Kuliah- PO

download Kuliah- PO

of 33

Transcript of Kuliah- PO

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    1/33

    PENGANTAROSEANOGRAFI

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    2/33

    SIFAT-SIFAT FISIS DAN KIMIAWI AIR LAUT

    Molekul air tawar terdiri dari dua atom H+dan satu atom O=.

    Struktur molekul air tawar (H2O) unik, dimana sudut antaraatom H+dan atom O=adalah 105o.

    Karena struktur molekul H2O demikian, maka molekul air

    ersi!at bipolar (mem"un#ai dua kutu).

    $tom H+dan O=diikat oleh suatu ikatan kimia #an% diseutikatan ko&alen (covalent bond).

    'katan ko&alen ini terentuk den%an ara salin% tera%ielektron antara aton H+ dan atom O=.

    ia" atom H+era%i elektron tun%%aln#a den%an atom O=,dan atom O=era%i satu elektronn#a den%an tia" atom H+.

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    3/33

    Karena sifat anomali air adalah bipolar, maka

    molekul air akan menyatu dengan molekul air

    yang lain oleh suatu ikatan yang disebut

    ikatan hidrogen(hydrogen bond).

    'katan hidro%en ini memuat airmem"un#ai kapasitas panas #an%tin%%idiandin%kan *at #an% lain.Ka"asitas "anas air = 1 al%o

    Zat (Materi) Cal/g/oC

    AcetonAlumuniumAmonia

    TembagaAlkoholTimahHgPerakAir

    0,510,220,1

    0,0!0,20,00,00,0"1,0

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    4/33

    'katan hidro%en ini memuat air mem"un#ai kapasitas panas#an% tin%%i

    kapasitas panas dide!inisikan sea%ai -umlah "anas #an% di"erlukan untukmen%uah tem"eratur suatu enda seesar 10.

    ada "emanasan air, kehadiran ikatan hidro%en ==/ "anas #an% dierikan"ada air ukan ter"akai untuk men%%erakkan molekul air, teta"i disera" olehikatan hidro%en.

    Setelah ikatan hidro%en rusak, maka "enamahan "anas akan menin%katkan%erakan molekul air. enin%katan %erakan molekul air itulah #an% diukur

    sea%ai "enin%katan tem"eratur oleh termometer. in%%in#a titik didih airmen#eakan air da"at men#era" "anas dalam -umlah esar.

    Kita di "antai "ada sian% hari dan memasukkan satu kaki ke air lautsedan% kaki #an% satun#a teta" erada di atas "asir.

    a%aimana kaki #an% di air dan a%aimana #an% di "asirSamasama menerima ener%i "anas dari sinar matahari dalam -umlah#an% sama

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    5/33

    $"a konsekuensi dari ka"asitas "anas air #an% tin%%i

    3an%e (kisaran) suhu air laut -auh leih keil dari"ada ran%e suhu udara.

    ontoh4

    3an%e suhu air laut42 o sd 0 o 6 2 o di $ntartika3an%e suhu udara450 o sd 50 o 6 50 o di $ntartika dan 50 o di %urun "asir

    Ka"asitas "anas air #an% tin%%i er"eran dalam "ementukan an%in darat danan%in laut serta an%in musim (monsun).

    ada sian% hari di laut tekanann#a leih tin%%i, di darat leih rendah (leih "anas )

    sehin%%a timul an%in laut #an% men%alir dari laut ke darat atau men%alir daritekanan tin%%i ke tekanan #an% leih rendah.("rosesn#a diawali dari ka"asitas air #an% leih tin%%i). Karena ka"asitas "anas air#an% tin%%i, maka "eruahan suhu laut atau danau erlan%sun% seara "erlahandan memuat suhu "ermukaan umi stail.

    So what.

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    6/33

    S'7$S'7$ 7'S'S $'3 8$9

    S9H9

    S$8':'$S

    mengidentifikasi massa air laut dan

    mempelajari gerakan air laut

    erlu diketahui

    distriusi s"asial (hori*ontal, &ertikal)

    tem"oral (harian, musim, tahunan)

    si!atsi!at !isiskimiawi air laut

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    7/33

    S!h!

