Analisa Pengaruh Kedalaman, Suhu dan Salinitas terhadap Kecepatan Suara di Laut Cina Selatan

Nama  : Dyah Retno Widyaningtyas

NPM   : 230210110055

Lokasi : 1111

Gambar 1. Peta lokasi 1111 yaitu Laut Cina Selatan

Kecepatan suara bervariasi terhadap kedalaman, musim, posisi geografis dan waktu pada suatu lokasi. Dekat jauhnya suatu lokasi pada daratan juga berpengaruh dimana profil kecepatan suara cenderung tidak teratur dan sulit dipresiksi. Faktor fisik air laut juga mempengaruhi kecepatan suara di dalam air laut seperti suhu, salinitas dan tekanan.

Gambar 2. Grafik suhu dan kecepatan suara terhadap kedalaman

Dimana :

1.      Zona 1 : lapisan homogen (mixed layer) walaupun suhunya konstan tetapi kecepatan suara bertambah terhadap kedalaman karena pengaruh tekanan.

2.      Zona 2 : lapisan thermoklin dimana penurunan suhu yang cepat lebih mendominasi pertambahan tekanan sehingga kecepatan berkurang terhadap kedalaman.

3.      Zona 3 : lapisan dalam (deep layer) efek penambahan tekanan kembali mendominasi penurunan suhu sehingga kecepatan suara bertambah terhadap kedalaman.

Dibawah lapisan termoklin, terdapat lapisan dimana C adalah minimum, lapisan tersebut terbentuk karena di lapisan thermoklin terjadi pengurangan C sementara di bahawah lapisan termoklin terjadi penambahan C. Topografi di Laut Cina Selatan sendiri bervariasi dari 30 meter hingga sekitar 4000 meter. Suhu udara berkisar antara 21 ° sampai 33 ° C dengan suhu rata-rata sepanjang tahun stabil yaitu 26 ° C.  Sirkulasi air di Laut Cina Selatan terjadi terutama di daerah dangkal dimana angina memiliki konribusi yang besar dan sangat dipengaruhi oleh muson. Pola arah angin akan berbalik karena berubahnya monsoon.

 a.      Musim Barat

Berikut grafik kedalaman terhadap suhu, salinitas dan kecepatan suara yang diambil pada 5 Januari 1991.Musim barat memiliki suhu di permukaan sebesar 23°C yang semakin menurun seiring menurunnya kedalaman hingga mencapai suhu 2°C, penurunan terjadi seiring bertambahnya kedalaman yang diakibatkan semakin kedalam intensitas matahari yang diterima semakin berkurang. dan adanya penurunan kedalaman sebanyak 10 m maka tekanan akan bertambah sebanyak 1 atm. Lalu salinitas mengalami kenaikan hingga lapisan termoklin yang lalu turun hingga kedalaman 500 m dan perlahan naik kembali seiring bertambahnya kedalaman.

Perubahan suhu mempengaruhi kecepatan suara karena perubahan suhu yang sangat cepat pada lapisan termoklin menyebabkan pembelokan suara yang tajam dan lapisan tersebut bertindak sebagai bidang pantul. Pada grafik suhu terdapat mix layer dari permukaan hingga kedalaman 70 m dan pada grafik kecepatan suara terlihat adanya kenaikan kecepatan suara dari permukaan hingga kedalaman sekitar 70 m. Hal ini menunjukan adanya hubungan antara suhu dan kecepatan suara dimana suhu yang tinggi mengakibatkan semakin cepat getaran parikel di dalam air sehingga proses perpindahan getaran semakin cepat dan menyebabkan kecepatan suara di dalam air meningkat pula.

