03. oseanografi
TRANSCRIPT
1
Oseanografi
Bachtiar Wahyu Mutaqin, S.Kel., M.Sc.
Fakultas Geografi
Universitas Gadjah Mada
2
Pengantar Oseanografi
Oseanografi
Okeanidos (nama dewa laut dalam
mitologi Yunani) yang berarti laut atau
samudra, dan
Graphein yang berarti gambaran
3
Definisi
Duxbury, A.B., A.C. Duxbury, dan K.A.
Sverdrup. (2002). Fundamentals of
Oceanography. McGraw-Hill, Singapore.
Oceanography is a broad field in which
many sciences focus on the common goal
of understanding the oceans
4
5
6
Oseanografi Fisika
• Ilmu ini mempelajari hubungan antara
sifat-sifat fisika yang terjadi dalam lautan
sendiri dan yang terjadi dalam lautan
sendiri dan yang terjadi antara lautan
dengan atmosfer dan daratan.
• Hal ini termasuk kejadian-kejadian pokok
seperti terjadinya tenaga pembangkit
pasang dan gelombang, iklim dan sistem
arus-arus yang terdapat di lautan dunia. 7
Oseanografi Geologi
• Ilmu geologi mempunyai arti penting untuk
mempelajari asal lautan yang telah
berubah lebih dari berjuta–juta tahun yang
lalu.
• Termasuk di dalamnya adalah penelitian
tentang lapisan kerak bumi, gunungapi
dan terjadinya tsunami akibat gempa
bumi.
8
Oseanografi Kimia
• Ilmu ini berhubungan dengan reaksi-reaksi
kimia yang terjadi di dalam dan dasar laut
dan juga menganalisa sifat-sifat air laut itu
sendiri.
9
Oseanografi Biologi
• Oseanografi biologis mempelajari
berbagai organisme yang hidup di lautan,
termasuk hewan-hewan yang berukuran
sangat kecil (plankton) dan juga hewan-
hewan yang berukuran besar dan tumbuh-
tumbuhan air.
10
Oseanografi Kemiliteran
• Cabang oseanografi ini berperan
memberikan pemahaman tentang
keadaan laut secara menyeluruh,
terutama aplikasinya untuk operasi kapal
selam.
11
Ilmu tentang laut (sea) dan lautan (ocean),
termasuk pesisirnya (coast), fenomena
dan proses yang terjadi di dalamnya, sifat-
sifat dan dinamikanya, beserta kehidupan
yang ada di dalamnya.
12
Manfaat
• untuk memahami perilaku laut mengingat
sebagian besar kota di Indonesia terletak
di tepi pantai bahkan ada kecenderungan
pengembangan waterfront city;
• untuk mengetahui daerah umbalan
maupun surutan;
13
Manfaat
• untuk mengetahui daerah persebaran
terumbu karang dan mangrove;
• untuk mengetahui pola kecenderungan
pantai yang mengalami akresi dan erosi;
• untuk memahami peranan laut sebagai
perekat kesatuan bangsa Indonesia.
14
Perkembangan data jumlah pulau
dan panjang garis pantai Indonesia
No. Tahun Jumlah
Pulau
Panjang Garis
Pantai (km)
1 1987 13.667 80.791
2 1995 17.508 80.791
3 2003 18.110 108.000
4 2013 13.466 99.093 15
Batasan antara laut dan
lautan
16
Laut
• Laut adalah bentuk umum kumpulan air
asin di permukaan Bumi, khususnya pada
kontinen.
• Contoh dari laut antara lain Laut
Mediterania, Laut Karibia, Laut Merah,
Laut Cina Selatan, Laut Baltik, dan lain-
lain
17
Lautan/Samudra
• Lautan merupakan suatu badan air utama
yang menempati cekungan besar di
permukaan planet Bumi.
• Contoh dari lautan antara lain Samudra
Pasifik, Samudra Atlantik, Samudra
Hindia, Lautan Arktik, dan Lautan Antartik.
• Laut merupakan bagian dari lautan
18
19
Ridge dan Rise
• suatu bentuk proses peninggian yang
terdapat pada lantai samudra (sea floor)
yang hampir serupa dengan adanya
gunung-gunung di daratan.
• Ridge lerengnya lebih terjal daripada Rise.
20
21
Trench
• Bagian laut terdalam yang berbentuk
seperti saluran, yang seolah- olah terpisah
sangat dalam yang terdapat di perbatasan
antara benua dengan kepulauan.
