BAB 1 PENDAHULUAN: ARUS LAUT DAN KUALITAS AIR LAUT STASIONER
source: google.com

BAB 2 : ARUS LAUT DAN KUALITAS AIR LAUT STASIONER

BAB 2
TEORI DASAR: ARUS LAUT DAN KUALITAS AIR LAUT STASIONER

1.1. Arus Laut

BAB II : ARUS LAUT DAN KUALITAS AIR LAUT STASIONER – Arus laut (sea current) adalah perpindahan massa air dari satu tempat menuju tempat lain, yang disebabkan oleh berbagai faktor seperti gradien tekanan, hembusan angin, perbedaan densitas, atau pasang surut (Prawono et.al, 2006). Secara umum, karakteristik air laut di perairan Indonesia dipengaruhi angin dan pasang surut (Sugianto dan Agus, 2007). Dalam skala global, arus termasuk juga sirkulasi massa air yang terdiri dari dua bagian, (1) sirkulasi massa air permukaan yang sebagian besar disebabkan oleh sirkulasi atmosferik atau angin, dan (2) sirkulasi laut dalam, yaitu pergerakan massa air yang disebabkan oleh perubahan densitas massa air yang disebabkan oleh perubahan temperatur dan salinitas.

Gambar II.1. Pola sirkulasi arus laut dunia

BAB 1 PENDAHULUAN: ARUS LAUT DAN KUALITAS AIR LAUT STASIONER
source: google.com

Sumber: https://www.geografi.org/2022/03/arus-laut-dan-faktor-yang.html

1.1.1. Arus yang Berhubungan dengan Distribusi Densitas

Arus yang berkaitan dengan distribusi densitas adalah arus gradien atau disebut juga arus densitas, arus geostropik, dan sirkulasi termohalin. Arus yang berkaitan dengan distribusi densitas, sebagai berikut.

  1. Arus geostropik, arus geostropik timbul akibat adanya keseimbangan antara gaya gradien tekanan dan gaya Gradien tekanan terbentuk akibat adanya slope muka air/slope isobar.

Gambar II.2. Arus geostropik

BAB 1 PENDAHULUAN: ARUS LAUT DAN KUALITAS AIR LAUT STASIONER
source: google.com

Sumber: http://www.learn-eo.org

  1. Arus densitas, arus yang timbul akibat distribusi densitas secara horizontal di daerah pantai dan estuari. Gradien densitas horizontal terbentuk oleh variasi salinitas, suhu atau kandungan Arus densitas umumnya terjadi di daerah pantai dan estuari di mana terdapat fluks air tawar ke arah laut.
  2. Arus Thermohalin, Arus yang disebabkan perbedaan densitas air laut. Di bawah lapisan pycnocline, air bergerak di sepanjang dasar lautan sebagai arus yang lembam (slugish current). Sirkulasi laut dalam ini benar-benar terisolasi dari arus permukaan oleh lapisan pycnocline sehingga pergerakannya hanya dipengaruhi oleh adanya perbedaan densitas air laut atau dengan kata lain dikontrol oleh variabilitas suhu dan salinitas. Sirkulasi laut dalam ini disebut sebagai arus thermohalin (Thermohalin Current) (Gross,1990).

Gambar II.3. Arus termohalin

BAB 1 PENDAHULUAN: ARUS LAUT DAN KUALITAS AIR LAUT STASIONER
source: google.com

Sumber: theseusproject.eu

1.1.2. Arus dengan Sebab Khusus

Selain dari arus-arus yang berskala global, ada arus-arus lain yang bersifat lokal yang penting yang terjadi karena sebab-sebab khusus, seperti arus sepanjang pantai, arus rip, arus turbid, arus pasang surut, upwelling dan downweliing.

  1. Arus sepanjang pantai (longshore current)

Arus sepanjang pantai adalah arus yang bergerak sejajar dengan garis pantai. Arus ini timbul karena dua sebab: (1) gelombang yang mendekati pantai dengan arah tegak lurus terhadap garis pantai , dan (2) gelombang datang mendekati pantai dengan sudut miring. Arus sepanjang pantai ini berperan dalam transportasi sedimen menyusur pantai.