Sementara itu  pada grafik 2 dimana salinitas menurun pada kedalaman sekitar 110 m  dan pada grafik 3, penurunan keceparan suara juga terjadi sehingga kecepatan suara cenderung menurun seiring menurunnya salinitas tetapi pada kedalaman 1100 m ketika salinitas kembali stabil maka kecepatan suara kembali meningkat walau tidak setinggi kecepatan suara pada daerah mix layer. Pada teorinya semakin meningkat salinitas maka semakin besar ikatan antar molekul garam sehingga semakin rapat dan hambatan yang dihasilkan menyebabkan kecepatan suara meningkat pada deep layer.

 b. Musim peralihan 1

Berikut grafik kedalaman terhadap suhu, salinitas dan kecepatan suara yang diambil pada 19 April 1981.Pada musim peralihan 1 dapat diketahui dari grafik 4  bahwa suhu permukaan sekitar 29 °C dan terus menurun hingga 2 °C. Tetapi kecepatan suara cenderung turun mengikuti penurunan suhu hal ini tidak sesuai dengan teori zona 1 mixed layer dan zona 3 deep layer. Pada zona 1 seharusnya kecepatan suara bertambah karena adanya faktor tekanan tetapi pada grafik 6 kecepatan suara sudah mencapai nilai tertinggi. Selanjutnya sesuai dengan teori zona 2 thermoklin dimana kecepatan suara berkurang seiring menurunnya suhu secara drastic terhadap kedalaman. Tetapi pada lapisan selanjutnya yaitu lapisan dalam kecepatan suara terus berkurang padahal seharusnya penambahan tekanan dan berkurangnya suhu terhadap kedalaman membuat kecepatan suara bertambah.Hal ini dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor. Salah satunya adalah pada musim peralihan suhunya cukup ekstrim mengalami penuruan sehingga menyebabkan kecepatan suara ikut menurun Pada musim peralihan didominasi oleh angin ringan, langit mendung dan cuaca yang mendadak berubah. Karakter musim peralihan inilah yang mungkin menyebabkan suhu dan salinitas yang berubah-ubah sehingga menyebabkan kecepatan suara turun menerus dengan kecepatan maksimal pada daerah permukaan yang mencapai 1530 m/s.

c.       Musim Timur

Berikut grafik kedalaman terhadap suhu, salinitas dan kecepatan suara yang diambil pada 30 Juli 2011.

Pada musim timur ini suhu menurun drastic pada lapisan termoklin. Serta salinitas pada lapisan termoklin mengalami penurunan dari permukaan hingga kedalaman 200 meter. Kemudian perlahan meningkat semakin dalam. Kecepatan suara pada musim timur ini tidak jauh berbeda pada musim peralihan 1 dimana terdapat ketidaksesuaian antara teori 1 dan 3 pada kecepatan suara yang ditunjukan oleh grafik 9. Pada dasarnya seiring bertambah kedalaman makan tenakan akan semakin besar dan mendominasi terhadap kecepatan suara dibanding suhu dan densitas. Semakin tinggi tekanan makasemakin tinggi pula cepat rambatnya. Hal tersebut karena partikel – partikel zat yang  bertekanan tinggi terkompresi sehingga cepat rambat yang dihasilkan semakin besar.  Tetapi entah mengapa kecepatan suara justru menurun seiring semakin tinggi densitas.

 d.    Musim Peralihan 2

Berikut grafik kedalaman terhadap suhu, salinitas dan kecepatan sua yang diambil pada 17 September 1991.

Pada musim peralihan 2, suhu menurun drastic pada lapisan termoklin dan salinitas meningkat ketika menuju termoklin lalu menurun dan berlahan kembali meningkat ketika semakin mendekati deep layer. Tetapi sama halnya pada musim peralihan 1 dan musim timur bahwa terjadi ketidaksesuaian teori dengan kecepatan yang ditunjukan pada grafik 12.Selain karena berbagai hal yang telah dijelaskan diatas yang mungkin menyebabkan terjadinya perbedaan antara teori dan kecepatan suara yang ditunjukan oleh grafik, hal ini dapat juga disebabkan oleh karakteristik suatu perairan baik letak ataupun keadaan fisiknya.Laut Cina Selatan memiliki kedalaman yang berbeda-beda sehingga mungkin menyebabkan penurunan kecepatan suara pada deep layer.

Gambar 3. Topografi Laut Cina Selatan

Dari analisis diatas dapat disimpulkan beberapa hal yaitu kecepatan suara di laut sangat dipengaruhi oleh suhu, salinitas, kedalaman, densitas, musim, posisi geografis dan waktu pada suatu lokasi. Selain itu tidak dapat dipastikan bahwa kecepatan suara akan sesuai pada teori yang ada karena adanya beberapa faktor seperti karakter suatu perairan ataupun kedalaman lapisan termoklin.

