Modul Oseanografi fisika

36
BUKU PANDUAN PRAKTIKUM OSEANOGRAFI FISIKA Program Studi Ilmu Kelautan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Brawijaya Malang 2013

description

Modul Oseanografi fisika

Transcript of Modul Oseanografi fisika

  • BUKU PANDUAN PRAKTIKUM

    OSEANOGRAFI FISIKA

    Program Studi Ilmu Kelautan

    Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan

    Universitas Brawijaya Malang

    2013

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    2

    TATA TERTIB PRAKTIKUM

    OSEANOGRAFI FISIKA

    1. Praktikum dilaksanakan pada Sabtu, tanggal 30 November, 7 dan 14 Desember 2. Shift 1 (kelompok 1 - 10) pukul 07.00 09.00

    Shift 2 (kelompok 11 - 20) pukul 10.00 12.00 Shift 3 (kelompok 21 - 30) pukul 13.00 15.00

    3. Tidak boleh pindah shift 4. Datang minimal 10 menit sebelum praktikum dimulai 5. Membawa buku panduan yang sudah dijilid terusan biru dan mengerjakan tiket

    masuk yaitu soal-soal pada buku panduan sesuai materi praktikum hari itu (Praktikum 1: Pasang surut, Praktikum 2: Gelombang, Praktikum 3: Arus)

    6. Soal tiket masuk dikerjakan di buku panduan dengan menggunakan bolpoin biru 7. Literatur hanya boleh dari buku dan jurnal (1 soal 2 literatur) 8. Membawa laptop, minimal 2 orang 1 laptop 9. Tidak boleh meng-install software saat praktikum berlangsung (software harus

    sudah ter-install sebelum praktikum)

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    3

    1. PASANG SURUT

    Pasang-surut (pasut) merupakan salah satu gejala alam yang tampak nyata di laut, yakni suatu gerakan vertikal (naik turunnya air laut secara teratur dan berulang-ulang) dari seluruh partikel massa air laut dari permukaan sampai bagian terdalam dari dasar laut. Gerakan tersebut disebabkan oleh pengaruh gravitasi (gaya tarik menarik) antara bumi dan bulan, bumi dan matahari, atau bumi dengan bulan dan matahari. Pengaruh benda angkasa lainnya dapat diabaikan karena jaraknya lebih jauh dan ukurannya lebih kecil. Faktor non astronomi yang mempengaruhi pasang surut terutama di perairan semi tertutup seperti teluk adalah bentuk garis pantai dan topografi dasar perairan.

    Tipe pasang surut ditentukan oleh frekuensi air pasang dengan surut setiap harinya. Suatu perairan mengalami satu kali pasang dan satu kali surut dalam satu hari, kawasan tersebut dikatakan bertipe pasang surut harian tunggal (diurnal tides), namun jika terjadi dua kali pasang dan dua kali surut dalam sehari, maka tipe pasang surutnya disebut tipe harian ganda (semi diurnal tides). Tipe pasang surut lainnya merupakan peralihan antara tipe tunggal dan ganda disebut dengan tipe campuran (mixed tides) dan tipe pasang surut ini digolongkan menjadi dua bagian yaitu tipe campuran dominasi ganda dan tipe campuran dominasi tunggal.

    Pasang-surut (pasut) di suatu tempat tidak hanya bergantung pada posisi bulan dan matahari saja, tetapi dipengaruhi juga oleh keadaan geografi, arah angin, gesekan dengan dasar laut, kedalaman, relief dasar laut dan viskositas air di lokasi tersebut. Semua faktor ini dapat mempercepat atau memperlambat datangnya air pasang.

    Pasang purnama (spring tide) terjadi ketika bumi, bulan dan matahari berada dalam suatu garis lurus. Pada saat itu akan dihasilkan pasang tinggi yang sangat tinggi dan pasang rendah yang sangat rendah. Pasang surut purnama ini terjadi pada saat bulan baru dan bulan purnama.

    Pasang perbani (neap tide) terjadi ketika bumi, bulan dan matahari membentuk sudut tegak lurus. Pada saat itu akan dihasilkan pasang tinggi yang rendah dan pasang rendah yang tinggi. Pasang surut perbani ini terjadi pada saat bulan 1/4 dan 3/4.

