METEOROLOGI LAUT

GAYA CORIOLIS

Disusun Oleh:

Kelompok 2

Rahmi Nailah 230210120003

Ivan Adhitya Darman 230210120010

Miftahudin 230210120017

Ismail Maqbul 230210120053

ILMU KELAUTAN 2012

UNIVERSITAS PADJADJARAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

PROGRAM STUDI ILMU KELAUTAN

JATINANGOR

2013

BAB I

PENDAHULUAN

Pada tahun 1800an, kapal perang Eropa mulai mengembangkan cara menembakkan meriam

dari jarak yang cukup jauh, jika berhasil hal tersebut akan sangat menguntungkan dalam peperangan,

karena dari jarak jauh mereka dapat mengalahkan musuh. Namun saat pelaksanaannya para awak kapal

melihat suatu fenomena fisik yang aneh. Meriam mendarat pada posisi yang sedikit melenceng dari

target, bergeser dari kurva yang diperhitungkan. Hal tersebut tidak mengurangi tekad mereka, mereka

terus mengulang menembakkan meriam, namun tetap saja meriam jatuh tidak tepat pada target. Sampai

pada kesimpulan mereka berpendapat bahwa tidak ada yang salah dengan cara mereka, meriam

bergerak sesuai namun bumi lah yang bergeser sebagai akibat rotasi bumi.

Seorang ilmuan berkebangsaan Prancis, Gaspard Gustave de Coriolis mengungkapkan secara

matematis fenomena ini pada tahun 1835. Bahwa terdapat gaya semu bumi yang membelokkan benda

yang bergerak dari lintasan asalnya. Sekarang kita menyebutnya dengan Efek Coriolis atau Gaya

Coriolis. Hal tersebut terjadi akibat adanya partikel yang bergerak dengan kecepatan angular pada

permukaan bumi yang sedang berputar sehingga muncul suatu efek pembelokkan. Apabila benda

bergerak lambat maka benda tersebut akan dibelokkan lebih besar oleh gaya Coriolis, dan sebaliknya

bila benda bergerak lebih cepat maka benda tersebut akan dibelokkan lebih kecil oleh gaya Coriolis.

Bumi merupakan sebuah bola (globe), kecepatan rotasi bumi tercepat ada di khatulistiwa, dan

yang paling lambat adalah di kutub. Massa udara dari daratan kutub akan bergerak lebih cepat ketika

mencapai khatulistiwa. Sebagai akibatnya massa udara akan membelok ke arah kanan di belahan bumi

utara dan ke kiri di belahan bumi selatan. Perubahan arah massa udara ini lah yang disebut efek

Coriolis. Gaya Coriolis ini merupakan konsep penting dalam memahami secara penuh sirkulasi

atmosfer dan lautan.

BAB II

PEMBAHASAN

Seperti yang kita tahu bahwa bumi yang kita tempati ini berbentuk bola, dan selalu berputar

pada porosnya. Perputaran bumi pada porosnya sering kita sebut Rotasi bumi. Sejak dilahirkan kita

sudah terbiasa hidup dengan putaran bumi ini, sehingga kita sama sekali tidak merasakan gerakannya.

Padahal jika dihitung, laju gerak kita akibat rotasi bumi ini sangat besar. Satu kali putaran ditempuh

dalam 24 jam. Akibat langsung rotasi bumi yang kita rasakan hanyalah perubahan siang dan malam.

Matahari terbit dari timur dan tenggelam di sebelah barat, karena bumi berputar dari barat ke timur,

atau berlawanan dengan arah jarum jam jika dilihat dari atas kutub utara bumi.

Pada tahun 1800an, kapal perang Eropa mulai mengembangkan cara menembakkan meriam

dari jarak yang cukup jauh, jika berhasil hal tersebut akan sangat menguntungkan dalam peperangan,

karena dari jarak jauh mereka dapat mengalahkan musuh. Namun saat pelaksanaannya para awak kapal

melihat suatu fenomena fisik yang aneh. Meriam mendarat pada posisi yang sedikit melenceng dari

target, bergeser dari kurva yang diperhitungkan. Hal tersebut tidak mengurangi tekad mereka, mereka

terus mengulang menembakkan meriam, namun tetap saja meriam jatuh tidak tepat pada target. Sampai

pada kesimpulan mereka berpendapat bahwa tidak ada yang salah dengan cara mereka, meriam

bergerak sesuai namun bumi lah yang bergeser sebagai akibat rotasi bumi. Seperti pada gambar

dibawah ini.

