STUDI EDDY MINDANAO DAN EDDY HALMAHERA TESIS. Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung

(1)

STUDI EDDY MINDANAO DAN EDDY HALMAHERA

TESIS

Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari

Institut Teknologi Bandung

Oleh MARTONO NIM : 22405001

Program Studi Sains Kebumian

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008

(2)

Oleh MARTONO NIM : 22405001

Program Studi Sains Kebumian Institut Teknologi Bandung

Menyetujui Tim Pembimbing Bandung, februari 2008

Pembimbing 1 Pembimbing 2

(Prof. Safwan Hadi, PhD) NIP. 130 515 639

(Dr. Eng. Nining Sari Ningsih) NIP. 131 933 273

(3)

ABSTRAK

Oleh Martono 22405001

Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari karakteristik dan variabilitas Eddy Mindanao dan Eddy Halmahera dalam skala musiman dan tahunan yang mewakili kondisi normal, El Niño, dan La Niña. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah pemodelan hidrodinamika baroklinik tiga dimensi yang disebut dengan A Coupled Hydrodynamical-Ecological Model for Regional and Shelf Seas (COHERENS) yang dikembangkan oleh Luyten, et al., (1999). Data yang digunakan sebagai input model adalah batimetri, temperatur air, salinitas, angin, temperatur udara, curah hujan, penguapan, kecerahan, dan tekanan udara.

Berdasarkan hasil simulasi diperoleh bahwa variabilitas Eddy Mindanao dan Eddy Halmahera dipengaruhi oleh angin musim dan fenomena El Niño dan La Niña.

Pada tahun normal, di musim barat pusat Eddy Halmahera terletak paling selatan di sekitar 6,3º LU dan 128,5º BT, di musim peralihan pertama bergerak ke utara di sekitar 7,7º LU dan 128,5º BT, di musim timur masih bergerak ke utara di sekitar 7,7º LU dan 128,5º BT, dan di musim peralihan kedua bergerak ke selatan di sekitar 7º LU dan 128,5º BT. Secara umum diameter dan kecepatan Eddy Mindanao dan Eddy Halmahera saat El Niño lebih kecil dan saat La Niña lebih besar daripada saat normal.

Kata kunci : Eddy Mindanao, Eddy Halmahera, normal, El Niño, La Niña, Model COHERENS

(4)

ii

ABSTRCT

STUDY OF MINDANAO EDDY AND HALMAHERA EDDY

By Martono 22405001

This research is conducted to study the characteristics and variability of Mindanao and Halmahera Eddies at seasonal and interannual time scales under normal, El Niño, and La Niña conditions. A three-D baroclinic hydrodinamics model used in this research is COHERENS (A Coupled Hydrodynamical-Ecological Model for Regional and Shelf Seas) which was developed by Luyten, et al., (1999).

Bathimetry, water temperature, salinity, wind, air temperature, rain fall, evaporation, cloud cover, and air pressure are used as input data. The results show that the variability of Mindanao Eddy and Halmahera Eddy is influenced by seasonal wind, El Niño and La Niña conditions. Under normal condition, during west monsoon the center of Halmahera Eddy is located farthest south around 6,3º N and 128,5º E, during first transition season it moves northward around 7º N and 128,5º E, during east monsoon it moves further northward around 7,7º N and 128,5º E, and during second transition monsoon it moves again southward around 7º N and 128,5º E. In general, the diameter and velocity of the Mindanao and Halmahera Eddies are smaller during El Niño, and greater during La Niña than normal condition.

Keywords : Eddy Mindanao, Eddy Halmahera, normal, El Niño, La Niña, COHERENS Model

(5)

PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS

Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya.

Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin, Direktur Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung.

(6)

Hai orang-orang yang beriman,

minta tolonglah kamu dengan sabar dan shalat.

Sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar.

(Q.S. Al-Baqarah : 153)

Kupersembahkan untuk yang tercinta : Bapak, Ibu, Dini dan Reza

(7)

UCAPAN TERIMA KASIH

Alhamdulillah, penulis panjatkan puji dan syukur kehadirat Lillahi Rabbi, yang telah memberikan kekuatan dan ketabahan sehingga penulis dapat menyelesaikan karya tulis ini.

Karya tulis ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Program Studi Sains Kebumian, Institut Teknologi Bandung. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa karya tulis ini masih jauh dari sempurna, sehingga penulis mengharapkan saran dan kritik dari semua pihak.

Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

• Prof. Safwan Hadi, Ph.D sebagai Pembimbing I atas segala saran, bimbingan dan nasehatnya selama penelitian berlangsung dan selama penulisan karya tulis ini.

• DR. Eng. Nining Sari Ningsih sebagai Pembimbing II atas segala saran, bimbingan dan nasehatnya selama penelitian berlangsung dan selama penulisan karya tulis ini.

