Pengamatan Pasang Surut Air Laut

1

PENGAMATAN PASANG SURUT AIR LAUT DI PELABUHAN BITUNG

SEBAGAI PREDIKSI AWAL TERJADINYA EL NIO DAN LA NIA

(TIDAL OBSERVATIONS IN PORT BITUNG AS EARLY PREDICTION

EL NIO DAN LA NIA)

Riyadi, S.Si, M.Si Kasie Data dan Informasi Stasiun Geofisika Manado

(email : [email protected]) Telp. 085240488045

ABSTRACT

North Sulawesi marine waters are in a strategic position for national and

international shipping, as it relates directly to the Pacific Ocean. Nowaday, not

available data and information that can reveal variations in sea level in marine waters

of North Sulawesi province in relation to the phenomenon of climate anomaly called

El Nio and La Nia. This information is deemed important into useful knowledge

for society when certain variations in sea level could mark the arrival of El Nio or

La Nia. From data analysis concluded that the onset of La Nia is characterized by

sea level began to rise, and also in contrast

Keywords : North Sulwesi, sea level, El Nio, La Nia

ABSTRAK

Perairan laut Sulawesi Utara berada pada posisi yang strategis untuk pelayaran

nasional maupun internasional, karena berhubungan langsung dengan Samudera

Pasifik. Saat ini belum tersedia data dan informasi yang dapat mengungkapkan

variasi muka laut di perairan laut wilayah Provinsi Sulawesi Utara dalam kaitannya

dengan fenomena anomali iklim yang disebut El Nio dan La Nia. Informasi ini

dipandang penting menjadi pengetahuan yang bermanfaat bagi masyarakat ketika

variasi muka laut tertentu dapat menandai datangnya fenomena El Nio atau La Nia.

Dari analisa data disimpulkan bahwa awal terjadinya La Nia ditandai dengan muka

laut yang mulai naik, begitu pula sebaliknya.

Kata kunci : Sulawesi Utara, muka laut, El Nio, La Nia

PENDAHULUAN

Di perairan laut, gerakan pasang surut pada lokasi-lokasi tertentu tidak hanya

tergantung pada gaya tarik bulan dan matahari saja, tetapi juga ditentukan oleh gaya

friksi; rotasi bumi (gaya coriolis); resonansi gelombang yang disebabkan oleh bentuk,

luas, kedalaman, topografi bawah air serta hubungan perairan tersebut dengan laut di

2

sekitarnya (lautan terbuka/laut bebas dengan laut tertutup/laut terisolir). Selain itu,

terdapat faktor-faktor non-astronomi yang mempengaruhinya, seperti tekanan

atmosfer, angin, densitas air laut, penguapan dan curah hujan (Hicks, 2006).

Sistem iklim di bumi mencakup tidak saja atmosfer dan daratan, tapi juga

lautan dan es/salju, dimana interaksi komponen sistem ini sangat kompleks dan dapat

memunculkan fenomena anomali iklim. Fenomena anomali yang dikenal sebagai El

Nio menyebabkan curah hujan di sebagian besar wilayah Indonesia berkurang, dan

sebaliknya La Nia menyebabkan curah hujan meningkat. Implikasi kedua fenomena

ini, menurut Irawan (2006) dapat dilihat dari penurunan produksi pangan, sedangkan

secara meteorologis ditunjukkan oleh Southern Oscillation Index (SOI) dan

perubahan suhu permukaan laut di Samudera Pasifik (World Meteorology

Organization, 1999). Berkurang atau bertambahnya curah hujan ini sangat tergantung

pada kuat dan lemahnya anomali iklim tersebut. Adanya intensitas hujan yang

berbeda di satu pihak, dan timbulnya fenomena anomali iklim itu sendiri di pihak

lain, berpeluang menandai variasi muka laut.

Permasalahan yang teridentifikasi dari uraian sebelumnya adalah bahwa hingga

kini belum tersedia data dan informasi yang dapat mengungkapkan variasi muka laut

di perairan laut wilayah Provinsi Sulawesi Utara dalam kaitannya dengan fenomena

anomali iklim yang disebut El Nio dan La Nia. Informasi ini dipandang penting

menjadi pengetahuan yang bermanfaat bagi masyarakat ketika variasi muka laut

tertentu dapat menandai datangnya fenomena El Nio atau La Nia.

Pasang surut terjadi karena adanya gerakan dari benda-benda angkasa yaitu

rotasi bumi pada sumbunya, peredaran bulan mengelilingi bumi dan peredaran bulan

mengelilingi matahari. Matahari dan Bulan mempunyai massa yang cukup besar

sehingga walaupun jaraknya dengan Bumi relatif jauh tetapi pengaruh gaya

gravitasinya masih dirasakan di Bumi. Pengaruh dari benda angkasa yang lainnya

sangat kecil dan tidak perlu diperhitungkan karena jarak yang sangat jauh (Zakaria,

2009). Keadaan pasang surut di suatu tempat dilukiskan oleh konstanta harmonik.

Sehingga yang dimaksud dengan analisis harmonik pasang surut adalah suatu cara

untuk mengetahui sifat dan karakter pasang surut di suatu tempat dari hasil

3

pengamatan pasang surut dalam kurun waktu tertentu. Pengamatan pasang surut

idealnya selama 18,6 tahun (Pugh, 1987).