Gambar simulasi kapal menembakan meriam

http://www.uwf.edu/atc/projects/coriolis/main.swf

Suatu ketika sebuah pesawat terbang dari Anchorage Alaska langsung menuju Miami Florida,

mereka akan kehilangan target karena efek Coriolis. Target lokasi di mana pesawat itu menuju ketika

melepas telah bergerak dengan rotasi bumi, sehingga pesawat akan berakhir di sebelah kanan target

aslinya.

gambar target awal pesawat gambar tempat akhit pesawat

Begitupun yang terjadi pada Sebuah pesawat terbang dari Tierra del Fuego Argentina langsung

menuju Rio de Janeiro Brasil akan kehilangan target karena efek Coriolis. Target lokasi di mana

pesawat itu menuju ketika lepas landas telah bergerak dengan rotasi bumi, sehingga pesawat akan

berakhir disebelah kiri target aslinya. Seperti pada gambar dibawah ini.

gambar target awal pesawat gambar tempat akhit pesawat

Seorang ilmuan berkebangsaan Prancis, Gaspard Gustave de Coriolis mengungkapkan secara

matematis fenomena ini pada tahun 1835. Bahwa terdapat gaya semu bumi yang membelokkan benda

yang bergerak dari lintasan asalnya. Sekarang kita menyebutnya dengan Efek Coriolis atau Gaya

Coriolis. Hal tersebut terjadi akibat adanya partikel yang bergerak dengan kecepatan angular pada

permukaan bumi yang sedang berputar sehingga muncul suatu efek pembelokkan. Apabila benda

bergerak lambat maka benda tersebut akan dibelokkan lebih besar oleh gaya Coriolis, dan sebaliknya

Gambar Arah Nilai Gaya Coriolis

Bumi merupakan sebuah bola (globe), kecepatan rotasi bumi tercepat ada di khatulistiwa, dan

yang paling lambat adalah di kutub. Hal ini karena Bumi lebih lebar di khatulistiwa. Sebuah titik di

Khatulistiwa memiliki lebih jauh melakukan perjalanan dalam satu hari.Massa udara dari daratan kutub

akan bergerak lebih cepat ketika mencapai khatulistiwa. Sebagai akibatnya massa udara akan

membelok ke arah kanan di belahan bumi utara dan ke kiri di belahan bumi selatan. Perubahan arah

massa udara ini lah yang disebut efek Coriolis. Gaya Coriolis ini merupakan konsep penting dalam

memahami secara penuh sirkulasi atmosfer dan lautan.

Efek Coriolis melekat pada fenomena deeksi (pembelokan arah) gerak sebuah benda pada

sebuah kerangka acuan yang berputar, khususnya di permukaan Bumi. Pada intinya, sebuah benda yang

bergerak lurus dalam kerangka yang berputar, akan terlihat berbelok oleh pengamat yang diam di

dalam kerangka tersebut.

Dari penjelasan tersebut, dapat diketahui bahwa bumi selalu berotasi. Dan dari rotasi tersebut

selalu menimbulkan fenomena alam. Salah satunya adalah angin yang dikenal dengan angin utama

(angin timur, barat, dan pasat). Angin-angin utama itu berhembus dalam suatu arah yang hampir tetap

pada garis-garis lintang tertentu. Angin itu timbul karena peredaran atmosfer dan rotasi bumi.

Seandainya bumi tidak berotasi, angin akan bergerak lurus ke utara atau ke selatan. Namun rotasi bumi

menimbulkan gaya rotasi yang disebut gaya Coriolis, yaitu gaya yang membelokkan arah angin utama.