Biasanya Trench (palung laut) memiliki
kedalaman yang sangat dalam.
22
Abyssal Plain (daratan Abyssal)
• Daerah ini relatif terbagi rata dari
permukaan Bumi yang terdapat di bagian
sisi yang mengarah ke daratan dari sistem
igir tengah samudra (mid-oceanic ridge).
23
Seamount dan Guyot
• Merupakan gunung-gunung berapi yang
muncul dari dasar lantai samudra, tetapi
tidak dapat mencapai sampai ke
permukaan laut.
• Seamount mempunyai lereng yang curam
dan berpuncak runcing dan kemungkinan
mempunyai tinggi sampai 1 kilometer atau
lebih. Guyot mempunyai bentuk yang
serupa dengan Seamount tetapi bagian
puncaknya datar. 24
25
26
Terminologi Coastal Area
• Ada perbedaan yang nyata (signifikan)
antara wilayah kepesisiran (coastal area),
pesisir (coast), dan pantai (shore).
27
28
29
• Pengertian wilayah kepesisiran (coastal
area) merupakan daerah pertemuan
antara darat dan laut, ke arah darat
mencakup bagian darat, baik kering
maupun terendam air, yang masih
dipengaruhi oleh sifat-sifat laut seperti
pasang surut, angin laut, dan perembesan
air asin.
30
• Umumnya secara genetik berasal dari
bentukan laut (marine), bentukan
kombinasi sungai dan laut (fluviomarine),
atau bentukan angin (aeolian); sedangkan
ke arah laut wilayah kepesisiran
mencakup bagian laut yang terletak di
dekat pantai atau nearshore zone yang
mencakup zona pecah gelombang pada
saat laut surut
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
Sifat Fisika dan Kimia Air Laut
42
Komposisi Kimia Air Laut
• ± 96,5% berupa air dan sisanya sebanyak
±3,5% berupa komponen-komponen
anorganik terlarut
43
44
Salinitas
45
Salinitas
• Jumlah total material padat (gram) yang
terlarut dalam 1 kilogram air laut.
• Tingkatan salinitas ini dinyatakan dalam
permil (‰).
46
Tingkat Salinitas Nilai Salinitas
Oligo Haline 0,5 ‰ – 3,0 ‰
Meso Haline 3,0 ‰ – 10,0 ‰
Pleo-Meso Haline 10,0 ‰ – 17,0 ‰
Poly Haline 17,0 ‰ – 30,0 ‰
Ultra Haline >30,0 ‰
47
Sumber Utama Senyawa Garam
• Pelapukan,
• Erosi kerak bumi,
• Gas-gas vulkanik,
• Sirkulasi hidrotermal laut dalam,
• Pelarutan sedimen dan batuan dasar laut,
• Proses vulkanik dalam bentuk gas/padatan
48
Faktor yang mempengaruhi salinitas
?
49
Faktor yang mempengaruhi salinitas
50
• Evaporasi lebih besar dari presipitasi
(E>P) maka salinitas semakin ………….
• Evaporasi lebih kecil dari presipitasi (E<P)
maka salinitas semakin …………….
• Mencair/membekunya es
• Aliran sungai yang bermuara di laut
51
Faktor yang mempengaruhi salinitas
52
53
54
Microstructure
measurements
VMP/CTD
Turbulence + TS profiles CTD/LADCP
Currents + TS profiles
repeated profiles during 24h to catch the diurnal tidal cycle
Radium + Actinium
DIRECT
INDIRECT
INDIRECT
INTEGRATED
Kz
55
56
Pola Salinitas Vertikal
• Well-mixed surface zone, dengan ketebalan 50
– 100m (salinitas seragam)
• Halocline, zona dimana salinitas berubah
dengan cepat sesuai dengan bertambahnya
kedalaman
• Zona di bawah Halocline sampai ke dasar laut,
dengan salinitas yang relatif homogen
• Zona Berkala (Occasional Zone), pada
kedalaman 600 - 1000 m, dimana terdapat nilai
salinitas minimum 57
58
Salinitas air laut di seluruh wilayah perairan di
dunia berkisar antara 33 - 37‰,dengan nilai
median 34,7‰, namun di Laut Merah dapat
mencapai 40‰
Contoh nilai salinitas rata-rata untuk beberapa
tempat :
• Atlantik : 34,90 ‰
• Pasifik : 34,62 ‰
• Indonesia : 34,76 ‰
59
60
Sirkulasi Air Laut
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 61
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 62
Angin Pasat
• Sub-Tropis
Khatulistiwa
• Sepanjang
tahun
• Pembangkit
gelombang
dan arus
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 63
Angin Monsoon / Musim
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 64
Wind real time data
http://global.iwindsurf.com/ 4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 65
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 66
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 67
Angin Pembangkit Gelombang
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 68
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 69
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 70
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 71
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 72
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 73
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 74
Gelombang Laut
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 75
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 76
Sea Swell Surf
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 77
• Sea adalah gelombang laut tak beraturan
yang dibentuk oleh angin. Gelombang ini
dipengaruhi langsung oleh angin, tanpa
pola yang sistematis (periode berubah dan
tinggi bervariasi).
