Seminar Nasional Penginderaan Jauh ke-4 Tahun 2017 Respon Salinitas dan Klorofil-a di Perairan Barat Sumatra Terhadap Fenomena Indian Ocean Dipole Tahun 2010-2016 Response of Salinity and Chlorophyll-a in West Sumatra Waters to The Indian Ocean Dipole Phenomenon in 2010-2016 Rira Angela Damanik *), Jenni Maria Renata Tinambunan, Clara Avila Dea Permata Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, Tangerang Selatan * E-mail: Rirangela.damanik@gmail.com ABSTRAK - Indian Ocean Dipole (IOD) adalah fenomena lautan-atmosfer di daerah ekuator Samudra Hindia yang mempengaruhi iklim di Indonesia terutama wilayah Sumatra dan Jawa Barat. IOD dinyatakan dengan Dipole Mode Indeks (DMI) positif dan negatif, di mana indeks positif identik dengan berkurangnya curah hujan di wilayah Indonesia bagian barat, dan indeks negatif menyatakan sebaliknya. Penelitian dilakukan untuk mengetahui pengaruh aktifnya fenomena IOD terhadap kondisi perairan di wilayah barat Pulau Sumatra ditinjau dari parameter salinitas dan klorofil-a. Data salinitas dan klorofil-a didapatkan dari NASA dan NOAA yang selanjutnya dilakukan analisis anomali pada periode IOD positif dan negatif. Analisis dilakukan pada tahun 2010-2016 dengan memanfaatkan aplikasi GrADS. Hasil yang didapatkan yaitu secara umum periode IOD positif dan negatif mengakibatkan respon yang berbeda-beda terhadap kesuburan masing-masing wilayah perairan Sumatra dan Jawa Barat. Anomali salinitas dan klorofil-a pada masingmasing wilayah menunjukkan hasil yang bervariasi setiap musimnya. Dengan mengetahui respon perairan barat Sumatra terhadap fenomena IOD maka wilayah penangkapan ikan yang optimum pada masing-masing periode IOD dapat diidentifikasi. Kata kunci: Indian Ocean Dipole, Klorofil-a, Salinitas ABSTRACT - Indian Ocean Dipole (IOD) is an ocean-atmospheric phenomenon in the equatorial of the Indian Ocean that affects the climate in Indonesia, especially in Sumatra and West Java. IOD is expressed by positive and negative Dipole Mode Index (DMI), the positive index refers to the decreasing of precipitation in the western part of Indonesia, and the negative index shows the converse. The research was conducted to know the influence of active IOD phenomenon to the west of Sumatra Island in terms of salinity and chlorophyll-a parameter. Data of salinity and chlorophyll-a were obtained from NASA and NOAA, then the anomalies were analyzed in normal, positive, and negative IOD periods. The analysis was conducted in the period of 2011-2016 by utilizing GrADS application. In general, the results obtained during positive and negative IOD periods are contradictory to the fertility of each information area of Sumatra and West Java. Salinity anomalies and chlorophyll-a in each region show varying results each season. By knowing the response of western waters of Sumatra to IOD phenomenon, the optimum fishing area in each IOD period can be identified. Keywords: Indian Ocean Dipole, Chlorophyll-a, Salinity 1. PENDAHULUAN Indian Dipole Mode adalah fenomena lautan-atmosfer di daerah ekuator Samudra Hindia yang mempengaruhi iklim di Indonesia dan negara-negara lain yang berada di sekitar cekungan (basin) Samudra Hindia (Saji dkk, Nature, 1999). Sesuai namanya, Indian Dipole Mode (IOD) dikarakteristikkan oleh anomali suhu muka laut atau Sea Surface Temperature (SST) antara dua kutub Samudra Hindia, yaitu Samudra Hindia barat (50 o BT-70 o BT,10 o LS-10 o LU) dan tenggara (90 o BT-110 o BT,10 o LS-0 o LS). Fenomena Dipole Mode mempengaruhi cuaca di wilayah Indonesia bagian barat, khususnya