Perhitungan Fluks CO2 di Perairan Indonesia Berdasarkan Data Penginderaan

Jauh dan Pendekatan Empirik

Agus Setiawan*Mutiara R. Putri**

Fitri Suciati**

*Balai Riset dan Observasi KelautanPuslitbang Sumberdaya Laut dan Pesisir, Balitbang Kelautan

dan PerikananJalan Baru Perancak, Negara, Jembrana, Bali

**Program Studi Oseanografi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian, ITB

Labtek XI, Jl. Ganesha 10 Bandung

PIT VII ISOI, Pangkal Pinang, 6-7 Oktober 2010

Ikhtisar

Latar Belakang dan PendahuluanLatar Belakang dan Pendahuluan

Metodologi dan Data yang DigunakanMetodologi dan Data yang Digunakan

Hasil dan PembahasanHasil dan Pembahasan

Kesimpulan dan SaranKesimpulan dan Saran

Latar Belakang dan Pendahuluan

Gilimanuk, photo courtesy of Agus Setiawan

Agar lebih memahami siklus karbon di Bumi.Agar lebih memahami siklus karbon di Bumi.

Mengurangi ketidakpastian dalam memperkirakan Mengurangi ketidakpastian dalam memperkirakan dampak emisi COdampak emisi CO22 antropogenik pada iklim. antropogenik pada iklim.

Alasan Perlunya Menghitung Fluks Karbon di Laut

JGOFS

Fluks CO2 di Laut

Distribusi fluks total bersih CO2 laut-udara. Warna lebih gelap menunjukkan pelepasan CO2 ke atmosfer sementara warna lebih terang menunjukkan penyerapan CO2 oleh laut. Pasifik katulistiwa merupakan sumber pelepas CO2 ke atmosfer sepanjang tahun sebagai akibat dari upwelling yang membawa massa air dari kedalaman yang kaya akan CO2 ke permukaan di kawasan tengah dan timur (terjadi pelepasgasan). Upwelling ini sangat dipengaruhi oleh siklus ENSO. Saat tahun El Niño kuat, CO2 yang dilepaskan ke atmosfer dapat turun hingga 0 karena melemahnya upwelling, sementara itu pada saat La Niña jumlah CO2 yang dilepas ke atmosfer mengalami peningkatan. Pelapasgasan yang tinggi juga ditemukan di Samudera Atlantik dan Hindia katulistiwa di sepanjang tahun. Laut Arab juga merupakan sumber pelepas CO2 ke atmosfer yang signifikan di akhir musim panas dan awal musim gugur karena monsun tenggara akan membangkitkan upwelling yang kuat di Jazirah Arab.

Takahashi et al., 2002

El Nino dan Fluks CO2JGOFS

Algoritma perhitungan yang digunakan: Zhu et al. (2009), pCO2 sebagai fungsi dari

SST dan klorofil-a

Keterbatasan data pCO2 menjadi kendala dalam memperkirakan fluks karbon di perairan Indonesia

Keterbatasan Data pCO2

Produksi Primer

Metodologi

dan Data yang Digunakan

Kumpul Bocah, photo courtesy of Agus Setiawan

Pengumpulan data sekunder:SST, klorofil-a, dan

angin 10 meter

Perhitungan kecepatan transfer gas CO2 di

permukaan laut berdasarkan data

kecepatan angin 10m (k)

Perhitungan tekanan parsial CO2 di

permukaan laut berdasarkan data SST dan

klorofil-a (pCO2)laut

Solubilitas CO2

di permukaan laut berdasarkan SST (s)

Fluks Bersih CO2 Laut-Udara

(F)

TekananParsial CO2

Udara(pCO2)udara

Peta Potensi CO2 Sink-Source

Perairan Indonesia

Data sekunder :xCO2, SST dan SSS

Weiss, 1974

Zhu et al., 2009

Wanninkhof, 1992

(pCO2)laut > (pCO2)udara : emisi CO2 ke atmosfer(pCO2)laut < (pCO2)udara : penyerapan CO2 oleh laut

Perhitungan Fluks Bersih CO2 Laut-Udara

Penginderaan JauhPenginderaan Jauh

Data Konsentrasi Klorofil- Data Konsentrasi Klorofil- a (SeaWiFS, MODIS)a (SeaWiFS, MODIS)

Photosynthetically Active Photosynthetically Active RadiationRadiation (SeaWiFS) (SeaWiFS)

