Sifat fisik-kimia Air laut (cahaya, warna, dan Bunyi)

1. Cahaya 

Darimana laut mendapat cahaya ???

• Cahaya berhubungan dengan warna laut dan identik dengan kedalaman perairan, proses .fotosintesis di laut, dan penglihatan hewan laut.
• Cahaya adalah bentuk radiasi elektromagnetik yang bergerak dengan kecepatan yang mendekati 3 X 108 ms-1 dalam ruang hampa (berkurang menjadi 2,2 X 108 ms-1 dalam air laut).
• Ketika cahaya menjalar dalam air, intensitasnya berkurang secara eksponensial terhadap jarak dari titik sumber. Kehilangan intensitas secara eksponensial disebut ATENUASI
• Cahaya di laut dipengaruhi oleh 2 hal : 1. Penyerapan : tumbuhan (alga dan phytoplankton, bahan organik, air) 2. Penyebaran : partikel2 kecil di laut (kekeruhan/TSS)

Zona yang teriluminasi dimana intensitas cahaya cukup untuk produksi fotosintesis menyebabkan sejumlah pertumbuhan fitoplankton disebut ZONA FOTIK (atau zona eufotik)

Zona fotik dapat mencapai kedalaman 200 m di air jernih laut lepas dan berkurang hingga 40 m di paparan benua, dan minimum 15 m di beberapa perairan pantai

AFOTIK : cahaya matahari tidak dapat tembus ke perairan (> 1000m)

DISFOTIK/REMANG-REMANG : 200-1000m

# BEAM TRANSMISSOMETER

mengukur atenuasi cahaya paralel (eollimated) dari sumber

intensitas yang diketahui dalam jarak tetap. Rasio intensitas cahaya di sumber dan penerima

(dipisahkan oleh jarak yang diketahui) memberikan pengukuran langsung koefisien atenuasi untuk cahaya langsung yaitu persentase  kehilangan intensitas cahaya (dalam desimal) per meter jarak.

# IRRADIANCE METER 

menerima cahaya datang dari semua arah. Cahaya tersebut biasanya diterima oleh bulatan teflon atau hemisfer yang mengukur cahaya ambient downwelling dari permukaan yaitu downwelling irradiance. Dengan mengukur intensitas cahaya pada kedalaman yang berbeda, koefisien atenuasi (dalam kasus ini adalah koefisien atenuasi difusi) untuk downwelling irradiance tanpa arah dapat ditentukan. Ini merupakan koefisien tepat untuk studi produksi utama fotosintetik karena berhubungan dengan pengurangan eksponensial intensitas downwelling irradiance dan selanjutnya terhadap kedalaman zona fotik

# TURBIDITAS METER atau NEPHELOMETER 

mengukur langsung penyebaran dalam air. Collimated beam menyinari volume air tertentu yang menyebarkan cahaya ke segala arah. Penerima ditunjukkan di tengah volume sebaran dan dapat dirotasi ke sekitarnya sehingga variasi dalam kehilangan sebaran dengan arah relatif terhadap cahaya dapat ditentukan. Bila tingkat sebaran berhubungan dengan jumlah materi tersuspensi dalam air, nephelometer memberikan pengukuran jumlah turbiditas, yaitu konsentrasi materi tersuspensi. Nephelometer digunakan untuk mengukur konsentrasi sedimen tersuspensi di laut-dalam dan memberikan informasi mengenai distribusi dan laju arus dasar

# SECCHI DISC

 adalah piring bulat yang rata dengan diameter 20-30 cm yang semuanya putih atau dua kuadran dicat hitam dan dua kuadran lagi putih. Secchi disc murah dan mudah dibuat dan telah lama digunakan oleh oseanografer sebagai alat pengukur kecerahan yang cepat.

2. Bunyi 

BUNYI adalah bentuk tekanan gelombang dan terbentuk oleh vibrasi yang menghasilkan zona-zona

alternatif kompresi (molekul-molekul saling merapat) dan rarefaksi (molekul-molekul saling menjauh) Bunyi atau energi akustik melibatkan vibrasi materi sebenarnya yang terbentuk baik melalui padatan dan larutan dan kurang baik dalam gas dan tidak terbentuk dalam ruang hampa

KOMPONEN YANG MEMENGARUHI KECEPATAN BUNYI DI LAUT

Yang dapat mempengaruhi cepat rambat bunyi di laut antara lain suhu, tekanan dan kedalaman, salinitas, densitas (kerapatan).

1. Suhu / Temperatur (T)

Pada prinsipnya, semakin tinggi suhu suatu medium, maka semakin cepat perambatan bunyi dalam medium tersebut. Dikarenakan makin tinggi suhu, maka semakin cepat getaran partikel-partikel dalam medium tersebut. Akibatnya, proses perpindahan getaran makin cepat.

2. Tekanan dan Kedalaman (P)

Setiap penambahan kedalaman maka tekanan akan semakin tinggi. Semakin tinggi tekanan, akan semakin tinggi cepat rambat bunyinya. Hal tersebut karena partikel-partikel zat yang bertekanan tinggi terkompresi sehingga cepat rambat yang dihasilkan lebih besar. Pengaruh tekanan akan lebih

besar dari suhu dan salinitas pada lapisan Deep-Layer.

3. Salinitas (S)

Kenaikan salinitas meningkatkan modulus axial, sehingga tiap kenaikan salinitas akan meningkatkan cepat rambat bunyi. Pada umumnya perairan laut lepas memiliki kadar salinitas 35 psu, yang berarti dalam 1 kg air laut mengandung elemen-elemen kimia terlarut seberat 35 gram.

4. Densitas atau Kerapatan (ρ)

Makin rapat medium umumnya semakin besar cepat rambat bunyi dalam medium tersebut. Penyebabnya adalah makin rapat medium maka makin kuat gaya kohesi antar-partikel, akibatnya pengaruh suatu bagian medium kepada bagian yang lain akan mengikuti getaran tersebut dengan segera sehingga perpindahan getaran terjadi sangat cepat.

