buku panduan praktikum oseanografi fisika€¦ · wrplot view perlu diingat bahwa format ms.excel...

76
BUKU PAND UAN PRAK TIKUM OSE ANOGR AFI FISIK A Disusun Oleh: Tim Pengampu Mata Kuliah Oseanografi Fisika Program Studi Ilmu Kelautan Jurusan Perikanan dan Kelautan Fakultas Pertanian Universitas Lampung 2020

Upload: others

Post on 30-Apr-2020

82 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

BUKU PANDUAN PRAKTIKUM

OSEANOGRAFI FISIKA

Disusun Oleh:

Tim Pengampu Mata Kuliah

Oseanografi Fisika

Program Studi Ilmu Kelautan

Jurusan Perikanan dan Kelautan

Fakultas Pertanian

Universitas Lampung

2020

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

KATA PENGANTAR

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

DAFTAR ISI

1. PASANG SURUT ........................................................................................................................ 3

2. GELOMBANG.............................................................................. Error! Bookmark not defined.

3. ARUS ............................................................................................................................................. 26

4. MENGHITUNG ARUS GEOSTROFIK ..................................................................................... 37

5. GELOMBANG LAUT DALAM .................................................................................................. 25

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

TATA TERTIB PRAKTIKUM OSEANOGRAFI FISIKA

1. Datang minimal 10 menit sebelum praktikum dimulai 2. Membawa buku panduan yang sudah dijilid terusan biru dan mengerjakan

tiket masuk yaitu soal-soal pada buku panduan sesuai materi praktikum hari itu.

3. Soal tiket masuk dikerjakan di buku panduan dengan menggunakan bolpoin biru

4. Literatur hanya boleh dari buku dan jurnal (1 soal 2 literatur)

5. Membawa laptop, minimal 2 orang 1 laptop

6. Tidak boleh meng-install software saat praktikum berlangsung (software

harus sudah ter-install sebelum praktikum)

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

1. PERANGKAT LUNAK DALAM OSEANOGRAFI

Tujuan Instruksional Khusus:

Setelah mengikuti praktikum ini, mahasiswa mengetahui format data, mampu

memasukkan data, serta mampu mengoperasikan perangkat lunak Ocean Data

View (ODV) untuk pengolahan data oseanografi.

Sub Pokok Bahasan

- Format Data pada perangkat lunak ODV

- Pengenalan perangkat lunak ODV

- Memasukkan Data pada Perangkat Lunak ODV

Tujuan Praktikum:

- Mahasiswa dapat menyusun data sesuai dengan format data yang

dibutuhkan perangkat lunak Ocean Data View (ODV)

- Mahasiswa dapat memasukkan data pada perangkat lunak ODV

- Mahasiswa dapat mengoperasikan perangkat lunak Ocean Data View (ODV)

Pendahuluan

Perkembangan teknologi khususnya teknologi komputasi

memungkinkan kita untuk menganalisis, menyajikan memvisualisasi data

yang jumlahnya besar ke dalam suatu gambar, grafik, atau tampilan lain

sehingga data tersebut informatif dan menarik. Perangkat lunak Ocean Data

View merupakan salah satu perangkat lunak yang dapat mendukung tujuan

tersebut. Pemilihan perangkat lunak Ocean Data View karena software ini

dapat diperoleh secara gratis dari internet (http://odv.awi.de/).

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Ocean Data View (ODV) adalah perangkat lunak yang dikembangkan

oleh Prof. R. Schlitzer dari Alfred Wegener Institute for Polar and Marine

Research, Bremerhaven, Germany. Perangkat lunak ini dapat digunakan

secara langsung dengan format data yang direkam dari CTD selain itu juga

dapat memasukkan data hasil pengukuran dengan alat lain sesuai format yang

diberikan oleh ODV. Untuk melihat format data yang diberikan ODV dapat

dilihat pada folder sample setelah perangkat lunak tersebut diinstal.

ALAT DAN BAHAN

Alat dan bahan yang dibutuhkan dalam praktek ini adalah

1. Komputer

2. Perangkat Lunak ODV,

3. Data.

FORMAT DATA ODV

1. Lakukan penyusunan data pada program Microsoft Excel yang terutama berisi

Lintang, Bujur, Stasiun, Tanggal, Kedalaman Perairan, Kedalaman Pengukuran,

Suhu, Salinitas, dan data-data yang lain yang akan digambarkan pola

sebarannya.

2. Format data yang telah disusun selanjutnya disimpan dengan nama

Sample-odv.txt (Tab Delimited).

3. Gambaran terkait dengan format data disajikan pada Gambar 1.

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Gambar 1. Format Data pada Perangkat Lunak ODV

TUGAS TAMBAHAN:

Susun format data sesuai dengan contoh diatas, buat file lainnya dengan

menghilangkan kolom Bot.Depth dan simpan dengan Sample-odv2.txt (pada

praktikum selanjutnya akan kita lihat apa perbedaan yang akan dihasilkan dengan

menghilangkan kolom tersebut.

MEMBUKA ODV

4. Buka program ODV dengan mengklik 2x pada icon atau pilih START,

ALL PROGRAM, Ocean Data View 4 lalu pilih Ocean Data View 4. Tahapan ini

disajikan pada Gambar 2.

