Currents (Arus Laut)

Berbicara mengenai oseanografi tidak akan terlepas dari laut dan laut sangat erat hubungannya dengan arus. Arus laut disini adalah perpindahan massa air yang berbeda di lautan, baik secara vertikal maupun horizontal. Arus dapat terjadi karena adanya perbedaan pemanasan oleh radiasi sinar matahari. Air yang mendapatkan sinar matahari yang lebih intensif otomatis akan lebih hangat yang kemudian membuat sebuah kemiringan (slope) pada daerah sekitarnya yang lebih dingin sehingga air tersebut akan mengalir ke arah yang suhunya lebih rendah (ke arah kutub).

Gambar 1. Persebaran Arus DuniaGambar diatas merupakan persebaran arus di dunia. Gambar ini menunjukan arah pergerakan arus panas dan arus dingin. Arus panas adalah arus yang mengalir dari suhu yang lebih panas ke suhu yang lebih dingin. Dalam hal ini, air di ekuator (khatulistiwa) lebih hangat dibandingkan dengan air di kutub. Sehingga, air di ekuator cenderung mengalir ke kutub yaitu ke arah utara yang suhunya lebih rendah. Arus dingin adalah adalah arus yang mengalir dari suhu yang lebih dingin ke suhu yang lebih panas. Sehingga, air yang berasal dari kutub akan mengalir menuju ekuator (daerah tropis). Inilah yang menjadikan arus laut selalu bergerak.Arus laut dunia di samudera bergerak dengan konstan melewati samudera luas serta mmenghasilkan aliran yang berputar searah dengan arah jarum jam di belahan bumi utara (Northern Hemisphere) dan berlawanan dengan arah jarum jam di belahan bumi selatan (Outhern Hemisphere).Pergerakan arus laut ini berperan menjaga stabilitas iklim di bumi.

Arus laut dapat terjadi akibat adanya gaya pembangkit arus yang bekerja. Ada dua macam gaya pembangkit arus, yaitu Gaya Primer dan Gaya Sekunder.

1. Gaya Primer, merupakan gaya utama yang menggerakan arus dan menentukan kecepatannya.Faktor-faktor yang mempengaruhi:

Stres angin, yang diakibatkan oleh gaya gesekan angin yang berada di permukaan Densitas. Merupakan salah satu faktor utama yang mengendalikan gerakan massa air laut di kedalaman samudera. Perbedaan densitas diantara dua massa air laut yang berdampingan menyebabkan gerakan vertikal air laut dan menciptakan gerakan massa air laut-dalam (deep-water masses) yang bergerak melintasi samudera secara perlahan. Konstraksi air dan Ekspansi termalEkspansi termal adalah perubahan dimensi yang terjadi akibat adanya perubahan temperatur. Perhitungan untuk mendapatkan koefisien ekspansi termal dilakukan dengan mengamati perubahan panjang sampel akibat kenaikan temperatur yang terjadi. Besarnya koefisien ekspansi termal dipengaruhi oleh pori pada suatu material. Kehadiran pori akan mereduksi massa material. Semakin banyak pori akan memperkecil daya hantar panas sehingga koefisien ekspansi termalnya menjadi lebih kecil. Karena adanya perbedaan suhu dilaut maka air bergerak dari suhu yang tinggi ke suhu rendah, dari panas ke dingin. Serta pengaruh densitas air laut akan semakin besar, maka akan terbentuknya arus dan akan terbentuk slope (tinggi muka air) yang berbeda-beda yang menyebabkan terjadinya arus.

Ekspansi dan kontraksi air terjadi di daerah tropis dan lintang menengah dan tinggi. Pemanasan yang jauh lebih besar di daerah tropis akan membuat massa air di daerah tropis mengalami ekspansi termal. Akibatnya permukaan air naik, sementara di lintang menengah dan tinggi efek pendinginan membuat massa air berkontraksi (densitasnya membesar), akibatnya permukaan air menjadi turun. Proses ekspansi termal dari kontraksi air diantara daerah tropis dan lintang menengah dan tinggi akan menyebabkan slope muka air yang menurun ke arah lintang tinggi.

Perbedaan tinggi muka air di daerah tropis 8 cm lebih tinggi dari pada muka air di lintang tinggi. Adanya slope muka air di antara daerah tropis dan lintang tinggi menyebabkan timbulnya arus yang bergerak dari daerah tropis kelintang tinggi.2. Gaya Sekunder, merupakan gaya yang tidak menggerakan arus hanya merubah arah dari arus tersebut.Faktor-faktor yang mempengaruhi:

Gaya coriolis, gaya ini dapat terjadi akibat perputaran bumi atau yang disebut rotasi. Gaya coriolis akan mempengaruhi aliran massa air, dengan cara membelokkan arah mereka dari arah yang lurus.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 terhadap bertambahnya kedalaman perairan sampai akhirnya peran angin sudah tidak berpengaruh lagi terhadap kecepatan arus di kedalaman 200 m. Saat kecepatan arus berkurang, perubahan arah arus oleh gaya coriolis akan meningkat. Sehingga disimpulkan, arah pembelokan gaya coriolis akan lebih besar pada aliran arus yang kecepatanya makin lambat dan mempunyai kedalaman makin bertambah besar .

