Pengertian Massa Air
Massa
air adalah suatu volume besar perairan yang mengandung air laut dengandensitas
yang berbeda dengan perairan lain disekitarnya. Massa air dapat diikuti
jejak gerakannya sampai pada sumbernya. Massa air dibentuk oleh suatu
interaksi antara airdengan atmosfer, serta dapat dibentuk oleh percampuran dua
atau lebih dari dua tipe air.
Massa air memperoleh
sifat-sifatnya di permukaan, hal ini dikarenakan massa airmempunyai suhu dan
salinitas yang spesifik. Oleh karena perbedaan densitasnya massa airtidak
bercampur dengan mudah bila mereka bertemu.
Biasanya massa-massa air inimengalir di atas atau di bawah massa air
yang lain. Massa air yang ringan mengalir di atasmassa air yang berat. Karena
suhu dan salinitas merupakan sifat air yang konservatif makamassa air
dapat mempertahankan sifat-sifatnya untuk jarak jauh dan waktu yang lama.
Para ahli oseanografi
memberi nama massa air menurut posisi mereka di laut. Dilintang menengah dan
tropis ada lima massa air yang umum yaitu:
1.
Surface water (massa air permukaan), sampai kedalaman 200
m.
2. Central water (massa air pusat), sampai ke dasar (batas
bawah) Thermocline ;bervariasi terhadap lintang.
3.
Intermediate water (massa air pertengahan), sampai ke
kedalaman sekitar1500 m.
4. Deep water (massa air lapisan dalam), di
bawah Intermediate water tetapi tidak sampai ke dasar, sampai ke
kedalaman 4000 m.
5.
Bottom water (massa air dasar), air yang berada di dasar laut.
Suatu massa air dapat
ditentukan dengan menggunakan diagram T-S yang ditandaidengan sekelompok harga
yang bisa diplot seperti garis atau kurva.
Massa air akan bergerak
dari densitas yang rendah ke densitas yang lebih tinggi.Massa air tersebut
akan turun menuju suatu kedalaman yang ditentukan oleh densitasnya,relatif
terhadap air yang berada di atas dan di bawahnya.
Identifikasi Massa Air
Faktor penting dalam
mengidentifikasi suatu massa air adalah temperatur dansalinitasnya. Proses
bercampurnya massa air dengan air disekelilingnya sangat lambat. Halini
dikarenakan massa air cenderung untuk mempertahankan temperatur dan salinitas
semula. Pengidentifikasian massa air sangat penting karena akan memberikan
informasidaerah sumber, sirkulasi di lapisan dalam dan kecepatan bercampurnya
air yang berbedadensitasnya.
Karakteristik massa
ditentukan oleh proses-proses pemanasan, pendinginan,pembentukan es, penguapan
dan pengenceran yang semuanya terjadi di permukaandimana massa air terbentuk.
§Massa air paling berat (dan yang paling dalam) terbentuk oleh
kondisi permukaanyang menyebabkan air menjadi dingin dan asin (proeses
pendinginan danpembentukan es di daerah kutub).
§Massa air dekat permukaan, lebih hangat dan kurang asin.
Terbentuk di daerahdimana presipitasi melebihi evaporasi (P>E).
§Massa air di kedalaman intermediate densitasnya pertengahan.
§Massa air yang dingin yang berada di bawah termoklin, variasi
suhu dan salinitasnyalebih kecil dibandingkan massa air permukaan.
Ada dua istilah yang perlu
diperhatikan yakni :
¬Water type (tipe air) :
mempunyai satu harga T dan satu harga S, misalnya airLaut Tengah
¬Water Mass (masa air) :
mempunyai range Salinitas dan Suhu tertentu.
Didalam diagram T-S
water type merupakan suatu titik sementara water mass merupakan porsi
(bagian) dari kurva T – S yang mempunyai range suhu dan
salinitastertentu. Pencampuran dari 2 atau lebih water type
membentuk massa air (water mass).
Sirkulasi termohalin
merupakan fungsi dari temperatur dan salinitas. Dimana, lapisanini berada di
lapisan dalam yang gerakan airnya terdapat pada kedalaman tertentu, danhampir
terpisah secara sempurna dari arus permukaan. Sirkulasi termohalin
ditimbulkanoleh perbedaan densitas dan niali salinitas serta temperaturnya.
