4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Transkripsi

1 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pelapisan Massa Air di Perairan Raja Ampat Pelapisan massa air dapat dilihat melalui sebaran vertikal dari suhu, salinitas dan densitas di laut. Gambar 4 merupakan sebaran menegak dan melintang dari suhu di perairan Raja Ampat. (a) (b) Gambar 4. Penampang melintang (a) dan Profil menegak (b) suhu di perairan Raja Ampat Penampang melintang suhu di perairan Raja Ampat (Gambar 4 (a)) memiliki variasi vertikal yang berkisar antara 7 o C sampai 31 o C pada tiap-tiap stasiun, dari sebaran tersebut dapat dibagi menjadi lapisan teraduk, lapisan termoklin dan lapisan dalam. Kedalaman lapisan teraduk dan termoklin di masing-masing stasiun memiliki rentang kedalaman yang tidak jauh berbeda dan memiliki pola yang sama pada tiap-tiap stasiun. Secara vertikal (Gambar 4 (b)) suhu perairan Raja Ampat semakin menurun seiring dengan bertambahnya kedalaman. Kedalaman lapisan teraduk mencapai 45 m sedangkan ketebalan lapisan termoklin mencapai 28 m dan batas antara termoklin bawah dengan

2 lapisan dalam yaitu pada kedalaman 329 m. Pelapisan yang jelas ini juga menggambarkan bahwa perairan tersebut dapat dikatakan perairan yang stabil. (a) (b) Gambar 5. Penampang melintang (a) dan Profil menegak (b) salinitas di perairan Raja Ampat Gambar 5 merupakan penampang melintang dan menegak dari salinitas pada stasiun pengamatan di perairan Raja Ampat. Dari Gambar 5 (a) dapat dilihat bahwa sebaran vertikal salinitas dari masing-masing stasiun dapat dibagi menjadi beberapa kedalaman yang seragam pada tiap-tiap stasiun. Kedalaman m 6 m merupakan lapisan permukaan yang memiliki besar salinitas seragam dengan nilai yang lebih kecil. Kedalaman 6 m 342 m merupakan lapisan haloklin dimana terdapat perubahan salinitas yang tajam berdasarkan kedalaman dengan rata-rata perubahan salinitas,95 psu/m. Pada kedalaman dibawah 342 m nilai salinitas mulai mengecil dan menjadi lebih stabil seiring dengan bertambahnya kedalaman. Perairan di sekitar khatulistiwa memiliki salinitas yang lebih rendah dibandingkan di daerah lintang tinggi, dimana rata-rata salinitas pada perairan Raja Ampat yaitu 34,7 psu hal ini dikarenakan pada daerah sekitar khatulistiwa

3 memiliki curah hujan yang cukup tinggi sehingga mengurangi salinitas di perairan tersebut. Stasiun 3 memiliki kisaran salinitas 33,8 psu 35,3 psu, stasiun 4 memiliki nilai salinitas berkisar antara 33,7 psu dan 35,4 psu, stasiun 5 memiliki nilai salinitas tertinggi 35,4 psu dan terendah 33,9 psu dan stasiun 6 memiliki kisaran salinitas 34, psu sampai 35,3 psu. Tabulasi mengenai pelapisan massa air di perairan Raja Ampat ditunjukkan oleh tabel 1. Tabel 1. Nilai rata-rata suhu dan salinitas pada setiap lapisan di masing-masing stasiun perairan Raja Ampat Suhu ( o C) Salinitas (psu) Stasiun Permukaan (45 m) Termoklin (269 m) Termoklin (282 m) batas batas batas batas batas bawah atas bawah atas bawah 3 29,73 28,98 1,66 34,3 34,7 4 29,79 29,36 12,79 34,1 34,8 5 29,48 28,76 13,57 34,4 34,7 6 29,54 28,35 13,31 34,2 34,8 4.2 Internal Mixing Shear Vertikal Arus Secara umum shear vertikal arus di perairan Raja Ampat di masingmasing stasiun memiliki pola yang berbeda, yaitu pada stasiun 3 dan 4 (Gambar 6 (a) dan (b)) shear vertikal arus menunjukkan variasi yang kecil di lapisan permukaan kemudian mulai meningkat pada kedalaman 2 m 4 m, dengan keadaan maksimum pada kedalaman 29 m untuk stasiun 3 dan kedalaman 31 m untuk stasiun 4, kemudian keadaan kembali mengecil pada kedalaman dibawah 4 m. Pada stasiun 5 shear vertikal arus meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman, dengan nilai shear tertinggi yaitu pada kedalaman 55 m (Gambar 6 (c)). Keadaan shear vertikal arus di stasiun 6 dapat dikatakan lebih kecil nilainya dibandingkan dengan ketiga stasiun lainnya, dimana pada stasiun 6 nilai shear vertikalnya relatif merata pada setiap kedalaman, pada stasiun 6 kedalaman dengan nilai shear tertinggi berada pada kedalaman 48 m.