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Gambar 2. Tahapan Membuka Ocean Data View

5. Maka akan didapatkan tampilan awal ODV seperti Gambar 3 dibawah ini

Gambar 3. Tampilan Awal Ocean Data View

6. Untuk memasukkan data yang telah disusun, maka terlebih dahulu dibuat file

baru pada ODV. Tahapannya adalah pilih File, New… seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 4.

1

2

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Gambar 4. Tahapan Membuat File Baru pada Ocean Data View

7. Maka akan muncul jendela tampilan seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 5. Tampilan ini adalah untuk membuat nama file baru pada ODV.

Untuk memudahkan maka sebaiknya file ini disimpan pada folder yang sama

dengan tempat penyimpanan data yang telah disusun sebelumnya (contoh jika

data yang telah disusun sebelumnya disimpan di D:\ maka untuk

memudahkan pemanggilan data maka sebaiknya file ini juga disimpan pada

folder D:\). Simpan nama file ini dengan nama Contoh.odv (Lihat Gambar 5).

Gambar 5. Tahapan Membuat nama File Baru pada Ocean Data View

8. Selanjutnya akan muncul tampilan seperti Gambar 6. Lalu pilih Use .txt,

.odv, .var or other file as template. Kemudian pilih OK. 9. Selanjutnya pilih file data yang telah disusun sebelumnya (nama file

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Sample-odv.txt). Kemudian pilih Open.

Gambar 6. Menyusun Parameter Data Sesuai Format Data yang Telah Disusun

10. Maka ODV akan secara otomatis membaca metadata dan parameter

(variable) sesuai dengan format data. Selanjutnya klik Temperature pada

bagian sebelah kiri maka tulisan Temperature pada tampilan sebelah kanan

akan secara otomatis akan ditandai (lihat Gambar 7). Coba klik tulisan

Salinitas pada tampilan sebelah kiri, apa yang terjadi…?

11. Kemudian pilih OK.

Gambar 7. Parameter yang Terbaca ODV Berdasarkan Data Contoh

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

12. Selanjutnya pada tampilan seperti pada Gambar 8. Untuk Data Field pilih

GeneralField, pada Data Type pilih GeneralType dan pada Primary Variable

pilih Depth. Kemudian pilih OK.

Gambar 8. Karakteristik dan Parameter Primer dari Data

13. Setelah tahapan diatas dilakukan maka proses pembuatan file baru telah

selesai dilakukan. Akan muncul tampilan seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 9.

Gambar 9. Tampilan Setelah Proses Pembuatan File Selesai

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

14. Walaupun file telah selesai dibuat, namun data belum masuk kedalam file

tersebut. Untuk memasukkan data, pilih Import, lalu klik ODV

Spreadsheet…..(lihat Gambar 10).

Gambar 10. Tahapan Import Data

15. Selanjutnya pilih file data yang telah disusun sebelumnya (Sample-

odv.txt), lalu pilih Open.

16. Akan muncul tampilan Import Options. Klik Temperature pada bagian

Source File Variables (sebelah kiri) maka Temperature pada Target collection

variables (sebelah kanan) akan ditandai. Hal ini berarti data temperature

pada data sumber dan data target telah terasosiasi/terkoneksi. Jika tidak

berarti data tersebut tidak akan masuk pada file ODV, maka perlu dilakukan

Associate antar parameter. Kondisi ini dapat terjadi jika nama parameter pada

file data dengan nama parameter pada file ODV berbeda.

17. Setelah semua parameter terasosiasi maka pilih OK.

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Gambar 11. Proses Pemilihan File dan Assosiasi Data dengan File ODV

18. Maka akan muncul tampilan seperti Gambar 12. Tampilan ini menjelaskan

bahwa ada 9 stasiun yang datanya telah diimpor ke dalam file ODV. Coba cek

jumlah stasiun pada data, apakah jumlah stasiun ada 9 buah. Selanjutnya pilih

OK.

Gambar 12. Proses Import Data Selesai

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

19. Maka semua data telah masuk ke dalam file ODV dan akan muncul tampilan

seperti Gambar 13.

Gambar 13. Tampilan Setelah Proses Import Data Selesai

20. Untuk memperjelas peta lokasi data maka klik kanan pada gambar peta,

kemudian pilih Full domain, maka peta lokasi akan di pusatkan pada lokasi

yang tertulis pada data.

Gambar 14. Tampilan untuk Memperjelas Peta Lokasi

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

21. Untuk menambahkan Nama stasiun pada peta, klik kanan pada peta,

kemudian pilih Properties. Maka akan muncul tampilan Map Properties.

22. Selanjutnya pilih Annotations pada Map Properties dan klik Station

Label, untuk mengganti besar huruf klik Font Size menjadi ukuran yang

diinginkan.

23. Lalu pilih OK

Gambar 15. Tampilan Untuk Menampilkan Label Station

24. Klik 2x pada titik stasiun sehingga tulisan stasiun akan muncul seperti

Gambar 16.

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Gambar 16. Tampilan Setelah Station Label Diaktifkan

TUGAS PRAKTIKUM

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

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?

