Formasi Dan Karakteristik Eddies Yang Dibangkitkan Oleh Arlindo Lombok Dari Model Indeso

FORMASI DAN KARAKTERISTIK

EDDIES

YANG DIBANGKITKAN OLEH ARLINDO LOMBOK

DARI MODEL INDESO

RIFQIE M. PURMADI

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*

1

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Formasi dan Karakteristik Eddies yang Dibangkitkan oleh Arlindo Lombok dari Model INDESO adalah benar karya saya sendiri dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Semua sumber data dan informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, Januari 2015

Rifqie Mardiansyah Purmadi NIM C54100041

*

ABSTRAK

RIFQIE MARDIANSYAH PURMADI. Formasi dan Karakteristik Eddies yang Dibangkitkan oleh Arlindo Lombok dari Model INDESO. Dibimbing oleh AGUS SALEH ATMADIPOERA

Selat Lombok merupakan salah satu pintu keluar dari Arus Lintasan Indonesia (Arlindo) yang membawa 2.5 106 m3/s massa air hangat. Tujuan penelitian ini menjelaskan karakteristik pusaran arus (eddies) yang terbentuk dari Arlindo Lombok. Metode yang dilakukan yaitu analisis ukuran dan pola pusaran

eddies, pergeseran, dan trajektori dari keluaran model INDESO 10 tahun terakhir. Hasil penelitian menunjukkan terdapat dua pola pusaran eddies, yaitu eddies

siklonik dan anti-siklonik. Pola tersebut ditentukan oleh interaksi antara Arlindo yang keluar dari Selat Lombok dengan sistem arus di sisi Samudera Hindia, seperti, Arus Khatulistiwa Selatan, Arlindo yang keluar dari Timur, dan Arus Pantai Jawa. Eddies siklonik dicirikan oleh suhu air laut yang lebih rendah serta salinitas yang lebih tinggi, karena terangkatnya massa air ke permukaan dari kedalaman tertentu, sedangkan massa air di dalam eddies anti-siklonik dicirikan oleh suhu lebih tinggi dan salinitas rendah, karena massa air permukaan tertekan ke kedalaman tertentu. Dalam rentang tahun 2008-2012 terbentuk 31 eddies

siklonik, sedangkan eddies anti-siklonik berjumlah 19 eddies. Variasi musiman, intensitas eddies tercatat lebih tinggi pada musim Timur (19 eddies) dari pada musim Barat (12 eddies). Eddies juga muncul pada musim peralihan. Kisaran kecepatan pergeseran eddies tiap tahunnya antara 0.21 m/s sampai 0.54 m/s. Pola trajektori eddies ditentukan oleh partisi arus di dekat keluaran pintu Arlindo Lombok.

Kata Kunci: Arlindo Lombok, eddies, siklonik dan anti-siklonik, kecepatan propagasi zonal, Samudera Hindia.

ABSTRACT

RIFQIE MARDIANSYAH PURMADI. Formation and characteristic of Eddies induced by the Indonesian Throughflow (ITF) Lombok from the INDESO model. Supervised by AGUS SALEH ATMADIPOERA

saltier sea water, in contrast to anti-cyclonic eddies with warmer and less salty sea water, trapped inside the rings. Model showed that between 2008 and 2012, number of cyclonic eddies is 31, which is higher than that anti-cyclonic eddies (19 eddies). Formation of eddies during the Southeast Monsoon is much frequent (19 eddies) compared to that during the Northwest Monsoon (12 eddies). Propagation zonal speed of the eddies ranged between 0.21 and 0.54 m/s. Trajectory analysis suggests that partition of ITF Lombok at the Southern portal exit may determine the pathway length and eddies pattern.

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Ilmu Kelautan

pada

Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan

RIFQIE MARDIANSYAH PURMADI

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2015

FORMASI DAN KARAKTERISTIK

EDDIES

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan pada bulan Juni hingga bulan Desember 2014 ini dengan judul Formasi dan Karakteristik Eddies yang Dibangkitkan oleh Arlindo Lombok dari Model INDESO.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Ir Agus Saleh Atmadipoera, DESS selaku pembimbing Skripsi. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Dr Ir I Wayan Nurjaya, MSc selaku ketua departemen, Bapak Dr Ir Henry M Manik, MT selaku ketua program studi, Prof Dr Mulia Purba, MSc selaku penguji tamu dan seluruh staf Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan. Tak lupa penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnnya kepada Ghulampitt, Agitha, Priska, Rahmadimi, Galang, Fitri, Ofa, Ridha, Ridho, Deslaknyo, Bang Nabil, Bang Ferdi, Bang sayid, Mb Ida dan Mb Alin yang telah membantu dalam melakukan penelitian serta teman-teman Laboratorium Osenografi Fisik, ITK 47. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Papa, Mama, dan kakak serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya.

Semoga skripsi ini bermanfaat.

Bogor, Januari 2015

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL vi

DAFTAR GAMBAR vi

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Perumusan Masalah 2

Tujuan Penelitian 2

Manfaat Penelitian 3

METODE 3

Waktu dan Wilayah Penelitian 3

Prosedur Analisis Data 4

Referensi sumber data 4

Data model INDESO 4

Analisis Hovmoller 4

Analisis Trajektori 5

HASIL DAN PEMBAHASAN 7

Validasi Suhu dari Model dan Data 7

Mekanisme Formasi Eddies Siklonik dan Anti-Siklonik 7 Eksistensi Eddies dari Data Observasi 12

Kecepatan Perambatan Sinyal Arus Zonal dari Eddies 16

Pola Trajectori Eddies 18

KESIMPULAN DAN SARAN 19

Kesimpulan 19

Saran 19

DAFTAR PUSTAKA 20

RIWAYAT HIDUP 22

DAFTAR TABEL

1 Tabulasi pusaran arus yang muncul setiap tahun 15 2 Tabulasi perambatan signal komponen arus zonal 17

DAFTAR GAMBAR

1 Lokasi Penelitian di Selatan Jawa-Nusa Tenggara,Samudera Hindia 3

2 Diagram alir pengolahan data 6

3 Korelasi suhu model dan suhu permukaan laut satelit 7 4 Skema terbentuknya eddies siklonik dan kondisi suhu (warna) di Perairan