4 (a) (b) (c) (d) Gambar 6. Penampang menegak shear vertikal arus (s -1 ) pada setiap stasiun

5 Gambar 7. Distribusi melintang shear vertikal arus (s -1 ) Secara garis besar gradien komponen arus terhadap kedalaman mulai meningkat pada kedalaman 2 m. Pada stasiun 3 shear vertikal yang terjadi berkisar antara s -1 sampai 5,1892 s -1, kisaran shear vertikal arus pada stasiun 4 yaitu antara s -1 dan 6,5399 s -1. Stasiun 5 memiliki kisaran nilai shear vertikal tertinggi yaitu,672 s -1 sampai 6,987 s -1 sedangkan pada stasiun 6 merupakan shear vertikal arus dengan kisaran terendah yaitu sampai 4,189 s -1. Dari Gambar 6 dan Gambar 7, pada stasiun 5 mengindikasikan terjadinya pergerakan arus yang besar pada lapisan di bawah 4 m dibandingkan pada lapisan teraduk atau lapisan atas kemudian pada stasiun 4 pergerakan arus terbesar yaitu pada kedalaman 3 m 35 m karena semakin besar perubahan kecepatan komponen arus terhadap kedalaman maka semakin besar pula nilai shear arus yang terjadi (Persamaan 3). Daerah pengamatan yang berupa selat sempit dengan kedalaman ratarata serta dasar perairan yang tidak rata merupakan salah satu penyebab shear vertikal yang besar, selain itu perbedaan massa air yang mengisi perairan Raja Ampat juga berpengaruh terhadap perubahan arah arus di lapisan dalam perairan.

6 4.2.2 Frekuensi Apung Dari profil densitas pada Gambar 8 terlihat bahwa nilai densitas bertambah seiring dengan bertambahnya kedalaman. Kedalaman m 47 m merupakan lapisan permukaan, 47 m 234 m merupakan lapisan piknoklin dan lebih dari 234 m merupakan lapisan dalam. Daerah piknoklin merupakan daerah dimana terjadi perubahan densitas yang sangat besar sehingga daerah piknoklin akan memberikan nilai frekuensi apung yang lebih tinggi dibandingkan dengan lapisan lainnya karena nilai frekuensi apung dipengaruhi oleh gradien densitas suatu perairan, merujuk pada persamaan 1 yaitu semakin besar beda densitas pada suatu lapisan perairan maka semakin besar pula nilai frekuensi apungnya. Daerah piknoklin akan menjadi penghalang lewatnya air secara vertikal antara kolom permukaan dengan kolom air di bawahnya yang merupakan daerah dengan stratifikasi lebih lemah. Gambar 8. Profil menegak densitas pada stasiun 3 6 di perairan Raja Ampat. Gambar 9 menunjukkan penampang melintang dari frekuensi apung di perairan Raja Ampat, ditunjukkan bahwa frekuensi apung memiliki nilai yang kecil

7 pada lapisan permukaan kemudian lebih besar pada kedalaman 8 m 15 m dan kembali mengecil pada lapisan dibawahnya. Gambar 9. Distribusi melintang frekuensi apung (s -1 ) di perairan Raja Ampat Dari Gambar juga terlihat bahwa nilai frekuensi apung dari satu stasiun ke stasiun lain menunjukkan pola sebaran yang sama namun memiliki kisaran yang berbeda. Stasiun 3 memiliki nilai frekuensi apung berkisar antara 7,3 x 1-5 s -1 sampai 4,4 x 1-2 s -1 dengan frekuensi apung tertinggi pada kedalaman 142 m, stasiun 4 berkisar antara 1,73 x 1-4 s -1 sampai 3,3 x 1-2 s -1 dengan frekuensi tertinggi berada pada kedalaman 87 m. Stasiun 5 memiliki nilai frekuensi apung tertinggi pada kedalaman 92 m dengan nilai 5,1 x 1-2 s -1 dan terendah 1,88 x 1-4 s -1. Pada stasiun 6 memiliki kisaran frekuensi apung antara 1,32 x 1-4 s -1 dan 4,44 x 1-2 s -1 dengan frekuensi apung tertinggi pada kedalaman 16 m. Profil menegak frekuensi apung pada setiap stasiun dapat dilihat di Lampiran Bilangan Richardson Bilangan Richardson merupakan rasio antara frekuensi apung dengan shear vertikal arus suatu perairan. Dari Gambar 1 terlihat bahwa seluruh

8 lapisan air memiliki warna yang seragam dengan nilai kurang dari,25. Menurut Emery (25) dan Muench (2) intensitas pencampuran yang besar di mulai saat bilangan Richardson turun di bawah,25 hingga 1. Artinya pada Gambar 1 seluruh lapisan perairan mengalami pencampuran ditunjukkan dengan warna ungu dan biru yang bernilai dibawah,25. Gambar 1. Distribusi melintang bilangan Richardson di perairan Raja Ampat Pada Gambar 1 juga menunjukkan nilai bilangan Richardson yang lebih besar pada kedalaman antara 1 m dan 2 m, walaupun daerah tersebut masih berada di bawah,25 namun frekuensi apungnya menekan aktivitas turbulensi lebih besar di lapisan tersebut sehingga memberikan nilai bilangan Richardson yang lebih besar karena semakin besar bilangan Richardson maka pencampuran akan semakin kecil (persamaan 4). Pada lapisan permukaan pengaruh gelombang dan angin yang dominan mengaduk lapisan tersebut, sedangkan pada lapisan dalam terjadi pergerakan arus yang besar ditandai dengan nilai shear arus yang besar sehingga memberikan nilai bilangan Richardson yang lebih kecil. Kisaran bilangan Richardson pada masing-masing stasiun adalah sebagai berikut, pada stasiun 3 nilai bilangan Richardson terbesar yaitu,336