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    4

    Soal:

    1. Jelaskan apa saja macam pasut berdasarkan waktu terjadinya! 2. Jelaskan apa saja tipe pasut dan bagaimana ketentuan bilangan Formzahl dari ke-

    empat tipe tersebut! 3. Mengapa terjadi perbedaan tipe pasang dan ketinggiannya di berbagai bagian laut? 4. Apa yang dimaksud dengan gaya sentrifugal? 5. Apa yang dimaksud dengan Apogee dan Perigee? Jelaskan hubungannya dengan

    pasut!

    Jawab:

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    5

    Pengolahan Data Pasang Surut a. MATLAB dan TMD Inputan prediksi menggunakan matlab

    Masuk ke aplikasi MATLAB

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    6

    Kemudian pilih TMD_toolbox

    Pilih Set Path pada File di pojok kiri

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    7

    Add folder

    Pilih TMD kemudian save dan close

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    8

    Ketik TMDpada Command Window

    Pilih indo tar yang ada di dalam folder, kemudian model_ind, ketika muncul pemberitahuan pilih Yes

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    9

    Kemudian muncul gambar seperti ini

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    10

    Pilih semua komponen dengan cara di tandai, kemudian Input from file sesuai dengan nama pada file serta mengubah nama output yang akan di keluarkan hasilnya

    Pilih predict tide untuk memprediksi pasang surut kemudian akan muncul grafik pasang surut yang diinginkan setelah menekan GO

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    11

    Pilih Extract tidal constants dan tekan GO, maka akan muncul 9 komponen pasut

    Kemudian akan muncul komponen pasut pada Comman Windows setelah tekan GO

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    12

    Komponen pasut yang telah muncul kemudian dihitung menggunakan rumus: F = (O1+K1)/(M2+S2) Kemudian akan menghasilkan nilai dimana nilai tersebut akan dijadikan sebagai perbandingan dengan data dari hasil pengamatan menggunakan ADCP Aquadop Nortex.

    0,0 F 0,25 = harian ganda beraturan 0,25 F 1,50 = campuran dominasi ganda 1,5 F 3,0 = campuran dominasi tunggal F 3,0 = harian tunggal beraturan

    b. NAOtide Masuk ke NAOtide dan pilih input

    Pada input ubah koordinat dengan yang telah dikonversi pada excel, kemudian sesuaikan tanggal (tahun, bulan, hari, jam, dan menit) sesuai pengamatan pasut yang dilakukan. Untuk prediksi harus sehari sebelum pengambilan data dan sehari sesudah pengambilan data.

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    13

    Setelah input, running dengan na099b-bo

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    14

    Hasil running akan muncul dalam bentuk notepad

    Buka excel, buka file hasil inputan

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    15

    Hasil inputan berupa prediksi pasang surut sesuai tanggal yang telah ditentukan

    Langkan selanjutnya adalah konversi waktu dimana zona untuk wilayah Indonesia bagian barat waktunya lebih cepat 7 jam bila dihitung dari posisi GMT (Greenwich Mean Time) yang merupakan rujukan waktu pembagian zona waktu Bumi, serta mengubah nilai pasang surut yang satuannya centimeter menjadi meter

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    16

    Kemudian Plot waktu dan nilai pasut dalam grafik

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    17

    2. GELOMBANG

    Gelombang air laut terjadi karena adanya alih energi dari angin ke permukaan laut, atau pada saat-saat tertentu disebabkan oleh gempa di dasar laut. Gelombang merambat ke segala arah membawa energinya yang kemudian dilepaskan ke pantai dalam bentuk hempasan ombak. Rambatan geombang dapat mencapai rubuan kilometer sampai mencapai pantai. Gelombang yang mencapai pantai akan mengalami pembiasan (refraction) dan akan memusat (convergence) jika mendekati semenanjung, atau menyebar (divergence) jika menemui cekungan. Gelombang yang menuju perairan dangkal akan mengalami spilling, plunging, collapsing atau surging. Semua fenomena yang terjadi pada gelombang pada dasarnya disebabkan oleh topografi dasar laut.

    Pada dasarnya gelombang adalah gerakan naik turunnya permukaan air secara bergantian. Faktor yang dapat menimbulkan terjadinya gelombang di antaranya adalah angin, adanya gerakan kapal, dan gempa bawah laut.

    Sifat-sifat gelombang setidaknya dipengaruhi oleh 3 bentuk angin, yaitu kecepatan angin, waktu dimana angin sedang bertiup, dan jarak tanpa rintangan dimana angin sedang bertiup atau dikenal sebagai fetch.