Daftar pustaka :

nodc.noaa.gov

DELTA PURARI PULAU PAPUA

Oleh Dyah Retno W

230210110055

Pulau Papua terbagai menjadi dua yaitu di timur pulau papua adalah Negara papua nugini sedangkan bagian barat adalah provinsi papua yang termasuk ke NKRI. Pulau papua memiliki 129 buah delta yang membuat pulau irian menjadi pulau pertama yang memiliki delta terbanyak di Indonesia.

Delta adalah material sungai hasil erosi dari daerah hulu yang terendapkan di daerah muara sungai. Bentuk dan ukuran delta berbeda-beda karena dipengaruhi oleh jenis batuan, kecepatan aliran sungai, dan musim. Perkembangan delta menyebabkan daratan di mulut sungai menjadi semakin luas di mana sungai yang mengalir ke samudra, laut, muara, danau, waduk, daerah gersang, atau sungai. Delta terbentuk dari sebuah danau, laut, atau waduk. Dimana air yang mengalir lambat, volume air banyak dan tidak terjadinya erosi. Kemiringan sungai menurun sehingga tidak stabil karena air di bawah memiliki gaya gravitasi yang cenderung mengalir dan menuruni lereng. Jika kemiringan rendah maka terbentuk pengendapan sedimen. Aliran yang bergerak lambat mengakibatkan pengurangan kemampuan aliran untuk mengangkut sedimen. Sedimen tersebut terendapkan dan seiring dengan waktu akan terbentuk daratan yang disebut delta. Ada tiga bentuk delta, yaitu sebagai berikut:

a.       Bentuk kipas

b.      Bentuk kaki burung

c.       Bentuk kapak

Sejak dahulu delta sudah menjadi bagian penting bagi peradaban dengan peran delta sebagai lahan pertanian. Kini delta berperan dalam menambung kebutuhan energy dunia. Sedimen dari delta kuno bahkan mengandung minyak bumi yang dapat dimanfaatkan. Sudah banyak delta yang dijadikan waduk serta pembangkit listrik tenaga alam.

Gambar 1. Peta Pulau Papua

Sumber : pagatsampit.wordpress.com

PAPUA

Provinsi Papua merupakan provinsi terluas wilayahnya dari seluruh Provinsi di Indonesia. Luas Provinsi Papua kurang lebih  410.660 Km² atau 21% dari luas wilayah Indonesia. Lebih dari 75% masih tertutup oleh hutan-hutan tropis yang lebat, dengan ± 80% penduduknya masih dalam keadaan semi terisolir di daerah pedalaman (bagian tengah Papua). Secara geografis provinsi papua berada di  0’19’ – 10⁰45 LS dan antara garis bujur 130⁰ 45 – 141⁰48 BT yang membentang dari Barat ke Timur dengan silang 11⁰ atau 1.200 Km. Papua beriklim tropis dengan cuaca yang panas dan  lembab di daerah pantai, serta cuaca dingin dan bersalju  pada bagian  yang tertinggi yaitu daerah pegunungan Jayawijaya.

Keadaan cuaca hujan sangat bervariasi karena terpengaruhi oleh lingkungan alam sekitarnya. Curah hujan bervariasi secara lokal, mulai dari 1.500 mm sampai dengan 7.500 mm setahun. Tanah Pulau Papua berasal dari batuan Sedimen yang kaya Mineral, kapur dan kwarsa. Permukaan tanahnya berbentuk lereng, tebing sehingga sering terjadi erosi. Dari hasil penelitian, diketahui bahwa tanah di Pulau Papua diklasifikasikan ke dalam 10 (sepuluh) jenis tanah utama, yaitu :

1.      Tanah organosol terdapat di pantai utara dan selatan

2.      Tanah alluvia juga terdapat di pantai utara dan selatan, dataran pantai, dataran danau, depresi ataupun jalur sungai