9 yang terdapat pada kedalaman 143 m, pada stasiun 4 bilangan Richardson tertinggi yaitu,45 kemudian pada stasiun 5 kedalaman 111 m memiliki bilangan Richardson tertinggi sebesar,73 dan pada stasiun 6 kisaran bilangan Richardson mencapai 1,445 pada kedalaman 144 m. Profil menegak bilangan Richardson pada setiap stasiun dapat dilihat di Lampiran Koefisien Difusivitas Eddy Vertikal (K v ) Koefisien difusivitas eddy vertikal didapatkan dengan menggunakan parameterisasi dari bilangan Richardson, dimana koefisien difusivitas eddy berbanding terbalik dengan bilangan Richardson. Nilai dari koefisien difusivitas eddy menggambarkan besarnya proses pencampuran akibat turbulensi, semakin besar nilainya maka proses pencampuran akan semakin besar pula. Berdasarkan perhitungan (persamaan (6) dan (7)) diperoleh hasil sebaran melintang seperti pada Gambar 11. Gambar 11. Distribusi melintang koefisien difusivitas eddy (m 2 /s) perairan Raja Ampat Sebaran melintang dari koefisien difusivitas eddy dari seluruh stasiun menunjukkan pada lapisan permukaan yaitu kedalaman m 4 m koefisien difusivitas eddy memiliki nilai yang besar hal ini dapat diartikan terjadi

10 pencampuran yang besar karena pengaruh angin yang dominan mencampur lapisan permukaan, kemudian pada lapisan piknoklin nilai koefisien difusivitas eddy mengecil terutama pada stasiun 6 di kedalaman 15 m 2 m dan kembali membesar pada lapisan di bawah piknoklin, kemudian pada kedalaman dibawah 57 m nilai koefisien eddy kembali mengecil dimana keadaan perairan sudah lebih stabil dari aktivitas pencampuran. Kisaran nilai koefisien difusivitas eddy pada masing-masing stasiun yaitu pada stasiun 3 memiliki kisaran nilai koefisien difusivitas eddy antara 3,234 x 1-3 m 2 /s dan 5,143 x 1-3 m 2 /s, pada stasiun 4 nilai koefisien dfusivitas eddy berkisar 2,967 x 1-3 m 2 /s sampai,721 m 2 /s sedangkan kisaran nilai koefisien difusivitas eddy pada stasiun 5 yaitu 5,1 x 1-3 m/s 2 2 x 1-3 m 2 /s sedangkan pada stasiun 6 memiliki nilai koefisien terendah yaitu 3,1 x 1-5 m 2 /s dan koefisien tertinggi sebesar 5,122 x 1-3 m 2 /s. Profil menegak Koefisien difusivitas eddy pada setiap stasiun dapat dilihat di Lampiran Alih Bahang Vertikal (Q z ) Dari hasil perhitungan estimasi alih bahang di perairan Raja Ampat pada kedalaman 3 m - 64 m didapatkan hasil seperti pada Gambar 12, secara keseluruhan nilai alih bahang yang dialihkan secara vertikal antara kolom air berkisar antara -35,4722 W/m 2 sampai 239,8686 W/m 2. Berdasarkan Gambar 12 pengalihan bahang terbesar terjadi pada kedalaman 1 m - 2 m yang merupakan lapisan termoklin terutama pada batas-batas antara lapisan termoklin atas dan termoklin bawah dimana terdapat gradien suhu yang besar pada kedalaman tersebut. Pada kedalaman 2 m - 3 m walaupun memiliki nilai koefisien difusivitas eddy yang besar namun nilai alih bahang pada lapisan ini lebih kecil nilainya dikarenakan perbedaan suhu

11 yang kecil pula pada lapisan tersebut dan sebaran suhunya secara horizontal pun cukup seragam. Gambar 12. Distribusi melintang alih bahang (W/m 2 ) perairan Raja Ampat. Pada lapisan dalam ( > 4 m) dimana suhu perairan sudah lebih stabil memberikan nilai alih bahang yang kecil. Pada lapisan teraduk yang memiliki aktivitas pencampuran yang cukup besar memberikan nilai alih bahang yang kecil akibat dari gradien suhu yang kecil pula dimana pada lapisan teraduk suhu perairan sudah lebih seragam. Nilai alih bahang di perairan Raja Ampat memiliki sebaran vertikal yang bervariasi pada tiap-tiap stasiun. Namun, secara garis besar memiliki pola yang sama yaitu bernilai kecil di lapisan permukaan kemudian membesar pada lapisan termoklin dan kembali mengecil pada lapisan dalam. Pada stasiun 3 nilai alih bahang mencapai 237,6586 W/m 2 dengan pengalihan tertinggi berada pada kedalaman 142 m, pada stasiun 4 kisaran alih bahangnya adalah -29,512 W/m 2 149,755 W/m 2 merupakan kisaran terkecil dibandingkan stasiun yang lain. Stasiun 5 memiliki kisaran alih bahang yang tertinggi yaitu -31,1431 W/m 2 sampai 239,8686 W/m 2 dengan pengalihan bahang pada kedalaman 92 m