    Gelombang merupakan faktor penting di dalam perencanaan pelabuhan, rekayasa pantai dan lepas pantai. Gelombang di laut bisa dibangkitkan oleh angin (gelombang angin), gaya tarik matahari dan bulan (pasang surut) letusan gunung berapi atau gempa di laut (tsunami), kapal bergerak dan sebagainya. Gelombang-gelombang ini akan menimbulkan gaya-gaya yang bekerja pada bangunan pantai maupun lepas pantai. Selain itu gelombang juga akan bisa menimbulkan arus dan transportasi sedimen di daerah pantai.

    Soal:

    1. Jelaskan pengertian gelombang! 2. Jelaskan mengenai macam-macam gelombang! 3. Apakah perbedaan gelombang dengan arus? 4. Apakah faktor-faktor yang mempengaruhi adanya gelombang laut?

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    18

    Jawab:

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    19

    Pengolahan Data Gelombang (WRPLOT View) Menyusun Data angin dengan urutan seperti gambar di bawah pada Ms.Excel.

    Gambar 1. Data yang diperlukan untuk dirunning di WRPLOT View

    Perlu diingat bahwa format Ms.Excel yang bisa terbaca di WRPLOT View adalah Ms.Excel 1997-2003. Jika tidak memakai format tersebut, sistem tidak dapat membaca file kita, sehingga perlu dilakukan pengubahan format data ke Ms.Excel 1997-2003.

    Kemudian membuka program WRPLOT View yang telah terinstal di laptop. Tampilan awal WRPLOT View seperti pada Gambar 2 di bawah ini.

    Gambar 2. Tampilan awal WRPLOT View

    Kemudian klik OK sehingga muncul tampilan seperti Gambar 3.

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    20

    Pada bagian atas kotak dialog ada 4 menu utama yaitu File, Edit, Tools dan Help seperti pada gambar di bawah ini.

    Gambar 3. Tampilan pertama WRPLOT View

    Pilih Tools Import from Excel lalu masukkan data Ms.Excel yang telah diatur seperti Gambar 1 lalu klik Open.

    Gambar 4. Langkah Import File Ms.Excel

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    21

    Lalu diatur Excel Column Name menyesuaikan dengan Excel File yang ada di bawahnya, misalnya Year diisi B, Month diisi C dan seterusnya, diatur juga waktunya yaitu pukul 00 sampai 23 sesuai data, pada bagian First Row to Import pilih 2.

    Gambar 5. Output Ms.Excel dalam WRPLOT View

    Kemudian mengisi pada bagian yang lain yaitu Station Information seperti pada gambar di bawah ini.

    Gambar 6. Pengaturan Station Information

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    22

    Pada pengaturan Station Information seperti pada Gambar 6 diisi sesuai koordinat lokasi kemudian klik Import dan muncul kotak dialog, klik No lalu Close dan kembali lagi ke tampilan awal WRPLOT seperti pada Gambar 3.

    Kemudian klik Add File lalu dipilih file dengan format .sam yang berarti SAMSON file seperti pada gambar di bawah ini.

    Gambar 7. Import data .sam

    Kemudian gambar mawar angin akan keluar seperti Gambar 8 di bawah ini.

    Gambar 8. Gambar mawar angin yang dihasilkan

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    23

    Untuk range kecepatan angin bisa diatur dengan menggunakan menu Wind Classes [7] seperti pada Gambar 9 di bawah ini. Diatur satuan kecepatan angin yaitu dalam knots kemudian baru mengatur range sesuai yang diinginkan, kemudian klik OK.

    Gambar 9. Pengaturan range kecepatan angin (Wind Classes) Warna wind classes dapat diatur sesuai keinginan juga dengan dipilih menu

    Options yang ada di sisi kanan gambar, hingga muncul tampilan seperti Gambar 10. Dipilih warna sesuai yang diinginkan, lalu klik Apply dan OK.

