Arus laut adalah gerakan massa air laut yang berpindah dari
satu tempat ke tempat lain.
Faktor Penyebab Terjadinya Arus
Arus di permukaan laut terutama disebabkan oleh tiupan
angin, sedang arus di kedalaman laut disebabkan oleh perbedaan densitas massa
air laut. Selain itu, arus di permukan laut dapat juga disebabkan oleh gerakan
pasang surut air laut atau gelombang. Arus laut dapat terjadi di samudera luas
yang bergerak melintasi samudera (ocean currents), maupun terjadi di perairan
pesisir (coastal currents). Penyebab utama arus permukaan laut di samudera
adalah tiupan angin yang bertiup melintasi permukaan Bumi melintasi zona-zona
lintang yang berbeda. Ketika angin melintasi permukaan samudera, maka massa air
laut tertekan sesuai dengan arah angin.
Pola umum arus permukaan samudera dimodifikasi oleh
faktor-faktor fisik dan berbagai variabel seperti friksi, gravitasi, gerak
rotasi Bumi, konfigurasi benua, topografi dasar laut, dan angin lokal.
Interaksi berbagai variabel itu menghasilkan arus permukaan samudera yang
rumit. Karena gerakannya yang terus menerus itu, massa air laut mempengaruhi
massa udara yang ditemuinya dan merubah cuaca dan iklim di seluruh dunia.
Gelombang yang datang menuju pantai membawa massa air dan
momentum, searah penjalaran gelombangnya. Hal ini menyebabkan terjadinya arus
di sekitar kawasan pantai. Penjalaran gelombang menuju pantai akan melintasi
daerah-daerah lepas pantai (offshore zone), daerah gelombang pecah (surf zone),
dan daerah deburan ombak di pantai (swash zone). Diantara ketiga daerah
tersebut, Bambang Triatmodojo (1999) menjelaskan bahwa karakteristik gelombang
di daerah surf zone dan swash zone adalah yang paling penting di dalam analisis
proses pantai.
Menurut Dean dan Dalrymple (2002), perputaran/sirkulasi arus
di sekitar pantai dapat digolongkan dalam tiga jenis, yaitu: arus sepanjang
pantai (Longshore current), arus seret (Rip current), dan aliran balik (Back
flows/cross-shore flows). Sistem sirkulasi arus tersebut seringkali tidak
seragam antara ketiganya bergantung kepada arah/sudut gelombang datang. Pada
kawasan pantai yang diterjang gelombang menyudut (αb > 5o) terhadap garis
pantai, arus dominan yang akan terjadi adalah arus sejajar pantai (longshore
current).
Sedangkan apabila garis puncak gelombang datang sejajar
dengan garis pantai, maka akan terjadi 2 kemungkinan arus dominan di pantai.
Yang pertama, bila di daerah surf zone terdapat banyak penghalang bukit pasir
(sand bars) dan celah-celah (gaps) maka arus yang terjadi adalah berupa
sirkulasi sel dengan rip current yang menuju laut. Kemungkinan kedua, bila di
daerah surf zone tidak terdapat penghalang yang mengganggu maka arus dominan
yang terjadi adalah aliran balik (back flows).
Terjadinya rip current Namun karena pengaruh hidrodinamik
laut yang sangat kompleks, maka yang biasanya terjadi adalah kombinasi dari
kondisi-kondisi di atas. Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Macam-macam arus :
1. Arus Permukaan Laut di Samudera (Surface Circulation)
disebabkan Angin Muson
Faktor utama adalah tiupan angin yang bertiup melintasi
permukaan Bumi melintasi zona-zona lintang yang berbeda. Ketika angin melintasi
permukaan samudera, maka massa air laut tertekan sesuai dengan arah angin. Pola
umum arus permukaan samudera dimodifikasi oleh faktor-faktor fisik dan berbagai
variabel seperti friksi, gravitasi, gerak rotasi Bumi, konfigurasi benua, topografi
dasar laut, dan angin lokal. Interaksi berbagai variabel itu menghasilkan arus
permukaan samudera yang rumit. Arus di samudera bergerak secara konstan
melintasi samudera yang luas dan membentuk aliran yang berputar searah gerak
jarum jam di Belahan Bumi Utara (Northern Hemisphere), dan berlawanan arah
gerak jarum jam di Belahan Bumi Selatan (Southern Hemisphere). Karena
gerakannya yang terus menerus itu, massa air laut mempengaruhi massa udara yang
ditemuinya dan merubah cuaca dan iklim di seluruh dunia.
