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.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. 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.
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
b. sites.google.com
Tidak ada komentar:
Posting Komentar