Pengertian Massa Air dan Karakteristik Massa Air

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 σ_t (huruf Yunani sigma dengan subskrip t, dan dibaca sigma-t) untuk menyatakan densitas air laut. dimana σ_t = ρ – 1000 dan biasanya tidak menggunakan satuan (seharusnya menggunakan satuan yang sama dengan ρ). Densitas rata-rata air laut adalah σ_t = 25. Aturan praktis yang dapat kita gunakan untuk menentukan perubahan densitas adalah: σ_t berubah dengan nilai yang sama jika T berubah 1^oC, 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

https://www.scribd.com/doc/70857065/Modul-Massa-Air

Tomczak, M, An Introduction to Physical Oceanography

https://www.scribd.com/doc/201153171/Karakteristik-Air-Laut

http://www.alamikan.com/2012/11/mengetahui-tentang-massa-air-laut.html

Talley, L, Properties of Seawater

Prager, Ellen J, and Sylvia A. Earle, The Oceans, McGraw-Hill, 2000.

Pickard and Emery, Descriptive Physical Oceanography

Ocean Waves Sail Tunda Island

Kegiatan Ocean Waves Sail Tunda Island diselenggarakan pada hari Kamis tanggal 2 Juni 2015, keberangkatan dijadwalkan pada malam hari menggunakan bus, peserta dikumpulkan di Gerbang BNI Unpad Jatinangor. Keberangkatan sempat terlambat dikarenakan ada sedikit masalah dengan kendaraan. Beberapa dari kami bahkan sudah ada yang ketiduran di lantai, ada juga yang mengisi waktu dengan makan berkali-kali. Malam sudah semakin malam dan bus kami tidak kunjung datang, makin banyak yang tertidur di lantai. Perjalanan dari Jatinangor ke Pelabuhan Karangantu memakan waktu sekitar (aku tidak yakin berapa lama karena aku tertidur selama perjalanan) dua hingga tiga jam.

Setelah sampai, kami dikumpulkan untuk briefing sejenak dan pembagian homestay. Setelah itu, kami berganti baju untuk melakukan pengambilan data terumbu karang, tidak lupa juga membawa alat dasar selam dan segala peralatan untuk proses pengambilan data.

Kemudian kami berjalan menuju pantai timur untuk pengambilan data stasiun pertama, kami berjalan sekitar 15 menit untuk sampai ke stasiun pertama. 

Akang dan teteh pembimbing membantu kami untuk penggelaran roll meter, karena kami belum mahir menggelar roll meter, roll meter kemudian digelar oleh akang teteh pembimbing. Kemudian kami dibagi kedalam dua kelompok agar tidak terlalu berdesakan saat proses pengambilan data.

 Proses pengambilan data menggunakan metode Point Intercept Transect, metode tersebut memungkinkan untuk memprediksi kondisi dari suatu ekosistem terumbu karang berdasarkan tutupan terumbu karangnya.

Di stasiun pertama, kedalamannya hanya berkisar dua hingga tiga meter, yang berarti jarak antara permukaan dengan terumbu karang hanya sedikit, membuat kami kesulitan untuk bergerak tanpa menyentuh karang. Beberapa dari kami bahkan luka-luka karena bergesekan dengan terumbu karang. Stasiun pertama merupakan Pantai Timur di Pulau Tunda. Setelah selesai melakukan pengambilan data di stasiun pertama, kami kembali lagi ke homestay untuk beristirahat.

Listrik di Pulau Tunda baru akan menyala pada pukul 6 sore, namun ada beberapa homestay yang menawarkan genset. Tidak hanya genset, alat dasar selam, bahkan kamera bawah air (underwater camera) juga dapat disewa. Menurut ibu penjaga homestay yang aku tempati, jasa sewa genset, alat dasar selam, dan kamera bawah air cukup membantu pemasukan, juga dapat memudahkan para turis yang mengunjungi Pulau Tunda. Jadi, bagi yang ingin mengunjungi Pulau Tunda jangan takut tidak bisa menemukan alat dasar selam dan kamera bawah air, ya!

Setelah selesai beristirahat, kami bersiap-siap untuk pengambilan data di stasiun yang ke dua. Stasiun yang ke dua, adalah Pantai Utara di Pulau Tunda. Di stasiun ini, kedalamannya berkisar tiga hingga 6 meter. Kali ini, giliran kami yang menggelar roll meter. Setelah roll meter telah digelar, proses pengambilan data dapat dimulai.

Gambar diatas adalah beberapa contoh dari terumbu karang di Pulau Tunda yang kami peroleh dari stasiun 1 maupun stasiun 2. Dan pengambilan data untuk terumbu karang pun telah selesai pada hari itu juga.

Keesokan harinya karena kami telah selesai melakukan pengambilan data tim terumbu karang bergabung dengan senior untuk melakukan sosialisasi ke sekolah yang ada di Pulau Tunda tersebut. Di sekolah tersebut kami melakukan sosialisasi mengenai mangrove, lamun, terumbu karang beserta fungsinya dan bagaimana cara kita menjaganya.

Setelah beres melakukan sosialisasi, kegiatan selanjutnya adalah penanaman mangrove di sebelah kanan dermaga Pulau Tunda, Coastal Clean Up dan serah terima buku sumbangan untuk taman bacaan Pulau Tunda. Gambar diatas adalah kegiatan ketika melakukan penanaman mangrove secara bersama-sama dan gambar sebelah kanan itu adalah ketua himpunan kami Kang Tegar Januar (2015-2016).

Dan selesailah kegiatan kami di Pulau Tunda. Selanjutnya kami melaksanakan perjalanan pulang menuju Jatinangor.