pengukuran sistem co dan estimasi potensi serapan blue ... · akan berubah wujud menjadi asam...

53
Bidang Penelitian : Kemaritiman LAPORAN AKHIR RISET PENGEMBANGAN & PENERAPAN (RPP) Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue Carbon di Perairan Karimunjawa Tahun ke dari rencana 3 tahun TIM PENGUSUL 1. Nurul Latifah, S.Kel., M.Si NIDN. 2. Ir. Hadi Endrawati, DESU NIDN. 0007076010 3. Sigit Febrianto, S.Kel., M.Si NIP. FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN UNIVERSITAS DIPONEGORO Tahun Dibiayai Dengan Sumber Dana: Selain APBN DPA LPPM Universitas Diponegoro Tahun Anggaran 20

Upload: others

Post on 30-Jul-2021

11 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Bidang Penelitian : Kemaritiman

LAPORAN AKHIR

RISET PENGEMBANGAN & PENERAPAN (RPP)

Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan

Blue Carbon di Perairan Karimunjawa

Tahun ke dari rencana 3 tahun

TIM PENGUSUL

1. Nurul Latifah, S.Kel., M.Si NIDN.

2. Ir. Hadi Endrawati, DESU NIDN. 0007076010

3. Sigit Febrianto, S.Kel., M.Si NIP.

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

UNIVERSITAS DIPONEGORO

Tahun

Dibiayai Dengan Sumber Dana:

Selain APBN DPA LPPM Universitas Diponegoro

Tahun Anggaran 20

Page 2: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

iii

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN AKHIR

Judul Penelitian : Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan

Blue Carbon di Perairan Karimunjawa

Bidang Penelitian : Kemaritiman

Ketua Peneliti

a. Nama Lengkap : Nurul Latifah, S.Kel., M.Si

b. Jenis Kelamin : Perempuan

c. NIP / NIDN : /

d. Fakultas/Departemen/Lab : Perikanan dan Ilmu Kelautan/Sumberdaya Akuatik/

Pengelolaan Sumberdaya Ikan dan Lingkungan

e. Pusat Penelitian : Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan

f. Telpon/Faks (Kantor) :

g. Telpon/Faks (Rumsh) : -

h. Shinta ID/H-Index :

i. Hp/E-mail : / [email protected]

Waktu Penelitian : Tahun ke dari rencana 3 tahun

Pembiayaan

c. Tahun Ketiga : Rp. . ,-

Semarang, Maret

Mengetahui,

Dekan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan,

Prof. Ir. Tri Winarni Agustini, M.Sc., Ph.D.

NIP.

Ketua Peneliti,

Nurul Latifah, S.Kel., M.Si

NIP.

Page 3: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

iv

PRAKATA

Segala Puji bagi Tuhan Yang Maha Esa atas Rahmat dan Hidayah-Nya sehingga proposal

penelitian yang berjudul “Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue Carbon

di Perairan Karimunjawa” tahun ke dapat terselesaikan. Tidak lupa tim pengusul mengucapkan

terima kasih kepada:

Prof. Ir. Tri Winarni Agustini, M.Sc., Ph.D. selaku Dekan FPIK UNDIP beserta jajaran

Dr. Ir. Haeruddin, M.Si selaku Ketua Departemen Sumberdaya Akuatik

Ir. Siti Rudiyanti, MS selaku Ketua Program Studi Manajemen Sumberdaya Perairan

Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu dalam

penyusunan proposal penelitian ini.

Tim pengusul menyadari bahwa dalam penyusunan proposal penelitian ini masih jauh dari

sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran sangat kami harapkan demi kesempurnaan proposal

penelitian.

Semarang, Agustus

Tim Pengusul

Page 4: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

RINGKASAN

Lautan memiliki peranan penting untuk menjadi penyerap CO atropogenik terbesar, selain

lautan ekosistem pesisir juga telah teridentifikasi sebagai sumber karbon utama. Di permukaan laut

CO akan berubah bentuk menjadi free aqueous CO , HCO - dan karbonat CO

-. Konsentrasi free

aqueous CO dalam air laut sebanding dengan tekanan parsial CO air laut (pCO2sea). Perbedaan

tekanan parsial CO air laut dan atmosfer menentukan arah aliran gas CO antara laut dan atmosfer.

Arah fluks CO dikendalikan terutama oleh perubahan pCO laut. Tekanan parsial CO dalam air

laut ditentukan oleh suhu permukaan laut dan proses biologis di laut seperti fotosintesis, sehingga

kedua parameter dapat menentukan antara penyerapan (sink/uptake) dan pelepasan (source/release)

CO oleh permukaan laut. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui distribusi secara spasial

dan temporal produktivitas primer perairan dan fluks CO laut-atmosfer di Perairan Karimunjawa

menggunakan pendekatan penginderaan jauh dan SIG.

Data yang digunakan pada penelitian ini meliputi data lapangan dan data satelit. Pengambilan

data lapangan dilakukan bulan Juli 2020 di perairan Karimunjawa yang terdiri dari 0 stasiun.

Parameter yang diambil saat studi lapangan adalah suhu permukaan laut, intensitas cahaya,

konsentrasi klorofil-a, konsentrasi CO air laut, CO atmosfer, DIC, alkalinitas, pH, nitrat, fosfat

dan silikat. Tekanan parsial karbon dioksida laut pCO sea dari data lapangan dihitung menggunakan

rumus: fCO = [CO ] / Ko, pCO (µatm) = fCO (µatm) * [1,00436 – -

*SST(oC)].

Sedangkan parameter yang menggunakan data satelit yaitu SST (MODIS-AQUA), klorofil-a

(MODIS-AQUA), salinitas (World Ocean Atlas), CO molefraction (AQUA-AIRS), kecepatan

angin (AMSRE), sea level pressure (MERRA). Perhitungan estimasi fluks CO dihitung

menggunakan rumus: Fluks CO = K. α ∆pCO sea+atm, apabila fluks CO bernilai positif maka suatu

perairan berperan sebagai pelepas (source) CO sebaliknya jika bernilai negatif maka perairan

berperan sebagai penyerap (sink) CO . Nilai K menggunakan formula WM99 untuk

memparameterisasikan kecepatan transfer gas K = f x U x (Sc/660)

- . . Sc adalah bilangan

Schmidt yang tidak berdimensi yang dihitung dari Sc = 2073,1 – 125,62 SST + 3,628 SST –

0,0432 SST . Nilai koefisien daya larut: α = 93,4517/tk100 – 60,2409 + 23,3585 x ln(tk100) + S x

(0,023517 – 0,023656 x tk100 + 0,0047036 x th100 ). Tekanan parsial CO atmosfer: pCO2atm =

xCO2atm (pb - pH O), pCO laut dihitung menggunakan pendekatan sea surface temperature dan

klorofil-a pCO2sea = 6,31SST + 61,9 Chla

– 365,85SST – 94,41 Chla + 5715,94 (n = 6871, R

. Perhitungan estimasi produktivitas primer menggunakan Vertically Generalized Production

Model (VGPM): PPeu = 0,66125*PB

opt(E0/(E0+4,1)) *CSAT*Zeu*DIRR.

Tingkat kesiapanterapan Teknologi (TKT) yang dihasilkan dari penelitian ini berada pada

level 4 untuk membuat algoritma dari data lapangan dan data satelit sehingga didapatkan peta

distribusi sebaran spasial dan temporal fluks CO dan produktivitas primer perairan Karimunjawa.

Luaran pada penelitian Tahun ke-3 adalah laporan kemajuan dan akhir (skor 0), HKI non-paten

(skor ), jurnal nasional terakreditasi (skor 1,5), teknologi tepat guna (skor 1) total luaran 4.

