Sejarah Pengukuran Pasang SurutPasang adalah gerakan periodik air laut sehubungan dengan perubahan gaya atraktif antara bulan dan matahari pada rotasi bumi. Pasang dapat membantu atau menyulitkan seorang pelaut dalam pekerjaannya. Pasang yang tinggi akan memberikan kedalaman yang cukup bagi sebuah kapal untuk memasuki pelabuhan, sebaliknya pasang yang rendah akan menghalangi sebuah kapal untuk memasuki atau meninggalkan pelabuhan. Begitu juga dengan arus pasang surut, arus pasang surut dapat membawa sebuah kapal kedalam keadaan yang berbahaya atau pun sebaliknya. (Chapter 9 Tides and Tidal Current, www.nima.go.ac) Oleh karena sebab di atas, maka perlu dilakukan suatu penelitian ilmu pengetahuan untuk dapat mengkaji tentang pasang dan arus pasang surut serta menciptakan suatu prediksi terhadap pasang surut dimana dapat digunakan untuk membantu kegiatan pelayaran serta kegiatan lain yang berhubungan dengan lautan. Alat ukur pasang surut dinamakan dengan Tide Gauge. Pengukuran pasang surut pada awalnya dilakukan dengan suatu observasi dengan menggunakan tiang yang diberikan ukuran dan diletakkan di laut. Namun pengukuran pasang surut dengan metode ini sangatlah tidak efisien karena seorang pengamat harus berada pada tempat tersebut setiap waktu untuk dapat memperoleh data yang diinginkan. Pada awal penggunaannya, alat ini sering ditempatkan di pelabuhan. Kemudian seorang pelaut dapat melihat alat ini dengan menggunakan teropong untuk mengetahui kedalaman pada pelabuhan tersebut. (Lihat Gambar).

1

Kemudian pada tahun 1850-an alat ukur pasang surut mekanik (mechanical tide gauges) digunakan pertama kalinya di USA. Alat ini bekerja sepanjang waktu (real time) yang memberikan ketinggian pasang surut dalam visual angka dengan ukuran yang besar sehingga akan memudahkan bagi para pelaut untuk mengetahui jumlah kedalaman yang ada pada pelabuhan dimana pelaut tersebut dapat memutuskan apakah kapal dapat memasuki pelabuhan dan dipasang pada sebuah stasiun. Stasiun kayu ini digunakan di Fort Hamilton, New York pada tahun 1897 dan merupakan salah satu real-time tide gauge terawal. Ketika memasuki atau meninggalkan pelabuhan seorang pelaut dapat melihat stasiun ini dengan menggunakan teropong. Pada alat tersebut terdapat indikator penunjuk terhadap level air dan tanda panah yang menyatakan air dalam keadaan meningkat atau menurun. Masyarakat yang hidup di daerah pesisir pantai atau menggantungkan penghidupannya pada laut telah mengobservasi pasang dan arus pasang surut bertahun-tahun yang lalu. Mereka telah menggunakan hasil observasi dan ilmu praktek dalam banyak cara bagi keuntungan mereka. Sebagai contoh, hasil observasi tersebut yang dituangkan dalam ilmu aplikasi adalah memberikan pemilihan waktu bagi kapal untuk memasuki atau meninggalkan pelabuhan. Hal tersebut juga membantu mereka dalam melaksanakan aquakultur dan mengamati aktifitas ikan di daerah zona intertidal di dekat pantai tempat tinggal mereka. Kemudian para ahli yang bereksperimen dalam bidang kelautan memikirkan suatu cara yang lebih mudah dan efisien terhadap pengamatan pasang surut mengingat pengaruh pasang surut sangat besar terhadap bidang kelautan yang menyokong bidang ekonomi masyarakat. Disini para ahli tersebut memikirkan bagaimana cara untuk melakukan suatu prediksi pasang surut dengan mengikutsertakan factorfaktor yang mempengaruhi suatu pasang surut seperti gaya grafitasi bulan, grafitasi matahari, inklinasi matahari terhadap bumi, dan gerak rotasi bumi terhadap matahari. Banyak studi teoritis dari fenomena pasang surut yang dilakukan oleh orang-orang pada masa lalu. Hasil kerja orang-orang tersebut telah menghasilkan dan membentuk prediksi dan analisis pasang surut yang ada pada masa ini di National Ocean Service. Sir William Thomson (Lord Kelvin) menemukan metode reduksi pasang surut dengan analisis harmonik pada tahun 1867. Prinsip atas sistem ini sangatlah mendasar, dimana bahwa setiap gerakan periodik atau osilasi selalu dapat dipecahkan ke dalam suatu penjumlahan dari seri gerak harmonik sederhana, dan disebutkan bahwa ditemukan oleh Euxodas pada awal 356 SM ketika dia menjelaskan pendugaan terhadap gerak non regular dari planet sebagai kombinasi dari gerak melingkar yang seragam. Metode prediksi pasang surut dapat diklasifikasikan sebagai harmonik dan nonharmonik. Dengan metode harmonik komponen penyusun pasang surut

