i Buku Panduan Oseanografi Fisika 2020...3 Buku Panduan Oseanografi Fisika 2020 b. Gelombang Perusak Pantai (Destructive Wave) Gelombang perusak biasanya mempunyai ketinggian dan kecepatan

i Buku Panduan Oseanografi Fisika 2020

KATA PENGANTAR

Puji syukur Alhamdulillah kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala

rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika

2020 ini dapat disusun dengan baik. Sholawat serta salam senantiasa kami

curahkan kepada Nabi Muhammad SAW, yang telah menjadi panutan dengan

suri tauladan yang senantiasa beliau ajarkan kepada umatnya.

Praktikum Oseanografi Fisika akan mempelajari sifat-sifat dan

karakteristik fisik yang ada di laut meliputi gelombang, pasang surut, dan arus.

Dalam Buku Panduan Praktikum Oseanografi Fisika ini, kami menyajikan

pedoman materi dan langkah kerja dalam pelaksanaan praktikum. Materi yang

ada dalam modul ini berupa metode pengaplikasian perangkat lunak dalam

memprediksi maupun memodelkan kondisi hidro-oseanografi pada suatu

perairan.

Kami sampaikan terimakasih yang sebenar-benarnya kepada pihak-pihak

yang telah membantu dalam penyelesaian buku Panduan Praktikum Oseanografi

Fisika ini. Menyadari akan keterbatasan yang kami miliki, kami mengharapkan

masukan-masukan berupa kritik dan saran yang membangun dalam

penyempurnaan buku panduan ini di lain waktu.

Malang, 20 September 2020

Tim Dosen dan Tim Asisten

Praktikum Oseanografi Fisika

ii Buku Panduan Oseanografi Fisika 2020

TATA TERTIB PRAKTIKUM OSEANOGRAFI FISIKA

1. Praktikum dilaksanaan pada setiap tanggal 23 Oktober 2020, 30

Oktober 2020, dan 6 November 2020.

2. Wajib melakukan persiapan (koneksi internet, laptop full charge dan

data praktikum) 15 menit sebelum praktikum dimulai.

3. Praktikan diwajibkan mengunduh dan mempelajari Buku panduan

sebelum praktikum dimulai.

4. Mengerjakan soal tiket masuk sesuai materi praktikum pada hari

tersebut (Praktikum 1: Gelombang; Praktikum 2: Pasang Surut;

Praktikum 3: Arus).

5. Soal tiket masuk dikerjakan menggunakan bolpoin warna biru.

6. Literatur hanya diperbolehkan dari Buku (Tidak ada Batasan tahun) dan

Jurnal (Miniman tahun 2015) dengan ketentuan 1 soal menggunakan 2

literatur.

7. Setiap praktikan menyiapkan laptop yang telah ter-insall software yang

digunakan selama praktikum.

8. Tidak boleh meng-install software saat praktikum berlangsung (software

harus sudah ter-install sebelum praktikum).

9. Berpakaian rapi dan sopan selama praktikum.

10. Menggunakan laptop yang kompatibel dengan software yang digunakan

dalam praktikum.

11. Saat Video Conference praktikan bebas untuk menyalakan kamera

ataupun, namun wajib menyalakan ketika diminta.

iii Buku Panduan Oseanografi Fisika 2020

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ............................................................................................ i

TATA TERTIB PRAKTIKUM OSEANOGRAFI FISIKA ........................................ ii

DAFTAR ISI ........................................................................................................iii

1. GELOMBANG ................................................................................................. 1

1.1 Pengolahan Data Gelombang............................................................ 4

1.1.1 Download data ECMWF ................................................................ 5

1.1.2 ODV .............................................................................................. 9

1.1.3 Pengolahan data gelombang representaif menggunakan Ms.

Excel ............................................................................................ 13

1.1.4 Pengolahan data angin menggunakan Ms. Excel ....................... 20

1.1.3 WRPLOT ..................................................................................... 26

2. PASANG SURUT .......................................................................................... 29

2.1 Pengolahan Data Pasang Surut ...................................................... 35

2.1.1 Download data BIG ..................................................................... 35

2.1.2 Admiralty ..................................................................................... 38

2.1.3 Tidal Model Driver (TMD) ............................................................ 39

2.1.4 NAO Tide ..................................................................................... 43

3. ARUS ............................................................................................................ 46

3.1 Pengolahan Data Arus ..................................................................... 48

3.1.1 Download data OSCAR ............................................................... 48

3.1.2 ODV ............................................................................................ 49

3.1.2 Surfer........................................................................................... 53

DAFTAR ASISTEN PRAKTIKUM OSEANOGRAFI FISIKA .............................. 62

1 Buku Panduan Oseanografi Fisika 2020

1. GELOMBANG

Gelombang laut adalah pergerakan naik turunnya air laut yang

membentuk kurva sinusoidal tanpa disertai perpindahan massa air laut.

Gelombang laut dapat dibedakan menjadi beberapa macam tergantung pada

gaya pembangkitnya yaitu gelombang yang dibangkitkan oleh angin disebut

dengan gelombang angin, gelombang akibat gaya tarik menarik antara benda-

benda langit terutama matahari dan bulan terhadap bumi disebut dengan

gelombang pasang surut, gelombang yang disebabkan oleh gempa vulkanik

maupun tektonik yang terjadi di dasar laut disebut dengan gelombang tsunami

dan gelombang yang disebabkan oleh pergerakan kapal yang sedang berlayar.