12 sedangkan pada stasiun 6 pengalihan bahang tertinggi yaitu 188,8957 W/m 2 pada kedalaman 24 m dan terendah -35,4722 W/m 2. Berikut ini merupakan tabulasi dari hasil perhitungan rata-rata pengalihan bahang melalui proses turbulensi. Pengalihan bahang rata-rata terbesar ditunjukkan tabel 2 yaitu pada stasiun 4 dan yang terendah yaitu pada stasiun 5. Selain itu dari tabel 2 juga dapat dilihat hubungan antara alih bahang dengan beberapa parameter turbulensi yang dilakukan. Dalam perhitungannya pengalihan bahang dipengaruhi oleh koefisien pencampuran, kapasitas bahang dan gradien suhu, dimana gradien suhu memberikan pengaruh yang langsung terhadap pengalihan bahang yaitu semakin besar perbedaan suhu terhadap kedalaman maka semakin besar pula bahang yang dialihkan. Tabel 2. Perhitungan rata-rata beberapa parameter alih bahang di perairan Raja Ampat pada masing-masing stasiun Stasiun Shear (s -1 ) Frekuensi Apung (s -1 ) Bilangan Richardson Koef.Difusi Eddy (m 2 /s) Alih Bahang (W/m 2 ) T ( o C) 3 1,958,7253,795,556 2,1975, ,265929,7626,941,548 2,55893, ,4784,7256,723,563 18,686, ,914968,731,672, ,77652,37765 Simp.baku,254857,179,2628 3,21E-5,944252,849 Berikut ini merupakan perbandingan alih bahang pada perairan Raja Ampat, Laut Flores dan Selat Ombai (Tabel 3). Jika dibandingkan dengan penelitian yang dilakukan di perairan selat Ombai dan Laut Flores oleh Siregar tahun 27, pengalihan bahang melalui turbulensi di perairan Raja Ampat memiliki nilai yang lebih besar, hal ini dikarenakan Perairan Raja Ampat adalah salah satu jalur masuk massa air dari Samudera Pasifik menuju Samudera Hindia yang melalui perairan Indonesia sehingga pencampuran dan pengalihan

13 bahangnya masih lebih besar dibandingkan pada perairan selat Ombai maupun Laut Flores yang merupakan jalur keluar massa air dari perairan Indonesia ke Samudera Hindia dimana asupan bahangnya telah tercampur sebelum memasuki selat Ombai maupun Laut Flores di perairan selat Malaka dan sekitarnya. Tabel 3. Pencampuran vertikal dan alih bahang pada kedalaman 194 m hingga 241 m di Perairan Raja Ampat (November 27), Laut Flores dan Selat Ombai (Mei 25) Alih Lokasi Stasiun Kv (m 2 /s) Bahang (W/m 2 ) T/ z ( o C/m) Perairan Raja Ampat 3 5,8 x 1-3 2,9 4,4 x ,1 x ,34 6,6 x ,8 x ,2 6,7 x ,7 x ,5 8,72 x 1-2 Laut Flores 1 1,13 x 1-5 2,7 5,83 x ,5 x 1-5 2,46 5,71 x ,9 x 1-5 2,43 5,45 x ,2 x 1-5 2,8 4,98 x ,5 x 1-5 2,31 5,4 x 1-2 Selat Ombai 1,12 x 1-5 1,42 3,39 x 1-3 Perbandingan dilakukan pada kedalaman 194 m hingga 241 m dengan waktu pengambilan data yang berbeda. Pengambilan data di Perairan raja Ampat dilakukan pada November 27 sedangkan pengambilan data di Laut Flores dan Selat Ombai dilakukan pada Mei 25. Perbedaan waktu pengambilan data juga berpengaruh terhadap hasil pengalihan bahangnya yang berkaitan dengan musim, bulan Mei termasuk dalam musim peralihan 1 menuju musim timur dan bulan November merupakan musim peralihan 2 menuju musim barat dimana asupan panas dari matahari lebih banyak. Selain itu daerah pengamatan berupa selat sempit pada perairan Raja Ampat dibandingkan dengan Laut Flores yang lebih luas memberikan pola arus

14 pada perairan Raja Ampat lebih kompleks sehingga memberikan shear vertikal yang lebih besar dibandingkan dengan perairan selat Ombai maupun Laut Flores yang memicu proses pencampuran dan pengalihan bahang. 4.3 Difusi Ganda Difusi ganda memliki peranan yang penting dalam menyebabkan pencampuran air laut (mixing), merubah distribusi suhu dan salinitas secara regional dan membentuk formasi finestructure yang berskala kecil dari variasi vertikal pada suhu dan salinitas (Ffield, 24). Penelitian ini untuk melihat bagaimana aktivitas difusi ganda di perairan Raja Ampat serta pengaruhnya terhadap pertukaran bahang dalam perairan. Salah satu cara untuk mengetahui aktivitas difusi ganda adalah dengan sudut Turner Sudut Turner Sudut Turner dipengaruhi oleh perbedaan salinitas dan suhu terhadap kedalaman, semakin besar gradien suhu dan salinitasnya maka semakin besar aktivitas difusi ganda yang terjadi di perairan tersebut. Untuk penyajian jumlah difusi ganda yang terjadi pada perairan Raja Ampat dibagi menjadi beberapa kedalaman, yaitu pada lapisan permukaan dengan kedalaman m - 6 m, lapisan haloklin yaitu pada kedalaman 61 m 342 m dan pada lapisan dalam yaitu kedalaman lebih dari 342 m. Gambar 13 menunjukkan jumlah difusi ganda yang terjadi berdasarkan sudut Turner pada kedalaman m 6 m dan Gambar 14 merupakan penggambaran nilai sudut Turnernya. Pada kedalaman ini di dominasi oleh keadaan stabil dengan sudut Turner -45 o sampai 45 o dan yang paling sedikit adalah aktivitas Salt fingering lemah. Hal ini dikarenakan pada kedalaman tersebut pengaruh angin masih besar sehingga pengadukan perairan