2

direpresentasikan dengan konstanta harmonik yang dikombinasikan menjadi pasang surut majemuk. Mesin pengukur pasang surut yang sekaligus dapat melakukan prediksi terhadap pasang surut pada daerah tersebut adalah mesin prediksi Willian Ferrel (USA) yang digunakan pada tahun 1885 hingga tahun 1911 untuk membuat tabel data prediksi pasang surut. Kemudian pada tahun 1912 mesin prediksi ini digantikan dengan mesin prediksi Coast and Geodetic Survey No. 2. Mesin prediksi pasang surut kemudian digantikan dengan komputer elektronik digital pada tahun 1966 dan terus dikembangkan hingga saat ini untuk mendapatkan prediksi pasang surut yang lebih baik dan akurat. (www.tidesandcurrent.com)

Perkembangan Tide GaugeTide gauge mekanik terus menerus dikembangkan sejak tahun 1850. Perkembangan ini terjadi akibat ketidakefisiensinya alat-alat yang telah ada dimana para ahli pun secara kontinu melakukan modifikasi-modifikasi terhadap alat yang telah ada untuk mendapatkan data pasang surut yang memiliki ketelitian yang tinggi. Berikut adalah beberapa tipe tide gauge yang berasal dari masa dahulu hingga masa sekarang. Kelvin Types Tide Gauges (Tide Gauge Tipe Kelvin) Diciptakan oleh seorang ahli fisika inggris, Lord Kelvin dan diproduksi di Inggris. Alat ini merupakan alat utama yang digunakan dalam observasi pasang surut yang dilakukan pertama kali dilakukan di Jepang pada tahun 1891 sampai dengan 1979. Alat menggunakan pinsil dan pegas (per) dimana keduanya digunakan pada jam pendulum yang berguna memutar pegas setiap harinya. Pada alat ini kertas diletakkan secara vertikal dan kertas ini akan ikut bergerak ketika jam pendulum telah bergerak.

3

Fues Types Tide Gauge (Tide Gauge Tipe Fues) Tipe tide gauge ini dibuat di Jepang dan digunakan sejak tahun 1963. Tipe ini secara berkala terus-menerus dikembangkan dan menghasilkan tipe III, tipe IV dan tipe V. Pada tipe ini kertas perekam diletakkan secara horizontal untuk mencegah kerusakan perekaman sehingga ketelitian yang dihasilkan lebih tinggi. Dan tidak seperti Tipe Kelvin, tipe ini tidak membutuhkan pegas tetapi telah berkembang dengan meggunakan listrik.

GSI Types Tide Gauge (Tide Gauge Tipe GSI) Tipe tide gauge ini dikembangkan oleh Geograhpical Survei Institute (GSI) dan digunakan sejak tahun 1966 samapi dengan tahun 1991. Pada tipe tide gauges sebelumnya menggunakan pendulum dan kemudian dimodifikasi menggunakan mekanisme tenaga listrik. Tipe ini dapat merekam perubahan pasang surut secara terus menerus selama 30 hari (1 bulan). Tipe ini juga disebut GSI long-term winding tides gauges. High Accuracy Automatic Tide Gauge (Tipe Komputer Personal) Dikembang bersama oleh GSI dengan berkerja sama dengan sebuah perusahaan pribadi. Alat ini telah digunakan sejak tahun 1985. Ukuran level pasang surut di hitung secara digital dengan interval waktu 30 detik melalui putaran encoder dan dibuffer di dalam komputer. Kemudian ditransmisikan ke pusat data GSI dengan menggunakan jaringan telepon.