Selatan Jawa-Nusa Tenggara 8

5 Penampang melintang (a) perpotongan eddies siklonik (b) Sebaran suhu

secara vertikal 9

6 Skema terbentuknya eddies anti-siklonik dan kondisi suhu (warna) di

Perairan Selatan Jawa-Nusa Tenggara 10

7 Penampang melintang (a) perpotongan eddies siklonik (b) Sebaran suhu

secara vertikal 11

8 Skematik gerakan eddies dan akibatnya terhadap pergerakan vertikal

massa air di Bumi Belahan Selatan 12

9 Distribusi perairan pada rentang waktu terbentuknya eddies siklonik 13 10 Distribusi perairan pada rentang waktu terbentuknya eddies anti-siklonik 14

11 Grafik hovmoller arus zonal 16

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Laut Indonesia mempunyai peranan penting dalam sirkulasi massa air dunia, dimana laut Indonesia merupakan jalur lintas bahang dunia yang bergerak dari Samudera Pasifik ke Samudera Hindia. Sirkulasi global dikenal dengan The Great Conveyor Belt yang melalui wilayah perairan Indonesia dikenal sebagai Arus Lintas Indonesia (Arlindo). Arlindo adalah aliran massa air antar Samudera yang melewati perairan Indonesia. Sebagai negara yang diapit oleh dua lautan besar yakni Samudera Pasifik di bagian Utara dan Timur Laut serta Samudera Hindia di bagian Selatan dan Barat Daya. Gaya penggerak utama massa air dari Samudera Pasifik ke Samudera Hindia adalah perbedaan tinggi permukaan laut (TPL) antara Samudera Pasifik yang lebih tinggi dengan Samudera Hindia (Wyrtki 1987; Fieux et al. 1996).

Indonesia memiliki perairan yang kompleks karena adanya muson dan topografi perairannya yang sangat beragam. Hal ini memungkinkan adanya proses fisik laut yang mempengaruhi sifat-sifat massa air perairan Indonesia. Arlindo dipandang sebagai komponen penting bagi sirkulasi laut yang mengalirkan/menyebarkan panas (heatflux) secara global (Vranes et al. 2003)

Selama ini dapat diketahui massa air dari Samudera Pasifik memasuki perairan Indonesia melalui 2 jalur, yaitu jalur Barat dan Timur. Jalur masuk Barat yaitu melalui Laut Sulawesi di Selatan Mindanao kemudian mengalir masuk melalui Selat Makasar. Lintasan Barat merupakan lintasan utama yang membawa sekitar 11,6 ± 3,3 Sv (Sverdrup) (1 Sv = 106 m3 s-1) massa air Samudera Pasifik yaitu dari lapisan termoklin North Pacific Subtropical Water (NPSW) dan lapisan bawah termoklin North Pacific Intermediate Water (NPIW). Massa air tersebut keluar menuju Samudera Hindia melalui cara langsung melalui Selat Lombok dengan kedalaman sekitar 350 m, dan melalui Laut Banda kemudian ke Laut Timor dan Selat Ombai. Jalur untuk memasuki Arlindo yang lain adalah jalur Timur, yaitu melalui Laut Halmahera, Laut Maluku, dan Laut Seram kemudian memasuki Laut Banda yang selanjutnya keluar menuju Samudera Hindia melalui Laut Timor dan Selat Ombai (Atmadipoera et al. 2009).

Selat Lombok merupakan perairan yang dikenal sebagai salah satu lintasan utama Arlindo untuk menuju Samudera Hindia di mana Selat Lombok merupakan salah satu pintu keluar Arlindo (INSTANT 2004). Indonesia memiliki variasi musiman yang disebabkan karena bertiupnya angin muson yang berganti arah sebanyak dua kali dalam setahun yaitu, Angin Muson Tenggara dan Angin Muson Barat Laut. Angin muson ini dapat mempengaruhi karakteristik perairan di Indonesia termasuk Selat Lombok (INSTANT 2004).

2

transportasi massa air di sejumlah Samudera. Stewart (2002) menyatakan bahwa arus eddies yang bergerak searah jarum jam di Bumi Bagian Selatan memiliki ketinggian permukaan di pusatnya yang lebih rendah dibandingkan daerah sekitarnya. Arus eddies yang bergerak berlawanan arah jarum jam memiliki ketinggian air di bagian pusatnya lebih tinggi dari daerah sekitarnya, salah satu penyebab dari eddies siklonik dan anti-siklonik dipengaruhi oleh angin yang menggerakkan permukaan perairan dan terbawa lalu dipengaruhi pula oleh bathimetri suatu perairan.

Eddies muncul akibat pengaruh dorongan arus yang terhalang oleh topografi pulau sehingga terbentuk suatu pusaran besar massa air. Terdapat dua tipe arus

eddies, tipe pertama adalah yang terbentuk akibat interaksi aliran arus dengan topografi, dan yang kedua adalah akibat angin (Mann dan Lazier 2006). Eddies

pada daerah Selatan Pulau Jawa sampai Nusa Tenggara dapat berbentuk siklonik dan anti-siklonik karena di Samudera Hindia bagian Timur terdapat arus besar yang bernama Arus Khatulistiwa Selatan/AKS (South Equatorial Current/SEC) yang pada umumnya mengalir ke arah Barat, tetapi pada musim Timur, di daerah tersebut berhembus kuat angin Tenggara yang membuat arus besar ini semakin melebar ke Utara, bergerak sepanjang Pantai Selatan Jawa hingga Sumbawa, kemudian membelok ke arah Barat Daya, karena itulah pola sirkulasi dapat berbentuk siklonik dan anti-siklonik (Wyrtki 1961, Meyers et al. 1995, Quadfasel

et al. 1996; Gordon dan Fine 1996).