5. Lapisan Termoklin

Lapisan termoklin merupakan lapisan yang berada dalam kolom perairan di laut yang dimana pada lapisan ini mengalami perubahan suhu yang drastis dengan lapisan yang berada dan di bawah lapisan termoklin. Di laut, termoklin seperti lapisan yang membagi antara lapisan pencampuran (mixing layer) dan lapisan dalam (deep layer). Tergantung musim, garis lintang dan pengadukan oleh angin, lapisan ini bersifat semi permanen. Faktor yang menentukan ketebalan lapisan ini di dalam suatu perairan seperti variasi cuaca musiman, lintang, kondisi lingkungan suatu tempat (pasang surut dan arus).

PROFIL KECEPATAN BUNYI DI LAUT

Pada lapisan permukaan (surface layer), kecepatan bunyi cenderung meningkat karena suhu dan salinitas relative konstan dan kecepatan suara hanya dipengaruhi oleh tekanan yang meningkat. Pada lapisan termoklin (Thermocline), di mana terjadi perubahan suhu dan salinitas yang lebih dominan daripada perubahan tekanan, maka kecepatan bunyi mengalami penurunan. Pada lapisan dalam (Depp-Layer), suhu dan salinitas kembali konstan dan terjadi perubahan tekanan terhadap kedalaman sehingga kecepatan bunyi relatif meningkat lagi.

Sistem akustik pasif

Melibatkan penggunaan alat-alat penerimaan, hidropon untuk mendengar bunyi yang ada seperti yang diemisikan oleh ikan-ikan paus, ikan, atau kapal selam. Analisis spektra frekuensi ‘bunyi’ biasanya membantu identifikasi sumbernya.

AKUSTIK AKTIF

1. Sonar (Sound Navigation And Ranging):

Berupa sinyal akustik yang diemisikan dan refleksi yang diterima dari objek dalam air (seperti ikan atau kapal selam) atau dari dasar laut. prinsip echo-sounder yang sekarang umum digunakan oleh kapal-kapal sebagai bantuan navigasi. Echo-sounder komersil mempunyai lebar sinar 30-45o vertikal tetapi untuk aplikasi khusus (seperti pelacakan ikan atau kapal selam atau studi lanjujt dasar laut) lebar sinar yang digunakan kurang 5o dan arahnya daapat divariasikan.

2. Telemetry dan Tracking:

Lokasi dapat dikenali dan objek dilacak di laut jika dilengkapi dengan peralatan transmisi akustik. Ini adalah dasar teknologi Sofar (SOund Fixing And Ranging), digunakan secara meluas untuk tujuan militer seperti mencari lokasi kapal selam, pesawat terbang yang rusak dan kapal laut yang tenggelam. Penggunaan ilimiah melibatkan statistik arus bawah permukaan

Apa itu Salinitas ?

SALINITAS

PENGERTIAN :

• Tingkat keasinan atau kadar garam terlarut dalam air
• Jumlah dari seluruh garam-garaman dalam gram pada setiap kilogram air laut
• Jumlah dalam gram ion klorida pada satu kilogram air laut jika semua halogen digantikan oleh klorida (1902)

# Garam-garaman utama yang terdapat dalam air laut :

• Klorida (55%) 
• Natrium (31%)
• Sulfat (8%)
• Magnesium (4%)
• Kalsium (1%)
• Potasium (1%)
• Bikarbonat, Bromida, Asam borak, Strontium dan Florida (kurang dari 1%)

# Persentase kadar garam-garaman yang terkandung dalam air laut :

(Menurut Clarke )                                                      

- CaCl3     = 0,34 %                                                        

- NaCl      = 77,70 %                                                       

- MgCl2    = 10,88 %                                                    

- MgSO4  = 4,74 %                                                      

- CaSO4   = 3.60 %                                                      

- K2SO4   = 2,64 %                                                      

- MgBr     = 0,22 %                 

  (Menurut Lyman & Fleming)

- NaCl        = 68,1 %

- MgCl       = 14,4 %

- CaCl        = 3,2 %                                             

- KCl          = 1,9 % 

- NaCO4     =11,4 %

- NaHCO4  = 0,6 %

- K Br         = 0,3 %

                                        

# Faktor-faktor yang mempengaruhi salinitas 

1. Suhu

2. Curah hujan 

3. Luas laut

4. Sungai

• Di daerah yang memiliki perbedaan suhu yang besar (daerah subtropis, gurun pasir, dan daratan luas) proses pelapukan batuan sangat tinggi.
• Di daerah yang memiliki suhu panas, tingkat penguapan yang tinggi. Dalam proses penguapan, unsur-unsur yang terkandung dalam air laut (garam) tidak ikut menguap karena yang menguap hanya airnya saja (H2O)
• CURAH HUJAN akan sangat mempengaruhi perbandingan antara volume air dan mineral garam. Semakin banyak penambahan air tawar melalui hujan, semakin rendah kadar garam di suatu perairan,
• Semakin tinggi curah hujan di suatu daerah, maka semakin rendah kadar garam air lautnya (salinitasnya rendah) 
• Laut yang sempit dan tertutup umumnyamemiliki kadar garam yang lebih tinggi dibandingkan lautan luas dan terbuka. Hal tersebut berhubungan dengan faktor fisika oseanografi
• Makin banyak sungai yang bermuara ke laut maka salinitas laut tersebut akan rendah, dan sebaliknya makin sedikit sungai yang bermuara ke laut tersebut maka salinitasnya akan tinggi.

Penyimpangan :

Di antara lautan luas ada yang memiliki kadar garam tinggi, yaitu di daerah Garis Balik Utara dan Garis Balik Selatan (daerah Subtropis Utara dan Subtropis Selatan). Ini terjadi karena di daerah tersebut dilewati angin yang kering dan panas sehingga tingkat penguapannya tinggi.