Gambar II.4. Arus sepanjang pantai

BAB 1 PENDAHULUAN: ARUS LAUT DAN KUALITAS AIR LAUT STASIONER
source: google.com

Sumber: http://klikgeografi.blogspot.com/2015/06/longshore-current-dan-rip-current.html

  1. Arus Rip (Rip current)

Arus rip adalah arus yang bergerak ke arah laut dengan arah yang tegak lurus atau miring terhadap garis pantai. Arus ini adalah arus balik yang timbul setelah gelombang mencapai garis pantai, dan kehadirannya umumnya berasosiasi dengan arus sepanjang pantai dalam suatu sistem sirkulasi sel (cell circulation system). Arus ini berperan dalam transportasi sedimen dari pantai ke arah laut.

Gambar II.5. Arus RIP

BAB 1 PENDAHULUAN: ARUS LAUT DAN KUALITAS AIR LAUT STASIONER
source: google.com

Sumber: https://www.worldatlas.com/articles/what-causes-a-rip-current.html

  1. Arus Turbdid (Turbidity current)

Arus turbid adalah arus dasar laut yang terjadi karena perbedaan densitas air laut. Perbedaan densitas itu terjadi karena kandungan muatan sedimen. Arus ini telah berhasil dihasilkan dalam percobaan di laboratorium. Di alam, arus ini dapat terjadi di waduk atau danau. Di samudera, arus turbid dapat terjadi pada waktu banjir.

  1. Arus pasang surut

Arus pasang surut adalah arus yang terjadi berkaitan dengan peristiwa pasang surut. Arus ini terjadi pada saat periode pasang dan periode surut. Arus ini terlihat jelas di daerah estuari atau muara sungai. Arus ini mempengaruhi pola pengendapan muatan sedimen dan pola penyebaran alur-alur sungai di kawasan delta sungai.

Gambar II.6. Arus pasang surut

BAB 1 PENDAHULUAN: ARUS LAUT DAN KUALITAS AIR LAUT STASIONER
source: google.com

Sumber: https://yayasanppew-pesisir.org/elearning/pasangsurut/index.php

  1. Upwelling dan downweliing

Selain menyebabkan gerakan air laut horizontal, tiupan angin juga menimbulkan gerakan vertikal yang dikenal sebagai upwelling (bila air bergerak naik) dan downwelling (bila air bergerak turun). Sebagai contoh bila angin bertiup ke arah selatan dengan sejajar pantai barat Amerika maka, di belahan bumi utara akan terjadi transportasi massa air ke arah laut, yang kemudian diikuti oleh naiknya massa air dari bagian laut yang lebih dalam ke permukaan (upwelling).

1.1.3. Transportasi Ekman

Angin adalah tenaga penggerak pertama dan utama yang menggerakan arus-arus permukaan. Meskipun demikian, sesungguhnya gerakan arus tidak tepat searah dengan arah tiupan angin, melainkan membentuk sudut ke arah kanan. Demikian pula, arus di permukaan samudera tidak memberikan efek yang sama keseluruhan kedalaman perairan, tetapi terbatas beberapa ratus meter. Gerak menyimpangnya arah arus dari arah angin yang menggerakannya itu adalah karena pengaruh dari efek Coriolis terhadap gerakan arus.

Akibat pengaruh gaya Coriolis, arus permukaan bergerak 45 derajat dari arah angin dan energi dinamis di salurkan ke lapisan laut yang lebih dalam. Energi diserap oleh gesekan pada kedalaman dimana kecepatan menurun menurut kedalaman dan akhirnya kecepatan masa air adalah 0 pada kedalaman Ekman. Gaya Coriolis menyebabkan penyimpangan berturut turut ke kedalaman sementara juga menyalurkan energi ke lapisan lebih dalam lagi (ekman spiral). Gerak masa air secara umum mengarah 90 derajat dari arah angin. Asumsi utama dari pergerakan Ekman adalah luas wilayah yang sangat luas dan sangat dalam (tidak ada friksi dengan dasar laut atau pantai). Sifat pergerakan Ekman ini dapat diilustrasikan dengan pola perubahan atas kue lapis apabila kita memberikan tekanan pada salah satu ujung pada lapisan paling atas dari kue lapis tersebut. Akibat tekanan yang ada akan terjadi pembelokan gaya tekan (deflection)antara lapisan teratas dengan lapisan di bawahnya dan di bawahnya lagi (Sari, 2017).