Secara umum persamaan gelombang pasang surut (pasut) yang terukur dari data

pengamatan pasut dalam suatu periode (X t dapat dirumuskan sebagai berikut:

X t Zot Tt St

dimana, Zotadalah rata-rata permukaan air atau Mean Sea Level (MSL), Ttadalah

pasut yang disebabkan oleh faktor astronomi, dan Stadalah residu pasut atau

komponen non pasut akibat faktor meteorology.

Gerakan dari benda angkasa tersebut di atas akan mengakibatkan terjadinya

beberapa macam gaya pada setiap titik di bumi ini, yang disebut gaya pembangkit

pasang surut. Masing-masing gaya akan memberikan pengaruh pada pasang surut dan

disebut komponen pasang surut, dan gaya tersebut berasal dari pengaruh matahari,

bulan atau kombinasi keduanya (Ali et al., 1994).

Gaya Pembangkit Pasang Surut

Hukum Newton yang mengemukakan tentang teori kesetimbangan pasang dan

surut, yaitu pada air laut terjadi akibat adanya gaya tarik Bulan dan Matahari terhadap

Bumi. Dinyatakan bahwa Matahari dan Bulan membangkitkan medan gaya di

sekeliling bumi, dimana arah dan besarnya gaya berubah-ubah secara periodik sesuai

dengan posisi kedua benda langit itu terhadap bumi.

Sekarang perlu diketahui besarnya gaya tarik benda-benda angkasa yang

tampak pada Gambar 1. Gaya tarik antara 2 (dua) benda angkasa masing-masing

dengan massa m1 dan m2 dengan jarak antara R sedang kedua benda tersebut tidak

bergerak.

Gambar 1. Gaya tarik benda angkasa dengan massa berbeda (Pariwono, 1987)

4

Besarnya gaya tarik :

= 122

Bila m2 bergerak mengelilingi m1 seperti halnya bulan mengelilingi bumi, maka

terdapat gaya sentrifugal. Dengan adanya gaya-gaya sentrifugal, gaya tarik menjadi :

= 123

2

dengan : F = gaya gravitasi (Newton)

k = konstanta gravitasi (6,673 x 1011 Nm2/kg2)

m1 = massa bumi (kg)

m2 = massa bulan (kg)

R = jarak bumi dengan bulan (m)

a = radius bumi (m)

Rumus di atas digunakan untuk membandingkan gaya tarik Bulan terhadap Bumi dan

gaya tarik Matahari terhadap Bumi, seperti diketahui bahwa:

Massa Matahari = 319.500 x massa Bumi

Massa Bulan = 0,0125 x massa Bumi

Jarak Matahari = 11.600 x diameter Bumi

Jarak Bulan = 30 x Diameter Bumi.

Jadi :

33 600.11

319500:

30

0125,0

MataharitarikGaya

bulantarikGaya

= 2,26 : 1

Gambar 2 menunjukkan bahwa amplitudo akibat gaya tarik Bulan = 2,26 kali

amplitudo akibat gaya tarik Matahari. Sedangkan periode harmonik Matahari adalah

12 jam dan Bulan 12,42 jam.

Gambar 2. Perbedaan sinusoida pasang surut Matahari

dengan pasang surut Bulan (Defant, 1958)

-4.00

-2.00

0.00

2.00

4.00

-1 4 9 14 19 24

Ele

vasi

mu

ka la

ut

(me

ter)

Waktu (jam)

Grafik pasut yang dipengaruhi oleh Bulan dan Matahari

Matahari

5

Pengaruh dari Bulan dan Matahari yang dapat diuraikan dari data pengamatan

pasang surut dengan menggunakan analisis harmonik. Unsur-unsur ini pula yang

digunakan untuk melakukan prediksi pasang surut di waktu yang akan datang.

Perubahan deklinasi Matahari dan Bulan, serta variasi siklis posisi terhadap Bumi,

menghasilkan komponen yang sangat harmonik, yang masing-masing berkontribusi

pada pasang surut di sembarang waktu dan tempat.

Posisi-posisi relatif dan orientasi dari Bumi dan Bulan tidak konstan, tapi

berbeda-beda tergantung kepada jumlah lingkaran orbit yang berinteraksi. Sejauh

pengertian sederhana dari mekanisme pergerakan-pasang surut, hanya dua lingkaran

orbit memiliki efek signifikan terhadap pasang surut yaitu deklinasi dan orbit ellips

Bulan. Unsur utama pembangkit pasang surut diidentifikasi ada sembilan unsur

(Defant, 1961) yang disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1. Unsur utama pembangkit pasang surut

Unsur Periode (jam) Kecepatan

sudut (0/jam)

Sifat dan disebabkan oleh

M2 12.42 28.9841 Harian ganda: bulan orbit lingkaran dan equatorial orbit

S2 12.00 30.0000 Harian ganda: Matahari orbit lingkaran dan equatorial orbit

K2 11.97 30.0821 Harian ganda: deklinasi bulan dan deklinasi matahari

N2 12.66 28.4397 Harian ganda: orbit bulan yang eliptis

K1 23.93 15.0411 Harian ganda: deklinasi bulan dan deklinasi matahari

O1 25.82 13.9430 Harian ganda: deklinasi bulan

P1 24.07 14.9589 Harian ganda: deklinasi matahari

M4 6.21 57.9682 quarter diurnal: perairan dangkal

MS4 6.20 58.9841 quarter diurnal: perairan dangkal, interaksi M2 dan S2

Sinergi Tiga Gelombang Pasang

Gelombang pasang merupakan sinergi dari tiga fenomena yang terjadi serentak

yaitu :

1. Pasang tertinggi yang terjadi setiap 18,6 tahun sekali pada bulan baru sehingga

bumi segaris lurus dengan bulan dan matahari pada jarak terdekat (perigeum),

6

sehingga kombinasi gravitasi keduanya mampu mengangkat air hingga mencapai

pasang maksimal.