• Swell adalah gelombang laut dengan
periode panjang. Mempunyai pola yang
teratur (panjang gelombang tetap, tinggi
berkurang).
• Surf adalah gelombang pecah pada
kawasan pantai.
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 78
Periode Gelombang
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 79
Gelombang Katastropik
• Gelombang badai (Storm Surge)
• Gelombang yang disebabkan oleh
longsoran (Landslide Surge)
• Gelombang tsunami, disebabkan oleh
gempa bumi baik yang bersifat tektonik
maupun vulkanik
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 80
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 81
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 82
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 83
• Menentukan stasiun gelombang
• Memasangkan tiang pada sutu titik
di pantai pada kedalaman tertentu
• Mengamati permukaan rata – rata
air pada tiang
• Mencatat tinggi bukit dan lembah
gelombang yang sampai pada
tiang pancang (Pengukuran) dalam
satu menit hingga diperoleh
frekuensi dan periode
gelombangnya
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 84
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 85
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 86
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 87
Refraksi Gelombang
Perubahan bentuk gelombang yang terjadi karena
pengaruh perubahan kedalaman dasar laut.
Akibat-akibat refraksi gelombang:
• Terjadinya gelombang pecah di pantai
• Garis puncak gelombang akan berbelok sejajar
bathimetri
• Arah gelombang juga berbelok ke arah
tegaklurus batimetri (kontur kedalaman dasar
laut)
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 88
Difraksi Gelombang
Pembelokan arah gelombang oleh adanya
rintangan yang dapat berupa pulau,
tanjung, atau bangunan pemecah
gelombang.
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 89
Refleksi Gelombang
• perubahan arah gelombang akibat
pemantulan.
• Hal tersebut dikarenakan gelombang yang
datang menabrak dinding pantai yang
terjal.
• Umumnya refeleksi gelombang terjadi
pada pantai-pantai yang curam atau
pantai dengan bangunan pelindung pantai.
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 90
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 91
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 92
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 93
Perolehan Data Gelombang
• Pendekatan Observasional
Skala Beaufort
• Pendekatan Empirik
Pengukuran langsung
• Pendekatan Numerik
Pemodelan
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 94
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 95
Arus
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 96
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 97
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 98
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 99
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 100
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 101
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 102
4/1/2013 Oseanografi - Gelombang 103
Pasang Surut (Tide)
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 104
TIDE
Perubahan permukaan laut secara periodik yang
disebabkan oleh gaya tarik benda-benda angkasa terutama
matahari dan bulan terhadap massa air di bumi
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 106
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 107
Menurut Dronkers (1964), ada tiga tipe pasut yang dapat
diketahui, yaitu:
1. Pasang surut diurnal.
Yaitu bila dalam sehari terjadi satu satu kali pasang dan
satu kali surut. Biasanya terjadi di laut sekitar
katulistiwa.
2. Pasang surut semi diurnal.
Yaitu bila dalam sehari terjadi dua kali pasang dan dua
kali surut yang hampir sama tingginya.
3. Pasang surut campuran.
Yaitu gabungan dari tipe 1 dan tipe 2, bila bulan
melintasi khatulistiwa (deklinasi kecil), pasutnya bertipe
semi diurnal, dan jika deklinasi bulan mendekati
maksimum, terbentuk pasut diurnal.
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 108
Menurut Wyrtki (1961), pasang surut di Indonesia dibagi
menjadi 4 yaitu:
a. Pasang surut harian tunggal (Diurnal Tide). Merupakan
pasut yang hanya terjadi satu kali pasang dan satu kali
surut dalam satu hari, ini terdapat di Selat Karimata.
