Arus laut

1. Definisi:Arus laut adalah proses pergerakan massa air laut yang menyebabkan perpindahan

horizontal dan vertikal massa air laut tersebut yang terjadi secara terus (Gross,1972). Sedangkan menurut Hutabarat dan Evans (1984) arus merupakan gerakan air yang terjadi pada seluruh lautan di dunia.

Arus laut mampu mengalir mengarungi ribuan kilometer dan sangat penting untuk menentukan iklim dari sebuah benua, khususnya wilayah yang berbatasan dengan laut. Contohnya arus Gulf Stream yang menyebabkan daerah Barat Laut Eropa lebih hangat dibandingkan wilayah lain yang memiliki lintang yang sama (Wikipedia, 2009).2. Faktor Penyebab Terjadinya Arus

Pergerakan massa air ini ditimbulkan oleh beberapa gaya sehingga Herunadi (1996) dalam Kurniawan (2004) mengemukakan bahwa sinyal arus merupakan resultan dari berbagai sinyal yang mempunyai frekuensi tertentu yang dibangkitkan oleh beberapa gaya yang berbeda-beda. Ada dua jenis gaya utama yang penting dalam proses gerak (motion) yakni Gaya primer yang menyebabkan gerak: gravitasi, wind stress, tekanan atmosfer, dan seismic; dan gaya sekunder yang muncul akibat gerak dari: gaya Coriolis dan gesekan (friction) (Pond dan Pickard, 1983).

Sedangkan Menurut Gross (1990), terjadinya arus di lautan disebabkan oleh dua faktor utama, yaitu faktor internal: perbedaan densitas air laut, gradien tekanan mendatar dan gesekan lapisan air; dan faktor eksternal: gaya tarik matahari dan bulan yang dipengaruhi oleh tahanan dasar laut dan gaya coriolis, perbedaan tekanan udara, gaya gravitasi, gaya tektonik dan angin.

3. Jenis-jenis ArusBerdasarkan gaya-gaya yang menimbulkannya, arus dibagi kedalam berbagai

kelompok.Gross (1990): 1. Arus Ekman: disebabkan oleh gesekan angin

2. Arus Pasang Surut (Pasut): disebabkan adanya gaya pembangkit pasut3. Arus termohalin: disebabkan oleh adanya perbedaan densitas air laut4. Arus Geostrofik:disebabkan adanya gradien tekanan mendatar dan coriolis

Brown et al. (1989):1. Arus Thermohalin2.Arus yang digerakkan angin (wind driven current)3. Arus Pasang Surut4. Arus Inersia5. Arus Geostrofik

Pond dan Pickard (1983) berdasarkan komponen gesekan (Friction): 1. Arus tanpa gesekan (current without friction) dan Arus dengan gesekan (current with friction)

Berdasarkan penguraian Pond dan Pickard (1983) serta Gross (1990) di mana arus pasang surut merupakan arus yang polanya dipengaruhi oleh pasang surut, maka secara umum arus juga dapat diklisifikasikan menjadi dua, yaitu arus pasang surut dan arus nir pasang surut.

4. Arus Permukaan IndonesiaArus laut permukaan di dunia memiliki pola dan sebaran yang unik. Masing-masing

wilayah memiliki karakteristik arus yang berbeda.Perairan Indonesia secara tetap diisi oleh massa air Samudra Pasifik. Hal ini terjadi

bukan hanya karena wilayah Indonesia lebih terbuka terhadap Samudera Pasifik tetapi juga karena kondisi dinamika permukaan laut. Ketinggian permukaan laut di bagian barat samudra pasifik lebih tinggi dibandingkan dengan wilayah di selatan Jawa sepanjang tahun, sehingga terbentuk gradien tekanan dari samudra pasifik ke samudera Hindia (Wyrtki, 1961).

Menurut Godfrey (1996), gradien tekanan tersebut terbentuk karena posisi Indonesia berada pada sisi Barat Samudera Pasifik Trade Wind Belt, dimana tekanan angin secara terus menerus menyebabkan penumpukkan massa air karena pergerakan arusnya menuju daratan. Gradien tekanan tersebut menyebabkan terjadinya arus yang melewati perairan Indonesia disebut Arlindo. Arlindo memiliki sistem sirkulasi massa air yang kompleks dan berfluktuasi secara musiman dengan arah serta kekuatannya yang bervariasi.

Arlindo sangat terkenal karena menghubungkan antara Samudera Pasifik dengan Samudera Hindia, melalui Selat Makasar dan keluar lewat Selat Lombok (25% dari total transport arus yang lewat Selat Makassar) dan Selat Ombai bersama-sama Laut Timor (75% sisa total transport arus tersebut). Arlindo terjadi sebagai akibat perbedaan tekanan rata-rata sebesar 16 cm antara Samudera Pasifik dan Hindia. Arlindo memindahkan bahang oleh air bersalinitas rendah dari tempat berkembangnya El Nino di Samudera Pasifik menuju Samudera Hindia. Mengalir melalui bagian Selatan Indonesia dan Australia, Arlindo merupakan penghubung utama atau titik temu pertukaran massa air global.