Gambar II.7. Pola transpor ekman

BAB 1 PENDAHULUAN: ARUS LAUT DAN KUALITAS AIR LAUT STASIONER
source: google.com

Sumber : http://phu-derpfee.weebly.com/ekmans-transport-lab.html

1.2. Temperatur

Permukaan samudera mendapat panas dari tiga sumber, yaitu: (1) radiasi sinar matahari, (2) konduksi panas dari atmosfer, dan (3) kondensasi uap air. Sebaliknya, permukaan laut menjadi dingin karena tiga sebab, yaitu: (1) radiasi balik dari permukaan laut ke atmosfer, (2) konduksi panas balik ke atmosfer, dan (3) evaporasi. Sementara itu, di bawah permukaan laut, arus-arus horizontal dapat mentransfer panas dari satu kawasan ke kawasan lain. Radiasi sinar matahari adalah sumber panas utama bagi Bumi. Sebagian dari radiasi itu yang sampai ke Bumi diserap dan sebagian yang lain dipantulkan oleh atmosfer. Radiasi yang diserap oleh atmosfer itu selanjutnya sampai ke permukaan Bumi dan dikenal sebut sebagai ―insolation‖ (insolasi). Insolasi yang sampai ke permukaan laut sebagian dipantulkan dan sebagian yang lain diserap oleh molekul-molekul air. Energi panas matahari yang diserap oleh molekul-molekul air itulah yang dapat menyebabkan air menguap (Pambudi, 2021).

Insolasi tidak konstan, melainkan bervariasi sesuai dengan posisi geografi dan waktu. Insolasi sinar matahari di suatu tempat di Bumi berkurang seiring dengan makin tingginya posisi lintang karena sudut sinar matahari yang sampai ke Bumi juga meningkat

Daerah ekuator adalah daerah yang menerima insolasi terbanyak karena posisi matahari berada pada sudut terbesar (90o) di atas ekuator. Sebaliknya, daerah kutub adalah daerah yang menerima insolasi paling sedikit, karena matahari berada pada posisi sudut yang kecil. Pengaruh sudut matahari adalah tiga kali. Di daerah lintang rendah, 1) sinar radiasi matahari tersebar di daerah yang sempit, 2) sinar matahari juga melewati ketebalan atmosfer yang lebih kecil, dan 3) sedikit insolasi yang dipantulkan dari permukaan Bumi.

Pengaruh variasi geografis terhadap insolasi menyebabkan temperatur permukaan air meningkat seiring dengan menurunnya posisi lintang. Perubahan temperatur permukaan air laut harian terjadi karena rotasi Bumi. Sedang fluktuasi musiman adalah akibat dari gerak revolusi Bumi mengelilingi Matahari dan sumbu orbit Bumi yang miring 23,5o terhadap bidang orbit. Distribusi temperatur di permukaan samudera terbuka memperlihatkan pola zonal, dengan garis isotermal secara umum berarah timur-barat. Di sepanjang sisi timur samudera, temperatur permukaan yang rendah sering terjadi karena upwelling air dingin dari bawah permukaan, seperti di pantai barat Amerika pada bulan Agustus. Variasi  temperatur permukaan dari daerah kutub utara dan selatan ke ekuator disajikan dalam Gambar berikut:

Gambar II.8. Variasi rata-rata temperatur laut dunia

BAB 1 PENDAHULUAN: ARUS LAUT DAN KUALITAS AIR LAUT STASIONER
source: google.com

Sumber: www.smartgeo.id/2016/04/ciri-fisik-air-laut.html

Distribusi temperatur secara vertikal dapat dibagi menjadi tiga zona , yaitu:

  1. Lapisan campuran (mixed layer). Zona ini adalah zona homogen. Temperatur dan kedalaman zona ini dikontrol oleh insolasi lokal dan pengadukan oleh angin. Zona ini mencapai kedalaman 50 sampai 200 meter.
  2. Termoklin (thermocline). Di dalam zona transisi ini, temperatur air laut dengan cepat turun seiring dengan bertambahnya kedalaman. Zona ini berkisar dari kedalaman 200 sampai 1000 meter.
  3. Zona dalam (deep zone). Zona ini temperatur berubah sangat lambat atau relatif homogen.

Termoklin di daerah kutub tidak terlihat, karena sebagian besar permukaan laut tertutup es pada musim dingin dan mendapat radiasi sinar matahari yang kecil pada musim panas. Di daerah tropis, termoklin dapat mendekat ke permukaan. Di daerah-daerah yang memiliki pemanasan musiman yang kuat, yaitu di daerah lintang menengah, air laut memiliki termoklin temporer atau musiman di lapisan permukaannya.

