VARIABILITAS ANGIN DAN PARAS LAUT SERTA INTERAKSINYA D1 PERAIRAN UTARA DAN SELATAN PULAU JAWA
EKO PUTRA SAKTI
SKRIPSI
DEPARTEMEN ILMU DAN TEmOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2004
I
VARIABILITAS ANGIN DAN PARAS LAUT SERTA INTERAKSINYA DI PERAIRAN UTARA DAN SELATAN PULAU JAWA
EKO PUTRA SAKTI
SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Perikanan pada Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan
: I
I I I
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2004
EKO PUTRA SAKTI. Variabilitas Angin dan Paras Laut Serta Interaksinya Di Perairan Utara dan Selatan Pulau Jawa. Dibimbing oleh JOHN ISKANDAR PARIWONO dan AGUS SALEH ATMADIPOERA. Posisi Indonesia yang berada di antara dua benua dan dua samudra merupakan kawasan yang ideal untuk terjadinya muson. Sirkulasi di lautan yang menjadi aliran muson juga ikut berubah arah seiring dengan perubahan arah muson. Menurut Wyttki (1961), angin yang bertiup di dekat permukaan laut dapat mempengaruhi tinggi paras laut terhadap muka laut rata-rata. Dipilihnya Perairan Utara Jawa dan Perairan Selatan Jawa sebagai daerah penelitian karena daerah ini merupakan wilayah yang terpengaruh oleh muson (Rarnage, 1971). Studi tentang pembalikan arah sirkulasi massa air yang disebabkan oleh pembalikan arah angin menjadi suatu ha1 yang menarik untuk dikaji karena terkait dengan pola sirkulasi massa air yang nantinya juga akan mempengaruhi tinggi muka laut. Penelitian terdahulu mengenai tinggi paras laut dilakukan oleh Pariwono. (1993) mengenai Keragaman Muka Laut Sepanjang Tepi Luar Pailtai Kepulauan Sunda Besar. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui variabilitas angin dan Paras laut di Perairan Utara dan Selatan Jawa, serta mengetahui it~teraksiangin muson dan paras laut di Perairan Utara dan Selatan Pulau Jawa. Untuk melihat variasi spasial angin dan paras laut dilakukan analisis distribusi horizontal. Untuk mengetahui sifat variabilitas angin dan paras laut dilakukan analisis korelasi diri. Analisis korelasi silang dilakukan untuk mengetahui hubungan antara angin dan paras laut. Untuk mengetahui kekuatan sinyal angin dan paras laut berdasarkan periode dilakukan analisis autospektrum, sedangkan hubungan kekuatan sinyal antara angin dan paras laut ditentukan dengan analisis spektrum silang. Melalui analisis distribusi horizontal data paras laut memperlihatkan adanya perbedaan kondisi paras laut di setiap rnusimnya. Hasil rata-rata dari tahun 1998 sarnpai 2002 pada rnusirn barat, di sepanjang Perairan Utara Jawa, tinggi paras laut rata-rata terendah rnencapai -9,7 cm. Menurut Wyrtki (1961), pada saat musim barat arus yang mengalir ke arah timur diduga akan menyebabkan paras laut jadi rendah di wilayah ini. Di sepanjang Pantai Selatan Jawa ditemukan tinggi paras laut positif yang melebar ke selatan dengan nilai rata-rata iertinggi tnencapai 10,3 ctn. Arus Pantai Selatan Jawa (APJ) yang mengalir ke timur ketika musim barat serta adanya Tansport Ekman ke arah utara yang membawa massa air diduga sebagai penyebab terjadinya paras laut dengan nilai positif di Perairan Selatan Jawa. Pada saat musim timnur, di Perairan Utara Jawa memperlihatkan nilai paras laut yang tinggi terutama pada bagian barat dengan nilai rata-rata mencapai 10,4 cm. Arus yang mengalir ke barat selama musim timur berlangsung akan ~nembuaiparas laut jadi tinggi di Perairan Utara Jawa. Di sepanjang Perairan Selatan Jawa paras laut menunjukkan paras laut yang rendah dengan nilai rata-rata ierendah mencapai -1 1,O cm. Paras laut negatif ini diduga disebabkan oleh Arus Katulistiwa Selatan (AKS) yang diperkuat
