PREDIKSI DAN PENENTUAN TERJADINYA UPWELLING

DI WILAYAH PERAIRAN SEKITAR KEPULAUAN NIAS

TUGAS MAKALAH

ARUS LAUT

RIZALUDDIN 2010.02.4.0002

ANANDA R. TARUNA 2010.02.4.0007

PROGRAM STUDI / JURUSAN OSEANOGRAFI

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KELAUTAN

UNIVERSITAS HANG TUAH

SURABAYA

2012

PREDIKSI DAN PENENTUAN TERJADINYA UPWELLING

DI WILAYAH PERAIRAN SEKITAR KEPULAUAN NIAS

Rizaluddin. 2010.02.4.0002

Ananda Rizki T 2010.02.4.0007

Program Sarjana (S1) Oseanografi – Fakultas Teknik dan Ilmu Kelautan

Universitas Hang Tuah Surabaya

ABSTRAK

Pekembangan sektor kelautan dan perikanan dewasa ini akan meningkat signifikan

seiring dengan meningkatnya kebutuhan konsumsi sumber kelautan khususnya ikan. Untuk

memenuhi cara tersebut yang dapat dilakukan adalah dengan memprediksi terjadinya

fenomena upwelling pada suatu wilayah badan perairan.

Upwelling merupakan suatu fenomena naiknya massa air bawah permukaan laut yang

kaya akan unsur hara dan nutrien ke permukaan perairan. Wilayah Indonesia sangat

memungkinkan untuk terjadinya upwelling, tersebar mulai perairan laut Banda hingga

perairan barat Pulau Sumatra.

Untuk memprediksi terjadinya upwelling tersebut di fokuskan pada perairan barat

pulau Sumatra khususnya perairan sekitar Nias, pada periode Musim Barat dan Musim

Timur. Pengelolahan data dari angin, arus, suhu permukaan laut, klorofil dan salinitas

didapatkan hasil analisis pada Musim Barat terjadi Upwelling pada perairan Nias.

Kata kunci : Upwelling, Musim Barat, Musim Timur

PENDAHULUAN

Perkembangan dunia kelautan dan perikanan dewasa ini semakin hari meningkat

secara signifikan. Seiring dengan perkembangannya tersebut permintaan akan sumberdaya

perikanan juga semakin meningkat. Untuk memenuhi permintaan tersebut dibutuhkan

berbagai mekanisme cara dalam kebutuhan perikanan. Salah satu cara yang dapat dilakukan

adalah dengan memprediksikan terjadinya fenomena upwelling pada suatu wilayah badan

perairan.

Berdasarkan beberapa literatur mengenai ilmu kelautan, peristiwa naiknya massa air

bawahyang kaya akan unsur hara ke permukaan perairan akibat pengaruh divergensi

vertikal ekman dan hembusan angin merupakan pengertian upwelling.

Daerah upwelling di Indonesia umumnya terjadi secara periodik dan silih berganti

yang mempunyai potensi daerah cakupan yang luas. Potensi upwelling di Indonesia meliputi

daerah perairan selatan NTB hingga barat perairan pulau Sumatra pada periode El Nino

sedangkan, perairan kepulauan Banda hingga selatan laut Jawa pada periode La Nina.

TUJUAN

Penulisan ini bertujuan untuk memprediksi dan menganalisis potensi upwelling pada

suatu daerah. Dalam hal tersebut adalah daerah penangkapan ikan yang dimana hasil dari

menganalisis data data yang tersedia akan dapat mengetahui waktu dan lokasi terjadinya

upwelling pada wilayah barat perairan pulau Sumatra, khususnya di sekitaran perairan

Kepulauan Nias.