Perkembangan Penentuan SALINITAS :

1. Perhitungan salinitas berdasarkan perhitungan pada komponen terbesar unsur yang ada di air laut yaitu klorida (Cl)

• jumlah dalam gram ion klorida pada satu kilogram air laut jika semua halogen digantikan oleh klorida.
• jumlah total dalam gram bahan-bahan terlarut dalam satu kilogram air laut jika semua karbonat dirubah menjadi oksida, semua bromida dan yodium dirubah menjadi klorida dan semua bahan-bahan organik dioksidasi

2. Definisi salinitas ditinjau kembali ketika teknik untuk menentukan salinitas dari pengukuran konduktivitas, temperatur dan tekanan dikembangkan (th.1978)

    Satuan : Practical salinity scale ( skala salinitas praktis) dengan simbol s, sebagai rasio dari konduktivitas.

“Salinitas praktis dari suatu sampel air laut dite tapkan sebagai rasio dari konduktivitas listrik (K) sampel air laut pada temperatur 15oC dan tekanan satu standar atmosfer terhadap larutan kalium klorida (KCl), dimana bagian massa KCl adalah 0,0324356 pada temperatur dan tekanan yang sama"

# alat pengukur salinitas

      Handfraktometer adalah alat ukur salinitas yang umum digunakan oleh semua orang. Alat ini terkadang disebut juga sebagai alat pengukur indeks pembiasan cairan. Handfraktormeter digunakan untuk mengukur kadar garam.

# Beberapa contoh laut yang mempunyai salinitas ekstrim

• Laut Merah (40-41 permil), tidak terdapat sungai yang bermuara ke laut tersebut, curah hujan relatif kecil, maka salinitas air lautnya tinggi
• Laut Tengah (37-39 permil). banyak air sungai dari laut hitam, kemudian masuk ke laut tengah, maka salinitasnya tidak terlalu tinggi
• Laut Mati (250-400 permil) .terletak didaerah arid (kering), lautnya sempit dan terisolir sehingga salinitasnya tinggi
• Laut Hitam (17-18 permil). penguapan kurang, banyak sungai yang bermuara, sehingga salinitasnya rendah
• Laut Baltik (3-4 permil). penguapan kurang, banyak sungai yang bermuara, pencairan es/salju maka salinitasnya sangat rendah

Apa itu Pasang surut ?

 PASANG SURUT

Pengertian pasang surut

Pasang surut adalah naik turunnya permukaan air laut akibat sistem gaya grafitasi bumi, bulan dan matahari. Pasang surut sebenarnya adalah sebuah gelombang yang panjangnya separuh keliling bumi. Pasang naik biasa disebut aliran/flow/flood, sedangkan pasang turun disebut surut Karena pergerakan relatif Bumi, Matahari dan Bulan cukup rumit, maka pengaruhnya pada peristiwa pasang surut menghasilkan pola-pola kompleks. Meskipun begitu, jarak gaya-gaya yang ditimbulkan oleh pasang surut dapat dirumuskan dengan tepat, walaupun respon lautan atas gaya-gaya ini dimodifikasi oleh efek-efek permanen topografi dan efek sementara dari pola-pola cuaca.

Pengaruh Revolusi bulan dan Rotasi Bumi 

Karena bulan berevolusi terhadap pusat massa bumi-bulan sekali dalam 27,3 hari, pada arah yang sama seperti bumi berotasi pada sumbunya (sekali dalam 24 jam), periode rotasi bumi berkenaan dengan bulan (rotasi pusat gravitasi bumi-bulan) adalah 24 jam 50 menit. Akibatnya periode pasang lebih lambat 50 menit setiap hari. Di berbagai tempat di bumi waktu tersebut berbeda-beda menurut lokasi dan musim. Ini dinamakan LUNITIDAL INTERVAL

Pengaruh Deklinasi bulan

• Orbit bulan tidak terletak pada bidang ekuator bumi, tetapi condong maksimum 28⁰. Variasi sudut deklinasi tersebut terhadap ekuator berlangsung dalam 27,2 hari putaran.
• Pada deklinasi maksimum 28o kira-kira diatas garis lintang 23 1⁄2⁰ (garis tropics), variasi diurnalnya paling besar dan dikenal dengan PASUT TROPIS; sedangkan pada saat deklinasi 0⁰ bulan berada di atas ekuator, tidak terdapat variasi diurnal dan dikenal dengan PASUT EKUATOR

Pengaruh orbit bulan yang elips

• Orbit bulan berbentuk elips sehingga jarak Bumi-Bulan bervariasi. Ketika bulan berada pada jarak paling dekat ke bumi disebut PERIGEE dan gaya penghasil pasut meningkat 20% di atas rata-rata. Ketika bulan berada pada jarak paling jauh dari bumi disebut APOGEE dan gaya penghasil pasut berkurang 20% di atas rata -rata. (Ingat : perihelion, aphelion dan equinox pada jarak BUMI-Matahari)
• Interval antara perigee berturut-turut adalah 27,5 hari

Pengaruh Interaksi Pasut Matahari dan Bulan (JENIS-JENIS PASUT)