Kata Kunci: Sea-Air Fluxes CO ; Blue Carbon ; Remote Sensing, Karimunjawa

Page 5: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

BAB I. PENDAHULUAN

Latar Belakang dan Rumusan Masalah

Selama pertengahan 1990-an, persedian karbon laut antropogenik diperkirakan 118 ± 19 Pg C

(Sabine et al. , mewakili 40% dari CO antropogenik yang diproduksi oleh pembakaran

bahan bakar fosil dan perubahan penggunaan lahan (Solomon et al, 2007; (Sabine et al. ).

Lautan memiliki peranan penting untuk menjadi penyerap CO atropogenik terbesar, selain lautan

ekosistem pesisir juga telah teridentifikasi sebagai sumber karbon utama (Takahashi et al. ,

Alongi, 2014;). Lautan dapat menyerap CO antropogenik melalui proses difusi kemudian sampai

di permukaan CO akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan

dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa biologi CO2 tersebut akan terendapkan di dasar

sedimen dan melalui pompa fisis downwelling maka CO permukaan akan terdistribusi dan

terendapkan di dasar lautan. Menurut (Nelleman et al, 2009) blue carbon ditangkap oleh organisme

hidup dan disimpan dalam biomassa dan sedimen, sehingga lautan dan ekosistem pesisir

menyumang 55% dari total karbon yang ditangkap oleh organisme makhluk hidup. Sehingga

ekosistem lautan dan pesisir memainkan peran penting dalam siklus global dengan menangkap dan

menyimpan karbon dan mendistribusikannya kembali (Nehren and Wicaksono, 2018).

Latan menyerap CO atmosfer melalui proses transfer yang disebut solubility pump (pompa

kelarutan) yang berfungsi sebagai kelarutangas dalam air laut. Di permukaan laut CO akan

berubah bentuk menjadi free aqueous CO , bikarbonat (HCO -) dan karbonat (CO

-). Konsentrasi

free aqueous CO dalam air laut sebanding dengan tekanan parsial CO air laut (pCO2sea).

Perbedaan tekanan parsial CO air laut dan atmosfer menentukan arah aliran gas CO antara laut

dan atmosfer. Tekanan parsial CO menunjukkan variasi yang lebih besar di laut dibandingkan

dengan atmosfer. Dengan demikian arah fluks CO dikendalikan terutama oleh perubahan pCO

laut (Zeebe, 2012). Tekanan parsial CO dalam air laut ditentukan oleh suhu permukaan laut dan

proses biologis di laut seperti fotosintesis, sehingga kedua parameter dapat menentukan antara

penyerapan (sink/uptake) dan pelepasan (source/release) CO oleh permukaan laut ((Feely et al.

). Penelitian yang telah dilakukan di dunia untuk menentukan pengaruh suhu permukaan laut

(Takahashi et al. , (Zhai et al. , (Zhu et al. , (Chierici et al. dan proses

biologi (Takahashi et al. , (Zhu et al. , (Chierici et al. terhadap pCO air laut

dan distribusi fluks CO laut-atmosfer ((Takahashi et al. , (Takahashi et al. , (Zhai et

al. , (Chierici et al. (Takahashi et al. , (Otero et al. , (Kartadikaria et al.

).

Page 6: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Menurut Lakshmi (2013), menyatakan bahwa perairan laut hangat di lintang rendah

mengurangi kelarutan CO sehingga menyebabkan efek pengurangan pCO air laut, sementara

peningkatan pCO ditemukan pada perairan lintang tinggi yang dingin karena kelarutan CO yang

tinggi meningkatkan pelarutan gas ke air laut sehingga pCO air laut meningkat. Hal tersebut

didukung oleh penelitianpenelitian lainnya yang menyimpulkan bahwa laut/samudera lintang tinggi

yang mempunyai 4 musim dan suhu relatif dingin memiliki fungsi sebagai penyerap CO

((Takahashi et al. , (Takahashi et al. , (Cai, Dai and Wang, 2006),(Yasunaka et al.

, (Arnone, González-Dávila and Magdalena Santana-Casiano, 2017),(Ito et al. ),

sedangkan di lintang rendah memiliki fungsi sebagai pelepas CO dikarenakan perairan yang hangat

((Fitranti et al. , (Kartadikaria et al. , (Afdal, 2016), (Yan et al. akan tetapi pada

beberapa penelitian perairan di Indonesia bisa berfungsi sebagai penyerap CO (Fachri et al.

,(Latifah, Endrawati and Febrianto, 2019).

. . Tujuan penelitian

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui distribusi secara spasial dan temporal

produktivitas primer perairan dan fluks CO laut-atmosfer di Perairan Karimunjawa menggunakan

pendekatan penginderaan jauh dan SIG.

. . Urgensi (Keutamaan) Penelitian

Keutamaan penelitian ini adalah mengembangkan algoritma untuk menentukan estimasi dan

sebaran fluks CO dan produktivitas primer perairan secara spasial dan temporal.

Page 7: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Roadmap Penelitian

Gambar 4. Road Map Penelitian Tahun ke-

Page 8: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

BAB II. METODE PELAKSANAAN

Jenis Penelitian

Jenis penelitian RPP ini berupa penelitian terapan dengan TKT 4- Tingkat kesiapanterapan

Teknologi (TKT) yang dihasilkan dari penelitian ini berada pada level 4 untuk membuat algoritma

dari data lapangan dan data satelit sehingga didapatkan peta distribusi sebaran spasial dan temporal

fluks CO dan produktivitas primer perairan Karimunjawa. Luaran pada penelitian Tahun ke-3

adalah laporan kemajuan dan akhir (skor 0), HKI non-paten (skor 1,5), jurnal nasional terakreditasi

(skor 1,5), teknologi tepat guna (skor 1) total luaran 4.

Data yang digunakan

Data yang digunakan terdiri dari dua data yaitu data lapangan dan data satelit

Data Lapangan

Pengambilan data lapangan dilakukan bulan September di perairan Karimunjawa yang

terdiri dari stasiun. Pengambilan data lapangan digunakan untuk validasi data satelit dan

pengembangan algoritma. Parameter yang diambil saat studi lapangan adalah suhu permukaan laut,

intensitas cahaya, konsentrasi klorofil-a, konsentrasi CO air laut, CO atmosfer, DIC, alkalinitas,

pH, nitrat, fosfat dan silikat dan selanjutnya dianalisis di Laboratorium Pengelolaan SumberDaya

Ikan dan Lingkungan (PSDIL).

Data Satelit

Parameter yang menggunakan data satelit yaitu SST (MODIS-AQUA), klorofil-a (MODIS-

AQUA), Salinitas (World Ocean Atlas), CO2 molefraction (AQUA-AIRS), kecepatan angin

(AMSRE), sea level pressure (MERRA).

Analisis Data

Analisis Data Lapangan

a. DIC (dissolved inorganic carbon)

Menggunakan metode titrimetri dengan prinsip perubahan pH setelah penambahan NaOH dan

HCl pada sampel air yang telah disaring dan didapatkan dari penjumlahan bikarbonat (HCO -) dan

karbonat (CO -

) dengan satuan µmol/kg (A. Afdal, 2016). DIC didapatkan dari penjumlahan

HCO - (ion bikarbonat) dan CO

- (ion karbonat) yang terdeteksi setelah ditambahkan NaOH dan

HCl.