Penjelasan terkait formasi dan karakteristik eddies sangat bermanfaat untuk prediksi dan menjelaskan pengaruh fisik perairan terhadap terbentuknya eddies di wilayah Selatan Jawa-Nusa Tenggara. Oleh karena itu perlu adanya kajian mengenai karakteristik fisik perairan saat terbentuknya eddies secara mendalam.

Perumusan Masalah

Fenomena eddies merupakan suatu fenomena yang masih sedikit diteliti di perairan Indonesia. Oleh karena itu, diperlukan adanya kajian penelitian yang lebih lanjut terkait fenomena eddies. Eddies dipengaruhi oleh beberapa aspek seperti pola sirkulasi dari arus, pergerakan angin, dan struktur dasar laut (batimetri). Penelitian ini dilakukan untuk mencoba menjawab beberapa pertanyaan, sebagai berikut:

1. Bagaimana perlintasan eddies yang disebabkan Arlindo Lombok pada tahun kejadian 2008-2012?

2. Apa yang menyebabkan terbentuknya eddies siklonik dan anti-siklonik ? 3. Bagaimana sebaran suhu dan salinitas saat terbentuknya eddies baik

siklonik maupun anti-siklonik?

4. Berapa rerata kecepatan pergeseran eddies? Tujuan Penelitian

3

Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi prediksi sirkulasi arus laut dan pola eddies yang terbentuk di sekitar Selatan Jawa hingga Nusa Tenggara, serta memberikan penjelasan mengenai mekanisme terbentuknya

eddies khususnya pada keluaran Selat Lombok. Hal tersebut akan memberikan informasi daerah-daerah yang kaya nutrisi, daerah yang banyak terdapat fitoplankton yang mengakibatkan banyak terdapat ikan.

METODE

Waktu dan Wilayah Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada bulan Juni hingga Desember 2014 dengan melakukan pengolahan dan analisis data dari hasil model INDESO. Lokasi penelitian berada di sekitar perairan Selatan Jawa-Nusa Tenggara dengan koordinat 7.69o LS - 14.06o LS dan 107.9 o BT - 118.4o BT (Gambar 1), wilayah tersebut dipilih berdasarkan daerah terbentuknya eddies di perairan Selatan Jawa hingga Nusa Tenggara. Pengolahan data dilakukan di Laboratorium Oseanografi Fisika, Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

4

Prosedur Analisis Data

Referensi Sumber Data

Data penelitian terdiri dari data 3-dimensi arus, suhu, dan salinitas yang merupakan data hasil keluaran rataan harian simulasi model sirkualsi laut yang dikembangkan oleh proyek infrastructure development for space oceanography

(INDESO), data altimetri Suhu Permukaan Laut (sea surface temperature, SST) yang digunakan untuk menvalidasi merupakan data harian dari 1 Januari 2008 – 31 Desember 2012.

Data model INDESO

Analisis keluaran Model INDESO (Infrastructure Development for Space Oceanography) berupa komponen arus, suhu, dan salinitas dalam rata-rata selama 2008-2012. Model yang digunakan merupakan simulasi (Ocean General Circulation Model (OGCM)) 3-dimensi dari sistem Nucleus for European Modeling of the Ocean – Ocean Parallelise (NEMO-OPA). NEMO-OPA merupakan model yang dibuat untuk mempelajari dinamika lautan dan interaksinya dengan komponen lain. Masukkan data model berupa data batimetri, kordinat, tinggi permukaan laut, salinitas, suhu, tegangan angin, bahang dan masukkan air tawar. Data keluaran arus yang dibentuk berupa data grid yang mengikuti batas lateral global dengan resolusi horizontal 1/12° dan resolusi vertikal terdiri dari 50 level kedalaman. Nilai rata-rata untuk komponen zonal dan meridional ditentukan dengan persamaan (Emery dan Thomson 1998):

x

=

1

�

x

i

�

�=1

Untuk menentukan nilai standar deviasi data digunakan persamaan:

s2 = 1

� −1 xi−x 2 � �=1 2 dimana: 2 = Varian

= Standar deviasi � = Banyak data �i = Nilai data x ke-i x _{= Rata-rata nilai x}

Analisis Hovmoller

5 (Timur-Barat). Sementara perata-rataan lintang bertujuan meneliti variasi data secara meridional (Utara-Selatan). Variasi zonal dilakukan dengan merata-ratakan nilai arus zonal bulanan pada area. Pada penelitian ini Hovmoller dilakukan dengan cara menghitung kecepatan perambatan pergerakan eddies dapat diketahui dengan cara merata-ratakan nilai bujur atau lintang, sehingga diperoleh pola penjalaran berdasarkan perubahan jarak (dx) terhadap perubahan waktu (dt). Nilai kecepatan perambatan ditentukan dengan persamaan:

Kecepatan perambatan = ��

�

Jarak yang didapat dari selisih kordinat dua titik yang dikonversikan dalam satuan meter, dan waktu didapat dari awal munculnya eddies dari satu titik ke titik lain sampai hilangnya eddies.

Analisis Trajektori

Konfigurasi model dibuat dengan menggunakan ARIANE lagrangian off-line toolbox yang dioperasikan pada Fortran dan memiliki kelebihan dalam analisa skala global dan regional (Blanke et al. 1999; Jasmine 2015). Dalam kompilasi dan instalasi ARIANE dibutuhkan netcdf versi 3.6.0 dengan modul Intel Fortran untuk kompilasi dalam sistem operasi Ubuntu Linux. Analisis menggunakan algoritma massa dengan menghitung trajektori sebenarnya dari beberapa gaya dengan penggunaan persamaan dikretisasi grid tipe C, dengan persamaan trajektori sebagai berikut (Blanke et al. 1999):

�

i

�

_x

+

�

_j

�

_y

+

�

_k

�

_z

= 0

dimana Tx, Ty, dan Tz menunjukkan arah transport (dalam satuan Sverdrups), sedangkan i, j, dan k mengacu pada indeks grid. Arah arus berdasarkan pada sumbu vertikal, zonal maupun meridional. Integrasi transpor secara vertikal atau

zonaldidefinisikan dalam Ψhdan Ψyz dengan persamaan :

�

i

Ψ

h

= Σ

k

�

y

�

j

Ψ

h

= −Σ

k

�

x

kemudian,

�

i

Ψ

yz

= Σ

k

�

z

�

j

Ψ

yz

= −Σ

k

�

y

Variabel Ψhdan Ψyz menujukkan pergerakkan dalam proyeksi yang dipilih. Titik awal mendefinisikan kondisi awal dari partikel yang menyerupai kontur pada proyeksi lintasan sebenarnya. Pemilihan proyeksi horizontal dan penambahan proyeksi lainnya akan membantu dalam menentukan gerak yang tepar pada massa air.

