Analisis pola sebaran dan pengembangan area upwelling di ... · i analisis pola sebaran dan...
88
ANALISIS POLA SEBARAN DAN PERKEMBANGAN AREA UPWELLING DI BAGIAN SELATAN PERAIRAN SELAT MAKASSAR DWI FAJRIYATI INAKU SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011
Transcript of Analisis pola sebaran dan pengembangan area upwelling di ... · i analisis pola sebaran dan...
i
ANALISIS POLA SEBARAN DAN PERKEMBANGAN
AREA UPWELLING DI BAGIAN SELATAN
PERAIRAN SELAT MAKASSAR
DWI FAJRIYATI INAKU
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
ii
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis “Analisis Pola Sebaran dan
Perkembangan Area Upwelling di Bagian Selatan Selat Makassar” adalah karya
saya sendiri dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal
atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun yang tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka
pada bagian akhir tesis ini.
Bogor, September 2011
Dwi Fajriyati Inaku
NIM C552090011
iii
ABSTRACT
DWI FAJRIYATI INAKU. Analysis of Upwelling Distribution and Area
Enlargement in the Southern of Makassar Strait. Supervised by DJISMAN
MANURUNG and I WAYAN NURJAYA.
Waters of the southearn of Makassar Strait is a region which relatively rich
of organic matter because the phenomenon of upwelling along the south east
monsoon. The purpose of this research was to analyze the distribution patterns
and the development of upwelling areas in the southern of Makassar Strait. This
study used chlorophyll-a data and sea surface temperature from level 1 of Modis
image for two years (2009 and 2010). The result showed that phenomenon of
upwelling that occurs in the southern Makassar Strait appears since early June,
the strongest upwelling in August and disapear in October. The upwelling was
indicated by declining of sea surface temperature and increasing of chlorophyll-a
concentration. Analysis of wind direction and speed indicate that the upwelling
occurs in the southern Makassar strait spread to southwest with and estimated
upwelling area around 46000 km2.
Keywords: upwelling, Makassar Strait, chlorophyll-a, sea surface temperature.
iv
RINGKASAN
DWI FAJRIYATI INAKU. Analisis Pola Sebaran dan Perkembangan Area
Upwelling di Bagian Selatan Perairan Selat Makassar. Dibimbing oleh DJISMAN
MANURUNG dan I WAYAN NURJAYA.
Perairan bagian selatan Selat Makassar merupakan kawasan yang relatif
subur bila dibandingkan dengan perairan lainnya di Indonesia. Suburnya perairan
Selat Makassar terjadi sepanjang tahun baik pada musim barat maupun pada
musim timur. Pada musim barat penyuburan terjadi karena adanya run off dari
daratan Kalimantan maupun Sulawesi dalam jumlah besar akibat curah hujan
yang cukup tinggi, sedangkan pada musim timur penyuburan terjadi karena
adanya penaikan massa air (upwelling) di Selat Makassar. Upwelling itu sendiri
mempengaruhi tingkat produktifitas primer di perairan termasuk di perairan Selat
Makassar. Namun, seberapa luas penyebaran dan perkembangan area upwelling
yang terjadi di perairan Selat Makassar pada musim timur ini belum dikaji lebih
lanjut dan mendetail.
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pola sebaran dan pergerakan
area upwelling di bagian selatan Selat MakassarPenelitian ini dilaksanakan pada
bulan Desember 2010 hingga Juni 2011dengan lokasi penelitian berada di bagian
selatan perairan Selat Makassar. . Penelitian ini menggunakan data klorofil dan
suhu permukaan laut (SPL) dari citra Modis level 1 untuk periode tahun 2009 dan
2010 yang didukung dengan data oseanografi dan meteorologi perairan Selat
Makasssar.
Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa fenomena upwelling yang
terjadi di Selat Makassar untuk tahun 2009 dan 2010 mulai terlihat pada awal
bulan Juni yang ditandai dengan menurunnya nilai SPL dan meningkatnya
konsentrasi klorofil-a pada bagian selatan perairan Selat Makassar tepatnya di
bagian selatan Pulau Sulawesi. Fenomena memuncaknya upwelling ini terlihat
pada periode bulan Agustus yang ditunjukkan dengan meluasnya daerah sebaran
upwelling. Perkembangan dari upwelling mulai terlihat melemah sejak bulan
September dan kemudian berakhir pada bulan Oktober yang ditunjukan dengan
naiknya SPL dan menurunnya tingkat konsentrasi klorofil-a. Analisis lapisan
termoklin di lokasi terjadinya upwelling menunjukkan bahwa terjadi perubahan
lapisan termoklin akibat adanya pengangkatan massa air dari lapisan dalam ke
lapisan atas yang membuktikan bahwa bagian selatan Selat Makassar benar terjadi
fenomena upwelling. Analisis arah dan kecepatan pergerakan angin menunjukkan
bahwa upwelling yang terjadi di bagian selatan Selat Makassar menyebar ke arah
barat daya Selat Makassar dengan estimasi daerah luasan upwelling mencapai ±
46000km2.
Kata Kunci: upwelling, Selat Makassar, klorofil-a, suhu permukaan laut.
v
© Hak Cipta milik Institut Pertanian Bogor Tahun 2011
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulisan ini tanpa mencantumkan atau menyebut sumber a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan atau memperbanyak sebagian atau seluruh karya
tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
vi
ANALISIS POLA SEBARAN DAN PERKEMBANGAN
AREA UPWELLING DI BAGIAN SELATAN
PERAIRAN SELAT MAKASSAR
DWI FAJRIYATI INAKU
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Teknologi Kelautan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
vii
Penguji Luar Komisi : Dr. Ir. Jonson Lumban Gaol, M. Si
viii
ix
PRAKATA
Alhamdulillah, puji syukur kepada Allah SWT, atas segala rahmat, berkah
dan karunia-Nya sehingga penulis bisa menyelesaikan tesis yang berjudul
“Analisis Pola Sebaran dan Perkembangan Area Upwelling di bagian selatan
Perairan Selat Makassar”.
Tesis ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada
Mayor Teknologi Kelautan, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Segala upaya telah dilakukan demi tersusunnya tesis ini namun mengingat
keterbatasan kemampuan yang penulis miliki, maka penyusunan tesis ini tentulah
tidak dapat mencapai titik kesempurnaan. Oleh karena itu, kritik dan saran sangat
diharapkan guna perbaikan lebih lanjut.
Akhirnya, dengan segala kerendahan hati penulis persembahkan tesis ini,
walaupun disajikan dalam bentuk yang sederhana namun penulis berharap semoga
tesis ini dapat diterima dan bermanfaat bagi semua pihak.
Bogor, September 2011
Penulis
x
UCAPAN TERIMA KASIH
Dengan selesainya penulisan tesis ini, penulis ingin mengucapkan terima
kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada:
1. Dr. Ir. Djisman Manurung, M.Sc selaku ketua komisi pembimbing dan
Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc selaku anggota komisi pembimbing atas
bimbingan dan saran yang diberikan selama masa penelitian dan penulisan
tesis ini.
2. Dr.Ir.Jonson Lumban Gaol, M.Si sebagai penguji tamu atas masukan dan
sarannya bagi perbaikan tesis ini.
3. Pimpinan dan Staff Lembaga Antariksa dan Penerbangan Nasional
(LAPAN) Stasiun Parepare Sulawesi Selatan yang telah membantu dan
memberikan kemudahan selama pengambilan data.
4. Kedua orang tua, Ayahanda Yasin Inaku dan Ibunda Tuti Nusa atas segala
doa, kasih sayang, dan motivasi yang tak pernah putus hingga detik ini.
5. Beloved sister, Mulyati Inaku beserta kakak ipar Suharto Hasan untuk
cinta, doa, dan motivasinya. Buat dua malaikat kecil Nailah Ayesha Hasan
dan Syauqi Raihan Hasan yang selalu memberi warna indah dalam hidup.
6. Adinda tersayang, Awaluddin Inaku untuk hiburan, doa, dan motivasinya.
7. Risma Marwan beserta keluarga yang telah banyak membantu selama
pengambilan data di Kota Parepare.
8. Dr. Nurjannah Nurdin, S.T, M.Si, kakak sekaligus guru buat penulis atas
segala motivasi dan bimbingannya selama penulis menjalankan studi.
9. Gulam Arafat, teman dan sahabat terbaik yang telah begitu banyak
membantu sejak awal hingga terselesaikannya tesis ini.
10. Iswara Crew (Rina, Weni, 3 Ratih, Uci, Ulfa, Julia, Meta, Fia, Hesti,
Wulan, Jay, Dinda) untuk semua yang telah diberi dan dibagi selama di
tanah perantauan.
11. Keluarga yang senantiasa hangat hingga saat ini, Bapak Mohammad Noor
dan Ibu Siti Zaenab B. atas segala doa dan dukungannya. Tak lupa, buat
Habil Noor, untuk semua kesabaran, pengertian, doa, dan dukungan yang
diberikan, terima kasih telah menjadi penopang terbaik hingga kini.
xi
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Dili pada tanggal 02 Mei 1987, sebagai anak kedua dari tiga
bersaudara pasangan Bapak Yasin Inaku dan Ibu Tuti Nusa. Pendidikan sekolah
dasar diselesaikan di SDN 35 Kota Utara Gorontalo tahun 1998. Selanjutnya
penulis melanjutkan sekolah ke MTS Al-Huda Gorontalo dan lulus tahun 2001.
Pendidikan sekolah menengah atas ditempuh hingga tahun 2004 di SMU Insan
Cendekia Gorontalo. Melalui Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) tahun
2004, penulis kemudian melanjutkan pendidikan Strata-1 di Jurusan Ilmu
Kelautan, Fakultas Ilmu Kelautan dan Perikanan, Universitas Hasanuddin dan
lulus pada tahun 2008.
