Pendugaan Periode Penyuburan di Perairan Laut

2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kondisi Umum Perairan Laut Banda
2.1.1 Kondisi Fisik
Suhu permukaan laut Indonesia secara umum berkisar antara 26 – 29 OC
(Syah, 2009). Sifat oseanografis perairan Indonesia bagian timur erat kaitannya
dengan sifat perairan laut tropis, yaitu suhu permukaan yang tinggi dengan variasi
yang kecil di daerah ekuator yaitu berkisar 2OC dan variasi yang lebih besar yaitu
3 – 4 OC pada Laut Banda, Arafura, dan Timor. Stratifikasi suhu massa air di
perairan Indonesia memiliki tiga lapisan air. Susunan tersebut terdiri dari lapisan
tercampur, lapisan termoklin, dan lapisan dingin. Pada lapisan tercampur, suhu
berkisar antara 28 – 31 OC. Lapisan termoklin menunjukkan penurunan suhu
dengan cepat (dari 28 menjadi 9 OC) terhadap kedalaman. Sedang pada lapisan
dingin suhu berkisar antara 2 – 9 OC.
Secara umum SPL tergolong lapisan yang hangat karena mendapat radiasi
sinar matahari. Lapisan permukaan hingga kedalaman 50 – 70 m terjadi
pengadukan karena faktor angin, sehingga di lapisan tersebut terdapat suhu hangat
yang homogen. Suhu di lapisan termoklin sudah tidak dipengaruhi kondisi
meteorologi, tetapi ditentukan oleh kedalaman ambang (sill depth) dan sirkulasi
lapisan dalam (Wyrtki, 1961). Pada lokasi upwelling SPL bisa turun sampai
sekitar 25 OC. Hal ini disebabkan air yang dingin dari lapisan bawah yang
bersuhu rendah terangkat ke atas (Nontji, 2005).
3
4
2.1.2 Meteorologi
Kondisi iklim di Indonesia oleh Wyrtki (1961) dibagi menjadi tiga
golongan. Musim barat terjadi pada sekitar bulan Desember hingga Februari,
yang umumnya angin bertiup sangat kencang dan curah hujan tinggi. Pada musim
pancaroba awal tahun (April sampai dengan Mei) sisa arus dari musim barat mulai
melemah dan bahkan arah arus tidak menentu hingga di beberapa tempat terjadi
olak-olakan (eddies). Pada bulan Juni hingga Agustus mulai berkembang arus
musim timur dan arah arus sepenuhnya berbalik arah menuju ke barat yang
akhirnya menuju Laut Cina Selatan. Pada musim pancaroba akhir tahun sekitar
Oktober sampai Nopember, pola arus berubah lagi dan arah tidak menentu, tapi
mulai bergerak dari timur ke barat (Wyrtki, 1961).
Pada musim barat, angin selama tiga bulan bertiup terus menerus dalam
satu arah. Letak garis Laut Cina, Selat Karimata, Laut Jawa, Laut Bali, Laut
Flores, Laut Banda Selatan dan Laut Arafura hampir berhimpit dengan sumbu
bertiupnya angin. Oleh sebab itu pada musim barat laut, arus musim dari Laut
Cina Selatan masuk ke Laut Jawa terus ke Laut Bali, Laut Banda Selatan, Laut
Arafura, dan sebagai arus kompensasi ada dua yaitu satu menuju ke Samudra
Pasifik dan satunya lagi menuju ke Samudra Hindia. Arus yang menuju Samudra
Pasifik berasal dari Laut Flores lewat Laut Banda Utara, Laut Seram dan Laut
Halmahera, sedang arus yang menuju Samudra Hindia berasal dari Laut Banda
Selatan lewat Laut Timor (Wyrtki, 1961).
