

Desain kemudian dikembangkan dibawah program bernama Velocity Surface

Program (SVP) dari Tropical Ocean Global Atmosphere (TOGA) dan World

Ocean Circulation Experiment (WOCE). Dana awal diberikan oleh US Office of

Naval Research, dengan dukungan berikutnya dari NOAA dan National Science

Foundation. Desain lain juga diajukan oleh NOAA, Atlantic Oseanography dan

Meteorology Laboratorium (AOML), MIT's Draper Laboratory, dan Scripps

Institution of Oceanography (SIO) (Niiler, 2003). Selama tahun 1980-an desain

ini terus berevolusi, dan tahun 1985-1989 kemudian secara ketat dievaluasi

berdasarkan beberapa kriteria (Niiler et al., 1987, 1995). Beberapa parasut drifter

hasil rancangan diperiksa dan berbagai masalah diidentifikasi. Sebagai contoh,

85

window shade drogues bisa memutar dan berlayar melintasi arus sehingga parasut

bisa runtuh (Niiler et al., 1987, 1995; Niiler dan Paduan, 1995; Pazan dan Niiler,

2001). Faktor-faktor lain juga dipertimbangkan misalnya bentuk tiga dimensi

parasut tristar ditemukan lebih baik daripada karakteristik parasut berlubang yang

dikembangkan AOML. Pada tahun 1993 desain SVP untuk drifter telah muncul

dengan mengkombinasikan parasut berlubang dari drifter dan diperkuat

AOML. Desain tersebut (Sybrandy dan Niiler, 1992) menjadi dasar bagi

pengembangan drifter SVP sampai saat ini.

Kumpulan data dari SVP drifter memuat semua drifter yang dikerahkan

selama 1979 - 1993 memiliki parasut berlubang yang terpusat di kedalaman 15

meter. Drifter tipe AOML dengan parasut berlubang ditempatkan pertama kali

pada bulan Februari 1979 sebagai bagian dari TOGA/Equatorial Ocean

Circulation Experiment. Penyebaran skala besar dari Drifter SVP modern

pertama dilakukan pada tahun 1988 (World Climate Research Program, 1988)

dengan tujuan pemetaan sirkulasi permukaan Samudera Pasifik. Upaya ini

diperluas untuk skala global sebagai bagian Atlantik WOCE dan Atlantic Climate

Change Program (ACCP), di mana array drifter SVP diperbanyak untuk

menutupi Pasifik dan Samudra Atlantik Utara pada tahun 1992 dan Samudera

Hindia dan India pada tahun 1994 (Niiler, 2001). Gambar 2. memperlihatkan

bahwa drifter SVP hingga tahun 2000 telah menyebar hampir diseluruh dunia.

Saat ini array drifter SVP dikenal secara kolektif sebagai bagian dari Global

Drifter Program (GDP), komponen dari NOAA yaitu Global Ocean Observing

System (GOOS), Global Climate Observing System (GCOS) dan Data Buoy

Cooperation Panel (DBCP) dari Meteorological Organization and International

Oceanographic Comission.

Tujuan ilmiah dari GDP adalah untuk memberikan sistem operasional near-

real time data kecepatan arus permukaan laut, suhu permukaan laut (SST) dan

pengamatan tekanan permukaan laut yang dapat diaplikasikan untuk prakiraan

cuaca, penelitian, dan kalibrasi/verifikasi in-situ satelit. GDP dikelola dalam

kerjasama antara NOAA/AOML di Miami, Florida, Joint Institute of Marine

Observations (JIMO) di La Jolla, California, dan tiga produsen Drifter swasta

(Clearwater, Pacific Gyre dan Technocean). AOML mengatur dan melakukan

86

penyebaran drifter, memproses data, menyimpan file yang menggambarkan setiap

drifter, dan sebagai pengelola situs resmi dari GDP yaitu

http://www.aoml.noaa.gov/phod/abcd/gdp.html. JIMO mengawasi industri,

memperoleh drifter dari berbagai produsen, melakukan upgrade teknologi,

melakukan pengembangan sensor baru, dan mendokumentasikan data, dan

melakukan koreksi serta penyempurnaan data (Pazan dan Niiler, 2004) untuk

kemudian dipublikasikan kepada masyarakat riset. Produsen drifter SVP bertugas

melakukan produksi sesuai spesifikasi dan kebutuhan para peneliti.

Gambar 2. Peta penyebaran drifter SVP hingga tahun 2000

(Sumber: http://sunburn.aoml.noaa.gov/phod/dac/index.php)

2.2. Perancangan Drifter SVP

Saat ini ada dua desain dasar dari drifter SVP yaitu pertama drifter SVP

yang relatif besar dan yang terbaru yaitu mini drifter SVP. Desain pertama sangat

kuat tetapi cenderung mahal dan berat. Desain ulang yang menghasilkan mini

drifter SVP diusulkan pada bulan desember 2002 dan sudah diproduksi oleh

beberapa produsen drifter.

Ada beberapa produsen SVP drifter hingga saat ini yaitu Clearwater

Instrument (Watertown, MA USA; http://www.clearwater-inst.com), Marlin-Yug

(Sevastopol, Ukraina; http://marlin.stel.sebastopol.ua), Metocean Data Systems

(Dartmouth, Nova Scotia, Kanada; http://www.metocean.com), Pacific Pilin

(Oceanside, CA USA; http://www.pacificgyre.com), dan Technocean (Cape Coral,

87

FL USA; http://www.technocean.com). Diameter drifter SVP berkisar dari 30.5

cm (mini terkecil) sampai 40 cm. Awalnya, pelampung permukaan terbuat dari

fiberglass dengan tebal 0.3-0.4 cm (Sybrandy dan Niiler 1991). Kebanyakan

produsen sekarang beralih ke bahan yang lebih murah yaitu bahan plastik ABS

(Akrilonitril-Butadiene-styrene) yang biasanya digunakan untuk konstruksi

lambung kapal. Pelampung pada bagian permukaan berisi baterai dengan

dilengkapi dioda pelindung, biasanya 4-5 buah masing-masing dengan 7-9 buah

D-sel baterai alkaline.

Pemancar satelit (401,650 MHz, 10 kHz) biasanya diaktifkan dengan

menghilangkan magnet dari lambung buoy, sebuah termistor untuk sub-surface

suhu permukaan laut, terletak di bagian bawah untuk menghindari pemanasan

akibat radiasi langsung dari matahari, dan alat lain seperti pengukur tekanan

udara, kecepatan angin dan arah angin, salinitas, atau warna lautan. Kebanyakan

produsen menggunakan cat oksida di bagian dasar hingga setengah dari

permukaan yang mengambang untuk mengurangi biofouling.