Jadi pengertian dari gaya Coriolis adalah gaya semu yang timbul akibat efek dua gerakan yaitu gerak

rotasi bumi dan gerak benda relatif terhadap bumi. Dalam kata lain, gaya Coriolis merupakan gaya

yang membelokkan arah arus yang berasal dari tenaga rotasi bumi. Pembelokan itu akan mengarah ke

kanan di belahan bumi utara dan mengarah ke kiri di belahan bumi selatan. Gaya ini mengakibatkan

adanya aliran gyre yang searah jarum jam (ke kanan) pada belahan bumi utara dan berlawanan dengan

arah jarum jam di belahan bumi selatan.

Gambar Simulasi Gaya Coriolis

Gaya Coriolis mempengaruhi aliran massa air, dimana gaya ini akan membelokkan arah arus

dari arah yang lurus. Gaya Coriolis juga yang menyebabkan timbulnya perubahan-perubahan arah arus

yang kompleks susunannya yang terjadi sesuai dengan makin dalamnya kedalaman suatu perairan.

Pada umumnya tenaga angin yang diberikan pada lapisan permukaan air dapat membangkitkan

timbulnya arus permukaan yang mempunyai kecepatan sekitar 2% dari kecepatan angin itu sendiri.

Kecepatan arus ini akan berkurang cepat sesuai dengan makin bertambahnya kedalaman perairan dan

akhirnya angin tidak berpengaruh sama sekali terhadap kecepatan arus pada kedalaman 200 m. Pada

saat kecepatan arus berkurang, maka tingkat perubahan arah arus yang disebabkan oleh gaya Coriolis

akan meningkat. Hasilnya akan dihasilkan sedikit pembelokan dari arah arus yang relaif cepat di

lapisan permukaan dan arah pembelokanya menjadi lebih besar pada aliran arus yang kecepatanya

makin lambat dan mempunyai kedalaman makin bertambah besar. Akibatnya akan timbul suatu aliran

arus dimana makin dalam suatu perairan maka arus yang terjadi pada lapisan-lapisan perairan akan

makin dibelokan arahnya. Hubungan ini dikenal sebagai Spiral Ekman.

Gambar Teori 6 Cells

(http://www.uwf.edu/atc/projects/coriolis/main.swf)

Model Sirkulasi 6 Sel

Udara permukaan akan naik di khatulistiwa dan jatuh di kutub. Sepanjang dari khatulistiwa ke

kutub tidak hanya terjadi satu sirkulasi, melainkan ada tiga sirkulasi, setiap sirkulasinya disebut sebagai

sel. Masing-masing belahan bumi baik utara maupun selatan memiliki 3 sel, yaitu Polar Cells, Ferrel

Cells dan Hadley Cells.

1) Polar Cells (Sel Kutub)

Polar cells merupakan sirkulasi udara yang terjadi di bagian kutub bumi, baik kutub utara

maupun selatan. Udara dingin dari arah kutub bertiup ke arah ekuator, namun pergerakan udara

teralihkan ke arah barat. Pada derajat lintang 50 sampai 60 di setiap belahan bumi, udara telah cukup

panas dan lembab untuk naik. Kenaikan udara ini yang membuat sirkulasi terjadi penuh, yang

kemudian disebut sebagai Polar Cells (sel kutub).

2) Ferrel Cells (Sel Ferrel)

Teori ini dibawa oleh William Ferrel, ini merupakan sirkulasi yang terjadi di pertengahan di

belahan bumi utara maupun selatan, antara derajat lintang 30 sampai kurang lebih 50-60. Udara

bergerak akibat tidak meratanya pemanasan, juga dipengaruhi oleh efek coriolis. Angin dibelokkan ke

kanan, mengalir dari barat dan membentuk angin barat.

3) Hadley Cells (Sel Hadley)

Hadley cells merupakan arus tropis yang diberi nama seperti itu untuk menghormati George

Hadley. Sebagaimana udara yang naik di khatulistiwa, ini kehilangan kelembaban curah hujan

disebabkan oleh perluasan dan pendinginan. Setelah sampai pada derajat lintang 30 baik utara maupun

selatan, udara menjadi padat dan akan jatuh ke permukaan kembali. Efek coriolis membelokkan udara

permukaan ke kanan, aliran udara yang berlawanan ini membentuk pertukaran angin.