3.      Tanah litosol terdapat di pegunungan.

4.      Tanah hidromorf kelabu

5.      Tanah Resina terdapat di hampir seluruh dataran Papua

6.      Tanah medeteren merah kuning

7.      Tanah latosol terdapat diseluruh dataran Papua

8.      Tanah podsolik merah kuning

9.      Tanah podsolik merah kelabu

10.  Tanah podsol terdapat di daerah pegunungan.

PAPUA NUGINI

Di bagian timur Pulau Papua adalah Negara Papua Nugini yang memiliki luas sebesar 462.840 km² (178,704 mil²). Papua Nugini sebagian besar adalah pegunungan dengan puncak tertingginya adalah Gunung Wilhelm dengan tinggi 4.509 meter (14.793 kaki) yang  sebagian besar ditutupi oleh hutan hujan tropis serta wilayah lahan basah yang sangat luas disekitar Sungai Sepik dan Fly.

Daratan utama negara ini adalah timur Pulau Papua, di mana kota-kota terbesar ada di sana, termasuk di antaranya ibukotaPort Moresby dan Lae. Adapun pulau-pulau utama lainnya adalah Irlandia Baru, Britania Baru, Manus, dan Bougainville. Iklim keseluruhan di Papua Nugini adalah suhu cukup tinggi yang konstan, curah hujan tinggi serta kelembaban yang tinggi pula. Pada selatan papua nugini terdapat gulf of papua yang menjadi tempat bermuara beberapa sungai serta membentuk delta. Pada daerah ini sangat dipengaruhi oleh Intertropical Convergence Zone (ITCZ).

GULF OF PAPUA

Gambar 2. Peta Gulf of Papua

Sumber : art-pasific.com

Teluk papua termasuk laut coral yang berada di barat daya samudera pasifik atau pantai tenggara Papua Nugini. Teluk papua memiliki lebar sekitar 225 mil (360 km) dengan luas 95 mil (150 km) hingga selatan-tengah Papua Nugini. Dari barat ke timur Teluk Papua menjadi muara oleh sungai Fly, Bamu, Turama, Kikori, Purari, Lakekamu, dan Vanapa. Kedalaman air bervariasi dengan kedalaman terbesar mencapai sekitar 200 meter (650 kaki) di tepi luar teluk itu. Ditemukan  pula gas alam di teluk papua. Telah dilaksanakan penelitian mengenai pembuatan pembangkit tenaga alam di delta-delta yang bermuara di Gulf of Papua ini.

SUNGAI PURARI

Sungai Purari berada Papua Nugini, tepatnya di bagian timur dari pulau Papua Nugini  di barat daya Samudera Pasifik. Berasal dari  lereng selatan Rentang Bismarck dataran tinggi tengah, mengalir menuju barat daya dan selatan sebanyak kurang lebih  290 mil (470 km)  ke Teluk Papua Laut Coral. Selain itu di dataran tinggi Purari berasal dari Sungai Erave, Kagel dan Tua mengalir melalui ngarai dan daerah berpenghuni, termasuk desa-desa Gurimatu dan Wabo. Melintasi jalan tengah yaitu dataran pantai berhutan. Pada  25 mil (40 km) menuju muara, sungai terbagi menjadi lima saluran utama, yang melalui daratan 1.000 mil persegi (2.600 km persegi) yaitu delta rawa dan mengalir menuju bagian dari Teluk Papua yaitu  Teluk Orokolo .

DELTA PURARI

Delta Purari adalah salah satu dari sejumlah kompleks delta besar yang berbatasan dengan Teluk papua. Sungai Purari mengalir dari  daerah dataran tinggi barat dan tengah Papua Nugini. Bagian atas sungai ini terletak di dataran tinggi pegunungan dengan lembah curam menurun debouching ke dataran delta 30 sampai 50 km lebar. Curah hujan tahunan rata-rata berkisar antara 2.000 mm sampai 8500 mm di tangkapan hasil Purari debit rata-rata tahunan di Wabo sekitar 2360 m3/det, tercatat 88 juta m3/tahun dari sedimen ke delta. Input ini memberikan materi untuk kompleks delta majot penting secara global.

