MAKALAH
PENGANTAR OSEANOGRAFI
MASSA AIR, KEDALAMAN,
DENSITAS DAN TEMPERATUR
DISUSUN OLEH :
1. DODI ANDIKA E1I014031
2. EKO FERNANDO E1I014015
3. JUNITA PURNAMA SARI E1I014034
4. RAISSYA AYUDYA E1I014025
5. RONALD ELYPURBA E1I014059
PROGRAM STUDI ILMU KELAUTAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS BENGKULU
2015
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Oseanografi dapat didefinisikan secara
sederhana sebagai suatu ilmu yang mempelajari lautan. Ilmu ini semata-mata
bukanlah merupakan suatu ilmu yang murni, tetapi merupakan perpaduan dari
bermacam-macam ilmu dasar yang lain. Ilmu-ilmu lain yang termasuk di dalamnya
ialah ilmu tanah (geology). Ilmu bumi (geography). Ilmu fisika (physics), ilmu
kimia (chemistry). Ilmu hayat (biology) dan ilmu iklim (metereology).
Salah satu metode yang dapat dilakukan
dalam mempelajari oseanografi fisika yakni pengamatan langsung dengan melakukan
praktek lapang untuk mengetahui oseanografinya itu sendiri. Oseanografi
fisika dapat diketahui dengan cara mengukur pasang surut, ombak, arus, angin seperti
yang telah kita lakukan, itu hanya sebagian dari oseanografi fisika tersebut,
sehingga diperoleh gambaran dasar tentang perbedaan dari data tersebut.
Adanya faktor-faktor fisik air laut,
sepeti temperatur dan perubahan arus dapat menyuburkan laut. Kedua, laut
digunakan oleh manusia untuk berbagai aktivitas. Manusia banyak menggunakan
laut, seperti untuk transportasi, pengeboran minyak dan gas, rekreasi,
berenang, perikanan dan lain-lain. Ketiga laut mempengaruhi kondisi cuaca dan
iklim. Laut mempengaruhi distribusi hujan, kemarau, banjir dan kondisi
lingkungan suatu daerah.
Faktor-faktor fisik air laut lainnya
ialah massa air, kedalaman, densitas, dan temperature. Distribusi
densitas dalam perairan dapat dilihat melalui stratifikasi densitas secara vertikal
di dalam kolom perairan, dan perbedaan secara horisontal yang disebabkan oleh
arus. Distribusi densitas berhubungan dengan karakter arus dan daya tenggelam
suatu massa air yang berdensitas tinggi pada lapisan permukaan ke kedalaman
tertentu. Densitas air laut tergantung pada suhu dan salinitas serta semua
proses yang mengakibatkan berubahnya suhu dan salinitas. Densitas permukaan
laut berkurang karena ada pemanasan, presipitasi, run off dari daratan serta
meningkat jika terjadi evaporasi dan menurunnya suhu permukaan.
1.2
Tujuan
Penulisan
makalah ini bertujuan untuk :
Mengetahui
pengertian dan hal-hal yang terkait dalam massa air, kedalaman, densitas dan
temperature air laut.
1.3
Manfat
Penulisan
makalah ini memberikan manfaat agar :
·
Mengerti pengertian massa air, kedalaman, densitas,
dan temperature
·
Mengerti hal-hal yang mempengaruhi massa air,
kedalaman, densitas dan temperature.
1.4
Rumusan Masalah
·
Apa pengertian massa air ?
·
Apa pengertian kedalaman ?
·
Apa pengertian densitas ?
·
Apa pengertian temperature ?
BAB
II
ISI
2.1 Massa Air
Sirkulasi laut adalah
pergerakan massa air di laut. Sirkulasi laut di permukaan dibangkitkan oleh
stres angin yang bekerja di permukaan laut dan disebut sebagai sirkulasi laut
yang dibangkitkan oleh angin (wind driven ocean circulation). Selain itu, ada
juga sirkulasi yang bukan dibangkitkan oleh angin yang disebut sebagai
sirkulasi termohalin (thermohaline circulation) dan sirkulasi akibat pasang
surut laut.
Sirkulasi termohalin
dibangkitkan oleh adanya perbedaan densitas air laut. Istilah termohalin
sendiri berasal dari dua kata yaitu thermo yang berarti temperatur dan haline
yang berarti salinitas. Penamaan ini diberikan karena densitas air laut sangat
dipengaruhi oleh temperatur dan salinitas. Sementara itu, sirkulasi laut akibat
pasang surut laut disebabkan oleh adanya perbedaan distribusi tinggi muka laut
akibat adanya interaksi bumi, bulan dan matahari.