ARIANE dapat dioperasikan dalam komputasi dengan jumlah besar serta melakukan berbagai diagnosa antara lain secara Qualitative (dengan beberapa partikel), Quantitative (dengan banyak partikel), dan integrasi forward dan

6

INDESO perairan Selatan Jawa hingga Nusa Tenggara pada tahun 2008-2012 antara lain vektor arus (zonal (u) dan meridional (v)), suhu, salinitas, dan grid

mesh mask. Langkah awal dalam eksperimen trajektori dilakukan dengan membuat konfigurasi (Jasmine 2015). Hal ini dilakukan dalam file namelist yang berisikan nama file yang dijadikan input model (berupa NetCDF file), parameter yang digunakan, dan spesifikasi model. Pada model trajektori, luasan domain model menyesuaikan data hasil keluaran Model INDESO. Penggunaan model dengan mode kualitatif dimana output trajektori tidak memperhitungkan perpindahan volume. Integrasi pada trajektori model dilakukan secara forward dengan alur temporal bergerak maju. Frekuensi yang digunakan dalam kalkulasi posisi trajektori dengan pengambilan data harian dalam detik (86400).

Untuk mengetahui formasi dan karakteristik eddies diperlukan beberapa analisis dari data model INDESO, data arus digunakan dalam analisis trajectory

dan Hovmoller. Keluaran dari analisis trajectory merupakan arah pergerakan arus yang bergerak sesuai lintasan yang ditempuh partikel air pada arus laut, sedangkan keluaran dari analisis Hovmoller merupakan kecepatan fase. Data arus, salinitas dan suhu digunakan dalam analisis eddies dengan keluaran sebuah animasi dari pergerakan arus dan kondisi perairan. Proses ini dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2 Diagram alir pengolahan data

Animasi dan Visualisasi Analisis trajectory Analisis hovmoller Analisis eddies Arah pergerakan Kecepatan Fase Bentuk dan jumlah

Selesai Analisis Pusaran _Arus

Arus Salinitas Suhu

Mulai

Data Model INDESO

Proses Pengolahan Data

Proses Analisis

7

HASIL DAN PEMBAHASAN

Validasi Suhu dari Model dan Data

Analisis korelasi merupakan salah satu teknik statistik yang digunakan untuk menganalisis hubungan antara dua variabel atau lebih yang bersifat kuantitatif. Semakin besar koefesien korelasi maka semakin besar keterkaitan perubahan suatu variabel dengan variabel yang lain. Model yang dibuat dikorelasikan dengan membandingkan nilai suhu permukaan laut dengan suhu permukaan laut NOAA AVHRR tahun 2008-2012 (Gambar 3). Wilayah tersebut dibatasi pada koordinat 80-11oLS dan 1120-116oBT. Nilai koefisien korelasi dihitung untuk mengetahui besarnya keterkaitan antara nilai suhu permukaan laut hasil keluaran model dengan suhu permukaan laut NOAA AVHRR.

Gambar 3 Korelasi suhu model dan suhu permukaan laut satelit

Nilai koefisien dari korelasi suhu permukaan laut hasil keluaran model dan citra NOAA AVHRR menunjukkan adanya keterkaitan yang sangat erat, hal tersebut dilihat dari nilai koefisien yang mendekati nilai 1, tepatnya korelasi yang tinggi ditunjukkan memiliki nilai koefisien korelasi rata-rata sebesar 0.9, yang berarti keterkaitannya sangat erat, karena semakin besar nilai koefisien korelasi maka semakin besar keterkaitan antara kedua model tersebut.

Mekanisme Formasi Eddies Siklonik dan Anti-Siklonik

Vektor arus dibuat untuk menjelaskan bagaimana terjadinya eddies. Dalam suatu perairan dikatakan terjadi eddies bila adanya pergerakkan arus yang membentuk pusaran, ada yang membentuk searah jarum jam (siklonik) dan berlawanan jarum jam (anti-siklonik) pada wilayah Bumi Bagian Selatan (BBS). Gambar 4 menunjukkan vektor arus untuk menjelaskan mekanisme terbentuknya

8

Gambaran arus yang disajikan mulai dari tanggal 17 Februari hingga 14 Maret pada tahun 2010 dengan interval waktu lima hari. Periode pengamatan ini diambil karena pembentukan eddies siklonik di wilayah tersebut memiliki rentang waktu terlama yaitu saat mulai terbentuk sampai tidak adanya pengaruh arus yang keluar dari Selat Lombok. Diperkirakan bahwa sebenarnya arus eddies terbentuk mulai tanggal 11 Februari sampai 25 Maret (43 hari), Secara umum arus eddies

membentuk gerakan arus melingkar akibat adanya arus yang kuat, berlangsung lebih dari satu minggu hingga beberapa bulan (Bell et al. 2011). Kemungkinan

eddies ini terbentuk bertepatan dengan musim Barat yang terjadi dari bulan Desember hingga bulan Februari.

