STUDI EDDY MINDANAO DAN EDDY HALMAHERA TESIS. Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung

Transkripsi

1 STUDI EDDY MINDANAO DAN EDDY HALMAHERA TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh MARTONO NIM : Program Studi Sains Kebumian INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008

2 STUDI EDDY MINDANAO DAN EDDY HALMAHERA Oleh MARTONO NIM : Program Studi Sains Kebumian Institut Teknologi Bandung Menyetujui Tim Pembimbing Bandung, februari 2008 Pembimbing 1 Pembimbing 2 (Prof. Safwan Hadi, PhD) NIP (Dr. Eng. Nining Sari Ningsih) NIP

3 ABSTRAK STUDI EDDY MINDANAO DAN EDDY HALMAHERA Oleh Martono Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari karakteristik dan variabilitas Eddy Mindanao dan Eddy Halmahera dalam skala musiman dan tahunan yang mewakili kondisi normal, El Niño, dan La Niña. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah pemodelan hidrodinamika baroklinik tiga dimensi yang disebut dengan A Coupled Hydrodynamical-Ecological Model for Regional and Shelf Seas (COHERENS) yang dikembangkan oleh Luyten, et al., (1999). Data yang digunakan sebagai input model adalah batimetri, temperatur air, salinitas, angin, temperatur udara, curah hujan, penguapan, kecerahan, dan tekanan udara. Berdasarkan hasil simulasi diperoleh bahwa variabilitas Eddy Mindanao dan Eddy Halmahera dipengaruhi oleh angin musim dan fenomena El Niño dan La Niña. Pada tahun normal, di musim barat pusat Eddy Halmahera terletak paling selatan di sekitar 6,3º LU dan 128,5º BT, di musim peralihan pertama bergerak ke utara di sekitar 7,7º LU dan 128,5º BT, di musim timur masih bergerak ke utara di sekitar 7,7º LU dan 128,5º BT, dan di musim peralihan kedua bergerak ke selatan di sekitar 7º LU dan 128,5º BT. Secara umum diameter dan kecepatan Eddy Mindanao dan Eddy Halmahera saat El Niño lebih kecil dan saat La Niña lebih besar daripada saat normal. Kata kunci : Eddy Mindanao, Eddy Halmahera, normal, El Niño, La Niña, Model COHERENS i

4 ABSTRCT STUDY OF MINDANAO EDDY AND HALMAHERA EDDY By Martono This research is conducted to study the characteristics and variability of Mindanao and Halmahera Eddies at seasonal and interannual time scales under normal, El Niño, and La Niña conditions. A three-d baroclinic hydrodinamics model used in this research is COHERENS (A Coupled Hydrodynamical-Ecological Model for Regional and Shelf Seas) which was developed by Luyten, et al., (1999). Bathimetry, water temperature, salinity, wind, air temperature, rain fall, evaporation, cloud cover, and air pressure are used as input data. The results show that the variability of Mindanao Eddy and Halmahera Eddy is influenced by seasonal wind, El Niño and La Niña conditions. Under normal condition, during west monsoon the center of Halmahera Eddy is located farthest south around 6,3º N and 128,5º E, during first transition season it moves northward around 7º N and 128,5º E, during east monsoon it moves further northward around 7,7º N and 128,5º E, and during second transition monsoon it moves again southward around 7º N and 128,5º E. In general, the diameter and velocity of the Mindanao and Halmahera Eddies are smaller during El Niño, and greater during La Niña than normal condition. Keywords : Eddy Mindanao, Eddy Halmahera, normal, El Niño, La Niña, COHERENS Model ii

5 PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin, Direktur Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung. iii

6 Hai orang-orang yang beriman, minta tolonglah kamu dengan sabar dan shalat. Sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar. (Q.S. Al-Baqarah : 153) Kupersembahkan untuk yang tercinta : Bapak, Ibu, Dini dan Reza