Laut merupakan daerah yang
memiliki masa air laut yang ada di seluruh dunia. beberapa faktor yang dapat
menyebabkan gerakan massa air laut :
Di daerah dekat Antartika
massa air dingin tenggelam ke dalam lautan dalam.
Garam laut yang keluar
saat air membeku akan bercampur dengan air dingin membentuk massa air yang
lebih padat (suhu rendah & salinitas tinggi) yang tenggelam di dasar
Antartika.
Air tersebut bercampur
dengan air di sekitarnya ketika mengalir ke sekeliling Antartika, disebut
dengan Air Dasar Antartika (Antartic Bottom Waters); kemudian mengalir ke
utara.
Air Dasar Antartika
bersuhu -0,4oC dan salinitas 34,66 ppt terdapat pada ketiga lautan dunia.
Contoh lain adalah: North
Atlantic Deep Water, mengalir di atas Air Dasar Antartika; Antartic
Intermediate Water, mengalir di atas kedua massa air sebelumnya.
Beberapa massa air lautan
terbentuk pada lautan yang lebih kecil. Contoh: lapisan tipis air hangat dengan
salinitas tinggi bergerak dari Laut Mediterania melewati Selat Gibraltar; di
Laut Merah juga terbentuk massa air semacam ini.
Karena kurang padat
daripada air dasar, massa air tersebut mengalir di tengah (intermediate)
2.2 Kedalaman
Kedalaman suatu perairan akan membatasi penetrasi cahaya
matahari yang secara langsung membatasi kehidupan biota dasar. Penyinaran
cahaya matahari berkurang secara cepat sesuai dengan makin tingginya kedalamn
lautan.
Dilihat dari kedalaman laut, perairan Indonesia pada garis
besarnya dapat dibagi dua, yakni perairan dangkal berupa paparan dan perairan
dalam. Paparan adalah zona di laut terhitung mulai garis surut terendah hingga
pada kedalaman sekitar 120 – 200 meter, yang kemudian biasanya disusul dengan
lereng yang lebih curam ke arah laut dalam.
Tingkat kedalaman yang sangat tinggi akan mengurangi penyerapan
cahaya matahri oleh badan air, dimana cahaya matahari sangat dibutuhkan oleh
tumbuh-tumbuhan hijau dalam proses fotosintesis yang akan menghasilkan oksigen
yang sangat diperlukan bagi pertumbuhan hewan khususnya makrozoobentos. Pada
daerah yang dalam tingkat kecerahan menetukan mutu perairan sebagai daerah
asuhan bentos, tetapi pada tingkat kedalaman 15–40 meter masih tergolong baik
sebagai habitat makrozoobentos.
Kedalaman dasar laut dapat diamati dari nilai garis kontur pada
peta batimetri daerah yang bersangkutan. Kedalaman laut mencerminkan roman muka
dasar laut atau bisa disebut morfologi yang pada hakekatnya berkaitan dengan
proses pembentukan dan perkembangan dasar laut dan samudera. Untuk sistem
samudera terdapat hubungan empiris yang memperlihatkan hubungan antara
kelandaian dan umur pembentukannya. Makin tua umur samudera, semakin dalam
dasar lautnya.
Jika sudut muka bias
ombak datang secara menyudut terhadap tepi pantai, yang kemiringan dasarnya
landai dengan kontur kedalaman yang sejajar garis pantai, maka muka ombak akan
mengalami proses pembiasan atau refraksi. Arah perambatan berangsur-angsur berubah
dengan berkurangnya kedalaman sehingga dapat diamati bahwa ombak cenderung
sejajar dengan kedalaman. Hal ini disebabkan oleh perubahan bilangan ombak yang
mengakibatkan perubahan fase gelombang.
2.3 Densitas
Densitas
dalam pengertian singkatnya adalah kerapatan. Kerapatan disini adalah massa
jenis. Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin
tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya.
Karena yang dibahas adalah laut, maka kita berbicara bagaimana densitas air
laut. Densitas merupakan salah satu parameter terpenting dalam mempelajari
dinamika laut. Densitas sendiri berkaitan erat dengan suhu, salinitas dan juga
tekanan. Karena suhu, salinitas dan tekanan tersebut yang mempengaruhi densitas
di laut.
Densitas
(rapat jenis) di lambangkan dengan
ρ
ρ
= m / v
ρ
adalah massa jenis,
m
adalah massa,
V
adalah volume.
