Makalah Oseanografi dan Perubahan Iklim

OSEANOGRAFI DAN PERUBAHAN IKLIM

(INTERAKSI LAUT-ATMOSFER)

OLEH :

LIZA KURNIA MANSUR

I1F118038

PROGRAM STUDI OSEANOGRAFI

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

UNIVERSITAS HALU OLEO

KENDARI

2020

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan nikmat serta hidayah-Nya terutama nikmat kesempatan dan kesehatan sehingga saya bisa menyelesaikan makalah mata kuliah “OSEANOGRAFI DAN PERUBAHAN IKLIM” yang berjudul “INTERAKSI LAUT-ATMOSFER”. Shalawat serta salam kita sampaikan kepada Nabi besar kita Muhammad SAW yang telah memberikan pedoman hidup yakni Al-Qur’an dan sunnah untuk keselamatan umat di dunia.

Makalah ini merupakan salah satu tugas mata kuliah Oseanografi dan Perubahan Iklim di Program Studi Oseanografi FPIK UHO. Selanjutnya saya mengucapkan terima kasih kepada Bapak Amadhan Takwir, S.Kel., M.Si. Selaku dosen mata kuliah Oseanografi dan Perubahan Iklim.

Terlepas dari itu semua saya menyadari masih banyak kekurangan dalam makalah yang saya buat. Mungkin dari segi bahasa, susunan kalimat atau hal lain yang tidak saya sadari. Oleh karena itu saya mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca demi kesempurnaan makalah ini.

Kendari, April 2020

Penulis

DAFTAR ISI

Kata pengantar ...................................................................................................

Daftar isi .............................................................................................................

BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................

1.1. Latar Belakang .............................................................................................

1.2. Rumusan Masalah .......................................................................................

1.3. Tujuan ..........................................................................................................

BAB II PEMBAHASAN ...................................................................................

2.1. Interaksi Laut-Atmosfer.............................................................................

2.2. Implikasi Sifat Fisis Air Terhadap Cuaca dan iklim ...................................

2.3. Stabitas Isotherm Laut dan Atmosfer.........................................................

2.4. Fenomena Alam Akibat Interaksi Laut-Atmosfer .......................................

BAB III PENUTUP ............................................................................................

Kesimpulan ..................................................................................................

DAFTAR PUSTAKA

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Laut adalah sebuah tubuh air asin besar yang dikelilingi secara menyeluruh atau sebagian oleh daratan. Dalam arti yang lebih luas, "laut" adalah sistem perairan samudra berair asin yang saling terhubung di Bumi yang dianggap sebagai satu samudra global atau sebagai beberapa samudra utama. Menurut M.Daud Silalahi (2001), laut ialah salah satu unsur yang memiliki banyak manfaat bagi kehidupan manusia, hal ini lantaran didalam laut terdapat kekayaan yang bisa dimaksimalkan dalam kehidupan. Laut memiliki banyak fungsi dan peranan salah satunya sebagai pengendali iklim dunia yaitu melalui gerakan Termohalin (Thermohaline Circulation) dan gaya coriolis. Selain laut atmosfer juga berpengaruh pada cuaca dan iklim. Atmosfer merupakan selimut gas yang menyelimuti beberapa planet, termasuk bumi. Atmosfer terletak di ruang angkasa dan berada di lapisan terluar bumi. Atmosfer memiliki beberapa manfaat, di antaranya adalah menjadi media cuaca yang bisa memengaruhi hujan, badai, topan, angin, salju, awan, dan lainnya. Fungsi atmosfer untuk mengatur proses penerimaan panas sinar matahari.

Interaksi laut dan atmosfer selalu sangat berkaitan. Dapat kita lihat dari siklus hidrologi yang merupakan sirkulasi air di planet ini. Energi matahari yang merupakan penggerak utama dari siklus ini memanaskan samudra sehingga air laut menguap. Sembilan puluh persen penguapan terjadi di laut, sepuluh persen sisanya barulah penguapan yang terjadi di perairan lainnya dan dari evapotranspirasi. Dari penguapan tersebut uap air menuju atmosfer kemudian didinginkan dan membentuk awan di atmosfer. Dari awan yang sudah matang akan muncul presipitasi dan kemudian jatuh ke tanah. Air yang mengalir di permukaan akan kembali menuju laut baik melalui sungai ataupun meresap dan tersimpan di daratan. Laut dianggap memainkan peranan yang sangat penting dalam perubahan iklim. Salah satu parameter penting yang memainkan peranan di laut adalah suhu permukaan laut (SPL), karena suhu permukaan laut (SPL) menentukan fluks panas nyata (sensible) dan panas terselubung (latent) melalui permukaan laut.