    Gambar 10. Cara mengubah warna Wind clases

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    24

    Proses running WRPLOT View selesai sehingga keluar hasil akhir seperti gambar di bawah ini:

    Gambar 11. Met Data Information

    Gambar 12. Frequency count

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    25

    Gambar 13. Frequency distribution

    Gambar 14. Wind Rose

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    26

    Gambar 15. Graph

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    27

    3. ARUS

    Arus laut merupakan pergerakan air laut yang dipengaruhi oleh angin. Massa air yang berada dibawahnya akan ikut terbawa dan akan semakin melemah seiring dengan bertambahnya kedalaman laut. Perputaran bumi pada porosnya juga mempengaruhi pergerakan air. Bumi yang berputar pada porosnya akan menimbulkan kekuatan untuk menggerakan air mengikuti arah putaran bumi, gaya yang diakibatkan oleh perputaran bumi pada porosnya ini disebut dengan gaya coriolis.

    Gaya coriolis akan mengakibatkan arus bagian permukaan air laut berbelok ke kanan dari arah angin di atas permukaan pada bumi bagian utara dan sebaliknya pada bumi bagian selatan. Pembelokkan arus air laut oleh gaya coriolis ini semakin melemah dengan seiring kedalaman dan akan menimbulkan spiral ekman. Sehingga arus yang mengalir di permukaan lautan merupakan hasil kerja gabungan dari beberapa faktor yang memengaruhinya. Faktor-faktor tersebut antara lain adalah bentuk topografi dasar lautan dan pulau yang ada di sekitarnya, gaya coriolis, dan juga arus ekman.

    Menurut letaknya, arus dibedakan menjadi dua yaitu arus atas dan arus bawah. Arus atas adalah arus yang bergerak di permukaan laut. Sedangkan arus bawah adalah arus yang bergerak di bawah permukaan laut. Faktor pembangkit arus permukaan disebabkan oleh adanya angin yang bertiup di atasnya. Tenaga angin memberikan pengaruh terhadap arus permukaan (atas) sekitar 2% dari kecepatan angin itu sendiri. Kecepatan arus ini akan berkurang sesuai dengan makin bertambahnya kedalaman perairan sampai pada akhirnya angin tidak berpengaruh pada kedalaman 200 meter.

    Soal:

    1. Jelaskan macam-macam arus yang anda ketahui! 2. Jelaskan hubungan gaya coriolis dengan arus! 3. Faktor apa saja yang mempengaruhi arus? 4. Apakah yang dimaksud dengan upwelling dan downwelling? Jelaskan! 5. Apakah manfaat arus bagi biota laut atau di bidang kelautan perikanan?

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    28

    Jawab:

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    29

    Pengolahan Data Arus (Surfer) Download data arus di: - www.oscar.noaa.gov - www.aoml.noaa.gov - Erddap Pastikan mempunyai data base map Pengolahan surfer, dengan langkah sebagai berikut: 1). Diolah data hasil download di Ms. Excel untuk menentukan kecepatan

    2). Dibuka software Surfer

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    30

    3). Klik Tools Grid > Data

    4). Pilih data yang akan diolah

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    31

    5). Dibuat grid data untuk U, V dan Kecepatan dengan U, V dan Kecepatan sebagai data untuk koordinat Z.

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    32

    6). Dibuat peta kontur dengan menggunakan grid Kecepatan Map > New > Contour Map

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    33

    7). Dibuat Grid Vector dengan menggunakan Grid U dan V Map > Add > 2-Grid Vector Layer

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    34

    8). Dimasukkan Base Map wilayah penelitian, (contoh ini menggunakan selat Madura) Map > Add > Base Layer

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    35

    Selamat mengerjakan

  • Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

    36

    DAFTAR ASISTEN OSEANOGRAFI FISIKA

    NO NAMA NIM NO HP 1 Ahmad Bayhaqi 105080600111002 085781146048 2 Fakhrurijal Bangkit R. (CO) 105080600111015 085745646753 3 Jefri Hadi Sastriyo 105080600111017 082225203433 4 Shabrina Oktaviani 105080601111004 081214529977 5 Wiga Alif Violando 105080601111013 08563290592 6 Trio Budi Setyawan 105080613111003 085730569948 7 Caesar M. A. Dungga 105080613111005 083834575651 8 Ma'rufah 115080600111015 081949662155 9 Fajar Lukman H. 115080600111023 085655582803 10 Titus Aristian 115080601111010 085731558847 11 Zakiyatul Farida 115080601111019 085733163799 12 Arianto Choiron 115080601111066 085730883215 13 Putri Maharani Barbara 115080601111076 085642119369 14 Suci Alisafira 115080601111085 085785659616 15 Amas Anindya Dwitya 115080607111002 085771666123