Sumatra bagian barat dan Jawa Barat. Secara umum, indeks positif dari IOD menunjukkan suhu perairan di Samudra Hindia bagian timur umumnya lebih dingin daripada perairan di Samudra Hindia bagian barat. Konveksi normal yang terletak di atas kolam hangat Samudra Hindia bagian timur bergeser ke barat dan membawa curah hujan lebat di Afrika timur dan kekeringan parah bahkan kebakaran hutan di wilayah Indonesia. Demikian pula sebaliknya, indeks negatif dari IOD menunjukkan suhu perairan di Samudra Hindia bagian timur lebih hangat sehingga konveksi akan bergeser ke wilayah ini dan membawa peningkatan curah hujan termasuk di wilayah Indonesia. Pengaruh IOD terhadap cuaca di Indonesia telah banyak diteliti, namun kaitannya dengan kondisi perairan secara spesifik masih memerlukan penelitian lebih lanjut. Sebelumnya, telah diketahui bahwa IOD 353
Respon Salinitas dan Klorofil-a di Perairan Barat Sumatra Terhadap Fenomena Indian Ocean Dipole Tahun 2010-2016 (Damanik, dkk.) mempengaruhi salinitas (Holiludin, 2010). Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik perubahan kondisi perairan sekitar Sumatra Barat dan Jawa Barat pada masing-masing periode IOD. Parameter yang digunakan dalam penelitian ini adalah klorofil-a dan salinitas. Klorofil-a adalah bentuk spesifik klorofil yang digunakan dalam fotosintesis oksigen. Ini menyerap sebagian besar energi dari panjang gelombang cahaya biru-biru dan oranye merah. Ini juga mencerminkan cahaya hijau / kuning, dan karena itu memberi kontribusi pada warna hijau yang teramati pada sebagian besar tanaman. Pigmen fotosintetik ini penting untuk fotosintesis pada eukariota, cyanobacteria dan prochlorophytes karena perannya sebagai donor elektron utama dalam rantai transpor elektron. Klorofil a sangat penting bagi sebagian besar organisme fotosintesis, sehingga kuantitas keberadaannya di perairan menandakan kesuburan perairan tersebut. Salinitas adalah tingkat keasinan atau kadar garam terlarut dalam air. Salinitas juga dapat mengacu pada kandungan garam dalam tanah. Air laut secara alami merupakan air saline dengan kandungan garam sekitar 3,5%. Beberapa danau garam di daratan dan beberapa lautan memiliki kadar garam lebih tinggi dari air laut umumnya. Besarnya salinitas mempengaruhi kehidupan ekosistem laut, karena masing-masing organisme laut memiliki karakteristik dapat bertahan hidup pada nilai salinitas tertentu. Pemetaan anomali klorofil-a dan salinitas di wilayah perairan barat Sumatra dan Jawa Barat berdasar kondisi IOD dapat membantu memberikan informasi mengenai wilayah perairan mana yang semakin subur maupun yang tidak. Pemetaan ini selanjutnya dapat dimanfaatkan untuk mencari wilayah penangkapan ikan yang optimum berdasarkan pada periode IOD yang sedang berlangsung. 2. METODE Penelitian ini menggunakan data klorofil a dan salinitas tahun 2002-2016 yang didapatkan dari website https://giovanni.gsfc.nasa.gov/giovanni/. Untuk data rata-rata klimatologis digunakan data dari tahun 2002-2016, sedangkan untuk data kejadian IOD digunakan data tahun 2010-2016. Indeks Dipole Mode didapatkan dari https://www.esrl.noaa.gov/psd/gcos_wgsp/timeseries/data/dmi.long.data. Nilai DMI tahun 2010-2016 kemudian diklasifikasikan dalam setiap periode musim (DJF, MAM, JJA, dan SON) berdasarkan positif atau negatifnya indeks. Periode musim yang memiliki nilai indeks positif dikategorikan dalam Dipole Mode positif, dan periode musim dengan nilai indeks negatif dikategorikan dalam Dipole Mode negatif. Analisis dilakukan dengan aplikasi GrADS untuk memetakan nilai anomali klorofil a dan salinitas. Anomali dihitung dengan cara mengurangkan data pada periode Dipole Mode positif maupun negatif dengan data ratarata klimatologisnya. Selanjutnya anomali positif akan digambarkan dengan warna hijau dan anomali negatif dengan warna biru. Wilayah penelitian ini dibatasi dari 95 o BT-109 o BT dan 8 o LS-7 o LU yaitu wilayah perairan barat Sumatra dan Jawa Barat. 