15 Jumlah menyebabkan suhu maupun salinitas menjadi seragam sampai kedalaman tertentu Stasiun Diffusive Layering Kuat Diffusive Layering lemah Stabil Salt Fingering Lemah Salt Fingering Kuat Gambar 13. Jumlah difusi ganda yang terjadi berdasarkan sudut Turner pada kedalaman m 6 m Nilai Tu pada kedalaman - 6 m Stasiun Nilai Tu pada kedalaman - 6 m Stasiun Nilai Tu pada kedalaman - 6 m Stasiun Nilai Tu pada kedalaman - 6 m Stasiun Gambar 14. Nilai sudut Turner pada kedalaman 6 m di masing-masing stasiun perairan Raja Ampat

16 Jumlah Aktivitas diffusive Layering lemah dan diffusive Layering kuat paling banyak terjadi pada stasiun 4 sedangkan aktivitas salt fingering kuat banyak terjadi pada stasiun 5 dimana stasiun 5 merupakan stasiun yang paling sedikit keadaan stabilnya dibandingkan stasiun lain. Stasiun 3 merupakan stasiun yang terbanyak keadaan stabilnya sedangkan stasiun 6 merupakan stasiun yang paling sedikit aktivitas difusi gandanya. Aktivitas difusi ganda yang diamati selanjutnya adalah pada kedalaman 61 m 342 m yang merupakan lapisan haloklin (Gambar 15) dimana sebagian besar aktivitas difusi ganda yang terjadi adalah aktivitas salt fingering lemah yaitu sudut Turner dengan nilai 45 o 67,5 o hal ini terjadi pada setiap stasiun walaupun untuk stasiun 4 dan 5 masih didominasi oleh keadaan stabil namun aktivitas salt fingering lemah pada kedua stasiun ini hampir menyamai keadaan stabil. Kemudian diikuti oleh aktivitas salt fingering kuat yang juga banyak terjadi pada setiap stasiun dengan jumlah yang merata pada masing-masing stasiun Diffusive Layering Kuat Diffusive Layering lemah Stabil Salt Fingering Lemah Salt Fingering Kuat stasiun Gambar 15. Jumlah difusi ganda yang terjadi berdasarkan sudut Turner pada kedalaman 61 m 342 m

17 Untuk penggambaran nilai dari sudut Turner pada kedalaman 61 m 342 m ditunjukkan oleh Gambar 16. Nilai Tu pada kedalaman m Stasiun Nilai Tu pada kedalaman m Stasiun Nilai Tu pada kedalaman m Stasiun Nilai Tu pada kedalaman m Stasiun Gambar 16. Nilai sudut Turner pada kedalaman m di masing-masing stasiun perairan Raja Ampat Hal tersebut di atas dapat terjadi karena pada kedalaman ini ( m) merupakan daerah haloklin dimana perbedaan salinitas terjadi sangat besar terhadap perbedaan kedalaman, juga dikarenakan pada lapisan ini merupakan tempat pertemuan dua massa air, yaitu massa air yang bersalinitas maksimum yaitu massa air dari South Pacific Subtropical Water (SPSW) dan massa air bersalinitas minimum South Pacific Intermediete Water (SPIW) pada lapisan dibawahnya. Pembagian massa air di perairan Raja Ampat dapat dilihat pada Gambar 17.

18 . Gambar 17. Diagram TS karakteristik massa air di perairan Raja Ampat (P2O- LIPI, 29) Adanya massa air yang bersalinitas maksimum yang berada di atas massa air bersalinitas minimum memungkinkan untuk terjadinya aktivitas difusi ganda. Menurut Pond dan Pickard (1991) serta Stewart (23) peristiwa salt fingering ini terjadi jika ada lapisan air yang hangat dan salin, dan lapisan air dibawahnya lebih dingin serta kurang salin dibandingkan lapisan atasnya, dimana densitas air yang berada di atas lebih kecil atau sama dengan dibawahnya, maka air yang lebih salin pada peralihan tersebut akan kehilangan bahangnya menuju ke air yang lebih dingin di bawahnya, bahangnya akan lebih cepat hilang atau berpindah dibandingkan kehilangan garamnya. Jika perbedaan densitas antara kedua lapisan tersebut kecil, air yang lebih salin di atas akan menjadi lebih berat sehingga akan turun ke lapisan bawahnya yang lebih dingin dan kurang salin. Lapisan air yang dingin dan kurang salin menerima bahang lebih cepat dibandingkan garam sehingga menjadi lebih ringan untuk naik ke lapisan atasnya.