9

Eddies siklonik terbentuk pertama kali pada tanggal 11 Februari, namun pada ilustrasi Gambar 4 hanya disajikan mulai tanggal 17 Februari 2010 hingga 14 Maret 2010. Pembentukan eddies siklonik di Selatan Jawa hingga Nusa Tenggara diawali dengan arus yang keluar dari Selat Lombok (Arlindo Lombok) menuju Barat Daya karena adanya pengaruh dari Arlindo yang berasal dari Timur. Disisi lain terdapat Arus Khatulistiwa Selatan dari Samudera Hindia dan pertemuan kedua arus tersebut menyebabkan arus yang keluar dari Selat Lombok di belokkan ke Utara. Keberadaan Pulau Jawa mengakibatkan arus yang menuju ke Utara berinteraksi dengan Arus Pantai Jawa. Sehingga arus yang menuju ke Utara sebelumnya juga di belokkan ke arah Timur berserta Arus Pantai Jawa yang mengarah ke Timur. Perputaran arus campuran ini membentuk eddies siklonik yang diperkirakan akan terjadi hingga 25 Maret 2010. Arus Khatulistiwa Selatan merupakan bagian dari sistem sirkulasi (gyre) subtropis Samudera Hindia Selatan mengalir ke arah barat mulai dari lepas pantai sampai pantai di selatan P. Jawa (Wyrtki, 1962). Selain itu pasokan massa air dari timur yang merupakan lanjutan Arlindo mencapai puncaknya pada musim ini (Wijffels et al., 1996).

Gambar 5 menunjukkan snapshot eddies siklonik dan penampang melintang suhu pada tanggal 24 Februari 2010, untuk melihat dampak dari eddies siklonik terhadap pergerakan suhu perairan.

Gambar 5 Penampang melintang (a) perpotongan eddies siklonik (b) Sebaran suhu secara vertikal

Gambar 5a melihatkan perpotongan irisan arus Utara-Selatan pada saat terbentuk eddies siklonik (ditandakan dengan garis putih), untuk mendapatkan irisan melintang suhu dari permukaan sampai kedalaman 110 m (Gambar 5b). Suhu berkisar 17°C sampai 30°C dengan kedalaman 0 sampai 110 meter, mengindikasikan adanya pengangkatan isoterm yang terangkat dari kedalaman tertentu yang ditandai dengan gambaran isoterm. Hal ini membuktikan pada saat terjadi eddies siklonik massa air yang berada di kedalaman tertentu akan akan naik ke permukaan, sehingga adanya penurunan kondisi suhu di dekat permukaan.

10

Gambar 6 menunjukkan vektor arus untuk menjelaskan mekanisme terjadinya eddies anti-siklonik, data yang di tumpang tindihkan dengan kondisi suhu. Gambaran arus disajikan mulai dari tanggal 2 September hingga 27 September pada tahun 2010 dengan interval waktu lima hari. Periode pengamatan ini diambil karena pembentukan eddies anti-siklonik di wilayah tersebut memiliki rentang waktu terlama yaitu saat mulai terbentuk sampai tidak adanya pengaruh arus yang keluar dari Selat Lombok. Diperkirakan bahwa sebenarnya arus eddies

terbentuk mulai tanggal 1 September sampai 5 Oktober (35 hari), dan kemungkinan bertepatan dengan musim peralihan II yang terjadi dari bulan September hingga November.

11

Eddies anti-siklonik terbentuk pertama kali pada tanggal 1 September 2010, namun pada ilustrasi Gambar 6 hanya disajikan mulai tanggal 2 September 2010. Pembentukan eddies anti-siklonik di Selatan Jawa hingga Nusa Tenggara diawali dengan arus yang keluar dari Selat Lombok (Arlindo Lombok) menuju Selatan. Disisi lain terdapat Arus Pantai Jawa menuju ke Timur yang kuat menyebabkan arus keluaran Selat Lombok di belokkan ke Timur. Keberadaan Arus Khatulistiwa Selatan dari Samudera Hindia mengakibatkan adanya interaksi dengan arus yang bergerak ke Timur, Sehingga Arus Timur sebelumnya di belokkan ke arah Utara. Perputaran arus campuran ini membentuk eddies anti-siklonik yang diperkirakan akan terjadi hingga 5 Oktober 2010.

Gambar 7 menunjukkan snapshot eddies anti-siklonik dan penampang melintang suhu pada tanggal 4 Oktober 2010, untuk melihat dampak dari eddies

siklonik terhadap pergerakan suhu perairan.

Gambar 7 Penampang melintang (a) perpotongan eddies anti-siklonik (b) Sebaran suhu secara vertikal

Gambar 7a melihatkan perpotongan Utara-Selatan pada saat terbentuk

eddies anti-siklonik (ditandakan dengan garis putih), untuk mendapatkan irisan melintang suhu dari permukaan sampai kedalaman 110 m (Gambar 7b). Suhu berkisar 22.5°C sampai 28°C dengan kedalaman 0 sampai 110 meter, adanya penurunan isoterm yang turun dari permukaan hingga kedalaman 40 m yang ditandai dengan gambaran isoterm. Hal ini membuktikan pada saat terjadi eddies

anti-siklonik massa air yang berada di dekat permukaan akan turun ke kedalaman 40 m, sehingga adanya peningkatan kondisi suhu di kedalaman 40 m. Pada kedalaman 40 hingga 110 meter tidak terlihat lengkungan isoterm hal ini disebabkan eddies anti-siklonik yang terbentuk tidak terlalu besar dan hanya memiliki kedalaman hingga 40 meter.

