KULIAH ARUS

ARUS VERTIKAL (UPWELLING) DAN KETERKAITANNYAVARIABILITAS IKLIM

Oleh : Dr. Kunarso

PS. OSEANOGRAFI-FPIKUNIVERSITAS DIPONEGORO2014

PENGERTIAN UPWELLING Upwelling adalah istilah yang menyatakan proses penaikan massa air dari bawah ke permukaan perairan laut (Nontji 1987) Di Laut Arafura dan Selat Makasar upwelling mempunyai kecepatan vertikal sekitar 0,5 1 meter/hari.

ARTI PENTING UPWELLING(Manfaat Upwelling)Merupakan fenomena penyuburan (pemupukan) laut secara alami.Meningkatkan produktivitas primer (Nibakken, 1988)Secara tidak langsung, meningkatkan produktivitas perikanan (Thurman, 1991).Bisa sebagai dasar dalam penentuan fishing ground ikan (Lehodey et al .,1997; Kunarso dkk., 2009).Mempengaruhi suhu udara di permukaan laut.

1. MEKANISME PEMBANGKITAN UPWELLINGPeristiwa upwelling menurut mekanisme terjadinya bisa dibedakan menjadi 4 :

1. Transport Ekman2. Divergensi ( pemisahan dua aliran massa air )3. Ketidakseimbangan arus masuk dan keluar4. Penyeretan oleh arus kuat

1. Mekanisme Transport

Mekanisme Transport Ekman umumnya untuk menjelaskan proses upwelling yang terjadi di daerah pantai ( Bowden, 1983 ; Thurman, 1991; Stewart, 2002)Upwelling di daerah pantai terjadi karena adanya angin yang bertiup sejajar dengan garis pantai ( Stewart, 2002 )

Gambar 1 : Sketsa Transport Ekman penyebab upwelling ( Sumber : Stewart 2002 )

Gambar 2 : Upwelling di daerah pantai (Sumber : http://www.atmos.washington.edu)

2. Mekanisme Divergensi

Mekanisme divergensi awalnya berkaitan dengan transport Ekman, namun umumnya mekanisme divergensi untuk menjelaskan kejadian upwelling di daerah yang jauh dari pantai, misalnya Upwelling Equatorial yang terjadi di Samudera Hindia, Samudera Pasifik atau Atlantik.

Digerakkan oleh angin dari timur ke arah barat (angin Pasat )

Gambar 3 : Upwelling Equatorial.

Gambar 4. Pada saat di Pasifik terjadi La Nina (anomali suhu permukaan laut rendah) (Sumber: www.cgd.ucar.edu/cas/cdeser/)

Mekanisme Ketidakseimbangan Arus Masuk dan Keluar Disebabkan adanya ketidakseimbangan antara aliran arus horisontal yang masuk ke suatu daerah perairan dengan masa air yang keluar dari daerah tersebut, sehingga untuk memenuhi keseimbangan air permukaan mengharuskan air dari lapisan bawah naik ke permukaan (Nontji,1987) Upwelling karena mekanisme ini misalnya yang terjadi di Laut Banda dan Laut Arafura.

Gambar 5. Model Aliran Massa di Laut Banda Pada Musim Timur. (Sumber: Nontji,1987)

4. Mekanisme Penyeretan oleh Arus KuatUpwelling yang terjadi karena adanya mekanisme ini pada prinsipnya disebabkan karena adanya arus yang kuat menarik (menyeret) masa air di suatu daerah yang semi tertutup misalnya selat. Untuk menggantikan kekosongan air permukaan maka terjadilah kenaikan air dari lapisan bawah (Nontji,1987

2. Kedalaman Lapisan Upwelling Dengan mekanisme traspor Ekman, upwelling bisa menaikkan air yang kaya nutrien dari kedalaman 100 1000 m (Stewart, 2002; Thurman, 1991). Kedalaman lapisan upwelling ini tergantung dari kecepatan angin yang merupakan pembangkit dari upwelling tersebut.

Gambar 5 : Transpor Ekman bisa menggerakkan arus vertikal dari kedalaman 200 1000 meter.