19 Jumlah Berikutnya adalah aktivitas difusi ganda di perairan dalam ( dibawah 342 m) yang ditunjukkan oleh Gambar 18 dan Gambar 19 di bawah ini Diffusive Layering Kuat Diffusive Layering lemah Stabil Salt Fingering Lemah Salt Fingering Kuat Stasiun Gambar 18. Jumlah difusi ganda yang terjadi berdasarkan sudut Turner pada kedalaman > 342 m. Nilai Tu pada kedalaman > 342 m Stasiun Nilai Tu pada kedalaman > 342 m Stasiun Nilai Tu pada kedalaman > 342 m Stasiun Nilai Tu pada kedalaman > 342 m Stasiun Gambar 19. Nilai sudut Turner pada kedalaman > 342 m di masing-masing stasiun perairan Raja Ampat

20 Untuk kedalaman lebih dari 342 m (Gambar 18 dan 19) aktivitas salt fingering lemah masih cukup banyak terjadi pada beberapa stasiun yang diimbangi juga oleh keadaan stabil pada stasiun lainnya, terutama pada stasiun 4 keadaan stabil mendominasi keadaan perairan. Walaupun aktivitas salt fingering lemah banyak terjadi pada lapisan ini dan bahkan pada stasiun 3 dan 6 jumlahnya mendominasi tetapi jumlah tersebut masih lebih kecil jika dibandingkan dengan aktivitas salt fingering yang terjadi pada lapisan haloklin ( 61 m 342 m). Pada kedalaman ini jumlah diffusive layering lemah menjadi aktivitas difusi ganda yang paling sedikit di semua stasiun, kemudian diikuti oleh aktivitas diffusive layering kuat dan salt fingering kuat. Pada kedalaman ini suhu mulai menurun seiring kedalaman dan salinitasnya meningkat seiring bertambahnya kedalaman, dapat dikatakan kondisi normal perairan.

21 Jumlah Gambar 2 merupakan gambaran jumlah aktivitas difusi ganda yang terjadi secara keseluruhan pada perairan Raja Ampat. Secara keseluruhan nilai sudut Turner yang terbanyak yaitu dalam keadaan stabil, walaupun pada stasiun 3 dan 6 di dominasi oleh keadaan salt fingering lemah namun keadaan stabil masih lebih banyak terjadi di perairan Raja Ampat. Keadaan salt fingering lemah mencapai 1788 kejadian, aktivitas salt fingering kuat 637 kejadian diikuti oleh aktivitas diffusive layering kuat 261 kejadian dan yang terendah adalah aktivitas diffusive layering lemah yaitu 231 kejadian Stasiun 5 6 Diffusive Layering Kuat Diffusive Layering lemah Stabil Salt Fingering Lemah Salt Fingering Kuat Gambar 2. Jumlah difusi ganda yang terjadi berdasarkan sudut Turner pada setiap stasiun Untuk melihat nilai sudut Turner terhadap kedalaman perairan di masingmasing stasiun perairan Raja Ampat ditunjukkan pada Gambar 21.

22 Nilai Tu Stasiun Nilai Tu Stasiun Nilai Tu Stasiun Nilai Tu Stasiun Gambar 21. Nilai sudut Turner terhadap kedalaman pada masing-masing stasiun di perairan Raja Ampat.

23 4.3.2 Alih Bahang Vertikal Dengan adanya aktivitas difusi ganda yang terjadi cukup banyak di perairan Raja Ampat dapat menyebabkan terjadinya alih bahang secara vertikal pada kolom perairan. Perbedaan suhu antara lapisan-lapisan air tersebut akan membuat lapisan air yang lebih hangat berpindah ke lapisan yang lebih dingin. Untuk menduga besarnya alih bahang secara vertikal dapat dibedakan berdasarkan aktivitas yang terjadi yaitu alih bahang melalui proses salt fingering dan alih bahang yang terjadi melalui aktivitas diffusive layering. 1. Alih Bahang Melalui Salt Fingering Alih bahang yang terjadi melalui aktivitas salt fingering dapat dilihat pada Gambar 22. Alih bahang melalui proses salt fingering memberikan nilai alih bahang mencapai 4,25 W/m 2. Dari gambar terlihat bahwa aktivitas pengalihan bahang banyak terjadi pada stasiun 3 dan semakin mengecil pada stasiun 4 sedangkan pada kedua stasiun lainnya tidak terlihat. Kedalaman pengalihan bahang pada stasiun 3 mencapai kedalaman 4 m dengan nilai alih bahang tertinggi terdapat pada kedalaman 145 m yang termasuk dalam lapisan haloklin (6 m 342 m ) dimana lapisan haloklin memberikan gradien salinitas lebih besar dibandingkan dengan lapisan lain. Gambar 22. Alih bahang vertikal (W/m 2 ) melalui proses salt fingering pada kedalaman 1 m 4 m di perairan Raja Ampat

24 2. Alih Bahang Melalui Diffusive Layering Alih bahang yang terjadi melalui aktivitas diffusive layering, dibedakan berdasarkan rumus dari beberapa peneliti yang kesemua rumusnya mendasarkan pada parameter-parameter yang menggunakan beda suhu secara bertahap dan rasio densitas. Penggambaran pengalihan bahang pada Gambar 23 merupakan gabungan dan perata-rataan dari seluruh rumus yang digunakan oleh beberapa peneliti tersebut Gambar 23. Alih bahang vertikal (W/m 2 ) melalui proses diffusive layering di perairan Raja Ampat Aktivitas difusi ganda melalui proses difusi layering berdasarkan gambar 23 menunjukkan pengalihan bahang terjadi pada setiap stasiun, terutama pada lapisan kedalaman m sampai 5 m dengan pengalihan terbesar pada stasiun 6. Kemudian pada lapisan kedalaman 5 m 1 m tidak terlihat pengalihan bahang yang berarti, dan pada lapisan dibawah 1 m terlihat sedikit pengalihan bahang pada dasar perairan stasiun 6. Secara keseluruhan pengalihan bahang melalui proses difusi layering berdasarkan stasiun yaitu : Stasiun 3 memiliki kisaran pengalihan bahang antara 9,6982 x 1-8 W/m 2 dan 4,178 W/m 2, kisaran pengalihan bahang di stasiun 4 yaitu 2,8651 x 1-1 W/m 2 5,699 W/m 2, stasiun 5 kisarannya 2,3125 x 1-8