• Bagian Pengembangan Personil LAPAN atas bantuan beasiswa yang diterima selama pendidikan program magister ini.

• Drs. Bambang Siswanto, M.Si sebagai Kepala Bidang Pemodelan Iklim LAPAN yang telah memberikan kesempatan untuk melanjutkan pendidikan program magister ini.

• DR. Didi Satiadi, DR. Teguh Harjana, Drs. Nurzaman Adi Kusumah, M.Si, Drs. Hariadi TE, Suaydi, M.Sc dan rekan-rekan bidang Pemodelan Iklim LAPAN yang telah memberikan saran dan dukungan moral.

(8)

v

DAFTAR ISI

ABSTRAK i ABSTRACT ii

PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS iii

UCAPAN TERIMA KASIH iv

DAFTAR ISI v

DAFTAR LAMPIRAN viii

DAFTAR GAMBAR DAN ILUSTRASI ix

DAFTAR TABEL xiv

BAB I PENDAHULUAN 1-1

1.1. Latar Belakang 1-1

1.2. Tujuan 1-2

1.3. Ruang Lingkup Pembahasan 1-2

1.4. Sistematika Penulisan 1-3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2-1

2.1. Arus Eddy 2-1

2.2. Eddy Mindanao 2-3

2.3. Eddy Halmahera 2-4

BAB III METODOLOGI 3-1

3.1. Daerah Kajian 3-1

3.2. Metode 3-1

3.3. Verifikasi Hasil 3-1

3.4. Pemodelan Tiga Dimensi 3-2

3.4.1. Diskritisasi Model 3-2

3.4.2. Skenario Model 3-2

3.4.3. Data Input Model 3-2

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4-1

4.1. Hasil dan Verifikasi 4-1

4.1.1. Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan Januari 1996 4-2 4.1.2. Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan April

(9)

1996 4-3 4.1.3. Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan Juli 1996 4-4 4.1.4. Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan Oktober

1996 4-5 4.1.5. Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan Januari

1997 4-5 4.1.6. Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan April

1997 4-6 4.1.7. Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan Juli 1997 4-7 4.1.8. Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan Oktober

1997 4-8 4.1.9. Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan Januari

1998 4-9 4.1.10. Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan April

1998 4-9 4.1.11. Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan Juli 1998 4-10 4.1.12. Verifikasi Sirkulasi Arus Permukaan Bulan Oktober

1998 4-11 4.2. Variasi Musiman Eddy Mindanao dan Eddy Halmahera

Tahun Normal 4-12

4.2.1. Musim Barat (Desember 1996, Januari dan Februari

1997) 4-12 4.2.2. Musim Peralihan I (Maret, April dan Mei 1996) 4-16 4.2.3. Musim Timur (Juni, Juli dan Agustus 1996) 4-16 4.2.4. Musim Peralihan II (September, Oktober dan

November 1996) 4-17

4.3. Variasi Tahunan Eddy Mindanao dan Eddy Halmahera 4-19

4.3.1. Tahun El Niño 4-20

4.3.1.1. Bulan Juni 1997 4-20

4.3.1.2. Bulan Oktober dan November 1997 4-21

4.3.1.3. Bulan Januari 1998 4-22

4.3.1.4. Bulan April 1998 4-22

(10)

vii

4.3.2. Tahun La Niña 4-23

4.3.2.1. Bulan Agustus 1998 4-23

4.3.2.2. Bulan Oktober 1998 4-24

4.3.3.3. Bulan Desember 1998 4-25

4.4. Pembahasan 4-25

BAB. V KESIMPULAN DAN SARAN 5-1

5.1. Kesimpulan 5-1

5.2. Saran 5-2

DAFTAR PUSTAKA DP-1

(11)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A Lokasi dan Hasil Verifikasi antara Data OSCAR dengan Mooring Current di Perairan Samudera Pasifik L-A Lampiran B Pola Arus Permukaan Laut Hasil Simulasi Model dan Hasil

OSCAR di Perairan Indonesia dan Sekitarnya L-B Lampiran C Pola Arus Musiman Tahun Normal Hasil Simulasi Model

di Perairan Barat Pasifik di permukaan, kedalaman 300,

dan kedalaman 1250 meter L-C

Lampiran D Pola Arus Tahunan pada Tahun El Niño Hasil Simulasi Model di Perairan Barat Pasifik di permukaan, kedalaman

300, dan kedalaman 1250 meter L-D

Lampiran E Pola Arus Tahunan pada Tahun La Niña Hasil Simulasi Model di Perairan Barat Pasifik di permukaan, kedalaman

300, dan kedalaman 1250 meter L-E

Lampiran F Pola Angin Musiman Tahun Normal di Perairan Barat

Pasifik L-F

(12)

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Skematik Gerakan Arus Eddies di Belahan Bumi