Interaksi kopel antara atmosfer dan lautan menyebabkan fenomena yang sangat penting seperti El Nino, La Nina, Dipole Mode positif (+), Dipole Mode negative ( -), Ossilasi Maden-Julian, Sirkulasi Walker,Siklus Sel Hadley, dan lain – lain.

1.2 Rumusah masalah

Rumusan masalah pada makalah ini yaitu:

1. Bagaimana Interaksi Laut Dan Atmosfer?

2. Seperti apa Implikasi Sifat Fisis Air Terhadap Cuaca Dan Iklim?

3. Apa Itu Stabilitas Isotherm Laut Dan Atmosfer?

4. Fenomena Alam apa Yang Terjadi Akibat Interaksi Laut-Atmosfer?

1.3 Tujuan

T Tujuan yang ingin dicapai pada makalah ini yaitu:

1. Dapat Mengetahui Interaksi Laut-Atmosfer

2. Dapat Mengetaui Implikasi Sifat Fisis Air Terhadap Cuaca Dan Iklim

3. Dapat Mengetaui Stabilitas Isotherm Laut Dan Atmosfer

4. Dapat Mengetahui Fenomena Alam Akibat Interaksi Laut-Atmosfer

BAB II. PEMBAHASAN

2.1 Interaksi Laut-Atmosfer

Interaksi antara laut dan atmosfer sangat berkaiatan dan dapat dilihat pada siklus hidrologi yang merupakan siklus air di planet bumi. Energi matahari yang merupakan penggerak utama dari siklus ini memanaskan subsistem di bumi sehingga terjadi interaksi yang cukup kuat untuk menghasilkan atau membentuk suatu sistem kopling (interaksi dan arah), dimana proses yang terjadi adalah perpindahan energi dan massa dalam proses neraca energi dalam hal ini energi radiasi termasuk energi panas dan momentum dalam friksi permukaan.

Interaksi dua arah antara laut dan atmosfer membentuk proses kopling yang terjadi saat pergantian energi dan masa di permukaan laut. Proses ini adalah perpindahan energi dan masa pada proses neraca energi yang berhubungan dengan energi radiasi termasuk energi panas dan momentum friksi permukaan. Pergantian energi dari neraca masa terjadi saat penguapan dan hujan, perpindahan mineral dan gas. Gas-gas yang ada di permukaan mengabsorbsi energi radiasi karena gas-gas tersebut menyerap energi matahari pada panjang gelombang khusus. Sebagai akibatnya terjadi peningkatan suhu atmosfer dan mengakibatkan juga peningkatan suhu laut. Salah satu gas penting yaitu CO2, juga banyak terdapat di atmosfer yang kemudian dapat diendapkan di dalam lautan. Kepentingan pengendapan CO2 sangat membantu mengurangi pengaruh pemanasan global. Lautan berperan sebagai pensuplai uap air terbesar bagi atmosfer. Penguapan terjadi akibat tidak jenuhnya atmosfer oleh uap dan akibat cukup hangatnya suhu muka laut. Sebaliknya atmosfer mensuplai energi dan masa dalam bentuk curah hujan dan endapan yang juga melibatkan transfer energi. Saat lautan mendingin, maka laut akan merespon dengan menghasilkan gerak konveksi vertikal yang akan mensuplai panas ke permukaan. Hal ini terjadi karena persamaan kontinuitas masa membutuhkan air dingin mengendap ke kedalaman dari permukaan tergantikan oleh masa air di bawahnya yang notabene lebih hangat. Air hangat tersebut akan menyembul ke permukaan. Proses perubahan suhu di lautan terjadi jauh lebih lambat daripada di atmosfer. Sebagai akibat maka lautan terus panas meskipun ekuinok atau titik nadir matahari telah menjauhi garis khatulistiwa. Laut memegang peranan penting dalam sistem siklus di planet bumi. Interaksi antara laut dan atmosfer dikendalikan oleh transmisi energi panas matahari yang memanasi lautan atmosfer dan daratan. Salah satu parameter penting yang memainkan peranan di laut adalah suhu permukaan laut (SPL), karena suhu permukaan laut (SPL) menentukan fluks panas nyata (sensible) dan panas terselubung (latent) melalui permukaan laut.