Bentuk eddies berpengaruh pada proses persebaran suhu dan salinitas pada suatu daerah. Arah gerakan arus eddies memiliki dampak yang berbeda antara di Belahan Bumi Utara (BBU) dan Belahan Bumi Selatan (BBS). Di BBU, eddies

akan menyebabkan upwelling jika bergerak berlawanan arah jarum jam, dan

12

menyebabkan downwelling jika bergerak searah jarum jam. Sebaliknya, di BBS, jika eddies bergerak searah jarum jam maka akan menyebabkan upwelling, dan jika bergerak berlawanan arah jarum jam maka akan menyebabkan downwelling

(Stewart 2008). Oleh karena itu dapat disimpulkan pada saat terjadi eddies

siklonik pada BBS maka massa air yang ada pada ke kedalaman tertentu akan naik menuju permukaan. Peristiwa ini mengakibatkan kondisi suhu akan menurun namun salinitas akan meningkat, sedangkan bila terjadi eddies anti-siklonik maka massa air akan turun dari permukaan ke kedalaman tertentu, yang selanjutnya menyebabkan suhu akan meningkat dan salinitas menurun

Pergerakan arus permukaan juga memiliki peran penting karena akan mendorong massa air bergerak menjauhi daerah pusaran air (eddies), sehingga terjadi kekosongan massa air di permukaan. Kekosongan kemudian diisi oleh massa air dingin dari lapisan dasar yang bergerak ke atas dan terjadi pusaran siklonik. Di Selatan Jawa pusaran siklonik bergerak searah jarum jam (Buranapratheprat 2010). Stewart (2008) menyatakan bahwa arus eddies yang bergerak searah jarum jam di BBU memiliki inti hangat dan ketinggian permukaan air bagian pusat lebih tinggi daripada daerah sekitarnya. Eddies yang bergerak berlawanan arah jarum jam memiliki inti dingin dan ketinggian air di pusatnya lebih rendah (Gambar 8).

Gambar 8 Skematik gerakan eddies dan akibatnya terhadap pergerakan vertikal massa air di Bumi Belahan Selatan (Ganachaud et al. 2011)

.

Eksistensi Eddies dari Data Observasi

13 9 menunjukkan kondisi perairan saat terbentuk eddies siklonik dengan menampilkan kondisi rata-rata 9 hari mulai dari tanggal 25 Februari 2010 hingga 5 Maret 2010, waktu ini diambil karena waktu tersebut cukup mewakili eksistensi

eddies siklonik yang terbentuk pada tanggal 11 Februari 2010 – 25 Maret 2010 (Gambar 9)

Gambar 9 Distribusi perairan pada rentang waktu terbentuknya eddies siklonik: sebaran klorofil-a (a) tinggi muka laut (b), suhu permukaan laut (c) Gambar 9a menunjukkan distribusi klorofil-a saat terbentuknya eddies

siklonik, dimana adanya peningkatan klorofil dekat dengan pintu keluar Selat Lombok sampai lintang 10°S. Gambar 9b menunjukkan kondisi tinggi muka laut saat terbentuknya eddies siklonik, terlihat adanya penurunan tinggi muka laut di lokasi terbentuknya eddies siklonik, sedangkan Gambar 9c menunjukkan kondisi suhu permukan laut, yang diindikasikan adanya penurunan suhu pada permukaan laut. Beberapa kondisi perairan pada (Gambar 9) menunjukkan adanya perubahan pada masing-masing parameter karena adanya fenomena eddies siklonik, dengan terbentuknya eddies siklonik pada wilayah tersebut maka massa air pada kedalaman tertentu akan naik ke permukaan, hal inilah yang menyebabkan adanya

a _b

14

perubahan kondisi perairan seperti klorofil, tinggi muka laut, dan suhu permukaan laut.

Gambar 10 menunjukkan kondisi perairan saat terbentuk eddies anti-siklonik dengan menampilkan kondisi rata-rata 8 hari mulai dari tanggal 22 September 2010 hingga 29 September 2010, waktu ini diambil karena waktu tersebut cukup mewakili eksistensi eddies anti-siklonik yang terbentuk pada tanggal 1 September 2010 – 5 Oktober 2010 (Gambar 10).

Gambar 10 Distribusi perairan pada rentang waktu terbentuknya eddies anti-siklonik: sebaran klorofil-a (a) tinggi muka laut (b), suhu permukaan laut (c)

Gambar 10a menunjukkan kondisi klorofil saat terbentuknya eddies anti-siklonik, terdapat perubahan klorofil dekat dengan pintu keluar Selat Lombok, dimana turunnya nilai klorofil seiring dengan turunnya massa air ke kedalaman tertentu. Gambar 10b menunjukkan kondisi tinggi muka laut saat terbentuknya

eddies anti-siklonik, diindikasikan adanya penurunan tinggi muka laut, sedangkan

a b

15 Gambar 10c menunjukkan kondisi suhu permukan laut, adanya penurunan suhu pada permukaan laut saat terbentuknya eddies anti-siklonik. Kondisi perairan pada (Gambar 10) menunjukkan adanya perubahan pada masing-masing parameter hal ini disebabkan karena adanya fenomena eddies anti-siklonik, dengan terbentuknya

eddies anti-siklonik pada wilayah tersebut maka massa air pada permukaan akan turun hingga kedalaman tertentu, hal inilah yang menyebabkan adanya perubahan kondisi perairan (Gambar 10).

Secara umum karakteristik eddies yang keluar dari Selat Lombok memiliki dua pola yaitu siklonik dan anti-siklonik. Eddies siklonik terbentuk karena dipengaruhi oleh adanya Arlindo Lombok yang berinteraksi dengan Arus Pantai Jawa, Arus Khatulistiwa Selatan dan Arlindo dari Timur menuju ke Barat yang kuat. Sedangkan untuk eddies anti-siklonik lebih dipengaruhi Arlindo Lombok yang berinteraksi dengan Arus Pantai Jawa yang mengarah ke Timur dengan intensitas yang lebih kuat. Tabel 1 merupakan eddies yang terbentuk pada setiap tahunnya, dari 2008 hingga 2012.