ole11 angin tenggara yang membawa massa air ke barat. Angin yang bertiup dari timur juga akan menimbulkan adanya Transport Ekman ke selatan. Pada saat musim barat dan musim timur angin mempunyai arah dan kecepatan yang mantap dengan kecepatan rata-rata mencapai 8,l mls. Pada musim peralihan kondisi paras laut ditandai dengan paras laut positif dan negatif terbentuk secara tidak teratur dan tersebar di Perairan Utara Jawa dan Perairan Selatan Jawa. Kondisi angin pada musim peralihan ditandai dengan gerak angin yang mengalami perubahan arah. Melalui grafik plot waktu dan bujur terlihat adanya variasi musiman komponen angin zonal dan meridional di Perairan Utara Jawa dan Perairan Selatan Jawa yang ditandai dengan adanya pembalikan arah dari barat ke timur atau sebaliknya setiap tahun untuk komponen angin zonal dan dari utara ke selatan atau sebaliknya setiap tahun untuk komponen angin meridional. Variasi musiman paras laut ditandai dengan paras laut positif dan paras laut negatif yang terjadi secara bergantian dengall intensitas yang berbeda-beda tiap tahunnya . Hasil analisis korelasi diri komponen angin zonal dan meridional memperlihatkan periode nilai korelasi yang sama-sama menunjukkan periode satu tahun yaitu dengan ditemukan korelasi yang nyata di atas batas kepercayaan (corzJdence limit)95%, dimana nilai korelasi positif yang nyata berkembang selama enam bulan, kemudian diperoleh nilai korelasi negatif yang nyata yang juga berkcmbang selama enam bulan. Nilai korelasi tertinggi didapatkan sebesar positif 0,9. Analisis korelasi diri tinggi paras laut juga menunjukkan periode nilai korelasi satu tahun dengan diperolehnya nilai korelasi yang nyata yang mempunyai nilai korelasi positif dan negatif yang masing-masingnya berkembang selama enam bulan terutama pada bagian barat Perairan Utara Jawa dan Perairan Selatan Jawa. Hasil korelasi silang antara kornponen angin zonal dan tinggi paras laut juga menunjukkan variabilitas dengan periode satu tahun. Periode satu tahun ini dibuktikan dengan diperolehnya nilai korelasi positif dan negatif yang nyata dimana masing-masingnya berkembang selama enarn bulan. Pada Perairan Utara Jawa diperoleh korelasi yang besar pada sela waktu no1 sebesar -0,48 di atas batas kepercayaan 95%. Dari analisis autospektral data angin dan paras laut masingmasingnya sama-sama memiliki variabilitas yang kuat yang muncul pada periode 1 tahun. Hasil analisis spektrum silang antara komponen angin dengan tinggi paras laut juga diperoleh sinyal yang paling kuat pada periode 1 tahun yang menunjukkan adanya variabilitas tahunan.
Judul Skripsi
: VARTABILITAS ANGIN DAN PARAS LAUT SERTA
INTERAKSINYA DI PERAIRAN UTARA DAN SELATAN PULAU JAWA
Nama Mahasiswa
: Eko Putra Sakti
Nomor Pokok
: C.06400006
Departemen
: Ilmu dan Teknologi Kelautan
Disetujui,
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Tri Prartono, MSC. Ketua Departemen ITK
Tanggal Lulus: 28 Desember 2004
KATA PENGANTAR Puji d m syukur penulis selalu panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan guna memenuhi salah satu syarat dalarn memperolah gelar sarjana bidang Ilmu Kelautan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr. Ir. John lskandar Pariwono dan Ir. Agus Saleh Atmadipoera, DESS., selaku Komisi Pembilnbing yang t e l ~ hbersedia membimbing penulis dan kepada semua pihak yang telah memberikan dorongan moril dan fasilitas kepada penulis dalam penyusunan skripsi ini. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Skripsi ini jauh dari sempuma. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca demi perbaikan di masa mendatang. Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan para pembaca pada umumnya. Bogor, 14 Februari 2005
Eko Putra Sakti
DAFTAR IS1
DAFTAR GAMBAR ...............................................................................................