Sejak tahun 2008 penulis sempat terlibat dan aktif membantu sebagai
asisten di Laboratorium Penginderaan Jauh dan Sistem Informasi Geografis
Jurusan Ilmu Kelautan Universitas Hasanuddin. Pada tahun 2009, penulis
menempuh program Magister pada program studi Teknologi Kelautan di Sekolah
Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor dengan minat Penginderaan Jauh dan
Sistem Informasi Geografis Kelautan. Untuk menyelesaikan studi, penulis
melaksanakan penelitian dan penulisan tesis dengan judul “Analisis Pola Sebaran
dan Perkembangan Area Upwelling di Bagian Selatan Perairan Selat Makassar”
xii
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI .................................................................................................. xii
DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiv
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xv
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xvi
1 PENDAHULUAN .............................................................................. 1
1.1. Latar belakang .......................................................................... 1
1.2. Perunusan Masalah ................................................................... 2
1.3. Kerangka Pmikiran ................................................................... 3
1.4. Tujuan Penelitian ..................................................................... 4
1.5. Manfaat Penelitian ................................................................... 4
2 TINJUAUAN PUSTAKA .................................................................... 5
2.1 Suhu ........................................................................................ 7
2.2 Klorofil-a ................................................................................. 8
2.3 Pola Angin dan Arus ................................................................. 8
2.4 Upwelling .................................................................................. 12
2.5 Sistem Penginderaan Jauh ......................................................... 15
2.6 Satelis MODIS .......................................................................... 16
3 METODE PENELITIAN ..................................................................... 18
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian .................................................. 18
3.2. Alat dan Data ............................................................................. 19
3.3 Jenis dan Metode Pengumpulan Data ........................................ 19
3.3.1 Data Penginderaan Jauh ........................................................... 19
3.3.2 Data Oseanografi ...................................................................... 19
3.3.3 Data Meteorologi ..................................................................... 19
3.4 Pengolahan Data ....................................................................... 19
3.4.1 Data Suhu Permukaan Laut ...................................................... 19
3.4.2 Data Klorofil-a ........................................................................... 20
3.4.3 Pembuatan Kontur SPL dan Klorofil-a .................................... 21
3.5 Data Angin ............................................................................... 21
3.6 Data Curah Hujan ..................................................................... 21
xiii
4 HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 23
4.1 Pola Sebaran Suhu Permukaan Laut (SPL) ............................... 23
4.1.1 Pola Sebaran SPL dan Klorofil-a Secara Spasial ..................... 23
4.1.2 Pola Sebaran SPL dan Klorofil-a Secara Temporal .................. 26
4.2 Pola Sebaran Klorofil-a ........................................................... 27
4.2.1 Pola Sebaran Klorofil-a Secara Spasial...................................... 27
4.2.2 Pola Sebaran Klorofil-a Secara Temporal ................................ 31
4.3 Fluktuasi Upwelling ................................................................. 32
4.4 Faktor-faktor yang Menunjukkan Terjadinya Upwelling ........ 35
4.4.1 Lapisan Termoklin ..................................................................... 36
4.4.2 Curah Hujan ............................................................................. 37
4.5 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Terjadinya Upwelling ...... 38
5 SIMPULAN DAN SARAN ................................................................. 43
5.1 Simpulan ................................................................................... 43
5.2. Saran ......................................................................................... 43
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 44
LAMPIRAN ................................................................................................... 47
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman
1. Spesifikasi kanal-kanal satelit pengamat Bumi MODIS ............................. 17
2. Koefisien kanal 31 dan 32 untuk Modis .................................................... 20
xv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Kerangka penelitian ................................................................................... 4
2. Sirkulasi massa air ..................................................................................... 10
3 Sistem arus lintas Indonesia (ARLINDO) ................................................ 12
4. Mekanisme terjadinya upwelling oleh tikungan tajam garis pantai ........... 13
5. Mekanisme terjadinya upwelling oleh off shore wind................................ 14
6. Mekanisme terjadinya upwelling oleh mid-ridge ocean ............................ 14
7. Peta lokasi penelitian.................................................................................. 18
8. Diagram alir penelitian ............................................................................... 22
9. Pola sebaran SPL secara spasial pada musim barat tahun 2010 ................ 23
10. Pola Sebaran SPL secara spasial pada musim peralihan I tahun 2010 ...... 24
11. Pola sebaran SPL secara spasial pada musim timur tahun 2010 ............... 25
12. Pola sebaran SPL secara spasial pada musim peralihan II tahun 2010 ...... 25
13. Persentase tingkat penyebaran SPL .......................................................... 26
14. Pola sebaran klorofil-a secara spasial pada musim barat tahun 2010 ........ 28
15. Pola sebaran klorofil-a secara spasial pada musim peralihan I 2010 ......... 28
16. Pola sebaran klorofil-a secara spasial pada musim timur tahun 2010 ...... 30
17. Pola sebaran klorofil-a secara spasial pada musim peralihan II 2010 ....... 30
18. Persentase tingkat penyebaran klorofil-a ................................................... 31
19. Fluktuasi upwelling .................................................................................... 32
20. Estimasi luasan penyebaran SPL dan klorofil-a tahun 2009 ..................... 33
21. Estimasi luasan penyebaran SPL dan klorofil-a tahun 2010 ...................... 34
22. Pola sebaran SPL dan klorofil-a bulan Agustus ......................................... 34
23. Profil suhu menegak ................................................................................... 36
24. Jumlah rata-rata curah hujan stasiun Makassar .......................................... 37
25. Pola pergerakan angin pada bulan November-Desember tahun 2010 ....... 39
26. Pola pergerakan angin pada bulan Maret-April tahun 2010 ...................... 39
27. Pola pergerakan angin pada bulan Mei-Agustus tahun 2010 ..................... 40
28. Pola pergerakan angin pada bulan September-Oktober tahun 2010 .......... 41
29. Hubungan pola pergerakan angin dengan SPL dan klorofil-a ................... 41
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Pola pergerakan angin tahun 2009 ............................................................ 47
2. Pola sebaran suhu permukaan laut tahun 2009 ......................................... 49
3. Pola sebaran konsentrasi klorofil-a tahun 2009 ........................................ 55
4. Pola sebaran suhu Permukaan laut tahun 2010 ......................................... 61
5. Pola sebaran konsentrasi klorofil-a tahun 2010 ........................................ 67
1
1 PENDAHULUAN
1.1. Latar belakang
Secara geografis Selat Makassar berbatasan dan berhubungan dengan
Samudera Pasifik di bagian utara melalui Laut Sulawesi dan di bagian selatan
dengan Laut Jawa dan laut Flores, sedangkan bagian barat berbatasan dengan
Pulau Kalimantan dan bagian timur dengan Pulau Sulawesi. Masuknya massa air
bersalinitas rendah dari daratan Pulau Kalimantan dan Sulawesi, serta pertukaran
massa air dari Samudera Pasifik menuju Samudera Hindia melalui Laut Sulawesi,
Laut Flores dan laut Jawa mempengaruhi tingkat produktivitas primer di perairan
Selat Makassar.
Selat Makassar merupakan perairan yang relatif lebih subur bila
dibandingkan dengan perairan lainnya di Indonesia. Suburnya perairan Selat
Makassar terjadi sepanjang tahun baik pada musim barat maupun pada musim
timur. Pada musim barat, tingginya tingkat kesuburan terjadi karena adanya run
off dari daratan Kalimantan maupun Sulawesi dalam jumlah besar akibat curah
hujan yang cukup tinggi, sedangkan pada musim timur penyuburan terjadi karena
adanya penaikan massa air (upwelling) di Selat Makassar (Illahude, 1978).
Illahude (1970) menjelaskan bahwa selama angin musim tenggara (Agustus)
upwelling terjadi secara rutin di Selat Makassar bagian Selatan. Terjadinya
upwelling menyebabkan salinitas tinggi, SPL rendah, densitas tinggi, oksigen
relatif rendah dan fosfat tinggi terutama pada batas bawah dari lapisan homogen.
Beberapa penelitian sebelumnya telah dilakukan untuk mengkaji daerah
upwelling di Selat Makassar. Penelitian diawali dengan penelitian berskala in situ
yaitu penelitian yang dilakukan oleh Wyrtki (1961) dan Illahude (1970)
menunjukkan bahwa terjadi upwelling di bagian selatan perairan Selat Makassar.
Penelitian ini kemudian dilanjutkan oleh Afdal (2004) dan Riyono (2006) dengan
menganalisis sebaran klorofil yang dikaitkan dengan kondisi hidrologi perairan
Selat Makassar dan menemukan adanya peningkatan konsentrasi klorofil di lokasi
yang sama. Penelitian ini kemudian dilanjutkan oleh Munandar (1998) dan
Rosyadi (2011) menggunakan data penginderaan jauh citra NOAA AVHRR dan
SeaWiFS untuk melihat variabilitas suhu dan klorofil-a di perairan Selat
2
Makassar. Yuwono (2010) dan Rasyid (2010) juga menunjukkan adanya
penampakan tingkat produktifitas yang tinggi di selatan perairan Selat Makassar
dengan menggunakan citra satelit MODIS yang kemudian dihubungkan dengan
hasil tangkapan ikan. Semua penelitian tersebut baik yang berskala in situ maupun
dengan menggunakan teknologi peninderaan jauh menunjukkan terjadinya
upwelling dengan dugaan kehadirannya yang terjadi pada periode-periode tertentu
setiap tahunnya. Hal ini menjadi menarik untuk dikaji lebih lanjut, mengingat
fenomena ini sebelumnya telah banyak dikaji namun metode yang digunakan
masih terpisah-pisah dengan batasan area upwelling yang belum jelas karena
daerah yang dikaji tentu tidaklah sempit. Oleh karena itu, poin yang kemudian
menjadi penting untuk dikaji adalah bagaimanakah fenomena upwelling beserta
pola sebarannya ini dapat diamati dengan lebih baik secara spasial maupun
temporal di bagian selatan perairan Selat Makassar dengan menggunakan bantuan
teknologi penginderaan jauh. Hasil dari kajian ini nantinya diharapkan dapat
memberikan informasi secara lengkap dan menyeluruh, karena mengingat
upwelling itu sendiri tentunya sangat berkaitan erat dengan tingkat produktifitas
primer yang ada di suatu kawasan termasuk di perairan Selat Makassar.
1.2. Perumusan masalah
Tingkat produktivitas primer yang tinggi di perairan disebabkan oleh
beberapa hal, salah satunya karena adanya pengkayaan yang disebabkan oleh
proses upwelling. Upwelling sendiri merupakan istilah yang digunakan untuk
peristiwa pengangkatan massa air dari lapisan bawah ke lapisan atas bahkan ada
yang sampai ke lapisan permukaan. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa
perairan Selat Makassar merupakkan salah satu lokasi potensial terjadinya
upwelling
Illahude (1970) menjelaskan bahwa selama angin musim tenggara
(Agustus) upwelling terjadi secara rutin di Selat Makassar bagian Selatan.
Terjadinya upwelling menyebabkan salinitas tinggi, SPL rendah, densitas tinggi,
oksigen relatif rendah dan fosfat tinggi terutama pada batas bawah dari lapisan
homogen. Pada batas atas (lapisan permukaan) efek upwelling tidak begitu jelas.
Kondisi tersebut tergantung pada kekuatan atau intensitas upwelling . Distribusi
3
plankton dan klorofil-a juga menunjukkan pengaruh pada upwelling terhadap
produktivitas perairan Selat Makassar bagian selatan.
Klorofil-a merupakan pigmen penting yang terdapat pada fitoplankton untuk
proses fotosintesis. Klorofil-a juga merupakan salah satu parameter indikator
tingkat kesuburan perairan. Tinggi rendahnya kandungan klorofil-a di laut sangat
dipengaruhi oleh faktor oseanografi perairan seperti arus, suhu, salinitas, nitrat,
dan fosfat (Afdal dan Riyono, 2004). Kandungan nutrien perairan sangat berkaitan
erat dengan konsentrasi klorofil-a dimana semakin tinggi kandungan nutrien
perairan maka semakin tinggi juga konsentrasi klorofil-a. Sebaliknya, di perairan
bebas faktor suhu perairan berhubungan terbalik dengan konsentrasi klorofil-a.
Umumnya pada lokasi upwelling, suhu perairan relatif lebih rendah namun
konsentrasi klorofil-a justru relatif lebih tinggi jika dibandingkan dengan daerah
sekitarnya. Wyrtki (1961) menjelaskan bahwa di pantai barat laut Australia SPL
pada musim barat yaitu 29 0C dan mengalami penurunan menjadi 24
0C pada
musim timur (Juli – Agustus) saat terjadi upwelling.
Adanya perubahan pada beberapa kondisi perairan diantaranya suhu dan
klorofil-a tersebut tentunya dapat dimanfaatkan untuk memantau fenomena
upwelling melalui teknologi penginderaan jauh. Berdasarkan data yang diperoleh
dari teknologi penginderaan jauh ini dapat diketahui nilai sebaran Suhu
Permukaan Laut (SPL) dan konsentasi klorofil-a yang kemudian selanjutnya dapat
digunakan dalam memantau pola sebaran dan perkembangan area upwelling di
bagian selatan perairan Selat Makassar.
1.3. Kerangka pemikiran
Salah satu perairan Indonesia yang memiliki tingkat produktivitas primer
cukup tinggi sepanjang tahunnya adalah Selat Makassar. Hal itu disebabkan oleh
beberapa faktor, salah satunya yaitu karena adanya fenomena upwelling yang
terjadi di bagian selatan Selat Makassar. Berdasarkan beberapa penelitian,
sebelumnya diketahui bahwa perairan Selat Makassar bagian selatan mengalami
fenomena upwelling pada bulan-bulan tertentu di musim timur. Adanya fenomena
ini tentunya menjadi penting untuk diketahui dengan mengkaji pola penyebaran
upwelling secara spasial maupun temporal di bagian selatan perairan di Selat
Makassar. Pola penyebaran spasial dan temporal ini dapat diketahui melalui
4
analisis data penginderaan jauh dengan memanfaatkan data sebaran SPL dan
klorofil-a melalui citra MODIS Level 1 yang merupakan data harian dan memiliki
resolusi spasial 1 km. Data tersebut kemudian dihubungkan dengan data
pendukung berupa data meteorologi dan osenografi bagian selatan perairan Selat
Makassar. Pemanfaatan teknologi penginderaan jauh dengan menggunakan satelit
dianggap tepat karena dapat menjangkau perairan yang luas secara sinoptik.