2. Arus di Kedalaman Samudera (Deep-water Circulation)
disebabkan Proses Konveksi
Faktor utama yang mengendalikan gerakan massa air laut di
kedalaman samudera adalah densitas air laut. Perbedaan densitas diantara dua
massa air laut yang berdampingan menyebabkan gerakan vertikal air laut dan
menciptakan gerakan massa air laut-dalam (deep-water masses) yang bergerak
melintasi samudera secara perlahan. Gerakan massa air laut dalam tersebut
kadang mempengaruhi sirkulasi permukaan. Perbedaan densitas massa air laut
terutama disebabkan oleh perbedaan temperatur dan salinitas air laut. Oleh
karena itu, gerakan massa air laut dalam tersebut disebut juga sebagai
sirkulasi termohalin (thermohaline circulation).
3. Arus Pasang Surut (Tidal Current)
Arus pasang surut terjadi terutama karena gerakan pasang
surut air laut. Arus ini terlihat jelas di perairan estuari atau muara sungai.
Bila air laut bergerak menuju pasang, maka terlihat gerakan arus laut yang
masuk ke dalam estuari atau alur sungai; sebaliknya ketika air laut bergerak
menuju surut, maka terlihat gerakan arus laut mengalir ke luar.
4. Arus Sepanjang Pantai (longshore current) dan Arus Rip
(rip current)
Kedua macam arus ini terjadi di perairan pesisir dekat
pantai, dan terjadi karena gelombang mendekat dan memukul ke pantai dengan arah
yang muring atau tegak lurus garis pantai. Arus sepanjang pantai bergerak
menyusuri pantai, sedang arus rip bergerak menjauhi pantai dengan arah tegak
lurus atau miring terhadap garis pantai.
5. Arus Panas dan Arus Dingin
Keduanya merupakan arus yang disebabkan perbedaan suhu air
laut dengan suhu air laut disekitarnya. Arus panas terjadi jika suhu air laut
lebih panas daripada air laut sekitarnya, sedang arus dingin terjadi bila suhu
air laut lebih dingin dari suhu air laut sekitarnya.
6. Break Current
Arus air yang mengalir kuat ke arah laut dari sekitar
pantai, biasanya melalui garis selancar, dan dapat terjadi pada setiap pantai
yang bergelombang pecah. Saat angin dan gelombang laut mendorong air menuju
pantai, air sering didorong menyamping oleh gelombang yang mendekat. Air ini
mengalir ke sepanjang garis pantai sampai menemukan jalan keluar kembali ke
laut atau ke perairan danau yang terbuka. Arus pecah yang dihasilkan biasanya
sempit dan terletak di sebuah parit antara gosong pasir, di bawah dermaga atau
sepanjang dermaga jetti.
Macam-macam arus laut menurut letaknya, yaitu :
• arus bawah
• arus atas
Macam-macam arus laut menurut suhunya, yaitu :
• arus panas
• arus dingin
Macam-macam arus laut menurut cara terjadinya :
• arus laut karena pengaruh tiupan angin.
• arus laut karena perbedaan kadar garam/berat jenis
• arus laut karena perbedaan tinggi rendah permukaan air
laut yang disebabkan oleh pasang surut.
• arus laut karena pengaruh daratan/benua.
3.1. Arus di samudra pasifik
Samudra pasifik neruipakan samudra yang terluas didunia.
Samudra ini dibedakam menjadi dua kelompok. Yaitu :
a) di sebelah utara khatulistiwa
• arus khatulistiwa utara, arus panas yang bergerak menuju
barat dan sejajar dengan garis khatulistiwa yang digerakkan oleh angin pasat
timur laut.