I-Ialaman ... vin
I . PENDAHULUAN ........................................................................................ 1.1. Latar Belakang ....................................................................................... 1.2. Tujuan .................................................................................................... 1.3. Manfaat .................................................................................................. I1. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................... 2.1. Karakter Umum Angin Muson ........................................................... 2.2. Sirkulasi Massa Air di I'erairan Utara dan Selatan Pulau Jawa ............. 2.3. Topografi Muka Laut ............................................................................. 111. METODE PENELITIAN .................................................................................
3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian ................................................................. .. 3.2. Data Penelltian ....................................................................................... 3.3. Model Pengukuran Altimeter ................................................................. 3.4. Data Angin ECMWF Level 111-B .......................................................... 3.5. Pengolahan dan Analisis Data ................................................................ 3.5.1. Analisis Korelasi Diri dan Korelasi Silang ................................. .. 3.5.2. Analisis Frekuensi ....................................................................... 3.5.2.1. Densitas Spektrum (Sj~ecfrul Densip) ........................... 3.5.2.2. Spektrum Silang (Cross Spectra Analysis) ................... IV . HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................................... 4.1. Kondisi Musimau Paras Laut dan Angin di Perairan Utara dan Selatan Pulau Jawa ................................................................................ 4.2. Variabilitas Angin di Perairan Utara dan Selatan Pulau Jawa ............. 4.2.1. Variabilitas Kekuatan dari Kecepatan Angin di Perairan Utara dan Pulau Jawa ............................................................................ 4.2.2. Variabilitas Komponen Angin Zonal di Perairan Utara dan Selatan Pulau Jawa ...................................................................... 4.2.3. Variabilitas Komponen Angin Meridional di Perairan Utara dan Selatan Pulau Jawa ............................................................... 4.3. Variabilitas Tinggi Paras Laut di Perairan Utara dan Selatan Pulau Jawa ....................................................................................................... 4.4. Sifat Variabilitas dan Hubungan antara Angin dan Tinggi Paras Laut ....................................................................................................... 4.4.1. Sifat Variabilitas Kecepatan Angin ............................................. 4.4.2. Sifat Variabilitas Komponen Angin Zonal ................................. 4.4.3. Sifat Variabilitas Komponen Angin Meridional ......................... 4.4.4. Sifat Variabilitas Tinggi Paras Laut ............................................
1 1
3 3 4 4 S
11
4.4.5. Hubungan Antara Komponen Angin Zonal dengan Tinggi Paras Laut ................................................................................. 4.4.6. Hubungan Antara Komponen Angin Meridional dengan Tinggi Paras Laut ........................................................................ 4.5. Analisis Spektrum Energi .................................................................... 4.5.1. Metode Auto Spectral Analisis .................................................... 4.5.1.1. Spektrum Energi Angin .................................................. 4.5.1.2. Spektrum Energi Paras Laut .......................................... 4.5.1. Metode Cross Speciral Analisis ..................................................
60 63 63 63 66 67
V . KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................................... 5.1 . Kesimpulan ................................................................................. 5.2. Saran..............................................................................................
75 75 77
56
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 7S RIWAYA NIDUP ...................................................................................................
80
DAFTAR GAMBAR Halaman
No.
1. Pembatasan wilayah muson dunia (Ramage, 1971).........................................
6
2. Arus Permukaan sekitar Perairan Indonesia pada Muson Barat (Wyrtki, 1961).................................................................................................
9
3. Arus Pennukaan sekitar Perairan Indonesia pada Muson Tenggara (Wyrtki, 1961)..................................................................................................