Satuan
massa jenis dalam ‘CGS [centi-gram-sekon]‘ adalah: gram
per sentimeter kubik (g/cm3). 1 g/cm3=1000 kg/m3
Dari
ketiga parameter yang mempengaruhi densitas antara suhu, salinitas dan tekanan,
yang paling mempengaruhi densitas adalah tekanan. Jika densitas di suatu
perairan naik atau tinggi maka suhu di perairan tersebut akan turun. Densitas
maksimal terjadi pada suhu antara 39,80C –
400C. Tapi sebaliknya dengan salinitas dan tekanan di daerah
perairan tersebut. Tekanan dan salinitasnya naik. Jadi pada intinya adalah
densitas berbanding terbalik dengan suhu tetapi berbanding lurus dengan
salinitas dan tekanan.
Dari
penjelasan di atas, dapat disimpulkan bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi
densitas adalah suhu, salinitas dan tekanan. Dan dari faktor-faktor yang
mempengaruhi densitas tersebut, faktor tekanan lah yang paling berpengaruh
terhadap nilai densitas di suatu perairan. Jadi jika disuatu perairan
tekanannya berubah maka densitasnyapun pasti berubah.
Distribusi
Densitas
Iklim
dan cuaca di bumi adalah hasil gerakan massa udara yang dikarakterisasi oleh
kombinasi temperatur, kelembaban dan tekanan tertentu. massa air di lautan
bergerak secara vertikal dan horisontal dan dicirikan oleh temperatur(T),
salinitas(S) dan karakter lain yang digunakan untuk mengenali air dan melacak
gerakannya. Perbedaan densitas yang kecil secara horisontal (misalnya akibat
perbedaan pemanasan di permukaan) dapat menghasilkan arus laut yang sangat
kuat.
teratas
dari laut, mulai dari air permukaan atau dekat permukaan hingga ke dasar
termoklin permanen. Diidentifikasi dari temperatur, salinitas dan properti
lain, termasuk komunitas organisme yang hidup di dalamnya. Juga dapat
mengidentifikasi batas antara pergerakan massa air dalam arah yang berbeda di
beberapa kedalaman laut.
Air
bergerak lebih lambat dari udara sehingga massa air kurang bervariasi dari
massa udara dan batasnya tidak banyak berubah walaupun dalam skala waktu dekade
atau abad.
Sistem
arus permukaan dibangkitkan oleh angin tetapi gerakan massa air intermediate
dan dalam diatur oleh densitas. Bila densitas air laut di lapisan permukaan
bertambah maka kolom air secara gravitasi akan menjadi tidak stabil dan air
yang lebih berat akan turun.
Sirkulasi
vertikal laut diatur oleh variasi temperatur dan salinitas dan dikenali sebagai
sirkulasi termohalin. Prinsip utamanya adalah bahwa massa air yang dingin dan
berat dari lintang tinggi turun dan menyebar di bawah termoklin permanen.
Distribusi
vertikal dan horisontal isoterm umumnya tetap konstan tiap tahunnya. fluktuasi
musiman dibatasi pada lapisan permukaan. Diketahui bahwa distribusi ini
mewakili suatu bentuk keseimbangan dinamik atau keadaan tunak, karena air laut
itu sendiri bergerak secara kontinu.Pergerakannya tidak acak tetapi teratur
dalam sistem sirkulasi tiga dimensi yang menunjukkan sedikit variasi bila
dirata-ratakan untuk periode beberapa tahun.
Distribusi
densitas dalam perairan dapat dilihat melalui stratifikasi densitas secara
vertikal di dalam kolom perairan, dan perbedaan secara horisontal yang
disebabkan oleh arus. Distribusi densitas berhubungan dengan karakter arus dan
daya tenggelam suatu massa air yang berdensitas tinggi pada lapisan permukaan
ke kedalaman tertentu. Densitas air laut tergantung pada suhu dan salinitas
serta semua proses yang mengakibatkan berubahnya suhu dan salinitas. Densitas
permukaan laut berkurang karena ada pemanasan, presipitasi, run off dari
daratan serta meningkat jika terjadi evaporasi dan menurunnya suhu permukaan.
Sebaran
densitas secara vertikal ditentukan oleh proses percampuran dan pengangkatan
massa air. Penyebab utama dari proses tersebut adalah tiupan angin yang kuat.
Lukas and Lindstrom (1991), mengatakan bahwa pada tingkat kepercayaan 95 %
terlihat adanya hubungan yang positif antara densitas dan suhu dengan kecepatan
angin, dimana ada kecenderungan meningkatnya kedalaman lapisan tercampur akibat
tiupan angin yang sangat kuat. Secara umum densitas meningkat dengan
meningkatnya salinitas, tekanan atau kedalaman, dan menurunnya suhu.