• arus kuroshiwo, arus panas yang mengalir dari Filipina
menuju perairan Jepang, selanjutnya ke Amerika Utara.
• arus kalifornia, arus dingin kelanjutan dari Kuroshiwo,
bergerak di pesisir barat Amerika Utara ke arah khatulistiwa.
• arus oyashiwo, arus dingin dari selat Bering menuju ke
selatan Kepulauan Jepang dan bertemu Arus Kuroshiwo. Pertemuan dua arus ini
membuat perairan di sekitarnya kaya akan ikan, karena di temat tersebut
keberadaan plankton sangat melimpah.
b) di sebelah selatan khatulistiwa
• arus khatulistiwa selatan, arus panas yang bergerak ke
barat sejajar dengan garis khatulistiwa akibat angin pasat tenggara.
• arus humboldt atau arus peru, arus laut dingin yang
mengalir di pesisir barat Amerika Selatan ke arah utara.
• arus australia timur, arus laut yang bergerak di sepanjang
pesisir Australia Timur ke selatan.
• arus angin barat, merupakan arus laut di Australia timur
yang mengalir menuju ke timur.
3.2. Arus di samudra Hindia
a) di sebelah utara khatulistiwa
• arus laut muson barat daya, arus panas yang bergerak
menyusuri Laut Arab dan Teluk Benguela, akibat angin musim barat daya.
• arus laut muson timur laut, arus laut panas bergerak ke
barat melalui Teluk Benguela dan Laut Arab.
b) di sebelah selatan khatulistiwa
• arus maskarena dan arus agulhas, arus panas yang mengalir
ke selatan melewati pantai Pulau Madagaskar Timur sedangkan Arus Agulhas di
sebelah barat.
• arus angin barat, arus laut dingin yang menyusuri pantai
barat Benua Australia ke arah utara.
3.3 Arus di samudra Atlantik
a) di sebelah utara khatulistiwa
• arus Greenland timur, arus laut dingin yang bergerak dari
kutub utara menuju pulau Greenland.
• arus labrador, arus dingin yang bergerak dari kutub utara
ke selatan melewati pantai timur Labrador.
• arus canari, arus dingin yang bergerak melalui pesisir
Spanyol dan mengalir ke selatan (pantai barat Afrika).
b) di sebelah selatan khatulistiwa
• arus khatulistiwa selatan, arus laut panas yang bergerak
ke barat, sejajar dengan garis khatulistiwa. Arus ini didorong oleh angin pasat
tenggara.
• arus brazilia, arus panas yang mengalir menyusuri pantai
Amerika Selatan (Brazilia) dan terus mengalir ke selatan.
• arus benguela, arus dingin yang bergerak ke arah utara
menyusuri pantai barat Afrika Selatan dan yang akhirnya kembali menjadi Arus
Khatulistiwa Selatan.
• arus angin barat, merupakan kelanjutan dari Arus Brazilia
yang ke arah timur dan berupa arus dingin.
Metode Perolehan Data Arus.
Pengukuran Arus Secara Insitu
Agar memperoleh ketepatan pengukuran yang baik, pengukuran
harus dilakukan di sepanjang kolom pengukuran. Ketersediaan alat ukur
(misalnya: current meter) membatasi kemampuan melakukan pengukuran secara
sekaligus di satu kolom pengukuran. Arus di perairan pantai tidak bergerak
dengan kecepatan yang tetap, melainkan berfluktuasi, baik secara acak maupun
sistematik. Fluktuasi kecepatan arus berkisar mulai dari perioda singkat
(detik) sampai panjang (jam). Fluktuasi kecepatan arus singkat dan acak dapat
disebabkan oleh turbulensi dan pengaruh angin atau gelombang. Fluktuasi
kecepatan arus panjang dan sistematik dapat disebabkan oleh siklus pasang
surut. Status termaju teknologi pengukuran arus saat ini adalah dengan metoda
akustik menggunakan ADCP yang memanfaatkan prinsip Doppler untuk mengukur
kecepatan arus. ADCP mengirimkan gelombang akustik dengan frekuensi tertentu
yang diketahui ke kolom air. Beberapa saat kemudian, ADCP mendengarkan
pantulannya kembali dari partikel-partikel padat yang melayang dalam air.