4

High Resolution Automatic Tides Gauge (Tipe Data Logger) Tipe komputer personal kemudian dimodifikasi menjadi tipe data logger dan telah digunakan di setiap stasiun pasang surut sejak tahun 1997. Tipe ini mengurangi kerusakan komputer akibat garam dan kelembapan. Tipe tide gauge ini dapat beroperasi secara stabil untuk waktu yang sangat lama. (Sumber : http.//tide.gsi.go.jp)

Alat Ukur Pasang Surut SederhanaAlat sederhana yang digunakan untuk mengukur pasang surut dapat dibuat dengan bahan-bahan yang mudah di dapat dimana saja. Alat ini adalah alat yang aling mudah untuk dibuat karena hanya memerlukan sebuah tiang atau kayu balok yang diberikan nilai ukur seperti penggaris. Kemudian pengukuran harus dilakukan dengan seorang pengamat dimana disini pengamat harus mencatat setiap nilai ketinggian muka air dengan selang waktu yang ditentukan. Selain membutuhkan tenaga yang besar, ketelitian dari alat sederhana ini tidaklah sama dengan alat yang modern. Ketelitiannya tergantung kepada pengamat itu sendiri ketika dia melihat nilai tinggi muka air yang ada pada alat ukur. Disini seorang pengamat bias saja melakukan kesalahan yaitu salah membaca nilai yang tercantum pada alat ukur. Bahan Ada pun bahan-bahan yang diperlukan untuk membuat sebuah alat ukur pasang surut sederhana adalah sebagai berikut : No 1 2 3 4 5 Bahan Kaki Statif Batang Statif Mistar Stopwatch Senter Jumlah 4 (1-3) Buah 8 Batang 6 Batang 1 Buah 1 Buah

Desain Alat

5

Desain dari alat sederhana ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Mistar

Batang statif

Kaki statif Prinsip Kerja

6

Ada pun prinsip kerja dari alat sederhana ini adalah sebagai berikut: 1. Alat dirangkai seperti gambar

Rangkaian alat yang digunakan untuk mengukur pasut

2.

Setelah alat selesai dirangkai, alat di pancang pada jarak 10 (sepuluh) meter dari garis pantai. 3. Pengambilan data pasang surut mulai dilakukan dengan awal waktu yang tepat misalnya dimulai jam 08.00 4. Pengambilan data pasang surut selanjutnya dilakukan 1 jam sekali. 5. Hasil pengamatan dimasukkan dalam tabel berikut ini :Jam Tanggal0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

7

6.

Dari hasil pengukuran tersebut kemudian ditentukan MSL (mean sea level) atau air rata-rata dengan cara : H H min H MSL = maks ini merupakan cara sederhana, 2 cara lain adalah

7.

n selanjutnya hasil pengukuran sebenarnya adalah : Hpasut = Hukur - HMSL Grafik gelombang pasang surut dibuat untuk melihat kapan saatnya pasang purnama dan perbani serta surut purnama dan perbani

H MSL =

H1

n

n

Referensi Alat Modul Praktikum Oseanografi Umum, Jurusan Ilmu Kelautan FMIPA Unsyiah, 2004.

Alat Ukur Pasang Surut ModernHydrotide Automatic Tide Gauge Hydrotide adalah suatu desain tide gauge yang digunakan untuk memonitoring aktivitas pasang surut dalam jangka waktu yang panjang pada daerah penempatan yang berada diluar kendali (remote system). Alat ini merupakan salah satu jenis alat ukur pasang surut yang berkembang saat ini, dikembangkan oleh CLS Ltd, USA pada tahun 2005. Pengoperasiannya terbilang cukup mudah dan dapat dilakukan dengan suatu tempat kendali yang tidak berdekatan dengan tempat pengukuran. Alat ini dapat mengefisienkan waktu bagi seorang pengamat pasang surut dan data yang diperoleh memiliki ketelitian yang sangat tinggi dibandingkan alat ukur pasang surut sederhana yang dipaparkan sebelumnya, dimana seorang pengamat harus berada pada tempat pengukuran dan mengamati langsung setiap perubahan muka air pada periodik waktu yang ditentukan. Selain dari pada jenis ini, masih banyak jenis alat ukur pasang surut (Tide Gauge) lainnya yang dikembangkan oleh banyak perusahaan di dunia. Beberapa contohnya adalah Radar Tide Gauge yang dikembangkan oleh POL and Vascostrack Ltd Inggris, dan YSI 600LS Level Sonde yang dikembangkan oleh YSI Incorporated USA dan memiliki fungsi lain selain sebagai tide gauge.