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 109
b. Pasang surut harian ganda (Semi Diurnal Tide).
Merupakan pasut yang terjadi dua kali pasang dan dua
kali surut yang tingginya hampir sama dalam satu hari,
ini terdapat di Selat Malaka hingga Laut Andaman.
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 110
c. Pasang surut campuran condong harian tunggal (Mixed
Tide, Prevailing Diurnal). Merupakan pasut yang tiap
harinya terjadi satu kali pasang dan satu kali surut tetapi
terkadang dengan dua kali pasang dan dua kali surut
yang sangat berbeda dalam tinggi dan waktu, ini
terdapat di Pantai Selatan Kalimantan dan Pantai Utara
Jawa Barat.
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 111
d. Pasang surut campuran condong harian ganda (Mixed
Tide, Prevailing Semi Diurnal). Merupakan pasut yang
terjadi dua kali pasang dan dua kali surut dalam sehari
tetapi terkadang terjadi satu kali pasang dan satu kali
surut dengan memiliki tinggi dan waktu yang berbeda,
ini terdapat di Pantai Selatan Jawa dan Indonesia
Bagian Timur
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 112
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 113
http://newsite.pasutlapan.com/
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 114
Kondisi Rob di Jakarta
Foto kejadian
banjir rob di
lapangan.
-muara sungai penuh sampah.
Koordinat 693815 mT dan
9324776 mU.
- pembangunan
fisik/pemukiman yang pesat di
lokasi penelitian. Koordinat
705475mT dan 9320521 mU
Dampak Banjir Rob Terhadap
Pemukiman
Genangan banjir Rob
Durasi genangan antara ± 6-12 jam
Kawasan Pesisir Terendam Permanen
di Kecamatan Tugu, Kota Semarang (Juli 2010)
Garis Pantai Mundur 1991-2010 mencapai 1,7 km
Area Genangan Mencapai 1.211,2 ha (1.460,1 x Luas Lapangan Sepak Bola Standart)
Genangan Permanen di Pelabuhan Tanjung Mas Semarang (Juni 2010)
Adaptasi, Mengubah
Fungsi dari Perkantoran
Pelabuhan Menjadi Kolam
Budidaya Ikan
Genangan Permanen di Pelabuhan Tanjung Mas Semarang (Juni 2010)
Banjir Pasang Air Laut Kota Semarang, Juni 2009
65,2 cm depth
Mangrove
Area ini berjarak 350m
dari garis pantai
Area ini berjarak 420m
dari garis pantai
Genangan Air
Laut
Kedalaman 41 Cm
Di Kamar Tidur
Genangan Permanen di
Kawasan Pemukiman Semarang, Januari 2009
Area ini berjarak 1.5 km
dari garis pantai
Bedono, Demak 2010
45 Cm
Bedono, Demak 2003
Bedono, Demak 2009
Coastal Erosion Terboyo Kulon, Semarang Utara, 2003 -2005
101.7m
TPI Baru
Coastal Erosion Terboyo Kulon, Semarang Utara, 2003 -2009
Erosion 2005 –
2009
652.7m
Erosion 2003 –
2005
101.7m
Erosion in Sayung
District, Demak
1991-2009
• Coastline Erosion
9,8 km
• Coastal erosion
cover 1.122,7 ha
• Coastal erosion in
18 year = 1.361 x
Soccer football
ground
• Erosion rate: 62,4
ha/year.
Erosion 3.2 km
( 178 m/year )
Morosari, Demak
- 1991, 455 m behind the coastline.
- 2009, 802 m in front of coastline.
Gaya Coriolis
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 129
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 130
Gaya Coriolis
• Rotasi bumi membuat sirkulasi air
laut menjadi tidak sederhana.
• Pergerakan objek di atas bumi tidak
hanya dipengaruhi oleh rotasi bumi,
tapi juga bentuk bumi itu sendiri.
• Kecepatan rotasi bumi tergantung
pada lintang / koordinat
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 131
Gaya Coriolis • Rotasi bumi mengakibatkan defleksi
material yang bergerak di atas permukaan bumi
• Perpindahan material cenderung mempunyai arah berupa garis lengkung dibandingkan garis lurus.
• Fenomena ini disebut dengan Coriolis Effect.