TCO = CO + HCO - + CO

-

Page 9: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

b. Alkalinitas Total

Menggunakan metode titrimetri (A. Afdal, 2016) dengan prinsip pada perubahan pH awal dan

akhir pada 200 ml sampel (hasil saringan) sebelum dan setelah ditambahkan HCl 0,01 N sebanyak

25 ml. :

Vb

OHxVNaOHxtNa

Vb

VHClxtHClstotalalkalinita

10001000

V = Volume HCl dan NaOH, t = molaritas HCl dan NaOH, Vb = volume sampel

c. Klorofil-a

dV

VaCaaKlorofil

dV

VaCbbKlorofil

dV

VaCccKlorofil

Keterangan:

Ca = x A – x A – x A satuannya µg/ml

Cb = (21,03 x A647) – (5,43 x A664) – (2,66 x A630) satuannya µg/ml

Cc = (24,52 x A630) – (7,60 x A647) – 67 x A664) satuannya µg/ml

Va = Volume aseton dalam ml

V = Volume sampel air yang disaring dalam liter

d = Diameter cuvet dalam cm (1 cm)

d. Nitrat

Pengukuran nitrat menggunakan metode spektrofotometri dengan panjang gelombang

nm, reagen Nitrat Ver 5 Nitrate

Konsentrasi Nitrat (ppm) = (Abs –

e. Fosfat

Pengukuran fosfat menggunakan metode spektofotometri dengan panjang gelombang nm

reagen Phos Ver 3

Konsentrasi Orthofosfat (PO -

)(ppm) = (Abs –

Konsentrasi total Fosfat (PO -P) (ppm)= PO -

x 0,3261

f. Silikat

Pengukuran silikat menggunakan metode spektofotometri dengan panjang gelombang nm

reagen Molybdate reagent powder pillow

Konsentrasi Silikat (Si -

)(ppm) = (Abs + 0,016) / 0,763

Page 10: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

g. Tekanan parsial CO air laut

Sampel air diambil menggunakan Nansen water sampler kemuddian dimasukkan kedalam

botol kaca borosilikat 125 ml dan disimpan dalam gelap pada 0o C

Analisis sampel dilakukan dalam waktu 12 jam untuk mencegah penipisan gas CO

menggunakan metode titrimetri

Sampel air 50ml diambil, ditambahkan 4 tetes indikator fenolftalein dan dititrasi terhadap

larutan NaOH standar 0,0227N sampai pengembangan berwarna merah muda.

Tekanan parsial karbon dioksida pCO dihitung menggunakan rumus (Dickson and Goyer , 1994,

Kezyr, 2012):

fCO = [CO ] / Ko

pCO (µatm) = fCO (µatm) * [1,00436 – -

*SST(oC)]

dimana :

[CO ] adalah konsentrasi CO air laut

Ko adalah CO solubility air laut

Analisis Data Satelit

a. Estimasi Fluks CO

Perhitungan fluks CO atau pertukaran aliran gas CO dihitung menggunakan rumus

((Takahashi et al. , (Du et al. , (Fachri et al. , (Kartadikaria et al. , (Yan et

al. ):

Fluks CO = K. α ∆pCO sea+atm

Fluks CO2 = kwa x KH x ∆pCO sea+atm

∆pCO = pCO sea – pC

O2 atm

Keterangan:

Fluks CO adalah fluk karbon dioksida bersih dalam mmol/m /day

K = kecepatan transfer gas (fungsi dari kecepatan angin data BMKG)

A= koefisien daya larut (fungsi dari suhu dan salinitas) / solubility of CO2 in seawater

∆pCO sea+atm = selisih antara tekanan parsial CO permukaan air dan atmosfer

Menghitung nilai K menggunakan formula WM99 untuk memparameterisasikan kecepatan transfer

gas ((Zhu et al. , (Robbins et al. , (Kartadikaria et al. ):

K = f x U x (Sc/660)

-

Page 11: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Dimana K dalam satuan cm/hari, U10 adalah kecepatan angin pada ketinggian 10 m (m/det) data

U10 didapatkan dari website ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)

https://apps.ecmwf.int/datasets/data/interim-full-daily/levtype=sfc/ NASA Ocean Vector Winds

Science Team www.remss.com ; f koefisien proporsional, ketika kecepatan rerata angin long-term

maka mengunakan nilai f=0,39 dan jika kecepatan angin instantaneous nilai f = 0,31

Sc adalah bilangan Schmidt yang tidak berdimensi yang dihitung dari (Wanninkhof, 1992):

Sc = 2073,1 – 125,62 SST + 3,628 SST – 0,0432 SST

Keterangan: Sc = bilangan Schmidt (Schmidt number) radon gas CO2 air laut dan SST adalah suhu

permukaan laut (oC) yang didapatkan dari data satelit MODIS (Moderate Resolution Imaging

Spectroradiometer) 4x4 km yang dikalibrasi menggunakan data insitu.

Untuk mendapatkan nilai koefisien daya larut (α) menggunakan fungsi suhu dan salinitas yaitu:

α = 93,4517/tk100 – 60,2409 + 23,3585 x ln(tk100) + S x (0,023517 – 0,023656 x tk100 +

0,0047036 x tk )

tk = (273,15 + SST)

tk100 = tk/100

tk100 = (tk100)

dimana α = koefisien daya larut, tk = suhu air (K) dan SST = suhu air (oC)

Tekanan parsial CO2 atmosfer dapat dihitung menggunakan rumus (Zhu et al. kartadikaria et

al, 2015 (Dickson, Sabine and Christian, 2007):

pCO2atm = xCO2atm (pb - pH O)

dimana pb = tekanan udara (atm) ; xCO2atm (ppm) adalah fraksi molar CO udara di troposfer yang

didapatkan dari tropospheric mole fraction of CO

https://disc.gsfc.nasa.gov/datasets/AIRX3C2M_V005/summary , pH O adalah tekanan uap air pada

batas udara dan mengamati laut yang didapatkan dari (Weiss et al.

pH O = exp (24,4543 – 67,4509 x (100/SST)) – 4,8489 x ln (SST / 100) – 0,000544 x SSS

dimana : SST adalah sea surface temperature (oC) yang didapatkan dari data satelit MODIS

(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 4x4 km yang dikalibrasi menggunakan data

insitu; SSS adalah sea surface salinity didapatkan dari Soil Moisture Active Passive (SMAP)

resolusi 25x25 km.

pCO laut dihitung menggunakan pendekatan sea surface temperature (oC) (Zhu et al. :

pCO2sea = 6,34 SST – 366,65 SST + 5678,53 (n = 6871, R

selain dipengaruhi oleh suhu permukaan laut juga dipengaruhi oleh klorofil-a (Zhu et al. :

pCO2sea = 6,31SST + 61,9 Chla

– 365,85SST – Chla + 5715,94 (n = 6871, R

Page 12: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Jika fluks CO bernilai positif maka suatu perairan berperan sebagai pelepas (source) CO , akan

terjadi aliran CO dari air ke atmosfer, sebaliknya jika bernilai negatif maka perairan berperan

sebagai penyerap (sink) CO .

b. Estimasi Produktivitas Primer

Vertically Generalized Production Model (VGPM) digunakan untuk menghitung

produktivitas primer dari satelit yang diturunkan dari parameter suhu permukaan laut, klorofil-a dan

radiasi aktif fotosintesis harian (Photosynthetically Active Radiation) dengan rumus (Behrenfeld

and Falkowski, 1997):

PPeu = 0,66125*PB

opt(E0/(E0+4,1)) *CSAT*Zeu*DIRR

Dimana:

PPeu adalah fikasai karbon harian dalam satuan yang diintegrasikan ke kedalaman eufotik Zeu (m)

Kedalaman eufotik ditentukan berdasarkan konsentrasi klorofil-a

Zeu = 568,2 (CTOT)-

, if CTOT

200,0 (CTOT)-

, if CTOT

CTOT = 38,0 (CSAT)