Pada
intinya adalah distribusi denstitas ada dua yaitu secara vertikal dan
horisontal. Jika vertikal pengaruh denstitas terhadap temperatur/suhu dan
salinitas juga tekanan. Bisa ditandai dengan sebuah grafik, dimana tersebut
garisnya berada pada posisi vertikal, garisnya dari atas ke bawah. Dan jika
horisontal itu adalah pengaruh densitas yang disebabkan oleh faktor lain yaitu
arus. jika ditandai dengan grafik, garis grafik ini garisnya adalah dari kiri
ke kanan secara horisontal.
2.4 Temperatur
Dalam oseanografi
dikenal dua istilah untuk menentukan temperatur air laut yaitu temperatur
insitu (selanjutnya disebut sebagai temperatur saja) dan temperatur potensial.
Temperatur adalah sifat termodinamis cairan karena aktivitas molekul dan atom
di dalam cairan tersebut. Semakin besar aktivitas (energi), semakin tinggi pula
temperaturnya. Temperatur menunjukkan kandungan energi panas. Energi panas dan
temperatur dihubungkan oleh energi panas spesifik. Energi panas spesifik
sendiri secara sederhana dapat diartikan sebagai jumlah energi panas yang
dibutuhkan untuk menaikkan temperatur dari satu satuan massa fluida sebesar 1o.
Jika kandungan energi panas nol (tidak ada aktivitas atom dan molekul dalam
fluida) maka temperaturnya secara absolut juga nol (dalam skala Kelvin). Jadi
nol dalam skala Kelvin adalah suatu kondisi dimana sama sekali tidak ada
aktivitas atom dan molekul dalam suatu fluida. Temperatur air laut di permukaan
ditentukan oleh adanya pemanasan (heating) di daerah tropis dan pendinginan
(cooling) di daerah lintang tinggi. Kisaran harga temperatur di laut adalah -2o
s.d. 35oC.
Tekanan di dalam
laut akan bertambah dengan bertambahnya kedalaman. Sebuah parsel air yang bergerak
dari satu level tekanan ke level tekanan yang lain akan mengalami penekanan
(kompresi) atau pengembangan (ekspansi). Jika parsel air mengalamai penekanan
secara adiabatis (tanpa terjadi pertukaran energi panas), maka temperaturnya
akan bertambah. Sebaliknya, jika parsel air mengalami pengembangan (juga secara
adiabatis), maka temperaturnya akan berkurang. Perubahan temperatur yang
terjadi akibat penekanan dan pengembangan ini bukanlah nilai yang ingin kita
cari, karena di dalamnya tidak terjadi perubahan kandungan energi panas. Untuk
itu, jika kita ingin membandingkan temperatur air pada suatu level tekanan
dengan level tekanan lainnya, efek penekanan dan pengembangan adiabatik harus
dihilangkan. Maka dari itu didefinisikanlah temperatur potensial, yaitu
temperatur dimana parsel air telah dipindahkan secara adiabatis ke level
tekanan yang lain. Di laut, biasanya digunakan permukaan laut sebagai tekanan
referensi untuk temperatur potensial. Jadi kita membandingkan harga temperatur
pada level tekanan yang berbeda jika parsel air telah dibawa, tanpa percampuran
dan difusi, ke permukaan laut. Karena tekanan di atas permukaan laut adalah
yang terendah (jika dibandingkan dengan tekanan di kedalaman laut yang lebih
dalam), maka temperatur potensial (yang dihitung pada tekanan permukaan) akan
selalu lebih rendah daripada temperatur sebenarnya.
Gambar 1.
Temperatur Profile
Satuan untuk
temperatur dan temperatur potensial adalah derajat Celcius. Sementara itu, jika
temperatur akan digunakan untuk menghitung kandungan energi panas dan transpor
energi panas, harus digunakan satuan Kelvin. 0oC = 273,16K. Perubahan 1oC sama
dengan perubahan 1K.
Seperti telah
disebutkan di atas, temperatur menunjukkan kandungan energi panas, dimana
energi panas dan temperatur dihubungkan melalui energi panas spesifik. Energi
panas persatuan volume dihitung dari harga temperatur menggunakan rumus
Q = densitas x
energi panas specific x temperatur
(temperatur dalam
satuan Kelvin). Jika tekanan tidak sama dengan nol, perhitungan energi panas di
lautan harus menggunakan temperatur potensial. Satuan untuk energi panas (dalam
mks) adalah Joule. Sementara itu, perubahan energi panas dinyatakan dalam Watt
(Joule/detik). Aliran (fluks) energi panas dinyatakan dalam Watt/meter2 (energi
per detik per satuan luas).
