KAJIAN KLOROFIL-A DAN NUTRIEN SERTA INTERELASINYA DENGAN DINAMIKA MASSA AIR DI PERAIRAN BARAT SUMATERA DAN SELATAN JAWA SUMBAWA SIMON TUBALAWONY

Transkripsi

1 KAJIAN KLOROFIL-A DAN NUTRIEN SERTA INTERELASINYA DENGAN DINAMIKA MASSA AIR DI PERAIRAN BARAT SUMATERA DAN SELATAN JAWA SUMBAWA SIMON TUBALAWONY SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2007

2 SURAT PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Kajian Klorofil-a dan Nutrien serta Interelasinya dengan Dinamika Massa Air di Perairan Barat Sumatera dan Selatan Jawa Sumbawa adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini. Bogor, Desember 2007 Simon Tubalawony NRP P

3 ABSTRACT SIMON TUBALAWONY. Investigation of Chlorophyll-a and Nutrient with its Interrelationship to the Dynamic of Water Mass in West Sumatera and South Java-Sumbawa Waters. Under Direction of RICHARDUS F. KASWADJI, MULIA PURBA, SAM WOUTHUYZEN, and DEDI SOEDHARMA Data for this research consists of: (1) wind data from European Center for Medium Range Forecast (ECMWF) in the period of ; (2) Sea Surface Temperature (SST) data from National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA) of and also from Moderate Resolution Imaging Spectro Radiometer (MODIS) AQUA of ; (3) chlorophyll-a data from SeaWifS image of and from MODIS AQUA of as well; (4) the sea level anomaly data of from TOPEX/POISEDON, European Remote Sensing Satellite (ERS-1 and ERS-2); (5) nitrate and chlorophyll data from NOBM (NASA Ocean Biogeochemical Model) Assimilated Dayled Global Products of ; (6) CTD data from the expedition of Baruna Jaya I in 1990 and (7) the archives of World Ocean Data National Ocean Data Center (WOD-NODC). All of the collected data were utilized to analyze and investigate characteristics and dynamics of water mass by using the Ekman Transport and Ekman Pumping methods. Also, the analyses included the interrelationship between the dynamics of water mass and distribution of nutrient and chlorophylla in the waters of West Sumatera and South Java Sumbawa. Results of the Ekman Transport analyses showed that water mass transported from beach towards off-shore was the larger during the East Season in the West Java and around Sunda strait than that of the West Sumatera and the South of Central Java Sumbawa. The Ekman Pump analysis showed that upwelling process occurred at along side of West Sumatera and South Java Sumbawa waters from June to October. The highest level of upwelling was found in the South of Central Java East Java. Indications of the upwelling occurred in the East season were of the lower of SST, and sea level anomaly under sea surface level. In addition, the concentration of chlorophyll-a, nitrate, phosphate, and silicate increased. The more intensive upwelling occurred in the south of Central Java East Java was because of Ekman Transport moving away from beach, and perhaps due to the bigger gradient of wind stress on each component and influence of South Equator Current as well. In the center of upwelling, the increase of chlorophyll-a concentration showed a significant negative correlation to the declining of SST (r = -0.71), while the lower SST not because of upwelling process in the South of Flores Sumbawa did not give a significant correlation. Increasing nitrate concentration caused by upwelling showed a positive correlation to improvement of chlorophyll concentration (r = ), while the improvement of nitrate concentration not because of upwelling did not show a significant positive correlation (r = ) compared to that of in the South of Bali Sumbawa. Keywords: Ekman Pump, chlorophyll-a, nitrate, Ekman Transport, upwelling

4 Hak cipta milik IPB, tahun 2007 Hak cipta dilindungi Undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber. a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan Karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan Kritik atau tinjauan suatu masalah b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB

5 KAJIAN KLOROFIL-A DAN NUTRIEN SERTA INTERELASINYA DENGAN DINAMIKA MASSA AIR DI PERAIRAN BARAT SUMATERA DAN SELATAN JAWA SUMBAWA SIMON TUBALAWONY Disertasi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2007

6 Judul Disertasi Nama NRP : Kajian Klorofil-a dan Nutrien serta Interelasinya dengan Dinamika Massa Air di Perairan Barat Sumatera dan Selatan Jawa Sumbawa : Simon Tubalawony : P Disetujui Komisi Pembimbing Dr. Ir. Richardus F. Kaswadji, M.Sc Ketua Dr. Ir. Mulia Purba, M.Sc. Anggota Dr. Ir. Sam Wouthuyzen Anggota Prof. Dr. Ir. Dedi Soedharma, DEA Anggota Diketahui Ketua Program Studi Ilmu Kelautan Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Djisman Manurung, M.Sc. Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S. Tanggal Ujian: 12 November 2007 Tanggal Lulus:

