PENUNTUN PRAKTIKUM OSEANOGRAFI FISIKA

Transkripsi

1 PENUNTUN PRAKTIKUM OSEANOGRAFI FISIKA DISUSUN OLEH Heron Surbakti dan Tim Assisten Praktikum Oseanografi Fisika LABORATORIUM OSEANOGRAFI PROGRAM STUDI ILMU KELAUTAN FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SRIWIJAYA

2 PRAKTIKUM-5 ARUS LAUT Tujuan Instruksional Khusus: Setelah mengikuti praktikum ini, mahasiswa mampu menggambarkan pola arus dan menganalisis pola arus tersebut. TUJUAN PRAKTIKUM 1. Mahasiswa dapat menggambarkan pola arus. 2. Mahasiwa menganalisis pola arus berdasarkan gambar pola arus. Pendahuluan Arus merupakan gerakan horizontal atau vertikal dari suatu massa air sehingga massa air tersebut mencapai kestabilan. Gerakan tersebut merupakan resultan dari beberapa gaya yang bekerja dan beberapa faktor yang mempengaruhinya. Terdapat dua gaya yang berperan dalam arus yaitu: gaya primer dan gaya sekunder. Gaya primer berperan dalam menggerakkan arus dan menentukan kecepatannya. Gaya primer ini terdiri dari gravitasi, gesekan angin (wind stress), gaya dorong ke atas dan ke bawah (bouyancy), serta tekanan atmosfir. Gaya sekunder mempengaruhi arah gerakan dan kondisi aliran arus. Gaya sekunder meliputi gaya Coriolis dan gesekan lapisan air laut itu sendiri (Pond and Pickard, 1983) Selanjutnya, Herunadi (1998) menyebutkan fungsi arus dalam perairan diantaranya ialah: untuk keperluan perencanaan analisis dampak lingkungan di suatu perairan yang membutuhkan data tentang pola arus; untuk perencanaan struktur pantai atau pelabuhan agar proses pengerjaannya efisien dan efektif serta menghasilkan daya tahan yang tinggi; untuk studi rute pelayaran; untuk keperluan wisata laut; serta menjelaskan proses sedimentasi, erosi pantai, sebaran organisme dan pola penyebaran limbah pencemar. 2

3 Berdasarkan gaya-gaya pembangkit arus Gross (1990) dan Brown et al(1989) membagi arus menjadi beberapa jenis, yaitu: a. Arus Ekman, yaitu arus yang disebabkan oleh gesekan angin; b. Arus Pasang Surut, yaitu arus yang disebabkan oleh adanya gaya pembangkit pasut; c. Arus Thermohaline, yaitu arus yang disebabkan karena adanya perbedaan densitas air laut; d. Arus Geostrofik, yaitu arus yang disebabkan karena adanya gradien tekanan mendatar dan gaya coriolis; e. Wind Driven Current, yaitu arus yang dibangkitkan oleh angin, seperti sirkulasi sebagian besar samudera di lapisan atas, gelombang permukaan dan up-weling; serta f. Arus Inersia, yaitu suatu gerakan air dimana terjadi gesekan yang sangat kecil (diasumsikan nol) dan gaya yang masih bekerja hanya gaya coriolis sehingga menyerupai kurva. Arus inersia yang terjadi di sekitar garis lintang akan membentuk lingkaran (circular). Arah rotasi pada lingkaran inersia adalah searah jarum jam di belahan bumi utara dan berlawanan arah jarum jam di belahan bumi selatan (Pond dan Pickard, 1983). Arus merupakan suatu besaran vektor yang memiliki arah dan kecepatan, dimana arah panah menunjukkan arah arus serta panjang anak panah menunjukkan besarnya kecepatan arus tersebut. Arah dan kecepatan arus merupakan resultan dari komponen arus Timur-Barat/zonal (u) dan komponen arus Utara- Selatan/meridional (v). Penamaan arus secara umum didasarkan pada nama tempat dimana arus tersebut melintas atau mengalir, berbeda dengan penamaan angin yang umumnya didasarkan pada tempat/arah dari mana angin tersebut bertiup. Pengukuran arus secara insitu terdiri dari metode pengukuran pada titik tetap (Euler) dan metode Lagrangian, yaitu dengan benda hanyut (drifter) kemudian mengikuti gerakan aliran massa air laut. Alat yang digunakan untuk 3