    Men#atakan han%at atau din%inn#a suatu o#ek

    an#ak "roses !isika di laut san%at di"en%ahi suhu

    ;i dalam !isika dikenal suhu asolut den%an unit K (Kel&in)

    Suhu skala asolut () dalam K erhuun%an den%an suhuskala "raktis (t) dalam elsius ()4

    t

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    8/33

    S"#a$an %o$i&onta'(

    Searan suhu "ermukaan laut umumn#a *onal dalam arti tidak an#ak "eruahan"ada arah arattimur

    eredaan suhu terutama4 "eredaan keseiman%an ahan%4 heat %ain di daerahekuator (terhan%at) dan heat loss di daerah kutu (terdin%in)

    "eredaan suhu sisi timurdan sisi arat dari lautan

    "ada lintan% #an% sama,terutama el umi 9tara(9).

    ;ari lintan% ?0o ke arahe@uator, massa air enderun%

    leih han%at di sisi aratdiandin% sisi timur.

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    9/33

    S"#a$an )"$tika' s!h! *i 'a!t t"$#!ka

    ro!il mene%ak49ntuk daerah tro"is dan lintan% sedan%, terentuk ti%a la"isan

    Mixed surface layers (la"isan "ermukaan teram"ur), den%an suhu #an% ham"irsama den%an "ermukaan. eru"a la"isan ti"is #an% terentuk akiat "eram"uranoleh an%in dan intensitas %eloman% "eah.

    60 40 20 0 2040 60

    mixedlayer

    termocline

    deeplayer

    Thermocline(ermoklin)

    ;ee" homo%enous la#ers (8a"isan dalam homo%en)

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    10/33

    Aertial Struture o! em"erature

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    11/33

    Mixed layer

    termocline

    ToC

    h(m) h (m)

    ToC

    a b

    Bamar ;istriusi suhu &ertikal a. -ika tidak ada an%in . -ika ada an%in

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    12/33

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    13/33

    r 5. Growth and decay of the seasonal thermocline from o!ember "#$# tomber "##0 at the &erm'da tlantic Timeseries %tation (bats) at *"+$. 64+".,+

    ere collected by the &erm'da &iolo.ical %tation for /esearch 1nc+ ote thatre in decibars is nearly the same as depth in meters

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    14/33

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    15/33

    Komposisi Air Laut dan Salinitas

    %alinitas men'n'33an banya3nya (.ram) atat terlar't dalam (sat')3ilo.ram air la't dimana dian..ap sem'a 3arbonat telah di'bah menadio3sida dan 'ns'r &romida (&r) 1odi'm (1) di.anti oleh 5lorida (Cl) dansem'a bahan or.ani3 telah dio3sidasi secara semp'rna

    Laut terbuka : 34 - 38 ooo, rata-rata 35ooo35 gram garam terlarut dalam kg

    air laut.

    !ada perairan yang terapit daratansalinitas rendah, sedangkan pada

    daerah kering "arid#salinitas tinggi "Laguna $adre di %e&as, '()#

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    16/33

    +a$a ,an t"$t!a( itrasi l, karena salinitas seara lan%sun% "ro"orsionalden%an hlorine di dalam air laut, and chlorineda"at diukur seara akurat den%ananalisis kimia #an% sederhana den%an silver nitrate, dimana larutan potassiumchromate digunakan sebagai indikator

    Huun%an #an% linier antara hloronitas dan Salinitas4 S ooo / 0.010 2 3.4050 +'

    ooo

    Ka$"na 6"to*" #a$! *it"6!kan7 6aka 8a$a *iatas t"$n,ata k!$an ak!$atada 1CD? 9:ESO dan or%anisasi internasional or%ani*ations menu%askan aJoint

    Paneluntuk menentukan salitas #an% leih akurat. ahun 1CDD direkomendasikan

    huun%an4 S= 1F0D.55 G l(ooo)

    Sa'initas #"$*asa$kan kon*!kti9itasSaat huun%an diatas mulai di%unakan, oceanographersmulai men%%unakan

    kondukti!itas untuk menentukan salinitas. ara ini leih akurat dan relati! leihmudah diandin% analisis kimia untuk menentukan hlorinitas.oint anel merekomendasikan "enentuan salinitas melalui kondukti!itas air laut4

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    17/33

    S = - 0.0FC CD + 2F.2C> 2CR15+ 12.F0F 2R2

    15- 10.D>F DCR

    15+ 5.CFD 2?R?