Daerah delta ditutupi oleh hutan tropis dataran rendah, air tawar dan vegetasi rawa payau dan bakau. Di atas jangkauan pasang surut, yang limnologi delta ini mirip dengan yang ada pada Purari di wabo lebih hulu. Hal ini jelas bahwa air Purari tidak banyak terjadi perubahan walau adanya penambahan air dari Sungai Aure. Namun bila terjadi efek fisik yaitu erosi di daerah bawah Sungai Purari maka akan terjadi perubahan pada keseimbangan sedimen delta, modifikasi daerah lepas pantai dan kemungkinan penurunan ketersedian sedimen ke area lain dari Teluk papua

Ada dua formasi geologi yang dominan tampaknya menentukan dia komposisi kimia tanah dan sedimen yaitu batuan vulkanik dan tephras di satu sisi dan kapur - luas terutama di bagian barat kawasan tangkapan air di sisi lain. Pola pergerakan air di daerah Delta Purari cenderuk fluktuatif bergantung kepada jumlah volume air tawar yang bergesekan dengan bagian delta. Dari stasiun waduk Wabo,aliran air Sungai Purari berkisar antara 10 251 m3/s hingga 425 m3/s.

            Banyak sekali manfaat dari Delta Purari selain menjadi habitat bagi flora fauna juga menjadi tempat tinggal warga dan pembuatan waduk. Bahkan terdapat fauna endemic yang langka seperti burung Meliphaga anggun, Meliphaga gracili yang hanya dapat ditemukan di Teluk Triton ke timur hingga Delta Purari dan pesisir timur-laut Australia.

Daftar Pustaka

Anonym,2011. Pengertian delta sungai.

http://id.shvoong.com/exact-sciences/earth-sciences/2242197-pengertian-delta-sungai/#ixzz2UXyTCHKo diakses pada tanggal 26 Mei 2013.

Anonym,2013. Purari Rivers.

            http://www.britannica.com/EBchecked/topic/483776/Purari-River diakses pada 25 Mei 2013.

Davis jr, R A.1985. Coastal Sedimentary Environment. Springer-Verlag : New York.

Drpd,2013. Tentang Papua

http://www.dprp.go.id/index.php?option=com_content&do_pdf=1&id=60&showall=1 diakses pada 25 Mei 2013.

Petr, T, 1983. The Purari – Tropical environment of a high rainfall river basin. Dr W. Junk Publisher,Boston.

Gambar 1. Pagatsampit.wordpress.com

Gambar 2. Art-pasific.com

LANGMUIR CIRCULATION

Dyah Retno W

230210110055

Oseanografi Fisika

Irvin Langmuir, seorang ahli fisika dan kimia sedang berlayar melewati samudera atlantik pada tahun 1938 dimana ia melihat pola sargassum yang mengambang. Lalu beliau mengadakan eksperimen di sebuah danau untuk mengetahui penyebab terbentuknya pola garis tersebut. Sirkulasi Langmuir adalah fenomena konvergen permukaan dalam skala kecil ataupun besar yang sering terjadi sejajar dengan arah tiupan angin. Fenomena ini ditandai dengan adanya

pengumpulan debris (potongan rumput laut atau buih-buih putih) di permukaan perairan.

Gambar 1.a

Gambar 1.b

Gambar 1. Contoh terjadinya sirkulasi Langmuir yang ditandai dengan (1.a) buih-buih dan (1.b) makroalga sargassum yang membentuk garis lurus. Sumber : sites.google.com