2. Gelombang Kelvin yakni gelombang di samudra atau atmosfir yang

mengimbangi gaya coriolis (gaya akibat rotasi bumi). Gaya ini mengarah dari

masing-masing kutub ke equator dengan tendensi ke timur dengan kecepatan

tetap, hingga membentur pantai atau saling berbenturan dengan gelombang

Kelvin dari arah yang berlawanan di equator.

3. Gelombang swell, yaitu gelombang akibat tiupan angin dengan skala yang lebih

besar dari pada riak (ripples). Angin terjadi karena perbedaan pemanasan.

Perbedaan pemanasan ini antara lain diakibatkan oleh perbedaan liputan awan

(Hicks, 2006).

Sinergi tiga kekuatan ini (pasang surut, rotasi bumi, dan angin) yang masing-

masing pada kondisi maksimum, menghasilkan gelombang yang maksimum pula.

Ketika gelombang ini bertemu topografi dasar laut yang melandai di dekat pantai,

puncak gelombang ini akan tampak membesar, sehingga ketika menghantam pantai

dapat menimbulkan bencana.

Fenomena Iklim

Iklim dalam pengertian klasik adalah rata-rata keadaan atmosfer yang diamati

sebagai cuaca dalam periode waktu terbatas (seperti musim) untuk sejumlah tahun

yang berbeda termasuk siklus harian, bulan, musim, tahun, dekade atau perioda yang

lebih panjang. Variabel iklim yang sangat besar pengaruhnya terhadap kehidupan

adalah suhu, curah hujan, angin, kelembaban dan keadaan awan (Ratag, 2006).

Karena suhu adalah salah satu parameter dari iklim dengan begitu berpengaruh pada

iklim bumi, terjadilah perubahan iklim secara global (IPCC, 2007). Gambar 3

memperlihatkan trend kenaikan suhu global pada beberapa tahun terakhir (IPCC,

2007).

7

Gambar 3. Trend peningkatan anomali suhu global periode tahun 1860 2000 (Sumber : IPCC, 2007)

Iklim Normal

Curah hujan di wilayah Indonesia didominasi oleh adanya pengaruh beberapa

fenomena, antara lain sistem monsoon Asia-Australia, El Nio, sirkulasi timur barat

(Walker Circulation) dan utara selatan (Hadley Circulation) serta beberapa sirkulasi

karena pengaruh lokal. Variabilitas curah hujan di Indonesia sangatlah kompleks dan

merupakan suatu bagian dari variabilitas monsoon. Monsoon dan pergerakan ITCZ

(intertropical convergence zone) berkaitan dengan variasi curah hujan tahunan dan

semi-tahunan di Indonesia (Ratag, 2008), sedangkan fenomena El Nio dan dipole

mode berkaitan dengan variasi curah hujan antar tahunan di Indonesia.

Pola umum curah hujan di Indonesia antara lain dipengaruhi oleh letak

geografis. Tjasyono (2004) secara rinci membagi pola umum hujan di Indonesia yang

diuraikan sebagai berikut:

1. Pantai sebelah barat setiap pulau memperoleh jumlah hujan selalu lebih banyak

daripada pantai sebelah timur.

2. Curah hujan di Indonesia bagian barat lebih besar daripada Indonesia bagian

timur. Sebagai contoh, deretan pulau-pulau Jawa, Bali, NTB, dan NTT yang

dihubungkan oleh selat-selat sempit, jumlah curah hujan yang terbanyak adalah

Jawa Barat.

8

3. Curah hujan juga bertambah sesuai dengan ketinggian tempat. Curah hujan

terbanyak umumnya berada pada ketinggian antara 600900 m di atas

permukaan laut.

4. Di daerah pedalaman, di semua pulau musim hujan jatuh pada musim pancaroba.

Demikian juga halnya di daerah-daerah rawa yang besar. Saat mulai turunnya

hujan bergeser dari barat ke timur seperti :

a. Pantai barat pulau Sumatera sampai ke Bengkulu mendapat hujan terbanyak

pada bulan November.

b. Lampung-Bangka yang letaknya ke timur mendapat hujan terbanyak pada

bulan Desember.

c. Jawa bagian utara, Bali, NTB, dan NTT pada bulan Januari Februari.

5. Di Sulawesi Selatan bagian timur, Sulawesi Tenggara, Maluku Tengah, musim

hujannya berbeda, yaitu bulan Mei-Juni. Pada saat itu, daerah lain sedang

mengalami musim kering.

6. Di Sulawesi bagian tengah, utara dan Maluku Utara puncak musim penghujan,

yaitu bulan Nov-Peb.

Rata-rata curah hujan di Indonesia untuk setiap tahunnya tidak sama. Namun masih

tergolong cukup banyak, yaitu rata-rata 2000 3000 mm/tahun. Begitu pula antara

tempat yang satu dengan tempat yang lain rata-rata curah hujannya tidak sama

(Tjasyono, 2007).

Tjasyono (2004) lebih jauh menyatakan iklim di Indonesia dapat dibagi

menjadi 3 pola iklim utama dengan melihat pola curah hujan selama setahun. Pola

curah hujan di wilayah Indonesia dapat dibagi menjadi tiga, yaitu pola monsoon, pola

ekuatorial dan pola lokal. Pola monsoon dicirikan oleh bentuk pola hujan yang

bersifat unimodal (satu puncak musim hujan yaitu sekitar Desember). Selama enam

bulan curah hujan relatif tinggi (biasanya disebut musim hujan) dan enam bulan

berikutnya rendah (biasanya disebut musim kemarau). Dalam kondisi normal suhu

muka laut di Samudera Pasifik bagian barat sedikit lebih tinggi dari pada bagian

timur, diilustrasikan pada Gambar 4.