Ferrel Cells

Hadley Cells

Horse Latitude

Doldrums

Polar Cells

Pola Angin

1) Horse Latitude

Pada daerah ini tekanan atmosfer tinggi dan angin permukaan kecil yang merupakan angin

subtropis, sirkulasi kering berpusar di sekitar derajat lintang 30 yang merupakan persimpangan antara

Hadley cells dan Ferrel cells.

2) Doldrums

Istilah ini diciptakan oleh para pelaut untuk area khatulistiwa dimana bertemunya dua angin

permukaan dari Hadley cells.

Efek coriolis menyebabkan sirkulasi sel angin permukaan di belahan bumi utara dibelokkan

searah jarum jam ke arah kanan, dan sirkulasi sel angin permukaan di belahan bumi selatan dibelokkan

berlawanan dengan arah jarum jam ke arah kiri. Arah angin akan menentukan kecepatan dan arah arus

permukaan di laut.

Coriolis di Indonesia

Dalam Hukum Boys Ballot dikatakan bahwa “Angin siklon di belahan bumi utara akan berputar

berlawanan dengan arah jarum jam, namun sebaliknya dengan di belahan bumi bagian selatan akan

berputar searah jarum jam”. Hal tersebut berkaitan dengan efek coriolis yang sedang dibahas, angin di

belahan bumi bagian utara maupun selatan akan dibelokkan ke kanan oleh efek rotasi bumi. Semakin

ke arah khatulistiwa, gaya coriolis semakin kecil. Hal tersebut menyebabkan hampir tidak pernah

terjadi siklon di wilayah khatulistiwa, begitu pun dengan Indonesia yang berada di khatulistiwa.

Sebuah berita yang dikeluarkan oleh kompas.com “Hingga 31 Januari 2013, peta arus angin

yang dipublikasikan Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika menunjukkan pusat tekanan

rendah di Samudra Hindia barat daya Lampung. Keadaan serupa berlangsung berhari-hari, tetapi tak

pernah meningkat intensitasnya menjadi badai atau siklon tropis yang meluluhlantakkan daratan

Indonesia”. Biasanya, pusat tekanan rendah berpotensi menjadi siklon seperti halnya yang terjadi di perairan

timur Filipina yang menjadi penyebab siklon tropis. Namun hal tersebut tidak terjadi di Indonesia,

karena wilayah Indonesia berada di khatulistiwa. ”Pusat tekanan rendah di barat daya Lampung lebih

dekat khatulistiwa sehingga terkena efek Coriolis dan tak pernah meningkat intensitasnya menjadi

siklon tropis,” kata Kepala Pusat Perubahan Iklim dan Kualitas Udara pada Badan Meteorologi,

Klimatologi, dan Geofisika (BMKG) Edvin Aldrian, Minggu (27/1/2013), di Jakarta.

Pusat tekanan rendah di Indonesia seperti yang terjadi di beberapa daerah di Sumatera dan

Jambi awal tahun 2013 lalu hanya menyebabkan peningkatan aktivitas pertumbuhan awan sehingga

mendatangkan hujan lebat yang memicu banjir dan longsor. Namun hal ini tetap saja menimbulkan

kerugian baik harta benda maupun nyawa.

Juga telah diketahui bahwa rumusan untuk gaya Coriolis ini adalah:

Fc = 2 Ω sin ϕ v

Keterangan:

Ω = Kecepatan sudut rotasi bumi (7,29 x 10-5)

Φ = Lintang tempat

v = Kecepatan angin

Semakin besar lintang maka semakin besar gaya Coriolis, alasan secara matematik yang

membuktikan bahwa di Indonesia tidak terjadi angin siklon.