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

4. Apakah faktor-faktor yang mempengaruhi adanya gelombang laut?

Jawab:

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

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

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Kemudian klik “OK” sehingga muncul tampilan seperti Gambar 3.

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

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

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

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

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

Gambar 13. Frequency distribution

Gambar 14. Wind Rose

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Gambar 15. Graph

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

3. GELOMBANG LAUT DALAM

Tujuan Instruksional Khusus:

Setelah mengikuti praktikum ini, mahasiswa mampu meramalkan tinggi gelombang

laut dalam berdasarkan data angin.

TUJUAN PRAKTIKUM

1. Memperoleh data angin dari berbagi sumber.

2. Menganalisis data angin.

3. Mengitung tinggi dan periode gelombang laut dalam berdasarkan data angin

4. Menganalisis hasil perhitungan tinggi dan periode gelombang laut dalam.

Pendahuluan

Gelombang yang paling umum dikaji dalam bidang teknik pantai adalah gelombang

yang dibangkitkan oleh angin dan pasang surut (Triatmodjo 1999). Gelombang tersebut

membawa/memiliki energi untuk membentuk pantai, arus dan transpor sedimen dalam arah

tegak lurus dan sepanjang pantai, serta menyebabkan gaya-gaya yang bekerja pada

bangunan pantai. Gelombang merupakan salah satu faktor utama dalam penentuan

morfologi dan komposisi pantai serta penentuan proses perencanaan dan desain

pembangunan pelabuhan, terusan (waterway), struktur pantai, alur pelayaran, proteksi

pantai dan kegiatan pantai lainnya (CERC 1984)..

Tiga faktor yang menentukan karakteristik gelombang yang dibangkitkan oleh

angin (Davis 1991) yaitu : (1) lama angin bertiup atau durasi angin, (2) kecepatan angin

dan (3) fetch (jarak yang ditempuh oleh angin dari arah pembangkitan gelombang atau

daerah pembangkitan gelombang). Semakin lama angin bertiup, semakin besar jumlah

energi yang dapat dihasilkan dalam pembangkitan gelombang. Demikian halnya dengan

fetch, gelombang yang bergerak keluar dari daerah pembangkitan gelombang hanya

memperoleh sedikit tambahan energi. Akan tetapi ada faktor-faktor lain yang kadang-

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

kadang sangat berpengaruh misalnya lebar fetch, kedalaman air, kekasaran dasar, stabilitas

atmosfir dan sebagainya (Yuwono 1984).

PROSEDUR PRAKTIKUM:

1. Memperoleh Data Angin

Prosedur ini dapat anda lihat kembali pada penuntun praktikum meteorologi,

Program Studi Ilmu

2. Ekstraksi Data Angin

Prosedur ini dapat anda lihat kembali pada penuntun praktikum meteorologi,

Program Studi Ilmu Kelautan

3. Koreksi Data Angin

Dalam perhitungan tinggi dan periode gelombang, data angin yang diperoleh perlu

dikoreksi. Adapun koreksi yang dilakukan adalah (USACE 2003a):

Koreksi ketinggian

Koreksi kecepatan angin rata-rata untuk durasi 1 jam

Koreksi pengukuran kecepatan angin di darat ke laut

Koreksi stabilitas

a. Koreksi ketinggian

Jika kecepatan angin diukur pada ketinggian bukan pada 8 - 12 m, maka perlu

dikoreksi ke ketinggian 10 m dengan menggunakan menggunakan persamaan

(USACE, 2003):

10

1/ 7

U10 U z

z

dimana :

U10 = kecepatan angin pada ketinggian 10 meter

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Uz = kecepatan angin pada ketinggian z

b. Koreksi durasi

Koreksi ini dilakukan untuk memperoleh kecepatan angin dengan durasi satu jam.

Koreksi ini dilakukan dengan menggunakan persamaan (USACE, 2002):

dimana:

t = waktu (detik)

Ut = kecepatan angin dengan durasi waktu t

Ut=3600 = kecepatan angin dengan durasi 1 jam

c. Koreksi pengukuran angin dari darat ke laut

Koreksi ini dilakukan untuk data angin yang diukur di darat. Koreksi pengukuran

angin dari darat ke laut dilakukan dengan menggunakan Gambar untuk fetch cukup

panjang (lebih besar dari 10 mile). Sedangkan untuk fetch yang lebih kecil dari 10

mile, maka kecepatan angin yang diamati dikoreksi dengan menggunakan

persamaan UW = 1.2 UL

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

d. Koreksi stabilitas

Untuk fetch yang lebih besar dari 10 mile, maka diperlukan koreksi stabilitas. Karena

dalam penelitian ini perbedaan temperatur air laut dan udara tidak diketahui, maka

diasumsikan sebagai kondisi tidak stabil dan menggunakan nilai RT = 1.1

Uc = kecepatan angin terkoreksi (m/detik)

4. MENGHITUNG FETCH EFEKTIF

Panjang fetch merupakan salah satu factor yang menentukan karakteristik

gelombang yang dibangkitkan oleh angin (Davis 1991). Fetch merupakan jarak yang

ditempuh oleh angin dari arah pembangkitan gelombang atau daerah pembangkitan

gelombang. Apabila panjang fetch yang diperoleh lebih dari 200 km, maka panjang

fetch maksimum yang digunakan adalah 200 km. Gelombang yang bergerak keluar

dari daerah pembangkitan gelombang hanya memperoleh sedikit tambahan energi.

