Kuliah 06 Sifat Fisika Air Laut 1

Suhu, Cahaya dan
Warna Laut
Materi Kuliah 6
MK Oseanografi Umum
(ITK221)
Suhu
 Bersama dengan salinitas dan densitas, suhu
merupakan sifat air laut yang penting dan
mempengaruhi pergerakan masa air di laut

Contoh:

Penurunan suhu.

Pembentukan es, salinitas naik.
Densitas
naik
Penenggelaman Masa Air
Buoyancy driven circulation
Precipitation Evaporation Precipitation
Heating
Evaporation
(cold winds)
Cooling
Dense water
sinks
SUHU
• Menyatakan hangat atau dinginnya suatu obyek
• Banyak proses fisika di laut sangat dipengahi suhu
• Di dalam fisika dikenal suhu absolut dengan unit °K
(Kelvin)
• Pengukuran suhu skala absolut sangat susah dan
hanya dilakukan lab.
• National Standard untuk menentukan skala suhu
praktis.
• Alat pengukur suhu skala praktis akan dikalibrasi ke
hasil tersebut
• Alat pengukur suhu laut: termometer platinumresistance.
• Suhu skala absolut (T) dalam °K berhubungan
Sumber Panas: radiasi surya
 Radiasi surya (radiasi utama: ultraviolet, sinar
tampak dan infra red).

