BAB II TEORI DASAR
2.1 Pengertian Pasang Surut Pasang surut air laut (pasut) adalah peristiwa naik turunnya muka air secara periodik dengan rata-rata periodenya 12,4 jam (di beberapa tempat 24,8 jam) (Pond dan Pickard, 1983). Pasut terjadi disebabkan oleh adanya gaya tarik dari benda-benda angkasa, terutama bulan dan matahari, terhadap massa air yang ada di bumi. Pada keadaan dimana bumi, matahari dan bulan berada dalam satu garis (yakni pada saat bulan purnama dan bulan baru), maka pasut setimbang yang dihasilkan oleh bulan dan matahari akan saling berimpit, sehingga tinggi pasang surutnya mencapai maksimum. Dalam kondisi seperti inilah maka pasut mencapai pasang purnama, atau spring tide. Sebaliknya pada saat garis pusat bumi-bulan tegak lurus terhadap bumi-matahari, maka kedua pasut setimbang dari bulan akan diganggu oleh pasut setimbang matahari, sehingga tinggi pasutnya mencapai minimum. Dalam kondisi demikian, terjadilah pasang perbani (neap tide).
Gambar 2.1. Ilustrasi gaya yang dihasilkan oleh bumi, bulan dan matahari. (Sumber:http://tidesandcurrents.noaa.gov/ publications/tidal_datums_and_their_applications.pdf)
3
2.2 Gaya Pembangkit Pasut Massa matahari jauh lebih besar daripada massa bulan, tetapi gaya pembangkit pasut oleh matahari jauh lebih kecil dibandingkan dengan yang dihasilkan oleh bulan. Karena mekanisme dari gaya yang dihasilkan oleh kedua benda langit itu sama, maka kita dapat mengembangkan teori pembangkit pasut dengan hanya memperhitungkan gaya tarik bulan saja, dan selanjutnya menerapkan teori yang sama pada gaya tarik matahari (Ali, 1994). Ada dua jenis gaya yang bekerja pada sistem bumi – bulan, yaitu : •
Gaya Sentrifugal Gaya sentrifugal, Fs , akibat mengorbitnya bumi dan bulan pada sumbu bersama. Berarah
Selalu menjauhi bulan dan sejajar dengan garis yang menghubungkan pusat bulan dan bumi. Besarnya adalah :
Fs = M eω 2 re
(2.1)
dimana :
Me
: massa bumi (kg)
ω
: kecepatan sudut bumi – bulan mengelilingi sumbu bersama (rad/det)
re
: jarak pusat bumi ke sumbu bersama (m)
•
Gaya Tarik Bulan Setiap titik di permukaan bumi mengalami gaya tarik bulan yang besarnya berbanding
terbalik dengan jarak titik di permukaan bumi ke pusat bulan., yaitu : F =G
MeM m r2
(2.2.)
dimana : G
: konstanta gravitasi (yaitu sebesar 6.65 x 10-8 dyne)
Mm
: massa bumi (kg)
r
: jarak titik di permukaan bumi ke pusat bulan (m) Resultan dari kedua gaya tersebut menghasilkan gaya pembangkit pasut (tide
generating force). Gaya pembangkit pasut inilah yang bertanggung jawab terhadap pembuntukan pasut (Ningsih, 2002 dalam Putri, 2005).
4
2.3 Komponen Pasang Surut Fenomena pasang surut yang kita amati di laut, pada hakekatnya merupakan superposisi dari komponen-komponen pasang surut yang disebabkan gaya tarik bulan dan matahari, pengaruh batimetri, serta geometri pantai. Komponen-komponen pasang surut tersebut mempunyai amplitudo dan frekuensi yang berbeda satu dengan yang lainnya. Berdasarkan hal tersebut maka ada tiga komponen pasang surut utama, yaitu: ●
Komponen pasang surut periode panjang, contohnya Mf, dan Mm.