Sirkulasi arus permukaan di Indonesia dipengaruhi oleh angin muson yang terjadi kerana adanya perbedaan tekanan udara antara daratan asia dan daratan australia, pada bulan Desember-Februari di Belahan Bumi Utara (BBU) akan terjadi musin dingin sedangkan pada Belahan Bumi Selatan (BBS) akan terjadi musim panas sehingga tekanan tinggi berada di Asia dan tekanan rendah berada di Australia. Angin muson bergerak dengan arah-arah tertentu sehingga perairan Indonesia dibagi menjadi empat musim yaitu musim barat, musim timur, musim pancaroba satu dan musim pancaroba dua (Wyrtki, 1961).

Syamsudin (2003) mengatakan 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.

5. Metode Pengukuran Data Arusa. Pengukuran Arus Insitu: Pengukuran secara langsung dengan dua metode

pengukuran, yaitu pada titik tetap (Euler) dan metode dengan benda hanyut atau drifter (Langlarian). Alat pengukur paling sederhana adalah menggunakan Free-floating drogued buoy untuk mengukur kecepatan dan sebuah kompas bidik untuk mencari arah. Free-floating drogued buoy dilepas di perairan dengan diikat sebuah tali dengan jarak tertentu, lalu diukur waktunya sampai tali tersebut menegang. Kecepatan arus bisa diukur dengan membagi jarak dengan waktu. Sedangkan arah bisa dicari dengan menggunakan kompas bidik. Peralatan modern yang sering digunakan saat ini dalam pengukuran arus adalah ADCP (Acaoustic Doppler Current Profiler) yang menggunakan Azaz Doppler mengenai perambatan bunyi, dimana partikel renik didalam air dapat memantulkan bunyi; dan Current Meter yang merupakan pengembangan dari Free-floating drogued buoy yang berfungsi untuk mengukur kecepatan dan arah arus laut berdasarkan metode Eularian, dimana metode ini merupakan pengukuran arus dengan menggunakan metode gelombang sinusoidal. Prinsip kerja alat ini adalah baling-baling dimana sewaktu alat dimasukkan akan ada perputaran dari baling-baling tersebut sehingga menimbulkan percepatan. Current meter mempunyai 2 bagian yaitu speed (kecepatan) dan direction (arah).

b. Dengan Satelit Altimetri: Teknik untuk mengukur ketinggian, dimana satelit ini menghitung waktu yang digunakan oleh pulsa dari pemancar ke permukaan laut dan kembali lagi sebagai echo menuju penerima yang dikombinasikan dengan data lokasi satelit yang presisi. Tujuan peluncuran sensor altimetri adalah mengamati sirkulasi lautan global, memantau volume dari lempengan es di kutub dan mengamati perubahan muka laut rata-rata global (Abidin, 2001 dalam Rudiastuti, 2008).

c. Dengan Membangun Model Hidrodinamika: Dengan mengkonversi fenomena oseanografi kedalam persamaan numerik yang bersifat diskrit. Dengan menggunakan persamaan-persamaan ini dapat dibuat pemodelan dari yang sederhana hingga yang rumit. Sehubungan dengan itu maka seluruh informasi yang disajikan harus memiliki data posisi dalam ruang yang mengacu pada suatu sistem referensi tertentu. Oleh karenanya, posisi suatu objek di atas, di dalam dan di dasar perairan merupakan titik perhatian utama dalam hidrografi. Informasi hidrografi utamanya ditujukan untuk: Navigasi dan keselamatan pelayaran; Penetapan batas wilayah atau daerah di laut; dan Studi dinamika pesisir dan pengelolaan sumberdaya laut.

PASANG SURUT1. Definisi:

Menurut Pariwono (1989), fenomena pasang surut diartikan sebagai naik turunnya muka laut secara berkala akibat adanya gaya tarik benda-benda angkasa terutama matahari dan bulan terhadap massa air di bumi. Menurut Dronkers (1964) pasang surut laut merupakan suatu fenomena pergerakan naik turunnya permukaan air laut secara berkala yang diakibatkan oleh kombinasi gaya gravitasi dan gaya tarik menarik dari benda-benda astronomi terutama oleh matahari, bumi dan bulan. Ada tiga jenis pasang surut yang terjadi di bumi: Pasang surut atmosfer (atmospheric tide), pasang surut laut (oceanic tide) dan pasang surut bumi padat (tide of the solid earth).