    15

    - 1.2 11R515R15= C(S, 15, 0)C(5, 15, 0)

    dimana

    (S, 15, 0) adalah kondukti!itas ontoh air laut "ada suhu 15o dan "adatekanan atmos!ir and atmos!ir,S ditentukan den%an rumus (I), dan(5, 15, 0) adalah kondukti!itas air laut standar Jo"enha%en.

    3umus diatas ukan de!inisi aru dari salinitas, teta"i han#a men#atakan hlorinitas sea%ai

    !un%si kondukti!itas air laut relati! terhada" air laut standard.

    Ska'a p$aktis sa'initas :P$a8ti8a' Sa'init, S8a'"; 30, alat "en%ukur kondukti!itas #an% akurat #an% da"at dio"erasikan darika"al telah dikeman%kan.

    erlu men%e&aluasi ulan% salinitas, sehin%%aJoint Panel merekomendasikan tahun 1C>F

    ahwa salinitas ditentukan han#a den%an mendasarkan kondukti!itas sehin%%a kaitan den%anhlorinitas tidak di"erlukan la%i.Semua ontoh air laut den%an rasio kondukti!itas #an% sama mem"un#ai salinitas #an% sama-u%a.

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    18/33

    actical Salinity Scaleof "#$ memp'nyai de7nisi8

    C(KCl, T, 0) is the cond'cti!ity of the standard potassi'm chloride (5Cl)sol'tion at temperat're T and standard atmospheric press're+

    The standard 5Cl sol'tion contains a mass of *2.4*96 .rams of 5Cl in amass of ".000 000 3. of sol'tion+

    %:0+00$0 ; 0+"6#2 5"9

    "

    L"wis :3

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    19/33

    !engaruh dari garam-garam yang larut di dalam air laut :

    Kapasitas panas air berkurang 4 *

    'ntuk menaikkan suhu gr air laut di sekitar o + hanya diperlukan , /al.

    0aram-garam yang larut mengganggu jaringan kerja "net1ork# dari ikatan

    hidrogen di dalam air yang mengakibatkan titik beku air laut lebih ke/il dari titik

    beku air murni " 2 + #.

    (ebagai /ontoh air laut dengan ( 35 *o mempunyai nilai titik beku ,o+

    0aram-garam yang larut di dalam air laut /enderung menarik molekul air sehinggaair laut lebih lambat menguap daripada air ta1ar.

    %ekanan osmosis bertambah dengan bertambahnya salinitas.

    +atatan: tekanan osmosis adalah tekanan yang dilakukan pada membran biologis

    biota laut bila salinitas lingkungan berbeda dari salinitas di dalam sel biota laut.

    %ekanan smosis merupakan faktor kun/i dalam transmisi air ke dalam ataukeluar sel.

    Keem"at si!atsi!at diatas er&ariasi den%an salinitas. Si!atsi!at ini diseut sea%aisi9at Ko'iati9 :Colligative Properties;.

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    20/33

    0aram-garam yang larut didalam air laut, dapat dibagi dalam 6 kelompok, yaitu : 'nsur-unsur atau komponen utama. 'nsur-unsur atau komponen minor 7 tra/e elemen

    Komponen utama meliputi * dari at yang larut di dalam air laut, sedangkankomponen minor 7 tra/e elemen meliputi *.