●
Komponen pasang surut diurnal, yaitu 1 kali pasang dan 1 kali surut dalam 1 hari. Contohnya yaitu K1, O1 dan P1.
●
Komponen pasang surut semidiurnal, yaitu 2 kali pasang dan 2 kali surut dalam 1 hari. Contohnya yaitu M2, S2, N2 dan K2. Selain tiga komponen utama tersebut, terdapat juga komponen pasang surut perairan
dangkal yang timbul akibat pengaruh geometri dan batimetri pantai. Komponen perairan dangkal ini terbentuk akibat interaksi komponen-komponen diurnal dan semidiurnal. Komponen pasut yang sudah diketahui sekarang sudah lebih dari 100 buah komponen (Dronkers, 1964, dalam Putri, 2005)
Tabel 2.1. komponen-komponen pasut utama dan pasut perairan dangkal (shallow water tides)
Jenis, nama dan simbol
Kecepatan sudut
komponen-komponen pasut
(derajat/jam)
Periode (jam)
Semi Diurnal 1. principal Lunar (M2)
28,9841
12,42
2. Principal Solar (S2)
30,000
12,00
3. Larger Lunar Elliptic (N2)
28,4397
12,66
4. Luni Solar (K2)
30,0821
11,97
1. Luni Solar (K1)
15,0411
23,33
2. Principal Lunar (O1)
13,9430
25,82
3. Principal Solar (P1)
14,9589
24,07
1,0980
327,82
Diurnal
Long Period 1. Diurnal Fortnightly (Mf)
5
2. Lunar Monthly (Mm)
0,5444
661,30
3. Solar Semi Annual (Ssa)
0,0821
2191,43
1. 2SM2
31,0161
11,61
2. MNS2
27,4240
13,13
3. MK3
44,0250
8,18
4. M4
57,9680
6,21
5. MS4
58,0840
6,20
Shallow Water
(Sumber: Ali, 2004)
2.4 Tipe Pasang Surut Betuk (tipe) dari pasang surut yang timbul berbeda-beda tergantung pada tempat dimana pasut tersebut terjadi. P. Vander Stock (1897) mengadakan klasifikasi dari bentukbentuk pasut ini berdasarkan perbandingan antara jumlah amplitude komponen-komponen diurnal K1 dan O1 dengan jumlah amplitudo komponen-komponen semi diurnal M2 dan S2. perbandingan ini dinyatakan dalam hubungan: F=
K1 + O1
(2.3)
M 2 + S2
Berdasarkan harga F ini ia membagi bentuk pasut yang terjadi dalam tiga tipe, dan oleh Courtier (1938) ditambah menjadi empat tipe, yaitu: 1. 0 < F < 0,25:
Pasang semi diurnal murni. Dua kali pasang sehari dengan tinggi yang sama (secara pendekatan). Interval waktu antara transit bulan dan pasang naik untuk suatu tempat hampir sama.
2. 0,25 < F < 1,5:
Pasang campuran berganda (mixed predominantly semidiurnal). Terdapat dua kali pasang seharitetapi tinggi dan interval waktu antara transit bulan dan pasang naik tidak sama. Perbedaan ini mencapai maksimum ketika deklinasi bulan telah mencapai maksimumnya.
3. 1,5 < F < 3,0 :
Pasang campuran tunggal (mixed tide predominantly diurnal). Kadang-kadang hanya satu kali pasang sehari yang mengikuti deklinasi maksimum ari bulan, dan kadang-kadang terjadi dua kali pasang sehari tetapi tinggi dan interval waktu antara transit bulan 6
dan pasang naik sangat berbeda sekali, terutama bila bulan telah melewati ekuator. 4. F > 3,0
:
Pasang tunggal murni. Satu kali pasang sehari. Pada saat pasang perbani ketika bulan telah melewati bidang ekuator dapat juga terjadi dua klai pasang sehari.