Gelombang dapat menimbulkan energi tertentu untuk membentuk pantai,

menimbulkan arus, dan transport sedimen dalam arah tegak lurus dan sepanjang

pantai. Transfer energi gelombang dibantu oleh angin yang merupakan salah

satu faktor pembangkit gelombang. Gelombang yang terjadi di laut umumnya

merupakan gelombang angin. Gelombang merupakan faktor utama didalam

penentuan tata letak (Layout) pelabuhan, pelayaran, perencanaan bangunan

pantai dan sebagainya.

Beberapa teori yang ada hanya menggambarkan bentuk gelombang yang

sederhana dan merupakan pendekatan gelombang alam. Dalam hal ini, akan

lebih mempelajari gelombang yang dibangkitkan oleh angin. Ketika angin

berhembus di atas permukaan air akan menimbulkan tegangan pada permukaan

laut yang mengakibatkan permukaan air yang semula tenang akan menimbulkan

riak (gelombang kecil diatas permukaan air). Semakin bertambah kecepatan

angin maka riak air yang dihasilkan akan semakin bertambah besar dan

sebaliknya semakin berkurang kecepatan angin maka riak air yang dihasilkan

juga cenderung semakin kecil. Pembentukan riak air ini menjadi dasar

terbentuknya gelombang laut.

Gelombang laut yang bergerak memasuki perairan pantai mengalami

pertambahan tinggi pada gelombang. Berdasarkan kedalaman relatifnya, yaitu


perbandingan antara kedalaman laut (d) dan panjang gelombang (L), maka

gelombang diklasifikasikan menjadi tiga yaitu :

• Gelombang di laut dangkal (shallow water) d/L ≤ 1/20

• Gelombang di laut transisi (transitional water) 1/20 < d/L < 1/2

• Gelombang di laut dalam (deep water) d/L ≤ 1/20

Pecahnya gelombang umumnya dapat dibagi menjadi 3 tipe, yaitu spilling,

plunging dan surging. Untuk pantai yang landai umumnya terjadi spilling dan

dipantai yang agak curam terjadi pluging sedangkan dipantai yang curam terjadi

surging.

Tabel 1. Klasifikasi Gelombang menurut kedalaman relatif

Klasifikasi d/L 2𝜋d/L 𝑡𝑎𝑛ℎ2𝜋𝑑

𝐿

Cepat rambat

Gelombang

(C)

Panjang

Gelombang

(L)

Gelombang

Laut Dalam >

1

2 > 𝜋 ≈ 1

𝑔𝑇

2𝜋

𝑔𝑇2

2𝜋

Gelombang

Transisi

1

20−

1

2

1

4− 𝜋 𝑡𝑎𝑛ℎ

2𝜋𝑑

𝐿

𝑔𝑇

2𝜋 tanh (

2𝜋𝑑

𝐿)

𝑔𝑇2

2𝜋𝑡𝑎𝑛ℎ

2𝜋𝑑

𝐿

Gelombang

Laut

Dangkal

<1

20 <

1

4 ≈

2𝜋𝑑

𝐿 √gd 𝑇√gd

Selain itu, tipe Gelombang bila dilihat dari sifat-sifatnya dapat

dikasifikasikan menjadi sebagai berikut:

a. Gelombang Pembangun/Pembentuk Pantai (Constructive Wave)

Gelombang pembentuk pantai biasanya mempunyai ketinggian kecil dan

kecepatan rambatnya rendah. Sehingga saat gelombang tersebut pecah di pantai

akan mengangkut sedimen yang akan tertinggal di pantai, ketika aliran balik

gelombang pecah yang meresap kedalam pasir atau kembali lagi kelaut.


b. Gelombang Perusak Pantai (Destructive Wave)

Gelombang perusak biasanya mempunyai ketinggian dan kecepatan

rambat yang besar atau sangat tinggi. Air yang Kembali berputar mempunyai

lebih sedikit waktu untuk meresap kedalam pasir. Ketika gelombang datang

Kembali menghantam pantai, maka aka nada banyak volume air yang terkumpul

dan mengangkut material pantai menuju ke tengah laut atau ke tempat lain.

Sifat atau tinggi dan periode gelombang yang dipengaruhi oleh angin

memiliki variabel yaitu kecepatan angin (U), lama hembusan angin (D), arah

angin, dan Fetch. Fetch adalah daerah dimana kecepatan dan arah angin adalah

konstan atau jarak tanpa rintangan dimana angin berhembus. Data angin yang

digunakan untuk peramalan gelombang adalah data di permukaan laut pada

lokasi pembangkitan.

Pada umumnya bentuk gelombang di alam sangat kompleks dan sulit

digambarkan secara matematis karena ketidak–linieran, tiga dimensi dan

mempunyai bentuk yang acak (suatu deret gelombang mempunyai tinggi dan

periode berbeda). Gelombang mempunyai sifat-sifat berbeda, sehingga

gelombang perlu dianalisa secara statistik. Analisa statistik gelombang dilakukan

untuk mendapatkan karakteristik gelombang yaitu Gelombang Representatif.

Analisa pada gelombang representatif terdiri dari beberapa parameter yaitu

gelombang dan periode signifikan (Hs, Ts), rata-rata gelombang dan periode dari

10% data (H10, T10), rata-rata gelombang dan periode dari seluruh data (H100,

T100), gelombang dan periode tertinggi (Hmax, Tmax) dan gelombang dan

periode terendah (Hmin, Tmin).