Adapun beberapa standarisasi dan spesifikasi dari SVP drifter

(http://www.aoml.noaa.gov/phod/dac/dacdata.php, Gambar. 3) yaitu pelampung

permukaan berdiameter 32 cm (atau 40 cm), terbuat dari bahan plastik ABS

setebal 4 mm (0,16 ") dan menggunakan mantel luar yang berfungsi untuk

melindungi terhadap sinar UV. Parasut berlubang terbuat dari kain berbahan non-

fray sintetik memiliki diameter 61 cm, panjang 490 cm. Konstruksi terdiri dari 4

bagian silinder, masing-masing memiliki panjang 122 cm dengan dua pasang

lubang dengan masing-masing berdiameter 30.5 cm. Transmiter menggunakan

transmitter ARGOS dengan 32 baterai D-Alkaline yang setara dengan 75 AH atau

dapat beroperasi selama 24 bulan. Catu daya utama sebesar 12 V dengan rata-rata

konsumsi daya sebesar 0.035 Watt (56 bit format data) atau 0.084 Watt ( 248 bit

format data pengiriman).

Thermistor ditempatkan pada bagian bawah pelampung berupa tipe YSI

4018 yang merupakan sensor suhu linier. Pada generasi drifter SVP terbaru

thermistor ini kemudian diganti menggunakan sensor suhu digital produksi

DALLAS DS18B20 (Motyzhev, 2010), dan adapun spesifikasi dari sensor

tersebut seperti terlihat pada Tabel 1.

88

Gambar 3. Desain wahana dan elektronik drifter SVP

Sumber: http://www.aoml.noaa.gov/phod/dac/schematic.jpg

Tabel 1. Spesifikasi sensor suhu SVP drifter.

Parameter Spesifikasi

Calibrated Temperature Range 0 to 40 С

Sensors DS18B20 (Dallas Semiconductor)

Accuracy +/-0,2 С

Sensitivity 0,04 С

Measurement Reading Time 20 s (for 10 sensors)

Number of sensors 10

Time Constant 100 s (in stirred water)

Levels 12,5; 17,0; 22,0; 27,0; 32; 37.0; 42,0;

47,0; 52,0; 57,0 m

Sensor suhu berjumlah sepuluh buah yang ditempatkan pada setiap

kedalaman 5 m dengan waktu pembacaan selama 20 detik untuk 10 sensor

tersebut dan memiliki akurasi sekitar 0.2 С. Kalibrasi data dilakukan pada selang

suhu 0-40С, dimana akurasi sangat dipengaruhi oleh cara pembungkusan sensor

agar kedap air. Data dari drifter biasanya dikirimkan setiap setengah jam atau satu

89

jam. Tabel 2, menunjukan beberapa contoh selang waktu transmisi data yang

dilakukan oleh beberapa drifter yang sudah diujicobakan. Data sensor (termasuk

SST dan tegangan baterai) biasanya diambil pada interval 90 detik. Rata-rata

dihitung melalui pengamatan tujuh sampai sepuluh contoh secara terus menerus.

Kemudian pada akhirnya data yang akan dikirimkan umumnya setiap 30-60

menit. Pada kasus tertentu transmisi data bervariasi seperti pada kasus yang

membutuhkan data yang cukup detail misalnya daerah pesisir, drifter dibuat agar

dapat dikonfigurasi ulang untuk mengatur selang waktu pengiriman.

Tabel 2. Beberapa contoh selang waktu transmisi drifter yang sudah ada

No Nama Program Selang Waktu Pencatatan (menit)

1 MONTED'ORO 2010 buoys 30

2 LATEX buoys 60

3 PELMED/SARDONE 2008 buoys 30

4 PELMED/SARDONE 2007 buoys 60

5 ECOLO4 buoys 60

6 ECOLO2005 60

7 EDILOIRE 2005 60

8 Juvaga 2005 60

Sumber: http://www.coriolis.eu.org/Data-Services-Products/View-

Download/Surface-Drifter-data/

2.3. Penggembangan Drifter untuk Pesisir

Menurut Ohlman, (2007), drifter yang digunakan untuk laut pesisir harus

memiliki dimensi kecil sehingga mampu mengukur pergerakan arus kecil, dan

harus ekonomis sehingga dapat digunakan dalam jumlah besar. Selain itu, harus

memiliki resolusi spasial yang baik, dengan sampling posisi hampir real-time

sehingga dapat dipantau dan dikonfigurasi kembali, memiliki daya rendah

sehingga dapat dioperasikan dalam waktu yang lama. Ohlman kemudian

menggunakan sebuah parasut disebut corner-radar-reflector-type (Gambar.

4a), Parasut ini dibuat menggunakan tiga bidang kain nilon seluas 85 cm2 yang

dibingkai dengan kayu. Pusat frame adalah batang baja galvanis yang berfungsi

sebagai pemberat. Pelampung permukaan terbuat dari plastik ABS berdiameter 20

cm dengan sistem telemetri menggunakan GSM. CODE juga mengembangkan

sebuah drifter yang dikhusukan diterapkan untuk laut pesisir yang disebut Davis

90

Drifter (Gambar 4b). Davis Drifter memiliki 3 komponen utama yaitu badan

utama yang terbuat dari PVC sepanjang 3 m dengan diameter 10 inci, pada bagian

inilah perangkat elektronika ditempatkan. Pelampung berjumlah 4 buah yang

ditempatkan pada setiap sudut, bagian kedua yaitu layar yang berfungsi untuk

menangkap aliran arus, dan terakhir yaitu paket elektronika dengan sistem

transmisi menggunakan transmisi ARGOS.

(a) (b)

Gambar 4. (a) Drifter Pesisir Ohlman (2007) ,(b) Drifter Davis milik CODE

AOML juga telah mengembangkan drifter untuk perairan dangkal yang

diterapkan di teluk Florida. Dasar pemikiranya adalah dibutuhkan perangkat

yang mampu beroperasi di kedalaman air satu meter atau kurang hingga jangka

waktu dua minggu. Ukuran kecil adalah faktor baik dalam meminimalkan

pengaruh angin permukaan. Drifter juga kemudian dilengkapi dengan GPS untuk

penentuan posisi yang akurat dan pengiriman data menggunakan pemancar

ARGOS. Pelampung terbuat dari bahan Lexan dengan tebal 0.125 inci,

bagian atas sedikit berkubah dan bagian bawah sirip dibentuk dalam upaya untuk

menampung pergerakan air. Sayangnya, pada saat uji coba terdapat beberapa

masalah yaitu pertama sirip yang digunakan terbukti tidak cukup untuk menjaga

pengaruh angin seminimal mungkin, sehingga kemudian ditambahkan parasut

dan di dapatkan hasil yang cukup baik. (lihat Gambar 5). Parasut ini dibuat saling

menyilang, lembaran PVC yang fleksibel dengan panjang 0.75 meter.