8

Desain Alat Desain dari Hydrotide Automatic Tide Gauge ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

9

Prinsip Kerja Hydrotide Automatic Tide Gauge Perubahan tinggi muka air sehubungan dengan perubahan tekanan dideteksi oleh Semiconductor Strain Gauge Transducer. Kemudian perubahan tersebut direkam pada interfal yang telah ditentukan dalam Data Loggers Solid State Memory. Transducer tekanan (Pressure Transducer) terbuat dari stainless steel dan titanium dan telah diuji layak untuk penempatannya dalam cairan pada waktu yang lama. Transducer tersebut terkoneksi pada Logger melalui kabel berdiameter kecil yang juga mengandung Micro Bore Pipe yang berguna untuk menggunakan tekanan atsmosfer pada Diagram Transducer. Hal ini menghasilkan keakuratan yang tinggi dan kalibrasi bebas terhadap perubahan tekanan atsmosfir. Hydrotide Data Logger tersimpan dalam Rugged yang terbuat dari alumunium dan tahan terhadap air. Sumber tenaga disediakan oleh Battery Pack yang berada di dalam Hydrotide. Battery pack ini memberikan kecukupan tenaga dengan daya tahan 5 tahun. Seorang pengamat data melihat data yang tersimpan di dalam Logger dengan menggunakan computer dan menggunakan MSDOS software yang khusus. Koneksi antara hydrotide dan computer dapat melalui kabel koneksi atau pun sensor jarak jauh. Hydrotide data logger diprogram untuk menyimpan data sample dari transducer dengan interval 0.75 detik. Dengan menggunakan interval tersebut, gerak gelombang dapat difilter. Rata-rata nilai kedalaman direkam dalam meter serta jam dan tanggal perekaman. Koreksi untuk densitas air dapat dilakukan dengan kalibrasi in situ jika diperlukan. MSDOS PC Software dapat melakukan pengesetan terhadap Logger dan melakukan download data (pengambilan data dari Logger Hydrotide). Setelah data tersebut di download, maka data tersebut dapat disimpan ke dalam CD atau DVD untuk diarsipkan, dicetak dalam serial waktu, digrafikkan, atau disusun dalam suatu data base. Setelah data tersebut diarsipkan, seorang pengamat telah dapat memproses data tersebut untuk mendapat nilai komponen-komponen penyusun pasang surut tersebut serta melakukan prediksi terhadap pasang surut pada daerah pengambilan data yang telah dilaksanakan. Penjualan Hydrotide ini dilengkapi dengan Transducer Tekanan 1 Bar dan Kabel Vent sepanjang 15 meter serta buku petunjuk untuk Operasi Manual.

10

Spesifikasi Hydrotide Automatic Tide Gauge Sensor : Semiconductor Strain Gauge Sensor Range : 0 10 m dengan kompensasi atsmosfir otomatis sebagai standard. Resolution : 0.0015% (16 bit) Accuracy : +/- 1 detik perbulan Periode Update : interval 1 detik dari 10 detik hingga 100 jam Periode rata-rata : 0.75 detik Memory : 20.000 rekaman (nilai rata-rata) Power Supply : 9 V @ 18 Ah Ketahanan : 138 hari pada 10 menit logging Ketahanan Batere : 5 tahun Back Up Power : Independent Lithium Battery untuk back up memory Komunikasi : RS 232 yang berhubungan ke PC Software : PC MSDOS dasar Dimensi : 148 mm 76.5 mm 260 mm panjang Berat : 3 kg

Referensi Alat www.ocheanographerequipment.com

11

DAFTAR PUSTAKA Tim Oseanografi Umum, 2005, Modul Praktikum Oseanografi Umum, Jurusan Ilmu Kelautan, Fakultas MIPA Unsyiah, Banda Aceh http.//tide.gsi.go.jp www.tidesandcurrent.com www.nima.go.ac/ Chapter 9/Tides and Tidal Current.Pdf www.ocheanographerequipment.com

12