9

Gambar 4. Kondisi iklim normal

Musim kemarau berlangsung dari April sampai September dan musim hujan

dari Oktober sampai Maret. Pola equatorial dicirikan oleh pola hujan dengan bentuk

bimodal, yaitu dua puncak hujan yang biasanya terjadi sekitar bulan Maret dan

Oktober saat matahari berada dekat equator. Pola lokal dicirikan oleh bentuk pola

hujan unimodal (satu puncak hujan) tapi bentuknya berlawanan dengan pola hujan

pada tipe monsoon. Menurut Tjasyono (2007), wilayah Indonesia di sepanjang garis

khatulistiwa sebagian besar mempunyai pola hujan equatorial, sedangkan pola hujan

monsoon terdapat di pulau Jawa, Bali, NTB, NTT, dan sebagian Sumatera.

Sedangkan salah satu wilayah mempunyai pola hujan lokal adalah Ambon (Maluku).

El Nio

El Nio, menurut sejarahnya adalah sebuah fenomena yang teramati oleh para

penduduk atau nelayan Peru dan Ekuador yang tinggal di pantai sekitar Samudera

Pasifik bagian timur menjelang hari natal (Desember). El Nio adalah fenomena alam

dan bukan badai, secara ilmiah diartikan dengan meningkatnya suhu muka laut di

sekitar Pasifik tengah dan timur sepanjang ekuator dari nilai rata-ratanya dan secara

fisik tidak dapat dilihat (Stewart, 2008).

Fenomena ini mengakibatkan perairan yang tadinya subur dan kaya akan ikan

(akibat adanya upwelling atau arus naik permukaan yang membawa banyak nutrien

dari dasar) menjadi sebaliknya. Pemberian nama El Nio pada fenomena ini

disebabkan oleh karena kejadian ini seringkali terjadi pada bulan Desember. El Nio

10

(bahasa Spanyol) sendiri dapat diartikan sebagai anak lelaki. Di kemudian hari para

ahli juga menemukan bahwa selain fenomena menghangatnya suhu permukaan laut,

terjadi pula fenomena sebaliknya yaitu mendinginnya suhu permukaan laut akibat

menguatnya upwelling. Kebalikan dari fenomena ini selanjutnya diberi nama La Nia

(juga bahasa Spanyol) yang berarti anak perempuan. Fenomena ini memiliki periode

2-7 tahun (Aldrian, 2008).

El Nio akan terjadi apabila perairan yang lebih panas di Pasifik tengah dan

timur meningkatkan suhu dan kelembaban pada atmosfer yang berada di atasnya.

Kejadian ini mendorong terjadinya pembentukan awan yang akan meningkatkan

curah hujan di sekitar kawasan tersebut (diilustarasikan seperti pada Gambar 5).

Bagian barat Samudra Pasifik tekanan udara meningkat sehingga menyebabkan

terhambatnya pertumbuhan awan di atas lautan bagian timur Indonesia, sehingga di

beberapa wilayah Indonesia terjadi penurunan curah hujan yang jauh dari normal.

Gambar 5. Kondisi El Nio

Suhu permukaan laut di Pasifik tengah dan timur menjadi lebih tinggi dari biasa

pada waktu-waktu tertentu, walaupun tidak selalu. Keadaan inilah yang menyebabkan

terjadinya fenomena El Nio. Tekanan udara di kawasan equator Pasifik barat

menurun, lebih ke barat dari keadaan normal, menyebabkan pembentukkan awan

yang lebih dan hujan lebat di daerah sekitarnya. Kejadian ini tidak terjadi secara

tunggal tetapi berlangsung secara berurutan pasca atau pra La Nia. Anomali ini

11

merupakan fenomena cuaca skala global dan mempengaruhi kondisi iklim di berbagai

tempat. Dampaknya terhadap kondisi cuaca global:

a. Angin pasat timuran melemah.

b. Sirkulasi Monsoon melemah.

c. Akumulasi curah hujan berkurang di wilayah Indonesia, Amerika tengah dan

selatan bagian utara, cuaca di daerah ini cenderung lebih dingin dan kering.

d. Potensi hujan terdapat di sepanjang Pasifik ekuatorial tengah dan barat serta

wilayah Argentina, cuaca cenderung hangat dan lembab.

Dampaknya terhadap kondisi cuaca Indonesia menyebabkan curah hujan di sebagian

besar wilayah Indonesia berkurang, tingkat berkurangnya curah hujan ini sangat

tergantung dari intensitas El Nio tersebut. Namun karena posisi geografis Indonesia

yang dikenal sebagai benua maritim, maka tidak seluruh wilayah Indonesia

dipengaruhi oleh fenomena ini. El Nio pernah menimbulkan kekeringan panjang di

Indonesia. Curah hujan berkurang dan keadaan bertambah menjadi lebih buruk

dengan meluasnya kebakaran hutan dan asap yang ditimbulkannya (Tjasyono dan

Harijono, 2007).

La Nia

Dalam bahasa latin La Nia berarti gadis cilik. Fenomena ini merupakan suatu

kondisi dimana terjadi penurunan suhu muka laut di kawasan timur equator di lautan

Pasifik (diilustrasikan pada Gambar 13). La Nia tidak dapat dilihat secara fisik,

periodenya pun tidak tetap.