Pada musim timur terjadi keadaan yang sebaliknya. Arus dari Laut Banda
dan Laut Arafura masuk ke Laut Flores terus menuju Laut Bali, Laut Jawa dan
Laut Cina Selatan. Arus ini diperkuat oleh arus kompensasi yang datang dari
5
Samudra Pasifik yaitu melalui Laut Halmahera, Laut Seram dan Laut Banda
Utara, lainnya melewati Laut Sulawesi dan Selat Makasar (Wyrtki, 1961).
2.2 Parameter Oseanografi dalam Menduga Upwelling
Upwelling merupakan suatu peristiwa dimana massa air dari perairan
dalam yang bersuhu rendah, salinitas tinggi, kadar oksigen terlarut rendah, serta
tinggi akan nutrien naik ke permukaan. Proses kenaikan massa air tersebut
mengakibatkan air di permukaan menjadi subur, keadaan ini selanjutnya akan
memicu terjadinya proses melimpahnya produsen, yang memanfaatkan kesuburan
perairan tersebut untuk melakukan proses fotosintesis (Wouthuyzen, 2002).
Upwelling meliputi daerah yang luas, umumya terdapat di sepanjang
pantai benua dan terjadinya berkaitan erat dengan tiupan angin kearah laut
(offshore wind) atau sejajar garis pantai yang mampu memindahkan sejumlah
massa air laut di lapisan permukaan dari daerah pantai ke arah laut lepas. Tempat
yang kosong di lapisan atas akan diisi oleh massa air dari lapisan yang lebih
dalam. Air naik dapat pula terjadi di laut lepas terutama di tempat-tempat
divergensi atau percabangan arus yang kuat (Nontji, 2005)
Menurut Wyrtki (1961), upwelling dibedakan menjadi beberapa jenis:
1. Jenis tetap (stationary type), terjadi sepanjang tahun meskipun
intensitasnya berubah-ubah.
Contoh: upwelling yang terjadi di lepas Pantai Peru
2. Jenis berkala (periodic type), terjadi hanya selama satu musim saja.
Contoh: upwelling di Selatan Jawa
6
3. Jenis silih berganti (alternating type), terjadi secara bergantian dengan
penenggelaman massa air (downwelling)
Contoh: air naik dan tenggelam di Laut Banda dan Laut Arafura
Di beberapa daerah, upwelling di Indonesia sudah diketahui dan
dibuktikan dengan pasti, tetapi di beberapa daerah lainnya masih merupakan
dugaan yang masih perlu dikaji lebih lanjut. Pada Gambar 1 ditampilkan empat
daerah yang sudah diketahui secara pasti sering terjadi upwelling yaitu Laut Cina
Selatan, perairan Selatan Jawa hingga Sumbawa, selatan Selat Makasar, dan Laut
Banda-Arafura (Nontji, 2005). Parameter-parameter oseanografi yang digunakan
untuk menduga penyuburan pada penelitian ini adalah SPL dan Klorofil-a.
Gambar 1. Peta daerah upwelling di daerah Indonesia.
2.2.1 Suhu Permukaan Laut
Sebaran suhu yang ada di permukaan laut hingga mencapai kedalaman 10
m didefinisikan sebagai SPL. Di lokasi dimana terjadinya upwelling, misalnya di
Laut Banda, suhu SPL bisa turun sampai sekitar 25 OC disebabkan karena air yang
dingin dari lapisan bawah terangkat ke permukaan (Nontji, 2005).
7
Daerah yang paling banyak menerima radiasi dari sinar matahari adalah
daerah yang terletak pada lintang 10O LU–10O LS. Oleh karena itu, suhu air laut
yang tertinggi akan ditemukan di daerah ekuator. Jumlah bahang yang diserap
oleh air laut pada suatu lokasi semakin berkurang bila letaknya semakin
mendekati kutub (Sverdrup et al., 1961 dalam Hatta, 2001). Selain faktor sinar
matahari, suhu di daerah tropik juga dipengaruhi oleh kondisi meteorologi antara
lain ialah curah hujan, penguapan, kelembaban udara, dan kecepatan angin
sehingga suhu air di permukaan laut biasanya mengikuti pola musiman (Nontji,
2005).