Coriolis sebagai Bukti bahwa Bumi Berputar

Kenyataan bahwa adanya matahari dan bulan yang bergantian menyinari bumi belum

sepenuhnya membuktikan bahwa bumi berputar. Jika semua hal di bumi memiliki sebab dan akibat,

maka ibaratkan perputaran bumi adalah sebuah sebab, dan yang menjadi akibat adalah gaya

coriolisnya. Efek coriolis tidak jauh daripada fenomena defleksi (pembelokkan arah) gerak sebuah

benda pada sebuah kerangka acuan yang berputar, khususnya di permukaan bumi. Sebuah benda yang

bergerak lurus dalam kerangka yang berputar, akan terlihat berbelok oleh pengamat yang diam di

dalam kerangka tersebut. Efek coriolis diterima sebagai suatu fakta ilmiah dan juga sebagai bukti

bahwa bumi sesungguhnya berputar pada sumbunya.

Coriolis, konflik 4 abad

Coriolis merupakan satu bagian dari mekanisme pembelokkan yang ditemukan dan dibahas

pada abad yang berbeda, diantaranya:

1. Defleksi horizontal gerak vertikal pada abad 17 dan awal abad 19

2. Defleksi vertikal gerakan hotizontal (Efek Eötvös) di akhir abad 19 dan awal abad 20

3. Defleksi horizontal gerak horizontal (Efek Coriolis) pada awal abad 18 sampai sekarang.

Tidak hanya satu dua nama yang terlibat dalam perumusan untuk setiap mekanisme

pembelokkan benda bergerak, pada defleksi horizontal gerak vertikal disebut-sebut beberapa nama

yang sudah tidak asing dalam dunia ilmu perngetahuan alam seperti Newton, juga dua pria kebangsaan

Jerman yaitu Carl Friedrich Gauss dan Pierre Simon de Laplace. Gauss dan Leplace merupakan ilmuan

pertama yang berkontribusi akan pemahaman efek Coriolis dan pembuktian bumi berotasi. Salah satu

percobaannya adalah dengan menjatuhkan 29 kerikil ke mineshaft dengan jarak 90 meter kemudian

menghitung rata-rata defleksinya.

Defleksi vertikal gerakan horizontal atau dikenal sebagai efek Eötvös dibuktikan oleh tim dari

Institut Geodesi, Postdam-Jerman dengan melakukan pengukuran gravitasi kapal bergerak di Atlantik,

Samudra Hindia dan Pasifik. Juga mempelajari hasil oleh bangsawan Hungaria dan fisikawan Lorand

Roland Eötvös yang melihat pembacaan lebih rendah ketika kapal bergerak ke arah timur dan lebih

tinggi ketika pindah ke barat. Dia mengidentifikasi bahwa kejadian tersebut merupakan akibat dari

rotasi bumi.

Pada perumusan mekanisme efek coriolis, ilmuwan yang telibat sangat lah banyak dan

merupakan sebuah proses yang panjang. Pada awalnya pada 1735 George Hadley mengemukakan

bahwa pembelokkan di khatulistiwa lebih besar dibandingkan dengan di daerah yang lintangnya lebih

besar. Hal tersebut merupakan suatu kesalahan. Hadley hanya menjelaskan bahwa defleksi terjadi

hanya untuk gerak meridional. Kemudian beberapa tahun kemudian adanya ilmuwan Prancis, AC

Clairaut membahas defleksi dari gerak relatif pada platform datar yang berputar juga dalam hal

konservasi kecepatan mutlak. Hal tersebut dibantah seperti halnya pernyataan Hadley. Dan masih

disebutkan beberapa ilmuan lain sampai pada akhirnya Coriolis lah yang pernyataannya diakui secara

ilmiah juga dipakai sampai sekarang.

BAB III

KESIMPULAN

Gaya coriolis, yaitu gaya yang membelokkan arah arus yang berasal dari tenaga rotasi bumi.

Pembelokan itu akan mengarah ke kanan di belahan bumi utara dan mengarah ke kiri di belahan bumi

selatan. Gaya ini mengakibatkan adanya aliran gyre yang searah jarum jam (ke kanan) pada belahan

bumi utara dan berlawanan dengan arah jarum jam di belahan bumi selatan.