Data angin dan data gelombang dapat diperoleh dari pengukuran

langsung di atas permukaan laut, atau dapat mengambil data dari web resmi yang

menyediakan data angin dan juga data gelombang, yaitu ECMWF

(https://www.ecmwf.int/). The European Center for Medium–Range Weather

Forecasts (ECMWF) merupakan website resmi yang menyediakan data–data

terkait parameter cuaca salah satu diantaranya adalah angin, tinggi gelombang,

periode gelombang dan sebagainya, yang digunakan sebagai data analisa atau

peramalan gelombang.


1.1 Pengolahan Data Gelombang

Adapun prosedur pengolahan data gelombang representative adalah

sebagai berikut:

Download data dari ECMWF (.nc).

Ekstrak dan ubah format data (.nc) menjadi (.txt) dengan ODV.

Pengolahan data gelombang representatif menggunakan Ms.Excel.

Analisa hasil gelombang representatif menggunakan grafik

Menentukan windrose menggunakan WRPLOT.

Analisa hasil (windrose dan grafik tinggi dan periode gelombang).


1.1.1 Download data ECMWF

Dari prosedur pengolahan data gelombang representatif di atas, adapun

langkah - langkah dalam melakukan Download data ECMWF adalah sebagai

berikut:

1. Pertama, buka website http//www.ECMWF.com → Klik Login

Gambar 1. Buka Web ECMWF

2. Kedua, pada tampilan ECMWF → Klik “Forecast” → Klik “Documentation”.

Gambar 2. Pilih "Documentation" pada Menu Forecast


3. Pada “Atmospheric and Ocean-Wave reanalysis Cycle 31r2” → Klik “Data”

pada ERA Interim

Gambar 3. Klik "Data" pada ERA Interim

4. Kemudian “Select a Month” untuk memilih waktu data pengamatan

gelombang

Gambar 4. Select a Month


5. Selanjutnya pada “Select Time” beri cek list pada angka “00:00”, “06.00”,

“12.00”, “18.00”. Lalu, pada “Select Step” beri cek list angka “0” dan pada

“Select Parameter” beri cek list “10 metre U wind Component”, “10 metre V

Wind Component”, “Mean Wave Direction”, “Mean Wave Period”, “Significant

height of combined wind waves and swell”. Setelah itu, klik “Retrieve

NetCDF”.

Gambar 5. Pilih Komponen Data yang Dibutuhkan

Gambar 6. Select Parameter


Gambar 7. Pilih "Retrieve NetCDF”

6. Pilih Area “Indonesia” dengan Grid “0.125 x 0.125” kemudian klik “Retrieve

Now”

Gambar 8. Pilih "Retrieve Now"


7. Pilih “Download”.

Gambar 9. Pilih "Download"

1.1.2 ODV

1. Buka aplikasi ODV.

Gambar 10. Tampilan Aplikasi ODV


2. Ubah file .nc yang terdownload menjadi net CDF (.cdf).

Gambar 11. Pemindahan Data dari ECMWF ke ODV

3. Klik next dan tampilan wilayah Indonesia akan muncul.

Gambar 12. Pemilihan Area yang akan di amati


4. Zoom In to Map ke Perairan yang telah ditentukan.

Gambar 13. Penyeleksian Wilayah

5. Menentukan koordinat Perairan yang akan di amati.

Gambar 14. Penentuan Koordinat


6. Pilih Export-Station Data-ODV Spreadsheet file.

Gambar 15. Pemindahan Data ODV

7. Pilih type file menjadi .txt.

Gambar 16. Menubah Tipe File Data


1.1.3 Pengolahan data gelombang representaif menggunakan Ms. Excel

Adapun parameter kriteria dari gelombang representatif yang akan

dianalisa antara lain:

- Gelombang dan periode signifikan, 33.3% dari data gelombang (Hs, Ts)

- Rata-rata gelombang dan periode dari 10% data gelombang (H10, T10)

- Rata-rata gelombang dan periode dari seluruh data gelombang (H100, T100)

- Gelombang dan periode tertinggi (Hmax, Tmax)

- Gelombang dan periode terendah (Hmin, Tmin)

1. Dipilih data “JANUARI2016” dengan Format *Txt. Lalu, klik “Finish”

Gambar 17. Pilih Data "JANUARI 2016"


Gambar 18. Pilih "Finish"

2. Hapus data yang tidak diperlukan dengan tujuan agar mempermudah proses

pengolahan data.

Gambar 19. Hapus Data yang tidak diperlukan


3. Dihapus Kolom data “QF”

Gambar 20. Hapus Kolom Data "QF"

4. Lakukan filter pada “Longitude” dan “Latitude” kemudian dipilih koordinat yang

telah ditentukan.

Gambar 21. Filter Longitude dan Latitude


Gambar 22. Pilih Koordinat yang Telah Ditentukan

5. Copy “Significant height of combined wind waves and swell” atau H(m), “Mean

Wave Period” atau T dan “Mean Wave Direction” atau Arah ke worksheet yang

baru dan pada H(m) lakukan sort and filter “Sort Smallest to Largest” pada

Sort Warning “Expand The Selection” kemudian pilih “Sort”.