2.2 Implikasi Sifat Fisis Air Terhadap Cuaca Dan Iklim

Sifat besarnya nilai panas spesifik dari air dibandingkan tanah dan udara adalah penyebab utama kenapa lautan menghangat lebih lambat daripada daratan atau udara dan juga mendingin lebih lambat. Dibandingkan dengan daratan terdekat, lautan tidak akan memanas lebih tinggi daripada daratan di siang hari dan juga tidak akan mendingin lebih dari daratan di malam hari. Suhu dari masa udara lebih dipengaruhi oleh permukaan dimana udara tersebut diam atau bergerak. Udara di atas lautan menunjukkan variasi perubahan musiman dan diurnal yang lebih kecil daripada daratan. Selain itu udara di atas muka laut juga lebih lembab. Salah satu konsekuensinya, komunitas di pesisir dengan dominasi angin pantai akan memiliki iklim yang moderat, dengan musim panas yang sejuk dan musim dingin yang tidak terlalu dingin. Badai yang terjadi di laut didorong oleh tenaga berasal dari panaslaten yang dilepas ke atmosfer ketika uap air berkondensasi. Uap air tersebut berasal sebagian besar dari penguapan air laut dimana laju penguapannya dikendalikan oleh nilai suhu muka laut. Semakin tinggi suhu muka laut maka akan semakin kuat laju penguapannya. Massa udara dingin dari bawah akan mengurangi kemungkinan pergerakan vertikal yang dibutuhkan pada pertumbuhan hujan atau badai.

Daerah yang suhu muka laut lebih dingin dari suhu udara di atasnya, maka hujan atau badai akan jarang terjadi di laut dan daerah pesisir yang menerima angin dari daerah tersebut. Sebaliknya udara panas dari bawah akan menambah kemungkinan pergerakan vertikal udara yang membawa kepada hujan dan badai. Daerah dimana suhu muka laut lebih hangat dari suhu udara di atasnya, hujan atau badai akan sering terjadi di laut dan daerah pesisir yang menerima angin dari daerah tersebut. Sebagai respons terhadap perbedaan suhu terhadap jarak atau gradien suhu maka panas akan di transfer dari tempat yang hangat ke tempat yang dingin. Dalam hal ini udara hangat akan mendingin apabila berpindah dari atas muka laut yang hangat menuju ke muka laut yang dingin. Sebaliknya udara dingin akan menghangat apabila berpindah menuju ke muka laut yang lebih hangat. Konsentrasi uap air di atas muka laut meningkat dengan penguapan. Udara yang hangat dan lembab yang bergerak melalui muka laut yang dingin akan mendingin menuju titik jenuhnya sehingga menyulitkan penguapan lebih lanjut. Uap air berkondensasi dan kabut laut akan terbentuk. Kabut adalah awan yang menyentuh badan air atau daratan. Kabut juga terbentuk ketika massa udara yang sangat dingin melalui muka air yang hangat. Dalam hal ini penguapan ke udara dingin akan menghasilkan kejenuhan dan kabut akan terbentuk seperti uap yang berhembus ke atas.

2.3 Stabilitas Isotherm Laut Dan Atmosfer

Stratifikasi di laut dan atmosfer terjadi akibat perbedaan suhu dan tekanan. Di laut perbedaan tekanan dikonversikan dalam hal salinitas atau kerapatan masa jenis. Pada lapisan bawah di atmosfer, suhu di lapisan lebih bawah akan lebih hangat daripada lapisan di atasnya. Lapisan atmosfer dimana sifat perlapisan demikian itu disebut lapisan troposfer. Batas lapisan ini dengan lapisan di atasnya dimana terjadi kenaikan suhu di lapisan di atasnya disebut daerah batas tropopause. Lapisan tropopause bervariasi dan paling tinggi terdapat di daerah ekuator karena suhu di permukaan tanah di wilayah ini sangat tinggi. Biasanya ketinggian lapisan ini berkisar antara 14 hingga 18 km dari muka laut. Pada daerah lapisan bawah atmosfer, tropopause adalah lapisan dengan suhu udara paling rendah. Dengan sifat seperti digambarkan di atas untuk lapisan troposfer maka secara normal udara di lapisan bawah akan cenderung bergerak di atas berdasarkan prinsip udara hangat akan mengambang karena ringan dan udara dingin akan turun karena berat.