91

Gambar 5. Drifter Buoy produksi AOML

Sumber: http://www.aoml.noaa.gov/phod/instrument_development/

2.4. Drag Area Ratio untuk menentukan baik buruknya desain drifter

Gerak drifter berbeda dengan gerak masa air, dimana gerak tersebut sangat

ditentukan oleh kemampuan drifter menangkap aliran masa air. Penentuan

kemampuan drifter mengikuti masa air ini dapat dihitung menggunakan drag area

ratio yaitu perbandingan antara luas permukaan drogue dengan jumlah luas

permukaan lain seperti luas bola permukaan dan lainnya. Drag area ratio (R) ini

kemudian didefinisikan oleh Niiler et al (1995) yaitu:

∑ ........................................................................ (1)

Dimana C adalah nilai drag coefficient dan A adalah proyeksi dari luas

area. Koefisien s dan d adalah merupakan sub-index dari setiap komponen yang

dihitung dan ikut mempengaruhi pergerakan drifter. Drag coefficient adalah

kuantitas berdimensi yang digunakan untuk mengukur hambatan atau perlawanan

dari objek di lingkungan fluida seperti udara atau air. Secara sederhana kemudian

nilai dari koefisien tersebut dibuat dalam grafik Gambar 6, dimana bentuk silinder

memiliki nilai koefisien yang lebih besar dibandingkan dengan bentuk bola dan

lainya. Semakin besar nilai koefisien tersebut berarti semakin besar hambatan dari

sebuah objek terhadap aliran air.

Menurut Sybrandy et al (2009), yang ditulis pada manual penggunaan drifter

SVP yaitu perbandingan antara daya tangkap dari parasut (drogue) terhadap

pergerakan masa air dengan luas bola buoy permukaan dan lainnya sehingga

92

pergerakan drifter mampu mewakili pergerakan masa air dengan ketelitian

dibawah 1 cm/s terhadap pergerakan masa air sesungguhnya dimana drifter harus

memiliki nilai drag area ratio lebih besar dari 40. Kemudian secara sederhana

pada aplikasi drifter perumusan tersebut kemudian ditulis dalam bentuk (Niiler,

1995) berikut:

( )

......................(2)

dimana,

...................(3)

Gambar 6. Nilai drag coefficient beberapa bentuk geometri dasar.

93

Nilai R ini kemudian dapat digunakan untuk menghitung nilai slip velocity

dari drifter dan masa air, dimana pengaruh angin dan gradien vertikal dari arus

juga dimasukan, yang ditulis menjadi:

...........................................(4)

Dimana adalah slip velocity, adalah kecepatan angin dan adalah

gradien vertikal dari arus. Dari persamaan (4) terlihat bahwa semakin tinggi nilai

R maka semakin kecil slip velocity yang dihasilkan. Menurut Niiler dan Paduan

(1995) desain SVP memiliki slip velocity 0.7 cm/s pada saat kecepatan angin 10

cm/s tetapi jika kehilangan drogue maka slip velocity menjadi 8.9 cm/s pada

kecepatan angin tersebut. Tabel 3. merupakan contoh perhitungan drag area ratio

(Sybandry et al, 2009)

Tabel 3. Perhitungan drag area ratio (contoh)

Component

Frontal

Area

Drag

Coeficient

Drag

Area

Drag Area

Ratio

Surface Sphere 731 0.47 343 40.8

Pipe and cap below surface sphere 45 1.4 63

Urethane Below Surface Sphere 40 1.4 56

Tether 400 1.4 560

Pipe and cap above radial hub 45 1 45

Urethane Above Drogue 40 1 40

Drogue 29768 1 41675

Drag Coeficients:

Sphere 0.47

Holeysock type drogue 1.4

Other elements except Urethane and pipe on top of radial hub 1.4

Urethane and pipe on top of radial hub 1

Sumber : http://gisweb.wh.whoi.edu/ioos/drift/svpb_design_manual.pdf

2.5. Transmisi dan Format Data Drifter

Arsitektur sistem transmisi dan pengolahan data drifter yang dimiliki DAC

cukup kompleks. Data yang dikirimkan dari drifter dikirimkan melalui satelit,

kemudian oleh satelit dikirimkan ke stasiun penerima ARGOS. Data tersebut

94

kemudian diteruskan oleh ARGOS ke DAC (AOML) untuk kemudian dilakukan

proses pengolahan dan kontrol kualitas data (Gambar 7). Ada beberapa tahapan

yang dilakukan untuk melakukan kontrol kualitas data yang dilakukan oleh

AOML (Pazos, M. 2003 ) yaitu:

1) Decode data.

Mengkonversi data yang sekarang diterima ke data yang telah ditentukan

sesuai dengan metode konversi yang sudah ditentukan yaitu berdasarkan

data ID dari buoy yang diterima. Format data ARGOS dalam bentuk binari

kemudian di-decode menjadi angka dan nilai yang dimaksud.

2) Indentifikasi buoy baru dan memasukannya ke direktori file.

Menentukan waktu penyebaran dan posisi transmisi dari data yang baik

dan diterima pertama kali pada proses pengiriman. Hal ini dilakukan jika

ID buoy belum terdeteksi atau merupakan ID baru.

3) Mencari buoy yang mati (tidak mengirimkan data lagi), melihat posisi

terakhir dan kenapa buoy tersebut mati.

Menjalankan program yang mampu mengidentifikasi transmisi buoy dari

lokasi yang sama atau buoy yang tidak memiliki data baru setelah

update terakhir, kemudian memasukan nomor ID buoy tersebut ke

direktori file.

4) Melakukan pengecekan sensor SST, waktu terakhir sensor tersebut

mengirimkan data yang baik, dan kenapa sensor tersebut gagal.

Setiap data SST yang diterima kemudian dibandingkan dengan

Climatology Reynold’s untuk menentukan gagal tidaknya sensor suhu.

Waktu terakhir dari buoy tersebut mengirimkan data SST yang baik

kemudian dimasukan ke dalam direktori file.

5) Mengedit posisi dan SST.

Menjalankan perangkat lunak yang mampu mendeteksi posisi yang tidak

tepat berdasarkan kecepatan dan beberapa lokasi terakhir yang diberikan,

kemudian posisi yang tidak tepat akan dihapus. Pada saat yang sama

perangkat lunak memeriksan nilai SST. Nilai SST yang menyimpang akan

dibuang berdasarkan kriteria perubahan suhu relatif terhadap suhu baru

yang diberikan buoy. Setiap kesalahan posisi dan SST kemudian dicatat.

