Pemodelan Pasang Surut Laut di Perairan Bagian Utara Aceh dengan Menggunakan Hamburg Self Ocean Model (HAMSOM) Ichsan Setiawan Program Studi Ilmu Kelautan Fakultas Kelautan dan Perikanan Universitas Syiah Kuala Email:
[email protected] Abstrak. Pemodelan pasang surut laut di perairan bagian Utara Aceh dimodelkan dengan menggunakan Hamburg Self Ocean Model (HAMSOM) yang dikembangkan dari model Backhaus (1985). Pemodelan pasang surut laut tersebut disimulasikan selama 1 bulan yang menghasilkan komponen harmonik pasang surut laut dengan mencuplik pada lokasi 6 titik perairan yaitu Sabang, Ulee Lheue, Teluk Krueng Raya, Sigli, Lhok Nga dan Calang. Berdasarkan komponen harmonik yang diperoleh dari Hamsom model, selanjutnya dilakukan prediksi pasang surut laut pada waktu tertentu dibandingkan dengan prediksi pasang surut laut berdasarkan asimilasi komponen harmonik Dishidros (1997). Pemodelan pasang surut laut tersebut secara umum menunjukkan hasil yang sama antara pemodelan HAMSOM dengan asimilasi dari simulasi pasang surut laut yang didasarkan pada komponen harmonik Dishidros TNI AL. Hasil tersebut menunjukkan bahwa pasang surut laut tersebut bertipe semidiurnal. Kata kunci: Semidiurnal, komponen harmonik Dishidros TNI AL, HAMSOM
1.
Pendahuluan
Perairan bagian Utara Aceh terletak di paling ujung Pulau Sumatera, Indonesia berbatasan dengan Samudera Hindia, Laut Andaman dan Selat Malaka. Perairan ini merupakan perairan penting untuk pelabuhan, pelayaran, tempat nelayan untuk mencari ikan. Penelitian tentang kajian pemodelan laut sangat perlu dilakukan untuk menghemat waktu dan mengekplorasi laut secara efisien. Pemodelan laut telah banyak dilakukan oleh peneliti terdahulu di Selat Malaka, Laut Andaman maupun uji model di perairan pantai sederhana (Setiawan et al., 2006; Setiawan, 2010; Rizal et al., 2010 dan Rizal et al., 2012). Dengan demikian maka penelitian yang terkait pemodelan pasang surut di perairan Aceh perlu dilakukan untuk memprediksi pasang surut laut pada waktu yang diinginkan.
2.
Tinjauan Pustaka
Pasang surut laut di perairan bagian Utara Aceh dapat diselesaikan persamaan Navier-Stokes dengan Hamburg Self Ocean Model (HAMSOM) yang telah dikembangkan oleh Backhaus (1985), Rizal et al. (2010) dan Rizal et al. (2012). Persamaan pengerak tersebut dituliskan sebagai berikut:
u u u u 1 p u v w fv t x y z x
(1)
u u u Av AH AH x x y y z z v v v v 1 p u v w fu t x y z y
(2)
v v v Av AH AH x x y y z z
udz vdz 0, t x h y h Dengan
(3)
: Elevasi muka air u , v, w : Kecepatan arus arah x, y dan z
1
x, y, z : posisi dalam ruang 3D : kedalaman perairan h AH , AV : koefisien gesekan eddy horizontal dan vertikal t : Waktu : Densitas air laut 3.
Metode
Bahan dan metode penelitian ini terdiri atas: a. pengumpulan data batimetri (Gambar 1) dan data konstanta harmonik dari Dishidros TNI AL sebagai data verifikasi pada lokasi Sabang, Ulee Lheue, Krueng Raya, Sigli, Lhoknga dan Calang b. syarat batas komponen harmonik pasang surut laut M2, S2, K1 dan O1 yang berupa konstanta amplitudo dan fase (Zahel et al., 2000). c. Simulasi 1 bulan model Hamsom dengan pembangkit pasang surut laut dengan keluaran elevasi muka air dengan menggunakan persamaan Navier-Stokes (1)-(3) yang didiskritisasi dengan pendekatan beda hingga semi implisit dan ekstrak konstanta harmonik pasang surut laut untuk 4 komponen utama M2, S2, K1, O1. d. Cuplik data konstanta harmonik pasang surut laut pada lokasi lokasi Sabang, Ulee Lheue, Krueng Raya, Sigli, Lhoknga dan Calang.
Gambar 1. Kedalaman perairan bagian Utara Aceh (m) Setelah tahapan a-d dilakukan, selanjutnya memodelkan pasang surut laut pada waktu yang diinginkan yaitu 28-29 november 2015 dari masukan konstanta harmonik model Hamsom dan masukan konstanta harmonik Dishidros TNI-AL dengan menggunakan persamaan (4) (van Rijn, 1990).
2
(t ) 0 i 1 f i Ai cosi t Vi g i n
dengan
(t ) 0
(4)
: Elevasi muka laut pada waktu t : Elevasi muka air rata-rata
fi : Koreksi amplitudo komponen pasang surut ke-i Ai : Amplitudo komponen pasang surut ke-i i : frekuensi komponen pasang surut ke-i t : Waktu Vi : Koreksi fase komponen pasang surut ke-i gi : Fase komponen pasang surut ke-i Data Ai dan g i sebagai input prediksi pasang surut. 4.