Bagian Utara 2-3

Gambar 2.2 Pola Aliran di Pasifik Ekuator Bagian Barat. 2-4

Gambar 3.1 Daerah Penelitian 3-1

Gambar 3.2 Daerah Simulasi dan Batimetri 3-3 Gambar 4.1 Lokasi verifikasi data OSCAR dengan mooring current 4-1 Gambar 4.2 Anomali Suhu Permukaan Laut di Daerah Nino-3.4 4-20 Gambar 4.3 Pola perubahan posisi Eddy Mindanao dan Eddy

Halmahera pada kondisi tahun normal di permukaan 4-27 Gambar 4.4 Pola perubahan posisi Eddy Mindanao dan Eddy

Halmahera pada kondisi tahun normal di kedalaman

300 meter 4-28

Gambar 4.5 Pusat Eddy Mindanao dan Eddy Halmahera pada tahun

normal dan El Niño di permukaan 4-29 Gambar 4.6 Pusat Eddy Mindanao dan Eddy Halmahera pada tahun

normal dan La Niña di permukaan 4-30 Gambar 4.7 Pola pergerakan kolam panas saat terjadi El Niño 4-31 Gambar 4.8 Pola pergerakan kolam panas saat terjadi El Niño 4-32 Gambar A.1 Lokasi Buoy di 8^O LU dan 130^O BT L-1 Gambar A.2 Koefisien korelasi kecepatan arus arah zonal antara

data mooring current dengan data Satelit TOPEX/Poseidon di 8^O LU dan 130^O BT L-2 Gambar A.3 Koefisien korelasi kecepatan arus arah meridional

antara data mooring current dengan data Satelit TOPEX/Poseidon di 8Ô LU dan 130Ô BT L-2 Gambar A.4 Lokasi Buoy di 8Ô LU dan 137Ô BT L-3 Gambar A.5 Koefisien korelasi kecepatan arus arah zonal antara

data mooring current dengan data Satelit TOPEX/Poseidon di 8^O LU dan 137^O BT L-4

(13)

Gambar A.6 Koefisien korelasi kecepatan arus arah meridional antara data mooring current dengan data Satelit TOPEX/Poseidon di 8Ô LU dan 137Ô BT L-4 Gambar A.7 Lokasi Buoy di 5Ô LU dan 137Ô BT L-5 Gambar A.8 Koefisien korelasi kecepatan arus arah zonal antara

antara data mooring current dengan data Satelit TOPEX/Poseidon di 5^O LU dan 156^O BT L-10 Gambar B.1 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Januari 1996 L-11 Gambar B.2 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Januari 1996

dari data OSCAR L-11

Gambar B.3 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan April 1996 L-12 Gambar B.4 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan April 1996

Gambar B.5 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Juli 1996 L-13 Gambar B.6 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Juli 1996

(14)

xi

Gambar B.7 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Oktober 1996 L-14 Gambar B.8 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Oktober 1996

Gambar B.9 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Januari 1997 L-15 Gambar B.10 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Januari 1997

Gambar B.17 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Januari 1998 L-19 Gambar B.18 Pola arus permukaan hasil simulasi bulan Januari 1998

Gambar C.1 Pola arus permukaan pada musim barat tahun normal L-23 Gambar C.2 Profil melintang temperatur pada musim barat tahun

normal L-23

Gambar C.3 Pola arus di kedalaman 300 meter pada musim barat

(15)

tahun normal L-24 Gambar C.4 Pola arus di kedalaman 1250 meter pada musim barat

tahun normal L-24

Gambar C.5 Pola arus permukaan pada musim peralihan pertama

tahun normal L-25

Gambar C.6 Profil melintang temperatur pada musim peralihan

pertama tahun normal L-25

Gambar C.7 Pola arus di kedalaman 300 meter pada musim peralihan pertama tahun normal L-26 Gambar C.8 Pola arus di kedalaman 1250 meter pada musim

peralihan pertama tahun normal L-26 Gambar C.9 Pola arus permukaan pada musim timur tahun normal L-27 Gambar C.10 Profil melintang temperatur pada musim timur tahun

normal L-27

Gambar C.11 Pola arus di kedalaman 300 meter pada musim timur

tahun normal L-28

Gambar C.12 Pola arus di kedalaman 1250 meter pada musim timur

tahun normal L-28

Gambar C.13 Pola arus permukaan bulan Agustus 1996 L-29 Gambar C.14 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Agustus 1996 L-29 Gambar C.15 Pola arus permukaan pada musim peralihan kedua

tahun normal L-30

Gambar C.16 Profil melintang temperatur pada musim peralihan

kedua tahun normal L-30

Gambar C.17 Pola arus di kedalaman 300 meter pada musim

peralihan kedua tahun normal L-31

Gambar C.18 Pola arus di kedalaman 1250 meter pada musim

peralihan kedua tahun normal L-31

Gambar C.19 Pola arus permukaan bulan Oktober 1996 L-32 Gambar C.20 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Oktober 1996 L-32 Gambar D.1 Pola arus permukaan bulan Juni 1997 L-33 Gambar D.2 Pola arus permukaan bulan Juni 1996 L-33