Gambar 1. Kerangka Pemikiran Penelitian
1.4. Tujuan penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis pola penyebaran dan
perkembangan area upwelling di bagian selatan perairan Selat Makassar.
1.5. Manfaat penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan gambaran tentang pola
penyebaran dan perkembangan area upwelling di bagian selatan perairan Selat
Makassar.
data pendukung data pendukung
Citra Satelit MODIS
Perairan Selat Makassar
Data Oseanografi
Analisis pola sebaran dan perkembangan area
upwelling di bagian selatan perairan
Selat Makassar
Data Meteorologi
Pola Sebaran Suhu
Permukaan Laut
Pola Sebaran
Klorofil-a
5
2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Suhu
Salah satu parameter yang mencirikan massa air di lautan ialah suhu. Suhu
adalah suatu besaran fisika yang menyatakan banyaknya bahang (heat) yang
terkandung dalam suatu benda. Secara alamiah sumber bahang utama adalah sinar
matahari. Pada umumnya perairan yang banyak menerima bahang dari matahari
adalah daerah yang terletak pada lintang rendah dan akan semakin berkurang bila
letaknya semakin mendekati kutub (Weyl, 1970).
Pada lapisan permukaan penyebaran suhu ditentukan oleh banyak faktor,
diantaranya ialah jumlah bahang yang diterima oleh masing-masing tempat, arus-
arus lautan yang membawa bahang dari khatulistiwa ke arah kutub-kutub serta
pengaruh meteorologi seperti angin, penguapan, hujan dan lain-lain. Pada
hakekatnya di daerah tropis terdapat amplitude suhu permukaan yang kecil. Oleh
karena itu, perubahan pada penyebaran suhu vertikal juga kecil, hanya di daerah-
daerah upwelling dapat ditemukan perbedaan yang cukup berarti (Illahude, 1999).
Menurut Ilahude (1999) berdasarkan lapisan kedalaman, penyebaran suhu di
lapisan bawah paras laut (subsurface layer) menunjukkan bahwa adanya pelapisan
yang terdiri atas:
a) Lapisan homogen
Pada daerah tropis, pengadukan ini dapat mencapai kedalaman 50-100 m
dengan suhu berkisar 26-30°C dan gradien tidak lebih dari 0,03°C /m. Lapisan
ini sangat dipengaruhi oleh musim dan letak geografis. Pada Musim Timur,
lapisan ini dapat mencapai 30-40 m dan bertambah dalam pada saat musim
barat, yaitu mencapai 70-90 m sehingga mempengaruhi sirkulasi vertikal dari
perairan.
b) Lapisan termoklin
Lapisan termoklin dapat dibagi menjadi 2 lapisan yaitu lapisan termoklin atas
(main thermocline) dan termoklin bawah (secondary thermocline). Suhu pada
lapisan termoklin atas lebih cepat menurun dibandingkan dengan lapisan
termoklin bawah, yaitu 27°C pada 100 m menjadi 8°C pada kedalaman 300 m
atau rata-rata penurunan suhu dapat mencapai 9,5°C /100 m, sedangkan pada
6
termoklin bawah suhu masih terus turun dari 8°C pada 300 m menjadi 4°C
pada kedalaman 600 m atau rata-rata penurunan mencapai 1,3°C /100 m.
c) Lapisan dalam
Pada lapisan ini suhu turun menjadi sangat lambat dengan gradien suhu hanya
mencapai 0,05°C /100 m, lapisan ini dapat mencapai kedalaman 2500 m. Pada
daerah tropis kisaran suhu di lapisan ini antara 2-4°C.
d) Lapisan dasar
Di lapisan ini suhu biasanya tak berubah lagi hingga ke dasar perairan. Pada
samudera-samudera lepas berarti dari kejelukan 3000 m sampai
5000 m.
Kondisi suhu permukaan umumnya dipengaruhi oleh arus permukaan,
penguapan, curah hujan, suhu udara, kelembaban udara, kecepatan angin, dan
intensitas radiasi matahari. Proses penyinaran dan pemanasan matahari pada
musim barat lebih banyak berada di belahan bumi selatan sehingga suhu berkisar
antara 29-30oC dan di bagian khatulistiwa suhu berkisar antara 27-28
oC. Pada
musim Timur, suhu perairan Indonesia bagian utara akan naik menjadi 28-30oC
dan suhu permukaan di perairan sebelah selatan akan turun menjadi 27-28oC
(Wyrtki, 1961).
Secara alami suhu air permukaan merupakan lapisan hangat karena
mendapat radiasi siang hari. Karena pengaruh angin maka lapisan teratas antara
50–70 m terjadi pengadukan, sehingga di lapisan tersebut terdapat suhu hangat
(sekitar 280C) yang homogen. Oleh sebab itu lapisan ini sering disebut lapisan
homogen. Namun, karena adanya pengaruh arus dan pasang surut, lapisan ini bisa
menjadi lebih tebal lagi. Di perairan dangkal lapisan homogen bisa mencapai
kedalaman hingga ke dasar. Lapisan permukaan laut yang hangat terpisah dari
lapisan dalam yang dingin oleh lapisan tipis dengan perubahan suhu yang cepat
disebut termoklin atau lapisan diskontinuitas suhu. Suhu pada lapisan permukaan
adalah seragam karena percampuran oleh angin dan gelombang sehingga lapisan
ini dikenal sebagai lapisan percampuran (mixed layer).
Illahude (1999) mengemukakan bahwa Suhu Permukaan Laut (SPL) di Selat
Makassar selama musim timur berkisar 28,2-28,7oC dan pada musim barat naik
sebesar 0,8oC dengan suhu sekitar 29,4
oC. Lapisan termoklin utama ditemukan
7
pada 60-300 m dengan suhu menurun dari 27,0oC hingga 10,0
oC dengan gradien
mencapai 0,7oC/m.
2.2. Klorofil-a
Istilah klorofil berasal dari bahasa Yunani yaitu Chloros artinya hijau dan
phyllos artinya daun. Ini diperkenalkan tahun 1818, dimana pigmen tersebut
diekstrak dari tumbuhan dengan menggunakan pelarut organik. Hans Fischer
peneliti klorofil yang memperoleh nobel prize winner pada tahun 1915 berasal
dari Technishe Hochschule, Munich Germany.
Klorofil adalah pigmen pemberi warna hijau pada tumbuhan, alga dan
bakteri fotosintetik. Senyawa ini yang berperan dalam proses fotosintesis
tumbuhan dengan menyerap dan mengubah energi cahaya menjadi energi kimia.
Klorofil-a berkaitan erat dengan produktifitas yang ditunjukkan dengan
besarnya biomassa fitoplankton yang menjadi rantai pertama makanan ikan
pelagis. Menurut Valiela (1984), produktifitas primer perairan pantai melebihi
60% dari produktifitas yang ada di laut.
Laju produktifitas primer di laut juga dipengaruhi oleh sistem angin muson.
Hal ini berhubungan dengan daerah asal dimana massa air diperoleh. Dari sebaran
konsentrasi klorofil-a di perairan Indonesia diperoleh bahwa konsentrasi klorofil-a
tertinggi dijumpai pada muson tenggara, dimana pada saat tersebut terjadi
upwelling di beberapa perairan terutama di perairan Indonesia bagian timur.
Sedangkan klorofil-a terendah dijumpai pada muson barat laut. Pada saat ini di
perairan Indonesia tidak terjadi upwelling dalam skala yang besar sehingga nilai
konsantrasi nutrien di perairan lebih kecil. Nontji (2005) menyatakan bahwa
konsentrasi klorofil-a di perairan Indonesia rata-rata 0,19 mg/m3 selama musim
barat sedangkan 0,21 mg/m3 selama musim timur. Fitoplankton sebagai tumbuhan
yang mengandung pigmen klorofil mampu melaksanakan reaksi fotosintesis
dimana air dan karbondioksida dengan adanya sinar surya dan garam-garam hara
dan menghasilkan senyawa seperti karbohidrat. Karena adanya kemampuan untuk
membentuk zat organik dari zat anorganik maka fitoplankton disebut sebagai
produsen primer. Oleh karena itu kandungan korofil-a dalam perairan merupakan
salah satu indikator tinggi rendahnya kelimpahan fitoplankton atau tingkat
kesuburan suatu perairan (Yamaji, 1966).
8
Laju produktifitas primer lingkungan laut ditentukan oleh bebagai faktor
fisika. Faktor utama yang mengontrol produksi fitoplankton di perairan eutrofik
adalah pencampuran vertikal, penetrasi cahaya di kolom air dan laju tenggelam sel
(fitoplankton) (Gabric and Parslow, 1989). Beberapa penelitian tentang
produktifitas primer dan kaitannya dengan keberadaan massa air mendapatkan
informasi bahwa kedalaman dimana konsentrasi klorofil-a maksimum adalah
bagian atas lapisan termoklin. Lapisan permukaan tercampur memiliki konsentrasi
klorofil-a yang hampir homogen.
Menurut Nybakken (1992), produktifitas primer perairan pantai sepuluh kali
lipat produktifitas perairan lepas pantai. Hal ini disebabkan oleh tingginya kadar
zat hara dalam perairan pantai bila dibandingkan dengan perairan lepas pantai.
Perairan pantai menerima sejumlah unsur-unsur kritis yaitu P dan N dalam bentuk
PO4 dan NO3 melalui run off (aliran air) dari daratan. Zat-zat hara ini menjadi
sumber nutien bagi pertumbuhan dan kelimpahan fitoplankton.
2.3 Pola Angin dan Arus
Letak geografis sangat berperan dalam menentukan pergerakan arus di
perairan Selat Makassar. Dengan letak selat yang memanjang dalam arah utara-
selatan, maka sepanjang tahun arus permukaan tidak mengalami perubahan arah,
yaitu dari utara ke selatan kecuali pada bagian selatan yakni pada daerah
pertemuan antara massa air Laut Jawa, Laut Flores dan perairan Selat Makassar
bagian Selatan.
Hutabarat dan Evans (1985) menyatakan bahwa secara umum gerakan arus
permukaan laut terutama disebabkan oleh adanya angin yang bertiup di atasnya.
Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi arus permukaan laut antara lain:
(1) Bentuk topogafi dasar laut dan pulau-pulau yang ada disekitarnya; (2) Gaya
Coriolis dan Arus Ekman; (3) Perbedaan tekanan air; (4) Arus musiman;
(5)Upwelling dan sinking dan (6) Perbedaan densitas.
Terdapat tiga samudera di permukaan bumi memiliki keterkaitan satu
dengan yang lainnya. Keterkaitan ini membentuk suatu sistem sirkulasi yang unik
(Gambar 2). Sistem ini yang mengedarkan massa air dunia yang dikenal dengan
sirkulasi massa air dunia (the great conveyor belt). Sirkulasi dimulai dari
Samudera Atlantik Utara bagian utara. Adanya proses pendinginan (cooling) dan
9
penguapan (evaporation) menyebabkan densitas massa air ini tinggi sehingga
tenggelam ke lapisan yang dalam membentuk North Atlantic Deep Water
(NADW) atau Air Dalam Atlantik Utara (ADAU) yang mengalir ke Samudera
Atlantik Selatan pada kedalaman 3000 – 4000 m. Ketika sampai di ujung selatan
Samudera Atlantik Selatan, aliran massa air ini akan berbelok ke arah timur
bergabung dengan Arus Antartika. Massa air ini kemudian terus bergerak
memasuki ujung selatan Samudera Hindia kemudian ke timur memasuki ujung
selatan Samudera Pasifik selatan. Pada ujung bagian selatan Samudera Hindia
sebagian aliran berbelok ke utara sampai sekitar khatulistiwa dan naik ke
permukaan. Demikian pula dengan aliran yang sampai ke ujung selatan Samudera
Pasifik Selatan juga berbelok ke utara masuk ke Samudera Pasifik, melewati
khatulistiwa dan naik ke permukaan (Broecker 1997).