TINJAUAN PUSTAKA

Proses Upwelling

Menurut Nontji ( 1987, dalam Jurnal Ilmu Kelautan ), proses upwelling merupakan

peristiwa naiknya massa airdalam lapisan bawah permukaan laut ke permukaan laut. Karena

pada umumnya pergerakan arus selalu membentuk sudut baik dari maupun menuju ke arah

laut sebagai efek gaya coriolis dan divergensi Ekman. Efek tersebut menyebabkan terjadinya

aliran air laut permukaan yang menjauhi garis pantai dan terdapat kekosongan massa air

laut pada permukaan, sehingga kekosongan pada massa air laut permukaan akan terisi dan

tergantikan oleh massa air bagian dalam.

a) b)

Gambar 1. a). Visualisasi pergerakan air laut secara vertikal dan

b). Visualisasi pergerakan massa air secara horizontal

Dalam referensi lain ( Stewart, 2008 ) upwelling terjadi karena adanya pengaruh angin

( wind driven motion ) dan adanya proses divergensi Ekman. Angin menyebabkan mixing

serta pergerakan arus secara vertikal disamping arus permukaan secara horizontal.

Transport Ekman membentuk sudut 45 dari arah angin dan bergerak seperti suatu irisan.

Gambar 2.Pola arus Spiral Ekman

Fenomena upwelling menimbulkan dampak positif terhadap lingkungan perairan.

Massa air dari lapisan bawah yang lebih tinggi konsentrasi nutrient serta mempunyai suhu

rendah dari permukaan akan naik ke lapisan permukaan. Hal ini tentunya akan

menyuburkan perairan tersebut dan dengan adanya intensitas cahaya matahari maka akan

lebih meningkatkan produktivitas fitoplankton sebagai rantai makanan dasar dalam

ekosistim di laut. Upwelling dapat dibedakan berdasarkan periode waktu kejadian serta

lokasi daerah terjadinya. Yaitu sebagai berikut :

Berdasarkan Periode Waktu Terjadi

Upwelling jenis tetap (Stationary Upwelling) terjadi sepanjang tahun dengan

intensitas dapat berubah – ubah.

Upwelling jenis berkala (Periodic Upwelling) terjadi kurang lebih dalam satu

musim saja.

Upwelling jenis silih berganti (Alternating Upwelling) terjadi secara bergantian

dengan disertai adanya proses penengelaman massa air ( sinking).

Berdasarkan Lokasi Terjadi

Coastal Upwelling

Equatorial Upwelling

Southern Ocean Upwelling

Daerah upwelling merupakan daerah penangkapan ikan / fishing ground. Upwelling

yang terbentuk pada daerah selatan Sumbawa hingga sebagian barat Sumatra mulai

terbentuk pada bulan April, serta mencapai puncak upwelling pada perairan selatan Jawa

pada bulan Mei dan September serta berakhir pada bulan November. Sedangkan yang

terjadi pada barat Sumatra mulai terbentuk pada bulan Juni hingga bulan September dengan

intensitas upwelling terjadi di bulan Agustus ( Agus, 2004 ).

RUMUSAN MASALAH

Analisis dan prediksi upwelling pada musim barat dan musim timur disekitar

perairan Kepulauan Nias.

Indonesia merupakan suatu wilayah yang terletak diantara dua benua dan dua

samudra, yaitu Benua Asia – Australia serta Samudra Hindia – Pasifik. Dengan letak geografis

yang strategis itulah Indonesia berlaku tiga jenis musim, meliputi :

Musim Barat yang terjadi pada bulan Desember – Maret.

Gambar 3. Pola angin melewati daerah ekuator

mengalami pembelokan

Musim Peralihan I yang terjadi pada bulan April – Mei.

Musim Timur yang terjadi pada bulan Juni – September mengakibatkan

wilayah Indonesia kemarau.

Gambar 4. Pola angin Timur mengalami pembelokan

saat memasuki daerah equator

Musim Peralihan II yang terjadi pada bulan Oktober – November.

Dengan memiliki tiga musim yang meliputi musim peralihan, musim barat serta musim

timur hembusan angin pada badan perairan akan menimbulkan arus. Maka asumsi dari tiap

musim yang terjadi akan menghasilkan pergerakan dan karakteristik arus yang berbeda. Dari

hal tersebut dapat diketahui pula potensi terjadinya upwelling tiap daerah berdasar pada

pola arus yang terjadi tiap perubahan musim.