Gambar 23. Sort and Filter pada Kolom "Significant"


Gambar 24. Sort and Filter pada Kolom "H (m)"

Gambar 25. Pilih "Sort"


6. Diisi kolom A “Nomor Urut” dengan memberi nomor

Gambar 26. Pengisian Nomor Urut

7. Dilakukan perhitungan Hs dan Ts (33.3% atau 1/3), H100 dan T100 (Ratarata),

H10 dan T10 (10%), Hmax, Tmax, Hmin, Tmin.

Gambar 27. Perhitungan Gelombang Representatif





1.1.4 Pengolahan data angin menggunakan Ms. Excel

1. Buka Microsoft Excel dan buka dokumen yang telah diconvert sebelumnya di

Microsoft Excel.

Gambar 30. Pemindahan Data

2. Hapus baris pertama hingga baris ke dua puluh tiga.

Gambar 31. Penyeleksian Data di Microsoft Excel


3. Hapus semua kolom QF.

Gambar 32. Penyeleksian Kolom

4. Rapikan data yang tersisa seperti pada gambar.

Gambar 33. Merapikan Data


5. Filter pada kolom Longitude dan Latitude.

Gambar 34. Penyaringan Data

6. Pilih Longitude sesuai dengan Longitude yang terdapat pada data ODV

sebelumnya.

Gambar 35. Pemilihan Longitude


7. Pilih Latitude sesuai dengan Latitude yang terdapat pada data ODV

sebelumnya. Akan terlihat nilai arah pada kolom arah.

Gambar 36. Pemilihan Latitude

8. Buka Microsoft Excel WRPLOT yang sudah dibuat sebelumnya. Isi kolom

dengan tahun, bulan dan tanggal sesuai waktu yang ditentukan.

Gambar 37. Penyeleksian data di Microsoft Excel WRPLOT


9. Buat rumus untuk menentukan nilai kecepatan.

Gambar 38. Mencari Nilai Kecepatan

10. Salin ke semua kolom kecepatan. Pada penyalinan, klik paste of values.

Gambar 39. Menacari Nilai Kecepatan


11. Salin arah dan kecepatan yang sudah didapat pada kolom Excel WRPLOT.

Karena perhitungan dilkukan setiap 6 jam, maka 1 kolom arah dan kecepatan

diisi dengan 1 data dari kecepatan dan angin saja.

Gambar 40. Data Arah dan Kecepatan Angin

12. Simpan data Microsoft Excel WRPLOT dengan format Excel 97-03.

Gambar 41. Menyimpan Data Angin


1.1.3 WRPLOT

1. Buka WRPLOT lalu pilih tools dan import from Excel.

Gambar 42. Tampilan WRPLOT

2. Buka file Microsoft Excel WRPLOT dengan format 97-03.

Gambar 43. Pemilihan data WRPLOT


3. Pada kolom Excel Column Name, ganti kolom menjadi ABCD dengan

berurutan.

Gambar 44. Penggantian Data

4. Pada kolom Station Id tulis 1, Kolom city tulis perairan yang diamati dan state

tulis 0. Untuk kolom Latitude pilih S (South) dan kolom Longitude pilih E (East).

Lalu klik import untuk mendapatkan file .sam.

Gambar 45. Pembuatan Data


5. Open file .sam.

Gambar 46. Memilih file .sam

6. Klik wind rose.

Gambar 47. Data Mawar Angin


2. PASANG SURUT

Pasang surut merupakan proses naik turunnya paras laut (sea level)

secara berkala yang ditimbulkan oleh adanya gaya tarik dari benda-benda

angkasa terutama matahari dan bulan, terhadap massa air di bumi. Meskipun

massa bulan jauh lebih kecil dari massa matahari, tetapi karena jaraknya

terhadap bumi jauh lebih dekat, maka pengaruh gaya tarik bulan terhadap bumi

lebih besar daripada pengaruh gaya tarik matahari. Gaya tarik bulan yang

mempengaruhi pasang surut adalah 2,2 kali lebih besar daripada gaya tarik

matahari (Fadilah et al., 2014).

Gambar 48. Distribusi Gaya Pembangkit Pasang Surut Sistem Bumi Bulan

(Sumber: Triatmodjo, 1999)

Gaya-gaya pembangkit pasang surut ditimbulkan oleh gaya tarik menarik

bumi, bulan dan matahari. Gaya tarik menarik antara bumi dan bulan tersebut

menyebabkan sistem bumi-bulan menjadi satu sistem kesatuan yang beredar

bersama-sama sekeliling sumbu perputaran bersama (common axis of

revolution). Pembentukan pasang surut air laut sangat dipengaruhi oleh gerakan

utama matahari dan bulan, yaitu:

1. Revolusi bulan terhadap bumi, dimana orbitnya berbentuk elips dan

memerlukan periode untuk menyelesaikan revolusi itu selama 29,5 hari.

2. Revolusi bumi terhadap matahari dengan orbitnya berbentuk elips, periode

yang diperlukan adalah 365,25 hari.


3. Perputaran bumi terhadap sumbunya, periode yang diperlukan untuk

gerakan ini adalah 24 jam.

Pasang surut yang dipengaruhi oleh interaksi bumi, bulan dan matahari

membagi pasang surut menjadi 2 macam yaitu purnama (spring tides) dan

perbani (neap tides). Pasang surut purnama terjadi apabila bumi, bulan, dan

matahari berada pada satu garis lurus (pada saat new moon dan full moon). Hal

ini menyebabkan terbentuknya pasang tertinggi dan surut terendah di titik lainnya,

dikarenakan gaya gravitasi bumi dan matahari yang saling menguatkan.