7 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Ambon pada tanggal 18 Oktober 1967, pukul WIT dari Bapak Izaac Tubalawony dan Ibu Juliana Kayadu. Penulis merupakan anak ke 8 dari sepuluh bersaudara. Pendidikan sarjana ditempuh di Jurusan Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan Universitas Pattimura, lulus pada tahun Pada tahun 1997, penulis diterima di Program Studi Ilmu Kelautan pada Program Pascasarjana IPB dan menamatkannya pada tahun Kesempatan untuk melanjutkan ke program doktor pada program studi dan pada perguruan tinggi yang sama diperoleh pada tahun Beasiswa pendidikan pascasarjana diperoleh dari Departemen Pendidikan Nasional Republik Indonesia. Selain itu juga diperoleh bantuan beasiswa dari Yayasan Beasiswa Dana Maluku (YDBM), PEMDA Maluku dan Yayasan DAMANDIRI. Penulis bekerja sebagai Staf Pengajar pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Pattimura sejak tahun 1993 hingga sekarang. Sebuah artikel telah diterbitkan dengan judul Dampak Proses Fisik terhadap Sebaran Klorofil secara Spasial dan Temporal di Perairan Barat Sumatera dan Selatan Jawa Sumbawa pada jurnal Ichthyos tahun Karya ilmiah tersebut merupakan bagian dari program S3 penulis.

8 PRAKATA Segala pujian dan syukur hanya bagimu, Ya TUHAN YESUS KRISTUS, karena atas berkat dan anugerahnya, penulisan disertasi ini dengan judul Kajian Klorofil-a dan Nutrien serta Interelasinya dengan Dinamika Massa Air di Perairan Barat Sumatera dan Selatan Jawa Sumbawa dapat diselesaikan. Penulisan disertasi ini dimaksudkan untuk memberikan gambaran tentang dinamika massa air lapisan Ekman akibat bertiupnya angin muson di perairan barat Sumatera dan selatan Jawa Sumbawa serta dampaknya terhadap perubahan karakteristik massa air dan sebaran klorofil-a perairan. Data yang digunakan dalam penelitian ini sebagian besar berasal dari citra satelit multisensor dan data hasil pengukuran lapang yang diperoleh dari hasil ekspedisi oseanografi Kapal Riset Baruna Jaya I BPPT Jakarta dan dari arsip World Ocean Data Center. Hasil penelitian mendapatkan bahwa lebih intensifnya upwelling di selatan Jawa Tengah Jawa Timur tidak hanya disebabkan karena transpor Ekman meninggalkan pantai (M YE ) tetapi juga karena besarnya gradien gesekan angin komponen menegak pantai ke arah laut lepas ( τ y / y) di perairan ini. Hal ini mengakibatkan lebih besarnya gradien transpor Ekman komponen sejajar garis pantai yang bergerak ke arah barat antara perairan dekat pantai dan laut lepas ( M XE / y) dimana di dekat pantai transpor massa air ke arah barat lebih sedikit dari pada laut lepas. Selain itu upwelling di selatan Jawa mengakibatkan peningkatan konsentrasi nitrat dan penurunan SPL memiliki hubungan yang erat dengan konsentrasi klorofil akan tetapi rendahnya SPL bukan karena pengaruh upwelling di selatan Flores Sumbawa secara signifikan tidak berdampak terhadap peningkatan konsentrasi klorofil-a. Tersusunnya disertasi ini tidak terlepas dari bantuan dan bimbingan berbagai pihak. Untuk itu terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Richardus F. Kaswadji, M.Sc., Bapak Dr. Ir. Mulia Purba, M.Sc., Bapak Dr. Ir. Sam Wouthuyzen dan Bapak Prof. Dr. Ir. Dedi Soedharma, DEA selaku pembimbing; Ibu Dr. Ir. Nani Hendiarti, M.Sc selaku Penguji pada Ujian Tertutup, Bapak Prof. Safwan Hadi Ph.D. selaku Penguji pada Ujian Terbuka dan Bapak Dr. Djisman Manurung, M.Sc. selaku Ketua Program Studi Ilmu Kelautan SPs IPB yang telah banyak memberikan bimbingan, arah dan masukan demi penyempurnaan disertasi ini. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Bapak Dr. Ir. I Wajan Nurjaya, M.Sc. atas bantuannya selama penulisan

9 disertasi; teman-teman dan saudara-saudaraku se-kost di Perwira 12 Darmaga Bogor, terutama: Nus, Nona, Degen, Eddy, Daniel, Ferry; serta kepada Papa, Mama, dan seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya. Semoga disertasi ini bermanfaat Bogor, Desember 2007 Simon Tubalawony

10 DAFTAR ISI DAFTAR TABEL... xvi DAFTAR GAMBAR... xvii DAFTAR LAMPIRAN... xix DAFTAR SINGKATAN... xx PENDAHULUAN Latar Belakang... 1 Pendekatan Masalah... 3 Tujuan Peneilitian... 4 Hipotesa Penelitian... 6 TINJAUAN PUTAKA Produktivitas Primer... 7 Cahaya... 7 Nutrien Suhu Sistem Angin Muson Sirkulasi permukaan perairan timur laut Samudera Hindia Arus Pantai Jawa Hubungan antara Faktor Oceanografis dan Produktivitas Primer Perairan METODE PENELITIAN Lokasi Penelitian Metode Pengumpulan Data Data klorofil Data fisik perairan Data nutrien Data angin Analisis Data Sebaran klorofil-a Sebaran suhu permukaan laut xiv