Gambar 5.Sebaran upwelling di Indonesia

METODOLOGI

Dalam prediksi dan penentuan lokasi upwelling data yang dipersiapkan adalah data

meteorologis berupa data angin dan arus pada Bulan Januari dengan Bulan Agustus tahun

2011 dari BMKG Maritim Perak pada lokasi sekitar 1ᵒ39’36.87” N ; 95ᵒ49’57.75” E barat

perairan Kepulauan Nias. Selain itu data suhu, salinitas serta klorofil dari citraan software

MODDIS (www.nodc.noaa.gov).

Pengolahan data angin dan arus tersebut menggunakan Microsoft Excel serta

menggunakan WindRose Plot 7.0 dalam penentuan arah dan kecepatan angin serta arus

yang terjadi.

Gambar 6. Data angin dan arus perairan Barat Sumatra

Berikut merupakan ringkasan data dari meteorologis berupa data angin dan data arus

yang digunakan dalam analisis penentuan prediksi upwelling pada perairan Barat Kepulauan

Nias dan sekitarnya.

KALDERAOSEAN.BLOGSPOT.COM

Tabel 1. Data Angin pada Bulan Januari dan Agustus tahun 2011 sebagai perwakilan

pada Musim Barat dan Musim Timur

Year Month Date Time(WIB) WindDir(TN) WindSpd(knot)

2011 1 1 0 265 5 2011 1 1 1 267 4

2011 1 1 2 268 4

2011 1 1 3 270 4

2011 1 1 4 272 4

2011 1 1 5 274 4

2011 1 1 6 277 4

2011 1 1 7 279 4

2011 1 1 8 282 3

2011 1 1 9 285 3

2011 1 1 10 288 3

2011 1 1 11 292 3

2011 1 1 12 295 3 2011 1 1 13 294 3

2011 1 1 14 293 2

2011 1 1 15 291 2

… …. … … … …

2011 8 31 16 153 5

2011 8 31 17 152 5

2011 8 31 18 152 6

2011 8 31 19 152 6

2011 8 31 20 151 7

2011 8 31 21 151 7

2011 8 31 22 151 7

2011 8 31 23 151 8

Tabel 2. Data Arus pada Bulan Januari dan Agustus tahun 2011 sebagai bulan

perwakilan Musim Barat dan Musim Timur

Analisis Upwelling pada Musim Barat

Data angin dan arus yang telah didapatkan akan diolah terlebih dahulu

menggunakan software WindRose Plot 7.0.0. Sedangkan data pendukung dalam

memprediksi upwelling meliputi salinitas, temperatur, dan klorofil didapat dari pencitraan

satelit NOAA. Berikut sajian analisis yang didapat.

Year Month Date Time(WIB) CurDir(TN) CurSpd(m/s)

2011 1 1 1 177 27 2011 1 1 2 176 27 2011 1 1 3 174 28 2011 1 1 4 173 28 2011 1 1 5 172 29 2011 1 1 6 171 30 2011 1 1 7 170 30 2011 1 1 8 170 31 2011 1 1 9 169 32 2011 1 1 10 169 33 2011 1 1 11 168 33 2011 1 1 12 168 34 . . . . . . .... . . . . . . . . .

2011 8 31 13 347 38 2011 8 31 14 347 39 2011 8 31 15 346 40 2011 8 31 16 345 42 2011 8 31 17 344 43 2011 8 31 18 343 44 2011 8 31 19 343 46 2011 8 31 20 343 48 2011 8 31 21 342 49 2011 8 31 22 342 51 2011 8 31 23 342 53

Gambar 7. Analisis angin pada bulan Januari ; a). Pola angin berserta distribusi frekuensi dan

b). Pola angin mingguan pada bulan Januari

Gambar 8. Analisis arus bulan Januari; a). Pola arus dan distribusi frekuensi bulanan, dan

b). Pola arus mingguan bulan Januari

a). b).

c).