(16)

xiii

Gambar D.3 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Juni 1997 L-34 Gambar D.4 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Juni 1996 L-34 Gambar D.5 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan Juni 1996 L-35 Gambar D.6 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan Juni 1997 L-35 Gambar D.7 Pola arus permukaan bulan Nopember 1997 L-36 Gambar D.8 Pola arus permukaan bulan Nopember 1996 L-36 Gambar D.9 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Nopember

1997 L-37

Gambar D.10 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Nopember

1996 L-37

1997 L-38

1996 L-38

Gambar D.13 Pola arus permukaan bulan Oktober 1997 L-39 Gambar D.14 Pola arus permukaan bulan Oktober 1996 L-39 Gambar D.15 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Oktober 1997 L-40 Gambar D.16 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Oktober 1996 L-40 Gambar D.17 Pola arus permukaan bulan Januari 1998 L-41 Gambar D.18 Pola arus permukaan bulan Januari 1996 L-41 Gambar D.19 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Januari 1998 L-42 Gambar D.20 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Januari 1996 L-42 Gambar D.21 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan Januari 1998 L-43 Gambar D.22 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan Januari 1996 L-43 Gambar D.23 Pola arus permukaan bulan April 1998 L-44 Gambar D.24 Pola arus permukaan bulan April 1996 L-44 Gambar D.25 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan April 1998 L-45 Gambar D.26 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan April 1996 L-45 Gambar D.27 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan April 1998 L-46 Gambar D.28 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan April 1996 L-46 Gambar E.1 Pola arus permukaan bulan Agustus 1998 L-47 Gambar E.2 Pola arus permukaan bulan Agustus 1996 L-47

(17)

Gambar E.3 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Agustus 1998 L-48 Gambar E.4 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Agustus 1996 L-48 Gambar E.5 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan Agustus 1998 L-49 Gambar E.6 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan Agustus 1996 L-49 Gambar E.7 Pola arus permukaan bulan Oktober 1998 L-50 Gambar E.8 Pola arus permukaan bulan Oktober 1996 L-50 Gambar E.9 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Oktober 1998 L-51 Gambar E.10 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Oktober 1996 L-51 Gambar E.11 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan Oktober 1998 L-52 Gambar E.12 Pola arus di kedalaman 1250 meter bulan Oktober 1996 L-52 Gambar E.13 Pola arus permukaan bulan Desember 1998 L-53 Gambar E.14 Pola arus permukaan bulan Desember 1996 L-53 Gambar E.15 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Desember

1998 L-54

Gambar E.16 Pola arus di kedalaman 300 meter bulan Desember

1996 L-54

1998 L-55

1996 L-55

Gambar F.1 Pola angin permukaan musim barat pada tahun normal L-56 Gambar F.2 Pola angin permukaan musim peralihan pertama pada

tahun normal L-56

Gambar F.3 Pola angin permukaan musim timur pada tahun normal L-57 Gambar F.4 Pola angin permukaan musim peralihan kedua pada

tahun normal L-57

(18)

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Nilai Koefisien Korelasi antara data OSCAR dengan mooring current

12

Tabel 4.2 Kecepatan arus permukaan rata-rata bulanan hasil simulasi

dan OSCAR tahun 1996 23

Tabel 4.5 Diameter dan pusat Eddy Mindanao di permukaan 29 Tabel 4.6 Diameter dan pusat Eddy Mindanao di kedalaman 300

meter 29 Tabel 4.7 Diameter dan pusat Eddy Halmahera di permukaan 29 Tabel 4.8 Pusat Eddy Mindanao dan Eddy Halmahera dari berbagai

referensi 36 Tabel 4.9 Kecepatan dan arah angin di 3Ô LS – 10Ô LU dan 125Ô BT

– 140^O BT 39

Tabel 4.10 Diameter dan kecepatan Eddy Mindanao saat tahun normal

dan tahun El Niño di permukaan 40

dan tahun El Niño di kedalaman 300 meter 41 Tabel 4.12 Diameter dan kecepatan Eddy Halmahera saat tahun

normal dan tahun El Niño di permukaan 41 Tabel 4.13 Diameter dan kecepatan Eddy Mindanao saat tahun normal

dan tahun La Niña di permukaan 42

dan tahun La Niña di kedalaman 300 meter 42 Tabel 4.15 Diameter dan kecepatan Eddy Halmahera saat tahun

normal dan tahun La Niña di permukaan 42

(19)