ANALISIS SINYAL EL NIÑO SOUTHERN OSCILLATION (ENSO) DAN HUBUNGANNYA DENGAN VARIABILITAS ARUS LINTAS INDONESIA DI SELAT LIFAMATOLA TUGAS AKHIR Disusun untuk memenuhi salah satu syarat kurikuler Program Sarjana Oseanografi Oleh: Ajeng Purna Putri Oktaviani 12904017 PROGRAM STUDI OSEANOGRAFI FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
ANALISIS SINYAL EL NIÑO SOUTHERN OSCILLATION (ENSO) DAN HUBUNGANNYA DENGAN VARIABILITAS ARUS LINTAS INDONESIA DI SELAT LIFAMATOLA Oleh: Ajeng Purna Putri Oktaviani 12904017 Program Studi Oseanografi Institut Teknologi Bandung Bandung, Juni 2008 Telah diperiksa dan disetujui, Pembimbing I Pembimbing II Dr. Eng. Nining Sari Ningsih Irsan S. Brodjonegoro, Ph.D NIP. 131 933 273 NIP. 131 661 125
ABSTRAK ANALISIS SINYAL EL NIÑO SOUTHERN OSCILLATION (ENSO) DAN HUBUNGANNYA DENGAN VARIABILITAS ARUS LINTAS INDONESIA DI SELAT LIFAMATOLA Oleh: Ajeng Purna Putri Oktaviani 12904017 Tugas akhir ini adalah studi mengenai korelasi sinyal ENSO dari data kecepatan arus yang melewati Selat Lifamatola dan data IOS. Selat Lifamatola merupakan salah satu jalur bagian timur Arlindo yang memiliki kedalaman sill mencapai 1940 m dan memiliki karakteristik massa air Arlindo yang unik karena Arlindo berada pada kedalaman diantara 1400-2000 m. Data kecepatan arus diambil dari mooring INSTANT yang dipasang pada interval waktu 2004-2006 dan IOS dengan sumber data, http://www.longpaddock.gov. Analisis dilakukan dengan menggunakan metode low pass filter, analisis spektral, dan korelasi silang dengan menggunakan MATLAB 7.0. Kecepatan arus diolah antara IOS dan kecepatan arus baik komponen-u dan komponen- V. Periode dominan terjadinya ENSO di daerah kajian didapatkan dari analisa spektral yang menghasilkan periode-periode 12 jam dan 24 jam untuk periode pasutnya yang berarti dominan pasut diurnal di Selat Lifamatola serta 2 mingguan, 3 mingguan, 6 bulanan sebagai dominan non-pasutnya sedangkan periode ENSO tidak dapat terdeteksi dikarenakan data yang digunakan kurang panjang (3 tahun). Kecepatan arus di Selat Lifamatola menunjukkan adanya Arlindo dari kedalaman 1400 2000 m dengan arah dominannya ke arah tenggara yang sesuai dengan bentuk sill lifamatola dan berkorelasi di antara (r) = 0.275 s.d 0.8504 untuk filter 6 bulanan lag time antara 1-11 bulan. Dari pengolahan data yang sudah dilakukan terdapat korelasi antara Arlindo dan fenomena ENSO di semua kedalaman baik komponen-u dan komponen-v yang dominan. Kata Kunci: Arlindo, ENSO, La Niña, El Niño, korelasi silang, SOI, Selat Lifamatola i
ABSTRACT EL NIÑO SOUTHERN OSCILLATION (ENSO) SIGNAL ANALYSIS AND THE CORELATION WITH INDONESIAN THROUGHFLOW VARIABILITY IN LIFAMATOLA PASSAGE Ajeng Purna Putri Oktaviani 12904017 This final project is about ENSO corelation signal from current velocity data through Lifamatola Strait and SOI data. Lifamatola strait is one of Arlindo eastern route which has sill about 1940 m depth and special characteristic ITF watermass because it is placed between 1400-2000 m. The current velocity data has taken from deployment INSTANT mooring in 2004-2006 with SOI from http://www.longpaddock.gov. This analysis using low pass filter, spectral analysis, and cross