Sirkulasi massa air ini disebut sirkulasi massa air dalam, sedangkan sistem
peredaran massa air permukaan dimulai ketika kekosongan yang disebabkan oleh
tenggelamnya massa air di Samudera Atlantik bagian utara diisi oleh massa air
yang berasal dari Samudera Hindia bagian selatan. Selanjutnya kekosongan massa
air di lapisan atas Samudera India akan menyebabkan massa air Samudera Pasifik
mengalir ke Samudera Hindia melalui perairan Indonesia bagian timur yang
dikenal dengan Arus Lintas Indonesia (ARLINDO) atau biasa disebut Indonesian
Seas Throughflow. ARLINDO dianggap sebagai “bocoran” dari massa air di
bagian barat Pasifik tropis menuju ke bagian tenggara Samudera Hindia Tropis
melalui perairan Indonesia.
Menurut Wyrtki (1987), arus-arus permukaan yang melintas di Indonesia
sangat menarik, karena hal ini menunjukkan pertalian yang erat antar arah dan
kekutan arus dan kekuatan dan peralihan musim (monson) di Indonesia. Selain
itu, arus sangat erat dengan proses-proses oseanografi lainnya, antara lain
terjadinya proses upwelling dan downwelling yang terjadi di Laut Banda dan
tempat-tempat lainnya.
10
Gambar 2. Sirkulasi Massa Air (the great conveyor belt) (W. Broecker 1997).
ARLINDO merupakan suatu lintasan penting dalam mentransfer signal
iklim dan anomalinya di seluruh samudera dunia. Sementara bahang dan massa air
dengan salinitas rendah yang dibawa oleh ARLINDO diketahui mempengaruhi
perimbangan kedua parameter pada basin di kedua samudera (Sprintall et al.
2004).
Selat Makassar merupakan perairan yang terletak antara Pulau Kalimantan
dan Pulau Sulawesi. Selat ini berbatasan dengan Laut Sulawesi di sebelah utara
dan dengan Laut Jawa serta Laut Flores di sebelah selatan. Kondisi oseanografi
Selat Makassar ini selain dipengaruhi oleh dinamika oseanografi dalam selat itu
sendiri juga dipengaruhi oleh dinamika oseanografi di luar selat dan keadaan
iklim. Perairan pantai Kalimantan dan perairan sepanjang pantai Sulawesi yang
mengapit Selat Makassar juga berperan terhadap dinamika massa air selat tersebut
(Illahude, 1978).
Pada bulan Mei-November dipengaruhi oleh angin musim dari tenggara,
mencapai puncaknya pada bulan Juni-Agustus dan disebut sebagai musim timur
karena angin bertiup dari timur ke barat. Pada bulan Desember-April dipengaruhi
oleh angin musim dari barat laut, mencapai puncaknya pada bulan Desember-
Februari dan disebut sebagi musim barat karena angin bertiup dari barat ke timur.
Bulan Maret-Mei dan September-November disebut sebagai musim peralihan
11
dimana pada musim ini angin bertiup tidak menentu. Pada setiap awal periode
musim ini, pengaruh angin musim sebelumnya masih kuat (Nontji, 2005).
Pergantian angin muson dari muson barat ke muson timur menimbulkan
berbagai macam pengaruh terhadap sifat perairan Selat Makassar. Selama angin
muson barat berhembus, curah hujan akan meningkat yang berakibat menurunnya
nilai salinitas perairan. Sebaliknya pada muson timur, terjadi peningkatan salinitas
akibat penguapan yang besar, ditambah dengan masuknya massa air yang
bersalinitas tinggi dari Samudra Pasifik melalui Laut Sulawesi dan masuk ke
perairan Selat Makassar (Wyrtki, 1961).
Selain tingkat salinitas, perubahan pada arus permukaanpun terjadi, hal ini
dipengaruhi dengan adanya angin muson. Selama muson timur, massa air dari
Laut Flores bertemu dengan air yang keluar dari Selat Makassar dan mengalir
bersama ke Laut Jawa. Pada muson barat, massa air dari Laut Jawa bertemu
dengan massa air yang keluar dari Selat Makassar dan mengalir bersama ke arah
Laut Flores.
Variabilitas musiman maupun tahunan diakibatkan oleh arah angin yang
berubah mengikuti sistem muson Australia-Asia (Australasia). Transpor
maksimum pada berbagai lokasi seperti Selat Makassar, Selat Lombok, Selat
Ombai, Laut Sawu dan dari Laut Banda ke Samudera India terjadi pada saat
bertiupnya angin muson tenggara antara Juli–September dan minimum saat
muson barat laut antara November–Februari (Meyers et al., 1995; Gordon et al.,
1999; Hautala et al., 2001).
Pada Gambar 3 sistem arus lintas Indonesia menunjukkan adanya aliran
massa air yang mengalir sepanjang tahun dari arah utara ke selatan perairan Selat
Makassar dan juga arus permukaan yang mengalir dari laut Jawa masuk ke Selat
Makassar dan sebagian ke Laut Flores.
12
Gambar 3. Sistem Arus Lintas Indonesia di Perairan Indonesia (Gordon et al.
1996)
2.4 Upwelling
Upwelling didefinisikan sebagai fenomena naiknya massa air yang dingin
dan berat serta kaya zat hara dari lapisan yang lebih dalam ke lapisan atas atau
menuju permukaan. Massa air yang berasal dari lapisan dalam akan menggantikan
kekosongan tempat aliran lapisan permukaan air yang menjauhi pantai (Hutabarat
dan Evans, 1985).
Laut dikenal memiliki stratifikasi massa air secara vertikal yaitu air di
lapisan dalam mempunyai suhu lebih rendah dan zat hara lebih tinggi
dibandingkan di permukaan. Peristiwa upwelling menyebabkan suhu lebih rendah
dan zat hara menjadi lebih tinggi di permukaan. Di daerah upwelling, lapisan
termoklin akan naik, bahkan mungkin mencapai permukaan dan terjadi anomali
suhu rendah di permukaan dibanding sekitarnya (Smith, 1968).
Upwelling yang terjadi di laut lepas sering dijumpai di sepanjang
khatulistiwa dimana angin pasat bertiup sepanjang tahun, menyebabkan daerah
divergen berkembang begitu kuat, sehingga lapisan termoklin bergerak vertikal ke
permukaan. Keadaan pada daerah divergen tersebut menimbulkan “kekosongan”
pada lapisan permukaan yang diisi oleh massa air dari lapisan di bawahnya
(Barnes and Hughes, 1988).
13
Terdapat tiga proses yang menyebabkan yang dapat menyebabkan
terjadinya upwelling. Pertama, ketika terdapat tikungan yang tajam di garis pantai
yang mengakibatkan arus bergerak menjauhi pantai, sehingga terjadi kekosongan
massa air di dekat pantai yang kemudian massa air dalam akan naik mengisi
kekosongan tersebut.
Gambar 4. Mekanisme terjadinya upwelling oleh tikungan tajam garis pantai
(Thurman and Trujillo, 2004)
Kedua, ketika terjadi proses upwelling, dimana upwelling itu sendiri terjadi
karena adanya angin yang berhembus terus menerus dengan kecepatan cukup
besar dan dalam waktu yang cukup lama. Bila angin bertiup ke suatu arah sejajar
dengan garis pantai atau benua, garis pantai berada di sebelah kiri dari angin
untuk Belahan Bumi Utara atau di sebelah kanan dari angin untuk Belahan Bumi
Selatan, maka akibat gaya coriolis (gaya yang timbul akibat perputaran bumi pada
porosnya) massa air yang bergerak sejajar dengan garis pantai akan dibelokkan
arahnya menjauhi garis pantai dengan arah tegak lurus angin ke laut lepas. Angin
menyebabkan air laut menjauhi pantai. Peristiwa tersebut menyebabkan
terbentuknya “ruang kosong” di daerah pantai yang kemudian diisi oleh massa air
di bawahnya dengan cara bergerak vertikal ke permukaan (Wyrtki, 1961).
14
Gambar 5. Mekanisme terjadinya upwelling oleh offshore wind (Thurman and
Trujillo, 2004)
Selain dua kejadian di atas, upwelling juga dapat terjadi bila arus dalam
(deep current) membentur penghalang di dasar laut (mid-ridge ocean) yang
kemudian arus tersebut dibelokkan ke atas menuju permukaan (Barnes dan
Hughes, 1988).
Gambar 6. Mekanisme terjadinya upwelling oleh mid-ridge ocean (Thurman and
Trujillo, 2004)
Upwelling pesisir adalah tipe upwelling yang paling umum diamati. Hal ini
disebabkan oleh gesekan angin (kekuatan angin mendorong di permukaan air)
dalam kombinasi dengan efek rotasi bumi (efek Coriolis). Kedua kekuatan
menghasilkan transportasi air permukaan di arah lepas pantai. Penyimpangan air
permukaan jauh bentuk pantai menyebabkan air permukaan lebih dingin daripada
air bawah permukaan. Kekuatan upwelling tergantung pada karakteristik seperti
kecepatan angin, durasi, fetch, dan arah. Arah angin sangat penting dalam
menentukan apakah upwelling pesisir akan terjadi (Conway, 1997).
15
Menurut Wyrtki (1961), upwelling dapat dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu :
1. Tipe stationer, yaitu bila upwelling terjadi sepanjang tahun meskipun dengan
intensitas yang bervariasi, misalnya upwelling di pantai Peru.
2. Tipe periodic, yaitu bila upwelling yang terjadi hanya selama satu musim saja,
contohnya upwelling di Selat Makassar bagian selatan (Illahude, 1971).
3. Tipe berganti, yaitu upwelling dan sinking terjadi bergantian dalam satu tahun.
Pada satu musim (misalnya musim timur di Indonesia) terjadi upwelling dan
musim berikutnya (musim barat) terjadi sinking. Tipe seperti ini terjadi di Laut
Banda dan laut Arafura.
Menurut Diposaptono (2010), upwelling di bagian selatan perairan Selat
Makassar terjadi pada waktu musim tenggara (Juni – September). Pada saat terjadi
upwelling, salintas permukaan mencapai 34% dan suhu berkisar antara 26,4oC–
27,8oC, kadar plankton dan unsur-unsur fosfat, nitrat dan silikat naik dengan
mencolok, sehingga tingkat produktivitas tinggi.
2.5 Sistem Penginderaan Jauh
Teknologi penginderaan jauh (inderaja) merupakan teknologi yang
digunakan untuk memperoleh informasi tentang obyek, daerah, atau gejala dengan
jalan menganalisis menggunakan kaidah ilmiah terhadap data yang diperoleh
dengan menggunakan alat tanpa kontak langsung terhadap obyek, daerah, atau
gejala yang dikaji (Lillesand dan Kiefer, 1987).
Dalam kaitannya dengan teknologi inderaja, maka segala bentuk informasi
tersebut akan direkam oleh sebuah alat yang dinamakan sensor. Pada sistem
penginderaan jauh, warna air laut menjadi transfer radiasi dalam sistem sinar
matahari ke perairan dan ke sensor satelit. Sensor pada satelit menerima pantulan
radiasi sinar matahari dari permukaan dan kolom perairan. Radiasi sinar matahari
pada saat menuju perairan akan diserap atau dihamburkan oleh awan, molekul
udara, dan aerosol. Sinar matahari yang masuk ke dalam kolom perairan akan
diserap atau dipantulkan oleh partikel-partikel yang ada pada perairan seperti
fitoplankton (Sutrisno,2002).
Karakter utama dari suatu image (citra) dalam penginderaan jauh adalah
adanya rentang panjang gelombang (wavelength band) yang dimilikinya.
Beberapa radiasi yang bisa dideteksi dengan sistem penginderaan jarak jauh
16
seperti radiasi cahaya matahari atau panjang gelombang dari visible dan near
sampai middle infrared, panas atau dari distribusi spasial energi panas yang
dipantulkan permukaan bumi (thermal), serta refleksi gelombang mikro (Susilo,
1997).