95

6) Deteksi lepasnya drogue.

Mendeteksi hilang tidaknya atau lepasnya drogue, bila drogue lepas

kemudian waktu dan ID buoy tersebut dicatat.

7) Melakukan interpolasi data per-6 jam menggunakan metode krigging.

Setiap data buoy yang aktif dan diterima kemudian diinterpolasi setiap 6

jam berdasarkan referensi Hansen and Poulain (1996).

8) Memasukan data ke basisdata

Data yang telah diolah berdasarkan langkah di atas kemudian dimasukan

ke http://www.aoml.noaa.gov/PHOD/DAC/DACDATA.HTML .

Gambar 7. Alur Data Drifter DAC (AOML)

Sumber: http://www.aoml.noaa.gov/

Ada 3 bagian utama dari sistem transmisi data drifter yaitu, drifter itu

sendiri, stasiun penerima dan bagian prosesing data. Pada beberapa perancangan

drifter sistem transmisi, khususnya untuk aplikasi drifter di perairan pantai sistem

transmisi memanfaatkan jaringan GSM, seperti yang dilakukan Ohlman (2005).

Sensor drifter mengukur data seperti suhu permukaan laut, rata-rata data biasanya

diukur setiap 90 detik, dan mengirimkan data perataan setiap selang waktu

tertentu dari sensor dengan frekuensi radio 401,65 MHz. Setiap pemancar drifter

diberikan kode Platform Terminal Transmitter (PTT) kemudian sering disebut

96

sebagai ID drifter. Sistem penentuan posisi drifter ARGOS bukanlah diberikan

GPS. melainkan dihitung berdasarkan pergeseran transmisi Doppler dari waktu

sinyal yang dikirimkan drifter seperti yang dijelaskan dalam Manual Pengguna

ARGOS. Motyzhev (2007), ada tiga pembagian lokasi yaitu kelas satu (error

antara 350-1000 meter), kelas dua (error antara 150-350 meter) dan kelas tiga

(error kurang dari 150 meter), sedangkan ORBCOMM dan IRRIDIUM

menggunakan GSP untuk penentuan posisi. Jenis komunikasi ARGOS

menggunakan komunikasi satu arah artinya tidak ada pengontrolan oleh stasiun

darat terhadap drifter, sedangkan pada ORBCOMM dan IRIDIUM

mengimplementasikan komunikasi dua arah (Tabel 4).

Tabel 4. Perbandingan sistem drifter dari IRIDIUM, ARGOS dan ORBOCOMM

Perbandinagan ARGOS ORBCOMM IRIDIUM

Communication

Method

one way

(transmission)

only two way two way

Coverage

Global (number of

messages per day

depend on

latitude)

between +60 and -60

deg latitude Global

Remote System

control (change

message rate and

message type) no yes yes

Max. Number of

bytes in message

32 bytes (20 bit

ID) 31 bytes (28

bit ID) 512 bytes 100 Kbytes

Position

by sattellite (± 300

m) by GPS (± 10 m) by GPS (± 10 m)

Position drift alarm

As option by Argis

or using

W@ves21 or

seasaw software

As option by Argis or

using W@ves21 or

seasaw software

As option by Argis

or using

W@ves21 or

seasaw software

Transmiter ID

to be obtained

from CLS to setup

buoy system

to be specified as part

of provisioning by an

orbcomm service

provider

phonenymber of

the iridium

subscription

Typical Power

consumption

ca 70 mW ca 40

mW

ca 100 mW ca 200

mW ca 74 mW

Combintaion with

local HF transmitter yes yes yes

Disable option

and/or activity yes yes yes

Sumber: http://download.datawell.nl/ argos-orbcomm_comparison_t-11-01.pdf

97

Penggunaan komunikasi GSM untuk transmisi data real-time kelautan

mulai dilakukan, hal ini dikarenakan biaya yang dikeluarkan untuk komunikasi ini

lebih murah jika dibandingkan transmisi data menggunakan satelit. Kelemahan

transmisi data menggunakan jaringan ini yaitu sangat bergantung dengan

coverage area dari operator GSM di tempat dilakukan pengukuran. Data real-time

seperti buoy yang ditempatkan di pesisir sudah cukup banyak yang mengadopsi

jaringan ini seperti terlihat di Tabel 5.

Tabel 5. Perbandingan teknologi buoy untuk ocean monitoring.

Buoy

(Program

Name)

Documentation Enabling Technologies

Body Hull

Sensor &

Parameters

Power

supply Telemetry

ESROB &

NMB This study

2.4 m

diameter

discus

Met.

Physical,

Biogeochemi

cal

solar

panel

Cellular

CDMA, two-

way

MAREL

buoy

Blain, et al

(2004) discus

4 m

diameter

Physio-

chemical

solar

panel

Cellular

GSM, two-

way

Smart Buoy

Milis, et al.

(2002)

Met. Physio-

biogeochemi

cal

satellite, one-

way

OASIS

moorings

Chavez, et al.

(1997)

~2 m

diameter

donat

Met. Physio-

biogeochemi

cal

solar

panel

Cellular, two

way

(COMPS)

USF

Weisberg, et al.

(2002)

met.,

physical

GOES

satellite, one-

way

TABS/SE

MB

Guinasso, et al.

(2001)

0.79 m

diameter

met.,

physical

solar

panel

Satellite/Celu

llar, two way

(NDBC)

Moored

Buoy

http://seaboard.

ndbc.noaa.gov

Various (12

m)

met.,

physical

solar

panel

ARGOS

satellite, one

way

Coastal

Buoy

SYSTEA

Brochure

Met. Physio-

biogeochemi

cal

solar

panel

GSM, two

way

CMBS

METOCEAN

Brochure Flexible

Flexible, one

ir two way

ATLAS

(TAO/TRI

TON)

Miliburn, et al.

(1996)

2.3 m

diamter Met., T/S

Battery

pack

ARGOS

satellite, one

way

Sumber : http://plaza.snu.ac.kr/~gkim/lecture/paper/37.pdf

Pengiriman data drifter menggunakan format data tertentu dengan tujuan

untuk menghemat biaya transmisi dan kemudahan penerimaan dan pengolahan

98

data yang dilakukan. Format data sangat ditentukan oleh kompleksitas perangkat

keras terutama jenis dan jumlah sensor serta model komunikasi serta kebutuhan

dan kendali sistem. Contoh, ARGOS memiliki panjang format data 56 bit, seperti

Tabel 6. Selain data sensor dikirimkan juga tegangan baterai untuk mengetahui

kondisi drifter, age untuk waktu dan tanggal data, rank untuk pengenal baris serta

checksum untuk memastikan data terkirim sempurna atau tidak.