Hasil dan Pembahasan
Tabel 1 menjelaskan hasil konstanta harmonik pasang surut laut untuk 4 komponen. Hasil Tabel 1 memberikan pasang surut laut bertipe semidiurnal berdasarkan perhitungan F (nilai formhazl). Gambar 2 – 7 menunjukkan hasil pemodelan pasang surut laut di lokasi Sabang, Ulee Lheue, Krueng Raya, Sigli, Lhoknga dan Calang pada tanggal 28-29 November 2015. Berdasarkan hasil tersebut menunjukkan bahwa pemodelan pasang surut laut sesuai dengan hasil asimilasi konstanta harmonik pasang surut laut Dishidros TNI AL (1997). Pasang surut laut memperlihatkan bahwa lokasi Sabang, Ulee Lheue, Krueng Raya, Sigli, Lhoknga dan Calang terjadi 2 kali pasang dan surut (semidiurnal). Tabel 1. Konstanta Harmonik Pasang Surut Laut
3
Pasang Surut Laut Sabang tanggal 28 - 11 - 2015 100
Simulasi Model Dishidros
(cm)
50 0 -50 -100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Waktu (jam) Pasang Surut Laut Sabang tanggal 29 - 11 - 2015 100
(cm)
50 0 -50 -100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Waktu (jam)
Gambar 2. Prediksi pasang surut laut Sabang tgl 28-29 November 2015 Pasang Surut Laut Ulee Lheue tanggal 28 - 11 - 2015 100
Simulasi Model Dishidros
(cm)
50 0 -50 -100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Waktu (jam) Pasang Surut Laut Ulee Lheue tanggal 29 - 11 - 2015 100
(cm)
50 0 -50 -100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Waktu (jam)
Gambar 3. Prediksi pasang surut laut Ulee Lheue tgl 28-29 November 2015
4
Pasang Surut Laut Krueng Raya tanggal 28 - 11 - 2015 100
Simulasi Model Dishidros
(cm)
50 0 -50 -100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Waktu (jam) Pasang Surut Laut Krueng Raya tanggal 29 - 11 - 2015 100
(cm)
50 0 -50 -100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Waktu (jam)
Gambar 4. Prediksi pasang surut laut Krueng Raya tgl 28-29 November 2015 Pasang Surut Laut Sigli tanggal 28 - 11 - 2015 100
Simulasi Model Dishidros
(cm)
50 0 -50 -100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Waktu (jam) Pasang Surut Laut Sigli tanggal 29 - 11 - 2015 100
(cm)
50 0 -50 -100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Waktu (jam)
Gambar 5. Prediksi pasang surut laut Sigli tgl 28-29 November 2015
5
Pasang Surut Laut Lhoknga tanggal 28 - 11 - 2015 100
Simulasi Model Dishidros
(cm)
50 0 -50 -100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Waktu (jam) Pasang Surut Laut Lhoknga tanggal 29 - 11 - 2015 100
(cm)
50 0 -50 -100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Waktu (jam)
Gambar 6. Prediksi pasang surut laut Lhoknga tgl 28-29 November 2015
Pasang Surut Laut Calang tanggal 28 - 11 - 2015 100
Simulasi Model Dishidros
(cm)
50 0 -50 -100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Waktu (jam) Pasang Surut Laut Calang tanggal 29 - 11 - 2015 100
(cm)
50 0 -50 -100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Waktu (jam)
Gambar 7. Prediksi pasang surut laut Calang tgl 28-29 November 2015
6
5.
Kesimpulan
a.
Pemodelan Pasang surut laut di perairan bagian Utara Aceh sesuai dengan asimilasi konstanta harmonik pasang surut laut Dishidros TNI AL (1997). Tipe Pasang surut laut di perairan bagian Utara Aceh yaitu Sabang, Ulee Lheue, Krueng Raya, Lhoknga dan Calang bertipe semidiurnal
b.
6.
Ucapan Terimakasih
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Pemberi dana Hibah Dana Awal Laboratorium untuk Laboratorium Pemodelan Laut/Oseanografi yang sumber dari BOPTN. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Tim Panitia seleksi Hibah Dana Awal Laboratorium Universitas Syiah Kuala yang telah memberikan kepercayaan atas kelancaran penelitian ini.
7.
Daftar Pustaka
Backhaus, J.O. 1985. A three-dimensional model for the simulation of shelf sea dynamics. Deutsche Hydrographische Zeitschrifft 38(4): 165-187. Dinas Hidro-Oseanografi (Dishidros). 1997. Katalog Konstanta Pasang Surut Nasional, Jakarta. Rizal, S., Damm, P., Wahid, M.A., Sundermann, J., Ilhamsyah, Y., Iskandar, T. & Muhammad. 2012. General circulation in the Malacca Strait and Andaman Sea: A numerical model study, American Journal of Environmental Science, 5:479-488. Rizal, S., Setiawan, I., Iskandar, T., Ilhamsyah, Y., Wahid, M.A. & Musman, M. 2010. Currents Simulation in the Malacca Straits by Using Three-Dimensional Numerical Model. Sains Malaysiana, 39(4): 519–524 Setiawan, I. 2010. Formulasi Numerik Arus Sejajar Pantai Kasus Pantai Lurus. Prosiding Seminar Nasional Matematika dan Terapan (SiMantap) ke-1. Hal. 205-211, ISBN: 978-602-882671-6. Setiawan, I, Suprijo, T., & Mihardja, D.K. 2006. Pemodelan Transport Sedimen Akibat Arus yang dibangkitkan Gelombang di Perairan Pulau Baai, Bengkulu. Jurnal Geoaplika, 1(2): 79-90. van Rijn, L.C. 1990. Principles of Fluid Flow and Surface Waves in Rivers, Estuaries, Seas, and Oceans. University of Utrecht, Department of Physical Geography, Amsterdam. Zahel, W., Gavinko, J.H. & Seiler, U. 2000. Angular Momentum and Energy Budget of a Global Ocean Tide Model with Data Assimilation. GEOS, Ensenada 20(Nr. 4): 400-413.
7