Pasang surut laut adalah hasil dari gaya tarik gravitasi dan efek sentrifugal, yakni dorongan ke arah luar pusat rotasi. Meskipun ukuran bulan lebih kecil dari matahari, gaya tarik gravitasi bulan dua kali lebih besar daripada gaya tarik matahari dalam membangkitkan pasang surut laut karena jarak bulan lebih dekat daripada jarak matahari ke bumi. Gaya tarik gravitasi menarik air laut ke arah bulan dan matahari dan menghasilkan dua tonjolan (bulge) pasang surut gravitasional di laut. Lintang dari tonjolan pasang surut ditentukan oleh deklinasi, sudut antara sumbu rotasi bumi dan bidang orbital bulan dan matahari2. Teori Pasang Surut (pasut)

a. Teori Kesetimbangan (Equilibrium Theory) oleh Sir Isaac Newton (1642-1727)Teori ini menyatakan bahwa naik-turunnya permukaan laut sebanding dengan gaya pembangkit pasang surut (King, 1966). Pada teori kesetimbangan bumi diasumsikan tertutup air dengan kedalaman dan densitas yang sama dan naik turun muka laut sebanding dengan gaya pembangkit pasang surut atau GPP (Tide Generating Force) yaitu Resultante gaya tarik bulan dan gaya sentrifugal, teori ini berkaitan dengan hubungan antara laut, massa air yang naik, bulan, dan matahari. Gaya pembangkit pasut ini akan menimbulkan air tinggi pada dua lokasi dan air rendah pada dua lokasi (Gross, 1987).

b. Teori Pasut Dinamik (Dynamical Theory)Teori ini melengkapi teori kesetimbangan sehingga sifat-sifat pasut dapat diketahui secara kuantitatif. Menurut teori dinamis, gaya pembangkit pasut menghasilkan gelombang pasut (tide wive) yang periodenya sebanding dengan gaya pembangkit pasut. Karena terbentuknya gelombang, maka terdapat faktor lain yang perlu diperhitungkan selain GPP. Menurut Defant (1958), faktor-faktor tersebut adalah: Kedalaman perairan dan luas perairan; Pengaruh rotasi bumi (gaya Coriolis); Gesekan dasar.

3. Faktor Penyebab Terjadinya Pasang SurutBerdasarkan teori kesetimbangan, seperti: Rotasi bumi pada sumbunya, Revolusi bulan terhadap matahari dan Revolusi bumi terhadap matahari. Sedangkan berdasarkan teori dinamis seperti: Kedalaman dan luas perairan, Pengaruh rotasi bumi (gaya coriolis), dan Gesekan dasar. Selain itu juga terdapat beberapa faktor lokal seperti: Topogafi dasar laut,

lebar selat, bentuk teluk, dan sebagainya, sehingga berbagai lokasi memiliki ciri pasang surut yang berlainan (Wyrtki, 1961).

4. Tipe Pasang SurutPerairan laut memberikan respon yang berbeda terhadap gaya pembangkit pasang

surut,sehingga terjadi tipe pasut yang berlainan di sepanjang pesisir. Menurut Dronkers (1964), ada tiga tipe pasut yang dapat diketahui, yaitu

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

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

c. Pasang surut campuran: gabungan dari tipe a dan tipe b, 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): Pasut yang hanya terjadi satu kali pasang

dan satu kali surut dalam satu hari, ini terdapat di Selat Karimatab. Pasang surut harian ganda (Semi Diurnal Tide): 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): 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): 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.

5. Arus PasutGerakan air vertikal yang berhubungan dengan naik dan turunnya pasang surut,

diiringi oleh gerakan air horizontal yang disebut dengan arus pasang surut. Permukaan air laut senantiasa berubah-ubah setiap saat karena gerakan pasut, keadaan ini juga terjadi pada tempat-tempat sempit seperti teluk dan selat, sehingga menimbulkan arus pasut (Tidal current). Gerakan arus pasut dari laut lepas yang merambat ke perairan pantai akan mengalami perubahan, faktor yang mempengaruhinya antara lain adalah berkurangnya kedalaman (Mihardja et,. al 1994).

Menurut King (1962), arus yang terjadi di laut teluk dan laguna adalah akibat massa air mengalir dari permukaan yang lebih tinggi ke permukaan yang lebih rendah yang disebabkan oleh pasut. Arus pasang surut adalah arus yang cukup dominan pada perairan teluk yang memiliki karakteristik pasang (Flood) dan surut atau ebb. Pada waktu gelombang pasut merambat memasuki perairan dangkal, seperti muara sungai atau teluk, maka badan air kawasan ini akan bereaksi terhadap aksi dari perairan lepas.

