Laporan Arus

8/18/2019 Laporan Arus

1/46

Lembar Pengesahan

No Keterangan Nilai

1 Pendahuluan

2 Tinjauan Pustaka

3 Materi Metode

4 Hasil

5 Pembahasan

6 Penutup

!a"tar pustaka

#emarang$ % Maret 2&16

'sisten Praktikan

Kartika No"i(anti )i*ar '"i+ ,adli N-M. 26&2&21214&&%6 N-M. 26&2&21412&&21

Mengetahui$Koordinator Mata Kuliah

'rus )aut

!r. Kunarso$ #T$ M#i. N-P. 1/6/&525 1//6&3 1 &&2


2/46

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

-ndonesia merupakan negara kepulauan (ang sebagian besar

0ila(ahn(a terdiri dari daerah perairan. !e0asa ini arus laut ban(ak

diman"aatkan untuk berbagai keperluan (ang menunjang kehidupan

manusia. 'kan tetapi$ penelitian tentang arus laut itu sendiri masih sedikit

dilakukan terutama di 0ila(ah perairan -ndonesia (ang memiliki luas

perairan 6$1 km2 'K # T'N')$ 2&&6 .

'rus merupakan gerakan (ang sangat luas (ang terjadi pada

seluruh lautan di dunia. 'rus permukaan dibangkitkan terutama oleh angin

(ang berhembus di permukaan laut. Pergerakan arus dipengaruhi oleh

beberapa hal antara lain arah angin$ perbedaan tekanan air$ perbedaan

densitas air$ ga(a 7oriolis dan arus ekman$ topogra"i dasar laut$ arus

permukaan$ upwelling $downwelling .

#alah satu arus (ang sangat berhubungan dengan pergerakkan arus

di se8ara global di bumi adalah arus ekman. 'rus ekman merupakan arus

(ang disebabkan oleh gesekan angin wind friction . 'rus ekman

men(ebabkan salah satu (aitu upwelling dan downwelling . Upwelling

adalah "enomena (ang men(ebabkan massa air laut di dasar laut penuh

dengan nutrient naik ke permukaan sehingga men(ebabkan perairan di

daerah dekat permukaan menjadi subur.

!ari pengaruh tersebut arus (ang disebabkan oleh gesekkan (ang

terjadi di lapisan permukaan arus angin laut dan di dasar laut arus

geostropik terbagi atas arus ekman permukaan dan arus ekman dasar laut

leh karena itu penting bagi seorang pakar oseanogra"i untuk mempelajari proses dan kaitan arus ekman terhadap pembelokkan arus dan proses

upwelling .


3/46

1.2. Tujuan Praktikum

Tujuan praktikum (ang ingin di8apai adalah 9

1. Menghitung dan menganalisa arus (ang dipengaruhi oleh gesekkan

baik di permukaan maupun di dasar laut.2. Menghitung dan menganalisa se8ara kuantitati" arus upwelling.


4/46

II. TINJAUAN PU TA!A

2.1. De"inisi Arus

'rus laut adalah proses pergerakan massa air laut (ang men(ebabkan

perpindahan hori*ontal dan :ertikal massa air laut tersebut (ang terjadi se8ara

terus ;ross$ 1/ 2 dalam Marpaung$ 2&14 . Pergerakan massa air ini

ditimbulkan oleh beberapa ga(a sehingga Herunadi 1//6 dalam i*al

2&1& mengemukakan bah0a sin(al arus merupakan resultan dari berbagai

sin(al (ang mempun(ai "rekuensi terstentu (ang dibagkitkan oleh beberapa

ga(a (ang berbeda


5/46

tarik matahari dan bulan (ang dipengaruhi oleh tahanan dasar laut dan ga(a

8oriolis$ perbedaan tekanan udara$ ga(a gra:itasi$ ga(a tektonik dan angin.