Gambar 2.a

Sumber : http://www.jochemnet.de

Gambar 2.b

Sumber : sites.google.com

Gambar 2. Mekanisme terjadinya sirkulasi Langmuir

Kedua gambar diatas merupakan gambaran mekanisme dari sirkulasi Langmuir. Pada gambar 2.a. terlihat pengaruh upwelling dan downwelling dalam terbentuknya sirkulasi Langmuir. Angin menciptakan sel konveksi horizontal lalu adanya upwelling dan downwelling menyebabkan terbentuknya daerah konvergen pada perairan sehingga bahan apung seperti makroalga dan buih air akan mengambang membentuk garis lurus serta plankton terkonsentrasi dekat permukaan di zona konvergensi. Zona Konvergensi sendiri dapat dilihat oleh akumulasi bahan hanyut atau kekeruhan . Perhatikan gambar 2.b. bila angin bertiup langsung di dalam gambar. Lingkaran hitam merupakan sel panjang air yang berputar sesuai dengan arah angina. Ketika air bersirkulasi melewati permukaan, membawa materi dan memindahkan materi tersebut. Sel-sel akan memutar dengan arah yang berlawanan, sehingga bahan dari dua sel terbawa bersama, membersihkan sisa permukaan air. Sepanjang garis di mana sel-sel bertemu, mereka beredar ke bawah. Namun, bahan apung seperti buih air dan makroalga dipaksa untuk tinggal di permukaan karena kemampuan mengampung yang melawan kecepatan down-welling, dan dengan demikian garis-garis permukaan terbentuk.

Langmuir Circulation dapat terjadi di samudera, laut, sungai dan danau bila kecepatan angina mencapai 3 m/s. jika kondisi air bergolak (tidak tenang) sirkulasi langmuir tidak data terjadi. Selain itu jika kecepatan angina melebihi 13 m/s, permukaan air akan tidak stabil yang menyebabkan sel hancur, tergabung atau regenerasi. Kedalaman sel Langmuir mencapai 4 – 6 m namun efeknya dapat diamati hingga 200 m di bawah permukaan air. Antar sel dapat berjarak sekitar 10-50 m. panjangnya sel bervariasi dari beberapa meter hingga berkilo-kilo ke samudera. Sumbu sel biasanya sejajar dengan arah angin tetapi dapat juga bervariasi hingga 20°. Ketika angin berubah arah sel-sel secara berahap akan bergerak menyesuaikan dengan arah angin yang berubah dengan rentang waktu 15-20 menit. Sirkulasi ini berpengaruh terhadap mixed layer dimana bila terjadi sirkulasi Langmuir maka kedalaman mixed layer dapat mencapai 200 m (tetap tergantung dengan kedalaman perairan). pengaruh lainnya adalah penyebaran bahan apung seperti es dan minyak juga bahan organik seperti plankton dan makroalga.

Gambar 3. Permodelan sirkulasi Langmuir oleh Irvin Langmuir

Sumber : http://jerry.ucsd.edu

Irvin Langmuir mengemukakan permodelan sirkulasi Langmuir seperti gambar diatas dimana sirkulasi Langmuir tidak hanya diperngaruhi dengan angin tertapi juga dengan Ekman spiral. Ekman spiral berperan terhadap putaran air yang terjadi di dalam perairan.

Terdapat beberapa teori yang menjelaskan pembentukan sel Langmuir. Model yang  umum adalah Stoke drift. Proses ini terjadi sebagai berikut:

1.      Angin bertiup di permukaan air, menciptakan gaya geser permukaan.

2.      terjadi variasi kecil gaya geser variabel dari angin.

3.      Gaya geser variabel menciptakan sel air berputar secara vertikal air (tegak lurus terhadap permukaan air).

4.      Stoke drift mulai menggeser sel berputar.

5.      Bagian atas sel bergerak melawan arah angin sampai seluruh sel horisontal.

Stoke drift menganggap badan air memiliki lapisan-lapisan kecil. Jika angin melewati permukaan air maka akan terjadi pergeseran pada permukaan. Lapisan permukaan tersebut akan membuat pergeseran yang lebih  kecil di lapisan bawahnya begitu seterusnya hingga lapisan dasar.

Sumber :

Barstow,2013. Langmuir Circulation.

https://sites.google.com/site/langmuircirculation/what-is-langmuir-circulation diakses tanggal 25 Mei 2013.

Calkins,David.2001. The Basics of Langmuir Circulation,

http://homepages.cae.wisc.edu/~chinwu/CEE514_Coastal_Engineering/2001_Students_Web/Dave_Calkins/Main.html?pagewanted=all. Diakses 20 Mei 2013.

Sumber gambar  :

Gambar 1. Sites.google.com

Gambar 2. a. www.jochemnet.de

     b. sites.google.com

Gambar 3. jerry.ucsd.edu