Gambar 9. a) citra klorofil ; b) citra salinitas dan

c) citra klorofil

Berdasarkan analisis yang di dapatkan bahwa angin dominan pada bulan Januari

sekitar kepualauan Nias berasal dari baratlaut Pulau Sumatra dengan persentase hampir

sebesar 30% mengarah tenggara Pulau Sumatra dengan kecepatan antara 7 – 11 knots, 26%

dari barat perairan kepulauan Nias menuju wilayah pulau Sumatra kecepatan dominan

berkisar antara 4 – 7 knots serta sebagaian kecil dari selatan, barat daya, tenggara dan utara

pulau Sumatra. Besaran kekuatan angin yang tertera pada grafik distribusi frekuensi pada

bulan Januari memiliki varian kecepatan. Yaitu persentase angin dominan tertinggi 38,6 %

dengan kecepatan antara 4 – 7 knot serta pada kecepatan angin tertinggi antara 11 – 17

knot memiliki persentase terkecil 1,1 %. Sedangkan, persentase angin dari nilai tertinggi

selanjutnya tercatat 29,8 % dan 28.8% dengan kecepatan antara 1 – 4 knot dan 7 – 11 knot.

Arus yang telah dianalisis dan diolah dalam WindRose di ketahui 30% mengalir

menuju ke utara pulau Sumatra dengan intensitas laju arus berkisar 25 – 30 m/s. Untuk arus

yang mengalir menuju tenggara diketahui presentase sebesar mendekati 28% dengan laju

arus yang bervariasi meliputi kecepatan diatas 40 m/s yang tertinggi hingga melemah

disekisaran 5 m/s. Faktor pendukung salinitas, klorofil dan suhu permukaan laut meliputi 33

psu kandungan kadar salinitas, untuk klorofil dan suhu permukaan 0,3 mg/m³ serta antara

30 – 34 °C meskipun terdapat suhu laut sekitar barat Sumatra yang memiliki suhu antara

21°C - 24°C tersebar di perairan selatanpulau Nias dan barat kepulauan Mentawai.

Analisis Upwelling pada Musim Timur

Analisis data angin dan arus pada bulan Agustus dapat diketahui arah dan

kecepatannya pada software Windrose Plot berserta data pendukung dari salinitas, klorofil

dan suhu permukaan dalam penentuan prediksi upwelling. Berikut merupakan hasil

pengolahan data angin dan arus serta tampilan sebaran salinitas, klorofil dan suhu.

Gambar 10. Analisis angin bulan Agustus; a). Pola angin dan distribusi bulan Agustus, dan

b). Pola angin mingguan.

KALDERAOSEAN.BLOGSPOT.COM

Gambar 11. Analisis arus bulan Agustus; a). Pola arus dan distribusi frekuensi bulan Agustus, dan

b). Pola arus mingguan

KALDERAOSEAN.BLOGSPOT.COM

a) b).

c).

Gambar 12. a) citra klorofil ; b) suhu permukaan dan

c) citra salinitas

Berdasarkan analisis yang didapatkan dalam pengolahan data angin dan arus selama

bulan Agustus, arah angin dominan berasal dari tenggara kepulauan Sumatra dengan

presentase hampir 50% dengan kecepatan tertinggi 41% berkisar 4 – 7 knots, tetapi juga

terdapat angin dari selatan Sumatra dengan presentase 32% yang mengarah ke utara.

Analisis untuk arus pada bulan Agustus didapat bahwa arah arus menuju ke selatan dengan

presentase sekitar 63 % dan kearah tengggara dengan presentase 39% masing – masing

mempunyai kecepatan lebih besar sekitar 11.1 m/s.

Faktor pendukung lainya meliputi salinitas, klorofil dan suhu permukaan laut

didapatkan meliputi sebesar 0,2 mg/mᶟ bahkan diatas 0,3 mg/mᶟ kandungan klorofil pada

wilayah pesisir barat pulau Sumatra.Kadar salinitas di perairan barat pulau Sumatra 33 psu,

suhu permukaan laut wilayah barat Sumatra berkisar antara 30 – 34 ˚C.

