3
BAB II
TEORI DASAR
2.1 Pengertian Pasang Surut
Pasang surut air laut (pasut) adalah peristiwa naik turunnya muka air secara periodik dengan rata-rata periodenya 12,4 jam (di beberapa tempat 24,8 jam) (Pond dan Pickard, 1983).
Pasut terjadi disebabkan oleh adanya gaya tarik dari benda-benda angkasa, terutama bulan dan matahari, terhadap massa air yang ada di bumi.
Pada keadaan dimana bumi, matahari dan bulan berada dalam satu garis (yakni pada saat bulan purnama dan bulan baru), maka pasut setimbang yang dihasilkan oleh bulan dan matahari akan saling berimpit, sehingga tinggi pasang surutnya mencapai maksimum. Dalam kondisi seperti inilah maka pasut mencapai pasang purnama, atau spring tide. Sebaliknya pada saat garis pusat bumi-bulan tegak lurus terhadap bumi-matahari, maka kedua pasut setimbang dari bulan akan diganggu oleh pasut setimbang matahari, sehingga tinggi pasutnya mencapai minimum. Dalam kondisi demikian, terjadilah pasang perbani (neap tide).
Gambar 2.1. Ilustrasi gaya yang dihasilkan oleh bumi, bulan dan matahari. (Sumber:http://tidesandcurrents.noaa.gov/
4 2.2 Gaya Pembangkit Pasut
Massa matahari jauh lebih besar daripada massa bulan, tetapi gaya pembangkit pasut oleh matahari jauh lebih kecil dibandingkan dengan yang dihasilkan oleh bulan. Karena mekanisme dari gaya yang dihasilkan oleh kedua benda langit itu sama, maka kita dapat mengembangkan teori pembangkit pasut dengan hanya memperhitungkan gaya tarik bulan saja, dan selanjutnya menerapkan teori yang sama pada gaya tarik matahari (Ali, 1994).
Ada dua jenis gaya yang bekerja pada sistem bumi – bulan, yaitu : • Gaya Sentrifugal
Gaya sentrifugal, F , akibat mengorbitnya bumi dan bulan pada sumbu bersama. s Berarah
Selalu menjauhi bulan dan sejajar dengan garis yang menghubungkan pusat bulan dan bumi. Besarnya adalah :
e e s M r F = ω2 (2.1) dimana : e M : massa bumi (kg)
ω : kecepatan sudut bumi – bulan mengelilingi sumbu bersama (rad/det) e
r : jarak pusat bumi ke sumbu bersama (m)
• Gaya Tarik Bulan
Setiap titik di permukaan bumi mengalami gaya tarik bulan yang besarnya berbanding terbalik dengan jarak titik di permukaan bumi ke pusat bulan., yaitu :
2 r M M G F = e m (2.2.) dimana :
G : konstanta gravitasi (yaitu sebesar 6.65 x 10-8 dyne)
m
M : massa bumi (kg)
r : jarak titik di permukaan bumi ke pusat bulan (m)
Resultan dari kedua gaya tersebut menghasilkan gaya pembangkit pasut (tide generating force). Gaya pembangkit pasut inilah yang bertanggung jawab terhadap pembuntukan pasut (Ningsih, 2002 dalam Putri, 2005).
5 2.3 Komponen Pasang Surut
Fenomena pasang surut yang kita amati di laut, pada hakekatnya merupakan superposisi dari komponen-komponen pasang surut yang disebabkan gaya tarik bulan dan matahari, pengaruh batimetri, serta geometri pantai. Komponen-komponen pasang surut tersebut mempunyai amplitudo dan frekuensi yang berbeda satu dengan yang lainnya. Berdasarkan hal tersebut maka ada tiga komponen pasang surut utama, yaitu:
● Komponen pasang surut periode panjang, contohnya Mf, dan Mm.
● Komponen pasang surut diurnal, yaitu 1 kali pasang dan 1 kali surut dalam 1 hari. Contohnya yaitu K1, O1 dan P1.
● Komponen pasang surut semidiurnal, yaitu 2 kali pasang dan 2 kali surut dalam 1 hari. Contohnya yaitu M2, S2, N2 dan K2.
Selain tiga komponen utama tersebut, terdapat juga komponen pasang surut perairan dangkal yang timbul akibat pengaruh geometri dan batimetri pantai. Komponen perairan dangkal ini terbentuk akibat interaksi komponen-komponen diurnal dan semidiurnal. Komponen pasut yang sudah diketahui sekarang sudah lebih dari 100 buah komponen (Dronkers, 1964, dalam Putri, 2005)
Tabel 2.1. komponen-komponen pasut utama dan pasut perairan dangkal (shallow water tides)
Jenis, nama dan simbol komponen-komponen pasut Kecepatan sudut (derajat/jam) Periode (jam) Semi Diurnal 1. principal Lunar (M2) 28,9841 12,42 2. Principal Solar (S2) 30,000 12,00
3. Larger Lunar Elliptic (N2) 28,4397 12,66
4. Luni Solar (K2) 30,0821 11,97
Diurnal
1. Luni Solar (K1) 15,0411 23,33
2. Principal Lunar (O1) 13,9430 25,82
3. Principal Solar (P1) 14,9589 24,07
Long Period
6
2. Lunar Monthly (Mm) 0,5444 661,30
3. Solar Semi Annual (Ssa) 0,0821 2191,43 Shallow Water 1. 2SM2 31,0161 11,61 2. MNS2 27,4240 13,13 3. MK3 44,0250 8,18 4. M4 57,9680 6,21 5. MS4 58,0840 6,20 (Sumber: Ali, 2004)
2.4 Tipe Pasang Surut
Betuk (tipe) dari pasang surut yang timbul berbeda-beda tergantung pada tempat dimana pasut tersebut terjadi. P. Vander Stock (1897) mengadakan klasifikasi dari bentuk-bentuk pasut ini berdasarkan perbandingan antara jumlah amplitude komponen-komponen diurnal K1 dan O1 dengan jumlah amplitudo komponen-komponen semi diurnal M2 dan S2. perbandingan ini dinyatakan dalam hubungan:
2 2 1 1 S M O K F + + = (2.3)
Berdasarkan harga F ini ia membagi bentuk pasut yang terjadi dalam tiga tipe, dan oleh Courtier (1938) ditambah menjadi empat tipe, yaitu:
1. 0 < F < 0,25: Pasang semi diurnal murni.
