INTERKASI LAUT-ATMOSFER DAN
II. METODE PENELITIAN 2.1. Data dan Lokasi penelitian
Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data suhu sub-surface (kedalaman 0-500 m) dari buoy TRITON di Samudera Pasifik dan suhu permukaan laut/SST di perairan Indonesia. Data suhu sub-surface dari TRITON buoy diakses melalui website http://www.pmel.noaa.gov/tao/data_deliv/deliv.html. Data deret- waktu rataan harian yang digunakan dari Januari 2002 sampai Desember 2012 dengan format data dalam bentuk NetCDF (4-byte, CF time). Data tidak terukur kontinyu sehingga dilakukan interpolasi data. Data suhu permukaan laut Indonesia yang digunakan adalah data harian SST pada model prediksi SST yang telah operasional dan diolah pada server Pusat Perubahan Iklim dan Kualitas Udara-BMKG dengan alamat http://172.19.1.177. Data pada model prediksi tersebut bersumber dari sensor MODIS dari satelit Terra (http://podaac.jpl.nasa.gov/) dengan resolusi spasial 1 km dan resolusi temporal harian.
Posisi buoy TRITON (Tabel 1) di kawasan Samudera Pasifik barat yang digunakan dalam penelitian terdiri dari 12 lokasi (Gambar 1). Perairan Indonesia dibagi berdasarkan karakteristik massa airnya menjadi 16 wilayah (Gambar 2), yaitu:
Perairan barat Pulau Sumatera (A); Perairan selatan Pulau Jawa (B); Perairan selatan Pulau Bali, Nusa Tenggara dan Sumbawa (C); Laut Natuna (D); Selat Karimata (E);
Laut Jawa (F); Laut Sulawesi (G); Selat Makassar (H); Laut Flores (I); Laut Maluku (J); Perairan sekitar Teluk Tomini (K); Perairan sekitar Teluk Bone dan Teluk Tolo (L); Laut Halmahera (M); Laut Banda (N); Perairan utara Pulau Papua (O); dan Laut Arafura (P).
Tabel 1. Posisi Buoy di Samudera Pasifik
Buoy Lintang (Latitude) Bujur (Longitude)
1 8 o LU 156 o BT
2 5 o LU 156 o BT
3 0 o LU 156 o BT
4 2 o LU 156 o BT
5 2 o LS 156 o BT
6 5 o LS 156 o BT
7 5 o LU 147 o BT
8 2 o LU 147 o BT
9 0 o LU 147 o BT
10 8 o LU 137 o BT
11 5 o LU 137 o BT
12 2o LU 137 o BT
Surinati et al.
Gambar 2. Pembagian wilayah perairan Indonesia 2.2. Pengolahan dan analisis data
1. Konversi data menjadi data numerik dilakukan karena data suhu sub surface yang di download masih dalam bentuk format NetCDF. Data tersebut selanjutnya menjadi input pada program MatLab.
Data tidak difilter untuk skala-waktu antar-tahunan karena tidak dilakukan analisa musiman per tahun.
2. Penentuan wilayah perairan Indonesia.
3. Penentuan nilai rata-rata perubahan SST perairan Indonesia di wilayah yang telah ditentukan.
4. Penghitungan nilai korelasi (r) dan taraf signifikansi (p) antara data suhu subsurface dari buoy TRITON Pasifik Barat dengan perubahan SST perairan Indonesia di wilayah yang telah ditentukan.
Analisis Korelasi adalah metode statistik yang digunakan untuk mengukur besarnya hubungan linier antara dua variabel atau lebih dengan koefisien korelasi r (Walpole, 1995). Nilai korelasi berkisar pada interval -1 ≤ r ≤ 1.
Jika korelasi bernilai positif, maka hubungan antara dua variabel bersifat searah. Sebaliknya, jika korelasi bernilai negatif, maka hubungan antara dua variabel bersifat berlawanan arah.