, if CSAT

40,2 (CSAT)

, if CSAT ≥

CSAT adalah konsentrasi klorofil (mg.chl/m )

PB

opt adalah tingkat fiksasi karbon harian optimal dalam kolom air yang diturunkan sebagai fungsi

dari suhu permukaan laut

PB

opt = 1,13, if T < -

4,00, if T > 28,5

Atau

PB

opt -

*T + 6,17*10-

*T –

- *T

- *T

- *T

-

*T –

- *T

T adalah suhu permukaan air laut (oC)

E adalah nilai PAR permukaan laut (mol quanta/m /hari)

DIRR adalah penyinaran harian yang dihitung dalam jam decimal untuk pertengahan bulan

c. Pembuatan Algoritma

Tekanan parsial CO dipengaruhi sebagian besar oleh dua parameter utama yaitu suhu

permukaan laut dan produktivitas primer laut. Algoritma untuk daerah yang berbeda telah

dikembangkan untuk menurunkan tekanan parsial CO air laut. Untuk mengembangkan algoritma

regional untuk perairan pesisir mengggunakan suhu permukaan laut, klorofil dan konsentrasi CO2

Page 13: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

dari data lapangan. Analisis regresi dilakukan untuk mengkorelasikan konsenrasi SST dan klorofil

dengan pCO2sea.

Page 14: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Diagram Alir Penelitian

Gambar. Diagram Alir Penelitian

Page 15: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Buku | Interkasi Lautan Atmosfer dan Daur Karbon

Latifah et al.

BAB III. TARGET LUARAN

HAKI (Paten Sederhana)

Page 16: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Buku | Interkasi Lautan Atmosfer dan Daur Karbon

Latifah et al.

Page 17: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Buku | Interkasi Lautan Atmosfer dan Daur Karbon

Latifah et al.

Page 18: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Buku | Interkasi Lautan Atmosfer dan Daur Karbon

Latifah et al.

Deskripsi

Metode Perhitungan Tekanan Parsial Karbon Dioksida Laut dan

Atmosfer menggunakan Algoritma Sederhana

Bidang Teknik Invensi

Invensi ini berhubungan dengan penyederhanaan rumus

perhitungan tekanan parsial CO laut (pCO2sea) dan tekanan

parsial CO atmosfer (pCO2atm). Perhitungan pCO2sea hanya

menggunakan variabel karbon dioksida air dan perhitungan pCO2atm

hanya menggunakan variabel suhu perairan (T).

Latar Belakang Invensi

Tekanan parsial karbon dioksida laut dan atmosfer

digunakan untuk menghitung fluks CO . Fluks CO digunakan untuk

mengetahui fungsi dari perairan apakah sebagai penyerap dan

peyimpan CO atau sink CO ataukah sebagai pelepas CO kembali

ke atmosfer atau source CO . Lautan dapat menyimpan karbon

dioksida antropogenik selama ribuan tahun lebih lama

dibandingkan dengan daratan.

Paten nomor US 6,541,268 BI oleh Tonnessen et al mengenai

“Carbon Dioxide Sensor and A Method of Determining Partial

Pressure of Carbon Dioxide”. Penemuan tersebut berkaitan

dengan sensor tekanan parsial karbon dioksida (pCO ) khusus

untuk mengetahui pCO di dalam atau di permukaan jaringan atau

organ tubuh, di dalam darah atau aliran udara dari paru-paru.

Paten nomor US 9,616,375 B oleh Allen et al megenai “Capture

of Carbon Dioxide (CO ) From Air”. Penemuan tersebut berkaitan

dengan carbon sink, sebuah metode untuk menghilangkan atau

mengurangi karbon dioksida dari atmosfer dalam bentuk gas.

Referensi kedua paten tersebut belum menghitung tekanan

parsial karbon dioksida yang ada di lautan (pCO2sea) dan tekanan

parsial karbon dioksida atmosfer (pCO2atm). Dimana pCO2sea dan

pCO2atm digunkan untuk menghitung fluks CO mengetahui peranan

Page 19: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Buku | Interkasi Lautan Atmosfer dan Daur Karbon

Latifah et al.

lautan berfungsi untuk mengurangi CO di atmosfer (sink CO )

atau mengembalikan kembali CO di atm (source CO ).

Penelitian Fluks CO ini telah banyak dilakukan oleh

peneliti asing sebagai upaya untuk mengetahui dan mempelajari

lautan kaitannya dengan perubahan iklim global. Sedangkan

untuk penelitian di perairan Indonesia masih sedikit

dilakukan. Hal tersebut mungkin dikarenakan rumitnya

perhitungan fluks CO dan membutuhkan banyak variabel terutama

untuk perhitungan variabel pCO laut dan atmosfer.

Perhitungan variabel tekanan parsial karbon dioksida sea

atau lautan membutuhkan data suhu perairan, salinitas,

konsentrasi CO air, solubilitas CO air laut (Ko), fugositas

CO (fCO ) menggunakan formula dari. Begitupula perhitungan

tekanan parsial CO atmosfer membutuhkan nilai rerata tekanan

permukaan laut (pb), fraksi molar CO di lapisan troposher

(xCO ), pH O adalah water vapor pressure at the air boundary

and observing the sea, suhu perairan dalam satuan kelvin dan

salinitas.

Uraian Singkat Invensi

Tujuan dari invensi ini adalah untuk menyederhanakan rumus

perhitungan tekanan parsial CO laut (pCO2sea) dan atmosfer

(pCO2atm). Berdasarkan uraian pada latar belakang bahwa tekanan

parsial karbon dioksida sedikit rumit dan membutuhkan banyak

variabel sehingga perlu penyederhanaan.

Untuk mendapatkan rumus algoritma sederhanan pCO2sea dan

pCO2atm maka dilakukan penelitian dan pengukuran langsung di

lapangan dengan lokasi perairan Karimunjawa. Penelitian

dilakukan dengan mengambil data lapangan meliputi data suhu

perairan, salinitas, karbon dioksida air. Selain data lapangan

yang perlu didapatkan adalah data sekunder berupa data rerata

tekanan permukaan laut (pb) yang didapatkan dari website

ecmwf; data fraksi molar CO di lapisan troposfer yang

Page 20: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Buku | Interkasi Lautan Atmosfer dan Daur Karbon

Latifah et al.

didapatkan dari website nasa. Setelah itu dilakukan

perhitungan fCO dan pCO kemudian menghitungkan pCO2sea.

Pehitungan pH O (the water vapor pressure at the air boundary

and observing the sea obtained) kemudian dilakukan perhitungan

pCO2atm.

Uraian Singkat Gambar

Gambar 1. Diagram Proses Invensi

Pada Gambar 1 terlihat bahwa dengan menggunakan satu variabel

saja yaitu CO (karbon dioksida perairan) dapat menghitung

tekanan parsial karbon dioksida lautan(pCO2sea). Sedangkan untuk

meghitung tekanan parsial karbon dioksida atmosfer (pCO2atm)

menggunakan satu variabel saja yaitu suhu perairan. Kedua

algoritma sederhana ini sementara hanya bisa digunakan untuk

perairan Karimunjawa.

Gambar 2. Peta Lokasi Pengambilan Sampel

Terdapat 15 satasiun yang terdiri dari 6 stasiun berada pada

ekosistem lamun dengan masing-masing stasiun terdapat 3 line

transek. 9 stasiun lainnya berada di perairan lepas pantai

yang tidak terdapat ekosistem lamun.