4 pengukuran arus dengan metode Euler dinamakan Current Meter dimana alat ini digunakan untuk pengukuran kecepatan dan arah arus laut. Cara kerja alat ini adalah bagian alat yang memiliki baling-baling diturunkan ke dalam perairan, selanjutnya gerakan arus laut akan menyebabkan baling-baling bergerak berputar dan jumlah putaran persatuan waktu memiliki hubungan linear dengan kecepatan arus. Gerakan arus akan menyesuaikan posisi alat dengan arah arus tersebut, kecepatan dan arah arus yang terukur ditransmisikan melalui kabel ke perangkat tampilan di atas kapal sehingga kecepatan dan arah arus dapat dilihat melalui recorder baik analog maupun digital. Gambar 1. Alat Pengukur Arus. Current meter RCM 7 (kiri) dan floating droudge (kanan) 1. Membuat peta pola arus dengan Menggunakan Surfer Buat file sheet data pada lembar kerja Worksheet dengan format sbb: Worksheet terdiri dari empat kolom (x,y,z) dimana kolom pertama adalah bujur, kolom kedua adalah nilai lintang, kolom ketiga adalah arah arus (º) sedangkan kolom keempat adalah kecepatan arus. 4

5 Lakukan gridding untuk kecepatan dan arah pada file yang berbeda pada lembar kerja Plot sehingga dihasilkan file baru yang berekstensi kec.grd dan arah.grd. Pilih Grid Data sehingga akan muncul tampilan berikut: Maka akan muncul tampilan berikut untuk memilih file data yang akan di gridding 5

6 Pilih file data 3.xls, kemudian pilih Open, maka akan muncul tampilan berikut: Pada Column X pilih Longitude, Column Y pilih Latitude, sedangkan pada Column Z pilih Arah. Kemudian simpan output file tersebut dengan nama arah.grd Lalu pilih OK. Maka proses griding untuk data arah arus telah selesai dilakukan. 6

7 Lakukan dengan cara yang sama untuk griding data kecepatan arus. Simpan dengan nama kec.grd. Untuk visualisasi Stick Plot arus pada lembar kerja Plot, pilih menu Map New New 2-Grid Vector Map. Buka file arah.grd dan selanjutnya buka file kec.grd sehingga akan terlihat visualisasi pola arus. Klik pada tulisan Vectors disebelah kiri Gambar, maka akan muncul Property Manager pada bagian kiri bawah. Pada Coordinate system, ganti Cartesian menjadi Polar 1 2 Maka peta pola arus telah tergambar seperti gambar berikut. 7

8 Masukkan peta dasar (base map) Indonesia dengan mengklik atau langsung ambil pada toolbar seperti gambar dibawah Lalu pilih file INDO.shp pada folder Peta Indonesia Kemudian blok semua gambar, selanjutnya pilih Map --- Overlay Map. Maka kedua gambar tersebut akan menyatu menjadi satu gambar pola arus pada wilayah Indonesia. Untuk mempertajam peta Indonesia, klik pada Base, dan lalu pada panel kiri bawah pilih Fill Properties lalu pada bagian Pattern berikan warna/pola yang diinginkan 8

9 1 2 Sehingga akan diperoleh peta pola arus seperti gambar berikut. 9

10 Untuk menampilkan skala arus, klik pada Vectos lalu pada panel kiri bawah pilih Scaling lalu aktifkan Show Sacle Legend pada bagian General. Untuk mengubah nama pada legenda, klik pada box legenda, kemudian pada Title text klik pada Reference Vectors dan ubah sesuai dengan nama yang kalian inginkan

11 Sehingga akan muncul tampilan seperti gambar berikut ini 2. Membuat stick plot arus Buat 2 file sheet data pada lembar kerja Worksheet dengan format sbb: Worksheet pertama terdiri dari tiga kolom (x,y,z) dimana x adalah waktu (misal : jam), y adalah nilai sembarang (misal : nol) yang sama setiap barisnya dan z adalah arah arus (º). Copy data tersebut dan paste di baris setelah data terakhir, ubah nilai y dengan 1 misanya selanjutnya beri nama file ini misalnya arah1.bln. Worksheet kedua terdiri dari tiga kolom (x,y,z), sama halnya dengan bagian a, tetapi kolom z-nya adalah kecepatan arus (mis : cm/s), selanjutnya beri nama file ini misalnya kec1.bln. Lakukan gridding dengan spacing 1 untuk x dan y pada tiap file pada lembar kerja Plot sehingga dihasilkan file baru yang berekstensi *.grd. Untuk visualisasi Stick Plot arus pada lembar kerja Plot, pilih menu Map Vector Map New 2-Grid Vector Map. Buka file arah1.grd dan selanjutnya buka file kec1.grd sehingga akan terlihat visualisasi Stick Plot arus. 11