corelation with MATLAB 7.0. Current velocity data and SOI was processed of east-west and north-south velocity. The dominant period of ENSO in Lifamatola passage as a result from spectral analysis which shown 12 and 24 hours for tidal period which means the diurnal tidal in Lifamatola Passage and 2 weeks, 3 weeks, 6 months as non-tidal dominant while the ENSO period couldn t known because of the length data is not sufficient (only 3 years). Current velocity data in Lifamatola Passage shows that ITF in 1400-2000 m depth with the dominant direction to southeast, it is approriate with Lifamatola sill geometry and corelated between (r) = 0.275 s.d 0.8504 for 6 months filter, lag time 1-11 months. From processing the data which has been done, there was any correlation between ITF and ENSO phenomenon in entire depth Key word: Indonesian Throughflow (ITF), ENSO, La Niña, El Niño, Cross corelation, Lifamatola Passage i
KATA PENGANTAR Puji Syukur kita panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas ridho-nya tugas akhir sarjana ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya meskipun penulis menyadari masih sangat banyak kekurangan dalam tata tulis ataupun materi yang disajikan. Untuk itu penulis sangat mengharapkan masukan dan kritikan dari berbagai pihak. Penulis tetap berharap bahwa tugas akhir ini dapat memberikan kontribusi yang bermanfaat terhadap ilmu pengetahuan dan pengembangan ilmu oseanografi fisis pada khususnya. Tugas Akhir ini berjudul Analisis Sinyal El Niño Southern Oscillation (ENSO) dan Hubungannya dengan Variabilitas Arus Lintas Indonesia di Selat Lifamatola ini merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan program sarjana bidang studi Oseanografi di Institut Teknologi Bandung. Kajian ini merupakan salah satu prediksi dalam perkiraan bencana yang dapat terjadi sebagai interaksi antara atmosfer dan laut yaitu El Niño dan La Niña di daerah kajian yaitu Selat Lifamatola melalui Arlindo. Akhir kata, penulis berharap agar di kemudian hari dilakukan generalisasi terhadap tugas akhir ini sehingga banyak aspek yang masih dapat dikembangkan lebih lanjut khususnya di daerah Selat Lifamatola ini. Penulis i
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR i ii iii iv vi vii BAB I PENDAHULUAN I-1 1. 1 Latar Belakang Masalah I-1 1.2 Ruang Lingkup Pembahasan I-3 1.3 Maksud dan Tujuan I-3 1.4 Sistematika Penulisan I-4 BAB II MASSA AIR DAN ENSO II-1 2.1 El Niño Southern Oscillation II-1 2.1.1 El Niño dan La Niña II-3 2.1.2 Osilasi Selatan II-5 2.2 Kaitan antara ENSO dan Arlindo II-7 2.3 Kondisi Oseanografi di Selat Lifamatola II-10 2.3.1 Kecepatan Arus di Selat Lifamatola II-12 2.3.2 Variabilitas Temperatur dan Salinitas II-15 2.3.3 Karakteristik Massa Air Arlindo II-16 2.4 Review Penelitian Terdahulu II-18 2.5 Perbedaan Penelitian Terdahulu dengan Penelitian II-22 BAB III DATA DAN METODE PENGOLAHAN DATA III-1 3.1 Data III-1 3.2 Metode Pengolahan Data III-2 3.2.1 Metode Low pass Filter III-2 3.2.2 Analisis Spektral III-5 iv
3.2.3 Metode Korelasi Silang III-8 3.3 Langkah dan Diagram Alur Pengerjaan (Flowchart) III-10 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN IV-1 4.1 Hasil IV-1 4.2 Pembahasan IV-1 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V-1 5.1 Kesimpulan V-1 5.2 Saran V-2 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN v