• Untuk memahami interaksi pasut akibat gravitasi matahari dan gravitasi bulan, perlu menganggap deklinasi matahari dan deklinasi bulan keduanya nol.
• Pada saat bulan baru, titik pusat bumi-bulan-matahari hampir berada pada satu sisi dari bumi. Saat ini terjadi pasang yan lebih tinggi dan surut yang lebih rendah sebab gaya penggerak pasut matahari dan bulan bekerja pada arah yang sama (bekerja sama) demikian pula gaya sentrifugalnya. Pasut ini dinamakan PASUT BULAN BARU (SPRING TIDE). (Pada sekitar 1 malam bulan).
• Pada saat bulan purnama, titik pusat bumi-bulan-matahari hampir berada pada satu garis lurus dengan bulan dan matahari berada pada sisi yang berlawanan dari bumi. Saat ini terjadi pasang tinggi dan surut rendah tetapi lebih rendah dari pasut bulan baru, sebab gaya penggerak pasut matahari dan bulan bekerja pada arah yang berlawanan demikian pula gaya sentrifugalnya sehingga juga saling mendukung. Pasut ini dinamakan PASUT PURNAMA (SPRING TIDE). (Pada sekitar 15 malam bulan).
• Pada saat bulan setengah, bulan dan matahari membentuk sudut 90⁰ terhadap bumi. Saat ini pasang dan surut kecil, lebih kecil dari dari pasut bulan purnama, sebab gaya penggerak pasut matahari dan bulan bekerja pada arah yang berbeda demikian pula gaya sentrifugalnya sehingga juga tidak saling mendukung. Pasut ini dinamakan PASUT PERBANI (NEAP TIDE). (Pada sekitar 7 dan 22 malam bulan).

Manfaat Pasang Surut Air Laut

Peristiwa pasang surut air laut sudah banyak dimanfaatkan manusia dari sejak dulu. Manfaat utama adalah para nelayan bisa menentukan kapan waktu yang tepat untuk berlayar. Pada saat air laut pasang atau naik, para nelayan tersebut akan jauh lebih mudah dalam menangkap ikan di laut.

Selain itu, kondisi pasang surut air laut juga bisa dimanfaatkan oleh pengelola tambak garam. Tambak garam bisa mendapatkan air laut dengan mudah saat terjadi pasang, karena air laut lebih gampang untuk diambil sebanyak-banyaknya.

Perbedaan ketinggian air laut pada interval waktu tertentu tersebut juga bisa dimanfaatkan untuk pembangkit listrik. Gerakan air laut dapat digunakan untuk menghidupkan generator sebagai sumber listrik. Pembangkit listrik dengan bantuan pasang surut air laut sudah banyak dijumpai seperti PLTU.

Pasang surut air laut ini juga bisa dimanfaatkan untuk kegiatan transportasi air seperti perahu, kapal kecil, dan kapal besar. Saat air laut naik, transportasi air bisa berangkat dan berlabuh di pelabuhan. Sedangkan saat air laut surut, transportasi air tersebut bisa bersandar atau berhenti sejenak.

Manfaat yang terakhir adalah digunakan untuk wisata air. Keadaan air laut yang naik dan turun dapat menjalankan papan selancar bagi Anda yang hobi surfing. Semakin tinggi ombak laut, maka semakin memancing adrenalin saat berselancar di atas permukaan air laut.

Informasi tentang pasang surut air laut di atas menunjukkan bahwa fenomena tersebut sangat berpengaruh bagi kehidupan manusia sehari-hari. Setelah mempelajari pembahasan di atas, semoga Anda bisa membedakan antara pasang dan surut air laut beserta beberapa hal yang terkait dengannya.

Apa itu Gelombang ?

 GELOMBANG LAUT

Pengertian gelombang

Gelombang laut merupakan suatu fenomena alam berupa penaikan dan penurunan air secara perlahan dan dapat dijumpai di seluruh dunia. Gelombang yang berada di laut sering nampak tidak teratur dan sering berubah-ubah. Hal ini bisa diamati dari permukaan airnya yang diakibatkan oleh arah perambatan gelombang yang sangat bervariasi serta bentuk gelombangnya yang tidak beraturan, apalagi jika gelombang tersebut dibawah pengaruh angin. 

Karakteristik Gerakan Gelombang

 Gelombang mentransfer gangguan dari satu bagian material ke bagian lainnya

 Gangguan tersebut dirambatkan melalui material tanpa gerakan dari material tersebut

 Gangguan tersebut dirambatkan tanpa ada perubahan dari bentuk gelombang

 Gangguan-gangguan tersebut dirambatkan dengan kecepatan tetap

Gelombang laut di pengaruhi oleh angin 

Di permukaan Laut, kebanyakan energi yang ditransfer merupakan hasil dari gelombang, hasil dari arus memiliki proporsi yang kecil. Tahun 1925 Harold Jeffrey S. menganggap gelombang memperoleh energi dari angin yang disebabkan efek dari puncak gelombang. Hipotesis ini gagal menjelaskan gelombang yang sangat kecil, tetapi berlaku jika:

1. Kecepatan angin lebih besar dari kecepatan gelombang
2. Kecepatan angin melebihi 1 m/s
3. Gelombang cukup curam untuk memberikan efek naungan (efektif jika kec. Angin = 3x kec. gelombang)

Di Laut terbuka gelombang yang dibangkitkan oleh angin kecuramannya (H/L) = 0,03 – 0,06. Di Laut dalam kecepatan gelombang ditentukan oleh panjang gelombangnya

Deformasi Gelombang :

A. Gelombang Pecah

• Spilling, dicirikan oleh buih dan turbulensi di puncak gelombang. Biasanya dimulai beberapa jarak dari pantai dan disebabkan jika lapisan air di puncak bergerak lebih cepat daripada gelombang seluruhnya. Gelombang ini dicirikan oleh kemiringan pantai yang landai.
• Plunging, bentuknya klasik banyak disukai oleh peselancar. Puncaknya menggulung ke atas dan terjun ke bawah, pengurangan energinya pada jarak yang pendek. Plunging terkadi di pantai yang landai, berkaitan dengan swell yang panjang dan dibangkitkan badai
• Collapsing, sama dengan plunging, kecuali pada puncak yang menggulung, muka gelombang jatuh. Gelombang ini terjadi pada pantai dengan kemiringan yang agak curam di bawah kondisi angin sedang
• Surging, terjadi pada pantai yang sangat curam, dibentuk dari gelombang yang rendah dengan periode panjang, dan muka gelombang dan puncaknya relatif tidak pecah seperti gelombang yang meluncur ke pantai

B. Refraksi Gelombang

• Gelombang merambat lebih lambat pada perairan dangkal (lebih dangkal dari dasar gelombang) disebut REFRAKSI
• Ini menyebabkan depan gelombang membelok sehingga lebih paralel dengan garis pantai 

C. Difraksi

Difraksi adalah penyebaran atau pembelokan gelombang saat gelombang tersebut melintasi bukaan atau mengelilingi ujung penghalang. Gejala difraksi terjadi akibat dari gelombang yang terdistorsi oleh suatu penghalang yang mempunyai dimensi sebanding dengan panjang gelombang dari gelombang datang. Pola difraksi akan semakin jelas apabila ukuran dari penghalang itu mendekati panjang gelombang dari gelombang datang. Penghalang tersebut dapat berupa celah persegi maupun celah lingkaran. 