Gambar 6. Kondisi La Nia

12

Meskipun rata-rata La Nia terjadi setiap tiga hingga tujuh tahun sekali dan dapat

berlangsung 12 hingga 36 bulan, fenomena ini tidak mempunyai periode tetap

sehingga sulit diperkirakan kejadiannya pada enam hingga sembilan bulan

sebelumnya. La Nia adalah sesuatu yang alami dan telah mempengaruhi wilayah

Samudra Pasifik selama ratusan tahun (Wells, 2012).

Pada saat terjadi La Nia angin pasat timur yang bertiup di sepanjang Samudera

Pasifik menguat (sirkulasi Walker bergeser ke arah barat). Sehingga massa air hangat

yang terbawa semakin banyak ke arah Pasifik barat. Akibatnya massa air dingin di

Pasifik timur bergerak ke atas dan menggantikan massa air hangat yang berpindah

tersebut, hal ini biasa disebut upwelling. Dengan pergantian massa air itulah suhu

permukaan laut mengalami penurunan dari nilai normalnya. La Nia umumnya

terjadi pada musim dingin di belahan Bumi utara khatulistiwa (Ratag, 2006).

METODOLOGI PENELITIAN

Sesuai tujuan, pengumpulan data pasang surut dilakukan Pelabuhan Samudera

Bitung seperti pada Gambar 7.

Gambar 7. Peta lokasi penelitian

13

Radar gauges adalah alat yang dilengkapi dengan pemancar pulsa radar

(transmitter), penerima pulsa radar (receiver), serta jam berakurasi tinggi. Pada

sistem ini, radar memancarkan pulsa-pulsa gelombang radio ke permukaan laut.

Pulsa-pulsa tersebut dipantulkan oleh permukaan laut dan diterima kembali oleh

radar. Sistem radar ini dapat mengukur ketinggian radar di atas permukaan laut

dengan menggunakan waktu tempuh dari pulsa radar yang dikirimkan ke permukaan

laut, dan dipantulkan kembali ke radar. Contoh radar gauges dapat dilihat pada

Gambar 8.

Gambar 8. Sensor jenis radar (Sumber : TWS, 2013)

Bahan yang digunakan adalah data sekunder dari hasil pengamatan pasang

surut tiap jam hasil rekaman alat Badan Koordinasi Survei dan Pemetaan Nasional

(BAKOSURTANAL) yang dipasang di Pelabuhan Samudera Bitung (1987 s/d 2011).

Data sekunder digunakan untuk menentukan elevasi permukaan air laut berupa MSL

(Mean Sea Level). Selain itu, data pengamatan unsur-unsur iklim (curah hujan, suhu)

dari tahun (1987 s/d 2011) dari BMKG dihimpun untuk melihat kecenderungan

perubahan iklim (El Nio dan La Nia). Data kondisi perbedaan suhu muka laut

bulanan yang dilaporkan oleh NOAA untuk periode 1987 2011 di daerah Nio 3.4

(50N-5

0S, 120

0-170

0W) seperti tampak pada Gambar 9 juga dikumpulkan untuk

melihat indikasi adanya El Nio dan La Nia.

14

Gambar 9. Peta pembagian daerah El Nio (index oceanic) dalam pengamatan anomali suhu muka

laut. (Sumber : NOAA, 2013)

Analisis Data

Fenomena El Nio dan La Nia dapat ditentukan dari 5 parameter yaitu gejala

meteorologi dan klimatologi yang meliputi anomali suhu muka laut, indeks osilasi

selatan (IOS), yaitu mengukur perbedaan/selisih tekanan udara di Australia dengan

Tahiti/Kepulauan Hawaii dan anomali angin pasat (Irawan, 2006; Haryanto, 1998).

Ada pula fenomena yang ditandai dengan gejala oseanografi yaitu variasi muka laut

dan arus lintas Indonesia. Anomali adalah penyimpangan atau perbedaan atau variasi

dari nilai rata-ratanya (dalam satu bulan).

Teknik analisis data untuk mengidentifikasi fase El Nio dan La Nia , dengan

menggunakan data perbedaan suhu di daerah Nio 3.4. Fase El Nio terjadi ketika

perbedaan suhu bulanan mencapai lebih dari 0.50C di atas rata-rata normalnya. Begitu

pula sebaliknya, fase La Nia terjadi pada saat perbedaan suhunya mencapai lebih

dari 0.50C di bawah rata-rata normalnya. Selanjutnya dari data tersebut dibuat grafik

yang menunjukkan periode terjadinya La Nia dan El Nio.

Secara deskriptif, data diolah dan disajikan dalam bentuk tabel, grafik dan

gambar dengan bantuan Program Excel. Penentuan mean sea level bulanan yang

dipengaruhi oleh faktor astronomis dan lokal (meteorologis) dengan perhitungan

aritmatik.