PEMBAHASAN

Setelah melakukan analisis terhadap beberapa parameter dalam memprediksi

upwelling. Didapatkan ketentuan standarisasi dalam menentukan potensi upwelling

berdasarkan periode musim.

Periode (musim)

Parameter Analisis Potensi

Upwelling

Angin

Arus

Suhu laut

Salinitas

Klorofil

Januari

( Musim Barat ) √ √ √ √ √ √

Agustus

( Musim Timur ) - - − √ √ −

Dalam melakukan perhitungan pengolahan data angin dan arus pada bulan

perwakilan dari Musim Barat dan Musim Timur didapat bahwa kecepatan angin serta arus

tiap masing – masing bulan tersebut sangat tinggi. Tercatat kecepatan dominan dari angin

tersebut lebih dari 5 knots, serta pada kecepatan arus dan melebihi 8 m/s. Intensitas suhu

permukaan laut dominan cenderung hangat, hal ini dikarenakan wilayah Indonesia terletak

pada equator.

Suhu yang tercatat tiap perwakilan musim yang didapat memiliki rerata 30 – 34 ᵒC,

akan tetapi dari citra suhu pada bulan Januari didapat beberapa titik suhu dibawah rerata

(lihat Gambar) pada bulan Januari di musim barat suhu < 25 °C. Salinitas dan klorofil yang

didapatkan dari citra meliputi diatas 30 psu untuk salinitas serta melebihi 0,2 mg/mᶟ pada

kandungan klorofil.

Gambar 13. Suhu rendah ( tanda kotak biru ) pada suhu rerata

di Barat perairan Sumatra

SIMPULAN

Parameter dalam menentukan daerah upwelling meliputi data angin, data arus, citra

klorofil (>0,2 mg/mᶟ), citra salinitas (>30 psu) dan citra suhu (<25ᵒC). Hasil pada pembahasan

diketahui pada bulan Januari terjadi upwelling dengan intensitas rendah, tersebar di wilayah

selatan pulau Nias hingga menjorok ke selatan pulau Mentawai. Hal yang berpengaruh

dalam menentukan upwelling adalah adanya penurunan suhu di beberapa wilayah perairan

barat Sumatra serta adanya sinkronisasi arah dan kecepatan angin terhadap arah dan

kecepatan arus laut. Dari data dan pembahasan tersebut dapat disimpulkan bahwa tipe

upwelling wilayah barat pulau Sumatra tepatnya disekitaran perairan Nias adalah berkala,

dimana pergerakan vertikal massa air dalam kepermukaan terjadi saat musim barat dan

terjadi didekat pantai barat Sumatra / Coastal Upwelling. Untuk penentuan upwelling yang

lebih akurat dan presisi dibutuhkan data – data terkait lebih banyak dalam satu periode tiap

musimnya.

DAFTAR RUJUKAN

Agus Sediadi. 2004. Efek Upwelling Terhadap Kelimpahan dan Distribusi Fitoplankton

di Perairan Laut Banda dan Sekitarnya. Jakarta: Universitas Indonesia.

Markara Sains. Vol 8 No. 2, hal 43 – 51.

Kunarso. Muhammad. 2005. Karakteristik Upwelling di Sepanjang Perairan Selatan NTT

hingga Barat Sumatra. Semarang: Universitas Diponegoro. Jurnal Ilmu Kelautan

Vol 10 No. 1, hal 17 – 23.

Stewart R. 2008. Introduction To Physical Oceanography. Departement Of

OceanographyTexas A & M University, Page 236.

BMKG Maritim. 2011. Data Angin dan Arus Wilayah Barat Perairan Pulau Sumatra.

Surabaya.

WindRose Plot 7.0, 1998 – 2010

ArcGis Explore, 1996 – 2011. Esri

http: www.nodc.noaa.gov tanggal diunduh 6 Juni 2012

Gambar 14. Hasil prediksi zona Upweling Bulan Januari disekitar Perairan barat Kepulauan dengan parameter

pola angin, pola arus, citra klorofil, suhu permukaan dan salinitas.

KALDERAOSEAN.BLOGSPOT.COM