Tabel 6. Format data ARGOS

Item Bits No. Bits Loc. Min Max Res Formula

CheckSum 8 0-7 0 255 - Lower 8 bits

Rank Standard

Warning

4 8-11 0

0

0

3

- Rank=0, always

Rank=4 (0,1, 2, 3)

AgeB 6 12-17 0 63 - Age (minutes)

Air Pressure Standard

Warning

11 18-28 850.0

930.0

1054.7

1032.35

0.1

0.05

BP(hPa) = 0.1n + 850

BP(hPa) = 0.05n +

930

SST 9 29-37 -5.0 35.88 0.08 SST(C) = 0.08n – 5

Air Pressure

Tenden.

Standard

Warning

9 38-46 -25.5

-

12.75

25.6

12.8

0.1

0.05

APT(hPa) = 0.1n –

25.5

APT(hPa) = 0.05n –

12.75

Submergence 6 47-52 0 100 - Percent = 100n/63

Battery Volt. 3 53-55 7 14 - BV = n + 7

Total 56

Sumber: http://www.argos-system.org/?nocache=0.7871551238931715

2.6. Penentuan Posisi menggunakan GPS

. GPS dapat dikatakan sebagai sistem radio navigasi dan penentuan posisinya

menggunakan satelit. Konsep dasar penentuan posisi dengan GPS adalah dengan

melakukan pengamatan terhadap beberapa satelit secara simultan, dan tidak hanya

satu satelit saja, seperti halnya menentukan posisi pada bidang datar yaitu

membaring beberapa benda acuan/objek baringan, (Abidin et al, 1995). Sistem

GPS mulai direncanakan sejak tahun 1973 oleh angkatan udara Amerika Serikat

99

(Easton, 1980), dan pengembangannya sampai sekarang ini ditangani oleh

Departemen Pertahanan Amerika Serikat, dibawah lembaga yang dinamakan

NAVSTAR (Navigation Satellite Timing and Rangin Global Positioning System),

dan sistem yang dimiliki oleh Rusia dengan nama GLONASS singkatan dari

Global Navigation Satellite System. Sistem yang dapat digunakan oleh banyak

orang sekaligus dalam segala cuaca didesain untuk memberikan posisi dan

kecepatan dalam tiga dimensi dan juga informasi mengenai waktu secara kontinu

diseluruh dunia. Sinyal GPS mengandung tiga informasi yaitu kode

pseudorandom, data ephemeris dan data almanak. Sinyal transmisi dari satelit

GPS merupakan sinyal identifikasi satelit saat sedang mengirim informasi

terhadap GPS Penerima. Selanjutnya GPS penerima menghitung timing waktu

rambatan gelombang dari satelite NAVSTAR dengan menghitung selisih timing

pulsa antara pseudo random code dari GPS Penerima. Lebar frekuensi

(bandwidth) yang dibutuhkan untuk mentransmisikan pseudo random code sekitar

1 MHz, sehingga transmisi sinyal GPS ditransmisikan pada gelombang 20 cm

atau sekitar 1.2 -1.5 GHZ.

GPS yang digunakan pada drifter selama ini umumnya menggunakan GPS

yang diproduksi oleh pemberi layanan komunikasi transfer data satelit seperti

ARGOS, ORBCOMM. GPS ini langsung terintegrasi dengan sistem transmisi

perusahaan tersebut, dan memang didesain khusus untuk penentuan posisi aplikasi

sistem tracking. Adapun perbandingan spesifikasi instrumen tracking yang

diproduksi oleh ARGOS, ORBCOMM dan IRIDIUM terlihat pada Tabel 3.

dengan kesalahan rata-rata sekitar 10 m. Saat ini perangkat GPS diproduksi untuk

memenuhi kebutuhan lebih umum dan perancangan instrumen tepat guna. Sinyal

GPS yang terbuka untuk umum memungkinkan siapapun dapat membuat

penerimanya, dan dengan perkembangan kebutuhan akan penentuan posisi

mengakibatkan semakin banyak produsen pembuat chipset GPS ini yang

menyebabkan harganya semakin terjangkau.

100

Chipset GPS diproduksi secara massal dengan maksud memberikan

kemudahan bagi pengembang instrument dalam berbagai bidang aplikasi yang

membutuhkan penentuan posisi. Dengan alasan untuk kompatibilitas berbagai

chipset dengan produsen berbeda membuat sebuah standar kalimat yang

dikeluarkan oleh sebuah chipset GPS. Sampai saat ini standar kalimat tersebut

biasa disebut standar NMEA 0183. Standar NMEA memiliki banyak jenis bentuk

kalimat laporan, yang diantaranya berisi data koordinat lintang (latitude), bujur

(longitude), ketinggian (altitude), waktu sekarang standar UTC (UTC time), dan

kecepatan (speed over ground). Umumnya NMEA-0183 menggunakan

komunikasi RS232 sebagai jalur komunikasi dengan perangkat luar seperti

komputer atau mikrokontroler dengan beberapa kecepatan (baud rate) yang

biasanya dapat diatur. Beberapa jenis kalimat NMEA-0183 yang umum

digunakan dapat dilihat pada Tabel 7.

Tabel 7. Jenis kalimat NMEA yang umum digunakan

Kalimat Deskripsi

$GPGGA Meminta fixed data dari GPS

$GPGLL Meminta Posisi Latitude dan Longitude

$GPGSA GNSS DOP and active satellites

$GPGSV GNSS satellites yang tertangkap

$GPRMC Recommended minimum specific GNSS data

Jumlah kalimat NMEA yang didukung oleh sebuah GPS penerima

bervariasi, tergantung produsen dan tujuan dari GPS. Chipset GPS penerima

umumnya mendukung kelima kalimat NMEA pada Tabel 7. Pada beberapa

perancangan tidak semua kalimat NMEA digunakan karena NMEA dirancang

sesuai dengan kebutuhan umum pengguna sehingga dengan satu atau lebih

kalimat NMEA sudah dapat menyelesaikan masalah yang ingin diselesaikan.

2.7. Mikrokontroler sebagai Pusat Kendali dalam Rancang Bangun Drifter

Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai

masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus

dengan cara khusus, dimana cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan

menulis data. Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan

untuk mengontrol peralatan elektronik. Secara harfiahnya bisa disebut

101

"pengendali kecil" dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak

memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat

dikurangi dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini.

Mikrokontroler adalah versi mini atau mikro dari sebuah komputer karena

mikrokontroler sudah mengandung beberapa peripheral yang langsung bisa

dimanfaatkan, misalnya port paralel, port serial, komparator, konversi digital ke

analog (DAC), konversi analog ke digital (ADC) dan sebagainya hanya

menggunakan sistem minimum yang tidak rumit atau kompleks.