Tabel 2. Koefisien Korelasi dan Interpretasinya
Nilai Korelasi (r) Interpretasi
0.00-0.009 Hubungan korelasinya diabaikan
0.10-0.29 Hubungan korelasi rendah
0.30-0.49 Hubungan korelasi moderat
0.50-0.70 Hubungan korelasi sedang
>0.70 Hubungan korelasi sangat kuat
Sumber: Yamin & Kurniawan, 2009
Nilai p (p-value) merupakan probabilitas kesalahan yang dihasilkan dari proses pengujian. Dari nilai p diperoleh signifikansi suatu korelasi sebesar 1-p.
Biasanya probabilitas kesalahan ditentukan sebesar 1%, 5% atau 10%
(Walpole, 1995). Dalam penelitian ini ditentukan 1 %, jadi yang diambil adalah yang 99 % signifikan.
Telekoneksi Perairan Indonesia dengan Samudera Pasifik Terkait Arlindo
5. Pengolahan data dengan progran Excel dan Surfer 9 untuk mengetahui telekoneksi suhu permukaan laut di perairan Indonesia dengan data buoy di Samudera Pasifik (dihitung signifikansinya)
6. Analisis hasil pengolahan data terkait Arlindo.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1. Hasil
Hasil penelitian adalah signifikansi antara data suhu subsurface 12 buoy TRITON di Samudera Pasifik barat (Gambar 1) terhadap perubahan SST perairan Indonesia yang telah dibagi menjadi 16 wilayah (Gambar 2). Rinciannya disajikan dalam Tabel 3.
Tabel 3. Identifikasi Buoy (angka menunjukkan rentang level kedalaman (m) dari sensor suhu dari TRITON buoy; tanda minus (-) artinya tidak memiliki konsistensi lag sampai 5 bulan)
Buoy
(posisi) A B C D E F G H I J K L M N O P
(8oN 1561 oE) - - - - - - - - - - 200-300 - - - 125-300 -
(5oN 1562 oE) - - - - - - - - - - 150-250 - - - - -
(2oN 1563 oE) - - - - - - - - - - - - - - - -
(0oN 1564 oE) - - - - - - - - - - - - - - 125-200 -
(2oS 1565 oE) - - - - - - - - - - - - - - - -
(5oS 1566 oE) - - - - - - - - - - - - - - - -
(5oN 1477 oE) - - - - - - - 150-250 - 200-250 - - - - - -
(2oN 1478 oE) - - - - - - - - - - - - - - 50-200 -
(0oN 1479 oE) - - - - - - - - - - - - - - 100-200 -
(8oN 13710 oE) - - 50-250 - - 1-150 1-300 1-300 50-200 50-75 1-125
& 200-300 50-200 1-300 50-250 1-300 -
(5oN 13711 oE) - - - - - - - - - - - - - - 100-150 -
(2oN 13712 oE) - - - - - - - - - - - - - - - -
Hasil penelitian menunjukkan bahwa dari 12 Buoy TRITON di Samudera Pasifik tidak ada yang memiliki konsistensi lag sampai 5 bulan signifikan (99%) terhadap perubahan SST di 5 wilayah perairan Indonesia. Wilayah perairan yang dimaksud adalah perairan barat Pulau Sumatera (A), Perairan selatan Pulau Jawa (B), Laut Natuna (D), Selat Karimata (E) dan Laut Arafura (P). Kelima perairan tersebut bisa dikatakan memiliki karakter telekoneksi yang lemah dengan Samudera Pasifik.
Oleh karena itu, data buoy tidak bisa digunakan untuk pemantauan ENSO untuk 5 wilayah perairan tersebut 5 bulan sebelumnya. Wilayah H (Selat Makassar) dan J (Laut Maluku) sama-sama memiliki signifikansi kuat (99%) dengan 2 buoy (buoy 7 dan10) di Samudera Pasifik Barat dengan kedalaman terbaik yang berbeda-beda.
Maksud kedalaman terbaik ini, perubahan SST di suatu perairan di Indonesia bisa dipantau dari buoy tertentu yang ada pada kedalaman terbaik di Samudera Pasifik.
Perairan Indonesia lainnya yang memiliki signifikansi kuat (99%) dengan buoy di Samudera Pasifik Barat adalah perairan utara Pulau Papua (wilayah O). Kedalaman
Surinati et al.
ini adalah 125-300 m (buoy 1), 125-200 m (buoy 4), 50-200 m (buoy 8), 100-200 m (buoy 9), 1-300 m (buoy 10), dan 100-150 m (buoy 11).