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Adapun langkah-langkah dalam

- Tentukan titik lokasi

- Membuat garis-garis lurus yang ditarik dari titik lokasi sampai daratan

terdekat tiap sudut 5° dalam delapan arah mata angin utama.

- Tentukan arah angin.

- Menghitung panjang jari-jari di titik peramalan sampai titik dimana jari-jari

tersebut memotong daratan (Xi)

- Panjang fecth dihitung melalui persamaan :

dimana:

Sp = Skala peta

Selanjutnya lengkapi table berikut ini.

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

o 2

Panjang Fetch efektif dihitung dengan persamaan berikut:

Dimana:

Perhitungan Tinggi dan Periode Gelombang

Prediksi tinggi (Ho) dan periode gelombang (Tp) di laut lepas berdasarkan data

kecepatan angin dan fetch dilakukan dengan menggunakan persamaan (USACE,

2003a):

1

u 2 gF 2

H 4.13x102 * g u*

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

p 2

u *

u D c *

1

u gF 3

T 0.651 *

dimana:

g u*

Ho = Tinggi gelombang di laut lepas (m)

Tp = Periode gelombang (detik)

g = Percepatan gravitasi (m/det)

F = panjangnya fetch (m),

Uc = kecepatan angin terkoreksi (m/detik)

2 = velositas friksi, yang diberikan oleh

2 C U 2

CD 0.001(1.1 0.035U c )

TUGAS PRAKTIKUM

1. Pilihlah satu lokasi (daerah pantai) kemudian lakukan ekstraksi data angin

satu tahun pada lokasi tersebut

2. Gambarkan windrose pada masing-masing bulan dari data angin tersebut

3. Untuk melengkapi table berikut gunakan data angin maksimum pada masing-

masing bulan di lokasi tersebut

Month

Panjang Fetch

Arah Angin

Uz

(m/s)

U10

(m/s)

t

(s)

Ut/Ut=3600

Ut=3600

(m/s)

RL

Uw

(m/s)

RT

Uc

Jan

Feb

Mar

Apr

May

Jun

Jul

Aug

Sep

Oct

Nov

Dec

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Month

CD

2

(m/s) Ho

(m) Tp

(s)

Jan

Feb

Mar

Apr

May

Jun

Jul

Aug

Sep

Oct

Nov

Dec

U *

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

4. Gambarkan grafik tinggi dan periode gelombang seperti pada gambar berikut.

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

5. Berikan pembahasan anda berdasarkan hasil tinggi dan periode

gelombang yang diperoleh serta keterkaitannya dengan data angin yang

digunakan.

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

4. 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

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

Pengolahan Data Pasang Surut

a. MATLAB dan TMD

Inputan prediksi menggunakan matlab

Masuk ke aplikasi MATLAB

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Kemudian pilih TMD_toolbox

Pilih “Set Path” pada “File” di pojok kiri

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Add folder

Pilih TMD kemudian save dan close

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Ketik “TMD”pada Command Window

Pilih indo tar yang ada di dalam folder, kemudian “model_ind”, ketika

muncul pemberitahuan pilih “Yes”

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Kemudian muncul gambar seperti ini

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

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

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

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

Setelah input, running dengan “na099b-bo”

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Hasil running akan muncul dalam bentuk “notepad”

Buka excel, buka file hasil inputan

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

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

Kemudian Plot “waktu dan nilai pasut” dalam grafik

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

5. 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

Jawab:

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Pengolahan Data Arus (Surfer)

Download data arus di:- www.oscar.noaa.gov

- www.aoml.noaa.gov

- Erddap

Prosedur Pengambilan Data (OSCAR) a. Buka website ini untuk mendapatkan data OSCAR

http://podaac.jpl.nasa.gov/dataset/OSCAR_L4_OC_third-deg

Gambar 1. Buka Website OSCAR

b. Pilih sub menu “data Acces” dan pilih FTP Site

Gambar 2. Masuk Data Acces

c. Selanjutnya untuk mendownload data arusnya kita pilih “world_Oscar_vel_5d2014.nc.gz”

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Gambar 3. Download World_Oscar_Vel_5d2014.nc.gz

d. Buka file yang kita download lalu extract

Gambar 4. Extract File Tersebut

Pastikan mempunyai data base map

Pengolahan surfer, dengan langkah sebagai berikut:

1). Diolah data hasil download di Ms. Excel untuk menentukan kecepatan

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

2). Dibuka software Surfer

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

3). Klik Tools Grid > Data

4). Pilih data yang akan diolah

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

5). Dibuat grid data untuk U, V dan Kecepatan dengan U, V dan Kecepatan sebagai

data untuk koordinat Z.