7 UCAPAN TERIMA KASIH Alhamdulillah, penulis panjatkan puji dan syukur kehadirat Lillahi Rabbi, yang telah memberikan kekuatan dan ketabahan sehingga penulis dapat menyelesaikan karya tulis ini. Karya tulis ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Program Studi Sains Kebumian, Institut Teknologi Bandung. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa karya tulis ini masih jauh dari sempurna, sehingga penulis mengharapkan saran dan kritik dari semua pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : Prof. Safwan Hadi, Ph.D sebagai Pembimbing I atas segala saran, bimbingan dan nasehatnya selama penelitian berlangsung dan selama penulisan karya tulis ini. DR. Eng. Nining Sari Ningsih sebagai Pembimbing II atas segala saran, bimbingan dan nasehatnya selama penelitian berlangsung dan selama penulisan karya tulis ini. Bagian Pengembangan Personil LAPAN atas bantuan beasiswa yang diterima selama pendidikan program magister ini. Drs. Bambang Siswanto, M.Si sebagai Kepala Bidang Pemodelan Iklim LAPAN yang telah memberikan kesempatan untuk melanjutkan pendidikan program magister ini. DR. Didi Satiadi, DR. Teguh Harjana, Drs. Nurzaman Adi Kusumah, M.Si, Drs. Hariadi TE, Suaydi, M.Sc dan rekan-rekan bidang Pemodelan Iklim LAPAN yang telah memberikan saran dan dukungan moral. iv

8 DAFTAR ISI ABSTRAK i ABSTRACT ii PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS iii UCAPAN TERIMA KASIH iv DAFTAR ISI v DAFTAR LAMPIRAN viii DAFTAR GAMBAR DAN ILUSTRASI ix DAFTAR TABEL xiv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Ruang Lingkup Pembahasan Sistematika Penulisan 1-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Arus Eddy Eddy Mindanao Eddy Halmahera 2-4 BAB III METODOLOGI Daerah Kajian Metode Verifikasi Hasil Pemodelan Tiga Dimensi Diskritisasi Model Skenario Model Data Input Model 3-2 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil dan Verifikasi Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan Januari Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan April v

9 Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan Juli Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan Oktober Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan Januari Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan April Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan Juli Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan Oktober Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan Januari Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan April Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan Juli Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan Oktober Variasi Musiman Eddy Mindanao dan Eddy Halmahera Tahun Normal Musim Barat (Desember 1996, Januari dan Februari 1997) Musim Peralihan I (Maret, April dan Mei 1996) Musim Timur (Juni, Juli dan Agustus 1996) Musim Peralihan II (September, Oktober dan November 1996) Variasi Tahunan Eddy Mindanao dan Eddy Halmahera Tahun El Niño Bulan Juni Bulan Oktober dan November Bulan Januari Bulan April vi

10 Tahun La Niña Bulan Agustus Bulan Oktober Bulan Desember Pembahasan 4-25 BAB. V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran 5-2 DAFTAR PUSTAKA DP-1 vii

11 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Lampiran B Lampiran C Lokasi dan Hasil Verifikasi antara Data OSCAR dengan Mooring Current di Perairan Samudera Pasifik Pola Arus Permukaan Laut Hasil Simulasi Model dan Hasil OSCAR di Perairan Indonesia dan Sekitarnya Pola Arus Musiman Tahun Normal Hasil Simulasi Model di Perairan Barat Pasifik di permukaan, kedalaman 300, dan kedalaman 1250 meter L-A L-B L-C Lampiran D Lampiran E Pola Arus Tahunan pada Tahun El Niño Hasil Simulasi Model di Perairan Barat Pasifik di permukaan, kedalaman 300, dan kedalaman 1250 meter L-D Pola Arus Tahunan pada Tahun La Niña Hasil Simulasi Model di Perairan Barat Pasifik di permukaan, kedalaman 300, dan kedalaman 1250 meter L-E Lampiran F Pola Angin Musiman Tahun Normal di Perairan Barat Pasifik L-F viii