Dua kali pasang sehari dengan tinggi yang sama (secara pendekatan). Interval waktu antara transit bulan dan pasang naik untuk suatu tempat hampir sama.
2. 0,25 < F < 1,5: Pasang campuran berganda (mixed predominantly semidiurnal). Terdapat dua kali pasang seharitetapi tinggi dan interval waktu antara transit bulan dan pasang naik tidak sama. Perbedaan ini mencapai maksimum ketika deklinasi bulan telah mencapai maksimumnya.
3. 1,5 < F < 3,0 : Pasang campuran tunggal (mixed tide predominantly diurnal).
Kadang-kadang hanya satu kali pasang sehari yang mengikuti deklinasi maksimum ari bulan, dan kadang-kadang terjadi dua kali pasang sehari tetapi tinggi dan interval waktu antara transit bulan
7
dan pasang naik sangat berbeda sekali, terutama bila bulan telah melewati ekuator.
4. F > 3,0 : Pasang tunggal murni.
Satu kali pasang sehari. Pada saat pasang perbani ketika bulan telah melewati bidang ekuator dapat juga terjadi dua klai pasang sehari.
Gambar 2.2.Tipe-tipe pasang surut.
A. Tipe pasut diurnal. B. Tipe pasut Semidiurnal. C. Tipe pasut campuran cenderung semidiurnal.
(Sumber : http://oceanservice.noaa.gov/education/kits/tides/media/supp_tide07a.html)
2.5 Periode Sinodik
Dalam melakukan analisis dengan data jangka pendek tidak semua komponen dapat dihitung dalam analisis. Kriteria rayleight digunakan dalam menentukan komponen apa saja yang bisa dihitung, kriteria ini menyatakan bahwa dua komponen pasang surut A dan B hanya dapat dipisahkan satu sama lainnya bila panjang data lebih dari satu periode tertentu. Periode ini dikenal dengan periode sinodik (PS) yang didefinisikan sebagai :
) /( 360 a b PS= ° σ −σ (2.4) dimana : PS : Periode Sinodik a
8
Dengan kata lain periode sinodik adalah panjang data yang diperlukan untuk memisahkan dua buah komponen. Pada analisis komponen pasang surut data jangka pendek belum dapat dipisahkan beberapa komponen penting, sebagai contoh adalah komponen K2 dan S2. Untuk dapat memisahkan kedua komponen ini maka data yang harus dimiliki minimal harus sama dengan periode sinodik dari komponen ini yakni 182,6 hari (R. Thabet, 1980 dalam Hadi, 2000).
Dari hasil perhitungan periode sinodik untuk data satu tahun, pada data 15 hari komponen yang dapat dipisahkan sebanyak 30 komponen, pada data 29 hari komponen yang dapat dipisahkan sebanyak 41 komponen, pada data 30 hari komponen yang dapat dipisahkan sebanyak 52 komponen, pada data 90 hari komponen yang dapat dipisahkan sebanyak 66 komponen, pada data 185 hari komponen yang dapat dipisahkan sebanyak 82 komponen, pada data satu tahun komponen yang dapat dipisahkan sebanyak 109 komponen (Hadi, 2000). Hal tersebut dapat terlihat jelas pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2. Komponen yang Diperoleh dari Hasil Perhitungan Periode Sinodik
Nama Pasut 15 hari ≥ 29 hari ≥ 30 hari ≥ 3 bulan ≥ 6 bulan 1 tahun
Diurnal OO1 J1 Q1 PH1 SO1 THETA1
O1 M1 CHI1 K1 SIGMA1 P1 S1 PI1 PSI1 MP1 RHO1 2Q1 Semidiurnal M2 2SM2 MNS2 MKS2 SNK2 MSV2 S2 3M(SK)2 N2 T2 MNK2S2 R2 MEU2 L2 2SK2 K2 NA2 2MN2S2 MSN2 KJ2 OP2 NEU2 OQ2 MA2 2N2 Ma2 SKM2 Na2 2MS2N2 LAMDA2 3M2S2
Terdiurnal SK3 MO3 SO3 2MP3 S3
M3 MK3 2MQ3 SP3
MQ3
Quarterdiurnal S4 MN4 2MSN4 MK4 SK4 3MN4
M4 SN4 2MSK4 MV4
9 MS4 Pentadiurnal 3MK5 M5 MSO5 3MO5 MSK5 Heksadiurnal M6 2MN6 MSN6 MKL6 4MK6 4MN6 4MS6 3MNS6 3MSK6 2MK6 2MNU6 2MS6 3MSN6 2MSNK6 MSK6 2SM6 2(MN)S6 Oktadiurnal M8 3MN8 2MSN8 2MS8 3MK8 MSNK8 3MS8 2MN8 2MSK8 Dekadiurnal 4MS10 3M2S10 Semidekadiurnal 4MSN12 5MS12 4M2S12 (Sumber : Hadi, 2000)