Koefisien Atenuasi pada Koefisien Atenuasi pada Panjang Gelombang 490 Panjang Gelombang 490 nm (SeaWiFS, MODIS)nm (SeaWiFS, MODIS)

Model MatematikaModel Matematika

NPP = NPP = µ x µ x CC

Peta Produktivitas Peta Produktivitas Primer Bersih Perairan Primer Bersih Perairan

IndonesiaIndonesia

Behrenfeld et al. (2005)

Carbon-based Productivity Model

Jenis Data SumberSST Bulanan Klimatologis Nat. Oceanographic Data Center

(NODC)

SSS Bulanan Klimatologis NODC

SST 2002-2009 MODIS Balai Riset Observasi Kelautan (BROK)

Klorofil-a 2002-2009 MODIS BROK

Klorofil-a 1998-2006 SeaWIFS Oregon State University (OSU)

Particulate Backscattering Coeff. 1998-2006

OSU

Mixed Layer Depth OSU

Photosynthetically Active Radiation OSU

Kecepatan Angin 10 meter Nat. Centers for Env. Prediction (NCEP)

Sea Level Pressure NCEP

Fraksi Molar CO2 GLOBALVIEW-CO2

Hasil dan PembahasanHasil dan Pembahasan

Meja Kursi, photo courtesy of Agus Setiawan

Faktor-faktor yang membatasi biomassa fitoplankton (Falkowski, 1994):- metrik biomassa (rasio karbon organik terhadap klorofil)- rasio Redfield (C:N:P)- kedalaman mixed layer (fluks bahang)- euphotik zone - kedalaman kritis (kedalaman upper mixed layer relatif terhadap

kedalaman euphotic zone)- fluks vertikal dan distribusi vertikal- distribusi horisonatl dan temporal fitoplankton

TahunProduktivitas Primer

Bersih (Pg C/tahun)

1998 2,218

1999 2,150

2000 2,146

2001 2,145

2002 2,288

2003 2,273

2004 2,273

2005 2,275

2006 2,560

Catatan: NPP Laut Global ~ 52 Pg C/tahun (Westberry et al., 2006)

Perhitungan dengan CbPM

Hasil perhitungan masih menggunakan algoritma berdasarkan pengamatan pCO2 di Laut Cina Selatan. Penyempurnaan perlu dilakukan terutama jika data pCO2 di perairan Indonesia sudah semakin memadai untuk membangun algoritma yang sesuai. Perlu dilakukan pula perhitungan yang menggabungkan data pengamatan lapangan, penginderaan jauh, dan pendekatan model sirkulasi umum dan biogeokimia laut, sehingga proses fisis-kimia-biologis dan faktor-faktor yang mempengaruhi siklus karbon di perairan Indonesia dapat dianalisis dengan lebih terperinci.

BulanFluks Bersih

CO2

(Pg C)Januari -0.03

Februari -0.02Maret -0.01April -0.01Mei -0.03Juni -0.04Juli -0.04

Agustus -0.04September -0.03

Oktober -0.02Nopember -0.01Desember -0.02

Total -0.30

• Perhitungan potensi penyerapan dan emisi karbon ini merupakan yang pertama kali dilakukan di Indonesia.

• Hasil dari pekerjaan ini diharapkan dapat menjadi salah satu dasar dalam merancang dan menyusun kegiatan lebih lanjut untuk mengurangi ketidakpastian yang masih ada dalam menghitung fluks CO2 laut-udara di perairan Indonesia.

• Berkaitan dengan hasil yang telah diperoleh, ada beberapa hal yang perlu dilakukan untuk perbaikan, yaitu:

– Algoritma Zhu et al. (2009) yang digunakan untuk menghitung pCO2 air laut dalam penelitian ini memiliki beberapa keterbatasan terkait dengan posisi geografis (terdapat beberapa perbedaan karakteristik antara perairan subtropis dengan perairan tropis, seperti rasio karbon dalam fitoplankton dan zooplankton yang berbeda antara kedua kawasan perairan tersebut).

– Pengaruh organik karbon dari sungai-sungai dan proses remineralisasi belum masuk ke dalam persamaan.

– Perhitungan konsentrasi klorofil-a yang masih menggunakan algoritma global dan belum mempertimbangkan faktor case-2 water.

– Perlunya validasi lebih lanjut menggunakan data klimatologis lainnya (khususnya untuk data SST dan klorofil-a) yang telah benar-benar diverifikasi untuk wilayah perairan Indonesia.

TerimakasihPura Beratan, Bedugul, BaliPhoto courtesy of Agus Setiawan