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Skematik Gerakan Arus Eddies di Belahan Bumi Bagian Utara 2-3 Gambar 2.2 Pola Aliran di Pasifik Ekuator Bagian Barat. 2-4 Gambar 3.1 Daerah Penelitian 3-1 Gambar 3.2 Daerah Simulasi dan Batimetri 3-3 Gambar 4.1 Lokasi verifikasi data OSCAR dengan mooring current 4-1 Gambar 4.2 Anomali Suhu Permukaan Laut di Daerah Nino Gambar 4.3 Pola perubahan posisi Eddy Mindanao dan Eddy Halmahera pada kondisi tahun normal di permukaan 4-27 Gambar 4.4 Pola perubahan posisi Eddy Mindanao dan Eddy Halmahera pada kondisi tahun normal di kedalaman 300 meter 4-28 Gambar 4.5 Pusat Eddy Mindanao dan Eddy Halmahera pada tahun normal dan El Niño di permukaan 4-29 Gambar 4.6 Pusat Eddy Mindanao dan Eddy Halmahera pada tahun normal dan La Niña di permukaan 4-30 Gambar 4.7 Pola pergerakan kolam panas saat terjadi El Niño 4-31 Gambar 4.8 Pola pergerakan kolam panas saat terjadi El Niño 4-32 Gambar A.1 Lokasi Buoy di 8 O LU dan 130 O BT L-1 Gambar A.2 Koefisien korelasi kecepatan arus arah zonal antara data mooring current dengan data Satelit TOPEX/Poseidon di 8 O LU dan 130 O BT L-2 Gambar A.3 Koefisien korelasi kecepatan arus arah meridional antara data mooring current dengan data Satelit TOPEX/Poseidon di 8 O LU dan 130 O BT L-2 Gambar A.4 Lokasi Buoy di 8 O LU dan 137 O BT L-3 Gambar A.5 Koefisien korelasi kecepatan arus arah zonal antara data mooring current dengan data Satelit TOPEX/Poseidon di 8 O LU dan 137 O BT L-4 ix

13 Gambar A.6 Koefisien korelasi kecepatan arus arah meridional antara data mooring current dengan data Satelit TOPEX/Poseidon di 8 O LU dan 137 O BT L-4 Gambar A.7 Lokasi Buoy di 5 O LU dan 137 O BT L-5 Gambar A.8 Koefisien korelasi kecepatan arus arah zonal antara data mooring current dengan data Satelit TOPEX/Poseidon di 5 O LU dan 137 O BT L-6 Gambar A.9 Koefisien korelasi kecepatan arus arah meridional antara data mooring current dengan data Satelit TOPEX/Poseidon di 5 O LU dan 137 O BT L-6 Gambar A.10 Lokasi Buoy di 5 O LU dan 147 O BT L-7 Gambar A.11 Koefisien korelasi kecepatan arus arah zonal antara data mooring current dengan data Satelit TOPEX/Poseidon di 5 O LU dan 147 O BT L-8 Gambar A.12 Koefisien korelasi kecepatan arus arah meridional antara data mooring current dengan data Satelit TOPEX/Poseidon di 5 O LU dan 147 O BT L-8 Gambar A.13 Lokasi Buoy di 5 O LU dan 156 O BT L-9 Gambar A.14 Koefisien korelasi kecepatan arus arah zonal antara data mooring current dengan data Satelit TOPEX/Poseidon di 5 O LU dan 156 O BT L-10 Gambar A.15 Koefisien korelasi kecepatan arus arah meridional antara data mooring current dengan data Satelit TOPEX/Poseidon di 5 O LU dan 156 O BT L-10 Gambar B.1 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Januari 1996 L-11 Gambar B.2 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Januari 1996 dari data OSCAR L-11 Gambar B.3 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan April 1996 L-12 Gambar B.4 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan April 1996 dari data OSCAR L-12 Gambar B.5 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Juli 1996 L-13 Gambar B.6 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Juli 1996 x