Perairan Indonesia memiliki telekoneksi dengan Samudera Pasifik dimana perairan di kawasan timur Indonesia yang merupakan jalur Arlindo memiliki konsistensi lag time sampai 5 bulan signifikan (99%) dengan buoy TRITON di Samudera Pasifik, sebaliknya di perairan kawasan barat. Buoy 7 di posisi 5 oN dan 147 oE yang signifikan (99%) memiliki konsistensi lag sampai 5 bulan terhadap perubahan SST perairan Indonesia khususnya Selat Makassar (H) dengan kedalaman terbaik 150-250 m dan Laut Maluku (J) dengan kedalaman terbaik 200-300 m. Selat Makassar dan Laut Maluku merupakan jalur utama Arlindo. Perairan lain yang dilewati Arlindo berkorelasi dengan ENSO namun tidak memiliki konsistensi lag sampai 5 bulan.
3.2. Pembahasan
Buoy yang signifikan (99%) dengan perairan Indonesia, yaitu buoy 1, 2, 4, 7, 8, 9, 10 dan 11, sangat erat kaitannya dengan adanya Mindanao Eddy dan Halmahera Eddy dalam sistem/pola arus di kawasan Barat Samudera Pasifik (Kashino et al., 2011). Posisi 5 buoy, yaitu buoy 1, 2, 7, 10 dan 11 berada dalam pusaran Mindanao/Mindanao Eddy (ME) dimana arusnya masuk ke perairan Indonesia mengikuti Mindanao Current (MC). Mindanao eddy adalah hasil resirkulasi siklonik dari cabang minor MC (Kashino et al., 2013). Sedangkan 7 buoy lainnya, yakni buoy 3, 4, 5, 6, 8, 9 dan 12 ada di dalam pusaran Halmahera/Halmahera Eddy (HE), dimana arusnya kembali menuju ke Samudera Pasifik, tidak masuk ke perairan Indonesia (Gambar 3). HE mengarah sesuai arah putaran jarum jam sedangkan ME mengarah berlawanan jarum jam. Oleh karena itu, hanya perairan utara Pulau Papua yang signifikan dengan buoy 4, 8 dan 9 yang berada dalam pusaran Halmahera.
Gambar 3. Mindanao Eddy dan Halmahera Eddy (Kashino et al., 2011)
Perubahan SST perairan utara Pulau Papua merupakan wilayah yang paling terpengaruh oleh suhu subsurface (data buoy) di Samudera Pasifik karena dari 12 buoy yang dipilih ada 6 buoy yang signifikan (99%) dalam lag time sampai 5 bulan
Telekoneksi Perairan Indonesia dengan Samudera Pasifik Terkait Arlindo
dengan kedalaman terbaik yang berbeda-beda. Ini berarti bahwa perubahan SST di perairan utara Papua untuk 5 bulan ke depan bisa dipantau dari 6 buoy tersebut. Hal ini dikarenakan lokasinya yang paling dekat, bahkan perairan ini berada di Samudera Pasifik. Perairan utara Papua dikenal mempunyai karakter oseanografi yang sangat dinamis. Perairan wilayah ini adalah tempat berkumpulnya massa air yang datang dari bumi belahan selatan melalui South Equatorial Current (SEC) dan utara dari Samudera Pasifik melalui North Equatorial current (NEC) serta North Equatorial Cuanter Current (NECC) (Kashino et al., 2011). Bercampurnya kedua massa air yang berbeda karakteristiknya sangat mempengaruhi keragaman salinitas terutama di lapisan termoklin dan lapisan pertengahan perairan. Pada wilayah ini selalu muncul suatu pusaran massa air (eddy) yang dikenal dengan Halmahera Eddy. Variabilitas Halmahera Eddy berkolerasi erat dengan neraca bahang dan air tawar di lapisan permukaan wilayah equator Pasifik Barat (Harsono, 2011).
