3 HASIL DAN PEMBAHASAN
3.4 Distribusi Spasial Parameter Turbulensi Vertikal
3.4.1 Lapisan Tercampur (10-100 m) 3.4.1.1 Transek utara–selatan
Terdapat dua parameter yang digunakan untuk menilai intensitas turbulensi vertikal dimana keduanya melibatkan nilai skala Thorpe dalam perhitungannya, yaitu energi kinetik dissipasi turbulen ( ) dan difusivitas vertikal ( ). Nilai energi kinetik disipasi turbulen ( ) menggambarkan lapisan aktif turbulen yang akan mengalami pemecahan menjadi bentuk yang lebih kecil (dissipation) yang akan mentransfer energi ke media lain.
Sebaran spasial turbulensi vertikal di Selat Makassar pada lapisan permukaan dapat dilihat pada gambar 11. Turbulensi vertikal dengan nilai yang reatif kecil yaitu kurang dari 10-5 m2s-1, terlihat lebih intensif terjadi di bagian utara dibandingkan bagian selatan dan tengah selat seperti yang dapat terlihat pada Gambar 11 (a). Bagian paling utara selat yaitu transek 6, terdapat turbulensi
vertikal dengan nilai yang relatif menengah yaitu 10-4 m2s- 1. Sementara itu pada bagian paling selatan Selat Makassar, yaitu stasiun 1, hanya terdapat satu turbulensi vertikal dengan nilai kurang dari 10-5 ms-2, sedangkan pada stasiun 2 dan 3, tidak terdapat satu pun turbulensi vertikal untuk nilai yang kurang dari 10-5 m2s-1.
Turbulensi vertikal dengan nilai yang berkisar 0(10-5 -10-4) m2s-1 terdapat hampir di seluruh bagian selat Makassar. Pengecualian hanya terdapat pada beberapa stasiun saja yaitu stasiun 3, 6 dan 8 dimana stasiun-stasiun ini tidak memiliki nilai yang relatif menengah sampai besar. Gambar 11 (b) dan (c) memperlihatkan turbulensi vertikal ini lebih intensif terjadi di bagian utara dibandingkan bagian tengah dan selatan Selat Makassar. Sementara itu turbulensi vertikal dengan nilai yang relatif besar yaitu 10-2 m2s-1 justru terdapat di bagian tengah sisi Timur selat Makassar dan hanya pada satu stasiun saja yaitu stasiun 16. Hal ini menunjukkan bahwa stasiun 16 pada transek 4 mendapat pengaruh yang lebih besar dari gaya pembangkit turbulen dibandingkan stasiun lainnya. Sementara itu Gambar 11 memperlihatkan stasiun 8 yang tidak memiliki satu pun turbulensi vertikal pada lapisan tercampur ini.
Penyempitan jalur pada Kanal Labani terjadi mulai kedalaman ±400 m. Bagian Selatan Selat Makassar pada lapisan tercampur justru lebih lebar dibandingkan bagian Utara dan tengah selat. Hal ini mengurangi kemungkinan untuk terjadinya turbulensi vertikal di area ini.
Nilai yang di dapat di Kanal Labani ini berkisar 0(10-6 - 10-2 ) m2s-1, dimana dikategorikan sebagai turbulensi vertikal yang relatif kecil sampai kuat.
Turbulensi vertikal terbanyak pada penelitian ini adalah yang memiliki nilai mendekati 10-3 m2s-1 dan sehingga bisa dikatakan hampir sama dengan hasil penelitian Suteja (2011) di Selat Ombai (10-3) m2s-1 dan juga hampir sama dengan hasil penelitian Purwandana (2012) di Selat Alor 0(10-4 -10-3 ) m2s-1.
3.4.1.2 Transek barat–timur
Transek barat–timur pada lapisan tercampur ini terdiri dari lima transek, yaitu transek 2, 3, 4, 5 dan 6. Turbulensi vertikal lebih intensif terjadi di sisi Timur selat dibandingkan sisi Baratnya. Hal ini kemungkinan besar disebabkan karena adanya resirkulasi Arlindo yang membentuk
eddy karena massa air terhalang dinding Timur pulau
Kalimantan (Horhoruw 2016).
Nilai berkisar [0(10-5 -10-2) m2s-1] dimana nilai ini hampir sama dengan hasil penelitian Purwandana (2012) [0(10- 4 -10-3) m2s-1] dan Suteja (2011) (10-3) m2s-1. Nilai tertinggi (10-2 m2s-1) ditemukan di transek 4 yaitu pada stasiun 16 dan 18 masing-masing di kedalaman ±26 dan ±100 m serta ±11,5 m. Hal ini berarti transek 4 memiliki turbulensi vertikal yang relatif besar.