Gambar II.9. Pola temperatur vertikal laut

BAB 1 PENDAHULUAN: ARUS LAUT DAN KUALITAS AIR LAUT STASIONER
source: google.com

Sumber: www.geografi.org/2017/11/temperatur-air-laut.html

1.3. Salinitas

Salinitas adalah tingkat keasinan atau jumlah kadar garam terlarut dalam air. Air laut mengandung 3,5% mineral garam, gas-gas terlarut, bahan-bahan organik, dan partikel-partikel tidak terlarut. Keberadaan mineral garam memengaruhi sifat fisis air laut, seperti densitas dan temperatur. Beberapa sifat, seperti viskositas dan daya serap cahaya tidak terpengaruh secara siginifikan oleh salinitas. Dua sifat yang sangat dipengaruhi oleh jumlah kadar garam di laut adalah daya hantar listrik (konduktivitas) dan tekanan osmosis. Mineral garam utama yang terdapat di air laut adalah klorida (55%), natrium (31%), sulfat (8%), magnesium (4%), kalsium (1%), potassium (1%), dan sisanya kurang dari 1% terdiri dari bikarbonat, bromide, asam borak, strontium, dan florida.

1.4. PH

pH adalah derajat keasaman yang dipakai sbg mencetuskan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Dia dirumuskan sbg kologaritma kegiatan ion hidrogen (H+) yang terlarut. Koefisien kegiatan ion hidrogen tidak mampu diukur secara eksperimental, sehingga nilainya didasarkan pada perhitungan teoritis. Skala pH bukanlah skala absolut. Dia bersifat relatif terhadap sekumpulan larutan standar yang pH-nya ditentukan berlandaskan persetujuan internasional. Konsep pH pertama kali dikenalkan oleh kimiawan Denmark Søren Peder Lauritz Sørensen pada tahun 1909. Tidaklah diketahui dengan pasti makna singkatan “p” pada “pH”. Beberapa rujukan mengisyaratkan bahwa p berasal dari singkatan sbg powerp (pangkat), yang lainnya merujuk kata bahasa Jerman Potenz (yang juga berfaedah pangkat), dan mempunyai pula yang merujuk pada kata potential. Jens Norby mempublikasikan suatu karya ilmiah pada tahun 2000 yang berargumen bahwa p adalah suatu tetapan yang berfaedah “logaritma negatif”. Air murni bersifat netral, dengan pH-nya pada suhu 25 °C diputuskan sbg 7,0. Larutan dengan pH kurang daripada tujuh dinamakan bersifat asam, dan larutan dengan pH lebih daripada tujuh dituturkan bersifat basa atau alkali. Pengukuran pH sangatlah penting dalam ronde yang terkait dengan kehidupan atau industri pengolahan kimia seperti kimia, biologi, kedokteran, pertanian, ilmu pangan, rekayasa (keteknikan), dan oseanografi. Tentu saja bidang-bidang sains dan teknologi lainnya juga memakai walaupun dalam frekuensi yang lebih rendah.

1.5. Grafik T-S

Diagram TS adalah grafik yang menunjukkan hubungan antara suhu dan salinitas seperti yang diamati bersama pada, misalnya, kedalaman yang ditentukan dalam kolom air. Isopleths densitas konstan sering juga digambarkan dalam diagram yang sama sebagai alat bantu interpretasi tambahan yang berguna. Di laut kombinasi TS tertentu lebih disukai yang mengarah pada prosedur identifikasi melalui definisi jenis air dan massa air dan distribusi mereka.

Diagram temperatur-salinitas (T-S ) perairan penting untuk difahami karena bermanfaat untuk mengetahui sumber massa air perairan setempat. Oleh karena itu perlu pemahaman yang baik mengenai dinamika diagram T-S di setiap perairanKarakteristik diagram T-S khususnya ditentukan olehperubahan pola horisontal dalam tiga lapisan, yaitu air hangat di lapisan atas, air pertengahan, dan air dingin di laut bagian dalam.

Suhu entropi diagram, atau T-s diagram, digunakan dalam termodinamika untuk memvisualisasikan perubahan suhu dan entropi selama proses termodinamika atau siklus. Ini adalah alat yang berguna dan umum, terutama karena hal ini membantu untuk memvisualisasikan perpindahan panas selama proses. Untuk proses (yang ideal) reversibel, area under curve T-s proses adalah panas yang ditransfer ke sistem selama proses.

Gambar II.10. Diagram T-S

BAB 1 PENDAHULUAN: ARUS LAUT DAN KUALITAS AIR LAUT STASIONER
source: google.com

Sumber: https://ladensite.wordpress.com/2012/03/22/diagramt-s/

 

 

 

 

Leave a Reply

Your email address will not be published.