Dari keseluruhan hasil menunjukkan bahwa kedalaman buoy yang signifikan (99%) konsisten sampai lag time 5 bulan berada di posisi buoy tertentu pada lapisan permukaan sampai lapisan termoklin (~ 300 m). Massa air Samudera Pasifik dari lapisan permukaan sampai termoklin masih berpengaruh terhadap perubahan SST di perairan Indonesia. Posisi buoy di lapisan dalam (kedalaman> 300 m) Samudera Pasifik sudah tidak berpengaruh lagi terhadap perubahan SST perairan Indonesia. Hal ini terkait dengan proses sirkulasi dimana pada lapisan dalam sudah stabil, tidak lagi dipengaruhi proses pengadukan/percampuran massa air (mixing) dan turbulensi.
Kecuali di perairan-perairan tertentu dimana proses mixing bisa terjadi di lapisan dalam, bahkan lebih dahsyat di lapisan dalam daripada di dekat permukaan dan termoklin. Forcingnya bukan oleh pengadukan angin, tetapi oleh internal (tidal) waves.
Pengaruh buoy 10 yang signifikan (99%) terjadi pada kedalaman yang bervariasi untuk tiap perairan sampai kedalaman 300 m dengan lag yang konsisten dari 0-5 bulan. Kedalaman terbaik 11 buoy TRITON di Samudera Pasifik lainnya yang signifikan (99%) memiliki konsistensi lag sampai 5 bulan terhadap perubahan SST perairan Indonesia juga tidak ada yang lebih dari 300 m. Hal ini terkait penelitian sebelumnya (Kashino et al., 2011) bahwa batas bawah lapisan termoklin di lokasi buoy adalah 300 m. Jadi kedalaman buoy yang signifikan (99%) memiliki konsistensi lag sampai 5 bulan terhadap perubahan SST perairan Indonesia berada di lapisan permukaan sampai lapisan termoklin. Posisi dan kedalaman buoy yang sesuai bisa digunakan untuk model prediksi ENSO setidaknya 5 bulan sebelumnya.
Pengaruh yang berbeda dari buoy 10 terhadap tiap perairan wilayah Indonesia terkait dengan transport massa air yang masuk ke perairan tersebut. Kesemuanya itu terkait dengan Arlindo, khususnya berdasarkan transport massa air dari Samudera Pasifik yang masuk ke wilayah perairan tersebut. Arlindo adalah salah satu bagian dari sistem peredaran massa air dunia yang mengalirkan massa air dari Samudera Pasifik ke Samudera Hindia melalui perairan Indonesia bagian timur. Permukaan laut bagian barat Samudera Pasifik lebih tinggi dari pada bagian utara Samudera Hindia sehingga menimbulkan gradient tekanan ke arah Samudera Hindia. Kondisi ini terjadi secara terus menerus sepanjang tahun. Jalur Arlindo dimulai dari perairan antara Mindanao dan Halmahera (Gambar 5). Pintu masuk Arlindo melalui dua jalur, jalur pertama masuk melalui Laut Sulawesi diteruskan ke Selat Makassar sebagai jalur utamanya. Setelahnya ia meninggalkan perairan Indonesia melalui Selat Lombok dan memasuki Samudera Hindia, sedangkan sebagian lagi dibelokan ke arah timur terus ke Laut Flores hingga Laut Banda dan kemudian keluar ke Samudera Hindia melalui
Surinati et al.
Laut Banda. Dari Laut Banda, menurut Gordon (2005) massa air akan mengalir mengikuti 2 (dua) rute. Rute utara Pulau Timor melalui Selat Ombai, antara Pulau Alor dan Pulau Timor, masuk ke Laut Sawu dan Selat Rote, sedangkan rute selatan Pulau Timor melalui Basin Timor dan Selat Timor, antara Pulau Rote dan paparan benua Australia. Oleh karena itu, 11 wilayah perairan Indonesia yang memiliki signifikansi kuat (99%) dengan Samudera Pasifik Barat dengan kedalaman terbaik yang berbeda-beda bisa dipastikan terkait dengan Arlindo yang melewati dua jalur tadi.