3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Analisis Anomali Persebaran Klorofil-a Respon klorofil-a di Perairan Barat Sumatra dapat diketahui dengan melihat hubungan antara anomali persebaran klorofil-a pada saat terjadinya fenomena IOD pada keadaan positif serta negatif di perairan tersebut. Penelitian ditinjau berdasarkan peralihan musim, yaitu: DJF (Desember, Januari, Februari), MAM (Maret, April, Mei), JJA (Juni, Juli, Agustus), dan SON (September, Oktober, November). Anomali persebaran positif ditandai dengan warna hijau pada masing-masing gambar dan hal ini menyatakan peningkatan jumlah klorofila yang terkandung di perairan tersebut. Sebaliknya pada anomali negatif ditandai dengan daerah berwarna biru pada gambar, yang menyatakan berkurangnya kuantitas persebaran klorofil-a di daerah tersebut. 3.1.1 IOD Negatif Anomali persebaran klorofil-a pada keadaan IOD negatif disajikan dalam Gambar 1. Terlihat bahwa pada musim DJF persebaran klorofil-a di daerah penelitian menunjukkan anomali positif, kecuali di daerah barat daya daratan Sumatra Barat dengan kuantitas persebaran yang negatif. Memasuki musim MAM, klorofil-a menunjukkan anomali yang positif pada hampir seluruh daerah penelitian yang mencakup sebelah timur laut Samudra Hindia, perairan Selat Malaka, Laut Jawa, pesisir Bangka Belitung dan Kepulauan Riau, serta barat daya Laut Cina Selatan. Klorofil menunjukkan anomali negatif di barat daya Pulau Sumatra. Kemudian pada musim JJA, anomali negatif terlihat terjadi di sekitar perairan barat daya Pulau Sumatra serta sebagian daerah Laut Jawa bagian barat. Kuantitas persebaran klorofil-a positif hanya tersebar di daerah pesisir Bangka 354
Seminar Nasional Penginderaan Jauh ke-4 Tahun 2017 Belitung, Kepulauan Riau, dan menumpuk di perairan barat daya Laut Cina Selatan. Dan pada musim SON, anomali negatif lebih mendominasi daerah penelitian tetapi anomali positif masih terlihat di Kepulauan Riau, Bangka Belitung, laut Karimata dan sebagian daerah perairan barat daya Laut Cina Selatan. Secara umum dapat disimpulkan bahwa, anomali positif dengan kuantitas yang tinggi terjadi pada musim DJF dan MAM, dan anomali negatif dengan kuantitas pesebaran yang rendah terjadi pada musim JJA dan SON. Gambar 1. Sebaran IOD negatif [psu] pada setiap peralihan musim 3.1.2 Positif IOD Pada Gambar 2. dinyatakan anomali persebaran klorofil-a pada saat IOD positif di daerah penelitian. Memasuki musim DJF terlihat anomali negatif terjadi. Persebaran klorofil-a positif hanya tampak di sebagian kecil di daerah penelitian. Dan diikuti musim MAM anomali masih terlihat negatif pada sebagian besar wilayah penelitian tetapi anomali positif tampak menumpuk di Selat Karimata, perairan timur Sumatra Selatan, dan perairan Barat Sumatra Barat serta laut Jawa. Pada musim JJA anomali positif mulai terlihat tersebar di daerah penelitian dengan penumpukan kuantitas di daerah barat daya Laut Cina Selatan dan sebagian perairan pada Laut Malaka dan timur laut daerah penelitian. Sedangkan pada musim SON, persebaran anomali positif tersebar hampir di seluruh wilayah penelitian dengan kuantitas yang relatif rendah. Secara umum dapat di simpulkan bahwa anomali positif tertinggi