Sedangkan pasang surut perbani terjadi apabila bumi, bulan, dan matahari

berada pada garis tegak lurus 90° (pada saat ¼ awal dan akhir bulan). Gaya

sentrifugal (Fs) dan gaya tarik bulan (Fg) yang bekerja memiliki arah yang

berlawanan, dijelaskan pada Gambar 49 (Fragal 2015).

Gambar 49. Arah gaya sentrifugal dan gaya tarik bulan yang bekerja

(Sumber: Fragal, 2015)

Variasi permukaan laut secara umum dipengaruhi oleh dua (2) faktor,

yaitu: astronomi dan non-astronomi. Faktor-faktor non-astronomi yang

mempengaruhi tunggang air (interval antara air tinggi dan air rendah) dan waktu

datangnya air tinggi atau waktu air rendah adalah morfologi pantai, kedalaman

perairan dan kedalaman meteorologi serta faktor hidrografi lainnya.

Gaya penggerak pasang surut dapat diuraikan sebagai hasil gabungan

sejumlah komponen harmonik yang dikelompokkan menjadi 3 (tiga) bagian

komponen, yaitu tengah harian, harian, dan periode panjang. Beberapa


komponen harmonik dan perbandingan relatif kekuatannya dapat dilihat dalam

Tabel 2.

Tabel 2. Komponen harmonik pasang surut (Sumber: Pond and Pickard, 1981)

Dengan komponen pasang surut di atas dapat ditentukan tipe pasang surut,

melalui perhitungan nilai Formzahl. Formzahl adalah bilangan untuk menentukan

tipe pasang surut, menggunakan rumus:

Nama Komponen

Simbol

Periode

(jam matahari)

Perbandingan

(relatif)

Tengah Harian (Semi-

diurnal)

- Principal lunar

- Principal solar

- Larger lunar elliptic

- Luni-solar semi-diurnal

Harian (Diurnal)

- Luni-solar diurnal

- Principal lunar diurnal

- Principal solar diurnal

- Larger lunar elliptic

Periode Panjang (Long-

period

- Lunar fortnightly

- Lunar monthly

- Solar semi-annual

M2

S2

N2

K2

K1

O1

P1

Q1

Mf

Mm

Ssa

12,4

12,0

12,7

11,97

23,9

25,8

24,1

26,9

238,0

661,0

2.191,0

100

47

19

13

58

42

19

8

17

9

8


Keterangan:

F = bilangan Formzahl

O1 = amplitudo komponen pasang surut tunggal utama yang disebabkan oleh

gaya tarik bulan

K1 = amplitudo komponen pasang surut tunggal utama yang disebabkan oleh

gaya tarik bulan dan matahari

M2 = amplitudo komponen pasang surut ganda utama yang disebabkan oleh

gaya tarik bulan

S2 = amplitudo komponen pasang surut ganda utama yang disebabkan oleh

gaya tarik matahari

Bilangan formzahl memiliki range tertentu untuk menentukan tipe pasang

surut suatu wilayah. Range formzahl dijelaskan dalam Tabel 3.

Tabel 3. Tipe Pasang Surut Berdasarkan Bilangan Formzahl

Nilai Formzahl Tipe Pasang Surut Keterangan

0,00 < F ≤ 0,25 Setengah Harian

(Semidiurnal/ Ganda)

▪ Dalam sehari terjadi

dua kali pasang dan

dua kali surut.

▪ Bentuk gelombang

simetris.


0,25 < F ≤ 1,50

1,50 < F ≤ 3,00

F > 3,00

Campuran dengan tipe

ganda lebih menonjol

(Condong Ganda)

Campuran dengan tipe

tunggal lebih menonjol

(Condong Tunggal)

Harian (Tunggal)


dua kali pasang dan

dua kali surut.


pasang pertama

tidak sama dengan

gelombang pasang

kedua (asimetris)

dengan bentuk

condong semi

diurnal.


dua kali pasang dan

dua kali surut.


pasang pertama

tidak sama dengan

gelombang pasang

kedua (asimetris)

dengan bentuk

condong diurnal.


sekali pasang dan

sekali surut.


Dalam pasang surut, dikenal adanya istilah elevasi muka air rencana.

Elevasi muka air rencana diperlukan untuk pengembangan dan pengelolaan

daerah pantai. Mengingat elevasi muka air laut selalu berubah setiap saat, maka

diperlukan suatu elevasi yang ditetapkan berdasarkan data pasang surut,

beberapa elevasi tersebut adalah sebagai berikut:

▪ Muka air tinggi (high water level); muka air tertinggi yang dicapai pada saat

air pasang dalam satu siklus pasang surut.

▪ Muka air rendah (low water level); kedudukan air terendah yang dicapai

pada saat air surut dalam satu siklus pasang surut.

▪ Muka air tinggi rerata (mean high water level, MHWL); adalah rerata dari

muka air tinggi selama periode 18,6 tahun.

▪ Muka air rendah rerata (mean low water level, MLWL); adalah rerata dari

muka air rendah selama periode 18,6 tahun.

▪ Muka air laut rerata (mean sea level, MSL); adalah muka air rerata antara

muka air tinggi rerata dan muka air rendah rerata.

▪ Muka air tinggi tertinggi (highest high water level, HHWL); adalah air

tertinggi pada saat pasang surut purnama atau bulan mati.