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Daerah Indikator Anomali Sea Surface Temperature (SST) di Niño 3.4 (Sumber: www.jamstec.go.jp) II-1 Gambar 2.2 Grafik enam kejadian terbesar (a) El Niño dan (b) La Niña ditunjukkan dengan nilai Anomali SST di Niño 3.4 (sumber: http://iri.columbia.edu/climate/) II-2 Gambar 2.3 Perbandingan keadaan normal dan kondisi ketika El Niño (sumber:http://www.msc-smc.ec.gc.ca) II-4 Gambar 2.4 Perbandingan keadaan pada saat normal dan La Niña (sumber: http://www.msc-sms.ec.gc.ca) II-4 Gambar 2.5 Indeks yang menjadi standar pengukuran fenomena ENSO (Sumber: http://www.cpc.ncep.noaa.gov/, http://www.longpaddock.gov) II-6 Gambar 2.6 Southern Oscillation Index dan tahun-tahun El Niño dan La Niña II-7 Gambar 2.7 Jalur Arlindo. II-9 Gambar 2.8 Gambar penampang 3 dimensi Sill Selat Lifamatola II-11 Gambar 2.9 Profil arus vertikal pada komponen kecepatan rata-rata arus utara-selatan II-12 Gambar 2.10 Gambar fluktuasi kecepatan komponen arus musiman di Selat Lifamatola II-13 Gambar 2.11 (a) Grafik energi spektrum pada komponen arah utara-selatan pada beberapa kedalaman (b) Gambar ellips komponen-komponen pasut pada komponen arus arah timur-barat di semua kedalaman II-14 Gambar 2.12 Gambar profil vertikal dan temporal temperatur rata-rata II-15 Gambar 2.13 Jalur-jalur arlindo dan Selat Lifamatola II-16 Gambar 2.14 Diagram θ-s dan S-O2 di Laut Maluku (1 N -2 S; 123 E-128 E) II-17 Gambar 2.15 Stasiun CTD ketika survey TYRO pada bulan Januari dan Februari tahun 1985 II-18 vii
Gambar 4.1 Gambar kecepatan arus terhadap kedalaman dan terlihat bahwa kecepatan arusnya akan semakin besar dari kedalaman 1500 m sampai 1950 m kemudian menurun di kedalaman 2000 m. IV-2 Gambar 4.2 Gambar Kecepatan terhadap kedalaman setiap komponen arus arah-u dan arah-v. IV-8 Gambar A-1 Lokasi Stasiun Penelitian A-1 Gambar B-1 Plot Kecepatan Arus Mooring (d=1000 m) B-1 Gambar B-2 Plot Kecepatan Arus Mooring (d=1100 m) B-2 Gambar B-3 Plot Kecepatan Arus Mooring (d=1200 m) B-3 Gambar B-4 Plot Kecepatan Arus Mooring (d=1300 m) B-4 Gambar B-5 Plot Kecepatan Arus Mooring (d=1400 m) B-5 Gambar B-6 Plot Kecepatan Arus Mooring (d=1500 m) B-6 Gambar B-7 Plot Kecepatan Arus Mooring (d=1600 m) B-7 Gambar B-8 Plot Kecepatan Arus Mooring (d=1650 m) B-8 Gambar B-9 Plot Kecepatan Arus Mooring (d=1700 m) B-9 Gambar B-10 Plot Kecepatan Arus Mooring (d=1750 m) B-10 Gambar B-11 Plot Kecepatan Arus Mooring (d=1800 m) B-11 Gambar B-12 Plot Kecepatan Arus Mooring (d=1850 m) B-12 Gambar B-13 Plot Kecepatan Arus Mooring (d=1900 m) B-13 Gambar B-14 Plot Kecepatan Arus Mooring (d=1950 m) B-14 Gambar B-15 Plot Kecepatan Arus Mooring (d=2000 m) B-15 Gambar C-1 pada kedalaman 1000 m C-1 Gambar C-2 pada kedalaman 1000 m C-2 Gambar C-3 pada kedalaman 1100 m C-3 Gambar C-4 pada kedalaman 1100 m C-4 Gambar C-5 pada kedalaman 1200 m C-5 Gambar C-6 viii