2.7 Satelit MODIS
MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) adalah salah
satu instrumen utama yang dibawa Earth Observing System (EOS) Terra satellite,
yang merupakan bagian dari program antariksa Amerika Serikat, National
Aeronautics and Space Administration (NASA). Program ini merupakan program
jangka panjang untuk mengamati, meneliti dan menganalisa lahan, lautan,
atmosfir bumi dan interaksi diantara faktor-faktor ini. Satelit Terra berhasil
diluncurkan pada Desember 1999 dan kemudian disempurnakan dengan satelit
Aqua pada tahun 2002.
MODIS mengamati seluruh permukaan bumi setiap 1-2 hari dengan whisk-
broom scanning imaging radiometer. MODIS dengan lebar view atau tampilan
lebih dari 2300 km menyediakan citra radiasi matahari yang direfleksikan pada
siang hari dan emisi termal 13 siang/malam di seluruh penjuru bumi. Resolusi
spasial MODIS berkisar dari 250-1000 m (Janssen dan Huurneman, 2001).
MODIS mengorbit bumi secara polar (arah utara-selatan) pada ketinggian
705 km dan melewati garis khatulistiwa pada jam 10:30 waktu lokal. Lebar
cakupan lahan pada permukaan bumi setiap putarannya sekitar 2330 km. Pantulan
gelombang elektromagnetik yang diterima sensor MODIS sebanyak 36 band (36
interval panjang gelombang), mulai dari 0,405 sampai 14,385 µm (1
µm=1/1.000.000 meter). Data terkirim dari satelit dengan kecepatan 11 mega byte
setiap detik dengan resolusi radiometrik 12 bit, artinya obyek dapat dideteksi dan
dibedakan sampai 212 (= 4.096) derajat keabuan (grey levels). Satu elemen
citranya pixel (picture element) berukuran 250 m (band 1-2), 500 m (band 3-7)
dan 1.000 m (band 8-36) dalam dunia penginderaan jauh (remote sensing), ini
dikenal dengan resolusi spasial. MODIS dapat mengamati tempat yang sama di
permukaan bumi setiap hari untuk kawasan di atas lintang 30, dan setiap 2 hari
untuk kawasan di bawah lintang 30 termasuk Indonesia.
17
Data yang merupakan produk MODIS untuk perairan mencakup tiga hal
yakni warna perairan, suhu permukaan laut (SPL), dan produktifitas primer
perairan melalui pendeteksian kandungan klorofil. Seluruh produk tersebut sangat
berguna untuk membantu penelitian mengenai sirkulasi lautan, biologi laut, dan
kimia laut termasuk siklus karbon di perairan.
Tabel 1. Spesifikasi Kanal-Kanal Satelit Pengamat Bumi MODIS
Kegunaan Utama Kanal Panjang Gelombang
(nm)
Resolusi Spasial (m)
Darat/Awan/Aerosols Boundaries 1 620-670 250
2 841-876 250
Darat/Awan/Aerosols Properties 3 459-479 500
4 545-565 500
5 1230-1250 500
6 1628-1652 500
7 2105-2155 500
Ocean Color/Fitoplankton/
Biogeokimia
8 405-420 1000
9 438-448 1000
10 483-493 1000
11 526-536 1000
12 546-556 1000
13 662-672 1000
14 673-683 1000
15 743-753 1000
16 862-877 1000
Atmospheric
Water Vapor
17 890-920 1000
18 931-941 1000
19 915-965 1000
Surface/Cloud Temperature 20 3.660-3.840 1000
21 3.929-3.989 1000
22 3.929-3.989 1000
23 4.020-4.080 1000
Atmospheric Temperature 24 4.433-4.498 1000
25 4.482-4.549 1000
Cirrus Clouds Water Vapor 26 1.360-1.390 1000
27 6.535-6.895 1000
28 7.175-7.475 1000
Cloud Properties 29 8.400-8.700 1000
Ozone 30 9.580-9.880 1000
Surface/Cloud Temperature 31 10.780-11.280 1000
32 11.770-12.270 1000
Cloud Top Altitude 33 13.185-13.485 1000
34 13.485-13.785 1000
35 13.785-14.085 1000
36 14.085-14.385 1000
Sumber : Maccherone, 2005.
18
3 METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Desember 2010 hingga Juni 2011
dengan lokasi penelitian yaitu Perairan Selat Makassar pada posisi 01o00'00"–
07o50'07" LS dan posisi 114
o27'96" – 120
o47'35" BT (Gambar 7).
Gambar 7. Peta Lokasi Penelitian
19
3.2 Alat dan Data
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah laptop dengan perangkat
lunak sebagai pendukung dalam pengolahan data, perangkat lunak yang dimaksud
yaitu Microsoft Excel 2007, Modis browser, Modis Project, Envi 4.2, Er Mapper
7.0, Surfer 9.0, Ocean Data View 3.0.1 dan Arc Gis 9.3. Sedangkan bahan yang
digunakan adalah data Suhu Permukaan Laut (SPL) dan data klorofil-a dari citra
MODIS, selain itu digunakan pula data pendukung berupa data oseanografi dan
data meteorologi wilayah Perairan Selat Makassar.
3.3 Jenis dan Metode Pengumpulan Data
3.3.1 Data Penginderaan Jauh
Data yang digunakan dalam penelitian adalah data citra satelit MODIS level
1 dengan resolusi 1 km dalam format HDF (Hierarchical Data Format). Data
sebaran SPL dan Klorofil-a adalah data harian selama dua tahun (2009 – 2010)
dengan citra SPL dan klorofil-a untuk mendapatkan data time series. Pemetaan
pola sebaran SPL dan konsentrasi klorofil-a sebagai data pendukung dilakukan
dengan mendownload data tahun 2009 dan 2010 pada Lembaga Penerbangan dan
Antariksa Nasional Stasiun Parepare Sulawesi Selatan.
3.3.2 Data Oseanografi
Data oseanografi meliputi data profil suhu menegak yang diperoleh dari
World Ocean Database (WOD) untuk bulan yang mewakili musim barat dan
musim timur.
3.3.3 Data Meteorologi
Data meteorologi yang merupakan data sekunder meliputi data curah hujan
yang diperoleh dari World Meteorogical Organization (WMO), kecepatan angin
rata-rata, lamanya hari hujan, dan arah angin yang diperoleh dari Badan
Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG) Pusat Jakarta.
3.4 Pengolahan Data
3.4.1 Data Suhu Permukaan Laut (SPL)
Pengolahan data yang dilakukan dalam penelitian ini adalah dengan cara
mendownload citra SPL MODIS Level 1 wilayah Perairan Selat Makassar. Citra
20
yang ada kemudian dipotong wilayahnya (crooping) dengan menggunakan
perangkat lunak Modis Project. Wilayah yang dipotong adalah wilayah yang
berada pada posisi antara 01o00'00" – 07
o50'07" LS dan posisi 114
o27'96" –
120o47'35" BT. Hasil croopingan diolah dengan menggunakan perangkat lunak
Modis Browser dan keluaran (output) yang diinginkan berupa data ASCII (*.asc)
yang didalamnya terdiri dari variabel bujur, lintang dan nilai estimasi suhu
permukaan Laut (SPL). Ekstraksi data SPL dilakukan dengan menggunakan kanal
31 dan 32 pada Modis dengan menerapkan algoritma Miami Pathfinder (2001):
Modis_SST = c1 + c2*T31 + c3*T31-32 + c4*(sec( - 1)*T31-32
dimana: T31, T32 = Brightness temperatur dari kanal 31 dan kanal 32
= Sudut zenith satelit
Konstanta (c1, c2, c3, danc4) dapat dilihat pada Tabel 2 sebagai berikut :
Tabel 2. Koefisien kanal 31 dan 32 untuk Modis
Koefisien T30-T31 ≤ 0.7 T30-T31 ≥ 0.7
c1 1.11071 1.196099
c2 0.9586865 0.9888366
c3 0.1741229 0.1300626
c4 1.876752 1.627125
3.4.2 Data Klorofil-a
Pengolahan data yang dilakukan dalam penelitian ini adalah dengan cara
mendownload citra klorofil-a MODIS Level 1 wilayah Perairan Selat Makassar.
Citra yang ada kemudian dipotong wilayahnya (crooping) dengan menggunakan
perangkat lunak Modis Project. Wilayah yang dipotong adalah wilayah yang
berada pada posisi antara 01o00'00" – 07
o50'07" LS dan posisi 114
o27'96" –
120o47'35" BT. Hasil croopingan diolah dengan menggunakan perangkat lunak
Modis Browser dan keluaran (output) yang diinginkan berupa data ASCII (*.asc)
yang didalamnya terdiri dari variabel bujur, lintang dan nilai estimasi klorofil-a.
21
Ekstraksi data SPL dilakukan dengan menggunakan kanal 31 dan 32 pada Modis
dengan menerapkan algoritma OC3M O’Reilly et al. (2000):
Ca = 100.283-2.753R+1.457R2+0.659R3-1.403R4
, R = log10(Rrs443>Rrs488/Rrs551)
Dimana: Ca = Konsentrasi klorofil-a (mg/m3)
R = Rasio reflektansi
Rrs = Remote sensing reflectance
3.4.3 Pembuatan Kontur Sebaran SPL dan Klorofil-a
Proses pembuatan garis kontur untuk SPL dan klorofil-a ini dibuat dengan
menggunakan perangkat lunak surfer 9.0 melalui menu countur map dengan cara
mengoverlay kontur-kontur dari setiap citra yang dipilih.
3.4.4 Data Angin
Pengolahan data angin dimulai dengan download data angin dengan format
netcdf (*.nc). Data yang disediakan memiliki resolusi spasial berukuran 1,5° x
1,5° dengan cakupan area global. Data yang digunakan adalah data perwakilan
harian dari setiap bulan untuk tahun 2009 dan 2010 dengan interval 6 jam, yaitu :
Pukul 00:00, 06:00, 12:00, dan 18:00. Selanjutnya dilakukan cropping sesuai
dengan lokasi penelitian dengan perangkat lunak Ocean Data View (ODV).
Proses selanjutnya adalah dengan mengekstrak data berformat (*.nc) dengan
menggunakan ODV menjadi data berformat teks (*.txt). Hasil yang diperoleh
berupa data u-wind at 10 meters [m/s], v-wind at 10 meters [m/s] harian yang
terpilih dari setiap bulan pada tahun 2009 dan 2010 yang mewakili daerah Selat
Makassar. Data bujur, lintang, u-wind at 10 meters [m/s], v-wind at 10 meters
[m/s] dengan format (*.txt) diproses dengan Surfer 9.0 dengan cara grid data
bulanan. Tahap selanjutnya yaitu overlay antara vektor (arah pergerakan angin)
dengan basemap (darat) sehingga menghasilkan tampilan arah pergerakkan angin.
3.4.5 Curah hujan
Data curah hujan diperoleh dari Badan Meteorologi Klimatologi dan
Geofisika (BMKG) Pusat serta dari climate online Berau of Meteorology (BOM).
Data tersebut merupakan jumlah curah hujan (mm) harian yang kemudian dirata-
ratakan menjadi bulanan. Data tersebut kemudian ditampilkan dalam bentuk
diagram dengan menggunakan Microsoft Excel 2007.
22
Gambar 8. Diagram Alir penelitian
Data Satelit
Download Data Citra
Data Pendukung
(meteorologi)
Data Pendukung
(oseanografi) Data Citra
MODIS Level 1
Klorofil-a
SPL
Peta Sebaran Suhu
Permukaan Laut Peta Sebaran
Kolrofil-a
Kontur Konsentrasi
Klorofil-a
Kontur Suhu
Permukaan laut
Curah hujan dan
data angin
Data suhu
Analisis pola sebaran dan
perkembangan area
upwelling di Selat Makassar
23
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pola Sebaran Suhu Permukaan Laut (SPL)
Hasil olahan citra Modis Level 1 yang merupakan data harian dengan
tingkat resolusi spasial yang lebih baik yaitu 1 km dapat menggambarkan dengan
baik pola sebaran SPL baik secara spasial maupun temporal. Analisis citra
dilakukan pada beberapa hari yang terpilih dari setiap bulannya.