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

6). Dibuat peta kontur dengan menggunakan grid Kecepatan

Map > New > Contour Map

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

7). Dibuat Grid Vector dengan menggunakan Grid U dan V Map > Add > 2-Grid Vector Layer

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

8). Dimasukkan Base Map wilayah penelitian, (contoh ini menggunakan selat

Madura)

Map > Add > Base Layer

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Selamat mengerjakan

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

6. MENGHITUNG ARUS GEOSTROFIK

Tujuan Instruksional Khusus:

Setelah mengikuti praktikum ini, mahasiswa mampu mengoperasikan

perangkat lunak Ocean Data View (ODV) untuk menghitung dan menganalisis

besarnya arus geostrofik.

Sub Pokok Bahasan

- Menghitung arus geostrofik pada Perangkat Lunak ODV

- Menganalisis arus geostrofik

Tujuan Praktikum:

- Mahasiswa dapat menghitung arus geostrofik dengan menggunakan

perangkat lunak Ocean Data View (ODV)

- Mahasiswa dapat menganalisis arus geostrofik pada suatu perairan.

ALAT DAN BAHAN

Alat dan bahan yang dibutuhkan dalam praktek ini adalah

1. Komputer

2. Perangkat Lunak ODV,

3. Data yang telah diolah pada modul sebelumnya .

PENDAHULUAN

Arus geostrofik merupakan arus yang terjadi akibat adanya

keseimbangan geostrofik di lapisan interior. Kondisi seimbang ini terjadi

antara gaya gradien tekanan horizontal yang bekerja pada massa air dikolom

perairan dengan gaya Coriolis (Brown et al., 1989). Pond dan Pickard (1983)

menambahkan bahwa arus geostrofik termasuk kedalam golongan arus tanpa

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

gesekan (current without friction) karena gaya akibat pergerakan angin diatas

permukaan air laut tidak berpengaruh di lapisan interior. Salah satu bentuk

hubungan yang dijelaskan oleh Pond dan Pickard (1983) dalam arus

geostrofik digambarkan sebagai arus gradien. Arus gradien atau slope current

merupakan arus laut yang disebabkan adanya kemiringan bidang isobar

dengan bidang datar (level surface).

Data suhu, salinitas, dan kedalaman yang diperoleh dari hasil

pengukuran CTD dapat diolah untuk menghasilkan arus geostropik yang

memiliki arah dan kecepatan. Data hasil perhitungan kecepatan arus

geostropik dengan menggunakan metode geostropik nantinya disajikan dalam

bentuk sebaran menegak kecepatan arus geostropik terhadap kedalaman.

Data kecepatan arus geostropik ini diperoleh dari pengolahan menggunakan

ODV, yaitu dengan menambahkan parameter geostropic Flow yang kemudian

di eksport ke Microsoft excel. Data yang diperoleh berupa kecepatan arus dan

luas bidang.

Tahapan menghitung kecepatan geostrofik dengan menggunakan ocean data

view adalah sebagai berikut:

1. Pastikan semua data.txt telah diimpor ke dalam perangkat lunak ODV.

Jika belum baca dan lakukan kembali seperti tahapan pada Modul

sebelumnya. Jika semua stasiun pengukuran telah diimpor maka akan

muncul tampilan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar-1. Tampilan setelah semua data selesai diimpor pada ODV

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

2. Untuk menghitung kecepatan geostrofik pastikan terlebih dahulu

bahwa section atau transek yang ingin dihitung kecepatan

geostrofiknya telah digambarkan. Kenapa harus membuat transek

terlebih dahulu?

Gambar-2. Tampilan Section

3. Untuk menghitung besarnya kecepatan geostrofik maka pada menu

pilih Tools, kemudian pilih Geostrophic Flows….. Tahapan ini

ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar-3. Tahapan Pemilihan Geostrophic Flows

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

4. Maka akan muncul tampilan seperti pada Gambar 4. Pada tampilan

tersebut, kita diminta untuk menyimpan file perhitungan arus geostrofik

pada folder yang diinginkan, lalu pilih Save.

Gambar-4. Tampilan Pilihan Menyimpan Hasil Perhitungan Geostrofik

5. Setelah tahapan tersebut dilakukan maka akan muncul tampilan

Reference Level dalam menghitung kecepatan arus geostrofik. Papar

acuan (reference level) merupakan level of no motion, yaitu suatu

kedalaman dimana pada kedalaman tersebut tidak terdapat gerakan

massa air relatif antara dua stasiun. Pada value untuk Depth nilai

reference levelnya masukkan angka 0.

Gambar-5. Tampilan Memasukkan Nilai Reference Level

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

6. Tugas berikutnya silahkan dicoba dengan memasukkan nilai bottom

depth paling kecil untuk transek yang dibuat sebagai nilai pada

Reference Level. Berikan perbandingan untuk hasil yang anda peroleh

sebagai bahan pembahasan

7. Lalu pilih OK, maka akan muncul seperti Pada Gambar 6. Tampilan

tersebut jika ingin menampilkan informasi terkait perhitungan arus

geostrofik. Pada tahapan tersebut pilih No.

Gambar-6. Tampilan yang Menunjukkan Proses Perhitungan Geostrofik Telah Selesai.

8. Maka akan muncul tampilan seperti Gambar 7. Untuk menggambarkan

hasil perhitungan geostrofik pilih Yes. Maka akan muncul satu

tampilan ODV baru.