25 W/m 2 sampai 2,6955 W/m 2 dan pada stasiun 6 nilai alih bahang tertingginya yaitu 6,4184 W/m 2 dan terendahnya yaitu 1,7119 x 1-9 W/m 2. Berikut ini merupakan penggambaran pengalihan bahang melalui proses difusi layering berdasarkan rumus dari beberapa peneliti : Alih Bahang vertikal oleh Marmorino dan Caldwell (F H-MC ) Gambar 24. Alih bahang (W/m 2 ) melalui proses difusi layering menurut Marmorino dan Caldwell di perairan Raja Ampat Gambar 25. Alih bahang (W/m 2 ) melalui proses difusi layering menurut Marmorino dan Caldwell pada kedalaman m 5 m di perairan Raja Ampat Pengalihan bahang melalui rumus Marmorino dan Caldwell memberikan nilai alih bahang mencapai 12,9934 W/m 2 dengan nilai terendah 4,39 x 1-6 W/m 2, pola yang sama seperti gambar 22 dengan kisaran nilai yang berbeda,

26 dimana berdasarkan rumus Marmorino dan Caldwell didapatkan nilai alih bahang yang lebih besar dibandingkan dengan rumus lain. Pengalihan bahang terjadi pada setiap stasiun sampai pada kedalaman 5 m kemudian sedikit pada dasar perairan stasiun 6. Stasiun 3 memiliki kisaran pengalihan bahang antara 1,37 x 1-5 W/m 2 dan 8,897 W/m 2, kisaran pengalihan bahang di stasiun 4 yaitu 4,39 x 1-6 W/m 2 11,838 W/m 2, stasiun 5 kisarannya 7,17 x 1-6 W/m 2 sampai 12,5976 W/m 2 dan pada stasiun 6 nilai alih bahang tertingginya yaitu 12,9933 W/m 2 dan terendahnya yaitu 1,16 x 1-5 W/m 2. Alih Bahang vertikal oleh Taylor (F H-T ) Gambar 26. Alih bahang (W/m 2 ) melalui proses difusi layering menurut Taylor pada kedalaman m 5 m di perairan Raja Ampat Penggambaran alih bahang menurut Taylor pun tidak jauh berbeda dengan rumus menurut Marmorino dan Caldwell. Pada Gambar 26 terlihat bahwa pengalihan bahang terjadi pada setiap stasiun sampai pada kedalaman 4 m, namun pada pengalihan bahang menurut Taylor ini didapatkan nilai alih bahang dengan kisaran nilai yang lebih kecil dibandingkan dengan menggunakan rumus Marmorino dan Caldwell yaitu berkisar antara 1,59 x 1-9 W/m 2 sampai,484 W/m 2.

27 Stasiun 3 memiliki kisaran pengalihan bahang antara,369 W/m 2 dan 2,98 x 1-8 W/m 2, kisaran pengalihan bahang di stasiun 4 yaitu,459 W/m 2 1,59 x 1-9 W/m 2, stasiun 5 kisarannya 3, 47 x 1-9 W/m 2 sampai,4834 W/m 2 dan pada stasiun 6 nilai alih bahang tertingginya yaitu 3,5457 W/m 2 dan terendahnya yaitu 1,23 x 1-8 W/m 2. Alih Bahang vertikal oleh Kelley (F H-K ) Gambar 27. Alih bahang (W/m 2 ) melalui proses difusi layering menurut Kelley pada kedalaman m 15 m di perairan Raja Ampat Gambar 28. Alih bahang (W/m 2 ) melalui proses difusi layering menurut Kelley pada kedalaman m 5 m di perairan Raja Ampat Pengalihan bahang menurut Kelley (Gambar 27 dan 28) terjadi pada setiap stasiun dengan kisaran yang berbeda pada masing-masing stasiun.

28 Kisaran tertinggi yaitu 6,2611 W/m 2 dan terendah yaitu 3,35 x 1-6 W/m 2. Sama seperti rumus-rumus sebelumnya pengalihan bahang terjadi sampai pada kedalaman 4 m dan sedikit pada dasar perairan stasiun 6, pola yang terbentuk pun tidak jauh berbeda dengan rumus-rumus sebelumnya hanya kisaran nilainya yang berbeda. Alih Bahang vertikal oleh Rudels (F H-R ) Gambar 29. Alih bahang (W/m 2 ) melalui proses difusi layering menurut Rudels perairan Raja Ampat Pengalihan bahang menurut Rudells hanya digunakan untuk rasio densitas yang kecil. Berdasarkan Gambar 29 terlihat bahwa pengalihan bahang banyak terjadi dekat dengan dasar perairan. Pada lapisan permukaan aktivitas pengalihan bahang sangat kecil sekali terjadi, begitu pula pada lapisan piknoklin. Aktivitas pengalihan bahang mulai terlihat pada kedalaman dibawah 1 m hal ini dikarenakan densitas pada kedalaman dibawah 1 m sudah stabil sehingga rasio densitas terhadap kedalamannya sangat kecil sehingga nilai diperbesar oleh rumus yang diberikan Rudells untuk melihat seberapa pengalihan bahang pada lapisan dasar perairan. Stasiun 3 memiliki kisaran pengalihan bahang antara 5,99 x 1-8 W/m 2 dan 7,24 x 1-6 W/m 2, kisaran pengalihan bahang di stasiun 4 yaitu 2,87x 1-1