Gambar 2.2.Tipe-tipe pasang surut. A. Tipe pasut diurnal. B. Tipe pasut Semidiurnal. C. Tipe pasut campuran cenderung semidiurnal. (Sumber : http://oceanservice.noaa.gov/education/kits/tides/media/supp_tide07a.html)
2.5 Periode Sinodik Dalam melakukan analisis dengan data jangka pendek tidak semua komponen dapat dihitung dalam analisis. Kriteria rayleight digunakan dalam menentukan komponen apa saja yang bisa dihitung, kriteria ini menyatakan bahwa dua komponen pasang surut A dan B hanya dapat dipisahkan satu sama lainnya bila panjang data lebih dari satu periode tertentu. Periode ini dikenal dengan periode sinodik (PS) yang didefinisikan sebagai : (2.4)
PS = 360° /(σ a − σ b )
dimana : PS : Periode Sinodik σ a dan σ b : kecepatan sudut dari komponen a dan b (der/jam)
7
Dengan kata lain periode sinodik adalah panjang data yang diperlukan untuk memisahkan dua buah komponen. Pada analisis komponen pasang surut data jangka pendek belum dapat dipisahkan beberapa komponen penting, sebagai contoh adalah komponen K2 dan S2. Untuk dapat memisahkan kedua komponen ini maka data yang harus dimiliki minimal harus sama dengan periode sinodik dari komponen ini yakni 182,6 hari (R. Thabet, 1980 dalam Hadi, 2000). Dari hasil perhitungan periode sinodik untuk data satu tahun, pada data 15 hari komponen yang dapat dipisahkan sebanyak 30 komponen, pada data 29 hari komponen yang dapat dipisahkan sebanyak 41 komponen, pada data 30 hari komponen yang dapat dipisahkan sebanyak 52 komponen, pada data 90 hari komponen yang dapat dipisahkan sebanyak 66 komponen, pada data 185 hari komponen yang dapat dipisahkan sebanyak 82 komponen, pada
data satu tahun komponen yang dapat dipisahkan sebanyak 109
komponen (Hadi, 2000). Hal tersebut dapat terlihat jelas pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2. Komponen yang Diperoleh dari Hasil Perhitungan Periode Sinodik Nama Pasut Diurnal
15 hari OO1 O1 K1
≥ 29 hari J1 M1 SIGMA1
≥ 30 hari Q1
≥ 3 bulan PH1
≥ 6 bulan SO1
Semidiurnal
M2 S2 MEU2 2MN2S2
2SM2 3M(SK)2
MNS2 N2 L2 MSN2
MKS2 T2 2SK2 KJ2
SNK2 MNK2S2 K2 OP2 OQ2
Terdiurnal
SK3 M3 MQ3 S4 M4 2MNS4
MO3 MK3
SO3 2MQ3
2MP3 SP3
MK4
SK4 2MSK4 3MK4
Quarterdiurnal
MN4
2MSN4 SN4 3MS4
8
1 tahun THETA1 CHI1 P1 S1 PI1 PSI1 MP1 RHO1 2Q1 MSV2 R2 NA2 NEU2 MA2 2N2 Ma2 SKM2 Na2 2MS2N2 LAMDA2 3M2S2 S3
3MN4 MV4
MS4 Pentadiurnal 3MK5 3MO5 MSK5 Heksadiurnal M6 4MS6 2MS6 2SM6 2(MN)S6 Oktadiurnal M8 3MK8 2MN8 2MSK8 Dekadiurnal 4MS10 3M2S10 Semidekadiurnal 4MSN12 4M2S12 (Sumber : Hadi, 2000)
M5
2MN6
MSO5
MSN6 3MNS6
MKL6 3MSK6 3MSN6
4MK6 2MK6 2MSNK6
3MN8
2MSN8 MSNK8
2MS8 3MS8
5MS12
9
4MN6 2MNU6 MSK6