2.'. Arus Ekman

'rus =kman merupakan arus (ang disebabkan oleh gesekan angin

0ind "ri8tion . mumn(a permukaan air (ang langsung bersentuhan dengan

angin akan menimbulkan arus di lapisan permukaan dengan ke8epatan arus

?2@ dari ke8epatan angin itu sendiri. 'rah arus (ang ditimbulkan tidak

searah dengan pergerakan angin karena adan(a ga(a 8oriolis (ang

ditimbulkan oleh rotasi bumi. 'rus akan dibelokkan ke kanan pada elahan

umi tara dan dibelokkan ke kiri pada elahan umi #elatan # .

;a(a gesekan molekul dari massa air membuat lapisan dalam dibelokkan

oleh lapisan atasn(a sampai pada kedalaman tertentu dimana ga(a gesekan

molekul ini tidak berpengaruh lagi. ,enomena pembelokan arus ini dikenal

dengan #piral =kman ;ross$ 1//& dalam Marpaung$ 2&14 .

;ambar 2.1 #kema Terjadin(a 'rus =kman

'rus laut (ang terjadi di lapisan permukaan laut (ang ditimbulkan

oleh angin disebut dengan arus =kman. 'rus =kman menunjukkan bah0a

arah arus permukaan laut tidak searah dengan arah angin permukaan laut.


6/46

Menurut Ningsih 2&&& dalam Permadi 2&15 $ gerak dari arus =kman dapat

ditulis dalam ekspresi matematis berikut 9

seperti haln(a di permukaan laut$ dimana spiral ekman !i lapisan dasar juga

terdapat spiral ekman terbentuk oleh pengaruh gesekan angin$ dengan arahgerak ke kanan. !i lapisan dasar uga terdapat spiral ekman namun arahn(a ke

kiri terhadap arus geostropik. #e8ara matematis persamaan gerakn(a dapat

ditulis 9

2.(. Arus )e$str$*ik

;a(a gradien tekanan hori*ontal (ang bekerja pada massa air (ang

bergerak dan diseimbangkan oleh ga(a 8oriolis ro0n et al.$ 1/%/ dalam

Marpaung$ 2&14 . 'rus geostro"ik merupakan hasil kesetimbangan antara

ga(a gra:itasi dan ga(a 8oriolis. ="ek gra:itasi dikontrol oleh kemiringan

permukaan air laut$ sedangkan densitas dikontrol oleh perbedaan suhu dan

salinitas hori*ontal Hutabarat dan =:ans$ 1/%5 dalam !imas$ 2&15 .

'rus geostro"ik ini tidak dipengaruhi oleh pergerakan angin

gesekan antara air dan udara sehingga arus geostropik digolongkan

kedalam golongan arus tanpa gesekan current without friction Pond dan

Pi8kard$ 1/%3 dalam #aputra$ 2&15 .


7/46

2.+. ,an"aat Arus

'dapun man"aat arus laut bagi kehidupan sehari


8/46

III. ,ATE-I ,ET DE

III.1. ,ateriPraktikum dilaksanakan pada9

Hari$ tanggal 9 abu$ 2 Maret 2&16>aktu 9 15.&& >-Tempat9 uang 3&1$ ;edung $ ,P-K$ ndip$ #emarang