2.2.2 Klorofil-a
Plankton adalah organisme yang hidup melayang atau mengambang di
dalam air. Kemampuan gerak plankton kalaupun ada sangat terbatas sehingga
plankton selalu terbawa oleh arus (Nontji, 2005). Fitoplankton (plankton nabati)
merupakan tumbuhan yang banyak ditemukan di semua perairan, ukurannya
mikroskopis sehingga sukar dilihat. Fitoplankton dapat ditemukan di seluruh
massa air mulai dari permukaan laut sampai kedalaman dimana intensitas cahaya
masih memungkinkan untuk melakukan proses fotosintesis (zona eufotik) (Nontji,
2005).
Klorofil-a merupakan pigmen paling dominan yang terdapat pada
fitoplankton, sehingga klorofil-a dapat digunakan untuk menduga kelimpahan
fitoplankton di suatu perairan (Parsons et al., 1977 dalam Prihartato, 2009),
klorofil juga sering kali digunakan sebagai indikator blooming fitoplankton
(Lamon et al., 1996). Semakin tinggi kandungan klorofil-a pada suatu perairan
makan makin banyak biomassa fitoplankton di perairan tersebut. Disisi lain,
8
kondisi klorofil-a baik keanekaragaman dan distribusi juga dipengaruhi oleh
faktor kondisi atmosfer, lokasi dan kondisi perairan itu sendiri (Cohen, 1986
dalam Sediadi 2004).
2.3 Aplikasi Inderaja dalam Studi Upwelling
Teknologi penginderaan jarak jauh telah banyak digunakan pada penelitian
untuk variabilitas konsentrasi klorofil-a (penyuburan) pada wilayah-wilayah di
Indonesia. Beberapa penelitian tentang variabilitas konsentrasi klorofil-a dengan
mengunakan teknologi inderaja yang telah dilakukan adalah sebagai berikut:
1
Hasil penelitian dari citra satelit SeaWiFS di perairan Pulau Moyo
menyatakan bahwa tingginya konsentrasi klorofil-a diduga disebabkan
terjadinya upwelling (Zulkarnaen, 2009).
2
Hasil penelitian dari citra satelit LANDSAT-5 TM pada Juli 1996 dan musim
peralihan II (September 1997, dan oktober 1994) memperlihatkan bahwa
konsentrasi klorofil-a relatif lebih rendah pada musim timur dan meninggi
justru pada musim peralihan II. Dari penelitian ini terlihat bahwa walaupun
upwelling membawa kadar zat hara yang tinggi, namun tidak langsung
menyuburkan perairan (Wouthuyzen, 2002)
3
Hasil penelitian dari citra satelit Aqua Moderate Resolution Imaging
Spetroradiometer (MODIS) memperlihatkan bahwa konsentrasi klorofil-a
yang tinggi di Selat Sunda terjadi pada musim timur dan musim peralihan II.
Di Laut Jawa bagian barat konsentrasi klorofil-a yang tinggi terjadi pada
musim barat dan musim timur. Konsentrasi klorofil-a tinggi yang terjadi di
Selatan Jawa bagian barat dan Pantai Barat Sumatera bagian selatan memiliki
9
waktu yang sama dengan konsentrasi klorofil-a tinggi yang terjadi di Selat
Sunda (Ramansyah, 2009).
Pada penelitian ini, untuk pendeteksian penyuburan di Laut Banda didekati
dengan menggunakan konsentrasi klorofil-a melalui pengukuran satelit SeaWiFS,
dengan dibantu data pendukung berupa data SPL satelit NOAA, dan data
peramalan angin dari European Centre for Medium-Range Weather Forecasts
(ECMWF).