Gambar 3. Hubungan CO2air dengan pCO2sea

Pada Gambar 3 terlihat bahwa hubungan karbon dioksida perairan

dengan takanan parsial karbon dioksida laut memiliki hubungan

yang sangat kuat. Nilai koefisien korelasi (r) 0,98 hampir

mendekati 1 dan nilai koefisien determinasi (R2) 0,9645. Hal

tersebut menunjukkan bahwa 96,45% variabel pCO2sea dipengaruhi

oleh CO air sedangkan sisanya 3,55% dipengaruhi oleh variabel

lainnya.

Gambar 4. Hubungan Suhu dengan pCO2atm

Pada Gambar 4 terlihat bahwa hubungan suhu permukaan laut

dengan tekanan parsial atmosfer memiliki hubungan yang sangat

kuat. Nilai koefisien korelasi (r) 0,976 hampir mendekati 1

dan nilai koefisien determinasi (R ) 0,9538. Hal tersebut

Page 21: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Buku | Interkasi Lautan Atmosfer dan Daur Karbon

Latifah et al.

menunjukkan bahwa 95,38% variabel pCO2atm dipengaruhi oleh SPL

sedangkan sisanya 4,62% dipengaruhi oleh variabel lainnya.

Uraian Lengkap Invensi

Pengambilan data lapangan yaitu suhu, salinitas dan

karbon dioksida dengan titik sampling sebanyak 27 stasiun yang

terdiri dari 18 stasiun pada perairan yang terdapat ekosistem

lamun dan 9 stasiun pada perairan laut lepas yang tidak

terapat ekosistem lamun (Gambar 2). Penelitian dilakukan

dengan mengambil data lapangan meliputi data suhu perairan,

salinitas, karbon dioksida air. Selain data lapangan yang

perlu didapatkan adalah data sekunder berupa data rerata

tekanan permukaan laut (pb) yang didapatkan dari website ecmwf

kemudian diolah menggunakan software ODV dan MS.Excel; data

fraksi molar CO di lapisan troposfer yang didapatkan dari

website nasa.

Setelah semua data terkumpul maka dilakukan perhitungan

dengan rumus di bawah ini:

Tekanan parsial CO lautan menggunakan rumus di bawah ini:

fCO = [CO ] / Ko

pCO sea (µatm) = fCO (µatm) * [1,00436 – ,669 1 -5*SST(

oC)]

Keterangan: [CO ] adalah konsentrasi CO air laut;

Ko adalah solubilitas CO air laut

Tabel 1. Perhitungan Tekanan Parsial Karbon Dioksida Laut

(pCO2sea)

Stasiun Salini

tas

Suhu

(°C) CO

air Ko fCO (µatm)

pCO2sea(µatm)

St 1.1. 33 8,9 , 66 911 3,9 578

St 1.2. 3 9, , 6196871 38,37 957

St 1.3. 3 9,8 , 5951819 5, 8 7

St 2.1. 3 9,5 , 6135 18 88, 1 1

St 2.2. 33 8,3 , 7 886 56,9611335

St 2.3. 33 9 , 65595 8 ,58 6131

St 3.1. 3 3 , 6 71861 61, 55878

St 3.2. 3 3 ,5 , 57 8631 5 , 65 1 1

Page 22: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Buku | Interkasi Lautan Atmosfer dan Daur Karbon

Latifah et al.

Stasiun Salini

tas

Suhu

(°C) CO

air Ko fCO (µatm)

pCO2sea(µatm)

St 3.3 31 3 , 616 9 79, 559

St 4.1. 33 8,3 , 7 886 35,59777 7

St 4.2. 35 9,3 , 61 7 18 8 ,6 179

St 4.3. 3 9, , 63 966 89,9896 3

St 5.1. 31 3 ,3 , 59779 7 5 7,6 3 686

St 5.2. 3 3 ,1 , 577 73 8 , 37 6 3

St 5.3. 3 3 ,5 , 553 8 3, 56389

St 6.1. 33 7, , 77 689 77,35 991

St 6.2. 35 7,5 , 73 631 13, 3 751

St 6.3. 38 7, , 71 153 67, 619 56

St 7 35 7,8 , 71 13 89,85 7 5

St 8 5 8, , 57 7 1 15,911 33

St 9 35 8,7 , 65 1739 18, 7 1316

St 10 3 8, , 68 8 38 8, 596

St 11 35 7,8 , 71 13 71,88166 5

St 12 3 7,8 , 7 19876 6 ,88 877

St 13 3 7,6 , 735 7 5 5 1,19 833

St 14 3 7,7 , 7 86168 ,1 96 9

St 15 35 7,8 , 71 13 3 , 935 3

Tekanan parsial CO atmosfer dihitung menggunakan rumus di

bawah ini:

pCO atm = xCO atm (pb - pH O)

Keterangan:

pb = rerata tekanan permukaan laut (atm);

xCO atm (ppm) adalah fraksi molar CO di lapisan troposfer yang

didapatkan dari website nasa, pH O adalah the water vapor

pressure at the air boundary and observing the sea obtained

dari:

pH O = exp (24.4543 – 67.4509 x (100/Tk)) – 4.8489 x ln (Tk /

100) – 0.000544 x S

dimana: T adalah suhu permukaan laut (Kelvin);

S adalah salinitas (‰)

Tabel 2. Perhitungan Tekanan Parsial Karbon Dioksida Atmosfer

(pCO2atm)

Stasiu

n

Suhu

(°C) Suhu

(K)

Salinita

s Pb

XCO

(ppm) pH O pCO2atm (µatm)

Page 23: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Buku | Interkasi Lautan Atmosfer dan Daur Karbon

Latifah et al.

Stasiu

n

Suhu

(°C) Suhu

(K)

Salinita

s Pb

XCO

(ppm) pH O pCO2atm (µatm)

St

1.1.

3 ,

5 33

,999

3 39 , 386

St

1. .

3 ,5

5 3

,999

39 , 397

St

1.3.

3 ,9

5 3

,999

39 , 6

St

.1.

3 ,6

5 3

,9979

6 39 , 399

St

. .

3 1,

5 33

,998

39 , 373

St

.3.

3 ,1

5 33

,998

6 39 , 388

St

3.1.

3 3,1

5 3

,9978

9 39 , 1

St

3. .

3 3,6

5 3

,9979

1 39 , 3

St 3.3

3 3,1

5 31

,9979

39 , 1

St

.1.

3 1,

5 33

,9981

39 , 373

St

. .

3 ,

5 35

,9981

1 39 , 39

St

.3.

3 ,3

5 3

,998

9 39 , 39

St

5.1.

3 3,

5 31

,997

1 39 , 19

St

5. .

3 3,

5 3

,997

39 , 13

St

5.3.

3 3,6

5 3

,997

5 39 , 3

St

6.1.

3 ,3

5 33

,9971

39 , 35

St

6. .

3 ,6

5 35

,9971

39 , 355

St

6.3.

3 ,3

5 38

,997

9 39 , 3 9

St 7

3 ,9

5 35

,997

5 39 , 36

St 8

3 1,3

5 5

,9973

7 39 , 368

St 9

3 1,8

5 35

,9973

6 39 , 381

St 10

3 1,5

5 3

,997

39 , 375

St 11

3 ,9

5 35

,997

3 39 , 36

St 12

3 ,9

5 3

,997

39 , 36

St 13

3 ,7

5 3

,9978

39 , 358

St 14

3 ,8

5 3

,9978

1 39 , 36

St 15

3 ,9

5 35

,9978

1 39 , 36

Page 24: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Buku | Interkasi Lautan Atmosfer dan Daur Karbon

Latifah et al.