III.2. ,et$&eumus (ang digunakan dalam perhitungan praktikum 'rus =kman9

1. ,aktor 7oriolis "f = 2 Ω sin Φ

2. #tress angin Aτ = ρudara ×Cd×W

2

3. Ke8epatan arus permukaan Boa. Vo=

0.0127 ×W √ sin |Φ|

b. Vo= 0.03 × W 4. Kedalaman =kman !e

Vo ×∨f ∨¿

De= W 2× 0.0000079

¿5. Koe"isien :iskositas =dd( '*

Az= De2× | f |

2π

2

6. 'rus =kan pada kedalaman * * C


9/46

/. Transpor Bolume

transpor volume = τ ρair × f

1&. Ke8epatan Bertikal

e! " verti al= transpor volume #


10/46

I/. HA IL

(.1. Perhitungan ,anual

1. ,aktor 7oriolis "f = 2 Ω sin Φf = 2 (0.0000729 )sin (45 )f = 0.0001030961

2. #tress angin Aτ = ρudara ×Cd×W

2

τ = 1.3 × 0.0014 × 10.01 2τ = 0.182364182

3. Ke8epatan arus permukaan Bo

a. Vo=0.0127 ×W

√ sin |Φ|

Vo=0.0127 × 10.01

√ sin | 45 |Vo= 0.151180333

b. Vo= 0.03 × W Vo= 0.03 × 10.01Vo= 0.3003

4. Kedalaman =kman !eVo ×∨f ∨¿

De= W 2

×0.0000079

¿0.151180333 ×∨0.0001030961 ∨¿

De= (10.0 1 )2 × 0.0000079

¿ De= 50.78756869

5. Koe"isien :iskositas =dd( '*

Az= De2× | f |

2 π 2

(50.78756869 )2 ×∨0.0001030961 ∨ ¿2 (3.14 )2

Az= ¿ Az= 0.013471862

6. 'rus =kan pada kedalaman * * C


11/46

b. Ve= Vo sin [ π 4 + π De z]e[ π De

z]

Ve= 0.1517844501sin [3.14

4 + 3.14

50.78756869 (− 5 )]e[ 3.1450.78756869 (− 5 )]

Ve= 0.094084208

8. V = √ Ue 2 +Ve2

V = √ (0.106508206 )2 +(0.094084208 )2V = 0.142112056

d. α =[π 4 + π De z]α =[3.144 + 3.1450.78756869 (− 5 )]α = 41.45582562

. 'rus =kman pada lapisan dasar * C 45

a. Ue = Ug [1 − e[ π De z]cos ( π De z)]Ue= 8 [1 − e[ 3.1450.78756869 (45 )]cos ( 3.1450.78756869 (45 ))]Ue= 8.383773623

b. Ve= Ug [e[ π De z]sin ( π De z)]Ve= 8[e[ 3.1450.78756869 (45 )]sin ( 3.1450.78756869 (45 ))]Ve= 0.020417326