Massa
Air Laut
Sirkulasi laut adalah
pergerakan massa air di laut. Sirkulasi laut di permukaan dibangkitkan oleh
stres angin yang bekerja di permukaan laut dan disebut sebagai sirkulasi laut
yang dibangkitkan oleh angin (wind driven ocean circulation). Selain itu, ada
juga sirkulasi yang bukan dibangkitkan oleh angin yang disebut sebagai
sirkulasi termohalin (thermohaline circulation) dan sirkulasi akibat
pasang Sirkulasi termohalin dibangkitkan oleh adanya perbedaan densitas
air laut. Istilah termohalin sendiri berasal dari dua kata yaitu thermo yang
berarti temperatur dan haline yang berarti salinitas. Penamaan ini diberikan
karena densitas air laut sangat dipengaruhi oleh temperatur dan salinitas.
Sementara itu, sirkulasi laut akibat pasang surut laut disebabkan oleh adanya
perbedaan distribusi tinggi muka laut akibat adanya interaksi bumi, bulan dan
matahari.
Laut
merupakan daerah yang memiliki masa air laut yang ada di seluruh dunia.
beberapa faktor yang dapat menyebabkan gerakan massa air laut :
§
Di daerah dekat Antartika massa air dingin tenggelam ke dalam
lautan dalam.
§
Garam laut yang keluar saat air membeku akan bercampur dengan
air dingin membentuk massa air yang lebih padat (suhu rendah & salinitas
tinggi) yang tenggelam di dasar Antartika.
§
Air tersebut bercampur dengan air di sekitarnya ketika mengalir
ke sekeliling Antartika, disebut dengan Air Dasar Antartika (Antartic Bottom
Waters); kemudian mengalir ke utara.
§
Air Dasar Antartika bersuhu -0,4oC dan salinitas 34,66 ppt
terdapat pada ketiga lautan dunia.
§
Contoh lain adalah: North Atlantic Deep Water, mengalir di atas
Air Dasar Antartika; Antartic Intermediate Water, mengalir di atas kedua massa
air sebelumnya.
§
Beberapa massa air lautan terbentuk pada lautan yang lebih
kecil. Contoh: lapisan tipis air hangat dengan salinitas tinggi bergerak dari
Laut Mediterania melewati Selat Gibraltar; di Laut Merah juga terbentuk massa
air semacam ini.
§
Karena kurang padat daripada air dasar, massa
air tersebut mengalir di tengah (intermediate)
Karakteristik Massa Air
Pada karakteristik air laut
terdapat beberapa sifat fisik air laut seperti :
Temperatur
Perubahan temperatur air
laut disebabkan oleh perpindahan panas dari massa yangsatu ke massa yang
lainnya. Kenaikan temperatur permukaan laut disebabkan oleh :
§
Radiasi dari angkasa dan matahari
§
Konduksi panas dari atmosfir
§
Kondensasi uap air
Penurunan temperatur permukaan
laut disebabkan oleh :
§
Radiasi balik permukaan laut ke atmosfir
§
Konduksi balik panas ke atmosfir
§
Evaporasi (penguapan)
§
Matahari mempunyai efek yang paling besar terhadap
perubahan suhupermukaan Laut
§
Variasi perubahan temperatur dipengaruhi juga oleh posisi
geografis wilayahperairan
Para Ahli Oseanografi membagi
pola temperatur dalam arah vertikal menjadi tigalapisan :
§
Well-mixed surface layer (10 – 500 m)
§
Thermocline, lapisan transisi (500 – 1000 m)
§
Lapisan yang relatif homogen dan dingin (> 1000 m)
§
Lapisan Thermocline : Lapisan dimana kecepatan perubahan
temperaturcepat sekali
Bentuk pola temperatur dalam
arah vertikal sangat dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu:
§
Posisi geografis daerah perairan
§
Waktu, berkaitan dengan musim
Salinitas
Lautan terdiri dari :
§Air sebanyak 96,5 %
§Material terlarut dalam bentuk molekul dan ion sebanyak 3,5 %
§Material yang terlarut tersebut 89 % terdiri dari garam
Chlor, sedangkan sisanya 11 % terdiri dari unsur-unsur lainnya
Salinitas adalah jumlah
total material terlarut (yang dinyatakan dalam gram) yangterkandung dalam 1 kg
air laut, Satuan salinitas : 0/00 (per mil)
Faktor utama yang mempengaruhi
perubahan salinitas, yaitu :
§
Evaporasi (penguapan) air laut
§
Hujan
§
Mencair/membekunya es
§
Aliran sungai menuju ke laut
Para Ahli Oseanografi membagi
pola salinitas dalam arah vertikal menjadi empatlapisan :
§
Well-mixed surface zone, dengan ketebalan 50 – 100 m
(salinitas seragam)
§
Halocline, zona dimana salinitas berubah dengan cepat
sesuai denganbertambahnya kedalaman
§
Zona di bawah Halocline sampai ke dasar laut, dengan
salinitas yang relatifhomogen
§ Zona Berkala (Occasional Zone), pada kedalaman 600 – 1000
m, dimanaterdapat nilai salinitas minimum.