D. Refleksi

• Untuk dinding vertikal, kedap air, dengan elevasi diatas muka air, hampir seluruh energi akan dipantulkan kembali ke laut.
• Hanya sebagian saja energi yang dipantulkan jika gelombang menjalar di pantai yang agak landai.
• Refleksi tergantung pada kelandaian pantai, kekasaran dasar laut, porositas dinding, dan angka irribarren (Ir)
• 
  

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Ketinggian Tsunami

1. Bentuk pantai. Refraksi adalah transformasi gelombang akibat adanya perubahan geometri dasar laut.
2. Kelandaian pantai.
3. Vegetasi dan struktur penghalang di sekitar pantai.
4. Arah gelombang tsunami dan Efek pemantulan dari pulau lain.

Apa Itu Arus ?

 ARUS  LAUTAN

Pengertian dan peran arus :

• Arus merupakan perpindahan massa air secara horisontal ataupun vertikal

Peranan arus pada ekosistem perairan:

• Transport Nutrien
• Transport Sedimen
• Transport larva dari spawning ground ke nursery ground

Apa penyebab arus lautan :

A. Penggerak Utama/Primer ( membangkitkan arus) :

• Angin (Gaya gesekan: antara angin dan permukaan laut)
• Perbedaan Densitas (Arus Termohalin)
• Gaya Gradien tekanan
• Pasang Surut (terutama di perairan pantai)

B. penggerak sekunder (tidak membangkitkan, hanya mempengaruhi arah dengan kecepatan arus)

• Gaya Coriolis
• Gaya Gesekan (Gaya gesekan antara air laut dan dasar laut)

Dinamika Laut Dalam

1. Paling mudah untuk memahami dinamika laut
2. Ada banyak gaya yang bekerja di laut dan menghasilkan dinamika di laut
3. Perlu tahu 3 gaya utama, dan itu mencukupi untuk mempelajari dinamika lautan : Gaya Gesekan (frictional force),Gaya Gradien Tekanan (pressure gradient), Gaya Coriolis (gaya sekunder)

Gaya Gesek (Frictional force)

1. Peran utama dari Gaya Gesek ini adalah proses alih momentum dari atmosfir ke permukaan laut (cth. Ketika angin menggesek permukaan laut yang menimbulkan arus dan gelombang)
2. Tanpa adanya gesekan, proses alih momentum tidak terjadi. Akibatnya, gelombang dan arus tidak terbentuk
3. Gaya gesek juga ditemui di dasar perairan, terutama di perairan yang dangkal (gesekan antara air dan dasar laut, yang mempengaruhi kecepatan dan arah arus/gelombang)

Gaya Gradien Tekanan

1. Gradien Tekanan atau perbedaan tekanan (selisih tekanan per satuan jarak): Menegak (vertikal) : makin dalam tekanan makin besar Mendatar (horisontal)
2. Gradien Tekanan mendatar yang berkaitan langsung dengan proses dinamik di laut.
3. Tekanan ditentukan oleh pers. Hidrostatik: p = ρ.g.h
4. Gradien Tekanan menjadi: Δp/Δx = ρ.g.Δh

Gaya Gradien Tekanan (2)

1. Gradien Tekanan ditentukan oleh perbedaan tinggi air laut terhadap bidang mendatar acuan Artinya, Gradien Tekanan ditentukan oleh perbedaan tinggi muka (paras) laut.
2. Perbedaan tinggi muka laut dapat disebabkan oleh perbedaan densitas air laut,
3. Densitas air laut merupakan fungsi dari S & t, atau ρ = f(S, t)
4. Hubungan tersebut dikenal sebagai: International Equation of State of Sea Water (Millero & Poisson, 1981)

Gaya Coriolis

1. Gaya Coriolis merupakan gaya sekunder, efek rotasi bumi, bekerja tegak lurus terhadap gerak dan mengarah ke kanan pada BBU dan ke kiri pada BBS.
2. Gaya Coriolis baru muncul, jika ada dinamika di laut. Jika tidak ada Gaya Coriolis istirahat.
3. Gaya Coriolis hanya teramati dengan jelas di samudra 
4. Gaya Coriolis dinyatakan sebagai:  f = 2 ω sin φ ( ω = kec. sudut bumi, φ = derajat lintang )

Jenis-Jenis Arus

1. Arus Elementer : Arus yang ditimbulkan beberapa faktor luar seperti topan, perbedaan tekanan dari massa air dan gaya coriolis. Beberapa jenis arus elementer antara lain: arus euler, arus gradien dan arus geostropik
2. Arus Gradien : Arus yang timbul karena perbedaan tekanan atau oleh gaya gradien tekanan horizontal.
3. Arus Euler : Arus yang timbul karena perubahan setempat dalam waktu singkat seperti akibat topan/tornado.
4. Arus Geostropik : Arus gradien yang dipengaruhi oleh gaya coriolis atau arus yang terjadi dalam keseimbangan geostropik (antara gaya gradien tekanan dan gaya coriolis).
5. Arus Thermohaline : Arus yang terjadi akibat perubahan suhu dan salinitas di perairan
6. Arus Inersia : Ketika angin yang menimbulkan arus tiba-tiba berhenti berhembus, arus tidak berhenti tiba-tiba, sehingga gaya gesekan dan gaya coriolis tetepa bekerja. Di laut dalam gaya gesekan sangat kecil tetapi gaya coriolis tetap berlangsung. Gerakan air dibawah pengaruh Gaya Coriolis disebut ARUS INERSIA.