Gambar 2. Gaya CoriolisBerdasarkan gambar diatas, kita bisa mengetahui bahwa Gaya Coriolis dipengaruhi oleh posisi lintang suatu wilayah. Semakin kecil letak lintang suatu wilayah, maka gaya Coriolis semakin kecil pengaruhnya. Hal ini menyebabkan pada daerah khatulistiwa (0() tidak terjadi pembelokan arah. Pada belahan bumi utara (BBU) pergerakan angin seakan-akan berbelok ke kanan dan belahan bumi selatan (BBS) dan berbelok ke ke kiri. Hal ini terjadi karena rotasi bumi pada tiap posisi lintang berbeda. Pada belahan bumi utara (BBU) kecepatan rotasi bumi akan lambat, karena merupakan sumbu rotasi bumi. Apabila angin yang berasal dari utara menuju posisi lintang dibawahnya, misalnya 30( dimana rotasi bumi lebih cepat, maka angin tersebut akan terbelokkan ke arah yang berlawanan dengan arah rotasi. Bentuk basin Gesekan

Ketika angin berhembus di laut, energi yang ditransfer dari angin ke batas permukaan, sebagian energi ini digunakan dalam pembentukan gelombang gravitasi permukaan, yang memberikan pergerakan air dari yang kecil kearah perambatan gelombang sehingga terbentuklah arus dilaut. Semakin cepat kecepatan angin, semakin besar gaya gesekan yang bekerja pada permukaan laut, dan semakin besar arus permukaan. Dalam proses gesekan antara angin dengan permukaan laut dapat menghasilkan gerakan air yaitu pergerakan air laminar dan pergerakan air turbulen.

GravitasiPasang laut merupakan hasil dari gaya gravitasi dan efek sentrifugal. Gravitasi bervariasi secara langsung dengan massa tetapi berbanding terbalik terhadap jarak. Meskipun ukuran bulan lebih kecil dari Matahari, namun gaya gravitasi bulan dua kali lebih besar daripada gaya tarik Matahari dalam membangkitkan pasang surut laut karena jarak bulan lebih dekat daripada jarak Matahari ke bumi. Gaya gravitasi menarik air laut ke arah bulan dan Matahari dan menghasilkan dua tonjolan pasang surut gravitasional di laut. Lintang dari tonjolan pasang surut ditentukan oleh deklinasi, sudut antara sumbu rotasi bumi dan bidang orbital bulan dan Matahari.

Pasang laut purnama (spring tide) terjadi ketika bumi, bulan dan Matahari berada dalam suatu garis lurus. Pada saat itu akan dihasilkan pasang naik yang sangat tinggi dan pasang surut yang sangat rendah. Pasang laut purnama ini terjadi pada saat bulan baru dan bulan purnama.

Jenis-jenis arus laut di klasifikasikan menjadi:1. Arus Permukaan (Surface Currents)

Penyebab utama pergerakan arus di permukaan adalah pengaruh angin sehingga mengakibatkan pola arus yang bergerak di permukaan mengukuti arah angin. Radiasi sinar matahari yang tidak selalu sama karena bentuk bumi yang bulat menyebabkan perbedaan densitas dipermukaan, sehingga terjadi perpindahan massa udara. Udara dan angin yang berinteraksi dengan laut menyebabkan penjalaran masa air. Hal ini dapat menyebabkan terjadinya gsaya coriolis, ekmal layer, upwelling dan divergendi pada arus permukaan.2. Arus Bawah (Subsurface)

Penyebab utama pergerakan arus bawah adalah akibat perbedaan densitas massa air laut sehingga menimbulkan gerakan air laut dari wilayah yang memiliki densitas tinggi ke wilayah yang densitasnya rendah. Adanya perbedaan densitas di antara dua massa air laut yang berdekatan mengakibatkan gerakan vertikal air laut serta menghasilkan gerakan massa air laut dalam (deep-water masses) dengan melintasi samudera secara perlahan-lahan yang menyebabkan pergerakan pola arus bawah lebih lambat apabila dibandingkan dengan di permukaan. Gerakan massa air laut dalam biasanya berdampak pada sirkulasi permukaan. Perbedaan densitas massa air laut terjadi akibat adanya perbedaan temperatur dan salinitas air laut. Gambar 3. Arus Bawah3. Tidal CurrentsDiakibatkan oleh pasang surut (pasut). Arus pasut adalah naik turunnya permukaan laut akibat adanya gaya gravitasi benda-benda langit (matahari, bulan dan bumi). Arus pasut yang memasuki teluk akan mengalami gangguan oleh gaya coriolis. Akibatnya akan terbentuk titik amphidromic, yaitu titik dimana range (tinggi) pasut sama dengan nol.

Gambar 4. Amphidrimic Circulation

Gambar diatas menunjukan bahwa ada gangguan gaya coriolis yang mengakibatkan pembelokan arah. Ketika arus pasut memasuki teluk, gaya coriolis di belahan bumi utara membelok ke arah kanan maka, sistem amphidrimoic nya berlawanan dengan arah jarum jam. Akibat dari sistem amphidromik menyebabkan terbentuk garis yang menghubungkan tempat-tempat dengan fasa pasut yang sama yang dinamakan cotidal.