Gambar 11 Sebaran spasial turbulensi vertikal di Selat Makassar pada lapisan permukaan. Stasiun penelitian (titik merah) yang dilingkari biru adalah yang memiliki nilai diffusivitas vertikal <10-5 m2s-1 (a), 10-5 m2s-1 (b), 10-4 m2s-1 (c) dan >10-4 m2s-1 (d)
3.4.2 Lapisan termoklin (100 – 350 m) 3.4.2.1 Transek utara–selatan
Sebaran vertikal di lapisan termoklin dapat dilihat pada gambar 12. Kisaran nilai berkisar [0(10-5 – 10-2) m2s- 1]. Turbulensi vertikal lebih intensif terjadi di bagian Selatan Selat Makassar dibandingkan bagian Utara. Hal ini
(a)
(b)
bisa dilihat pada Gambar 12 (c) dimana nilai yang relatif besar (lebih dari 10-4) m2s-1 terdapat di stasiun 1 dan 2. Sementara itu di bagian Utara nilai yang relatif besar hanya terdapat di sisi Barat dan Timur transek. Turbulensi vertikal di bagian tengah selat Makassar juga memiliki beberapa nilai yang relatif kuat. Area yang dekat dengan Kanal Labani yaitu stasiun 1 memiliki turbulensi vertikal, sementara itu stasiun 2 hanya memiliki turbulensi vertikal dimana nilainya bervariasi dari 10-5 m2s-1 sampai lebih dari 10-4 m2s-1. Penyempitan Kanal Labani dimulai pada kedalaman ± 400 m. Hasil penelitian Purwandana (2013), gelombang internal di Kanal Labani terbentuk pada kedalaman ±600 m.
Kisaran nilai pada penelitian ini lebih tinggi dengan hasil penelitian. Nilai ini hampir sama dengan hasil penelitian Purwandana (2012) di Selat Alor [0(10-4 -10-3) m2s- 1] dan Suteja (2011) (10-3) m2s-1 di selat Ombai.
3.4.2.2 Transek barat-timur
Turbulensi vertikal di transek 2 lebih intensif terjadi di sisi Timur selat. Hal ini bisa dilihat pada Gambar 12 (c) dimana terdapat turbulensi vertikal dengan nilai yang relatif besar pada stasiun 4 dan 5. Sementara itu kekuatan turbulensi pada transek 3 dan 6 hampir sama pada kedua sisi dengan ditemukannya nilai yang sama-sama kuat pada sisi Barat dan Timur selat. Transek 4 memiliki turbulensi vertikal yang lebih kuat di sisi Timur dibandingkan sisi Baratnya. Hal ini bisa dilihat dari ditemukannya nilai yang relatif kuat (lebih dari 10-4) m2s-1 di stasiun 15, 16 dan 17.
Turbulensi vertikal yang relatif kuat ditemukan di semua bagian transek 5. Gambar 12 (b) dan (c) memperlihatkan terdapatnya nilai yang relatif besar di semua stasiun di transek 5. Hal ini kemungkinan besar disebabkan oleh besarnya kecepatan arus (Arlindo) yang melewati transek ini. Kisaran pada transek ini sama dengan transek utara- selatan yaitu [0(10-5 – 10-2) m2s-1]. Nilai ini lebih rendah dari hasil penelitian Suteja (2011) dan Purwandana (2012).
Turbulensi vertikal terjadi di seluruh bagian transek 5 ini. Hal ini kemungkinan besar disebabkan adanya Arlindo yang mengalir dengan kecepatan maksimum di transek 5 (Horhoruw 2016). Turbulensi vertikal yang searah dengan aliran Arlindo (dari stasiun 27, 17, 11 dan 3) dengan nilai yang relatif besar ditemukan di tengah Selat Makassar.
Keterbatasan data arus yang hanya tersedia sampai kedalaman ±100 m saja, menyebabkan tidak bisa dianalisanya hubungan gradien vertikal kecepatan arus dan turbulensi vertikal di lapisan termoklin.