Tabel 1 Tabulasi pusaran arus yang muncul setiap tahun

Tahun Siklonik

Anti-Siklonik Musim Barat Musim Timur Siklus Hidup eddies (hari) Diameter (km)

2008 6 4 3 4 10-37 145

2009 4 3 2 3 29-47 189

2010 8 4 3 4 12-53 133

2011 7 4 2 4 12-39 156

2012 6 4 2 4 11-61 122

Bentuk eddies yang paling banyak terlihat adalah bentuk siklonik yang terbentuk sekitar 4-8 eddies, sedangkan untuk anti-siklonik yang terbentuk sekitar 3-4 eddies, eddies siklonik lebih sering muncul dibandingkan eddies anti-siklonik. Pada umumnya eddies siklonik terjadi pada saat peralihan musim Barat ke Timur dimana Arus Pantai Jawa yang menuju ke Timur tertahan oleh keluaran Lombok yang cukup kuat dan terbawa ke arah Selatan, lalu bertemu dengan arus yang menuju ke Barat (Arlindo dari Timur). Oleh karena itu pencampuran tersebut membuat terbentuknya eddies siklonik. Pada musim Timur terbentuknya eddies

16

Kecepatan Perambatan Sinyal Arus

Zonal

dari

Eddies

Gambar 11 merupakan visualisasi dari Tabel 1 Warna yang berbeda digunakan untuk membedakan nilai dari zonal velocity atau kecepatan yang positif dan negatif, warna merah menunjukkan nilai velocity positif sedangkan biru menunjukkan nilai velocity negatif. Hasil analisis kecepatan fase dari arus eddies yang terbentuk pada diagram Hovmoller (Gambar 11) menunjukkan kecepatan rata-rata pergerakan dari eddies sekitar 0.21 m/s hingga 0.54 m/s. Garis hitam menunjukkan besarnya pergerakkan dari eddies saat melewati lintang 9.580S, lintang ini diambil karena diperkirakan eddies yang melewati lintang tersebut memiliki intensitas yang tinggi untuk bergerak ke arah Barat.

Gambar 11 Grafik Hovmoller arus zonal: 2008(a), 2009(b), 2010(c), 2011(d), 2012(e) rerata lintang di wilayah 9-10°LS

Tabel 2 merupakan interpretasi dari kecepatan perambatan dari Gambar 11. Titik kode memiliki kecepatan yang berbeda pada setiap tahun. Kecepatan rata-rata propagasi eddies pada setiap titik di tahun 2008 sebesar 0.35 m/s, tahun 2009

a

e d

c

[image:30.595.86.480.134.783.2]

17 sebesar 0.21 m/s, tahun 2010 sebesar 0.32 m/s, tahun 2011 sebesar 0.40 m/s, dan tahun 2015 sebesar 0.54 m/s.

Tabel 2 Tabulasi perambatan signal komponen arus zonal

Kode A B C D E Rata-rata

(m/s)

Musim Barat

Musim Timur

2008 0.61 0.19 0.23 - - 0.35 0.28 0.35

2009 0.20 0.20 0.18 0.25 - 0.21 0.22 0.16

2010 0.16 0.29 0.52 - - 0.32 0.39 0.31

2011 0.09 0.44 0.37 0.85 0.28 0.40 0.26 0.43

2012 0.45 0.85 0.65 0.18 0.55 0.54 0.50 0.35

18

Pola Trajectori

Eddies

Pola dari model trajektori eddies didapatkan melalui analisis trajektori

Ariane pada wilayah pengamatan disekitar Selatan Pulau Jawa sampai Nusa Tenggara. Gambar 12 merupakan pemodelan trajektori 3 dimensi yang mengkomputasi variabel (u, v, dan w), biasanya banyak diaplikasikan untuk mempelajari fenomena yang terjadi pada bidang kelautan, bentuk pemodelan

[image:32.595.60.484.147.771.2]

Ariane dikembangkan oleh Bruno Blanke dan Nicolas Grima dari Laboratorium Oseanografi Fisik, Universitas Brest (Sala et al 2013). Berdasarkan model trajektori partikel, selang partikel adalah 1 hari dimulai dari tanggal 1 September 2010 hingga 30 September 2010. Dengan posisi awal terletak pada sekitar lintang 9.00S dan bujur 115.60E, Pengambilan titik awal berdasarkan lokasi keluarnya Arlindo melalui Selat Lombok.

Gambar 12 Pola trajektori eddies

19 pantai sampai pantai di Selatan P. Jawa (Wyrtki, 1962). Partikel (Traj 7-9) bergerak ke arah Timur lalu berbelok ke arah Barat hal ini disebabkan pada bulan September – November dipengaruhi oleh Musim peralihan dari Musim Timur ke Musim Barat. terdapat pola yang bergerak ke arah Timur kemudian baru berbelok ke arah Barat, hal ini dipengaruhi adanya dorongan arus ke arah Timur dari Pantai Barat Australia. Kemudian terdorong oleh Arlindo dari Timur menuju Samudera Hindia. Dorongan Arlindo yang kuat menggerakkan partikel ke arah Barat. Poros Arus Katulistiwa Selatan (AKS) yang mendekati Pantai Selatan Jawa Timur memiliki kecepatan lebih tinggi dibanding Selatan Jawa Barat, karena dalam pergerakannya ke arah barat, arus ini meliuk sedikit ke arah Barat Daya di Selatan Jawa Barat sehingga poros AKS lebih jauh ke laut lepas dan kekuatannya di Pantai Selatan Jawa Barat lebih lemah (Purba et al. 1997).

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Karakteristik dari Eddies yang terbentuk pada wilayah Selatan Pulau Jawa hingga Nusa Tenggara memiliki dua pola yaitu pola siklonik dan pola anti-siklonik, yang terbentuknya disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain interaksi arus yang keluar dari Selat Lombok (pengaruh Arlindo), Arus Khatulistiwa Selatan, Arlindo dari Timur, dan Arus Pantai Jawa mengarah ke Timur. Kondisi massa air pada saat terjadi eddies siklonik massa air yang ada pada kedalam tertentu akan naik menuju permukaan, dengan terjadinya hal tersebut maka kondisi suhu akan menurun namun salinitas akan meningkat, sedangkan bila terjadi eddies anti-siklonik maka akan turunnya massa air dari permukaan ke kedalaman tertentu, hal tersebut menyebabkan suhu akan meningkat dan salinitas menurun. Bentuk eddies yang paling banyak terlihat adalah bentuk siklonik yang terbentuk sekitar 4-8 eddies, untuk anti-siklonik yang terbentuk sekitar 3-4 eddies. Variasi musiman eddies lebih banyak terbentuk pada Musim Timur dengan rentang 3-4 eddies, pada Musim Barat dengan rentang 2-3 eddies. Kecepatan rata-rata propagasi eddies pada tahun 2012 memiliki nilai terbesar sebesar 0.54 m/s, dan nilai terkecil pada tahun 2009 sebesar 0.21 m/s.