terjadi pada musim JJA dan persebaran klorofil-a terendah dengan anomali negative terjadi pada musim DJF. 3.2 Analisis Anomali Persebaran Salinitas Sebaran salinitas pada Perairan Barat Sumatra menunjukkan nilai yang berbeda setiap musimnya dan dengan melihat hubungannya terhadap fenomena IOD yang terjadi pada keadaan positif, dan negatif di perairan tersebut. Sebelumnya diketahui IOD dan salinitas memiliki hubungan berbanding terbalik di mana IOD meningkat tidak diikuti dengan peningkatan salinitas (Juniarti dkk, 2016). Secara garis besar jumlah salinitas permukaan secara umum di perairan Barat Sumatra dari obeservasi 4 musim mempunyai nilai cukup variatif, yaitu: DJF (Desember, Januari, Februari), MAM (Maret, April, Mei), JJA (Juni, Juli, Agustus), serta SON (September, Oktober, November). Hasil penelitian menunjukkan hasil yang bervariasi pada setiap wilayah dan musimnya. 355
Respon Salinitas dan Klorofil-a di Perairan Barat Sumatra Terhadap Fenomena Indian Ocean Dipole Tahun 2010-2016 (Damanik, dkk.) 356 Gambar 2. Sebaran IOD positif [psu] pada setiap peralihan musim 3.2.1 Negatif IOD Pada keadaan IOD (-) persebaran salinitas mengalami perubahan di setiap musimnya. Seperti yang terjadi di musim DJF persebaran salinitas terlihat anomali positif hampir seluruh perairan utara Pulau Sumatra, Selat Malaka, dan Kepulauan Riau, perairan barat Sumatra, serta Laut Cina Selatan di perairan tersebut. Memasuki musim MAM, hasil penelitian menunjukkan penurunan persebaran salinitas di perairan utara hingga barat Pulau Sumatra, serta Selat Karimata. Anomali positif persebaran salinitas terdapat di perairan Samudra Hindia, selatan Pulau Sumatra, serta barat daya Pulau Jawa Barat. Kemudian memasuki musim JJA anomali positif terlihat pada Gambar 3, di sekitar perairan utara sampai barat Pulau Sumatra, Selat Malaka, pesisir Banda Aceh, barat daya Pulau Jawa Barat dan Samudra Hindia. Penurunan persebaran salinitas hanya tersebar di sekitar selatan Pulau Sumatra, selat Karimata. Sedangkan pada musim SON, anomali negatif persebaran salinitas terjadi di sekitar selatan Pulau Sumatra dan Pulau Jawa, namun peningkatan salinitas terjadi di barat daya Aceh, Kepulaun Nias, dan sebagian di pesisir selat. Secara umum persebaran salinitas anomali positif tertinggi terjadi pada musim DJF dan JJA, sedangkan persebaran salinitas yang berkurang terjadi pada musim MAM dan SON. 3.2.2 Positif IOD Pada keadaan anomali IOD positif, mengalami persebaran salinitas yang dapat dilihat pada Gambar 2. Dalam keadaan musim DJF terlihat anomali positif persebaran salinitas terjadi hampir keseluruhan barat Sumatra, barat daya Jawa Barat, Kepulauan Mentawai kecuali di sekitar Selat Malaka, Bangka Belitung. Kemudian memasuki musim MAM anomali masih positif persebaran salinitias terjadi di sekitar utara Pulau Sumatra, Selat Malaka, Kepulauan Riau dan Laut Cina Selatan. Penurunan salinitas terjadi di sekitar bagian barat Pulau Sumatra, selatan Pulau Sumatra dan seluruh Pulau Jawa. Memasuki musim JJA kuantitas salinitas semakin meningkat di sekitar timur bagian Sumatra, Selat Karimata, pesisir Bangka Belitung, dan sebagian Kepulauan Riau. Saat memasuki musim SON anomali positif, sebagian besar di perairan selatan Sumatra, Selat Karimata, pesisir Bangka Belitung, Kepulauan Riau, barat daya Pulau Jawa, dan Laut Jawa. Penurunan salinitas di sekitar barat laut pesisir Aceh, Selat Malaka, serta barat Pulau Sumatra. Secara umum persebaran salinitas anomali positif tertinggi terjadi pada musim DJF, sedangkan persebaran anomali terendah terjadi pada musim JJA.