Secara alamiah maka atmosfer di muka bumi akan cenderung bersifat instabil dimana udara di bawah akan bergerak ke atas. Peristiwa pergerakan secara vertikal masa udara tersebut dikenal dengan istilah konveksi. Tanpa dibantu oleh sebab lainnya maka pergerakan vertical masa udara jauh lebih sedikit daripada aliran udara horizontal atau peristiwa adveksi. Pada waktu musim hujan tambahan suplai uap air memberikan tambahan daya apung di atmosfer akibat tambahan masa yang lebih mendorong ke atas. Masa uap air akan bergerak terus ke atas mencari titik stabilitas hingga mencapai daerah atau level dimana terjadikondensasi atau uap air berubah menjadi butir yang lebih besar seperti butiran awan. Pada saat tersebut, aktivitas konveksi mencapai puncaknya. Rangkaian peristiwa tersebut ditambah dengan suplai angina yang lebih memberikan suplai udara basah ke titik-titik perkumpulan awan. Besarnya energi apung di atmosfer tiap lapisan dapat dihitung dari berbagai faktor di atas seperti suhu per lapisan dan kandungan uap air per lapisan. Perhitungan energi apung biasanya dilakukan dengan pengukuran nilai tersebut per lapisan memakai alat observasi seperti radiosonde.

Pada waktu musim kemarau udara cenderung lebih stabil karena berbagai faktor di atas tidak terjadi. Angin yang kencang pada lapisan atas cenderung memecah lapisan instabilitas atmosfer sehingga seringkali ditemukan lapisan isotherm yaitu lapisan dimana suhu tidak berubah terhadap ketinggian atau lapisan inversi dimana suhu malah menaik terhadap ketinggian. Kedua jenis lapisan tersebut akan membuat udara cenderung stabil. Hal ini biasanya ditambah lagi dengan kurangnya suplai uap air dari permukaan karena suhu muka laut yang cenderung lebih dingin di musim kemarau. Dinginnya suhu muka laut diakibatkan pada musim kemarau titik kulminasi matahari tidak berada di wilayah Indonesia melainkan jauh disebelah utara sehingga tingkat radiasi matahari yang diterima di wilayah maritim Indonesia berkurang. Proses yang terjadi di laut tidak serupa seperti di atmosfer. Peristiwa konveksi jauh lebih jarang terjadi dan sebagian besar aliran terjadi karena aliran horizontal. Hal ini disebabkan karena stratifikasi di laut lebih stabil dibandingkan di atmosfer. Masa udara di atmosfer juga lebih bouyant (memiliki daya apung tinggi) dibandingkan masa air laut. Oleh karena itu, di laut proses adveksi memberikan dampak yang lebih kuat daripada konveksi. Hal ini dapat dilihat apabila kita membuat hubungan antara perubahan suhu muka laut yang disebabkan oleh aliran arus air.

2.4 Fenomena Alam Akibat Interaksi Laut-Atmosfer

Sistem interaksi antara laut dan atmosfer menyebabkan berbagai fenomena alam yang dapat dijelaskan secara ilmiah. Secara keselurahan dan dalam waktu panjang akan membentuk iklim di suatu daerah tertentu. Fenomena alam terbebut yaitu:

2.4.1. El Nino

El Nino menurut sejarahnya adalah sebuah fenomena yang teramati oleh para penduduk atau nelayan Peru dan Ekuador yang tinggal di pantai sekitar Samudera Pasifik bagian timur menjelang hari natal (Desember). Fenomena yang teramati adalah meningkatnya SPL (Suhu Permukaan Laut) yang biasanya dingin. Fenomena ini mengakibatkan perairan yang tadinya subur dan kaya akan ikan (akibat adanya upwelling atau arus naik permukaan yang membawa banyak nutrien dari dasar) menjadi sebaliknya. Pemberian nama El-Nino pada fenomena ini disebabkan oleh karena kejadian ini seringkali terjadi pada bulan Desember. Pemberian nama El-Nino pada fenomena ini disebabkan oleh karena kejadian ini seringkali terjadi pada bulan Desember. El-Nino (bahasa Spanyol) sendiri dapat diartikan sebagai “anak lelaki”.

Gambar. El-Nino

(Sumber: Google 2020)

Pembentukan El-Nino dikaitkan dengan pola sirkulasi samudera pasifik yang dikenal sebagai osilasi selatan sehingga disebut juga El Nino-Southern Oscillation (ENSO) yang merupakan fenomena yang ditimbulkan oleh interaksi laut-atmosfer. El-Nino merupakan fenomena global dari sistem interaksi laut dan atmosfer yang ditandai denganmemanasnya suhu muka laut di Pasifik Equator atau anomali suhu muka laut di daerah tersebut positif (lebih panas dari rata-ratanya). Pada saat yang bersamaan terjadi perubahan pola tekanan udara yang mempunyai dampak sangat luas dengan gejala yang berbeda-beda, baik bentuk dan intensitasnya. Fenomena El Nino secara umum akan menyebabkan curah hujan di sebagian besar wilayah Indonesia berkurang, besar pengurangannya tergantung dari lokasi dan intensitas El-Nino tersebut. Namun demikian, karena luasnya wilayah Indonesia serta posisi geografisnya yang dikenal sebagai benua maritim, maka tidak seluruh wilayah Indonesia dipengaruhi oleh fenomena El-Nino.