Gambar-7. Pilihan untuk Menampilkan Gambar Hasil Perhitungan Geostrofik

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

9. Pada bagian kanan tampilan tersebut akan muncul data baru yang

diperoleh berupa kecepatan arus dan luas bidang seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 8.

Gambar-8. Hasil Perhitungan Geostrofik.

10. Selanjutnya buat sebaran menegak untuk menampilkan hasil

perhitungan geostrofik tersebut seperti yang ditunjukkan pada Gambar

9. Untuk membuat sebaran menegak, lihat kembali modul sebelumnya

terkait pembuatan sebaran menegak.

Gambar-9. Tampilan Sebaran Menegak Geostrofik Velocities

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

11. Untuk Geostr. Vel East comp (cm/s) yaitu arah arus ke timur apabila

nilai arus (+) dan arah arus ke barat apabila nilai arus (-). Sedangkan

Untuk Geostr. Vel North comp (cm/s) yaitu arah arus ke utara apabila

nilai arus (+) dan arah arus ke selatan apabila nilai arus (-).

12. Untuk melihat data hasil perhitungan secara lengkap untuk masing-

masing kedalaman antar stasiun, maka hasil perhitungan tersebut akan

di eksport ke file txt. Tahapannya adalah pilih menu Export, lalu pilih

Station Data, kemudian pilih ODV Spreadsheet File…

Gambar-10. Pemilihan Menu untuk Ekspor Data

13. Selanjutnya akan muncul tampilan seperti Gambar 11, untuk memilih

variable data yang akan di ekspor. Kemudian pilih OK.

Gambar-11. Pemilihan Variabel yang akan diekspor

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

14. Maka akan muncul tampilan karakteristik data yang akan di ekspor.

Pilih OK.

Gambar-12. Properties File yang Diekspor

15. Maka akan muncul keterangan yang menunjukkan tahapan ekspor file

telah selesai dilakukan. Perhatikan transek yang dibuat sebelumnya

berisi 4 stasion, kenapa pada keterangan ada 3 station yang di ekspor?

Gambar-13. Tahapan Ekspor File telah Selesai Dilakukan

16. Kemudian buka file txt tersebut dengan menggunakan Microsoft Excel.

File tersebut berada pada Folder GeoVel, lalu pilih Open.

Gambar-14. Membuka File Data Dengan Microsoft Excel

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

17. Maka akan muncul tampilan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15.

Dari file data tersebut akan terlihat besarnya kecepatan geostrofik

[Geostr. Vel (cm/s)], Komponen Utara dari kecepatan geostrofik

[Geostr. Vel North comp (cm/s)], Komponen Timur dari kecepatan

geostrofik [Geostr. Vel East comp (cm/s)] serta luasan bidang [Area

(m2)].

Gambar-15. Diagram T-S yang Ditunjukkan Dengan Kedalaman Berbeda

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

7. HUBUNGAN ARUS DAN ANGIN

Indonesia adalah merupakan salah satu wilayah yang sangat penting bagi distribusi massa air di

dunia. Pola arus dan angin yang terbentuk di Indonesia juga memiliki pengaruh terhadap iklim global.

Wyrtki (1961), menyatakan bahwa perairan Indonesia yang berada di antara Samudera Pasifik dan

Samudera India serta Benua Asia dan Australia memiliki posisi dan struktur yang istimewa dalam dunia

Geografi dan Oseanografi. Daerah perairan di Indonesia juga merupakan batas antara Samudera India

dan Samudera Pasifik. Laut Cina Selatan, Selat Karimata, Laut Jawa, Laut Flores, Laut Arafura dan Laut

Timor merupakan bagian dari Samudera Pasifik. Sedangkan laut Andaman, daerah pantai barat

Sumatera serta pantai selatan Jawa merupakan bagian dari Samudera India.

Sirkulasi angin dan arus di Indonesia dipengaruhi oleh angin muson (monsoon). Pada bulan

Februari, angin muson timur laut (northeast monsoon) bertiup dari utara menuju laut China Selatan,

Laut Andaman dan di daerah ekuatorial berbelok ke timur menyusuri laut jawa terus ke laut flores

hingga laut arafura. Sedangkan angin pasat tenggara bertiup lemah di antara daerah perairan antara

Indonesia dan Australia dan menyebabkan arus permukaan mengarah ke timur di sepanjang pantai

selatan Jawa. Di laut Sawu dan laut Timor, arus permukaan bergerak menuju ke arah tenggara pada

bulan Februari.

Pada bulan Agustus , angin pasat tenggara bertiup lebih kencang sehingga menyebabkan angin

muson selatan menjadi bertambah kuat. Arus permukaan bergerak kearah barat di sepanjang pantai

Timor dan pantai selatan Jawa. Sedangkan di laut Arafura, arus permukaan bergerak kearah barat laut.

1. Tujuan

Adapun tujuan penulisan paper ini adalah untuk :

1. Menguraikan profil angin dan arus di Laut Timor secara umum (deskriptif) dengan

menggunakan Stickplot.

2. Menganalisis hubungan antara angin dan arus di Laut Timor pada kedalaman yang berbeda

dengan menggunakan analisis deret waktu Fourier (Fourier Time Series Analysis).