8. V = √ Ue 2 +Ve2

V = √ (8.383773623 )2 +(0.020417326 )2V = 8.383798484

d. α = tan − 1 VeUe

α = tan − 10.020417326

8.383773623α = 0.139534338

%. Transpor Massa

transpormassa = τ f

transpormassa = 0.182364182

0.0001030961

trans por massa = 1768.874482/. Transpor Bolume

transpor volume = τ ρair × f


12/46

transpor volume = 0.182364182

1020 × 0.0001030961transpor volume = 1.734190669

1&. Ke8epatan Bertikal

e! " verti al= transpor volume #

e! " verti al=1.734190669

150000

e! " verti al= 0.000015613

(.2. L0(+ 013.31

a. Kalkulasi a0al

b. 'rus =kman pada kedalaman *


13/46


14/46

8. 'rus =kman di lapisan dasar


15/46

d. Transport massa$ Transpor :olume$ dan Ke8epatan :ertikal

e. ;ra"ik Ke8epatan 'rus =kman di )apisan Permukaan Terhadap

Kedalaman

". ;ra"ik Ke8epatan 'rus =kman di )apisan !asar Terhadap Kedalaman

(.'. L0(+ 023.1


16/46

a. Kalkulasi a0al



17/46


18/46



19/46


20/46

d. Transport massa$ Transpor :olume$ dan Ke8epatan :erti8al


Kedalaman



21/46

(.(. L01+ 013.31

a. Kalkulasi a0al



22/46


23/46



24/46


25/46



26/46


Kedalaman


(.+. L01+ 023.31


27/46

a. Kalkulasi a0al



28/46


29/46


30/46



31/46


32/46


33/46



34/46


Kedalaman



35/46

I/.4. )abungan Bebera*a Lintang


36/46

/. PE,BAHA AN

+.1. Perban&ingan Perhitungan E56el &an ,anual

Perhitungan (ang telah dilakukan dua kali melalui perhitungan

otomatis melalui "ungsi matematika dalam aplikasi lunak Microsoft Excel

dengan perhitungan (ang telah dilakukan melalui 8ara manual

menggunakan alat bantu hitung seperti kalkulator. Memiliki output nilai

perhitungan (ang sama$ akan tetapi dalam eD8el nilai (ang tertera terbatas

sebesar ukuran cell (ang tersedia. #erta nilai (ang ditampilkan

menggunakan "ormat scientific dimana nilai tidak ditampilkan dalam bentuk

bilangan bulat tetapi dalam pen(ederhanaan desimal dan nilai &menggunakan notasi a= Eb.

ntuk hasil (ang diperoleh seperti nilai akhir "ungsi trigonometri$

pada nilai "aktor coriolis misaln(a besar dari pada derajat lintang (ang

digunakan harus dikon:ersikan menjadi nilai radians terlebih dahulu.

erbeda dengan perhitungan manual dimana kita dapat menganggap bah0a

nilai lintang merupakan besaran derajat apabila akan dilakukan perhitungan

dengan "ungsi trigonometeri (ang lebih rumit barulah nilai derajat tersebutdikon:ersikan menjadi nilai angka.

+.2. L 0 (+ 0 13

Pada 0ila(ah (ang memiliki besar ke8epatan angin 1& mFs dan

posisi lintang 45 o$ besar nilai "aktor coriolis sebesar &.&&&1&3&/6 nilai ini

berbanding lurus dengan posisi lintang terhadap pengaruhn(a terhadap

rotasi bumi (ang men(ebabkan ga(a coriolis . ,aktor 8oriolis merupakan pen(ebab utama terjadin(a arus ekman. #elain itu (ang sangat

mempengaruhi besar dari ke8epatan arus ekman adalah besar ke8epatan

angin. esar ke8epatan angin disini merupakan nilai (ang telah terukur di

lapangan$ dalam perhitungan besar ke8epatan angin memiliki "ungsi (ang

berbanding lurus dengan semua parameter perhitungan dalam perhitungan

ke8epatan arus ekman. #eperti dengan nilai Bo$ nilai kedalaman spiral

ekman$ nilai stress angin.


37/46

Pada arus ekman (ang terjadi di dekat permukaan laut$ nilai

maksimum ke8epatan dalam sumbu) laut nilain(a sebesar &.1&6/&&63/ mFs. Nilai maksimum

ke8epatan dalam sumbu


38/46

+.'. L 0 (+ 0 23

erbeda dengan sebelumn(a pada seksi ini nilai ke8epatan angin

lebih besar. Pada 0ila(ah (ang memiliki besar ke8epatan angin 2& mFs dan

posisi lintang 45 o$ besar nilai "aktor coriolis sebesar &.&&&1&3&/6 nilai ini


rotasi bumi (ang men(ebabkan ga(a coriolis . ,aktor 8oriolis merupakan

pen(ebab utama terjadin(a arus ekman. #elain itu (ang sangat








maksimum ke8epatan dalam sumbu) laut nilain(a sebesar &.2136/44%3 mFs. Nilai maksimum



39/46

akhirn(a terjadi di:ergensi di daerah sekitarn(a dan kon:ergensi tepat di

tengah poros spiral ekman tersebut.

Pada arus ekman (ang terjadi di lapisan dasar perairan nilai e

(ang dimiliki pada * C 1&1.52 atau pada dasar perairan sebesar

%.345 11346 mFs dan nilai Be sebesar &.&1%/4624/ mFs$ nilai B sebesar

%.345 32%52 mFs dengan sudut pembelokkan sebesar &.13&& 13%5 o.