2.4.2 La Nina

La-Nina (juga bahasa Spanyol) yang berarti “anak perempuan”. Fenomena ini memiliki periode 2-7 tahun. Fenomena ini merupakan kebalikan dari El Nino ditandai dengan anomali suhu muka laut di daerah tersebut negatif(lebih dingin dari rata-ratanya). La Nina secara umum akan menyebabkan curah hujan di Indonesia bertambah.

Gambar. La-Nina

(Sumber: Google 2020)

2.4.3 Indian Ocean Dipole (IOD)

Indian Ocean Dipole (IOD) yakni interaksi kopel atmosfer-samudera Hindia adalah beda temperatur permukaan laut antara pantai timur afrika dan pantai barat sumatera. Fenomena dipole Ocean India dapat mempengaruhi curah hujan dibeberapa tempat di indonesia. Index IOD didefinisikan sebagai beda anomali temperatur permukaan laut 10 derajat LS – 90 derajat sampai 110 derajat BT. Nilai indeks > 0.35 digolongkan sebagai IOD (+) dan < -0.35 digolongkan sebagai IOD (-). IOD (+) artinya temperatur permukaan laut di pantai timur afrika lebih tinggi daripada temperatur permukaan laut di pantai barat sumatera, sebaliknya untuk IOD (-). Dengan demikian IOD (+) adalah fasa dingin laut pantai barat sumatera, sehingga konveksi melemah, sebaliknya untuk IOD (-).

Gambar. IOD phase negative (kiri) dan IOD phase positif (kanan)

(Sumber: Google 2020)

2.4.4 Osilasi Madden-Julian (MJO)

Hasil-hasil analisis data atmosfer permukaan dan atas pada kolam (basin) Pasifik equatorial menunjukan bahwa ada variasi frekuensi rendah mengenai kekuatan angin atmosfer atas, temperatur pada berbagai paras dan tekanan permukaan. periodisitas variasi ini ditemukan antara 41 dan 53hari dengan kejadian sangat sering sekitar 45 hari. Variasi ini dikenal sebagai Osilasi Madden- Julian (MJO). Osilasi ini memainkan peranan penting dalam menjelaskan variasi cuaca jangka pendek pada lokasi ekuatorial yang menyebabkan fasa aktif dan berhenti monsun.

2.4.5 Sirkulasi Walker

Sirkulasi Walker adalah sirkulasi zonal dari timur ke barat sepanjang ekuator yang ditandai dengan kenaikan udara di samudera pasifik bagian barat, kawasan Indonesia dan penurunan udara di pasifik bagian timur lepas pantai Amerika Selatan. Intensitas sirkulasi walker dikendalikan oleh radiasi temperatur permukaan laut pada samudera pasifik bagian timur dan barat. Dengan demikian perubahan urutan salah satu komponen sistem iklim ini akan mengakibatkan perubahan lain.

Gambar. Sirkulasi Walker

(Sumber: Google 2020)

BAB III. PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Kesimpulan dari yang dapat diambil dari pembuatan makalah ini yaitu:

1. Laut memegang peranan penting dalam sistem siklus di planet bumi. Interaksi antara laut dan atmosfer dikendalikan oleh transmisi energi panas matahari yang memanasi lautan atmosfer dan daratan. Salah satu parameter penting yang memainkan peranan di laut adalah suhu permukaan laut (SPL), karena suhu permukaan laut (SPL) menentukan fluks panas nyata (sensible) dan panas terselubung (latent) melalui permukaan laut.

2. Sifat besarnya nilai panas spesifik dari air dibandingkan tanah dan udara adalah penyebab utama kenapa lautan menghangat lebih lambat daripada daratan atau udara dan juga mendingin lebih lambat. Dibandingkan dengan daratan terdekat, lautan tidak akan memanas lebih tinggi daripada daratan di siang hari dan juga tidak akan mendingin lebih dari daratan di malam hari.

3. Stratifikasi di laut dan atmosfer terjadi akibat perbedaan suhu dan tekanan. Di laut perbedaan tekanan dikonversikan dalam hal salinitas atau kerapatan masa jenis. Pada lapisan bawah di atmosfer, suhu di lapisan lebih bawah akan lebih hangat daripada lapisan di atasnya.

4. Dari interaksi Laut-Atmosfer menghasilkan beberapa fenomena alam seperti El-Nino, La-Nina, IOD+, IOD-, MJO, dan Sirkulasi walker.