Drifter awalnya menggunakan Central Processing Unit (CPU) atau

mikrokontroler yang secara khusus diproduksi oleh produsen Drifter, sehingga

mikrokontroler dan sistem transmisi serta penentuan posisi merupakan satu

kesatuan. Gambar 8. memperlihatkan struktur elektronik dari “Smart Buoy” yang

dikembangkan oleh Motyzhev (2004). Terlihat bahwa pemancar ARGOS, sensor,

GPS, dan transceiver GSM bermuara pada satu Central Processing Unit melalui

perantaraan komunikasi serial. CPU tersebut berfungsi mengatur semua alur kerja

dari peralatan yang terhubung, mengolah data dan kemudian mengirimkan data

tersebut.

Gambar 8. Struktur elektronik dari “Smart buoy”. (Motyzhev S, 2004)

102

Seiring dengan makin murahnya harga mikrokontroler dengan fasilitas

tambahan yang sangat memadai misalnya sebagai perantara komunikasi serial

internal. Beberapa perancang melakukan perancangan dengan menggunakan

mikrokontroler komersial, misalnya Perez C. (2003), yang menggunakan

RCM2300 dari Rabbit Semiconductor. Dalen et al. (2004) menggunakan MC

1460 CE2 mikrokontroler keluaran perusahaan MOTOROLA. Aplikasi tersebut

pada umumnya memiliki sistem diagram yang sederhana seperti Gambar 9,

dimana mikrokontroler dihubungkan dengan beberapa alat seperti GPS, RF

transmitter dan sensor serta kemudian mengaturnya dalam cara kerja yang

diinginkan oleh pembuat.

Gambar 9. Sistem diagram yang dibangun dari drifter wireless oleh Yu-Dong.

Sumber:http://www.ece.stevens-tech.edu/

Salah satu tipe mikrokontroler yang sering dan banyak digunakan karena

kecepatannya yang tinggi, harga yang relatif murah dengan fasilitas tambahan

yang cukup banyak yaitu mikrokontroler seri AVR ATMEGA keluaran

perusahaan ATMEL. Mikrokontroler AVR merupakan mikrokontroler keluaran

perusahaan ATMEL coorporation yang memiliki arsitektur RISC 8 Bit, semua

instruksi dikemas dalam kode 16-bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi

dalam satu siklus instruksi clock. AVR dikelompokkan kedalam 4 kelas, yaitu

ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan keluarga AT86RFxx. Dari

semua kelas yang membedakan satu sama lain adalah ukuran onboard

memori, onboard peripheral dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi

yang digunakan semua kelas ini bisa dikatakan hampir sama.

Microcontroler,

data log GPS Receiver RF

Transmiter

Battery Pack Sensor Elements

103

Beberapa arsitektur dasar yang dimiliki oleh ATMega32 yaitu:

Saluran IO sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D

ADC 10 bit sebanyak 8 Channel

Tiga buah timer / counter

32 register

Watchdog Timer dengan oscillator internal

Memori Flash sebesar 8 kb

Sumber Interrupt internal dan eksternal

Port SPI (Serial Pheriperal Interface)

Komparator analog

Port USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver

Transmitter)

Sistem prosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.

Ukuran memory flash 8KB, SRAM sebesar 512 byte, EEPROM sebesar

512 byte.

Mode Sleep untuk penghematan penggunaan daya listrik

Di Indonesia mikrokontroler ini cukup terkenal, banyak digunakan dan

mudah didapatkan dikarenakan harga yang murah dan mudah digunakan. Fitur

yang lengkap juga menjadi alasan mengapa mikrokontroler ini banyak digunakan.

Fitur-fitur yang sering digunakan khusunya untuk perancangan instrument di

bidang kelautan seperti ADC (Analog to Digital Converter) biasa digunakan

untuk mengkonversi sinyal analog sensor. USART biasanya digunakan untuk

komunikasi dengan peralatan lain seperti GPS dan Modem GSM. EEPROM biasa

digunakan untuk penyimpanan data (data logger).

2.8. Modem GSM sebagai Pengirim dan Penerima data

Sebuah modem GSM adalah tipe khusus modem yang menerima kartu

SIM seperti ponsel. Dari sudut pandang operator, modem GSM terlihat seperti

ponsel. Sebuah modem GSM dapat menjadi perangkat modem khusus dengan

peripheral serial, USB atau sambungan Bluetooth. Istilah modem GSM

digunakan sebagai istilah umum untuk mengacu pada setiap modem yang

104

mendukung satu atau lebih dari protokol dalam evolusi keluarga GSM, termasuk

teknologi 2.5G GPRS dan EDGE, serta 3G teknologi WCDMA,UMTS, HSDPA

dan HSUPA (Mouly et al. 1992).

Saat ini banyak sekali produsen modem GSM dengan bentuk dan fasilitas

produk yang berbeda. Fasilitas seperti GPS-pun kemudian dimasukan kedalam

sebuah modem GPS oleh beberapa produsen modem GSM (Gambar 10), hal ini

dimaksudkan karena sifat komunikasi GSM yang bisa dilakukan dimanapun dapat

digabungkan dengan kemampuan pengukuran posisi GPS.

(a)

(b)

Gambar 10 . Modem GSM produksi Wavecom inc (a), Modem GSM dengan GPS

build-in produksi SIMCom inc (b)

Sebuah modem GSM memaparkan sebuah antarmuka yang

memungkinkan aplikasi komputer atau peralatan lain untuk mengirim dan

menerima pesan melalui antarmuka modem. Agar dapat melaksanakan tugas ini,

modem GSM harus mendukung sebuah extended perintah AT set seperti yang

didefinisikan dalam spesifikasi GSM 07.05 dan ETSI dan 3GPP TS 27,005 (Smith

Clint dan Daniel Collins. 2002).

Penggunaan modem GSM untuk aplikasi kelautan mulai dilakukan karena

alasan semakin murahnya harga instrumen ini dan murahnya biaya transmisi serta

coverage area yang sangat luas. Para produsen instrumen kelautan terkemuka

kemudian melakukan modifikasi terutama karena modem ini pada umumnya

dibuat untuk aplikasi darat (rumah) agar sesuai dengan instrumen yang mereka

105

bangun dan lingkungan kelautan, seperti AANDERA sebuah perusahaan produsen

instrumen kelautan terkemuka kemudian mengeluarkan produk yang berbasis

modem GSM Wavecom.inc seperti terlihat pada Gambar 11. Pada gambar modem

diletakkan dalam sebuah box yang terlindung rapi untuk menghindari udara

lembab dan air, memiliki mounting plate sehingga mudah ditempatkan dan tidak

terguncang. Modul modem tersebut digunakan untuk transmisi data dari produk

instrumen yang dikeluarkan AANDERA.inc seperti drifter buoy, buoy, tide

instrumen dan lainnya.