Gaya cariolis merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi dalam pembentukan angin Gaya

coriolis menyebabkan perubahan gerak angin ke arah kanan pada belahan bumi bagian utara dan

pembelokan angin ke arah kiri pada belahan bumi bagian selatan. Sedangkan faktor yang

mempengaruhi arah angin adalah:

1) Gradien barometrik

2) Rotasi bumi

3) Kekuatan yang menahan (rintangan).

Efek Coriolis sangat erat dengan fenomena defleksi (pembelokan arah) gerak sebuah benda

pada sebuah kerangka acuan yang berputar, khususnya di permukaan Bumi. Sebagaimana yang telah

kita ketahui bahwa udara bergerak dari daerah yang tekanan udaranya tinggi di belahan bumi bagian

utara akan di belokan oleh gaya corriolis kearah kanan. Sedangkan daerah bagian selatan memiliki

tekanana udara yang rendah di belokan kearah kiri permukaan bumi.besrnya defleksi atau pembelokan

udara membuat terbentuknya dua angin yang berbeda kecepatan.angin yang bertiup secara perlahan-

perlahan akan mengalami sedikit oleh gaya coriolis sedangkan angina yang bertiup lebih kencang akan

mengalami pembelokan yang jauh.

Angin yang bertiup mendekati wilayah kutub akan dibelokan lebih dari pada angin yang bertiup

di sekitar khatulistiwa.sedangkan nilai gaya coriolis adalah sama dengan nol tepat di garis

khatulistiwa.adanya gaya coriolis mennyebabakan munculnya anagin siklon disekitar wilayah yang

dipengaruhinya, Jika gaya coriolis lemah maka siklon tropis tidak terbentuk. Diekuator gaya coriolis

menuju nol, sehingga daerah ini bebas dari jejak siklon tropis. Pada tempat lintang tinggi meskipun

gaya coriolis cukup besar, siklon tropis jarang muncul karena lautnya lebih dingin.

DAFTAR PUSTAKA

Anders Persson. 1998. How do we understand the coriolis force. European centre for medium-range

weather forecasts, reading, Berkshire, United Kingdom.

Anonim. 2012. Coriolis Effect.

http://education.nationalgeographic.com/education/encyclopedia/coriolis-effect/?ar_a=1

(Diakses pada Jum’at 15 November 2013 pukul 22.00)

Anonim. 2012. Earth Science.

http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/visualizations/es1904/es1904page0

1.cfm( diakses pada Jumat, 15 November 2013 pukul 21.00 WIB)

Anonim. 2013. Efek Coriolis Hadang Bibit Badai.

http://sains.kompas.com/read/2013/02/01/1035565/Efek.Coriolis.Hadang.Bibit.Badai (Diakses

pada Jum’at 15 November 2013 pukul 22.30)

Hermawan, Rian. 2012. Gaya Coriolis ananlis kasus.

http://blogs.unpad.ac.id/rianhermawan/2012/11/13/gaya-coriolis-analisi-kasus/ (Diakses pada

Jum’at, 15 November 2013 pukul 22.00 WIB)

Jihan, Baby. Efek Coriolis Bukti Bumi Berputar. http://baby-jihan.blogspot.com/2011/07/efek-coriolis-

bukti-bumi-berputar.html (Diakses pada Jum’at, 15 November 2013 pukul 21.40 WIB)

Meteorologi ITB.2013. Coriolis 1. http://www.meteo.itb.ac.id/?page_id=122 (Diakses pada Jum’at, 15

November 21.30 WIB)

Putu.2009.The Coriolis Force.http://putu-mcc.blogspot.com/2012/09/the-coriolis-force.html (Diakses

pada Minggu 17 November 2013 pukul 10.18 WIB)

University od West Florida. 2013. Coriolis. http://www.uwf.edu/atc/projects/coriolis/main.swf

(Diakses pada Jumat, 8 November 2013 pukul 20.00 WIB)

Persson, Anders O. 2005. The Coriolis Effect: Four centuries of conflict between common sense and

mathematics, Part I: A history to 1885. SE 601 71 Norrköping, Sweden: Department for research and

development Swedish Meteorological and Hydrological Institute