4.1.1 Pola Sebaran SPL Secara Spasial
Berdasarkan hasil olahan citra satelit MODIS level 1 terlihat bahwa pola
sebaran SPL secara spasial di Perairan Selat Makassar menunjukkan pola
penyebaran yang berbeda. Namun, walaupun pola tiap bulannya berbeda tapi
secara umum, variabilitas suhu di Perairan Selat Makassar tidak terlalu berbeda
jauh atau nilai yang terlihat relatif homogen. Kisaran suhu yang terlihat berkisar
antara 26-31ºC.
Gambar 9. Pola sebaran SPL secara spasial pada Musim Barat tahun 2010
24
Secara spasial terlihat bahwa pola penyebaran SPL di bagian selatan
Perairan Selat Makassar pada bulan Desember-Februari (Musim Barat)
memperlihatkan penyebaran suhu yang relatif tinggi yaitu berada pada kisaran 29-
31ºC. Kisaran suhu yang relatif tinggi ini masih terlihat pula pada periode bulan
Maret-April (Musim Peralihan I).
Gambar 10. Pola sebaran SPL secara spasial pada Musim Peralihan I tahun 2010
Memasuki awal periode musim timur yaitu bulan Mei mulai terlihat adanya
gejala penurunan suhu di bagian selatan Selat Makassar. Penurunan ini pun
semakin terlihat pada bulan Juni dan Juli yang mengindikasikan adanya gejala
permulaan upwelling. Pada bulan Juli-Agustus fenomena ini semakin terlihat jelas
dengan pola penyebaran suhu yang terstratifikasi dengan jelas secara horizontal di
bagian selatan Selat Makassar (Gambar 11).
Pada periode bulan September-Oktober (Musim Peralihan II) sebaran SPL
menunjukkan bahwa indikasi adanya upwelling mulai melemah yang ditandai
dengan menurunnya luasan daerah upwelling dan naiknya SPL di bagian selatan
Selat Makassar jika dibandingkan dengan periode musim sebelumnya yaitu
Musim Timur.
25
Gambar 11. Pola sebaran SPL secara spasial pada Musim Timur tahun 2010
Gambar 12. Pola sebaran SPL secara spasial pada Musim Peralihan II tahun 2010
Secara umum, fenomena upwelling pada musim timur dan peralihan II
(Gambar 11 dan 12) menunjukkan adanya pola sebaran SPL secara spasial yang
dimulai dari bagian selatan Pulau Sulawesi yang kemudian meluas hingga laut
Laut Flores. Kisaran SPL menurun signikan 2oC hingga mencapai 26.52
oC.
26
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Jun
i
Juli
Agu
stu
s
Sep
tem
ber
Okt
ob
er
28.28.4
27.5-27.9
27-27.4
26.5-26.9
Illahude dan Gordon (1996) menyebutkan bahwa SPL di Selat Makassar
selama musim timur lebih rendah dari pada musim barat. Pada musim barat SPL
mengalami peningkatan sebesar 0.8°C mencapai nilai sekitar 29.4°C. Tingginya
SPL pada musim barat merupakan bagian genangan hangat dari Samudera Pasifik
yang tropis. Pada kedua musim (barat dan timur) SPL di ujung sebelah selatan
Selat Makassar adalah lebih rendah dari pada yang utara. Kecenderungan SPL
lebih dingin secara berlanjut masuk ke Laut Flores dan Laut Banda. Hal tersebut
sesuai dengan penelitian ini, dimana terlihat bahwa pada bulan-bulan yang
termasuk dalam musim timur (Juni-Agustus) yang disajikan pada Gambar 11
terlihat bahwa nilai SPL yang lebih rendah cenderung bergerak ke arah Laut
Flores.
4.1.2 Pola Sebaran SPL Secara Temporal
Nilai SPL pada periode bulan Mei-Agustus (musim timur) berkisar antara
26.5-31.2oC. Kisaran suhu paling rendah yang mencapai hingga 26.5
oC tersebut
ditemukan di bagian selatan Selat Makassar tepatnya di bagian selatan Pulau
Sulawesi. Rendahnya kisaran nilai ini jika dibandingkan dengan bulan-bulan
sebelumnya menunjukkan adanya fenomena upwelling. Menurut Yahya (2000)
bahwa sebaran SPL di Selat Makassar rata-rata berkisar antara 24-30.34°C,
dengan suhu tertinggi ditemukan pada musim peralihan barat-timur, suhu perairan
mengalami penurunan selama musim timur, kemudian meningkat kembali
memasuki musim peralihan timur-barat.
(a) (b)
Gambar 13. Persentase Tingkat Penyebaran SPL pada Beberapa Bulan
Tahun (a) 2009 dan (b) 2010
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Jun
i
Juli
Agu
stu
s
Sep
tem
ber
Okt
ob
er
28.28.4
27.5-27.9
27-27.4
26.5-26.9
27
Selanjutnya berdasarkan hasil analisis persentase tingkat penyebaran SPL
terlihat bahwa secara umum, kejadian upwelling pada tahun 2009 dan 2010
dimulai pada bulan Juni yang terjadi di bagian selatan Selat Makassar dan
mencapai puncaknya pada bulan Agustus. Bulan Agustus memperlihatkan
fenomena meluasnya suhu permukaan laut dengan tingkat nilai yang rendah yang
mengindikasikan semakin memuncak dan meluasnya daerah sebaran upwelling.
4.2. Pola Sebaran Klorofil-a
Hasil olahan citra Modis level 1 untuk menganalisis pola sebaran
konsentrasi klorofil-a menunjukkan hasil yang baik secara spasial dan temporal.
Pemilihan data yang ditampilkan pada analisis ini sama dengan pemilihan data
pada analisis pola penyebaran SPL yaitu dengan memilih perwakilan harian pada
setiap bulan untuk mendapatkan gambaran yang baik tentang pola penyebaran
klorofil di bagian selatan Selat Makassar.
4.2.1 Pola Sebaran Klorofil-a Secara Spasial
Berdasarkan hasil olahan citra Modis level 1 diperoleh pola sebaran
konsentrasi klorofil-a perairan Selat Makassar. Secara spasial, tingkat konsentrasi
klorofil-a terlihat berbeda untuk setiap musim. Pada Musim Barat yaitu pada
periode bulan November-Februari terlihat bahwa tingkat konsentrasi klorofil-a di
perairan Selat Makassar rata-rata lebih rendah jika dibandingkan dengan musim
lainnya. Namun tingkat konsentrasi yang relatif tinggi ditemui di daerah pesisir.
Hal ini diduga karena adanya pengaruh masukan nutrien dari daratan yang
disebabkan oleh tingkat curah hujan yang relatif tinggi pada musim ini sehingga
memberikan kontribusi peningkatan konsentrasi klorofil-a di wilayah pesisir. Pada
periode bulan April-Mei (Musim Peralihan I) pola sebaran konsentrasi klorofil-a
secara spasial rata-rata sama dengan Musim Barat.
28
Gambar 14. Pola sebaran konsentrasi klorofil-a secara spasial pada Musim Barat
II tahun 2010
Gambar 15. Pola sebaran konsentrasi klorofil-a secara spasial pada Musim
Peralihan I Tahun 2010
29
Berdasarkan distribusi spasial konsentrasi klorofil-a pada periode Musim
Timur yaitu terhitung sejak bulan Mei-Agustus terlihat bahwa pada awal Musim
Timur di bulan Mei adanya tanda-tanda peningkatan konsentrasi klorofil-a di
bagian permukaan wilayah selatan Selat Makassar belum terlihat. Konsentrasi
klorofil-a meningkat dengan tingkat konsentrasi yang relatif tinggi mulai terlihat
pada bulan Juni dan maksimum di periode bulan Agustus. Tingginya konsentrasi
klorofil-a pada periode bulan di Musim Timur yang telah diawali dengan
menurunnya SPL di kawasan ini menunjukkan terjadinya upwelling. Hal ini
sesuai dengan Wyrtki (1961) dan Illahude (1978) yang menjelaskan bahwa
upwelling pada daerah ini terjadi pada Musim Timur yaitu bulan Juni-Agustus.
Pada awal Musim Peralihan II yaitu pada bulan September, pola
penyebaran upwelling secara spasial masih terlihat jelas. Akhir Musim Peralihan
II ini (Oktober) diperkirakan sebagai akhir dari fenomena upwelling, ini terlihat
dari penampakan konsentrasi klorofil-a yang mulai menurun kembali di akhir
Musim Peralihan II ini (Gambar 17).
Adanya tingkat konsentrasi klorofil-a yang relatif tinggi pada Musim
Timur dan Peralihan II ini disebabkan oleh meningkatnya unsur hara di bagian
permukaan yang terbawa oleh fenomena upwelling dari lapisan dalam.
Berdasarkan penelitian sebelumnya oleh Wouthuyzen (2002) yang menjelaskan
bahwa kandungan zat hara (fosfat, nitrat, dan klorofil-a) yang tinggi di lapisan
permukaan Selat Makassar yang diindikasikan diakibatkan oleh upwelling masih
ditemukan hingga musim peralihan II pasca Musim Timur. Tingkat konsentrasi
klorofil yang ditemukan berada pada kisaran 0.16-1.41 mg/m3. Hal tersebut sesuai
dengan hasil penelitian ini dimana tingkat konsentrasi klorofil-a yang relatif tinggi
ditemukan di selatan Selat Makassar dengan kisaran nilai sebesar 0.8-1.2 mg/m3
yang menunjukkan terjadinya fenomena upwelling. Pada bulan Juni terlihat bahwa
pola sebaran konsentrasi klorofil yang relatif tinggi masih berada di sekitaran
daerah pesisir khususnya bagian selatan Selat Makassar, sedangkan pada bulan
Juli-Agustus pola penyebarannya mulai terlihat meluas ke arah barat daya pulau
Sulawesi menuju Laut Flores.
30
Gambar 16. Pola sebaran konsentrasi klorofil-a secara spasial pada Musim Timur
tahun 2010
Gambar 17. Pola sebaran konsentrasi klorofil-a secara spasial pada Musim
Peralihan II Tahun 2010
31
4.2.2 Pola Sebaran Klorofil Secara Temporal
Data klorofil-a dari satelit MODIS dipetakan pada bagian selatan Selat
Makassar sehingga diperoleh pola sebaran konsentrasi klorofil-a periode Januari-
Desember 2009 dan 2010. Tingkat konsentrasi klorofil-a yang ditemukan untuk
keseluruhan bulan berada pada kisaran 0.76-1.38 mg/m3.
(a) (b)
Gambar 18. Persentase tingkat penyebaran klorofil-a pada beberapa bulan
tahun (a) 2009 dan (b) 2010
Berdasarkan analisis persentase tingkat penyebaran klorofil-a secara
temporal di bagian selatan Selat Makassar tahun 2009 dan 2010 terlihat bahwa
peningkatan konsentrasi klorofil-a dimulai sejak bulan Juni dimana konsentrasi
klorofil-a mulai naik pada kisaran 0.8-0.9 mg/m3 yang kemudian memuncak pada
bulan Agustus dengan konsentrasi klorofil-a di atas 1.0 mg/m3.
Adanya peningkatan konsentrasi klorofil-a ini terlihat jelas dengan
meluasnya pola penyebaran di bagian selatan Selat Makassar. Hasil ini tidak jauh
berbeda dengan pola penyebaran yang terlihat di tahun 2009 dan ini menunjukkan
bahwa ternyata fenomena upwelling terjadi setiap tahun pada Musim Timur
dengan pola penyebaran yang hampir sama.