▪ Muka air rendah terendah (lowest low water level, LLWL); adalah air

terendah pada saat pasang surut purnama atau bulan mati.

▪ Higher high water level; adalah air tertinggi dari dua air tinggi dalam satu

hari, seperti dalam pasang surut tipe campuran.

▪ Lower low water level; adalah air terendah dari dua air rendah dalam satu

hari.

Elevasi yang cukup penting yaitu muka air tinggi tertinggi dan muka air

rendah terendah. Muka air tinggi tertinggi sangat diperlukan untuk perencanaan

bangunan pantai, sedangkan muka air rendah terendah sangat diperlukan untuk

perencanaan pembangunan pelabuhan.


2.1 Pengolahan Data Pasang Surut

Pengolahan data pasang surut pada Praktikum Oseanografi Fisika ini

menggunakan tiga (3) metode, yakni metode Admiralty, program Tide Model

Driver (TMD), dan program NAO Tide.

2.1.1 Download data BIG

1. Buka web BIG di http://tides.big.go.id.

Gambar 50. Web BIG

2. Pilih kategori Prediksi Pasut, kemudian pilih prediksi pasut online.

Gambar 51. Pilih Prediksi Pasut Online


3. Pilih waktu (tanggal, bulan, dan tahun) yang diinginkan.

Gambar 52. Masukkan waktu

4. Masukkan koordinat dengan cara klik posisi perairan yang diinginkan.

Gambar 53. Masukkan Koordinat


5. Klik Proses Predict Tide.

Gambar 54. Klik Proses Predict Tide

6. Download data pada tulisan Tinggi Pasut.

Gambar 55. Download data


2.1.2 Admiralty

Menurut Korto, et al. (2015), Metode Admiralty merupakan metode yang

dikembangkan oleh A. T. Doodson digunakan menghitung konstanta pasang

surut harmonik dari pengamatan ketinggian air laut tiap jam selama 15 hari atau

29 hari. Metode ini digunakan untuk menentukan Muka Air Laut Rerata (MLR)

harian, bulanan, tahunan atau lainnya. Metode Admiralty adalah metode

perhitungan pasang surut yang digunakan untuk menghitung dua konstanta

harmonik yaitu amplitudo dan keterlambatan phasa.

Proses perhitungan metode Admiralty dilakukan dengan bantuan tabel,

dimana untuk waktu pengamatan yang tidak ditabelkan harus dilakukan

pendekatan dan interpolasi dengan bantuan tabel. Proses perhitungan analisa

harmonik metode Admiralty dilakukan pengembangan perhitungan sistem

formula dengan bantuan perangkat lunak Excel, yang akan menghasilkan harga

beberapa parameter yang ditabelkan sehingga perhitungan pada metode ini akan

menjadi efisien dan memiliki keakuratan yang tinggi serta fleksibel untuk waktu

kapanpun.

Berdasarkan komponen-komponen pasang surut yang didapat dari hasil

analisis dengan menggunakan metode Admiralty maka dapat ditentukan tipe

pasang surut dengan menggunakan angka pasang surut “F” (Tide form number

”Formzahl”).

Kekurangan dari metode ini yaitu dalam pengolahannya sangat

dibutuhkan ketelitian, tidak dapat digunakan untuk data-data panjang (>29 hari

dan <15 hari), hanya menghasilkan sembilan komponen pasang surut, dan tidak

dapat menganalisis data yang memiliki kekosongan data.


2.1.3 Tidal Model Driver (TMD)

Tide Model Driver (TMD) digunakan untuk melakukan ekstraksi konstanta

pasut serta melakukan ramalan (prediksi) ketinggian pasut di permukaan bumi

dari model pasut dengan perangkat lunak MATLAB. Dari model pasut dapat

dilakukan ekstraksi konstanta harmonik dan prediksi elevasi pasut pada lokasi

dan waktu yang diberikan. Secara global, untuk melakukan ekstraksi serta

prediksi kostanta pasut tersebut, model pasut TPXO 7.1 melibatkan konstituen

pasut M2, S2, K1, O1, N2, P1, K2, Q1, MM, MF dan M4.

Langkah-langkah pengerjaan program TMD adalah sebagai berikut:

1. Membuka MATLAB dan membersihkan Command Window dengan mengetik

clc, kemudian Enter.

Gambar 56. MATLAB


2. Selanjutnya klik Set Path. Memilih Add with Subfolder. Kemudian pilih folder

TMD yang berada di lokasi Computer\(C:)\Program Files

(x86)\MATLAB\R2015a\toolbox\TMD lalu klik OK > Save > Close.

Gambar 57. File TMD

3. Untuk memunculkan model TMD, tulis “TMD” pada Command Window lalu

tekan Enter.

Gambar 58. Memunculkan model TMD


4. Memilih file TMD > TMD toolbox > ind.tar > Data > Model_ind kemudian pilih

Open.

Gambar 59. Membuka file TMD

5. Selanjutnya akan muncul tampilan model TMD. Semua (delapan) komponen

ditandai, tandai pula “z” (elevasi) dan “Rewrite File” untuk membuat file baru

serta isi nama output file dengan nama “dataSelatSunda.out”. Memilih

“Predict Tide” untuk memunculkan komponen harmonik pasang surut.

Koordinat latitude dan longitude sesuai daerah > lalu tekan “GO”.