#eiring naikn(a arus ini ke permukaan nilai ke8epatann(a semakin

mendekati &$ hingga pada * C & ke8epatan arus dasar perairan sebesar &

mFs. Hal ini dikarenakan arus ini merupakan arus geostropik dimana arus

ini tidak dipengaruhi oleh pengaruh angin di atmos"er terhadap perairan

sehingga ke8epatan arus di permukaan (ang disebabakan oleh angin

diabaikan.

+.(. L 0 1+ 0 13

erbeda dengan dua seksi sebelumn(a$ pada seksi ini posisi lintang

terletak mendekati e+uator bumi. Pada 0ila(ah (ang memiliki besar

ke8epatan angin 1& mFs dan posisi lintang 15 o$ besar nilai "aktor coriolis

sebesar &.&&&&3 36 nilai ini berbanding lurus dengan posisi lintangterhadap pengaruhn(a terhadap rotasi bumi (ang men(ebabkan ga(a

coriolis . ,aktor 8oriolis merupakan pen(ebab utama terjadin(a arus

ekman. #elain itu (ang sangat mempengaruhi besar dari ke8epatan arus

ekman adalah besar ke8epatan angin. esar ke8epatan angin disini

merupakan nilai (ang telah terukur di lapangan$ dalam perhitungan besar

ke8epatan angin memiliki "ungsi (ang berbanding lurus dengan semua

parameter perhitungan dalam perhitungan ke8epatan arus ekman. #epertidengan nilai Bo$ nilai kedalaman spiral ekman$ nilai stress angin.


maksimum ke8epatan dalam sumbu) laut nilain(a sebesar &.1 66/51 3 mFs. Nilai maksimum



40/46

karena arah arus ekman (ang tegak lurus pantai terbelokkan oleh arus (ang

terbentuk oleh angin sejajar pantai. Pada arus ekman permukaan di

kedalaman maksimum (aitu * C


41/46


rotasi bumi (ang men(ebabkan ga(a coriolis . ,aktor 8oriolis merupakan

pen(ebab utama terjadin(a arus ekman. #elain itu (ang sangat








maksimum ke8epatan dalam sumbu) laut nilain(a sebesar &.353213%2 mFs. Nilai maksimum



42/46

%.345 32%52 mFs dengan sudut pembelokkan sebesar &.13&1 o. #eiring

naikn(a arus ini ke permukaan nilai ke8epatann(a semakin mendekati &$

hingga pada * C & ke8epatan arus dasar perairan sebesar & mFs. Hal ini

dikarenakan arus ini merupakan arus geostropik dimana arus ini tidak

dipengaruhi oleh pengaruh angin di atmos"er terhadap perairan sehingga

ke8epatan arus di permukaan (ang disebabakan oleh angin diabaikan.

+.4. )abungan Bebera*a Lintang

!ari pengeplotan gra"ik ke8epatan arus ekman pada beberapa

posisi lintang dapat dilihat$ bah0a kedalaman dari daerah ekman sangat

dipengaruhi oleh posisi lintang dan besar ke8epatan angin. #emakin besar

posisi lintang makan semakin besar nilai "aktor coriolis n(a. Hal tersebut

terkait nilai kedalaman ekman (ang sangat dipengaruhi dari nilai "aktor

coriolis dan ke8epatan angin. #ehingga pada 0ila(ah dengan lintang lebih

ke8il kedalaman ekman jauh lebih dalam dibanding pada 0ila(ah dengan

besar ke8epatan angin (ang sama. Nilai kedalaman ekman mempengaruhi

distribusi persebaran nilai ke8epatan arus di setiap layer kedalaman

perairan.!istribusi nilai (ang paling besar dimiliki oleh data dengan lintang

sebesar 15 o dan ke8epatan angin sebesar 2& mFs. #edangkan distribusi nilai

(ang paling ke8il dimiliki oleh data dengan lintang sebesar 45 o dan

ke8epatan angin sebesar 1& mFs.