Gambar 11. GSM Communication unit 3742 berisi modem GSM produksi

Wavecom.inc digunakan AANDERA.inc sebagai transmitter data

produk yang dimilikinya.

Sumber: http://www.aadi.no/../GSM%20Communication%20Unit.pdf

2.8.1 Standar Pengantarmukaan Modem GSM (AT-COMMAND)

AT-Command adalah perintah yang dapat diberikan kepada ponsel atau

modem GSM/CDMA untuk melakukan sesuatu, termasuk untuk mengirim dan

menerima SMS. Dengan memberikan perintah ini di dalam komputer atau

mikrokontroler maka perangkat kita dapat melakukan pengiriman atau

penerimaan SMS secara otomatis untuk mencapai tujuan tertentu. AT-Command

ini sebenarnya adalah pengembangan dari perintah yang dapat diberikan kepada

106

modem Hayes yang sudah ada. Dinamakan AT-Command karena semua perintah

diawali dengan karakter A dan T. Antar perangkat ponsel dan modem

GSM/CDMA bisa memiliki AT-Command yang berbeda-beda, namun biasanya

mirip antara satu perangkat dengan perangkat lain. Untuk dapat mengetahui secara

persis maka kita harus mendapatkan dokumen teknis dari produsen pembuat

ponsel atau modem GSM/CDMA tersebut.

Beberapa perintah AT-Command yang biasanya digunakan (Tabel 8)

dalam pembuatan penerima dan pengirim SMS mengikuti spesifikasi GSM 07.05

dan ETSI dan 3GPP TS 27,005.

Tabel 8. Jenis kalimat AT-COMMAND sebuah modem GSM Standar

AT Command Keterangan AT Mengecek apakah modem telah terhubung AT+CMGF Untuk menetapkan format mode dari terminal AT+CSCS Untuk menetapkan jenis encoding AT+CNMI Untuk mendeteksi pesan SMS baru masuk secara otomatis AT+CMGL Membuka daftar SMS yang ada pada SIM Card AT+CMGS Mengirim pesan SMS AT+CMGR Membaca pesan SMS AT+CMGD Menghapus pasan SMS ATE1 Mengatur ECHO AT+CGMI Mengecek Merk HP AT+CGMM Mengecek Seri HP AT+CGMR Mengecek Versi Keluaran HP AT+CBC Mengecek Baterai AT+CSQ Mengecek Kualitas Sinyal

Ada beberapa komunikasi yang didukung oleh AT-Command yaitu

komunikasi serial RS232, IrDa, FBUS dan masih banyak yang lain tergantung

pada produsen. Umumnya modem GSM menggunakan komunikasi serial RS232

dikarenakan komunikasi ini lebih umum digunakan dan didukung oleh hampir

semua perangkat elektronik.

107

2.9. Sensor Suhu DALLAS DS18B20

DS18B20 adalah thermometer digital menyediakan 9-bit sampai 12-bit

untuk pengukuran suhu dalam derajat Celsius dengan fungsi tambahan seperti

fungsi alarm dengan nonvolatile user-programmable poin baik pemicu atas dan

bawah. DS18B20 yang berkomunikasi melalui bus 1-Wire dan memerlukan satu

baris data (dan ground) untuk komunikasi dengan mikroprosesor. Memiliki

rentang suhu operasi -55 °C sampai 125 °C dengan keakuratan ± 0.042 °C selama

rentang -10 °C hingga 85 °C. DS18B20 Masing-masing memiliki kode serial unik

64-bit, yang memungkinkan DS18B20 lebih dari satu untuk fungsi yang sama

dalam bus data 1-Wire, sehingga cukup mudah digunakan dengan satu

mikroprosesor untuk mengontrol banyak DS18B20 dan di distribusikan. Gambar

12. menunjukkan diagram blok DS18B20, dan deskripsi dari setiap pin. ROM 64-

bit menyimpan serial kode unik perangkat. Scratchpad memory berisi data suhu 2-

byte yang merupakan output digital dari sensor suhu. Selain itu, scratchpad

menyediakan akses ke register 1-byte untuk alarm pemicu atas dan bawah (TH

dan TL) dan 1-byte.untuk konfigurasi Register yang memungkinkan pengguna

untuk mengatur resolusi konversi suhu digital 9, 10, 11, atau 12 bit. Register TH,

TL, dan konfigurasi memori volatile (EEPROM), sehingga akan dapat

menyimpan data bila perangkat dimatikan.

108

Gambar 12. Bentuk fisik dan peta memori sensor suhu DS18B20

Penggunaan sensor ini untuk aplikasi drifter di ujicobakan oleh Motyzhev

(2010) dengan akurasi pengukuran sebesar 0.2 0C dan waktu pembacaan 20 detik

untuk sepuluh buah sensor yang disimpan pada 10 strata kedalaman. Olda

bondarenko et al (2007), menggunakan array sensor ini untuk aplikasi buoy,

dimana sensor ini ditempatkan untuk beberapa kedalaman memanfaatkan

komunikasi 1-wire yang dimiliki DS18B20.

2.10. Media Penyimpanan Data MMC/SD Card

Secure Digital Memory Card adalah kartu memori standar untuk peralatan

mobile. SD Card dikembangkan kompatibel dengan Multi Media Card (MMC)

sehingga peralatan SD Card juga dapat menggunakan MMC dengan beberapa

persyaratan. Kemudian, berkembang variasi dari versi ukuran, seperti RS-MMC,

miniSD dan microSD, dengan fungsi yang sama. MMC /SDC memiliki

mikrokontroler di dalamnya, kontrol memori flash (delete, read, write dan error

control). Data ditransfer antara kartu memori dan kontroler sebagai blok data

dalam unit 512 byte. Kartu MMC/SD lebih terbuka dari beberapa format lain

(XD, Memory Stick) tetapi kurang terbuka dari Compact flash dan USB flash

109

drive. Dari format serial interface, MMC/SD adalah yang paling mudah untuk

ditanamkan. Format SD card dilindungi oleh hak paten, lisensi, dan spesifikasi

yang tidak dipublikasikan secara terbuka. Namun, semua memori SD dan

kartu SDIO yang diperlukan mendukung komunikasi SPI (Serial Programming

Interface) yaitu interface 4 jalur yang sedikit lebih lambat (clock, serial, serial out,

chip select) dan kompatibel dengan port SPI pada banyak mikrokontroler.