0% 20% 40% 60% 80%
100%
Jun
i
Juli
Agu
stu
s
Sep
tem
ber
1.15-1.2
1.0-1.15
0.9-1.0
0.8-0.9 0%
20% 40% 60% 80%
100%
Jun
i
Juli
Agu
stu
s
Sep
tem
ber
1.15-1.2
1.0-1.15
0.9-1.0
0.8-0.9
32
4.3 Fluktuasi Upwelling
Berdasarkan hasil analisis pola penyebaran SPL dan klorofil-a untuk tahun
2009 dan 2010 diketahui bahwa terbentuknya SPL rata-rata dimulai pada bulan
Juni. Menurunnya SPL ini diikuti kemudian dengan meningkatnya konsentrasi
klorofil-a yang menyebar di perairan bagian selatan Selat Makassar. Terbentuknya
SPL untuk tahun 2010 dimulai pada minggu kedua bulan Juni kemudian
memuncak pada minggu kedua Agustus dan berakhir di minggu kedua bulan
Oktober. Terbentuknya SPL di minggu kedua bulan Juni ini diikuti dengan
meningkatnya konsentrasi klorofil-a pada minggu keempat bulan Juni yang
kemudian memuncak pada minggu keempat bulan Agustus dan berakhir di
minggu keempat bulan September.
(a) (b) (c)
Gambar 19. Fluktuasi Upwelling : (a) Awal, (b) Maksimal, (c) Akhir
33
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
I II III IV
0.8-0.9
0.9-1.0
1.0-1.15
1.15-1.2
0
5000
10000
15000
20000
25000
I II III IV
26.5-26.9
27-27.4
27.5-27.9
28.28.4
Fenomena yang terjadi di tahun 2010 tidak jauh berbeda dengan yang
ditemui di tahun 2009. Terbentuknya SPL di tahun 2009 dimulai pada minggu
pertama bulan Juni yang kemudian memuncak di minggu kedua bulan Agustus
dan berakhir di minggu ketiga bulan Oktober. Terbentuknya SPL di minggu
pertama bulan Juni ini diikuti pula dengan meningkatnya konsentrasi klorofil-a
pada minggu ketiga bulan Juni yang kemudian meningkat di minggu ketiga bulan
Agustus dan berakhir pada minggu ketiga bulan September.
Pada saat kejadian upwelling memuncak yaitu di bulan Agustus, pola
penyebaran upwelling terlihat jelas mengarah ke arah barat daya Pulau Sulawesi.
Menurut Rosyadi (2011), penyebaran ini menyebar ke barat daya Pulau Sulawesi
sekitar 330 km. Secara lebih rinci, pola penyebaran ini kemudian dianalisis
perkembangannya tiap bulan sejak terbentuk sampai berakhirnya SPL dan
klorofil-a tersebut untuk mengetahui luasan penyebaran SPL dan klorofil-a yang
kemudian diestimasi sebagai daerah penyebaran upwelling.
Setelah dilakukan analisis pola penyebaran SPL dan klorofil secara bulanan
untuk mengestimasi luasan daerah yang diindikasikan terjadi upwelling,
selanjutnya dilakukan analisis pola penyebaran secara mingguan di bulan Agustus
(Gambar 20 dan 21). Bulan Agustus menjadi bulan yang dipilih karena
berdasarkan analisis variabilitas SPL dan klorofil-a baik secara spasial maupun
temporal diketahui bahwa bulan Agustus merupakan bulan dimana tingkat
penyebaran SPL dan klorofil-a memuncak.
Gambar 20. Estimasi luasan penyebaran SPL dan klorofil-a mingguan bulan
Agustus tahun 2009
Suhu Klorofil-a
34
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
I II III IV
0.8-0.9
0.9-1.0
1.0-1.15
1.15-1.2
0
5000
10000
15000
20000
25000
I II III IV
26.5-26.9
27-27.4
27.5-27.9
28.28.4
Gambar 21. Estimasi luasan penyebaran SPL dan klorofil-a mingguan bulan
Agustus tahun 2010
Berdasarkan analisis pola penyebaran suhu dan klorofil-a terlihat bahwa
memuncaknya fenomena upwelling untuk tahun 2009 yang terjadi di bulan
Agustus dimulai pada minggu kedua, hal ini ditunjukkan dengan semakin
menurunnya SPL pada minggu kedua yang kemudian diikuti dengan
meningkatnya konsentrasi klorofil-a pada minggu ketiga. Hasil ini tidak jauh
berbeda dengan pola penyebaran suhu dan klorofil-a untuk tahun 2010.
Fenomena upwelling mulai memuncak pada minggu kedua Agustus yang
ditunjukkan dengan semakin menurunnya SPL yang diikuti dengan meningkatnya
konsentasi klorofil-a di minggu keempat bulan Agustus.
Gambar 22. Pola sebaran SPL dan klorofil-a bulan Agustus 2010
Suhu Klorofil-a
35
Pola penyebaran dan perkembangan area upwelling yang terjadi di bulan
Agustus menunjukkan bahwa penurunan suhu diikuti dengan peningkatan
konsentrasi klorofil-a. Menurut Valiela (1984), hal ini disebabkan karena
fitoplankton pada suhu rendah dapat mempertahankan konsentrasi pigmen-
pigmen fotosintesis, enzim-enzim dan karbon yang besar. Ini dikarenakan lebih
efisiennya fitoplankton menggunakan cahaya pada suhu rendah dan laju
fotosintesis akan lebih tinggi bila sel-sel fitoplankton dapat menyesuaikan dengan
kondisi yang ada. Selain itu, perubahan laju penggandaan sel hanya pada suhu
tinggi. Perubahan laju penggandaan sel hanya pada suhu yang tinggi karena
tingginya suhu memudahkan terjadinya penyerapan nutrien oleh fitoplankton.
Terjadinya penurunan SPL dan peningkatan konsentrasi klorofil-a diikuti
dengan meluasnya daerah sebaran upwelling untuk tahun 2009 dan 2010.
Meningkatnya total luasan daerah yang diindikasikan merupakan area upwelling
untuk tahun 2009 tidak jauh berbeda dengan tahun 2010 dengan pola penyebaran
mengarah ke arah barat daya dengan estimasi luasan mencapai sekitar ± 46000
km2 (Gambar 22).
4.4 Faktor-faktor yang menunjukkan terjadinya Upwelling
4.4.1 Lapisan Termoklin
Berdasarkan hasil analisis pada sebaran nilai SPL terlihat bahwa secara
umum, kejadian upwelling pada tahun 2009 dan 2010 yang terjadi di bagian
selatan perairan Selat Makassar dimulai pada bulan Juni dan mencapai puncaknya
pada bulan Agustus. Minggu pertama bulan Agustus memperlihatkan fenomena
meluasnya suhu permukaan laut dengan tingkat yang rendah yang
mengindikasikan semakin memuncak dan meluasnya daerah sebaran upwelling.
Indikasinya terjadinya upwelling pada periode Mei-Agustus (Musim Timur)
didukung pula dengan berubahnya lapisan termoklin (Gambar 23).
Data profil suhu menegak bagian selatan perairan selat Makassar
menunjukkan bahwa lapisan termoklin pada Musim Barat dimulai pada
kedalaman 42 m dengan penurunan suhu mulai dari 28oC, sedangkan untuk
Musim Timur data profil suhu pada lokasi upwelling menunjukkan bahwa lapisan
termoklin di bagian selatan Selat Makassar dimulai pada kedalaman 17 m dengan
36
penurunan suhu mulai dari 27oC dan titik non upwelling dimulai pada kedalaman
33 m dengan penurunan suhu mulai 28 o
C. Berdasarkan hasil pengukuran ini
terlihat bahwa lapisan termoklin mengalami perubahan atau kenaikan saat musim
timur (Juni-Agustus) pada titik upwelling, hal ini secara langsung menunjukkan
bahwa pada musim timur terjadi penaikan massa air yang menyebabkan
berubahnya lapisan termoklin. Terjadinya penaikan massa air ini menunjukkan
terjadinya upwelling di Selat Makassar dimana upwelling tersebut menyebabkan
terangkatnya massa air dari lapisan dalam ke lapisan atas.
Gambar 23. Profil suhu menegak (a) Bulan Desember (Musim Barat) (b) Bulan
Agustus (Musim Timur) (Sumber:World Ocean Database, 2005)
(a) (b)
37
4.4.2 Curah Hujan
Data curah hujan yang dipilih adalah data curah hujan lokal untuk wilayah
Makassar, Sulawesi Selatan. Makassar merupakan daerah yang dipilih karena
wilayah ini merupakan wilayah yang paling dekat dengan lokasi yang diteliti
dengan asumsi bahwa curah hujan daerah terdekat lebih besar mempengaruhi
dibandingkan dengan daerah atau wilayah lain di sekitar Selat Makassar.
Berdasarkan analisis data curah hujan untuk rata-rata setiap bulannya terlihat
bahwa pada bulan Desember-Februari (Musim Barat) curah hujan (mm) berkisar
antara 533-734 mm, bulan Maret-April (Musim Peralihan I) berkisar antara 235-
391 mm, bulan Mei-Agustus (Musim Timur) berkisar antara 15-127 mm, dan
bulan September-November (Musim Peralihan II) berkisar antara 32-273 mm.
Pada umumnya jumlah curah hujan maksimum terjadi pada Musim Barat yaitu
pada bulan Januari dan jumlah curah hujan minimum terjadi pada musim timur
yaitu pada bulan Agustus (Gambar 24). Hal tersebut sesuai dengan Wyrtki (1961)
bahwa adanya fluktuasi jumlah curah hujan bulanan diakibatkan karena adanya
perbedaan pola angin yang terjadi di Indonesia. Pada Musim Barat, angin
membawa banyak uap air karena angin berasal dari Samudera Pasifik sehingga
menyebabkan curah hujan menjadi tinggi sedangkan pada Musim Timur angin
membawa sedikit uap air karena angin berasal dari daratan Australia sehingga
curah hujan menjadi rendah.
Gambar 24. Jumlah rata-rata curah hujan bulanan Stasiun Makassar
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sept Okt Nov Des
27 26 23 20 17 8 4 2 4 7 24 25
Jumlah Total Rata-rata Curah Hujan (mm) Jumlah Rata-rata Hari Hujan
38
Hasil rata-rata curah hujan ini jika dibandingkan dengan tingkat
konsentrasi klorofil-a, maka dapat dilihat bahwa jumlah curah hujan tidak
mempengaruhi tingkat konsentrasi klorofil-a yang tersebar di bagian selatan Selat
Makassar. Pada bulan Agustus meskipun curah hujan rendah namun tingkat
konsentrasi klorofil-a tetap tinggi, ini secara langsung menunjukkan bahwa
meningkatnya konsentrasi klorofil-a di bagian selatan Selat Makassar bukan
dipengaruhi oleh masukan nutrien dari daratan tapi karena adanya fenomena
upwelling.
4.5 Faktor yang mempengaruhi Upwelling
Illahude (1970) menyatakan bahwa upwelling di bagian selatan Selat
Makassar berlangsung selama Musim Timur (Juni-September). Fenomena
upwelling tersebut disebabkan oleh dua faktor yaitu sirkulasi massa air dan arah
angin. Untuk sirkulasi massa air, pada Musim Timur arus dari utara Selat
Makassar bertemu dengan massa air yang datang dari Laut Flores di selatan Selat
Makassar dan mengalir menuju Laut Jawa, sehingga terjadi kekosongan massa air
di daerah selatan Selat Makassar. Kekosongan ini akan diisi oleh massa air di
bawahnya yang memiliki suhu dan oksigen terlarut yang rendah serta nilai
salinitas, fosfat, nitrat, dan silikat yang tinggi (Illahude, 1970, 1978; Wyrtki,
1961).
Faktor kedua yang mempengaruhi upwelling selain sirkulasi massa air
adalah angin. Angin terjadi karena adanya perbedaan tekanan udara yang
merupakan hasil dari pengaruh ketidakseimbangan pemanasan sinar matahari
terhadap tempat-tempat yang berada di permukaan bumi. Berdasarkan Brown et
al. (2004) angin bertiup dari daerah yang memiliki tekanan tinggi menuju daerah
yang bertekanan rendah. Pola pergerakan angin di Indonesia pada umumnya
mengikuti pergerakan musim. Setiap musim memiliki arah pergerakan angin yang
berbeda-beda.