30 % radiasi dipantulkan kembali ke angkasa oleh
awan dan partikel debu,

70 % menembus atmosfer:
 17 % dipantulkan kembali ke atmosfer.
 23 % mencapai bumi sebagai hamburan
cahaya
 30 % langsung mencapai permukaan bumi
dikenal ‘insolation’.
Neraca Radiasi Surya (Radiative Budget)
Radiasi Surya
Jumlah radiasi bergantung:
 Posisi bumi terhadap matahari
 Posisi lintang dan musim
Seasonal Heating
Ini yang menyebabkan terjadinya variasi musiman suhu di laut (lihat animasi)
Differential Heating
From Equator to Poles
Bahang yang
dilepas:
berlebih
Bahang yang
diterima:
berlebih
Bahang yang
dilepas:
berlebih
Sebaran Mendatar Suhu Permukaan
Sebaran mendatar suhu dan salinitas permukaan laut
Temperature
Salinity
The density of surface water is controlled by temperature and salinity.
1. Variasi suhu permukaan laut (SPL) pada arah
meridional (utara-selatan):
• kisaran suhu -2°C sampai 35°C
• SPL tinggi di wilayah equator; rendah di wilayah kutub
• Perbedaan keseimbangan bahang: heat gain di daerah
ekuator (terhangat) dan heat loss di daerah kutub (terdingin)
2. Variasi SPL pada arah zonal (timur-barat):
• Massa air cenderung lebih hangat di sisi barat dari timur
• Hal ini terkait dengan pola sirkulasi samudera
• Anomali SPL umumnya kecil <1.5oC, tapi di Equator Pacific
3oC
• Kisaran SPL tertinggi terjadi di lintang sedang, terutama sisi
barat, karena udara dingin bertiup dari daratan pada musim
dingin shg laut menjadi dingin
Sebaran suhu secara menegak
Sebaran Suhu menurut kedalaman bergantung:
 Total energi panas yang diterima
 Kecerahan/kekeruhan
 Konduksi
 Turbulensi
high
temperate
subtropical
asalod
Profil menegak (1)
 Untuk daerah tropis dan lintang sedang,
terbentuk tiga lapisan: (mixed layer,
thermoklin, deep layer); kutub tidak
 Mixed surface layer (lap tercampur): suhu
hampir sama dengan SPL.  < 0.01 °C/m
 Lapisan tipis: percampuran oleh angin dan
intensitas gelombang pecah.
 Kedalamannya berubah dari hari ke hari atau
musim ke musim, tetapi berkisar antara 10–
200 m
Profil menegak (2)
 Di lintang sedang : paling tipis akhir musim
panas: angin lemah dan pemanasan maksimal.
Kadang2, ketebalan hanya beberapa meter
 Pada musim gugur: angin kuat, mixed layer
menebal hanya sedikit bahang hilang.
 Pada musim dingin: bahang hilang dan mixed
layer terus bertambah tebal sampai akhir
musim.
 Pada musim spring, angin melemah,
pemanasan menaik dan mixed layer baru
terbentuk.
Termoklin Musiman
TERMOKLIN: lapisan dimana terjadi penurunan suhu
secara drastis (>0.1°C/m) dengan bertambahnya
kedalaman
Termoklin
 Suhu menurun tajam dengan bertambahnya
kedalaman; lebih dari 0.1 °C/m
 Laju penurunan suhu maksimum terjadi di
lapisan termoklin ini
 Thermoklin tidak terbentuk di lintang tinggi
 Lintang sedang: batas atas lapisan termoklin
bervariasi terhadap musim  Termoklin
musiman (seasonal thermocline).
 Dapat terjadi (step-like structure thermocline)
 Termoklin permanen terjadi di bawah
termoklin musiman (1500–2000 m)
Termoklin (lanjutan)
 Lintang tinggi, air yang lebih dingin dan lebih
tawar diatas termoklin permanen
 Lintang sedang (10o - 40o), salinitas di lapisan
mixed layer cenderung lebih tinggi dari pada di
lapisan termoklin. Hal ini karena penguapan
yang kuat
 Di lintang tinggi, salinitas di lapisan mixed
layer lebih tawar karena curah hujan yang
tinggi dan pencairan es
 Pada sebagian daerah tropis: seperti kolam air
hangat (warm pool) di barat tropis Pasifik,
hujan juga menghasilkan mixed layer yang
tipis
Sebaran Suhu Kedalaman
Thermoklin:
Timur Halmahera (Pasifik)
Laut Banda
CTD Plot
Sebaran Melintang Suhu
Transfer panas
 Konduksi dan konveksi
 Efek evaporasi (besar; melalui transfer air)
 Tegangan permukaan mempengaruhi transfer air
(hilangnya panas)
Konduksi dan konveksi
 Konduksi merupakan hilangnya panas dari
permukaan laut ke udara, karena suhu
permukaan lebih hangat dari udara di atasnya.
 Konveksi merupakan gerakan udara hangat di
atas air permukaan.
 Jika tidak ada konveksi, maka budget panas
yang hilang karena konduksi menjadi tidak
penting (sangat kecil).
Efek evaporasi
 Evaporasi merupakan transfer air ke
atmosfer.
 Evaporasi: mekanisme utama panas hilang
dari air muka laut.
Laju transfer panas = kalor uap x laju evaporasi
(J hr-1)
(J kg-1)
(kg hr-1)
Tegangan permukaan
 Tegangan permukaan air laut lebih rendah dari
air tawar, sehingga mudah pecah membentuk
buih jika terganggu gelombang.
 Gelembung buih yang pecah dapat mentransfer
air ke atmosfer, bersamaan dengan garam, gas
dan partikel
Transfer Panas
Mekanisme Transfer bahang di batas
laut-udara
Cahaya & Warna Laut
Spektrum Cahaya matahari
Cahaya dan Warna Laut
Transmisi Cahaya di Laut
Warna Laut
Komponen Cahaya di Laut
 Sekitar 65 % cahaya tampak (visible light) diserap di
kedalaman 1 m di bawah permukaan laut.
 Gelombang panjang (merah, kuning) lebih mudah
terabsorpsi dibandingkan dengan gelombang pendek
(hijau, biru).
 Sifat selektif air ini, bersamaan dengan penghamburan
cahaya menyebabkan warna biru di laut.
 Pada perairan jernih, spektrum cahaya tampak biru
mendominasi (paling sedikit diabsorpsi dan paling
banyak di scatter (hamburkan)  laut warna biru
Warna Perairan Pantai
 Perairan pantai mengandung partikel
tersuspensi (organik dan anorganik).
 Cahaya tidak mampu menetrasi kekeruhan
lebih 1 m dari permukaan.
 Warna perairan dominan hijau dan kuning
karena partikel tersuspensi mencerminkan
pada panjang gelombang tersebut
Warna biru dominan di lepas pantai
Skala pembanding warna laut: skala Forel-Ule
Indek warna indikasi transparansi dan
klasifikasi aktivitas biologi.
Warna kuning/coklat dominan di
tepi pantai
Stratifikasi Cahaya di Laut
 Photic zone (lapisan permukaan banyak cahaya,
wilayah fotosintetik bagi organisme
autotrophic).
 Aphotic zone (lapisan-dalam kurang cahaya,
organisme autotrophic tidak dapat hidup,
beberapa komunitas organisme heterotrophic
mendiami di kedalaman tersebut).