2.11. Biaya Implementasi dan Biaya Rancang bangun Drifter

Implementasi drifter dibagi menjadi beberapa bagian biaya yaitu harga alat

drifter itu sendiri, biaya transmisi data dan biaya server ground segment. Drifter

SVP berharga $1500 dengan biaya transmisi $15 per-hari transmisi (Sybandri,

2009). Drifter Davis seharga $1200, dengan transmisi menggunakan satelit

ORBOCOM yaitu $30 untuk biaya aktivasi dan $2.35 biaya per-bulan.

Implementasi menggunakan transmisi GSM lebih murah dibandingkan

dengan transmisi via satelit seperti satelit ARGOS, ORBCOMM dan IRRIDIUM

yaitu mendekati $0.5 perhari (Ohlmann, 2005). Pada perancangan sendiri biaya

implementasi mendekati $1000 seperti yang dilakukan Yu-dong (2007), drifter

yang dirancang menggunakan gelombang RF sendiri sehingga tidak memiliki

biaya transmisi (Tabel 9)

Tabel 9. Biaya pembuatan drifter Wireless Yu-dong (2007)

Biaya ground segment sangat bergantung pada kompleksitas proses

pengolahan terutama pengolahan otomatis dari data yang diterima. Biaya

perangkat keras dan perangkat lunak akan sangat besar seperti implementasi skala

besar yang dilakukan pada drifter SVP. Namun untuk aplikasi sederhana biaya ini

110

hanya cukup menggunakan sebuah komputer dan alat penerima data, seperti

modem GSM pada aplikasi yang menggunakan transmisi GSM, atau penerima RF

untuk aplikasi yang menggunakan transmisi radio frequency (RF).

2.12. Keadaan Umum di Perairan Teluk Pelabuhan Ratu

Teluk Pelabuhan Ratu merupakan teluk terbesar di pantai selatan Jawa yang

berhadapan langsung dengan Samudera Hindia. Perairan Teluk Pelabuhan Ratu

merupakan tempat bermuaranya 4 sungai yakni sungai Cimandiri, sungai

Cibareno, Sungai Ciletuh dan sungai Cikanteh. Dasar perairan ini cukup curam

dimana di sepanjang pantai teluk, kedalaman relatif dangkal dan semakin dalam

pada bagian tengah sampai ke arah mulut teluk (Gambar 13). Kedalaman perairan

pada bagian dangkal mencapai 100 meter dan berjarak 2 sampai 3 km dari pantai

kearah tengah teluk. Perairan pada bagian tengah teluk mencapai kedalaman 300

meter yang terus semakin dalam ke arah mulut teluk yang mencapai kedalaman

1500 meter.

Gambar 13. Peta Bathymetry teluk Pelabuhan Ratu

(Diolah dari : http://topex.ucsd.edu/cgi-bin/get_srtm30.cgi)

Arus Teluk Pelabuhan Ratu

Arus adalah gerakan horizontal atau verikal dari suatu massa air sehingga

massa air menuju kestabilan. Ada dua gaya yang bekerja terhadap air laut

Longitude

Latitu

de

106.4 106.45 106.5 106.55

-7.06

-7.04

-7.02

-7

-6.98

-6.96

-350

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

111

sehingga dapat terjadi arus, yaitu gaya eksternal dan gaya internal. Gaya eksternal

terdiri dari angin, perbedaan tekanan udara, gaya gravitasi, gaya tektonik, gaya

tarik matahari dan bulan yang dipengaruhi oleh tahanan dasar laut dan gaya

coriolis, sedangkan gaya internal dari perbedaan densitas air laut, gradien tekanan

mendatar dan gesekan lapisan air (Gross, 1979).

Purba (1995) melaporkan dari hasil pemodelan pada penelitianya bahwa

pola arus hasil simulasi menunjukan bahwa faktor pasang surut dan faktor angin

bersama-sama mempengaruhi kondisi hidrodinamika di perairan teluk Pelabuhan

Ratu. Penelitian tersebut juga menjelaskan adanya perbedaan pola elevasi saat air

pasang dan surut. Saat air pasang, penumpukan massa air hanya terjadi di titik

Ujung Karang Taraje (bagian barat teluk), sedangkan bagian dalam teluk

memperlihatkan nilai elevasi yang lebih rendah dibandingkan elevasi di titik

ujung Karang Taraje. Saat air surut pola elevasi memperlihatkan nilai garis kontur

pada bagian dalam teluk lebih tinggi dibandingkan dengan nilai garis kontur pada

bagian mulut teluk. Hal ini menunjukan massa air pada bagian dalam teluk

mengalir keluar menuju mulut teluk.

Pasang Surut Teluk Pelabuhan Ratu

Hasil pengamatan pasang surut pada penelitian terdahulu di Teluk

Pelabuhan Ratu memberikan kesimpulan bahwa tipe pasang surut perairan teluk

Pelabuhan Ratu adalah pasang surut campuran cenderung semi diurnal (Pariwono

et al., 1988; Palit 1992). Pariwono (1985) dalam studinya tentang pasut di

perairan Asia Tenggara menyatakan bahwa, di Samudera Hindia komponen pasut

M2 dan K1 merambat dari bagian barat menuju timur, ketika memasuki perairan

teluk Pelabuhan Ratu komponen pasut tersebut diduga akan merambat melalui

alur yang dalam karena di kawasan tersebut tahanan dasarnya kecil. Hatayama et

al. (1996) dalam penelitiannya juga mendapatkan hasil yang sama bahwa di

Samudera Hindia, komponen pasut M2 dan K1 merambat dari bagian barat

menuju timur.

Sannang (2003) dalam studinya menyatakan bahwa secara umum

rambatan pasut di teluk Pelabuhan Ratu mempunyai pola yang sama, yaitu

dimulai dari batas terbuka bagian utara dan kepala teluk menuju selatan teluk. Hal

112

ini berarti pada bagian utara teluk dan kepala teluk terjadi pasang maupun surut

secara bersamaan. Saat pasang tertinggi, massa air masuk melalui bagian selatan

mulut teluk kemudian menyebar ke arah utara dan bertemu dengan massa air yang

mengarah keluar teluk lalu massa air tersebut mengikuti pola arus pasut yang

keluar teluk di bagian utara mulut teluk, sebagian lagi menuju daerah

Balekambang. Pada kondisi ini elevasi muka laut mencapai ketinggian

maksimum, gradien tekanan menurun sehingga kecepatan arus relatif kecil dan

seragam dibandingkan dengan kondisi sebelumnya (saat air pasang). Saat surut

terendah tampak pola arus pasut bergerak keluar teluk.