Setelah didapatkan nilai pCO2sea selanjutnya adalah

menghubungkan nilai pCO2sea dengan variabel yang berpengaruh dan

mudah didapatkan yaitu data karbon dioksida menggunakan metode

regresi polynomial orde 2. Sehingga didapatkan hasil hubungan

pada Gambar 3 dengan rumus hubungan (algoritma sederhana)

adalah:

y = -0,542x + 48,926x –

atau

pCO2sea = -0,542*(CO ) + 48,926 * (CO ) –

dimana: pCO2sea adalah tekanan parsial karbon dioksida lautan

dengan satuan (µatm); CO adalah karbon dioksida perairan

dengan satuan mg/l.

Nilai pCO2atm yang telah didaaptkan dihubungkan dengan nilai

variabel yang berpengaruh dan mudah didapatkan yaitu data suhu

perairan (T) menggunakan metode regresi polynomial orde 2.

Sehingga didapatkan hasil hubungan pada Gambar 4 dengan rumus

hubungan (algoritma sederhana) adalah:

y = - 1637x + 98,034x -

atau

pCO2atm - T) *(T -

dimana: pCO2atm adalah tekanan parsial karbon dioksida atmosfer

dengan satuan (µatm); T adalah suhu perairan dengan satuan

(°C).

Page 25: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Buku | Interkasi Lautan Atmosfer dan Daur Karbon

Latifah et al.

Gambar 1. Diagram Proses Invensi

Gambar 2. Peta Stasiun

Pengukuran karbon dioksida

perairan (CO ) satuan mg/l

menggunakan metode tirasi

Pengukuran suhu perairan (T)

satuan °C menggunakan alat termometer

Perhitungan tekanan parsial CO2

laut (pCO2sea) dengan algoritma

sederhana:

pCO2sea = -0,542*(CO air) +

48,926 * CO2air – 5 ,31

Perhitungan tekanan parsial CO

atmosfer (pCO2atm) dengan

algoritma sederhana:

pCO2atm - ,1637 T)

98, 3 *(T) - 1 3 6

Page 26: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Buku | Interkasi Lautan Atmosfer dan Daur Karbon

Latifah et al.

Gambar 3. Hubungan CO2air dengan pCO2sea

Gambar 4. Hubungan Suhu dengan pCO2atm

Page 27: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Buku | Interkasi Lautan Atmosfer dan Daur Karbon

Latifah et al.

Buku Teks Interaksi Lautan dan Atmosfer : Tekanan Parsial dan Fluks Karbon

Dioksida

Page 28: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Buku | Interkasi Lautan Atmosfer dan Daur Karbon

Latifah et al.

DAFTAR ISI

PRAKATA ................................................................................................... III

DAFTAR ISI.................................................................................................

DAFTAR TABEL ......................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

DAFTAR GAMBAR ..................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

DAFTAR LAMPIRAN ................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

I. INTERAKSI LAUTAN DAN ATMOSFERERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

1.1. Interaksi Lautan dan Atmosfer ............. Error! Bookmark not defined.

Contoh Interaksi Lautan dan AtmosferError! Bookmark not defined.

ENSO (El Nino Southern Oscillation)Error! Bookmark not defined.

Global Ocean Conveyor Belt .......... Error! Bookmark not defined.

Daur Karbon .................................... Error! Bookmark not defined.

II. FLUKS KARBON DIOKSIDAERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Pemanasan Global ................................ Error! Bookmark not defined.

Sistem Karbonat.................................... Error! Bookmark not defined.

DIC (Dissolved Inorganic Carbon). Error! Bookmark not defined.

pH .................................................... Error! Bookmark not defined.

Alkalinitas Total .............................. Error! Bookmark not defined.

Fluks Karbon Dioksida......................... Error! Bookmark not defined.

Tekanan Parsial Karbon Dioksida ... Error! Bookmark not defined.

III. PERHITUNGAN TEKANAN PARSIAL KARBON DIOKSIDAERROR!

BOOKMARK NOT DEFINED.

3.1. Perhitungan Tekanan Parsial Karbon Dioksida LautError! Bookmark not defined.

3.1.1 Contoh Perhitungan Tekanan Parsial Karbon Dioksida LautError! Bookmark not

defined.

2.2. Perhitungan Tekanan Parsial Karbon Dioksida AtmosferError! Bookmark not

defined.

2.2.1. Contoh Perhitungan Tekanan Parsial Karbon Dioksida AtmosferError! Bookmark

not defined.

III. PERHITUNGAN FLUKS KARBON DIOKSIAERROR! BOOKMARK NOT

DEFINED.

Page 29: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Buku | Interkasi Lautan Atmosfer dan Daur Karbon

Latifah et al.

3.1. Perhitungan Fluks Karbon Dioksida ..... Error! Bookmark not defined.

3.2. Contoh Perhitungan Fluks Karbon DioksidaError! Bookmark not defined.

DAFTAR PUSTAKA .................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

INDEX ............................................ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

BIOGRAFI PENULIS .................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

BIOGRAFI PENULIS .................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

BIOGRAFI PENULIS .................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

BIOGRAFI PENULIS .................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Page 30: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Peta Lokasi Penelitian Fluks CO2 di Laut Lepas bagian Barat Pulau Karimunjawa

. Estimasi Fluks CO2

4.1.1. DIC (Dissolved Inorganic Carbon)

DIC merupakan hasil penjumlahan total dari karbon inorganic dengan jenis karbon

berupa bikarbonat (HCO3-) sebesar 88,6% dan karbonat (CO -

) sebesar 10,9%. Karbon

dioksida yang ada di atmosfer berbentuk gas, setelah sampai di perairan akan berubah

menjadi CO2 aq, H2CO3, HCO3- dan CO32-. Bentuk bikarbonat inilah yang banyak

dimanfaatkan oleh fitolankton, lamun maupun alga lainnya untuk proses fotosintesis.

Ditambahkan oleh … Pada penelitian ini komposisi CO aq HCO - dan CO32- berdasarkan

pH air laut yang diukur tersaji pada gambar .

Tabel 1. Komposisi Konsentrasi CO2 di perairan dalam berbagai bentuk

St pH HCO3 (µmol/kg) CO3 (µmol/kg) CO2 (µmol/kg) DIC (µmol/kg)

Page 31: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

St pH HCO3 (µmol/kg) CO3 (µmol/kg) CO2 (µmol/kg) DIC (µmol/kg)

Gambar . Distribusi sebaran horisontal DIC perairan Karimunjawa akhir musim timur 2020

Pada Gambar. Terlihat bahawa dengan pH air laut berkisar 7,23 – 7,38 komposisi

karbon dioksida air laut didominasi oleh HCO3- sebesar 94,58%, CO2aq sebesar 2,93% dan

CO32- sebesar 2,49%. Menurt Lohman (2005), pada kondisi pH laut 8,2 maka CO2 terlarut

88,6% berada dalam bentuk bikarbonat (HCO3-). Ditambahkan menurut Feely et al. (2004)

dalam King et al (2015), pH rerata air laut akan mengalami penurunan dari tahun ke tahun

dari pH 8,2 sampai pH 7 pada tahun 2100. Karbon diokasida dan pH memgang peranan

penting dalam sebagai mediator fungsi fisiologis dalam organisme laut seperti fitoplankto,

lamun, alga, dan organisme fotosintesisi lainnya dengan cara mengubah CO2 menjadi C

organic melalui proses fotosintesis (King et al, 2015).

Nilai DIC pada akhir musim timur 2020 di perairan Karimunjawa yang ditunjukkan

pada Gambar . terlihat bahwa nilai DIC tinggi lebih dari 2000 µmol/kg dengan kisaran

2043,5538 – 2551,7869 µmol/kg. Hal tersebut dikarenakan tidak adanya curah hujan saat

musim tersebut terutama saat sampling penelitian. Menurut hasil penelitian Kone dan Borges

Page 32: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

(2008), DIC di Ca Mau, Vietnam pada saat musim hujan berkisar 1.556 dan 1.907 µmol/kg

sedangkan saat musim kemarau berkisar antara 2.217 – 2565 µmol/kg.