PENGANTAR OSEANOGRAFI !

Pengantar oseanografi 

Pengantar oseanografi merupakan mata kuliah yang wajib bagi mahasiswa jurusan oseanografi sehingga keberadaanya sangat diperlukan untuk kelancaran proses belajar mengajar. pokok pembahasan dari mata kuliah ini terdiri dari pengantar fisika, kimia, biologi, dan geologi laut. sebagai contoh membahas Definisi Oseanografi, sejarah dan perkembangan ilmu Oseanografi, kaitanya Oseanografi dengan ilmu lainnya; pembentukan lautan ; massa daratan dan lautan ; pembagian laut ; sedimen dan sedimentasi ; salinitas air laut ; lautan dan iklim ; gelombang ; arus laut ; pasang surut; sistem pelagis ; sistem bentis ; laut-laut indonesia ( letak, luas, batas-batas, keadaan biota, sumber daya laut dan sumber daya pesisir ).  Oh ya ternyata oseanografi hanya terdapat di Universitas Brawijaya, institut Pertanian Bogor, Universitas Diponegoro, Universitas Hasanuddin, Universitas Padjadjaran, Universitas halu oleo, dan Universitas hang tuah. Oseanografi sendiri adalah salah satu jurusan atau fakultas di perguruan tinggi yang mengulik tentang seluk beluk fenomena yang ada di laut. Namun program studi ini juga mengaplikasikannya pada aspek kehidupan seperti bidang mitigasi bencana, perikanan, bencana laut, lingkungan, dan bidang rekayasa. Ada 4 cabang oseanografi, yaitu :

1. Oseanografi fisika yaitu ilmu yang mempelajari hubungan antara sifat-sifat fisika yang terjadi di dalam lautan dan atau yang terjadi antara lautan dengan atmosfer dan daratan. Manfaatnya menjadi dasar pengembangan teknologi pembangkit listrik tenaga pasang surut, gelombang, arus laut, dan lain-lain.
2. Oseanografi geologi  yaitu ilmu geologi kelautan yang mempelajari terbentuknya lautan, studi   lapisan kerak bumi, gunung berapi bawah laut, dan terjadinya gempa bumi yang menyebabkan tsunami. 
3. Oseonografi kimia yaitu ilmu yang mempelajari reaksi-reaksi kimiawi di laut, baik di permukaann maupun di dasar laut, serta menganalisa sifat-sifat dari air laut itu sendiri.
4. Oseanografi biologi  yaitu ilmu yang mempelajari semua organisme yang hidup di lautan termasuk binatang-binatang yang berukuran besar dan tumbuh-tumbuhan air laut.

Sekian pembahasan singkat mengenai jurusan oseanografi, Sekarang kita akan membahas apa saja materi di dalam mata kuliah pengantar oseanografi.

PENDAHULUAN

A. Studi tentang Lautan melahirkan beberapa disiplin ilmu penting yaitu :

• Oseanografi : ilmu yang mempelajari lautan dengan penekanan pada karakteristiknya sebagai suatu lingkungan. Tujuannya untuk memperoleh gambaran kuantitatif yang cukup untuk digunakan memprediksi kondisi yang akan datang dengan tingkat kepastian tertentu.
• Geografi : Ilmu yang mempelajari fisik bumi
• Oseanografi Fisika: Ilmu yang mempelajari sifat fisik dan dinamika lautan (interaksi lautan dan atmosfir, kandungan panas lautan, formasi massa air, arus dan dinamika pantai)
• Dinamika geofisik fluida: ilmu yang mempelajari dinamika geofisik fluida yang dipengaruhi oleh rotasi bumi.
• Hidrografi: penyiapan grafik nautika (grafik kedalaman lautan, arus, densitas dan pasang surut)

B. Era Eksplorasi oseanografi

• Era Oseanografi Permukaan (sebelum 1873): Pengumpulan data angin, arus, gelombang, suhu dll. Yang diukur dari atas dek kapal layar.
• Era Eksplorasi laut dalam (1873-1914): Ekspedisi oseanografis dengan cakupan yang luas untuk survei permukaan dan bawah permukaan di sekitar daerah kolonial. Cth: Ekspedisi Challenger, Gazelle dan Fram.
• Era survey nasional sistematis (1925-1940): Survey detail daerah jajahan. Cth: Survey meteor di Atlantik dan Ekspedisi Discovery.
• Era Metode Baru (1947-1956): Survey jarak jauh menggunakan instrumen baru. Cth: Survey seismik di Atlantik untuk pemetaan dasar laut.
• Era kerjasama internasional (1957-1978): Survey multinasional lautan dan penelitian proses oseanik. Cth: Atlantic Polar Front Program, NORPAC dll.
• Era Satelit (1978-1995): Survei global proses oseanografis dari ruang angkasa. Cth: Seasat, NOAA 6-10, Nimbus-7, Geosat, Topex/Poseidon, dan ERS-1 & 2.
• Era Ilmu Sistem Bumi (1995-….): Penelitian global tentang interaksi biologis, kimia, dan proses fisik di lautan dan atmosfir dan penggunaan data dalam model numerik di darat dan di udara. Cth: World Ocean Circulation Experiment (WOCE), Topex, SeaWiFS, Joint Global Ocean Flux Study (JGOFS)

C. Parameter Oseanografi

1. Parameter Fisika

         kondisi parameter fisik dalam ilmu oseanografi di daerah penelitian Bisa dijelaskan sebagai arus, suhu, dan padatan tersuspensi. Contohnya seperti berikut;