Saran

ARLINDO merupakan salah satu faktor terjadinya eddies di perairan Selatan Lombok, Perlu adanya penelitian lebih lanjut tentang kajian eddies

20

DAFTAR PUSTAKA

Atmadipoera A, Molcard R, Madec G, Wijffels S, Sprintall J, Koch-Larrouy A, Jaya I, Supangat A. 2009. Characteristics and Variability of The Indonesian Troughflow Water at The Outflow Straits. Deep. Sea Res. 56:1942-1954. Bakun A. 2006. Fronts and Eddies as Key Structures in The Habitat of Marine

Fish Larvae: Opportunity, Adaptive Response and Competitive Advantage.

Pew Institute for Ocean Science, Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science, University of Miami, 4600 Rickenbacker Causeway, Miami, Florida 33131, USA.

Bell JD, Johnson JE, Hobday AJ. 2011. Vulnerability of Tropical Pacific Fisheries and Aquaculture to Climate Change. Secretariat of the Pacific Community, Noumea, New Caledonia.

Blanke B, Rimaud J, Speich S, Grima N. 1999. The Exchange of Intermediate Water in The Southeast Atlantic: Water Mass Transformations Diagnosed from The Lagrangian Analysis of a Regional Ocean Model. J.Geophys. Res. 117:1029-1059.

Buranapratheprat A. 2010. Upwelling Induced by Meso-scale Cyclonic Eddies in The Andaman Sea. Coas. Mar. Sci. 34(1):68-73.

Emery WJ, Thomson RE. 1998. Data Analysis Methods in Physical Oceanography. Pergamon Press.

Fieux M, Molcard R, Illahude AG. 1996. Geostrophic Transpor of The Pacific-Indian Oceans Throughflow. J. Geophys. Res. 101(C5):12421-12432.

Ganachaud A, Vega A, Rodier M, Dupouy C, Maes C, Marchesiello P, Eldin G, Ridgway K, Borgne RL. 2011. Observed Impact of Upwelling Events on Water Properties and Biological Activity of The Southwest Coast of New Caledonia. Mar. Pollut. Bull. 61:449–464.

Gordon A, Fine RA. 1996. Pathways of Water Between The Pacific and Indian Oceans in The Indonesian Seas. Nature. 379:146 – 149.

Gordon AL. 2005. Oceanography of The Indonesian Seas and Their Throughflow.

Oceanogr. 18(4):42-49.

[INSTANT] International Nusantara Stratification and Transpor. 2004. Laporan Kegiatan Ekspedisi INSTANT Leg 1 dan 2. Pusat Riset Wilayah Laut dan Sumberdaya Non Hayati. Badan Riset Kelautan dan Perikanan. Departemen Kelautan dan Perikanan. Jakarta.

Jasmine AS. 2015. Pola Sirkulasi Permukaan dan Analisis Trajektori Tahun 2009-2010 di Laut Timor [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Kashino Y, Watanabe H, Herunadi B, Aoyama M, Hartoyo D. 1999. Current Variability at The Pacific Entrance of The Indonesian Throughflow. J. Geophys. Res. 104:11021-11035.

21 Meyers G, Bailey RJ, Worby AP. 1995. Geostrophic Transport of Indonesia

Throughflow. Deep. Sea Res. I. 42(7):1163-1174.

Purba M, Natih INMN, Naulita Y. 1997. Karakteristik dan Sirkulasi Massa Air di Perairan Selatan Jawa-Sumbawa. Laporan Akhir. Kerjasama BPP Teknologi, Fakultas Perikanan, Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Quadfasel D, Frische A, Cresswell G. 1996. The Circulation in The Source Area of The South Equatorial Current in The Eastern Indian Ocean. J.Geophys. Res.

101(C5):12483-12488.

Sala I, Caldeira RMA, N Shella, Froufe E, Couverland X. 2013. Lagrangian Trasnport Pathways in The Northeast Atlantic and Their Environmental Impact. Limn and oceanogr. Fluids and Environ. 3:40-60.

Sprintall J, Gordon A, Molcard R, Illahude G, Bray N, Fieux M, Hautala S, Potemra J, Susanto D, Wijffels S. 2000. The Indonesian Throughflow: Past,

Present and Future Monitoring.

http://www.marine.CSIRO.au/conf/socio/papers/Sprintall final.

Stewart RH. 2002. Introduction to Physical Oceanography. Dept. of Oceanography Texas A & M University.

Tubalawony S. 2007. Kajian Klorofil-a dan Nutrien Serta Interelasinya dengan Dinamika Massa Air Di Perairan Barat Sumatera dan Selatan Jawa – Sumbawa [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Vranes K, Gordon AL, Susanto RD. 2003. Cool Indonesian Throughflow as Consequence of Restricted Surface Layer Flow. Nature. 425:824–828. Wijffels SE, Bray NA, Hautala S, Meyers G, Morawitz WML. 1996. The WOCE

Indonesian Throughflow Repeat Hydrography Sections: I10 and IR6. International. WOCE Newsletter. 24:25-28.

Wyrtki K. 1961. Physical Oseanography of The Southeast Asian Waters. California(US): The University of California.

Wyrtki K. 1962. The Upwelling in The Region Between Java and Australia During The Southeast Monsoon. Aust. J. Mar. Freshwat. Res. 17:217 – 225. Wyrtki K. 1987. Through and The Associated Pressure Gradient. J. Geophys. Res.

22

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bima pada tanggal 1 Maret 1993 sebagai anak kedua dari pasangan A.H. Firdaus dan E. Kartika D. Penulis merupakan lulusan dari Sekolah Menengah Atas Negeri 1 Kalianda Lampung Selatan pada tahun 2010. Pendidikan Sarjana ditempuh di Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan. Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Institut Pertanian Bogor.