Gambar 60. Data TMD


6. Untuk memprediksi ketinggian pasut di perairan tersebut, memilih “Predict

tide”. Serta mengisi “Start Time” yang terjadi dari tahun, bulan, tanggal, jam,

menit, dan panjang data (jumlah total data, diperoleh dari jumlah hari dikali 24

jam) > lalu tekan “GO”.

Gambar 61. Data Predict Tide


2.1.4 NAO Tide

NAO Tide adalah suatu program untuk memprediksi pasang surut

berdasarkan waktu dan lokasi laut dengan cakupan global dengan resolusi 0.5º

x 0.5º yang merupakan data asimilasi dari TOPEX/Poseidon selama 5 tahun.

Model ini dikembangkan oleh National Astronomical Observatory (NAO) Jepang,

pada tahun 1999.

Langkah-langkah pengerjaan program NAO Tide adalah sebagai berikut:

1. Buka file input.in di folder NAOTide dengan software Notepad.

Gambar 62. Buka Fie input.in


2. Input longitude dan latitude sesuai perairan yang telah ditentukan dan

rename. Tentukan waktu mulai dan waktu akhir.

Gambar 63. Tampilan Notepad input.in

3. Klik run pada file nao99b-b0 dan akan muncul file baru dengan nama sesuai

dengan step sebelumya.

Gambar 64. Run nao99b-b0


4. Buka file di excel.

Gambar 65. Tampilan File

5. Copy kolom Tide pada kolom baru dan buat kolom Time di sebelah kiri kolom

Tide lalu buat grafik elevasi pasang surut.

Gambar 66. Tampilan Grafik NAO Tide


3. ARUS

Arus laut (sea current) adalah perpindahan massa air secara horizontal

maupun vertikal dalam skala besar dari satu tempat menuju tempat lain. Di

perairan dangkal (kawasan pantai), arus laut dapat dibangkitkan oleh gelombang

laut, pasang surut laut atau sampai tingkat tertentu angin. Di perairan sempit dan

semi tertutup seperti selat dan teluk, pasut merupakan gaya penggerak utama

sirkulasi massa airnya (Tanto et al., 2017).

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 permukaan berbelok ke kanan dari arah angin di atas

permukaan pada bumi bagian utara dan sebaliknya pada bumi bagian selatan

Gambar 67. Gaya Coriolis

Arus laut terjadi karena adanya beberapa faktor yaitu tiupan angin,

perbedaan kadar garam, dan perbedaan suhu Berikut penjelasannya:

a. Arus laut karena tiupan angin

Tiupan angin yang menerpa air laut di permukaan akan menimbulkan arus

laut yang bergerak searah dengan aliran angin.

b. Arus laut karena perbedaan kadar garam

Air laut yang memiliki kadar garam tinggi memiliki massa jenis yang lebih

besar daripada air laut yang kadar garamnya rendah. Oleh karena itu, jika ada


dua laut yang bersebelahan tetapi karena kadar garamnya berbeda, maka

dibagian dasar laut akan terjadi aliran air dari laut berkadar garam tinggi menuju

ke laut berkadar garam rendah dan sebaliknya.

Contoh: Ambang Gibraltar yang terletak diantara benua Eropa dan benua Afrika.

c. Perbedaan suhu

Air laut yang dingin memiliki massa jenis yang lebih besar dari pada air

laut yang panas. Air laut di daerah kutub bersuhu dingin, sehingga memiliki

massa jenis lebih besar. Oleh karena itu, air laut tersebut akan tenggelam dan

bergerak menuju ke daerah yang massa jenisnya lebih kecil, melalui dasar laut

yang dalam. Adanya perbedaan suhu, massa air dan pembuyaran arus

permukaan (divergence) dapat menyebabkan terjadinya upwelling sedangkan

pemusatan arus (convergence) menyebabkan terjadinya downwelling.

Karakteristik arus di perairan dipengaruhi oleh morfologi pantai, letak

geografis dan bathimetri perairan. Manfaat arus dalam kehidupan sehari-hari

bervariasi dalam dari segi perikanan, pariwisata, pertanian laut, pelayaran, dan

energi (pembangkit tenaga listrik). Gerakan massa air secara vertikal dan

horizontal sangat erat kaitannya terhadap kondisi ekologis yang terkandung

dalam suatu perairan. Arus memiliki banyak jenis dengan berbagai

pembangkitnya salah satunya adalah Rip current.

Rip current adalah arus yang bergerak dari pantai menuju ke laut yang

dapat terjadi setiap hari dengan kondisi bervariasi mulai dari yang kecil, pelan

dan tidak berbahaya, sampai arus yang dapat menyeret orang ke tengah laut dan

dibangun oleh hubungan antara gelombang yang datang menuju pantai dan

kondisi morfologi pantai. Rip current terkonsentrasi melewati jalur sempit (rip

chanel) yang mengalir kuat kearah laut dari zona hempasan melintasi gelombang

pecah hingga ada di laut lepas-pantai (Pangururan et al., 2015).


3.1 Pengolahan Data Arus

Adapun prosedur prediksi arus adalah sebagai berikut:

3.1.1 Download data OSCAR

Dari pengolahan Data Arus di atas, adapun langkah-langkah dalam

melakukan Download data OSCAR adalah sebagai berikut:

Download data arus pada website OSCAR.

Mengekstrak Data Arus menggunakan ODV.

Mem-filter hasil pengolahan Data di ODV pada MS. Exel .