Salinitas air laut di
seluruh wilayah perairan di dunia berkisar antara 33 – 37 0/00 , dengan nilai
median 34,7 0/00 , namun di Laut Merah dapat mencapai 40 0/00
Salinitas air
laut tertinggi terjadi di sekitar wilayah ekuator, sedangkan
terendahdapatterjadi di daerah kutub, walaupun pada kenyataannya sekitar 75 %
air lautmempunyai salinitas antara 34,5 0/00 – 35,0 0/00
Densitas
Densitas merupakan salah
satu parameter terpenting dalam mempelajari dinamika laut. Perbedaan densitas
yang kecil secara horisontal (misalnya akibat perbedaan pemanasan di permukaan)
dapat menghasilkan arus laut yang sangat kuat. Oleh karena itu penentuan
densitas merupakan hal yang sangat penting dalam oseanografi. Lambang yang
digunakan untuk menyatakan densitas adalah ρ (rho).
Densitas air laut
bergantung pada temperatur (T), salinitas (S) dan tekanan (p). Kebergantungan
ini dikenal sebagai persamaan keadaan air laut (Equation of State of Sea Water):
ρ = ρ(T,S,p)
Penentuan dasar pertama
dalam membuat persamaan di atas dilakukan oleh Knudsen dan Ekman pada tahun
1902. Pada persamaan mereka, ρ dinyatakan dalam g cm-3. Penentuan dasar yang baru didasarkan pada data
tekanan dan salinitas dengan kisaran yang lebih besar, menghasilkan persamaan
densitas baru yang dikenal sebagai Persamaan Keadaan Internasional (The International Equation of State, 1980). Persamaan
ini menggunakan temperatur dalam oC, salinitas dari
Skala Salinitas Praktis dan tekanan dalam dbar (1 dbar = 10.000 pascal = 10.000
N m-2). Densitas dalam persamaan ini dinyatakan dalam kg
m-3. Jadi, densitas dengan harga 1,025 g cm-3 dalam rumusan yang lama sama dengan densitas
dengan harga 1025 kg m-3 dalam
Persamaan Keadaan Internasional.
Densitas bertambah
dengan bertambahnya salinitas dan berkurangnya temperatur, kecuali pada
temperatur di bawah densitas maksimum. Densitas air laut terletak pada kisaran
1025 kg m-3 sedangkan pada air tawar 1000 kg m-3. Para oseanografer biasanya menggunakan lambang σt (huruf Yunani sigma dengan subskrip t, dan
dibaca sigma-t) untuk menyatakan densitas air laut. dimana σt = ρ – 1000 dan biasanya tidak menggunakan
satuan (seharusnya menggunakan satuan yang sama dengan ρ). Densitas rata-rata
air laut adalah σt = 25. Aturan praktis yang
dapat kita gunakan untuk menentukan perubahan densitas adalah: σt berubah dengan nilai yang sama jika T berubah
1oC, S 0,1, dan p
yang sebanding dengan perubahan kedalaman 50 m.
Perlu diperhatikan bahwa
densitas maksimum terjadi di atas titik beku untuk salinitas di bawah 24,7 dan
di bawah titik beku untuk salinitas di atas 24,7. Hal ini mengakibatkan adanya
konveksi panas.
- S < 24.7 : air menjadi dingin hingga dicapai densitas
maksimum, kemudian jika air permukaan menjadi lebih ringan (ketika densitas
maksimum telah terlewati) pendinginan terjadi hanya pada lapisan campuran
akibat angin (wind mixed layer) saja, dimana akhirnya terjadi
pembekuan. Di bagian kolam (basin) yang lebih dalam akan dipenuhi oleh air
dengan densitas maksimum.
- S > 24.7 : konveksi selalu terjadi di keseluruhan badan air.
Pendinginan diperlambat akibat adanya sejumlah besar energi panas (heat) yang tersimpan di dalam badan air. Hal ini
terjadi karena air mencapai titik bekunya sebelum densitas maksimum tercapai.
Seperti halnya pada
temperatur, pada densitas juga dikenal parameterdensitas potensial yang
didefinisikan sebagai densitas parsel air laut yang dibawa secara adiabatis ke
level tekanan referensi.
Selengkapnya buka: http://kaptensutet.blogspot.co.id/2016/09/tugas-oseanografi-fisika_10.html
Daftar Pustaka
Tomczak, M, An Introduction to Physical Oceanography
Talley, L, Properties of Seawater
Prager, Ellen J, and Sylvia A.
Earle, The Oceans, McGraw-Hill, 2000.
Pickard and Emery, Descriptive Physical Oceanography