• Arus

Arus merupakan parameter fisik oseanografi yang memiliki peran dalam mendistribusikan nutrien dan oksigen terlarut dari sebuah perairan ke perairan lainnya. Nantinya harus juga memiliki peran dalam membersihkan permukaan Karang dari sedimentasi. Arus di laut ini ditimbulkan oleh tiupan angin maupun pengaruh pasang surut. Pada perairan pantai secara umum didominasi oleh arus pasang surut dan dibangkitkan oleh tiupan angin. Sehingga secara umum arus merupakan gerakan massa air secara horizontal dalam skala besar.  Arus yang terjadi di wilayah pesisir dan dekat pantai bisa berasal dari arus laut global, akibat dari angin, gelombang dan perbedaan densitas air, pasang surut, dan lain sebagainya. Dengan belgium peran arus dalam konservasi perairan ini dapat didukung oleh pertumbuhan biota laut.

• Suhu

Kemudian ada suhu yang menjadi salah satu parameter penting dalam penentuan kawasan konservasi. Suhu memiliki pengaruh terhadap proses fisiologi biota laut, terutama pada proses metabolisme. Suhu yang tinggi dapat meningkatkan proses metabolisme, sehingga proses penggunaan oksigen terlarut semakin meningkat dan akumulasi pencemar juga mengalami peningkatan. Metabolisme yang tinggi dapat menyebabkan kematian pada biota laut.

• Padatan Tersuspensi

Kemudian ada padatan tersuspensi yang merupakan parameter untuk mempengaruhi proses fotosintesis dan respirasi biota laut. Parameter oseanografi yang satu ini memiliki ukuran semakin tinggi jumlah padatan tersuspensi maka menurunkan kemampuan biota laut untuk melakukan fotosintesis dan respirasi, sehingga lambat laun bisa mematikan. 

2. Parameter Kimia

             Parameter kimia oseanografi yaitu : 

• Konsentrasi Salinitas

Pada konsentrasi salinitas memiliki peranan besar terhadap keberlangsungan sumber daya hayati di perairan laut. Parameter tersebut bisa mempengaruhi keberlangsungan terhadap proses osmoregulasi dimana salinitas yang rendah maka bisa membuat biota laut mengalami hipo osmoregulasi. Hal tersebut juga bisa membuat kematian dan mempengaruhi biota laut pada kawasan konservasi konservasi perairan.

• Konsentrasi pH

PH atau derajat keasaman memiliki pengaruh terhadap pembentukan senyawa kimia dalam perairan. Senyawa beracun dengan sifat toksik pada pH rendah sedangkan pembentukan rangka Karang melalui proses klasifikasi membutuhkan pH tinggi. Biota laut membutuhkan pH antara 7-8,5 untuk keberlangsungan hidup. 

• Konsentrasi Oksigen Terlarut

Kadar oksigen terlarut dalam lingkungan perairan merupakan faktor yang sangat penting sebab bisa menentukan kualitas air. Oksigen terlarut dalam air bersumber dari difusi oksigen atmosfer dan dari hasil fotosintesis tumbuhan dalam air. Sedangkan pengurangan oksigen terlarut ini disebabkan karena respirasi hewan dan tumbuhan,  digunakan mikroorganisme untuk perombakan bahan bahan organik secara biologis, digunakan reaksi kimia anorganik, atau justru hilang dilepaskan ke atmosfer.

• Konsentrasi Nitrat

Nitrat merupakan bentuk nitrogen yang memiliki sifat stabil pada perairan laut. Nitrat juga digunakan sebagai fitoplankton dan tanaman air untuk sumber nutrien. Tingginya kadar nitrat pada perairan bisa dipengaruhi oleh masuknya limbah organik dan pupuk ke laut. Kadar nitrat yang berlebihan justru bisa memicu meningkatnya pertumbuhan fitoplankton dan mikroalga yang bisa mengganggu kehidupan sekarang.

• Konsentrasi Phospat

Phospat atau fosfat merupakan bentuk dari fosfor yang  memiliki sumber utama penggunaan deterjen oleh rumah tangga. Bentuk dari fosfat ini secara langsung digunakan oleh ortofosfat. Parameter fosfat juga merupakan indikator dalam menilai tingkat kesuburan sebuah perairan. Jadi perairan kurang subur jika memiliki kandungan fosfat sekitar 0 - 0,06 mg/L. 

3. Parameter Biologi

            Parameter biologi yang diukur antara lain :

• BOD (Biological Oxigen Demand)

Pengambilan sampel air dari beberapa kolom air dengan menggunakan beberapa jenis bottle sampling yang sesuai dengan volume air yang dibutuhkan. Sampel air laut diberikan perlakuan tertentu untuk analisis kandungan BOD di laboratorium.

• COD (Chemical Oxigen Demand)

Pengambilan sampel air dari beberapa kolom air dengan menggunakan beberapa jenis bottle sampling yang sesuai dengan volume air yang dibutuhkan. Sampel air laut diberikan perlakuan tertentu untuk analisis kandungan COD di laboratorium.

• DO (Dissolved Oxigen)

Pengambilan sampel air dari beberapa kolom air dengan menggunakan beberapa jenis bottle sampling yang sesuai dengan volume air yang dibutuhkan. Sampel air laut diberikan perlakuan tertentu untuk analisis kandungan DO di laboratorium. Data DO sinoptik diukur pula dengan menggunakan alat DO meter.

• POM (Particulated Organic Matter)

Pengambilan sampel air dari beberapa kolom air dengan menggunakan beberapa jenis bottle sampling yang sesuai dengan volume air yang dibutuhkan. Sampel air laut diberikan perlakuan tertentu untuk analisis kandungan POM di laboratorium.