15

=1

=1

Dengan ketentuan:

= rata-rata tinggi pasang surut (m) n = jumlah data

xi = data pasut ke-i

Penentuan mean sea level bulanan yang dipengaruhi oleh faktor astronomis

dihitung dengan metode least square. Proses penentuan komponen harmonik pasut

dilakukan melalui dua tahapan, yaitu analisis harmonik pasut dan pemilihan

komponen harmonik pasut. Analisis harmonik pasut dimaksudkan untuk

mendapatkan amplitudo (dalam meter) dan fase (dalam derajat) dari setiap komponen

harmonik pasut. Pemilihan komponen harmonik pasut dimaksudkan untuk memilih

beberapa komponen harmonik pasut yang akan digunakan dalam penentuan bilangan

Formzal. Proses analisis harmonik pasut diawali dengan merubah terlebih dahulu

satuan data pasut dari milimeter (mm) menjadi meter, kemudian data pasut

dikelompokkan berdasarkan urutan waktu pengamatan setiap jam. Selanjutnya proses

dilanjutkan dengan memasukkan data pasut yang telah dikelompokkan ke dalam

program excel sehingga didapatkan amplitude (dalam meter) dan fase (dalam derajat)

serta mean sea level (MSL) setiap stasiun pasut.

Metode analisis harmonik dirumuskan sebagai berikut (Forrester, 1983) :

= 0 +( )

1

dapat ditulis dalam bentuk lain

= 0 +

1

[cos() . cos() + (). ()]

16

n

nn

nnn

n

inn

n

inni

nnn

nnn

A

Barctgg

BAHdan

tBtAZhtmenjadi

gHB

gHAmisalkan

22

11

0 )sin()cos(

)sin(

)cos(

Besarnya hasil perhitungan hti akan mendekati elevasi pengamatan pasut ht , jika

2 =[ ]2 =

Fungsi 2 akan minimum bila memenuhi hubungan:

2

0=

2

=

2

= 0, dengan n = 1, k

Dari persamaan terkait diperoleh sebanyak 2k + 1 persamaan sehingga dapat

ditentukan besaran Zo, An dan Bn.

Dengan dasar analisis harmonik pasut sesuai metode least square maka akan

diperoleh amplitudo serta fase dari komponen harmonik pasut, yang prosedurnya

melalui beberapa tahapan (Hasibuan et al., 2009). Menentukan besaran Zo, An dan Bn

melalui persamaan matrik sebagai berikut:

9

9

2

2

1

1

0

9911

191911111

.....)sin()cos(.....)sin()cos(1

.................1

)sin()cos(....)sin()cos(1

...

B

A

B

A

B

A

Z

tttt

tttt

ht

ht

xxxxx

Dari persamaan matrik tersebut dapat diperoleh komponen harmonik

diantaranya, yaitu:

17

Komponen: Z0 M2 S2 K2 N2 K1 O1 P1 M4 MS4

H(m): ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

HASIL DAN PEMBAHASAN

Secara umum, hasil pengolahan dan analisis data yang telah dikerjakan

memungkinkan tercapainya tujuan penelitian ini. Keseluruhan hasil yang diperoleh

selanjutnya akan diuraikan dalam tiga topik bahasan mencakup variasi muka laut,

identifikasi El Nio dan La Nia, dan hubungan antara pasang surut air laut dengan

fenomena iklim.

Variasi Muka Laut

Hasil analisis dengan metode least square menunjukkan bahwa muka laut rata-

rata bulanan bervariasi selama periode tahun 1987-2011 antara 1301 mm dan 1682

mm. Data hasil analisis berdasarkan metode least square selanjutnya ditampilkan

secara deskriptif seperti pada Gambar 10. Dapat dilihat bahwa selang periode 1987-

1989 muka laut rata-rata bulanan adalah bervariasi dengan kecenderung meningkat.

Kecenderungan yang sama terjadi pada tahun 1992 tetapi dengan tingkat peningkatan

yang relatif lebih rendah dibandingkan periode 1987-1989. Muka laut rata-rata

bulanan pada periode 1994-1995 juga bervariasi dengan kecenderungan penurunan

dari bulan ke-4 hingga bulan ke-14, kemudian perlahan meningkat.

Berdasarkan data IPCC (2007), kenaikan suhu permukaan bumi terindikasi

mencapai sekitar 0.40C dalam dekade tahun 1980 sampai 2000. Hal ini

mengakibatkan sebagian es di kutub mencair sehingga berimplikasi terhadap naiknya

muka laut. Aldrian (2008) menyatakan bahwa pemanasan global berakibat juga

semakin kuatnya frekuensi dan intensitas siklon tropis dan mengakibatkan

panjangnya ekor dari siklon yang terjadi. Peristiwa pemanasan iklim global

merupakan akibat dari eksplorasi energi dari dalam perut bumi untuk dipakai di muka

bumi dan sisa energi dibuang ke atmosfir dalam bentuk gas gas rumah kaca serta

energi berlebih. Gas rumah kaca tersebut juga menyerap energi radiasi matahari dan

menyimpannya di atmosfir.

18

Gambar 10. Variasi muka laut rata-rata bulanan di perairan pelabuhan Samudera

Bitung, selama periode 1999-2011

Dalam Gambar 11 menunjukkan, batas musim penghujan ditandai dengan

jumlah curah hujan di atas 150 mm sedangkan musim kemarau ditandai dengan

jumlah curah hujan di bawah 150 mm. Musim penghujan berlangsung selama 8 bulan

yakni November hingga Juni, sedangkan musim kemarau berlangsung selama 4 bulan

dari bulan Juli sampai Oktober. Rata-rata curah hujan bulanan minimum adalah

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1 3 5 7 9 11131517192123252729313335

Ele

vasi pasut (m

m)

Bulan

Variasi muka laut selama 1987-1989

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11Ele

vasi pasut (m

m)

Bulan

Variasi muka laut selama 1992

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21

Ele

vasi pasut (m

m)

Bulan


1200

1300

1400

1500

1600

1700

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23E

levasi pasut (m

m)

Bulan


1200

1300

1400

1500

1600

1700

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

Ele

vasi pasut (m

m)

Bulan


19

terjadi pada bulan September, dan ini bersesuaian dengan fakta dimana variasi muka

laut cenderung rendah pada bulan tersebut.

