12/10/2013

1

ARUS LAUT buddin.hakim@bppt.go.id

JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL

UPN VETERAN YOGYAKARTA, 2013

Pembangkit Listrik Tenaga Arus

12/10/2013

2

PENDAHULUAN

PENGERTIAN ARUS LAUT

Arus adalah pergerakan massa air secara vertikal dan horizontal sehingga menuju keseimbangannya, atau gerakan air yang sangat luas yang terjadi di seluruh lautan dunia (Hutabarat dan Evans, 1986).

Arus terjadi karena adanya proses pergerakan massa air menuju kesetimbangan yang menyebabkan perpindahan horizontal dan vertikal massa air. Gerakan tersebut merupakan resultan dari Beberapa gaya yang bekerja dan beberapa factor yang mempengaruhinya.

Alat Pengukur Arus disebut dengan Current Meter ADCP, Flow Matter, Bola Duga, dst

PENDAHULUAN

PENGERTIAN ARUS LAUT

12/10/2013

3

Terjadinya arus di lautan disebabkan oleh dua faktor utama, yaitu :

Faktor internal, seperti perbedaan densitas air laut, gradien tekanan mendatar dan gesekan lapisan air.

Faktor eksternal seperti gaya tarik matahari dan bulan yang dipengaruhi oleh tahanan dasar laut dan gaya coriolis, perbedaan tekanan udara, gaya gravitasi, gaya tektonik, dan angin.

Faktor Penyebab Terjadinya Arus

1. Radiasi matahari kaitannya dengan angin dan perbedaan densitas (Faktor utama)

2. Rotasi bumi

3. Sifat-sifat air itu sendiri (Viskositas air -- > peredaman arus)

4. Gravitasi bumi (Arus pasang surut)

5. Keadaan dasar (Peredaman dan Pembelokan)

6. Distribusi pantai (Peredaman dan Pembelokan)

PENDAHULUAN

FAKTOR FAKTOR YANG MEMPENGARUHI ARUS

12/10/2013

4

Berdasarkan proses pembangkitannya, maka kita akan menjumpai beberapa jenis arus di pantai dan di laut seperti dibawah ini :

Arus Geostropik : Arus yang dipengaruhi oleh gradien tekanan mendatar dan gaya coriolis.

Arus yang ditimbulkan oleh angin (wind driven currents)

Arus pasang surut (tidal currents)

Arus susur pantai (longshore currents)

Arus yang ditimbulkan oleh perbedaan kerapatan (density driven currents)

Pembagian Jenis Arus

Wind-driven surface currents

12/10/2013

5

Berdasarkan kedalamannya :

Arus permukaan : Terjadi pada beberapa ratus meter dari permukaan, bergerak dengan arah horizontal dan dipengaruhi oleh pola sebaran angin.

Arus dalam : Terjadi jauh di dasar kolom peraran, arah pergerakannya tidak dipengaruhi oleh pola sebaran angin dan membawa massa air dari daerah kutub ke daerah ekuator.

Pembagian Jenis Arus

Gaya coriolis yaitu gaya yang

disebabkan oleh adanya perputaran bumi sehingga arus dilapisan permukaan laut berbelok ke kanan dari arah angin dan arus dilapisan bawahnya akan berbelok lebih ke kanan lagi dari arah arus permukaan.

Spiral ekman perubahan arah arus dari dari pengaruh angin ke pengaruh gaya coriolis yang merupakan hasil kesetimbangan antara efek gesekan di laut dan gaya fiktif yang timbul akibat rotasi bumi.

Makin dalam lapisan air maka penyimpangan arus permukaan semakin besar, ke kanan di sebelah bumi utara dan kiri disebeklah bumi selatan dan kecepatannya pun semakin berkurang sehingga membentuk yang dikenal dengan spiral ekman.