Teknologi akustik semacam ADCP memungkinkan pengukuran arus dengan akurasi
tinggi. Dengan ADCP, resolusi temporal dan spasial yang tinggi untuk pengukuran
arus dapat dicapai (adcpartikel.htm).
Perolehan Data Arus Dengan Satelit Altimetri
Dikutip dari www.geodesy.gd.itb.ac.id.htm, secara umum
sistem satelit altimetri mempunyai tiga objektif ilmiah jangka panjang yaitu:
mengamati sirkulasi lautan global, memantau volume dari lempengan es kutub, dan
mengamati perubahan muka laut rata-rata (MSL) global. Dalam konteks geodesi,
objektif terakhir dari misi satelit altimetri tersebut adalah yang menjadi
perhatian. Dengan kemampuannya untuk mengamati topografi dan dinamika dari
permukaan laut secara kontinyu, maka satelit altimetri tidak hanya bermanfaat
untuk pemantauan perubahan MSL global, tetapi juga akan bermanfaat untuk
beberapa aplikasi geodetik dan oseanografi seperti yang diberikan [SRSRA, 2001;
Seeber, 1993]:
- Penentuan topografi permukaan laut (SST)
- Penentuan topografi permukaan es
- Penentuan geoid di wilayah lautan
- Penentuan karakteristik arus dan eddies
- Penentuan tinggi (signifikan) dan panjang (dominan)
gelombang
- Studi pasang surut di lepas pantai
- Penentuan kecepatan angin di atas permukaan laut
- Penentuan batas wilayah laut, dan es
- Studi fenomena El Nino
- Manajemen sumber daya laut
- Unifikasi datum tinggi antar pulau
Begitu banyak hal yang dapat kita pelajari dengan
mengaplikasikan teknologi Satelit Altimetri, sehingga teknologi ini mulai
menjadi trend baru dalam dunia science dan rekayasa geodesi kelautan,
oceanografi, dan bidang-bidang ilmu terkait lainnya.
Satelit Altimetri diperlengkapi dengan pemancar pulsa radar
(transmiter), penerima pulsa radar yang sensitif (receiver), serta jam
berakurasi tinggi. Pada sistem ini, altimeter radar yang dibawa oleh satelit
memancarkan pulsa-pulsa gelombang elektromagnetik (radar) kepermukaan laut.
Pulsa-pulsa tersebut dipantulkan balik oleh permukaan laut dan diterima kembali
oleh satelit.
Informasi utama yang ingin ditentukan dengan satelit altimetri
adalah topografi dari muka laut. Hal ini dilakukan dengan mengukur ketinggian
satelit di atas permukaan laut dengan menggunakan waktu tempuh dari pulsa radar
yang dikirimkan kepermukaan laut, dan dipantulkan kembali ke satelit.
Untuk mengeliminasi efek dari gelombang serta gerakan muka
laut berfrekuensi tinggi lainnya, jarak ukuran adalah jarak rata-rata dalam
daerah footprint. Dari data rekaman waktu tempuh sinyal kita dapat menentukan
posisi vertikal permukaan laut, topografi muka laut (SST), Undulasi Geoid,
Topografi es, lokasi dan kecepatan arus laut. Dari data amplitudo gelombang
pantul kita dapat memperoleh informasi mengenai kecepatan angin sepanjang
permukaan groundtrack satelit, dan batas laut serta es. Sementara itu dari data
bentuk dan struktur muka gelombang pantul kita dapat melihat tinggi gelombang,
panjang gelombang dominan, informasi termoklin, dan kemiringan lapisan es.
Oleh :
Kintantya Qurrata A’yunin
26020110130090