Pada daerah-daerah di mana arus pasang surut cukup kuat, tarikan gesekan pada dasar laut menghasilkan potongan arus vertikal, dan resultan turbulensi menyebabkan bercampurnya lapisan air bawah secara vertikal. Pada daerah lain, di mana arus pasang surut lebih lemah, pencampuran sedikit terjadi, dengan demikian stratifikasi (lapisan-lapisan air dengan kepadatan berbeda) dapat terjadi. Perbatasan antar daerah-daerah kontras dari perairan yang bercampur dan terstratifikasi seringkali secara jelas didefinisikan, sehingga terdapat perbedaan lateral yang ditandai dalam kepadatan air pada setiap sisi batas.

6. Alat-alat Pengukuran Pasang Surut

a. Tide Staff. Alat ini berupa papan yang telah diberi skala dalam meter atau centi meter. Biasanya digunakan pada pengukuran pasang surut di lapangan.Tide Staff (papan Pasut) merupakan alat pengukur pasut paling sederhana yang umumnya digunakan untuk mengamati ketinggian muka laut atau tinggi gelombang air laut. Bahan yang digunakan biasanya terbuat dari kayu, alumunium atau bahan lain yang di cat anti karat.

b. Tide gauge. Merupakan perangkat untuk mengukur perubahan muka laut secara mekanik dan otomatis. Alat ini memiliki sensor yang dapat mengukur ketinggian permukaan air laut yang kemudian direkam ke dalam komputer. Tide gauge terdiri dari dua jenis yaitu: Floating tide gauge (self registering)

Prinsip kerja alat ini berdasarkan naik turunnya permukaan air laut yang dapat diketahui melalui pelampung yang dihubungkan dengan alat pencatat (recording unit). Pengamatan pasut dengan alat ini banyak dilakukan, namun yang lebih banyak dipakai adalah dengan cara rambu pasut.

Pressure tide gauge (self registering)Prinsip kerja pressure tide gauge hampir sama dengan floating tide gauge, namun perubahan naik-turunnya air laut direkam melalui perubahan tekanan pada dasar laut yang dihubungkan dengan alat pencatat (recording unit). Alat ini dipasang sedemikian rupa sehingga selalu berada di bawah permukaan air laut tersurut, namun alat ini jarang sekali dipakai untuk pengamatan pasang surut.

c. Satelit. Prinsip Dasar Satelit Altimetri adalah satelit altimetri dilengkapi dengan pemancar pulsa radar (transmiter), penerima pulsa radar yang sensitif (receiver), serta jam berakurasi tinggi. Pada sistem ini, altimeter radar yang dibawa oleh satelit memancarkan pulsa-pulsa gelombang elektromagnetik (radar) kepermukaan laut. Pulsa-pulsa tersebut dipantulkan balik oleh permukaan laut dan diterima kembali oleh satelit. Prinsip penentuan perubahan kedudukan muka laut dengan teknik altimetri yaitu pada dasarnya satelit altimetri bertugas mengukur jarak vertikal dari satelit ke permukaan laut. Karena tinggi satelit di atas permukaan ellipsoid referensi diketahui maka tinggi muka laut (Sea Surface Height atau SSH) saat pengukuran dapat ditentukan sebagai selisih antara tinggi satelit dengan jarak vertikal. Variasi muka laut periode pendek harus dihilangkan sehingga fenomena kenaikan muka laut dapat terlihat melalui analisis deret waktu (time series analysis). Analisis deret waktu dilakukan karena kita akan melihat variasi temporal periode panjang dan fenomena sekularnya (http://gdl.geoph.itb.ac.id)

Keadaan pasang surut di perairan Nusantara ditentukan oleh penjalaran pasang surut dari Samudra Pasifik dan Hindia serta morfologi pantai dan batimeri perairan yang kompleks dimana terdapat banyak selat, palung dan laut yang dangkal dan laut dalam. Keadaan perairan tersebut membentuk pola pasang surut yang beragam. Di Selat Malaka pasang surut setengah harian (semidiurnal) mendominasi tipe pasut di daerah tersebut. Berdasarkan pengamatan pasang surut di Kabil, Pulau Batam diperoleh bilangan Formzhal sebesar 0,69 sehingga pasang surut di Pulau Batam dan Selat Malaka pada umumnya adalah pasut bertipe campuran dengan tipe ganda yang menonjol. Pasang surut harian (diurnal) terdapat di Selat Karimata dan Laut Jawa. Berdasarkan pengamatan pasut di Tanjung Priok diperoleh bilangan Formzhal sebesar 3,80. Jadi tipe pasut di Teluk Jakarta dan laut Jawa pada umumnya adalah pasut bertipe tunggal. Tunggang pasang surut di perairan Indonesia bervariasi antara 1 sampai dengan 6 meter. Di Laut Jawa umumnya tunggang pasang surut antara 1 – 1,5 m kecuali di Selat madura yang mencapai 3 meter. Tunggang pasang surut 6 meter di jumpai di Papua (Diposaptono, 2007).