Perairan barat Pulau Sumatera dan Laut Arafura tidak dilewati Arlindo. Laut Arafura tidak dilewati jalur Arlindo “diduga” karena perairan ini merupakan perairan dangkal, massa air permukaan lebih dominan lokal. Ada kemungkinan pada musim timur perairan ini mendapat pasokan upweling dari laut Banda. Perairan selatan Pulau Jawa, Laut Natuna, Selat Karimata dilewati Arlindo yang merupakan massa air dari Pasifik Utara melalui Laut Cina Selatan (Susanto et al. 2013). Namun hasil penelitian menunjukkan bahwa data 12 buoy tidak signifikan dalam lag sampai 6 bulan. Untuk pemantauan ketiga perairan tersebut diperlukan pemasangan buoy di posisi lebih ke utara lagi di Samudera Pasifik atau di Laut Cina Selatan lebih tepatnya sebagai pintu masuk massa air Arlindo.
Sumber air yang dibawa oleh Arlindo berasal dari Samudera Pasifik Barat bagian utara dan selatan. Perairan Selat Makasar dan Laut Flores lebih banyak dipengaruhi oleh massa air laut Pasifik Barat bagian utara sedangkan Laut Seram dan Halmahera lebih banyak dipengaruhi oleh massa air dari Pasifik Barat bagian selatan. Ini dapat terlihat dari hasil penelitian bahwa buoy 7 dan 10 yang terletak di Samudera Pasifik Barat bagian utara memiliki signifikansi kuat konsisten dalam lag time sampai 5 bulan dengan Selat Makassar (H) dan Laut Maluku (J). Ini berarti bahwa buoy 7 dan 10 dapat digunakan untuk memantau Selat Makassar dan Laut Maluku sebagai jalur utama masuknya Arlindo ke perairan Indonesia. Laut Seram dan Laut Halmahera sebagai pintu masuk jalur Arlindo langsung berhubungan dengan perairan utara Pulau Papua yang signifikan (99%) dengan buoy 4, 8 dan 9 yang terletak di Samudera Pasifik Barat bagian selatan.
Pada Gambar 4 diperlihatkan besarnya transpor massa air (volume transport) yang dinyatakan dalam Sv (1 Sv = 106m3s-1). Angka warna hitam pada lintasan Arlindo, yaitu Selat Makassar, Selat Lombok, Selat Ombai (antara Pulau Timor dan Pulau Alor), Pintasan Timor/Timor passage (antara Timor dan Australia), dan Pintasan Lifamatola/Lifamatola Passage merupakan hasil penelitian sebelum penelitian program INSTANT (The International Nusantara Stratification and Transport). Angka warna merah menunjukkan transpor massa air selama periode INSTANT tahun 2004-2006. Hal inilah yang menjelaskan pola signifikansi buoy 10 di wilayah perairan J, yaitu Laut Maluku, yang berbeda dibanding wilayah perairan lainnya. Transpor massa air yang melewati Laut Maluku paling sedikit dibanding jalur lain. Transpor massa air yang melintasi Pintasan Lifamatola menuju Laut Banda diperkirakan sebesar 1,5 Sv (sebelum program INSTANT), 1,1 Sv selama program INSTANT dan kemudian nilai transpor ini direvisi menjadi 2,5 Sv (Van Aken et al., 2009). Massa air ini mewakili Laut Maluku yang sebagian besar kembali ke Samudera Pasifik. Hanya sebagian kecil yang melintasi Pintasan Lifamatola (Gordon et al., 2010).
Telekoneksi Perairan Indonesia dengan Samudera Pasifik Terkait Arlindo
Gambar 4. Nilai transpor massa air (dalam 106 m3/s) arlindo yang terukur di perairan Indonesia melalui program INSTANT, 2004–2006 (Gordon et.al. 2010)
Puncak transpor maksimum Arlindo di gerbang masuk dan keluar diperkirakan terjadi pada waktu yang berbeda sehingga diduga terjadi penyimpanan massa air di perairan Indonesia (Gordon et al., 2008). Di samping itu jalur lintasan Arlindo mempunyai konfigurasi geografi yang kompleks dengan kombinasi dasar perairan yang dangkal dan dalam serta kuatnya arus pasang surut pada berbagai kanal sehingga mengakibatkan terjadinya perubahan karakter massa air akibat percampuran.
Kedua hal ini jugalah yang menyebabkan perbedaan pola signifikansi buoy di Samudera Pasifik terhadap perubahan SST di perairan Indonesia.