10
4. Altimeter mengukur tinggi satelit di atas permukaan laut (www.aviso.oceanobs.com, 2004) ..................................................................
13
..
5. Lokasi peneltt~an..............................................................................................
..
14
........................................................................................ 6. Bagan alir penel~t~an
25
7. Arah dan kecepatan angin rata-rata bulanan dari tahun 1998 sampai 2002 pada musim barat di bulan Februari yang diturunkan dari data angin ECMWF komponen angin u dan v 10 meter di atas permukaan laut ..............
26
8. Tinggi paras laut rata-rata bulanan dari tahun 1998 sampai 2002 pada musim barat di bulan Februari dari data TOPEXERS 2 .................................
27
9. Arah dan kecepatan angin rata-rata bulanan dari tahun 1998 sampai 2002 pada musim timur di bulan Agustus yang diturunkan dari data angin ECMWF komponen angin u dan v 10 meter di atas permukaan laut ..............
29
10. Tinggi paras laut rata-rata bulanan dari tahun 1998 sampai 2002 pada musim timur di bulan Agustus dari data TOPEXIERS 2 .................................
30
11. Arah dan kecepatan angin rata-rata bulanan dari tahun 1998 sampai 2002 pada musim peralihan di bulan Mei (a) dan November (b) yang diturunkan dari data angin ECMWF komponen angin u dan v 10 meter di atas permukaan laut ...........................................................................................
32
12. Tinggi paras laut rata-rata bulanan dari tahun 1998 sampai 2002 pada musim peralihan di bulan Mei (a) dan November (b) dari data TOPEXIERS 2 ........................................................................................... 13. Variabilitas kecepatan angin dari data ECMWF di Perairan Utara Jawa pada transek 5 "LS .........................................................................................
35
No.
Halaman
14. Variabilitas kecepatan angin dari data ECMWF di Perairan Seiatan Jawa pada transek 10 OLS (a) dan 12,s OLS (b) ........................................................ 15. Variabilitas arah dan kecepatan komponen angin zonal dari data ECMWF di Perairan Utara Jawa pada transek 2,5 OLS dan 5 OLS ................................... 16. Variabilitas arah dan kecepatan komponen angin zonal dari data ECMWF di Perairan Selatan Jawa pada transek 10 OLS (a) dan 12,S0LS(b) ................. 17. Variabilitas arah dan kecepatan komponen angin meridional dari data ECMWF di Perairan Utara Jawa pada transek 5 OLS ...................................... 18. Variabilitas komponen angin meridional di Perairan Selatan Jawa pada transek 10 "LS (a) dan 12,s OLS (b) ................................................................. 19. Variabilitas paras laut dari data TOPEWERS 2 di Perairan Utara Jawa pada transek 4 "LS (a), 5 "LS (b) dan 6 "LS (c) ........................................................ 20. Variabilitas paras laut dari data TOPEXIERS 2 di Perairan Selatan Jawa pada transek 9 OLS (a), 1 1 OLS (b) dan 13 "LS (c)............................................ 2 1. Korelogmm kecepatan angin data ECMWF di Perairan Utara Jawa pada 5 "LS, 110 OBT ................................................................................................. 22. Korelogram kecepatan angin data ECMWF di Perairan Selatan Jawa pada 10 0LS, llOOBT...................................................................................... 23. Korelogram komponen angin zonal data ECMWF di Perairan Utara Jawa pada 5 OLS, 110 OBT ......................................................................................... 24. Korelogram komponen angin zonal data ECMWF di Perairan Selatan Jawa pada 10 OLS, 110 OBT ......................................................................................
25. ~orelbgramkomponen angin meridional data ECMWF di perairan utara Jawa pada 5 "LS, 110 "BT ............................................................................... 26. Korelogram komponen angin meridional data ECMWF di Perairan Selatan Jawa pada 10 OLS, 110 "BT ............................................................................. 27. Korelogram tinggi paras laut data TOPEWERS 2 di Perairan Utara Jawa pada 5 "LS, 110 OBT .....................................................................................