3. 1. Lokasi dan Waktu Pengambilan Data

Lokasi Mooring yang menjadi sumber data dari paper ini berlokasi di perairan barat daya

Pulau Timor (dekat Ashmore Reef) dengan posisi koordinat : 11,417 Lintang Selatan dan 122,983 Bujur

Timur (Gambar 6). Daerah dimana mooring dipasang termasuk perairan yang sempit dan dalam yang

memisahkan Pulau Timor dengan paparan benua Australia Utara (Gambar 7).

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Gambar 6. Lokasi Pemasangan Mooring di Laut Timor.

Gambar 7. Peta Batimetri lokasi pemasangan mooring (A. Purwandani, 2000). Data arus dan angin yang diambil adalah data selama 14 bulan dari tanggal 11 Maret 1992

hingga 30 April 1993. Adapun Profil data yang digunakan dapat dilihat pada profil data di bawah ini :

Data Profiles:

20 header lines

416 data lines

(i4,3i3,f8.2,f7.1,2f8.2,i6)

Experiment name: ICM4 (JADE)

Mooring name: Timor 2

Mooring position: 11.417 degree South, 122.983 degree East,

Bin depth: 56 meters

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Seafloor depth: 1600 m

Instrument type: ADCP

CMDB access number: 4388

Date for Stickplot : 11 March 1992 to 30 April 1993 (14 months).

3. 2. Sumber Data Data arus di laut Timor untuk penentuan profil arus diunduh (downloaded) dari website :

http://www.jmrecords.net/. Data arus yang digunakan berasal dari Program Penelitian Java Australia

Dynamic Experiment (JADE) pada bulan Maret 1992 - April 1993. Data ini merupakan hasil mooring

yang di pasang di perairan barat daya Pulau Timor dengan posisi koordinat : 11,417 Lintang Selatan

dan 122,983 Bujur Timur (Gambar 6).

Untuk data angin 6 jam-an diunduh dari situs http://www.ecmwf.int/ milik European Center

for Medium Range Weather Forecast. ECMWF adalah pusat penelitian cuaca yang berlokasi di Inggris

dan merupakan suatu badan kerjasama yang melibatkan berbagai negara di Eropa. Sebagian besar

data ECMWF berasal dari hasil kombinasi data angin dari pusat penelitian cuaca di seluruh dunia yang

telah melalui proses analisis ulang. Data tersebut merupakan hasil proyek ERA-40 yang merupakan

kumpulan analisis data cuaca jangka panjang (wide range) dari tahun 1957 hingga pertengahan tahun

2002.

Data angin ECMWF merupakan data kecepatan angin 10 meter di atas permukaan laut yang

terdiri dari komponen zonal (u) dan meridional (v). Data ini adalah data Level III-B yang berarti data

telah mengalami pengolahan sebelumnya sehingga menghasilkan data dengan resolusi temporal

harian dan resolusi spasial ukuran 2,5⁰ lintang dan 2,5⁰ bujur.

3. 3. Pengolahan dan Analisis Data

3. 3.1. Pengolahan Data Stickplot

Data dikonversi menggunakan Ocean data View (ODV 3.4) untuk mengubah data berekstensi

*ncs menjadi data berekstensi *txt, kemudian diolah dengan program Grapher 7 dari Golden Sofware

untuk mendapatkan profil stickplot dari angin dan arusnya. Data arus dan angin yang diambil adalah

data dari tanggal 11 Maret 1992 hingga 30 April 1993, berlokasi di Laut Timor dekat Laut Sawu dengan

posisi koordinat : 11,417 Lintang Selatan dan 122,983 Bujur Timur. Data kemudian diproses dan

ditampilkan dalam bentuk grafik stickplot dengan format data harian (setiap jam 12.00).

Setelah diperoleh data tampilan dalam bentuk grafik Stickplot, maka dilakukan interpretasi

terhadap arah arus dan angin yang ditunjukkan pada grafik. Jika arah angin yang terdapat pada grafik

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

searah dengan arah arus, maka dapat dikatakan bahwa pergerakan arus dipengaruhi oleh angin. Jika

tidak, maka pergerakan arus dipengaruhi oleh faktor oseanografi yang lain.

3. 3. 2. Pengolahan Data Time Series.

Data yang telah didownload selanjutnya diolah dengan Program Excel. Data disusun berdasarkan

kolom No, U angin, V angin, U arus dan V arus. Jika dilihat berdasarkan Koordinat Kuadran Cartesian

maka nilai U positif (+) menunjukkan arah Barat, U negatif (-) menunjukkan arah Timur, V positif (+)

menunjukkan arah Utara dan V negatif (-) menunjukkan arah Selatan. Selanjutnya data dicopy ke

program Origin Pro 8 dari Origin Lab untuk proses filter. Jenis filter yang dipilih adalah lowpass filter

untuk memperoleh data time series berfrekuensi rendah dengan periode yang panjang serta

membuang sidelobe, spike atau data frekuensi pendek lainnya. Selain itu jenis filter ini dipilih untuk

memilah fenomena individu, trend atau adanya anomali dari data time series yang diperoleh dan

menghilangkan sidelobe dan noisy yang timbul akibat pengaruh dari fenomena Gibb’s untuk

memudahkan interpretasi data. Trend dari data time series dapat dilihat dari pola berulangnya

frekuensi dan periode yang ditunjukkan oleh grafik pada selang waktu tertentu, misalnya 1 tahun.