• Berdasarkan point of view dari pengamat/peneliti, pembelokan itu seolah-olah akan mengarah ke kanan di belahan bumi utara (Northern Hemisphere) dan mengarah ke kiri di belahan bumi selatan (Southern Hemisphere).
Pemanasan yang berbeda pada permukaan bumi dan pengaruh defleksi Gaya
Coriolis mengakibatkan terbentuk sistem angin zonal (timur barat): diatur dalam sel
tiga sirkulasi
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 133
Pola Sirkulasi Atmosfer
• Trade winds
– Bergerak dari mid-latitude high-
pressure belt menuju ke
ekuator.
• Westerlies
– Bergerak dari mid-latitude high-
pressure belt menuju ke lintang
yang lebih tinggi
• Polar Easterlies
– Pola yang sama terdapat pada
wilayah dengan lintang tinggi
• Pada lintang 60 derajat (belts of low atmospheric pressure), dimana udara
hangat meningkat, terjadi banyak hujan dan awan, serta lebih lembab.
• Sebaliknya, pada lintang 30 derajat (high pressure region), mempunyai
karakteristik yang lebih kering dengan sedikit hujan.
Circulation in the atmosphere
Diagram Sirkulasi Atmosfir
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 135
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 136
• Gaya Coriolis mempunyai peranan penting dalam pola angin global:
– mengarah ke kanan di belahan bumi utara (Northern Hemisphere) dan
– mengarah ke kiri di belahan bumi selatan (Southern Hemisphere)
• Keberadaan daratan menghasilkan angin permukaan yang cenderung
membentuk sel lingkaran atau elips di lautan sirkulasi arus dalam skala
besar (gyre), dan juga mempengaruhi variasi iklim.
Lima gyre utama: Atlantik Utara dan Selatan, Samudera Hindia,
Pasifik Utara dan Selatan
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 137
Arus dingin (Oyashio)
bergerak bertabrakan
dengan Arus Kuroshio
(arus panas) yang
bergerak dari pantai timur
Jepang.
Kedua arus ini saling
membentuk Arus Pasifik
Utara. Arus ini dimulai
dari Samudera Arktik dan
bergerak ke arah selatan
melewati Laut Bering.
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 138
Tsunami
• Tsunami akibat dislokasi dasar perairan
• Tsunami akibat longsoran
• Tsunami akibat letusan gunung berapi di
laut
• Tsunami akibat meteor atau benda langit
lainnya
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 139
SEBAB-SEBAB TERJADINYA TSUNAMI
• Terjadi gempabumi berpusat di dasar laut.
• Kedalaman pusat gempa < 60 km.
• Kekuatan gempa ≥ 6,5 SR.
• Terjadi sesar vertikal (dip slip).
• Terjadi keruntuhan dasar laut.
• Meletusnya gunungapi di laut.
• Jatuhan meteor di laut.
Sesar vertikal (dip slip) di dasar laut dapat menimbulkan tsunami
4/1/2013 Oseanografi - Sirkulasi Air Laut 142
Jatuhan meteor menimbulkan gempabumi dan tsunami
Tanda-tanda akan terjadinya
gempabumi yang berpusat di dasar laut
• Menghilangnya ikan-ikan laut bukan akibat musim.
• Binatang laut dalam terdampar di pantai. • Sebagai contoh adalah terdamparnya ikan paus
(binatang laut dalam, bukan binatang laut perairan pantai) di Pantai Trisik pada hari Senin 15 Januari 2007. Setelah 4 hari kemudian, Jumat 19 Januari 2007 terjadi gempabumi di Samudra Hindia dengan kekuatan 5,7 SR dan terjadi gempabumi pula pada Sabtu 20 Januari 2007 di daratan Pantai Depok dengan kekuatan 3,2 SR.
CIRI-CIRI DATANGNYA
TSUNAMI
• Air laut surut secara mendadak.
• Terdengar suara dentuman seperti ledakan bom dari tengah laut.
• Tiupan angin tercium bau busuk, seperti terasi atau telur busuk.
• Terdengar suara gemuruh dari tengah laut dan tampak gelombang tinggi, hitam, besar datang menuju pantai dengan kecepatan sangat tinggi (900 km/jam) di laut dalam.
•Mengapa laut surut
mendadak ?
•Mengapa terdengar
suara dentuman ?
148
149
150
151