Gambar 11. Grafik curah hujan bulanan di Pelabuhan Samudera Bitung periode 1987 sampai 2011

Berkaitan dengan curah hujan di Indonesia, kondisinya dapat berbeda-beda

setiap tahun, namun secara umum masih tergolong banyak yakni secara rata-rata

berkisar antara 2000-3000 mm/tahun, dan dapat berbeda antara tempat yang satu

dengan lainnya. Tjasyono (2004) melaporkan bahwa untuk Sulawesi bagian tengah

dan utara serta Maluku Utara, puncak musim penghujan adalah terjadi sekitar

Nopember - Pebruari.

Identifikasi La Nia dan El Nio

Nilai anomali suhu muka laut yang terjadi di daerah Nio 3.4 (50N-5

0S, 120

0-

1700W) sangat berkaitan erat dengan terjadinya peristiwa El Nio dan La Nia. Data

hasil pengamatan suhu muka laut yang diperoleh dari NOAA selama periode 1987

sampai 2011 ditampilkan seperti pada Gambar 12.

Dari variasi anomali suhu muka laut tersebut dipisahkan anomalinya. Jika

selisih suhu di daerah tersebut lebih tinggi 0,50C atau lebih dari rata-rata normalnya

dan berlangsung selama 3 bulan lebih (Stewart, 2008), maka akan terjadi fenomena

El Nio. Sebaliknya jika selisih suhu di daerah tersebut lebih rendah 0,50C atau lebih

dari rata-rata normalnya, maka akan terjadi fenomena La Nia.

20

Gambar 12. Grafik anomali suhu muka laut di daerah Nio 3.4 periode 1987 sampai 2011 yang

menunjukkan fase El Nio dan La Nia (Sumber: NOAA, 2013)

Pada Gambar 13 dapat dilihat kecenderungan bahwa pada fase El Nio kondisi

variasi muka lautnya cenderung rendah dan awal terjadinya El Nio ditandai dengan

kondisi muka laut yang mulai menurun serta akhir dari fase El Nio kondisi variasi

muka lautnya mulai naik. Pada fase La Nia kondisi variasi muka lautnya cenderung

tinggi dan awal terjadinya ditandai dengan kondisi muka laut yang semakin naik serta

pada akhir fase La Nia kondisi muka lautnya mulai menurun.

Menurut ICCSR (2010), kenaikan tinggi muka air laut pada saat masa transisi

antara El Nio dan La Nia disebabkan karena trade wind di Samudera Pasifik

menguat dan membawa masa air dari Pasifik Timur di sekitar Peru ke daerah perairan

Indonesia, yang ditandai dengan perpindahan kolam air hangat (warm pool) dari

Pasifik Tengah ke Laut Indonesia. Periode transisi antara El Nio dan La Nia

menyebabkan terjadinya kenaikan drastis tinggi muka air laut hingga mencapai 20

cm. Selain kenaikan tinggi muka air laut yang drastis, kondisi iklim ekstrim

menyebabkan terjadinya cuaca ekstrim yang berpeluang menimbulkan terjadinya

gelombang tinggi.

21

Gambar 13. Variasi muka laut rata-rata bulanan di Pelabuhan Samudera Bitung pada periode normal,

El Nio dan La Nia selama 1987-2011

Untuk lebih memahami variasi muka laut pada awal terjadinya La Nia, maka

dilakukan analisa data harian selang waktu 2 bulan menjelang terjadinya La Nia,

seperti diperlihatkan pada Gambar 14. Variasi muka laut pada bulan Maret sampai

April pada tahun 1988 menampilkan kecenderungan naiknya gradien muka laut

secara signifikan, dimana hal tersebut menandai awal terjadinya La Nia. Hal yang

sama terjadi pada bulan Juli sampai Agustus 1995 dan bulan Mei sampai Juni 2009,

walaupun pada periode tersebut tingkat kenaikannya tidak sebesar pada tahun 1988.

1000

1200

1400

1600

1800

Elev

asi P

asu

t (m

m)

Bulan

Variasi Muka Laut Tahun 1987-1989

El Nino

Normal

La Nina

1000

1200

1400

1600

1800

Elev

asi P

asu

t (m

m)

Bulan

Variasi Muka Laut Tahun 1992

1000

1200

1400

1600

1800

Elev

asi P

asu

t (m

m)

Bulan


1000

1200

1400

1600

1800

Elev

asi P

asu

t (m

m)

Bulan


1000

1200

1400

1600

1800

Elev

asi P

asu

t (m

m)

Bulan


22

Gambar 14. Grafik variasi muka laut harian di Pelabuhan Samudera Bitung yang menandai awal

terjadinya La Nia

Dari data variasi muka laut yang tersedia, terdapat satu even yang menandai

adanya awal kejadian El Nio. Seperti dapat dilihat pada Gambar 15, variasi muka

laut pada bulan April sampai Mei pada tahun 2009 menandakan kecenderungan

penurunan yang cukup signifikan.