Pengolahan Data Arus menggunakan Surfer 10.

Buka website OSCAR pada link https://podaac.jpl.nasa.gov/.

Masuk ke Home Page OSCAR > Pilih Data Accses

Pilih PODAAC Drive > Browse Datasets > All Data > Ocean

Circulation > Oscar > L4 > oscar_1_deg. Setelah itu akan muncul

data arus dari tahun 1992 hingga tahun terkini.

Download data arus pada tahun yang diperlukan (*.rar).

http://www.ecmwf.int/


3.1.2 ODV

1. Buka ODV.

Gambar 68. Tampilan Aplikasi ODV

2. Open file yang sudah diunduh dan di ekstrak dari OSCAR.

Gambar 69. Pemilihan Data Arus dari PODAAC ke ODV


3. Setelah itu akan muncul tab windows, tekan next sampai keluar peta

Indonesia.

Gambar 70. Pemilihan Daerah yang akan Diamati

4. Buat Kotak untuk menandai lokasi yang diinginkan (perairan yang diamati).

Gambar 71. Pemilihan Daerah


5. Kemudian Export file dengan klik export kemudian station ODV Spreadsheet

File. Lalu simpan.

Gambar 72. Pemilihan Titik Koordinat Perairan

6. Langkah selanjutnya buka Ms. Excel, kemudian open file yang tersimpan dari

pengolahan ODV. Lalu hapus baris 1 hingga 26 dan QF.

Gambar 73. Pengolahan Data Arus dari ODV ke Microsoft Excel


7. Ganti Ocean Surface Zonal Current menjadi U dan Ocean Surface Meridional

Current menjadi V.

Gambar 74. Penyeleksian Data di Microsoft Excel

8. Filter U dan V lalu centang blank. Hapus semua data.

Gambar 75. Penyeleksian Kolom di Microsoft Excel


9. Pindahkan data Latitude, Longitude, U dan V ke Microsoft Excel ‘olah Surfer’

lalu simpan.

Gambar 76. Pemindahan Data di Microsoft Excel

3.1.2 Surfer

1. Buka software Surfer.

Gambar 77. Tampilan Software Surfer10


2. Klik Grid lalu Data.

Gambar 78. Pemilihan Data di Surfer10

3. Pilih data Microsoft Excel ‘olah surfer’.

Gambar 79. Pemindahan Data Dari Microsoft Excel ke Surfer10


4. Ganti Z menjadi kecepatan dan ganti nama file menjadi Kecepatan lalu OK.

Gambar 80. Penyesuaian Grid Data Kecepatan pada Surfer10

5. Lakukan hal yang sama untuk griding arah.

Gambar 81. Penyesuaian Grid Data Arus pada Surfer10


6. Pilih Map lalu new kemudian 2-Grid Vector Map.

Gambar 82. Masukkan Map dari Data yang Sudah Diolah

7. Pilih Arah lalu Kecepatan.

Gambar 83. Pilih Arah dan Kecepatan Untuk Tampilan Map


8. Ubah koordinat system menjadi polar.

Gambar 84. Penyesuaian Dari Coordinate System menjadi Polar

9. Selanjutnya klik map, new lalu contour map.

Gambar 85. Masukkan Contour Map


10. Pilih grid kecepatan dan buka.

Gambar 86. Memilih Grid Kecepatan

11. Ubah fill colours dengan RedHot2 dan centang pada fill counters dan colour

scale.

Gambar 87. Penyesuaian warna pada Contour


12. Klik kanan lalu add kemudian base layer untuk memasukkan peta.

Gambar 88. Langkah menambahkan Peta Wilayah

13. Pilih peta_indo.shp.

Gambar 89. Pemilihan Peta Wilayah Indonesia


14. Lalu klik no.

Gambar 90. Pilih “No” Pada Plihan

15. Ubah warna daratan menjadi hijau.

Gambar 91. Penggantian Warna Wilayah Daratan


16. Klik kanan lalu add lalu scale bar.

Gambar 92. Menambahkan Scale Bar

17. Layoting kemudian Klik Export lalu rename lalu klik simpan dalam bentuk

JPG/JPEG.

Gambar 93. Tampilan Peta Arus


DAFTAR ASISTEN PRAKTIKUM OSEANOGRAFI FISIKA

No. Nama NIM PJ Materi

1. Ade Bagus Wijanarta 175080600111012 Arus

2. M. Rizki Saleh 175080607111002 Pasang Surut

3. Najwa Tiara Maharani 185080600111051 Gelombang

4. Yusrotun Nisa 185080601111011 Arus

5. Riqki Yoga Aprilianto 185080600111042 Gelombang

6. Aditya Nata Azhari 185080607111017 Pasang Surut

No. Nama No. Handphone Kelompok

1. Ade Bagus Wijanarta 0857-3398-4426 5 & 8

2. M. Rizki Saleh 0812-3498-1675 1 & 4

3. Najwa Tiara Maharani 0877-7411-3447 9 & 11

4. Yusrotun Nisa 0855-4644-8499 10 & 12

5. Riqki Yoga Aprilianto 0857-7763-8246 6 & 7

6. Aditya Nata Azhari 0813-1304-0027 2 & 3

Documents

i Buku Panduan Oseanografi Fisika 2020...3 Buku Panduan Oseanografi Fisika 2020 b. Gelombang Perusak Pantai (Destructive Wave) Gelombang perusak biasanya mempunyai ketinggian dan kecepatan