4.1.2. Alkalinitas Total

Gambar . Distribusi sebaran horisontal TA perairan Karimunjawa akhir musim timur 2020

Penambahan CO2 air laut berasal dari atmosfer dengan adanya mekanisme perbedaan

tekanan parsial antara atmosfer dan laut. Menurut Borges et al (2009), dinamika fluks CO2

antara atmosfer dan lautan terutama di daerah pesisir sangat penting untuk dipelajari sebagai

bagian dari siklus regional dan global karena kaya akan tanaman pesisir.

Nilai DIC, temperature dan total alkalinitas serta salinitas pada air akan

mempengaruhi nilai pCO2 di air yang akan mempengaruhi fluks yang terjadi

Page 33: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Gambar . Grafik pH, TA, DIC perairan Karimunjawa akhir musim timur 2020

Page 34: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

4.1.3. Tekanan Parsial Karbon Dioksida

Tekanan parsial karbon diokasida (pCO2) terdiri dari pCO2 air laut dan pCO2 udara

atau atmosfer. Tekanan parsial karbon dioksida inilah yang akan menentukan peranan

perairan sebagai penyimpan karbon (sink) ataukah sebagai pelas karbon (source).

Gambar . Distribusi sebaran horisontal CO2air dan CO2atm perairan Karimunjawa akhir

musim timur 2020

Tabel.

Gambar . Distribusi sebaran horisontal ΔpCO2 dan Fluks CO2 di perairan Karimunjawa akhir

musim timur 2020

Page 35: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Tabel. Hasil peritungan delta tekanan parsial karbon dioksida di perairan Karimunjawa

Stasiun Suhu

(oC)

Salinitas Ko

fCO

(µatm) pCO2sea(µatm)

XCO2 (ppm) pH2O

pCO2atm

(µatm) ΔpCO2atm

(µatm)

1,31E-

2,96E-

66E-

1,66E-

2,96E-

7,31E-

7,32E-

7,63E-

1,61E-

3,52E-

7,66E-

3,57E-

7,64E-

1,61E-

Page 36: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

7,32E-

Tabel. Perhitungan Fluks CO2 di perairan Karimunjawa

Stasiun u10 Sc kwa Tk tk100 tk1002 aplha Fluks CO2 (mmol/m2/day)

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Page 37: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

. Estimasi Produktivitas Primer

. Klorofil-a

Gambar . Distribusi sebaran horisontal Klorofil-a di perairan Karimunjawa akhir musim

timur 2020

. Nitrat

Gambar . Distribusi sebaran horisontal Nitrat di perairan Karimunjawa akhir musim timur

Page 38: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

. Fosfat

Gambar . Distribusi sebaran horisontal fosfat di perairan Karimunjawa akhir musim timur

Page 39: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Hasil Penelitian TA mahasiswa:

Gambar. Pelta Lokasi Penelitian Fluks CO2 di Pantai Pancuran

Tabel. Hasil pengukuran insitu

Stasiun pH

Temperature

air (°C)

Temperature

udara (°C)

Salinitas

(o/oo)

DO

(mg/L)

CO2 air

(mg/L)

CO2

udara

(ppm)

Tabel. Hasil pengukuran eksitu

Stasiun

Total Alkalinitas

(µmol/kg) DIC (µmol/kg)

Fosfat (mg/L)

Page 40: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Stasiun

Total Alkalinitas

(µmol/kg) DIC (µmol/kg)

Fosfat (mg/L)

Hasil Penelitian TA mahasiswa:

Gambar. Peta Lokasi Penelitian Estimasi Serapan Karbon Lamun di Pantai Pancuran

Tabel. Hasil pengukuran insitu

Stasiun Line pH

Temperature

air (°C)

Salinitas

(o/oo)

DO

(mg/L)

Intensitas

cahaya

CO2 air

(mg/L)

Page 41: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Tabel. Jenis dan jumlah lamun di Pantai Pancuran

No. Jenis Lamun Jumlah individu Lamun (ind) Stasiun 1

Line1 Line 2 Line 3

Enhalus acoroides Ea

Thalassia hemprichii Th

Cymodocea serrulata Cs

Cymodocea rotundata Cr

Halophila ovalis Ho

Zostera Capricorni Zc

Syringodium iseotifolium Si

No. Jenis Lamun Jumlah individu Lamun (ind) Stasiun 2

Line1 Line 2 Line 3

Enhalus acoroides Ea

Thalassia hemprichii Th

Cymodosea serrulata Cs

Cymodocea rotundata Cr

Halophila ovalis Ho

Zostera Capricorni Zc

Syringodium iseotifolium Si

Page 42: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Tabel. Kerapatan lamun di Pantai Pancuran

No. Jenis Lamun Kerapatan Lamun (ind/m2) Stasiun 1

Line1 Line 2 Line 3

Enhalus acoroides Ea

Thalassia hemprichii Th

Cymodosea serrulata Cs

Cymodocea rotundata Cr

Halophila ovalis Ho

Zostera Capricorni Zc

Syringodium

iseotifolium Si

No. Jenis Lamun Kerapatan Lamun (ind/m2) Stasiun 2

Line1 Line 2 Line 3

Enhalus acoroides Ea

Thalassia hemprichii Th

Cymodosea serrulata Cs

Cymodocea rotundata Cr

Halophila ovalis Ho

Zostera Capricorni Zc

Syringodium

iseotifolium Si

.

Page 43: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Gambar. Grafik jumlah total lamun yang ditemukan di stasiun 1 dan 2 Pantai Pancuran

Gambar. Grafik jumlah total kerapatan lamun yang ditemukan di stasiun 1 dan 2 Pantai Pancuran

Berdasarkan hasil yang didapatkan di stasiun 1 dan 2 yang dianggap sudah mewakili Pantai

Pancuran, jenis yang mendominasi adalah Cymodocea rotundata sebesar 54,48% dan Thalassia

hemprichii , %. Sedangkan jenis lainnya ditemukan tidak mendominasi seperti Halophila

ovalis sebesar 9,39%; Zostera capricorni sebesar 4,99% ; Syringodium iseotifolium 2,51%, dan

Enhalus acaroides sebesar 1,22%. Pada Pantai Pancuran ini terdapat jenis lamun yang tidak

ditemukan di pantai lainnya berdasarkan penelitian tahun sebelumnya yaitu jenis Si / Syringodium

iseotifolium.

Page 44: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

BAB V. KESIMPULAN SARAN

Ongoing

Page 45: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

DAFTAR PUSTAKA

Afdal „Fluks CO di Perairan Pesisir Pulau Lombok Nusa Tenggara Barat CO Flux in the

Coastal Waters of Lombok West Nusa Tenggara‟ Oseanologi dan Limnologi di Indonesia,

1(2), pp. 91–

Afdal A „Fluks CO di Perairan Pesisir Pulau Lombok Nusa Tenggara Barat CO Flux in

the Coastal Waters of Lombok West Nusa Tenggara‟ Oseanografi dan Limnologi di

Indonesia, 1(2), pp. 91–

Arnone, V., González-Dávila, M. and Magdalena Santana-Casiano J „CO fluxes in the

South African coastal region‟ Marine Chemistry, 195(December 2016), pp. 41–49. doi:

10.1016/j.marchem.2017.07.008.

Behrenfeld M J and Falkowski P G „Photosynthetic rates derived from satellite-based

chlorophyll concentration‟ Limnology and Oceanography, 42(1), pp. 1–20. doi:

10.4319/lo.1997.42.1.0001.