14 dari data OSCAR L-13 Gambar B.7 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Oktober 1996 L-14 Gambar B.8 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Oktober 1996 dari data OSCAR L-14 Gambar B.9 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Januari 1997 L-15 Gambar B.10 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Januari 1997 dari data OSCAR L-15 Gambar B.11 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan April 1997 L-16 Gambar B.12 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan April 1997 dari data OSCAR L-16 Gambar B.13 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Juli 1997 L-17 Gambar B.14 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Juli 1997 dari data OSCAR L-17 Gambar B.15 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Oktober 1997 L-18 Gambar B.16 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Oktober 1997 dari data OSCAR L-18 Gambar B.17 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Januari 1998 L-19 Gambar B.18 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Januari 1998 dari data OSCAR L-19 Gambar B.19 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan April 1998 L-20 Gambar B.20 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan April 1998 dari data OSCAR L-20 Gambar B.21 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Juli 1998 L-21 Gambar B.22 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Juli 1998 dari data OSCAR L-21 Gambar B.23 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Oktober 1998 L-22 Gambar B.24 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Oktober 1998 dari data OSCAR L-22 Gambar C.1 Pola arus permukaan pada musim barat tahun normal L-23 Gambar C.2 Profil melintang temperatur pada musim barat tahun normal L-23 Gambar C.3 Pola arus di kedalaman 300 meter pada musim barat xi

15 tahun normal L-24 Gambar C.4 Pola arus di kedalaman 1250 meter pada musim barat tahun normal L-24 Gambar C.5 Pola arus permukaan pada musim peralihan pertama tahun normal L-25 Gambar C.6 Profil melintang temperatur pada musim peralihan pertama tahun normal L-25 Gambar C.7 Pola arus di kedalaman 300 meter pada musim peralihan pertama tahun normal L-26 Gambar C.8 Pola arus di kedalaman 1250 meter pada musim peralihan pertama tahun normal L-26 Gambar C.9 Pola arus permukaan pada musim timur tahun normal L-27 Gambar C.10 Profil melintang temperatur pada musim timur tahun normal L-27 Gambar C.11 Pola arus di kedalaman 300 meter pada musim timur tahun normal L-28 Gambar C.12 Pola arus di kedalaman 1250 meter pada musim timur tahun normal L-28 Gambar C.13 Pola arus permukaan bulan Agustus 1996 L-29 Gambar C.14 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Agustus 1996 L-29 Gambar C.15 Pola arus permukaan pada musim peralihan kedua tahun normal L-30 Gambar C.16 Profil melintang temperatur pada musim peralihan kedua tahun normal L-30 Gambar C.17 Pola arus di kedalaman 300 meter pada musim peralihan kedua tahun normal L-31 Gambar C.18 Pola arus di kedalaman 1250 meter pada musim peralihan kedua tahun normal L-31 Gambar C.19 Pola arus permukaan bulan Oktober 1996 L-32 Gambar C.20 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Oktober 1996 L-32 Gambar D.1 Pola arus permukaan bulan Juni 1997 L-33 Gambar D.2 Pola arus permukaan bulan Juni 1996 L-33 xii

16 Gambar D.3 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Juni 1997 L-34 Gambar D.4 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Juni 1996 L-34 Gambar D.5 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan Juni 1996 L-35 Gambar D.6 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan Juni 1997 L-35 Gambar D.7 Pola arus permukaan bulan Nopember 1997 L-36 Gambar D.8 Pola arus permukaan bulan Nopember 1996 L-36 Gambar D.9 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Nopember 1997 L-37 Gambar D.10 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Nopember 1996 L-37 Gambar D.11 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan Nopember 1997 L-38 Gambar D.12 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan Nopember 1996 L-38 Gambar D.13 Pola arus permukaan bulan Oktober 1997 L-39 Gambar D.14 Pola arus permukaan bulan Oktober 1996 L-39 Gambar D.15 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Oktober 1997 L-40 Gambar D.16 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Oktober 1996 L-40 Gambar D.17 Pola arus permukaan bulan Januari 1998 L-41 Gambar D.18 Pola arus permukaan bulan Januari 1996 L-41 Gambar D.19 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Januari 1998 L-42 Gambar D.20 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Januari 1996 L-42 Gambar D.21 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan Januari 1998 L-43 Gambar D.22 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan Januari 1996 L-43 Gambar D.23 Pola arus permukaan bulan April 1998 L-44 Gambar D.24 Pola arus permukaan bulan April 1996 L-44 Gambar D.25 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan April 1998 L-45 Gambar D.26 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan April 1996 L-45 Gambar D.27 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan April 1998 L-46 Gambar D.28 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan April 1996 L-46 Gambar E.1 Pola arus permukaan bulan Agustus 1998 L-47 Gambar E.2 Pola arus permukaan bulan Agustus 1996 L-47 xiii