Arus Ditimbulkan Oleh Angin

12/10/2013

6

Adanya proses pergerakan angin tidak langsung searah dengan pergerakan permukaan air laut tetapi, DI BELAHAN BUMI UTARA BERGERAK SEKITAR 45 KE ARAH KANAN. Teori ini dikenal dengan spiral ekman yang dapat mengangkat massa air dengan unsur hara yang berkonsentrasi tinggi yang ada dibawah permukaan

Proses Terjadinya Spiral Ekman

SPIRAL EKMAN UPWELLING DOWNWELLING Proses upwelling adalah suatu proses massa air yang di dorong ke atas dari kedalaman sekitar 100

sampai 200 meter. Angin yang mendorong lapisan air permukaan mengakibatkan kekosongan di bagian atas, akibatnya

air yang berasal dari bawah menggantikan kekosongan yang berada di atas. Oleh karena air yang dari kedalaman lapisan belum berhubungan dengan atmosfer,maka kandugan

oksigennya rendah dan suhunya lebih dingin dibandingkandengan suhu air permukaan lainnya.

Di Kutub Utara, arus bergerak ke arah kanan

Di Kutub selatan, arus bergerak ke arah kiri

Variasi Spiral Ekman

12/10/2013

7

Arus densitas merupakan arus yang timbul akibat adanya gradien densitas dalam

arah horizontal.

Gradien densitas horizontal terbentuk oleh variasi salinitas, suhu atau kandungan

sedimen. Arus densitas ini umumnya terjadi didaerah pantai dan estuari dimana

terdapat fluks air tawar ke arah laut. Fluks air tawar ini akan mengakibatkan

adanya variasi atau gradien densitas dalam arah horizontal yang bertambah

besar ke arah laut.

Terdapat 5 tipe arus densitas yang dapat dijabarkan, sebagai berikut :

1. arus densitas akibat discharge / debit sungai.

2. arus densitas akibat suplai bouyancy dari laut lepas ( open ocean).

3. arus densitas akibat input bouyancy dari sungai dan laut lepas.

4. arus densitas akibat efek akumulasi panas karena kondisi topografi perairan.

5. arus densitas akibat distribusi horizontal dari difusivitas vertikal.

Arus Densitas

14

Arus pantai dapat merupakan bagian dari gelombang air dangkal yang digerakkan oleh pasang surut

Arus pantai dapat digerakkan oleh angin

Arus pantai yang timbul oleh interaksi gelombang (rip current)

Dapat pula akibat debit sungai yang masuk ke laut

Sedikit oleh perbedaan suhu atau beda rapat massa

Arus Pantai

12/10/2013

8

15

Arus yang terjadi di pantai (Martinez 1993)

turbulence

shelf

current

orbital current, undertowed current

16

Kondisi Pasut

Purnama

m/det

m/det

Pola Arus

Pasang Surut

12/10/2013

9

17

Arus pantai oleh pasang surut

18

Arus pantai oleh pasang surut

Berinteraksi dengan geometri

pantai (topografi, batrimetri, garis pantai)

12/10/2013

10

19

Arus oleh angin

angin

Arus oleh angin

dangkal dalam

pantai

20

Arus akibat debit sungai

Daratan pantai

Muara sungai dengan jetty

12/10/2013

11

21

Arus oleh pengaruh lain

Air dingin

Air hangat

Dasar pantai

Muka air

Air garam

Air tawar

Muka air

Dasar pantai

22

Arus oleh interaksi gelombang

longshore current

Arah datang

gelombang

Garis pantai

Garis gelombang pecah

12/10/2013

12

23

Arus oleh interaksi gelombang

Pemusatan

massa air

Pemusatan

massa air

Rip

current

Arah datang

gelombang

Garis pantai

Garis gelombang pecah

TERIMA KASIH

Buddin A. Hakim Perekayasa Hidro-Oseanografi Balai Pengkajian Dinamika Pantai Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi Jln. M. H. Thamrin No. 8 Jakarta