    Komponen 'tama yang terdapat di dalam air laut dengan ( 34,4 *

    diperlihatkan

    oleh tabel sbb Ion-ion Utama Konsentrasi ( %o )

    Chlor ( Cl #) 1$,!$0

    %o&ium ( 'a ) 10,550

    %ulat ( %*+2#) 2,"+!

    Magneium ( Mg 2) 1,2-2

    Calcium ( Ca 2) 0,+00

    Potaium ( . ) 0,$0

    icarbonat ( HC*#) 0,1+0

    Jumlah 34,377

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    21/33

    9nsurunsur utama #an% "alin% an#ak di dalam air laut adalah l dan :a+.Kom"onen Minor 4

    rom ( r ) = D5 ""m ( "art "er million )oron ( ) = F ""mStrontium ( Sr ) = ? ""m

    Silika ( Si ) = ""m7luor ( 7 ) = 1 ""m

    rae Elemen 4:itro%en ( : ) = 2F0 "" ( "art "er illion )

    8ithium ( 8i ) = 12? ""od ( ) = D0 ""os"or ( ) = 0 ""Merur# ( H% ) = 0,0 ""imah ( ) = 0,0? ""$lumunium ( $l ) = 2 ""

    Man%an ( Mn ) = 2 ""Sen% ( Pn ) = 10 ""esi ( 7e ) = D ""Emas ( $u ) = ? . 10D""

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    22/33

    Meski"un konsentrasi trae elemen keil, :itro%en dan os"or meru"akan *at hara#an% er%una a%i "ertumuhan "h#to"lankton.

    Sumer dari %aram%aram #an% larut di dalam air laut. roses "ela"ukan ( weatherin% ) dari atuatuan ( rok )

    Bas%as #an% keluar dari "un%%un% samudra ( mid oean rid%e ) dan %unun% a"iawah laut #an% meli"uti 4 arondioksida, eleran%, sul!ur, !luorine, nitro%endan ua" air.

    9nsur unsur #an% ukan hasil "roses "ela"ukan diseut E@8"ss o'ati'"s.l 4 erasal dari %as%as #an% keluar di dasar laut ( "un%%un% ten%ah samudra

    Q %unun% a"i awah laut ):a + 4 erasal dari "roses weatherin%

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    23/33

    At!$an ko6posisi ,an konstan

    ;i laut teruka ( open ocean) #an% -auh dari "antai, salinitas air laut ereda darisuatu tem"at ke tem"at lain, misaln#a salinitas laut awa ereda den%an salinitaslaut anda dan lautan asi!ik

    eta"i meski"un salinitas air laut er&ariasi dari tem"at ke tem"at lain,"erandin%an ratio unsurunsur utaman#a teta" (konstan ). 'ni diseut Aturan

    Komposisi yang konstan

    Misaln#a4

    kita in%in menentukan konsentrasi K+

    "ada suatu "erairan den%an S = Do

    oo,diketahui konsentrasi K +"ada S = ?,? oooadalah 0,Fooo( tael ).

    Konsentrasi K +di"erairan den%an S = D oooadalah 0,011 G Dooo

    Alasan pada 1aktu geologi :air laut ter/ampur baik pada satu lautan maupun

    antar lautan. 9eiasi dapat terjadi pada air laut yang sudah ter/u/i seperti air

    payau "brakish water#

    ;en%an kata lain, salinitas total da"at eruah teta"i rasio konsentrasi ion utamatertentu teta" konstan dan e%itu -u%a rasio konsentrasi indi&idu ionion utama

    011,0+,+

    $,0==

    +

    otalSalinitasT

    KiKonsentras

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    24/33

    ;istriusi Salinitas Aertikal

    ;istriusi &ertikal dari salinitas tidak da"at din#atakan seara sederhana se"ertihaln#a distriusi &ertikal dari suhu.

    Hal #an% men#eakan adalah4 densitas air laut #an% meru"akan !aktor "enentukestailan kolom air.