29 W/m 2 3,11 x 1-3 W/m 2, stasiun 5 kisarannya 2,31 x 1-8 W/m 2 sampai 2,78 x 1-6 W/m 2 dan pada stasiun 6 nilai alih bahang tertingginya yaitu 1,15 x 1-5 W/m 2 dan terendahnya yaitu 1,71 x 1-9 W/m 2. Nilai kisaran tersebut merupakan nilai kisaran yang terendah dibandingkan dengan nilai pengalihan bahang menurut peneliti lainnya. Gambar 3 merupakan sebaran melintang dari proses alih bahang ratarata pada perairan Raja Ampat, yang merupakan gabungan antara pengalihan bahang melalui proses salt fingering dan difusi layering. Dari Gambar 3 secara keseluruhan pengalihan bahang yang terjadi sangat sedikit sekali, pada stasiun 3 pengalihan bahang terlihat sampai pada kedalaman 5 m dengan nilai yang kecil, pada stasiun 4 pengalihan bahang hanya terlihat sampai kedalaman 5 m kemudian semakin ke arah stasiun 6 semakin sedikit pengalihan bahang yang terjadi dan pada dasar perairan stasiun 6 juga terlihat sedikit aktivitas pengalihan bahang dengan nilai mendekati. Pengalihan bahang melalui proses difusi ganda ini berkisar antara 6,2 W/m 2 nilai tersebut sangatlah kecil jika dibandingkan dengan alih bahang melalui proses mixing, hal ini dikarenakan pada proses difusi ganda pengalihan bahang yang diamati melalui difusi molekul. Gambar 3. Penampang melintang alih bahang vertikal (W/m 2 ) di perairan Raja Ampat.

30 Selat Makassar dan Perairan Raja Ampat merupakan salah satu jalur masuk Arlindo menuju Samudera Hindia melalui perairan Indonesia. Jika dibandingkan pengalihan bahang yang terjadi melalui difusi ganda pada dua perairan tersebut, hasilnya adalah tabulasi di bawah ini, dimana pada penelitian yang dilakukan di Selat Makassar digunakan data time series selama tahun 24 sedangkan data yang digunakan pada penelitian di perairan Raja Ampat berupa data in situ pada bulan November 27 (Tabel 4). Tabel 4. Nilai rata-rata alih bahang vertikal (W/m 2 ) melalui proses difusi ganda di Perairan Raja Ampat dan Selat Makassar Lokasi Perairan Raja Ampat stasiun Kedalaman (m) >5 3,416487,561851,418996,92759, ,915785,2889,194958,11528,1522 5,7357 1,272847,154241,743,3218 6,67964,5534,2686,1169,633 Rata-rata,351898,479523,19722,2655,12955 Selat Makassar Rata-rata,3392,7231,1753,311,111 Pada lapisan permukaan 5 m nilai pengalihan bahang rata-rata terbesar pada perairan Raja Ampat terjadi pada stasiun 4 dan terendah pada stasiun 5 sedangkan pada kedalaman 5 2 m pengalihan bahang rata-rata terbesar yaitu pada stasiun 5 dan terendah pada stasiun 4 kemudian pada rentang kedalaman selanjutnya stasiun 3 menyumbangkan bahang tertinggi dan stasiun 6 yang terendah. Rata-rata pengalihan bahang pada kedalaman 5-2 m yaitu,4795 W/m 2 yang merupakan rata-rata tertinggi dari seluruh stasiun pengamatan. Jika dibandingkan dengan penelitian mengenai difusi ganda di perairan Selat Makassar yang dilakukan oleh Kurnadi ( 27), pengalihan bahang melalui proses difusi ganda pada perairan Raja Ampat memiliki nilai rata rata yang bervariasi terhadap pengalihan bahang di Selat Makassar, pada kedalaman

31 5 m, 2 35 m dan >5 m nilai rata-rata alih bahang di perairan Raja Ampat lebih besar, namun bila dijumlahkan rata-rata pengalihan bahang di selat Makassar akan lebih besar walaupun nilainya tidak berbeda jauh dengan ratarata alih bahang di perairan Raja Ampat. Pengalihan bahang melalui difusi ganda bukan hanya dipengaruhi oleh aktivitas difusi ganda yang terjadi juga dipengaruhi oleh rasio densitas dan flux suhu yang terjadi. Selain itu perbedaan massa air yang mengisi Selat Makassar dan perairan Raja Ampat juga berpengaruh terhadap hasil pengalihan bahang berdasarkan difusi ganda. Diantaranya yaitu North Pacific Subtropical Water (NPSW) massa air yang mengisi perairan Selat Makassar dan South Pacific Subtropical Water (SPSW) massa air yang mengisi perairan Raja Ampat.