Gambar C-7 Gambar C-8 Gambar C-9 Gambar C-10 Gambar C-11 Gambar C-12 Gambar C-13 Gambar C-14 Gambar C-15 Gambar C-16 Gambar C-17 Gambar C-18 Gambar C-19 Gambar C-20 Gambar C-21 Gambar C-22 pada kedalaman 1200 m C-6 pada kedalaman 1300 m C-7 pada kedalaman 1300 m C-8 pada kedalaman 1400 m C-9 pada kedalaman 1400 m C-10 pada kedalaman 1500 m C-11 pada kedalaman 1500 m C-12 pada kedalaman 1600 m C-13 pada kedalaman 1600 m C-14 pada kedalaman 1650 m C-15 pada kedalaman 1650 m C-16 pada kedalaman 1700 m C-17 pada kedalaman 1700 m C-18 pada kedalaman 1750 m C-19 pada kedalaman 1750 m C-20 pada kedalaman 1800 m C-21 ix
pada kedalaman 1800 m C-22 Gambar C-23 pada kedalaman 1850 m C-23 Gambar C-24 pada kedalaman 1850 m C-24 Gambar C-25 pada kedalaman 1900 m C-25 Gambar C-26 pada kedalaman 1900 m C-26 Gambar C-27 pada kedalaman 1950 m C-27 Gambar C-28 pada kedalaman 1950 m C-28 Gambar C-29 pada kedalaman 2000 m C-29 Gambar C-30 pada kedalaman 2000 m C-30 Gambar D-1 Plot Indeks Osilasi Selatan dan Kecepatan Arus Tahun 2004-2006 Kedalaman 1000 m D-1 Gambar D-2 Plot Indeks Osilasi Selatan dan Kecepatan Arus Tahun 2004-2006 Kedalaman 1100 m D-2 Gambar D-3 Plot Indeks Osilasi Selatan dan Kecepatan Arus Tahun 2004-2006 Kedalaman 1200 m D-3 Gambar D-4 Plot Indeks Osilasi Selatan dan Kecepatan Arus Tahun 2004-2006 Kedalaman 1300 m D-4 Gambar D-5 Plot Indeks Osilasi Selatan dan Kecepatan Arus Tahun 2004-2006 Kedalaman 1400 m D-5 Gambar D-6 Plot Indeks Osilasi Selatan dan Kecepatan Arus Tahun 2004-2006 Kedalaman 1500 m D-6 Gambar D-7 Plot Indeks Osilasi Selatan dan Kecepatan Arus Tahun 2004-2006 Kedalaman 1600 m D-7 Gambar D-8 Plot Indeks Osilasi Selatan dan Kecepatan Arus Tahun 2004-2006 x
Kedalaman 1650 m D-8 Gambar D-9 Plot Indeks Osilasi Selatan dan Kecepatan Arus Tahun 2004-2006 Kedalaman 1700 m D-9 Gambar D-10 Plot Indeks Osilasi Selatan dan Kecepatan Arus Tahun 2004-2006 Kedalaman 1750 m D-10 Gambar D-11 Plot Indeks Osilasi Selatan dan Kecepatan Arus Tahun 2004-2006 Kedalaman 1800 m D-11 Gambar D-12 Plot Indeks Osilasi Selatan dan Kecepatan Arus Tahun 2004-2006 Kedalaman 1850 m D-12 Gambar D-13 Plot Indeks Osilasi Selatan dan Kecepatan Arus Tahun 2004-2006 Kedalaman 1900 m D-13 Gambar D-14 Plot Indeks Osilasi Selatan dan Kecepatan Arus Tahun 2004-2006 Kedalaman 1950 m D-14 Gambar D-15 Plot Indeks Osilasi Selatan dan Kecepatan Arus Tahun 2004-2006 Kedalaman 2000 m D-15 xi
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel Kejadian El Niño- La Niña II-2 Tabel 4.1 Frekuensi-frekuensi dominan pada komponen arus arah-u IV-11 Tabel 4.2 Frekuensi-frekuensi dominan pada komponen arus arah-v IV-11 Tabel 4.3 Nilai korelasi dari keterlambatan waktu pada setiap kedalaman dan setiap komponen kecepatan arus pada filter 6 bulanan IV-18 Tabel 4.4 Nilai korelasi dari keterlambatan waktu pada setiap kedalaman dan setiap komponen kecepatan arus pada filter 1 tahunan IV-19 Tabel E.1 Hasil Korelasi Arlindo dan Indeks Osilasi Selatan Tahun 2004-2006 pada kedalaman 1000-1500 m E-1 Tabel E.2 Hasil Korelasi Arlindo dan Indeks Osilasi Selatan Tahun 2004-2006 pada kedalaman 1600-2000 m E-2 Tabel E.3 Hasil Korelasi Arlindo dan Indeks Osilasi Selatan komponen 1 tahunan pada Tahun 2004-2006 pada kedalaman 1000-1500 m E-3 Tabel E.4 Hasil Korelasi Arlindo dan Indeks Osilasi Selatan komponen 1 tahunan pada Tahun 2004-2006 pada kedalaman 1600-2000 m E-4 vi