Sedangkan adanya anomali dapat diidentifikasi dengan membandingkan grafik time series yang

diperoleh dengan data distribusi arus dan angin yang normal. Untuk mempercepat filter data agar

diperoleh grafik time series dengan bandwith yang sempit dan resolusi frekuensi yang halus (fine)

tanpa banyak sidelobe, maka dipilih metode filter : Fast Fourier Transform (FFT). Kelebihan metode

ini adalah dapat menghitung data dan melakukan operasi perhitungan dengan sangat cepat

dibandingkan dengan metode lainnya sehingga waktu yang dibutuhkan untuk pengolahan data pun

menjadi jauh lebih singkat. Adapun prinsip dari proses filter dapat diuraikan sebagai berikut :

Data kecepatan angin dan arus diurai menjadi komponen U dan V dengan persamaan

:

𝑼 = 𝒗 𝐬𝐢𝐧 𝜽

𝑽 = 𝒗 𝐜𝐨𝐬 𝜽

Keterangan : = Kecepatan

= Arah

U=kecepatan dalam arah Zonal (barat-timur)

V=kecepatan dalam arah Meridional (utara-selatan)

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

Proses pemfilteran dilakukan pada komponen u dan v (arus dan angin) sehingga

diperoleh data baru terhadap data awal pada sembarang posisi t dari xt-n sampai xt+m

seperti yang dinyatakan oleh Bendat dan Piersol, 1971:

𝑌1 = ∑ 𝑤𝑘𝑥𝑡+𝑘𝑘+𝑚𝑘−𝑛

Mm dan n = jumlah cakupan masing-masing ke sebelah kiri dan kanan

xt, wk = fungsi pembobotan Lanczos ( Emery dan Thomson, 1998):

𝑤𝑘 =𝑓𝑐 sin (

𝜋𝑘𝑓𝑐

𝑓𝑛)

𝑓𝑁 (𝜋𝑘𝑓𝑐

𝑓𝑛)

sin (𝜋𝑘𝑚 )

𝜋𝑘𝑚

Keterangan :

fc = pemotongan frekuensi penapisan yakni 30 hari

fN = frekuensi Nyquist.

Nilai densitas energi spektrum (Sx) dihitung dengan persamaan berikut (Purba dan

Atmadipoera, 2005):

𝑆𝑥 =2ℎ

𝑁|𝑋(𝑓𝑘)|2

Keterangan =

𝑋(𝑓𝑘) = komponen Fourier;

h = selang waktu pengambilan data(1 hari)

Pengolahan data lanjutan dilakukan dengan Statistica 6.0. Sebelum masuk ke program Lanczos

Window (hamming), terlebih dahulu data yang telah ditentukan dijadikan dalam bentuk file

Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

berekstensi*txt yang dibuat di program Excel 2007, selanjutnya data dimasukkan ke program Visual

basic untuk melakukan running data program Lancos untuk file yang berekstensi *txt tadi dengan cut

off 30 hari. Setelah itu data yang meliputi Julian day serta 2 pasang komponen arus u dan v dari

kedalaman yang berbeda dimasukkan ke dalam program Statistica 6.0 untuk memperoleh grafik dan

nilai Spektral densitas energi serta korelasi silangnya. Untuk Spektral densitas dipilih analisis single

fourier transform. Sedangkan untuk korelasi silang dipilih two fourier transform dengan kedalaman

yang lebih atas sebagai faktor independen dan kedalaman dibawahnya sebagai faktor dependen. Filter

yang digunakan adalah Hamming. Selang kepercayaan yang digunakan adalah 95 %. Kemudian

dihitung/dicatat nilai fluktuasi yang signifikan dari masing-masing faktor yang di analisis. Selanjutnya

adalah proses interpretasi data hasil pengolahan time series dengan membandingkan grafik yang

diperoleh dengan angka yang terdapat pada Spreadsheet Summary.

3. 3.3. Spektrum Densitas Energi Analisis data spektrum densitas energi dilakukan dengan perangkat lunak Statistica 6.0. Setelah

data dimasukkan ke Spreadsheet, dipilih Statistics, advanced linear/non-linear models, time

series/forecasting, spectral (fourier) analysis, dipilih komponen, mis: U arus 56 m, dilanjutkan dengan

memilih single series fourier analysis, period dan spectral density.

3. 3.4. Korelasi Silang

Analisis Korelasi silang mencakup: prospektral densitas, koherensi kuadrat dan beda fase.

Pengolahan data korelasi silang dilakukan dengan perangkat lunak Statistica 6.0. Adapun langkah-

langkah analisis data menggunakan korelasi silang dapat diuraikan sebagai berikut : dipilih Statistics,

advanced linear/non-linear models, time series/forecasting, spectral (fourier) analysis, dipilih

komponen dependen (yang dipengaruhi) dan independen (bebas/yang mempengaruhi), mis: U arus

56 m (independen) dan u arus 101 m (dependen), dilanjutkan dengan memilih two series fourier

analysis, period dan plot result (selected values)serta summary.