3. Tipe Tipe Upwelling

Menurut Nontji (1987) tipe-tipe upwelling bisa dibedakan menjadi 3 yaitu : 1. Tipe tetap ( Stationary type ) 2. Tipe Berskala ( Periodic Type ) 3. Tipe Silih Berganti (Alternating Type)

Dasar penentuan lokasi upwelling

Indikator upwelling: 1. Temperatur 2. Klorofil-a 3. Nutrien 4. Salinitas 5. Pola Angin 6. Pola Arus

(Nontji,(1987);Thurman(1991);Stewart(2002) Setiapermana (1992)

5. Upwelling Di Indonesia Nontji (1987) memetakan 11 lokasi upwelling di Indonesia. Terbukti : Perairan Selatan Jawa hingga Sumbawa, Laut Cina Selatan, Selat Makasar, Laut Banda dan Arafura. Prediksi : Perairan Barat Aceh, Perairan Barat Kepulauan Mentawai, Laut Flores, Laut Maluku, Laut Seram, Perairan Sebelah Timur Pulau Halmahera dan Perairan Utara Irian Jaya

Gambar 6 : Peta Lokasi lokasi Upwelling di Indonesia ( Sumber : Nontji, 1987 )

1. Upwelling Di Laut Banda dan Arafura Karakteristik- Terjadi pada saat musim timur. Dari kedalaman sekitar 125 300 m. Suhu lebih rendah 3 derajat daripada saat musim barat. Salinitasnya lebih tinggi 1 Phosfat dan Nitrat meningkat dua kali lipat. Kadar plankton meningkat

Gambar 7 . Model Aliran Massa di Laut Banda Pada Musim Timur (Sumber: Nontji,1987)

Gambar 8 dan 9. Pola angin dan arus laut pada periode iklim Normal

Gambar 10 dan 11 . Distribusi SPL dan Khlorofil-a pada bulan Agustus tahun 2001(tahun Normal)

2. Upwelling di Selatan Jawa Hingga Barat Sumatra

Karakteristik - Terjadi sekitar bulan Mei hingga September. - SPL bisa 3C lebih rendah daripada saat Musim Barat. - Upwelling ini mengalami evolusi dari timur ke barat.

Gambar 12 : Pola perkembangan upwelling dari selatan Jawa hingga barat Sumatera (Sumber : Susanto, dkk,2001)

6. PENGARUH VARIABILITAS IKLIM TERHADAPUPWELLING DI INDONESIA

Variabilitas Upwelling AT Karakteristik Upwelling

El Nio, IOD(+>) lebih lama periodenya, lebih luas distribusi spasialnya, lebih kuat intensitasnya lebih dingin suhu

La Nia, IOD(-

Tabel 1 : Lokasi upwelling, bulan kejadian dan intensitasnya pada tipe periode Normal

No.Lokasi UpwellingBulan KejadianJFMAMJJASOND1.Barat Laut Aceh!2.Sebelah Barat Kep. Mentawai Sumatera3.Selatan NTT!! !!Selatan NTB!! !!Selatan Jawa!! !!Selatan Sumatera!!!4.Selat Makasar Selatan!5.Laut Flores (Selatan Teluk Bone)6.Laut Maluku7.Laut Arafura!!!!! !!!Laut Banda!! !!8.Laut Seram!!9.Laut Halmahera10.Perairan Laut Utara Irian Jaya11.Laut Cina Selatan (Sekitar Kep. Natuna) !

Tabel 2 : Lokasi upwelling, bulan kejadian dan intensitasnya pada tipe periode El Nio

No.Lokasi UpwellingBulan KejadianJFMAMJJASOND1.Barat Laut Aceh ! !! !2.Sebelah Barat Kep. Mentawai Sumatera !! !3.Selatan NTT!!Selatan NTB!! !!Selatan Jawa!! ! ! !! Selatan Sumatera !!! ! !! 4.Selat Makasar Selatan 5.Laut Flores Utara (Selatan Teluk Bone)6.Laut Maluku ! !7.Laut Arafura!!!!! !! ! Laut Banda!! !! 8.Laut Seram!! !9.Laut Halmahera 10.Perairan Laut Utara Irian Jaya 11.Laut Cina Selatan (Sekitar Kep. Natuna) !