• Nutrien

Pengambilan sampel air dari beberapa kolom air dengan menggunakan beberapa jenis bottle sampling yang sesuai dengan volume air yang dibutuhkan. Sampel air laut diberikan perlakuan tertentu untuk analisis kandungan nutrien (fosfat, nitrat, nitrit, silikat dan lain-lain) di laboratorium.

• Klorofi

Pengambilan sampel air dari beberapa kolom air dengan menggunakan beberapa jenis bottle sampling yang sesuai dengan volume air yang dibutuhkan. Sampel air laut diberikan perlakuan tertentu pada botol gelap dan botol terang untuk analisis kandungan klorofil di laboratorium.

• Fitoplankton

Pengambilan sampel air dari beberapa kolom air dengan menggunakan beberapa jenis bottle sampling yang sesuai dengan volume air yang dibutuhkan. Sampel air laut diberikan perlakuan tertentu untuk analisis jumlah dan jenis fitoplankton di laboratorium.

• Zooplankton

Pengambilan sampel air dari beberapa kolom air dengan menggunakan beberapa jenis bottle sampling yang sesuai dengan volume air yang dibutuhkan. Sampel air laut diberikan perlakuan tertentu untuk analisis jumlah dan jenis zooplankton di laboratorium.

• Organisme Bentik

Pengambilan sampel sedimen dengan menggunakan sediment trap atau alat sejenis dengan volume tertentu sesuai dengan kebutuhan. Sampel sedimen yang mengandung organisme bentik ditempatkan pada tempat khusus dan diberi pengawet untuk analisis jumlah dan jenis organisme bentik di laboratorium.

• Keragaman Biota

Organisme laut dalam suatu ekosistem yang dapat terlihat secara visual dihitung densitasnya dengan menggunakan alat selam lengkap.

• Dominansi Biota

Organisme laut dalam suatu ekosistem yang dapat terlihat secara visual dihitung densitasnya dengan menggunakan alat selam lengkap.

4. Parameter Geologi

             Parameter gelogi oseanografi, yaitu :

• Sedimen 

Sedimen adalah material bahan padat, berasal dari batuan yang mengalami proses pelapukan, peluluhan, pengangkutan oleh air, angin dan gaya gravitasi, serta pengendapan atau terkumpul oleh proses atau agen alam sehingga membentuk lapisan-lapisan di permukaan bumi yang padat atau tidak terkonsolidasi. Pada umumnya batuan sedimen merupakan batu pasir (san stone), batu gamping (lime stone) dan serpihan (shale). Batuan sedimen ini penting sebagai sumber minya, gas alam, batubara, dan beberapa mineral biji seperti besi (fe) dan mangan (mg). Dan sedimen itu sendiri digolongkan kedalam 4 bagian yaitu :

a. Sedimen Terrigenous 

jenis sedimen ini berasal dari erosi yang berasal dari benua atau pulau, letusan gunung berapi dan segumpalan debu. Sedimen ini lebih dikenal dengan batuan yang berasal dari gunung berapi seperti granit yang bersumber dari tanah liat dan batuan kwarsa yang menjadi dua komponen penyusun sedimen terrigenous.

b. Sedimen Lithogenous

sedimen ini berasal dari sisa pengikisan batu-batuan di darat. Hal ini diakibatkan karena adanya suatu kondisi yang ekstrim, seperti adanya pemanasan dan pendinginan terhadap batu-batuan yang terjafi secara terus menerus. Partikel-partikel inin diangkut dari daratan ke laut oleh sungai-sungai. Begitu sedimen mencapai lautan, partikel-partikel yang berukuran besar cenderung untuk lebih cepat tenggelam dan menetap dari yang berukuran lebih kecil.

c.  Sedimen Biogenous

Sedimen ini berasal dari sisa-sisa rangka organisme hidup. Kebanyakan organisme yang menghasillkan sedimen biogenous mengapung bebas di perairan seperti plankton.

d. Sedimen Hydrogenous

Sedimen hydrogenous terdiri dari mineral yang mempercepat proses prespitasi dari laut. Jenis partikel ini dibentuk sebagai hasil reaksi kimia dalam air laut. Reaksi kimia yang tejadi disini bersifat sangat lambat , dimana untuk membentuk sebuah nodule yang besar diperlukan waktu selama berjuta-juta tahun dan prosen ini kemudian akan berhenti sama sekali jika nodule telah terkubur di dalam sedimen. Di pusat perputaran , jauh dari benua, partikel sedimen terakumulasi sangat lambat.

D. Pentingnya Pengetahuan Oseanografi Bagi Mahasiswa Perikanan

• Agar dapat mendeskrpsikan karakteristik lautan dengan baik

• Untuk memahami sifat dan dinamika lautan yang mempengaruhi ekosistem pesisir dan laut

• Menjadi dasar bagi pengelolaan, pemanfaatan dan budidaya sumberdaya hayati laut

E. Konsep penting

1. Lautan belum diketahui dengan jelas. Apa yang kita ketahui sekarang hanya berdasarkan data yang diperoleh dari sedikit ekspedisi selama berabad-abad ditambah dengan data satelit sejak tahun 1978
2. Gambaran dasar tentang lautan cukup untuk menggambarkan rata-rata waktu sirkulasi lautan dan penelitian sekarang mulai untuk menggambarkan variasinya.
3. Penelitian sangat penting untuk memahami lautan. Beberapa proses telah diprediksi dari teori sebelum dilakukan penelitian.
4. Para ahli oseanografi terus mengeluarkan data-data yang mereka hasilkan. Data-data tersebut memiliki bias dan keterbatasan yang harus anda ketahui sebelum menggunakannya
5. Menyusun rencana eksperimen sama pentingnya dengan melaksanakan eksperimen itu sendiri.
6. Bias dari suatu penelitian terjadi bila sampel tidak representatif terhadap roses yang diteliti. Bias pengambilan sampel merupakan sumber terbesar bias dalam oseanografi.