+.7. Ber&asarkan Perbe&aan

erdasarkan perbedaan > atau nilai ke8epatan angin$ pengaruhekman ditentukan oleh stress angin$ ke8epatan arus permukaan dan

kedalaman ekman$ dimana nilai parameter . #ehingga

semakin besar ke8epatan angin$ maka semakin besar nilai ke8epatan arus

ekman untuk arus ekman (ang dekat dengan permukaan$ akan tetapi hal

tersebut tidak berlaku untuk nilai ke8epatan arus ekman (ang berasal dari

dasar perairan.


43/46

'rus (ang bergerak pada dasar perairan merupakan arus

geostropik$ arus ini mengalir karena terdapat perbedaan tekanan pada

daerah kutub dengan daerah equator $ sehingga men(ebabkan arus ini

bergerak dari dan # menuju ke daerah equator . Karena arus ini

tidak dipengaruhi oleh pengaruh angin$ baik itu stress angin$ arus (ang

terbentuk oleh angin. 'rus ini tidak mengalami perubahan signi"ikan oleh

karena perubahan nilai >. 'kan tetapi nilai > berperan dalam penentuan

kedalaman ekman (ang dipengaruhi arus ekman pada 0ila(ah tersebut.

+.8. Pengaruh Arus Ekman Terha&a* Upwelling

Upwelling merupakan suatu "enomena naikn(a massa air di dasar

perairan ke permukaan oleh akibat "aktor) . !imana semakin

dalam nilai pembelokkan semakin berotasi berla0anan arah jarum jam$

membentuk sebuah konstruksi pola gerakan (ang disebut spiral ekman.

!apat dilihat dan diamati dari data (ang telah diolah bah0a$ pada dasar

spiral ekman ini atau batas kedalaman ekman$ sudut pembelokkan (angterjadi sebesar


44/46

perbedaan densitas dan tekanan massa air (ang ada di dasar tersebut

terba0a ke permukaan beserta seluruh mineral (ang terkandung di

dalamn(a.


45/46

/I. PENUTUP

4.1. !esim*ulan

'dapun kesimpulan (ang dapat ditarik dari praktikum ini$ diantaran(a 9

1. Pada arus permukaan$ besar ke8epatan arus sangat dipengaruhi oleh "aktor

angin. #ehingga nilai stress angin$ ke8epatan angin memiliki peran penting

dalam distribusi ke8epatan arus terhadap kedalaman perairan. !imana nilai

ke8epatan pada dasar perairan batas pengaruh arus ekman nilain(a

mendekati nol. #edangkan pada arus dasar$ besar ke8epatan arus tidak

dipengaruhi oleh "aktor angin atau "aktor angin diabaikan$ karena arus ini

arus geostropik bergerak berdasarkan atas perbedaan tekanan di $

# dengan tekanan di ekuator. #ehingga nilai arus dasar di permukaan

sama dengan nol.2. !ebit upwelling pada ) C 45 dan ) C 15 dengan > berturut


46/46

DA#TA- PU TA!A

!imas$ endh($ Her(oso #etiono dan Muhammad Helmi. 2&15. Arus Geostropik

Permukaan Musiman Berdasarkan ata !atelit Altimetri "ahun #$%#&

#$%' i !amudera (india Bagian "imur . )urnal *seanografi $ Bol 4 4 9

56 G 64.

Permadi$ )ud( 7ah(a$ =lis -ndra(ati dan askoro o8haddi. 2&15. !tudi Arus

Pada Perairan +aut i !ekitar Pltu !umuradem ,a-upaten ndramayu/

Pro0insi )awa Barat . )urnal *seanografi/ Bol 4 2 9 516

Laporan Arus

Documents

Transcript of Laporan Arus