17 Gambar E.3 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Agustus 1998 L-48 Gambar E.4 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Agustus 1996 L-48 Gambar E.5 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan Agustus 1998 L-49 Gambar E.6 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan Agustus 1996 L-49 Gambar E.7 Pola arus permukaan bulan Oktober 1998 L-50 Gambar E.8 Pola arus permukaan bulan Oktober 1996 L-50 Gambar E.9 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Oktober 1998 L-51 Gambar E.10 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Oktober 1996 L-51 Gambar E.11 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan Oktober 1998 L-52 Gambar E.12 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan Oktober 1996 L-52 Gambar E.13 Pola arus permukaan bulan Desember 1998 L-53 Gambar E.14 Pola arus permukaan bulan Desember 1996 L-53 Gambar E.15 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Desember 1998 L-54 Gambar E.16 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Desember 1996 L-54 Gambar E.17 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan Desember 1998 L-55 Gambar E.18 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan Desember 1996 L-55 Gambar F.1 Pola angin permukaan musim barat pada tahun normal L-56 Gambar F.2 Pola angin permukaan musim peralihan pertama pada tahun normal L-56 Gambar F.3 Pola angin permukaan musim timur pada tahun normal L-57 Gambar F.4 Pola angin permukaan musim peralihan kedua pada tahun normal L-57 xiv

18 DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Nilai Koefisien Korelasi antara data OSCAR dengan 12 mooring current Tabel 4.2 Kecepatan arus permukaan rata-rata bulanan hasil simulasi dan OSCAR tahun Tabel 4.3 Kecepatan arus permukaan rata-rata bulanan hasil simulasi dan OSCAR tahun Tabel 4.4 Kecepatan arus permukaan rata-rata bulanan hasil simulasi dan OSCAR tahun Tabel 4.5 Diameter dan pusat Eddy Mindanao di permukaan 29 Tabel 4.6 Diameter dan pusat Eddy Mindanao di kedalaman 300 meter 29 Tabel 4.7 Diameter dan pusat Eddy Halmahera di permukaan 29 Tabel 4.8 Pusat Eddy Mindanao dan Eddy Halmahera dari berbagai referensi 36 Tabel 4.9 Kecepatan dan arah angin di 3 O LS 10 O LU dan 125 O BT 140 O BT 39 Tabel 4.10 Diameter dan kecepatan Eddy Mindanao saat tahun normal dan tahun El Niño di permukaan 40 Tabel 4.11 Diameter dan kecepatan Eddy Mindanao saat tahun normal dan tahun El Niño di kedalaman 300 meter 41 Tabel 4.12 Diameter dan kecepatan Eddy Halmahera saat tahun normal dan tahun El Niño di permukaan 41 Tabel 4.13 Diameter dan kecepatan Eddy Mindanao saat tahun normal dan tahun La Niña di permukaan 42 Tabel 4.14 Diameter dan kecepatan Eddy Mindanao saat tahun normal dan tahun La Niña di kedalaman 300 meter 42 Tabel 4.15 Diameter dan kecepatan Eddy Halmahera saat tahun normal dan tahun La Niña di permukaan 42 xv

19 xvi