Kisaran suhu pada
daerah tropis relatif stabil karena cahaya matahari lebih banyak mengenai
daerah ekuator daripada daerah kutub. Hal ini dikarenakan cahaya matahari yang
merambat melalui atmosfer banyak kehilangan panas sebelum cahaya tersebut
mencapai kutub. Suhu di lautan kemungkinan berkisar antara -1.87°C (titik beku
air laut) di daerah kutub sampai maksimum sekitar 42°C di daerah perairan dangkal.
Sebaran suhu secara
menegak ( vertikal) diperairan Indonesia terbagi atas tiga lapisan, yakni
lapisan hangat di bagian teratas atau lapisan epilimnion dimana pada lapisan
ini gradien suhu berubah secara perlahan, lapisan termoklin yaitu lapisan
dimana gradien suhu berubah secara cepat sesuai dengan pertambahan kedalaman,
lapisan dingin di bawah lapisan termoklin yang disebut juga lapisan hipolimnion
dimana suhu air laut konstan sebesar 4ºC. Pada lapisan termoklin memiliki ciri
gradien suhu yaitu perubahan suhu terhadap kedalaman sebesar 0.1ºC untuk setiap
pertambahan kedalaman satu meter.
Gambar 2. Profil
suhu Permukaan Dunia
Suhu menurun secara
teratur sesuai dengan kedalaman. Semakin dalam suhu akan semakin rendah atau
dingin. Hal ini diakibatkan karena kurangnya intensitas matahari yang masuk
kedalam perairan. Pada kedalaman melebihi 1000 meter suhu air relatif konstan
dan berkisar antara 2°C – 4°C.
Suhu mengalami
perubahan secara perlahan-lahan dari daerah pantai menuju laut lepas. Umumnya
suhu di pantai lebih tinggi dari daerah laut karena daratan lebih mudah
menyerap panas matahari sedangkan laut tidak mudah mengubah suhu bila suhu
lingkungan tidak berubah. Di daerah lepas pantai suhunya rendah dan stabil.
Lapisan permukaan
hingga kedalaman 200 meter cenderung hangat, hal ini dikarenakan sinar matahari
yang banyak diserap oleh permukaan. Sedangkan pada kedalaman 200-1000 meter
suhu turun secara mendadak yang membentuk sebuah kurva dengan lereng yang
tajam. Pada kedalaman melebihi 1000 meter suhu air laut relatif konstan dan
biasanya berkisar antara 2-4o C.
Faktor yang memengaruhi
suhu permukaan laut adalah letak ketinggian dari permukaan laut (Altituted),
intensitas cahaya matahari yang diterima, musim, cuaca, kedalaman air,
sirkulasi udara, dan penutupan awan.
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Hasil dari diskusi makalah
ini dapat disimpulkan bahwa :
·
Sirkulasi
laut adalah pergerakan massa air di laut. Sirkulasi laut di permukaan
dibangkitkan
·
Kedalaman suatu
perairan akan membatasi penetrasi cahaya matahari yang secara langsung
membatasi kehidupan biota dasar. Penyinaran cahaya matahari berkurang secara
cepat sesuai dengan makin tingginya kedalamn lautan.
·
Densitas merupakan salah
satu parameter terpenting dalam mempelajari dinamika laut. Densitas sendiri
berkaitan erat dengan suhu, salinitas dan juga tekanan. Karena suhu, salinitas
dan tekanan tersebut yang mempengaruhi densitas di laut.
·
Temperatur adalah
sifat termodinamis cairan karena aktivitas molekul dan atom di dalam cairan
tersebut. Semakin besar aktivitas (energi), semakin tinggi pula temperaturnya.
Temperatur menunjukkan kandungan energi panas. Energi panas dan temperatur
dihubungkan oleh energi panas spesifik.
3.2 Saran
Berdasarkan pembahasan dan kesimpulan yang diperoleh maka
penulis menyarankan kepada mahaiswa agar menghayati dan memahami materi ini
karena laut merupakan unsure penting yang bermanfaat bagi
kehidupan.
DAFTAR PUSTAKA
http://id.wikipedia.org/wiki/Massa_jenis
http://www.ekodokcell.co.cc/2009/06/densitas.html
http://oseanografi.blogspot.com/2005/07/densitas-air-laut.html Jurnal
pengantar oseanografi oleh Agus Supangat dan Susanna
http://eprints.unsri.ac.id/584/5/Pages_from_Heron_Surbakti-2.pdf/ JURNAL
KELAUTAN NASIONAL Vol. I, Edisi Khusus Januari 2009
Tidak ada komentar:
Posting Komentar