Pada bulan Desember-Februari (Musim Barat) pada tahun 2010 angin di
selatan Selat Makassar dominan bergerak dari barat dan barat laut dengan
kecepatan rata-rata 2.1 m/s dan maksimun 3.98 m/s. Pada bulan Maret-April
39
(Musim Peralihan I) pola pergerakan angin berasal dari utara (Maret) dan dari
timur (April) dengan kecepatan rata-rata 2.08 m/s dan maksimum 3.5 m/s.
Gambar 25. Pola Pergerakan Angin pada Bulan November-Februari 2010
Gambar 26. Pola Pergerakan Angin pada Bulan Maret-April 2010
40
Pola pergerakan angin pada bulan Mei-Agustus (Musim Timur) bergerak
dari tenggara dengan kecepatan rata-rata lebih tinggi yaitu 4.23 m/s dan
maksimum 6.41 m/s. Arah angin yang berasal dari tenggara pada musim timur ini
yang kemudian didukung dengan pergerakan aliran massa air dari arah utara ke
selatan Selat Makassar mengakibatkan Ekman Transport bergerak menuju barat
daya (menjauhi pantai selatan Sulawesi). Hal ini mengakibatkan kekosongan
massa air laut di permukaan dan diikuti dengan pengisian massa air laut dari
kedalaman untuk mencapai keseimbangan permukaan air. Proses ini
mengakibatkan terjadinya upwelling yang membawa unsur hara lebih banyak,
salinitas lebih tinggi, dan suhu air laut lebih rendah. Pada Bulan September-
November (Musim Peralihan II) terlihat bahwa pola pergerakan angin masih
bergerak dari arah tenggara seperti yang terjadi pada bulan-bulan di periode
Musim Timur.
Gambar 27. Pola Pergerakan Angin pada Bulan Mei-Agustus 2010
41
Gambar 28. Pola Pergerakan Angin pada Bulan September-Oktober 2010
Selain pola pergerakan angin, kecepatan angin juga ikut mempengaruhi
pola penyebaran upwelling pada bagian selatan Selat Makassar. Pola pergerakan
angin terlihat mulai berubah sejak bulan April, namun perubahan ini tidak
langsung diikuti dengan bergeraknya massa air di permukaan dan terangkatnya
massa air dari bagian dalam ke bagian permukaan (Ekman Transport). Hal ini
disebabkan oleh adanya perbedaan pada tingkat kecepatan angin.
Gambar 29. Hubungan pola pergerakan angin dengan penurunan SPL dan
peningkatan konsentrasi klorofil-a.
42
Pola pergerakan angin mulai berubah sejak bulan April namun tingkat
kecepatan yang ada masih rendah yaitu 3.25 m/s seperti bulan sebelumnya
sehingga belum cukup kuat untuk mendukung terjadinya Ekman Transport.
Kecepatan angin mulai terlihat meningkat pada bulan Mei yaitu mencapai 6.39
m/s, kecepatan angin yang kuat di bulan Mei ini yang kemudian menyebabkan
terdorongnya massa air di bagian permukaan yang kemudian diikuti dengan
naiknya massa air dari bagian dalam hingga mencapai ke permukaan. Proses ini
berlanjut secara terus menerus dan mulai nampak jelas fenomenanya di minggu
kedua bulan Juni yang ditandai dengan penurunan SPL dan diikuti dengan
peningkatan konsentrasi klorofil-a pada minggu keempat bulan Juni (Gambar 29).
43
5. SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan
Simpulan yang dapat diperoleh dari penelitian ini yaitu pola penyebaran
upwelling pada musim timur dimulai pada bulan Juni untuk setiap tahun 2009 dan
2010 dan memuncak di bulan Agustus serta berakhir pada bulan Oktober. Selain
itu, berdasarkan pola distribusi spasial SPL dan konsentrasi klorofil-a di selatan
perairan Selat Makassar pada musim timur, diketahui bahwa pola penyebarannya
bergerak ke arah barat daya dengan total estimasi luasan sekitar ± 46000 km2.
5.2 Saran
Perlu dilakukan penenlitian lebih lanjut dengan pengambilan data harian
dari citra serta data lapangan yang lebih lengkap untuk setiap bulannya terutama
pada saat terjadi upwelling sehingga dapat diketahui dengan pasti tanggal dan hari
terjadinya fenomena upwelling. Selain itu, sebaiknya dilakukan pengambilan data
oseanografi yang tidak jauh berbeda dengan tanggal perekaman citra sehingga
hasil yang diperoleh lebih akurat.
44
DAFTAR PUSTAKA
Afdal dan S.H. Riyono. 2004. Sebaran Klorofil-a Kaitannya dengan Kondisi
Hidrologi di Selat Makassar. Oseanologi dan Limnologi di Indonesia. 36 :
69-82.
Barnes, R. S. K. And R.N. Hughes. 1988. An introduction to Marine Ecology. 2nd
Edition. Blokwell Scientific Publication. 35p.
Broecker, W. S. 1991. The Great Conveyor Belt. Oceanography., 4, 79–89.
[1.2,2.1,4.7].
Conway, E.D. 1997. An Introduction to Satellite Image Interpretation. The Johns
Hopkins University. Baltimore and London. 242 hlm.
Diposaptono, S. 2009. Karakteristik Laut Pada Kota Pantai. Departemen Kelautan
Perikanan. Jakarta.
Duxbury, A. C, and A. Duxbury. 1994. Introduction to that World;s Ocean. Wm.
Brown Publishers. Dubuque. Iowa.
Ffield, A. and A. Gordon. 1992. Vertical Mixing on the Indonesian thermocline,
J. Physics Oceanography., 22:184-195.
Gabric, A. J. and J. Parslow. 1989. Effect of Physical Factors on The Vertical
distribution of Phytoplankton in Eutrophic Coastal Waters. Aust. J. Mar.
Fresw. Res. 189 (40): 559-569.
Gordon, A. L. and R. A. Fine. 1996. Pathways of Water between the Pasific and
Indian Oceans in the Indonesian Seas. 379.
Gordon, A. L., R.D. Susanto, and F. Ami. 1999. Throughflow within Makassar. J.
Geophys. Res. Lett. 26 (21): 3325-3328.
Hautalla, S. L., J. Sprintall, J. Potemra, A. G. Illahude, J. C. Chong. W. Pandoe
and N Bray. 2001. Velocity Structure and Transport of Indonesian
Throughflow in The Major Strait Restricting Flow into The Indian Ocean.
J. Geophys. Res. 106: 19527-19546.
Hutabarat, S. dan S. M Evans. 1985. Pengantar Oseanography. Universitas
Indonesia Press. Jakarta. 159 hal.
Illahude A. G. 1970. On The Occurance of Upwelling in Southern Makassar
Strait. Marine Research in Indonesia. 10: 81-107.
Illahude A. G. 1978. On The Effecting The Productivity of The Southern
Makassar Strait. Marine Research in Indonesia. 21: 81-107.
Illahude, A. G. 1999. Pengantar Oseanografi Fisik. Pusat Penelitian dan
Pengembangan Oseanografi. LIPI. Jakarta.
45
Janssen, L. F. L. and Huurneman C. G. 2001. Principles of Remote Sensing. ITC
Educational Texbooks Series. ITC, Enshede.
King, C. A. M. 1963. An Introduction to Oceanography. Mc Graw-Hill Books
Company, Inc. New York. 337 p.
Laevastu T and I Hela. 1970. Fisheries Oceanography. New Ocean Enviromental
Services. Fishing News Books Ltd. London. 238 p.
Lillesand T.M., Kiefer, R.W. 1987. Remote Sensing and Image Interpretation.
Second Edition. Canada
Maccherone, B. 2005. About MODIS. http://modis.gsfc.nasa.gov [akses tanggal
20 Desember 2010].
Meyers, G., R.J. Balley and A.P Worby, 1995. Geostrophic Transport of
Indonesian Throughflow. Deep Sea Res. Part 1, 42: 1163-1174.
Munandar, A. 1998. Pemanfaatan Data Penginderaan Jauh Satelit
NOAA/AVHRR untuk Pendugaan Upwelling di Perairan Selatan Selat
Makassar Tahun 1994-1996. Skripsi. Institut Pertanian Bogor. Hal : 102.
Nontji A. 2005. Laut Nusantara. Cetakan ketiga. Penerbit Djambatan. Jakarta.
Hal: 368
Nybakken dan James W. 1992. Biologi Laut. Suatu Pendekatan Ekologi
(Terjemahan: Moh. Eidman dan Kuesoebiono). PT. Gramedia. Jakarta. 459
hlm.
Rasyid, A. 2009. Distribusi Klorofil-a pada Musim Peralihan Barat-Timur di
Perairan Spermonde Propinsi Sulawesi Selatan.
Rosyadi, N. 2011. Variabilitas Suhu Permukaan Laut dan Konsentrasi Klorofil-a
di Bagian Selatan Selat Makassar. Skripsi. Institut Pertanian Bogor. Hal :
63.
Riyono, S. H. 2006. Klorofil Fitoplankton dan Produktivitas Primer. Warta
Oseanografi 20 (1) : 16-18.
Ross, D. A. 1970. Introduction to Oceanography. Meredith Corporation. New
York. 384 p.
Smith, R.L., 1968. Upwelling. Oceanography and Marine Biology. An annual
review. Scotland.
Sprintall, J., A. L. Gordon, S. Wuffels, A.Ffield, and R. Molcard. 2004.
INSTANT; A New International array to Measure the Indonesian
Throughflow. EOS 85(39). 363-376.
Susilo S. B. 1997. Penginderaan Jauh Warna Air Laut (Ocean Color Remote
Sensing) Makalah Ilmiah. Fakultas Perikanan, Institut Pertanian Bogor. 23
hlm.
46
Sutrisno, Dewayani. 2002. Fenomena Alam dan Perkembangan Teknologi
Penginderaan Jauh. [email protected]. [akses tanggal 18
Desember 2010].
Thurman, H. V. and A. P. Trujillo. 2004. Introductory Oceanography. Pearson
Prentice Hall. New Jersey. 608 hlm.
Valiela, I. 1984. Marine Ecological Processes. Library of Congress Catalogy in
Pulication Data. New York.
Weyl, P. K. 1970. Oceanography: An Introduction to Marine Environment. John
Wiley and Son Inc.
Wyrtki, K. 1961. Physical Oseanography of The Southeast Asian Waters. Naga
Report. Vol 2. Scripps Institution of Oceanography. The University of
California. La Jolla. California. 195 p.
Wyrtki, K. 1987. Indonesian Throughtflow and The associated Pessure Gradient.
J. Geophys. Res. (92) C12: 12941-12946.
Yahya, M. 2000. Hubungan Karakteristik Fisika-Kimia Laut dengan Produksi
Hasil Tangkapan Ikan Terbang (Cypsilurus sp) di Selat Makassar. Program
Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Hal : 51 – 57.
Yamaji I. 1966. Illustrations of the Marine Plankton of Japan. Japan. 192 p.
Yuwono, V. 2010. Analisis Spasial dan Temporal Suhu Permukaan Laut dan
Klorofil-a dari Citra Aqua Modis dengan Hasil Tangkapan Ikan di Perairan
Selat Makassar. Tesis. Institut Pertanian Bogor. Hal : 37.
47
Lampiran 1. Pola Pergerakan Angin Tahun 2009
48
Lanjutan
49
Lampiran 2. Pola sebaran suhu permukaan laut tahun 2009
50
Lanjutan
51
Lanjutan
52
Lanjutan
53
Lanjutan
54
Lanjutan
55
Lampiran 3. Pola sebaran konsentrasi klorofil-a tahun 2009
56
Lanjutan
57
Lanjutan
58
Lanjutan
59
Lanjutan
60
Lanjutan
61
Lampiran 4. Pola sebaran suhu permukaan laut tahun 2010
62
Lanjutan
63
Lanjutan
64
Lanjutan
65
Lanjutan
66
Lanjutan
67
Lampiran 5. Pola sebaran konsentrasi klorofil-a tahun 2010
68
Lanjutan
69
Lanjutan
70
Lanjutan
71
Lanjutan
72
Lanjutan