2.3.1 Spesifikasi Satelit SeaWiFS
Sensor satelit SeaWiFS memiliki delapan kanal yang terdiri dari enam
kanal gelombang sinar tampak dan dua kanal sinar infra merah. Kanal satu
sampai enam memiliki lebar kanal 20 nm, kanal tujuh dan delapan memiliki lebar
kanal 40 nm (NASA, 2011). Karakteristik sensor SeaWiFS tersaji pada Tabel 1
dan panjang gelombang dan fungsi kanal SeaWiFS dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 1. Karakteristik sensor SeaWiFS (Hooker dan Firestone, 1992 dalam
Zulkarnaen, 2005)
No
Karakteristik
Uraian
1
Resolusi spasial
1,1 km LAC dan 4,5 km GAC
2
Akurasi radiometrik
< 5% absolute setiap kanal
3
Lebar Sapuan
2800km LAC dan 1502 km GAC
4
Sudut sapuan
+ 5,830 LAC dan +450 GAC
5
Orbit
Sun-synchronous, descending
6
Periode orbit
99 menit
7
Ketinggian orbit
705 km
8
Inklinasi
98,20
9
Kemiringan
-200, 00, +200
10
Tabel 2. Karakteristik panjang dan fungsi kanal satelit SeaWiFS
Kanal
Panjang
Gelombang (nm)
Lebar
Kanal (nm)
Sepktrum
Warna
1
402-422
20
Biru
Dissolved organic matter
(absorbsi biru)
2
433-453
20
Biru
Klorofil (absorbsi biru)
3
480-500
20
Cyan
Klorofil (absorbsi biru)
4
500-520
20
Hijau
Klorofil (absorbsi hijau)
5
545-565
20
Hijau
Klorofil (refleksi hijau)
6
660-680
20
Atmospheric aerosol
7
745-785
40
Merah
Inframerah
dekat
8
845-885
40
Inframerah
dekat
Atmospheric aerosol
Kegunaan Utama
Atmospheric aerosol
Sumber: NASA, 2011
2.3.2 Spesifikasi Satelit NOAA
Data SPL diperoleh dari satelit NOAA dengan sensor Avanced Very High
Resolution Radiometer (AVHRR). AVHRR memiliki lima buah kanal dengan
fungsi yang berbeda pada tiap kanal, fungsi masing-masing kanal dapat dilihat
pada Tabel 3. Satelit penginderaan jarak jauh yang sering digunakan dalam
pengamatan lingkungan dan cuaca adalah satelit NOAA dengan sensor AVHRR.
Satelit NOAA diluncurkan oleh NASA dan sekarang diperasikan oleh NOAA dari
departemen perdagangan Amerika, nama satelit sama dengan nama organisasi
yang mengelola
11
Tabel 3. Karakteristik kanal AVHRR/3
Kanal
Panjang
Gelombang (μm)
Daerah
Spektrum
1
0,58 – 0,68
Sinar tampak (visible)
-
Mendekati permukaan darat dan
laut
Pemetaan awan di siang hari
Pemantauan salju dan lapisan es
Mendeteksi jenis awan
Memantau perkembangan
tanaman
2
0,725 – 1,10
Inframerah
dekat (near
infrared)
Menentukan batas perairan
Pemantauan salju dan es yang
mencair
Pendugaan daerah yang
bervegetasi, areal pertanian dan
survey daratan
Fungsi
-
3A
1,58 – 1,64
3B
3,55 – 3,93
Inframerah
jauh
(far infrared) -
Deteksi salju dan es
-
Penentuan awan di malam hari
Membedakan antara daratan dan
lautan
Memantrau aktivitas vulkanik
Memonitor kebakaran hutan
4
10,30 – 11,30
Inframerah
jauh
(far infrared) -
Pengukuran SPL
Pemetaan awan siang dan malam
Mengukur kelembaban tanah
5
11,50 – 12,50
Inframerah
jauh
(far infrared)
Memiliki fungsi yang sama
dengan kanal 4
Sumber: NOAA, 2011