Tabel 3 : Lokasi upwelling, bulan kejadian dan intensitasnya pada tipe periode La Nia

No.Lokasi UpwellingBulan KejadianJFMAMJJASOND1.Barat Laut Aceh2.Sebelah Barat Kep. Mentawai Sumatera3.Selatan NTT !Selatan NTB !Selatan Jawa !Selatan Sumatera4.Selat Makasar Selatan5.Laut Flores (Selatan Teluk Bone)6.Laut Maluku7.Laut Arafura !!!!! !!Laut Banda8.Laut Seram9.Laut Halmahera10.Perairan Laut Utara Irian Jaya 11.Laut Cina Selatan (Sekitar Kep. Natuna)

Tipe Upwelling secara umum yang terjadi di Indonesia ada dua yaitu :

1. Tipe Periodik ( Periodic Type )

2. Tipe Silih Berganti ( Alternating Type )

KAITAN VARIABILITAS IKLIM DENGAN UPWELLINGKuswardani, 2012b

Pola pergeseran kolom air hangat dan perubahan kedalaman termoklin pada kasus a) El Nio-DMI(+) dan b) La Nia-DMI(-) (Sumber: Marsac and Le Blanc, 1998). ab

a)Variabilitas SST 1986-2011, b) Variabilitas Ekman pumping di Jawa Barat (Kuswardani, 2012)123457891011126235789101164121

(a) Semakin besar nilai DMI (b) maka semakin besar luasan upwelling

ab

La Nia-IOD(-)La Nia-IOD(+)La Nia-IOD(-)El Nio-IOD(+)El Nio-IOD(-)Variabilitas klorofil-a antar kasus kajian, pada variasi bujur di lintang 13 LS, tampak DMI lebih berpengaruh daripada ENSOUpwelling di baratklorofil-a di barat saat MT MP2 El Nio-IOD(+)

Koherensi Ekman pumping Vs klorofil-aAnalisa tingkat keterpengaruhan antar parameter penelitian

Gambar 8. Perbandingan luasan upwelling pada variasi kasus kejadian ENSO dan IOD, tampak pada saat La Nia IOD positif upwelling mempunyai luasan tertinggi

Gambar 5. Perkembangan luasan upwelling saat kasus El Nio-IOD(-) 2004 pada bulan (a) Juli (b) Agustus, dan (c) September, tampak upwelling digambar sebagai poligon warna merahacb

Gambar 6. Perkembangan luasan upwelling saat kasus El Nio-IOD(+) 2002 pada bulan (a) Juli (b) Agustus, (c) September, dan (d) Oktober, tampak upwelling digambar sebagai poligon warna merahadcb

Gambar 7. Perkembangan luasan upwelling saat kasus La Nia-IOD(+) 2008 pada bulan (a) Juni (b) Juli, (c) Agustus, dan (d) September dan (e) Oktober , tampak upwelling digambar sebagai poligon warna merahaedcb

Prediksi Musim Tuna 3 Bulan Ke DepanBerdasarkan data dasar di atas menunjukkan 3 bulan ke depan terjadi kasus normal-IOD(-) lemah. Produktifitas ikan tuna akan cenderung agak berkurang dari kondisi normal. Disarankan tidak terlalu tergesa-gesa mengeluarkan seluruh kapal, cek hasil beberapa kapal sampling yang telah di laut. Penangkapan bulan Februari-April 2014 cenderung di di sebelah timur pada kisaran 114-118BT.DAFTAR

Faktor Penyebab Perbedaan Karakter UpwellingPada Variasi Iklim yang Berbeda Perbedaan tekanan

El Nio tekanan udara di Pasifik timur kecil,

Angin dan kolom air hangat dari Pasifik barat

Pasifik timur

paras muka laut di Pasifik barat turun

(Tjasyono, 2003)

Gambar 14. Fluktuasi grafik SOI dari Januari 2002 hingga bulan Maret 2007(Sumber: http://www.bom.gov.au)

Gambar 13. Kolom air dingin di Pasifik timur(Sumber : http://www.nasa.gov)

MEKANISME UPWELLING LEPAS PANTAI KARENA SIKLON

ARUS (EDDY CURRENT) DAN UPWELLING KARENA PENBEDAAN ALTIMETRI

WASSALAMUALAIKUM. WR.WB

*