    ;i dalam men#atakan distriusi suhu seara &ertikal, kita den%an mudah da"atmen%atakan suhu air #an% han%at (densitas rendah ) selalu erada di la".ermukaan, sementara air #an% din%in (densitas tin%%i ) erada di la"isan dalam

    Karena "en%aruh Salinitas terhada" densitas air laut tidak seesar "en%aruh suhuterutama di la". $tas, maka isa sa-a ditemukan air den%an salinitas #an% tin%%iatau rendah di la"isan "ermukaan #an% han%at atau la"isan atas

    ;alam arah &ertikal di daerah E@uator, ro"is dan Sutro"is di temukan la"isanden%an salinitas minimum "ada kedalaman D00 1000 m dan salinitas ertamahsam"ai kedalaman 2000 m

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    25/33

    **+9 *4+0 *4+9 *9+0

    900

    "000

    ?alocline

    @ (m)

    % (A)**+9 *4+0 *4+9 *9+0

    900

    "000

    ?alocline

    @ (m)

    % (A)

    8a"isan di mana salinitas erkuran% terhada" kedalaman diseut halocline.

    :amun istilah haloclineini -u%a di%unakan untuk men#atakan la"isan den%an"ertamahan salinitas terhada" kedalaman

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    26/33

    Salinitas

    ** *4 *9 *6 ** *4 *9 *6 *

    4000

    Bintan. rendahdan menen.ah

    Bintan.tin..i

    ** *4 *9 *6 *

    0

    "000

    2000

    *000

    4000

    Bintan. rendahdan menen.ah

    Bintan.tin..i

    tlanti3

    di tlanti3 salinitas ber3'ran.terhadap 3edalaman di bawah 2000 m

    asi73

    di asi73 salinitas bertambah den.an3edalaman di bawah 2000 m

    -aerah Tropis

    serin. terdapat lapisan den.ansalnitas ma3sim'm di 3edalaman

    se3itar "00 m

    900

    @(m)@(m)@(m)

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    27/33

    S"#a$an ho$i&onta'(7aktor utama di laut teruka4 "eredaan antara e&a"orasi dan "resi"itasi, turbulentmixing*an a*an,a a*)"8tion o'"h a$!s.

    9ntuk laut Jsmaller sea#=== / river runoff, ice melting

    he distriution o! seasur!ae salinit# in the o"en oean also tends to be zonal.

    he saltiestwaters are at mid-latitudeswhere e&a"oration eGeeds "rei"itation.

    8ess salt# waters are near the e$uator where rain !reshens the sur!ae water, and athi%h latitudes where melted sea ie !reshens the sur!ae waters.

    he %onal &east-'est( a&era%e o! salinit# shows a lose orrelation etween salinit#and e&a"oration minus "rei"itation "lus ri&er in"ut

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    28/33

    Kisaran nilai salinitas "ermukaan "ada Jo"en oean erkisar to > "suden%an nilai ratarata salinitas adalah ?.> "su.Salinitas rendah ter-adi disekitar "antai dimana where lar%e ri&ers em"t#and ie melts in the "olar re%ions. Hi%her &alues are !ound in re%ions o! hi%he&a"oration suh as the 3ed Sea and eastern Mediterranean.

    On the a&era%e, the sur!ae salinit# o! the )tlantic is saltier than the *acific.

    he reasons !or this are related to water irulation.+ater evaporated from the )tlantic does not fall as rain on land. 'nstead, itis arried # winds into the ai!i. he salt trans"ort etween oeans #oeans urrents !a&ors the inrease o! salinit# in the $tlanti.

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    29/33

    Bamar . Ponal a&era%e o! seasur!ae salinit# !or all and the di!!erene etweene&a"oration and "rei"itation (-*) (Stewart, 2002).

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    30/33

    Bamar . Salinitas "ermukaan ratarata

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    31/33

    Salinitas "ermukaan ratarata

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    32/33

    Bamar. Mean seasur!ae salinit#. ontour inter&al is 0.25 "su. Shaded areaseGeed D "su (Stewart, 2002).

  • 7/25/2019 Kuliah- PO

    33/33

    0ambar . ;ater transported by the atmosphere into and out of the )tlanti/.