Seminar Nasional Penginderaan Jauh ke-4 Tahun 2017 Gambar 3. Sebaran IOD negatif [psu] pada setiap peralihan musim Gambar 4. Sebaran IOD positif [psu] pada setiap peralihan musim 3.3 Hubungan Persebaran Klorofil-a, Salinitas dan Fenomena IOD Terhadap Kesuburan Perairan Kandungan persebaran ikan banyak ditemui pada perairan yang memiliki klorofil-a tinggi dan memiliki kadar salinitas yang rendah. Berdasarkan uraian pada analisis tersebut di atas, kandungan daerah dengan tingkat kesuburan yang tinggi terdapat pada: 357
Respon Salinitas dan Klorofil-a di Perairan Barat Sumatra Terhadap Fenomena Indian Ocean Dipole Tahun 2010-2016 (Damanik, dkk.) - Musim DJF IOD negatif di perairan barat daya Sumatra Utara sampai Aceh Timur, timur laut Samudra Hindia, pesisir Sumatra Selatan dan ujung Barat Pulau Jawa. - Musim MAM IOD negatif di perairan barat daya Sumatra Utara sampai Aceh Timur dan Laut Cina Selatan bagian barat daya sampai pesisir kepulauan Riau. - Musim JJA IOD negatif di Laut Cina Selatan bagian barat daya sampai Selat Karimata, pesisir Kepulauan Riau, Bangka Belitung dan Sumatra Selatan bagian Timur (Palembang dan sekitarnya). - Musim SON IOD negatif di Laut Cina Selatan bagian barat daya sampai Selat Karimata, pesisir Kepulauan Riau, Bangka Belitung dan Sumatra Selatan bagian Timur (Palembang dan Lampung). - Musim DJF IOD positif di Laut Cina Selatan bagian barat daya sampai Selat Karimata, pesisir Kepulauan Riau, Bangka Belitung dan Sumatra Selatan bagian Timur (Palembang dan Lampung) tetapi dengan kuantitas persebaran yang sedikit. - Musim MAM IOD positif di pesisir Sumatra Barat dan sebagian Samudra Hindia bagian Timur sampai Timur Laut serta pesisir Bangka Belitung dan Selat Karimata dan hampir mendekati pesisir Jawa. - Musim JJA IOD positif di pesisir timur laut Aceh, Laut Cina Selatan bagian barat daya, pesisir Bangka Belitung dan Sumtera Selatan Timur (Lampung dan sekitarnya), sampai Laut Jawa. - Musim SON IOD positif di perairan barat daya Sumatra Utara sampai pesisir Aceh Timur Laut dan barat laut Selat Malaka. 4. KESIMPULAN Dari hasil penelitian respon salinitas dan klorofil-a terhadap fenomena IOD tahun 2010-2016 didapatkan kesimpulan bahwa masing-masing wilayah perairan Sumatra dan Jawa Barat menunjukkan respon yang berbeda terhadap aktifnya fenomena IOD. Selain itu, perbedaan musim yang meliputi musim hujan, kemarau, dan peralihan juga mempengaruhi anomali salinitas dan klorofil-a. Secara umum, saat terjadi IOD negatif daerah kurang subur terdapat di daerah pesisir barat Sumatra Barat, dan daerah yang lebih subur terdapat pada Laut Cina Selatan bagian barat daya sampai Selat Karimata. Sedangkan saat IOD positif, daerah yang kurang subur terdapat di Samudra Hindia bagian timur laut dan daerah yang lebih subur terdapat pada pesisir barat Sumatra Barat sampai pesisir Jawa Barat. 5. UCAPAN TERIMAKASIH Terimakasih penulis ucapkan kepada Ayu Vista Wulandari yang telah membantu dalam pengumpulan data, serta masukannya dalam pembuatan penulisan ini. Penelitian ini tidak menutup kemungkinan masih banyak terdapat kekurangan, sehingga kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan. 6. DAFTAR PUSTAKA Holiludin, P. M. (2010). Variabilitas Suhu dan Salinitas di Perairan Barat Sumatra dan Hubungannya dengan Angin Muson Serta Indian Ocean Dipole Mode (IODM). Ilmu Kelautan 1(1) hal. 49-67. Juniarti, Lita., Muh. Ishak Jumarang., Apriansyah. (2016). Analisis Kondisi Suhu dan Salinitas Perairan Barat Sumatra Menggunakan Data Argo Float. Physics Communication Vol 1 (1). Saji N.H., Goswani B.N., Vinayachandran P.N., Yamagata T. (1999). A Dipole Mode in The Tropical Indian Ocean. Nature 401 hal. 360-363. http://www.jamstec.go.jp/frcgc/research/d1/iod/e/iod/about_iod.htm https://infohujan.wordpress.com/2013/07/08/indian-ocean-dipole-dan-fenomena-kemarau-basah-tahun-2013/ https://en.wikipedia.org/wiki/chlorophyll_a https://id.wikipedia.org/wiki/salinitas https://giovanni.gsfc.nasa.gov/giovanni/ https://www.esrl.noaa.gov/psd/gcos_wgsp/timeseries/data/dmi.long.data 358