Gambar 15. Grafik variasi muka laut harian di Pelabuhan Samudera Bitung yang menandai awal

terjadinya El Nio

y = 1.595x + 1410 R = 0.3861

1300

1350

1400

1450

1500

1550

1600

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61

Elev

asi p

asu

t (m

m)

Tgl ke-

Variasi muka laut bulan Maret-April 1988

y = 0.3613x + 1455 R = 0.1181

1300

1350

1400

1450

1500

1550

1600

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61

Elev

asi p

asu

t (m

m)

Tgl ke-

Variasi muka laut bulan Juli-Agustus 1995

y = 0.0429x + 1513 R = 0.002

1300

1350

1400

1450

1500

1550

1600

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61

Elev

asi P

asu

t (m

m)

Tgl ke-

Variasi muka laut bulan Mei-Juni 2010

y = -0.562x + 1583. R = 0.328

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61

Elev

asi p

asu

t (m

m)

Tgl ke-

Variasi muka laut bulan April-Mei 2009

23

KESIMPULAN

Wilayah perairan Provinsi Sulawesi Utara (Pelabuhan Samudera Bitung)

menunjukkan bahwa pada fase El Nio tinggi muka laut rata-rata (MSL) adalah

1387 mm atau terdepresi hingga 87 mm dari normalnya dan pada fase La Nia tinggi

muka laut rata-rata adalah 1525 mm atau terelevasi hingga 51 mm dari normalnya.

Awal terjadinya El Nio ditandai dengan variasi muka laut yang mulai menurun

sedangkan awal terjadinya La Nia ditandai variasi muka laut yang mulai naik.

DAFTAR PUSTAKA

Aldrian, E. 2008. Meteorologi Laut Indonesia. Penerbit BMG. Jakarta.

Ali, M., Mihardja, D.K., dan Hadi, S. 1994. Pasang Surut Laut. Institut Teknologi

Bandung. Bandung.

Defant, A. 1958. Ebb and Flow. The Tides of Earth, Air, and Water. The University

of Michigan Press. Michigan.

Defant, A. 1961. Physical Oceanography. Pergamon Press New York.

Forrester, W.D. 1983. Canadian Tidal Manual. Departement of Fisheries and Oceans.

Ottawa.

Haryanto, U. 1998. Keterkaitan Indeks Osilasi Selatan (SOI) Terhadap Curah Hujan

DAS Citarum. Tesis Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Hicks, S.D. 2006. Understanding Tides. US Departement of Commerce. National

Oceanic and Atmosphere Administration. New York.

Hasibuan, G. P., Pariwono, J.I., dan Manurung, P. 2009. Analisis Surut Astronomis

Terendah di Perairan Sabang, Sibolga, Padang, Cilacap dan Benoa

Menggunakan Superposisi Komponen Harmonik Pasang Surut. Skripsi

Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Indonesia Climate Change Sectoral Roadmap (ICCSR). 2010. Basis Saintifik :

Analisis dan Proyeksi Kenaikan Muka Air Laut dan Cuaca Ekstrim.

Bapennas. Jakarta.

Intergovermental Panel on Climate Change (IPCC). 2007. Climate Change 2007:

The Physical Science Basis. Cambridge University Press. Cambridge.

Irawan, B. 2006. Fenomena Anomali Iklim El Nio dan La Nia : Kecenderungan

Jangka Panjang dan Pengaruhnya Terhadap Produksi Pangan. Forum

Penelitian Agro Ekonomi, Volume 24 No. 1, Juli. Hal 28-45.

National Oceanic and Atmosphere Administration (NOAA). 2013. Monthly

Atmospheric & SST Indices. Http://www.cpc.ncep.noaa.gov/data/indices/

(diakses tanggal : 3 Maret 2013). Pariwono, J.I. 1987. Gaya Penggerak Pasang Surut. Pusat Penelitian dan

Pengembangan Oseanologi. Jakarta.

24

Pugh, D.T. 1987. Tides, Surges and Mean Sea Level. John Wiley and Sons.

Chichester-New York-Brisbane-Toronto-Singapore.

Ratag, M.A. 2006. Pemodelan Sistem Iklim. Badan Meteorologi dan Geofisika.

Jakarta.

Ratag, M.A. 2008. Dasar-Dasar Fisika Monsun. Badan Meteorologi dan Geofisika.

Jakarta.

Stewart, R.H. 2008. Introduction To Physical Oceanography. Department of

Oceanography Texas A & M University. Texas.

Tjasyono, B. 2004. Klimatologi Penerbit Institut Teknologi Bandung. Bandung.

Tjasyono, B. 2007. Meteorologi Indonesia I : Karakteristik dan Sirkulasi Atmosfer,

Penerbit BMG. Jakarta.

Tjasyono, B., dan Harijono, S.W.B. 2007. Meteorologi Indonesia II : Awan dan

Hujan Monsun, Penerbit BMG. Jakarta.

Tsunami Warning System (TWS). 2013. Observation Data Network.

(http://stream2.cma.gov.cn/pub/comet/Environment/TsunamiWarningSystems

/comet/tsunami/warningsystem/print.htm (diakses tanggal 2 Maret 2013)

Wells, N.C. 2012. The Atmosphere and Ocean, A Physical Introduction Thrid

Edition. A John Wiley & Sons, Ltd., Publication. University of Southampton,

UK.

World Meteorology Organization (WMO). 1999. WMO Statement on the Status of

the Global Climate In 1999. WMO-No. 913 2000, World Meteorological

Organization ISBN 92-63-10913-3.

Zakaria, A. 2009. Teori dan Komputasi untuk Gelombang Angin dan Pasang Surut Menggunakan Php Script. Diktat Jurusan Teknik Sipil Universitas Lampung.

Pengamatan Pasang Surut Air Laut

Documents

Transcript of Pengamatan Pasang Surut Air Laut