Gambar 12 Sebaran spasial turbulensi vertikal di Selat Makassar pada lapisan thermoklin. Stasiun penelitian (titik merah) yang dilingkari biru adalah yang memiliki nilai diffusivitas vertikal
(m2s-1) 10-5 (a), 10-4 (b) dan >10-4 (c)
3.4.3 Lapisan Dalam (350 – 3000 m) 3.4.3.1 Transek utara-selatan
Sebaran spasial turbulensi vertikal di lapisan dalam untuk parameter dapat dilihat pada gambar 13. Nilai berkisar [0(10-2 – 10-6) m2s-1]. Turbulensi vertikal yang relatif lemah (kurang dari 10-5) m2s-1, menengah (10-5 - 10-4) m2s-1 dan relatif kuat (lebih dari 10-4) m2s-1 terdapat hampir
(a)
(b)
di seluruh bagian Selat Makassar, kecuali di stasiun 8 karena kedalaman stasiun ini kurang dari 350 m. Turbulensi vertikal yang relatif kuat di bagian selatan selat terdapat di stasiun 1 dan 2 pada kedalaman 1100 m – 1300 m, sementara itu di bagian utara pada stasiun 26 dan 27 pada kedalaman sekitar 2700 m. Nilai terbanyak yang ditemukan adalah yang bernilai 10-4 m2s-1, sedangkan yang tertinggi adalah 10-1 m2s-1.
Hasil ini bisa dikatakan sama dengan hasil penelitian Suteja (2011) dimana nilai tertinggi di lapisan dalam Selat Ombai masing-masing adalah 10-1 m2s-1. Hasil ini juga sama dengan hasil penelitian Purwandana (2012) untuk nilai tertinggi di lapisan dalam Selat Alor (10-2 m2s-1). Sementara itu untuk lokasi yang lebih jauh lagi, hasil ini lebih kecil dibanding nilai [0(10-4 – 10-3) m2s-1] di Oregon Continental Slope pada kedalaman ±1300-2000 m (Nash et al. 2007). Turbulensi vertikal di area ini disebabkan oleh topographic roughness pada skala yang kurang dari resolusi batimetri global. Sementara itu adanya sill serta penyempitan pada beberapa titik seperti Paparan Tanjung Mangkaliat dan Kanal Labani, diduga kuat juga merupakan salah satu penyebab turbulensi vertikal di Selat Makassar. 3.4.3.2 Transek barat-timur
Turbulensi vertikal pada transek barat-timur bisa dibilang sama dengan transek utara-selatan, dengan kisaran nilai [0(10-1 – 10-6) m2s-1]. Turbulensi vertikal yang relatif kuat di bagian Barat selat terdapat di stasiun 19, 20 dan 28 pada kedalaman 2000 m, 2400 m dan 2300 m. Sementara itu di Timur pada stasiun 26 pada kedalaman sekitar 2700 m. Nilai terbanyak yang ditemukan adalah yang bernilai 10-4 m2s-1 sama seperti transek utara-selatan, sedangkan yang tertinggi adalah 10-2 m2s-1 sedikit lebih rendah dari transek Utara-selatan. Turbulensi vertikal dengan nilai yang relatif tinggi, sebagian besar ditemukan di sisi Barat dan Timur selat atau pada area dekat dengan dasar perairan.
Hasil ini bisa dikatakan sama dengan hasil penelitian Suteja (2011) di Selat Ombai dan Purwandana (2012) di Selat Alor dimana kedua selat ini merupakan jalur sekunder Arus Lintas Indonesia (Arlindo) dan kedua selat ini sama-sama memiliki sill.
Hasil penelitian di lokasi lain yang lebih jauh juga dilakukan oleh Laurent et al. (2002) dan mendapatkan nilai dengan kisaran [0(10-5 – 10-3) m2s-1] terdapat di lapisan dalam 1000 - 4000 m di Hawaian Ridge dan Kerguelen Plateau serta di Mid-Ocean Ridge Atlantic dan Indian Ocean. Diffusivitas vertikal yang relatif besar pada area ini disebabkan oleh kekasaran dasar perairan (topography roughness) yang berasosiasi dengan internal wave (Laurent et al. 2002).
Gambar 13 Sebaran spasial turbulensi vertikal di Selat Makassar pada lapisan dalam. Turbulensi vertikal dengan nilai diffusivitas vertikal (m2s-1) <10-5, 10-5, 10-4 dan >10-4 terdapat hampir di semua stasiun penelitian (titik merah dalam lingkaran biru) kecuali stasiun 8
Selat Makassar dengan luasan area yang relatif lebih kecil tetapi memiliki nilai maksimum pada lapisan dalam yang lebih besar (10-2) m2s-1. Hal ini memperlihatkan sangat intensifnya turbulensi vertikal pada lapisan dalam di Selat Makassar.