Cai W J Dai M and Wang Y „Air-sea exchange of carbon dioxide in ocean margins: A

province-based synthesis‟ Geophysical Research Letters, 33(12), pp. 2–5. doi:

10.1029/2006GL026219.

Chierici, M. et al. „Algorithms to estimate the carbon dioxide uptake in the northern North

Atlantic using shipboard observations satellite and ocean analysis data‟ Deep-Sea Research

Part II: Topical Studies in Oceanography, 56(8–10), pp. 630–639. doi:

10.1016/j.dsr2.2008.12.014.

Ciais, P. et al. „The physical science basis Contribution of working group I to the fifth

assessment report of the intergovernmental panel on climate change‟ Change, IPCC Climate,

pp. 465–570. doi: 10.1017/CBO9781107415324.015.

Dickson, A. G., Sabine, C. L. and Christian, J. R. (2007) Guide to Best Practices for Ocean CO 2

Measurements.

Du, Z. et al. „Spatio-temporal visualization of air-sea CO 2 flux and carbon budget using

volume rendering‟ Computers and Geosciences. Elsevier, 77, pp. 77–86. doi:

10.1016/j.cageo.2015.01.004.

Fachri, F. R. et al. „Fluks co di perairan pesisir timur pulau bintan propinsi kepulauan

riau‟ Jurnal Segara, 11(1), pp. 57–

Feely, R. A. et al. „Uptake and storage of carbon dioxide in the ocean‟ Oceanography,

14(4), p. 18.

Fitranti, B. A. et al. „Potensi Pelepasan Dan Penyerap Co Kaitannya Dengan Suhu Dan

Salinitas Di Perairan Teluk Banten‟ pp –

Hoegh-Guldberg O. et al. „Chapter : Impacts of °C global warming on natural and

Page 46: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

human systems. In: Global Warming of 1.5 °C. An IPCC special report on the impacts of

global warming of 1.5 °C above preindustrial levels and related global greenhouse gas

emission pathways [ ]‟ Special Report, Intergovernmental Panel on Climate Change, (ISBN

978-92-9169-151-7), pp. 175–

Ito, R. G. et al. „Sea-air CO2 fluxes and pCO2 variability in the Northern Antarctic

Peninsula during three summer periods (2008– ‟ Deep-Sea Research Part II: Topical

Studies in Oceanography, 149(September 2017), pp. 84–98. doi: 10.1016/j.dsr2.2017.09.004.

Kartadikaria, A. R. et al. „CO sink source characteristics in the tropical Indonesian seas‟

Journal of Geophysical Research: Oceans, 120(12), pp. 7842–7856. doi:

10.1002/2015JC010925.

Kweku, D. et al. „Greenhouse Effect: Greenhouse Gases and Their Impact on Global

Warming‟ Journal of Scientific Research and Reports, 17(6), pp. 1–9. doi:

10.9734/jsrr/2017/39630.

Latifah N Endrawati H and Febrianto S „Distribusi Spasial Fluks Karbon Dioksida Di

Perairan Karimunjawa Indonesia‟ Jurnal Ilmu dan Teknologi Kelautan Tropis, 11(2), pp.

357–368. doi: 10.29244/jitkt.v11i2.23692.

Nehren U and Wicaksono P „Mapping soil carbon stocks in an oceanic mangrove

ecosystem in Karimunjawa Islands Indonesia‟ Estuarine, Coastal and Shelf Science.

Elsevier, 214(March 2017), pp. 185–193. doi: 10.1016/j.ecss.2018.09

Otero, P. et al. „Net sea-air CO2 flux uncertainties in the Bay of Biscay based on the choice

of wind speed products and gas transfer parameterizations‟ Biogeosciences, 10(5), pp. 2993–

3005. doi: 10.5194/bg- - -

Pachauri, R. K. (2014 „Climate change synthesis report summary chapter for policymakers‟

Ipcc, p. 31. doi: 10.1017/CBO9781107415324.

Prasetyawan I B Maslukah L and Rifai A „Pengukuran Sistem Karbon Dioksida Co

Sebagai Data Dasar Penentuan Fluks Karbon Di Perairan Jepara‟ Buletin Oseanografi

Marina, 6(1), p. 9. doi: 10.14710/buloma.v6i1.15736.

Robbins, L. L. et al. „CO calc: A User Friendly Carbon Calculator foe Windows Mac OS X

and iOS iPhone ‟ United States Geological Survey, 1280, pp. 1210–1280. doi:

10.3133/OFR20101280.

Sabine, C. L. et al. „The oceanic sink for anthropogenic CO ‟ Science, 305(5682), pp. 367–

371. doi: 10.1126/science.1097403.

Takahashi, T. et al. „Global air-sea flux of CO  : An estimate based on measurements of sea

– air pCO difference‟ Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 94(August), pp. 8292–

Takahashi, T. et al. „Global sea-air CO2 flux based on climatological surface ocean pCO2,

and seasonal biological and temperature effects‟ Deep-Sea Research Part II: Topical Studies

in Oceanography, 49(9–10), pp. 1601–1622. doi: 10.1016/S0967- -

Page 47: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

Takahashi, T. et al. „Climatological mean and decadal change in surface ocean pCO and

net sea-air CO flux over the global oceans‟ Deep-Sea Research Part II: Topical Studies in

Oceanography, 56(8–10), pp. 554–577. doi: 10.1016/j.dsr2.2008.12.009.

Waters J F „Measurement of seawater pH: a theoretical and analytical investigation‟ Open

Access Dissertations, Paper 908, pp. 1–

Weiss, R. F. et al. „N I T R O U S Oxide S O L U B I L I T Y in Water and Seawater‟

Agricultural Systems, 8(47), pp. 247–286. doi: 10.1017/CBO9781107415324.004.

Yan, H. et al. „Air-sea CO 2 fluxes and spatial distribution of seawater pCO 2 in Yongle

Atoll, northern-central South China Sea‟ Continental Shelf Research. Elsevier Ltd,

165(October 2017), pp. 71–77. doi: 10.1016/j.csr.2018.06.008.

Yasunaka, S. et al. „Mapping of the air–sea CO2 flux in the Arctic Ocean and its adjacent

seas: Basin-wide distribution and seasonal to interannual variability‟ Polar Science. Elsevier

B.V. and NIPR, 10(3), pp. 323–334. doi: 10.1016/j.polar.2016.03.006.

Zeebe R E „ History of Seawater Carbonate Chemistry Atmospheric CO and Ocean

Acidification ‟ Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 40(1), pp. 141–165. doi:

10.1146/annurev-earth- -

Zhai, W. et al. „Erratum to “The partial pressure of carbon dioxide and air-sea fluxes in the

northern South China Sea in spring, summer and autumn” [Marine Chemistry -

] DOI: j marchem ‟ Marine Chemistry, 103(1–2), p. 209. doi:

10.1016/j.marchem.2006.06.014.

Zhu, Y. et al. „Satellite-derived surface water pCO2 and air-sea CO2 fluxes in the northern

South China Sea in summer‟ Progress in Natural Science. National Natural Science

Foundation of China and Chinese Academy of Sciences, 19(6), pp. 775–779. doi:

10.1016/j.pnsc.2008.09.004.

Page 48: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa

LAMPIRAN

Lampiran 1. Dokumentasi Penelitian

Page 49: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa
Page 50: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa
Page 51: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa
Page 52: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa
Page 53: Pengukuran Sistem CO dan Estimasi Potensi Serapan Blue ... · akan berubah wujud menjadi asam karbonat, bikarbonat dan karbonat yang akan dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui pompa