Laporan HB Tahun1 Perhitungan Transport Massa Air di Selat Malaka dengan Model Numerik Tiga-Dimensi.pdf
LAPORAN PENELITIAN HIBAH BERSAING PERHITUNGAN TRANSPOR MASSA AIR DI SELAT MALAKA DENGAN MODEL NUMERIK TIGA-DIMENSI
Prof. Dr. Syamsul Rizal
I chsan Setiaw an, M.Si Taufiq I skandar, S.Si
Dibiayai oleh Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional, sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Hibah Penelitian Sesuai Nomor: 001/SP2H/PP/DP2M/III/2008, Tanggal 6 Maret 2008
UNIVERSITAS SYIAH KUALA DARUSSALAM-BANDA ACEH
Desember, 2008
HALAMAN PENGESAHAN LAPORAN AKHIR
1. Judul Penelitian : Perhitungan Transport Massa Air di Selat Malaka
dengan Model Numerik Tiga-Dimensi
2. Ketua Peneliti a. Nama Lengkap
: Prof. Dr. Syamsul Rizal
b. Jenis Kelamin
d. Jabatan Fungsional
: Guru Besar
e. Jabatan Struktural
: Ketua Lembaga Penelitian
f. Bidang Keahlian
: Fisika Kelautan
g. Fakultas/Jurusan
: MIPA / Ilmu Kelautan
h. Perguruan Tinggi
: Unsyiah
i. Tim Peneliti
Perguruan Tinggi No
MIPA / Ilmu
1. Ichsan Setiawan, M.Si
Oseanografi
Unsyiah
Kelautan MIPA / Ilmu
2. Taufiq Iskandar, S.Si
Analisa Numerik
Unsyiah
Kelautan
3. Pendanaan dan jangka waktu penelitian a. Jangka waktu penelitian yang diusulkan : 2 tahun b. Biaya total yang diusulkan
: Rp. 98.000.000,00
c. Biaya yang disetujui Tahun Pertama
: Rp. 48.000.000,00
Banda Aceh, 4 Desember 2008 Mengetahui, Ketua Peneliti, Dekan FMIPA Pembantu Dekan I,
Dr. T. M. Iqbalsyah, M.Sc Prof. Dr. Syamsul Rizal
NIP. 132172381 NIP. 131662135
Menyetujui, Ketua Lembaga Penelitian Universitas Syiah Kuala Sekretaris,
Drs. Ridwan Mahmud
NIP. 130934647
RI NGKASAN
Perhitungan Transpor Massa Air di Selat Malaka dengan Model Numerik Tiga- dimensi ( Syamsul Rizal, I chsan Setiaw an, Taufiq I skandar: 2008, 25 halaman) .
Selat Malaka merupakan selat yang terletak di antara Semenanjung Malaysia dan Pulau Sumatra. Dari segi ekonomi dan strategis, Selat Malaka merupakan salah satu jalur pelayaran terpenting di dunia, sama pentingnya seperti Terusan Suez atau Terusan Panama. Selat Malaka membentuk jalur pelayaran terusan antara Samudra Hindia dan Samudra Pasifik serta menghubungkan tiga dari negara- negara dengan jumlah penduduk terbesar di dunia: India, Indonesia dan Republik Rakyat Tiongkok.
Tujuan dan manfaat penelitian pada tahun I adalah sebagai berikut: 1). Model sirkulasi arus baroklinik per kedalaman (arus permukaan dan arus bawah permukaan) dapat digunakan untuk menentukan pergerakan debit massa air, sehingga dapat diidentifikasi dengan pasti front massa air di perairan ini. 2). Penelitian model numerik tiga-dimensi diyakini akan memberikan kontribusi yang sangat berharga untuk perkembangan riset di bidang kelautan di samping penelitian direct measurement.
Tujuan dan manfaat penelitian pada tahun I adalah sebagai berikut: 1). Model sirkulasi arus baroklinik per kedalaman (arus permukaan dan arus bawah permukaan) dapat digunakan untuk menentukan pergerakan debit massa air, sehingga dapat diidentifikasi dengan pasti front massa air di perairan ini. 2). Penelitian model numerik tiga-dimensi diyakini akan memberikan kontribusi yang sangat berharga untuk perkembangan riset di bidang kelautan di samping penelitian direct measurement. Metodologi pada penelitian ini mengunakan persamaan Navier-Stokes dengan metode Finite Different skema semi-implicit.
Hasil dan analisis pada penelitian Tahun I ini merupakan langkah awal perhitungan transport massa air. Simulasi Sirkulasi arus permukaan di Selat Malaka secara umum sesuai dengan pola arus yang disimulasikan Wrytki (1961) yang ditandai kecepatan arus sebesar 0,1 – 0,15 m/s menuju tenggara maupun kearah barat laut. Sedangkan simulasi sirkulasi arus dasar laut di Selat Malaka cenderung menuju tenggara dengan kecepatan 0 – 0,1 m/s. Temperatur permukaan air laut berkisar 28 °C - 29 °C. Sedangkan temperatur dasar laut berkisar 10 °C – 28 °C. Salinitas permukaan air laut berkisar 31 ‰ - 32 ‰. Sedangkan salinitas dasar laut berkisar 31.5 ‰ – 33.5 ‰.
SUMMARY
Calculation of Water Mass Transport in Malaka Strait w ith
a Three- Dimensional Numerical Model ( Syamsul Rizal, I chsan Setiaw an, Taufiq I skandar: 2008, 25 pp.)
Malacca Strait is strait which located between Malaysia Peninsula and Sumatera Island. From the angle of economics and strategic, Malacca Strait is one of all important water transportation in the world, same the importance of those Suez or Panama Canal. Malacca Strait forms water transportation between Indian Ocean and Pasific Ocean and connects three of nations with number of the biggest residents in the world: India, Indonesia and Republic of China.
The aim of the research and research benefit in the 1 st year are as follows: 1). circulation model of baroclinic current per depth (surface and bottom current) can
be used to determine movement of water mass. So, the water front can be identified in the Malacca Strait. 2). Research of Three-Dimensional Numerical Model is believed to give a real valuable contribution for the development of research in oceanic field beside research of direct measurement. The equation of Navier-Stokes by means of finite difference and semi-implisit scheme is used this research.
Result and analysis of the research for the 1 st year is started with the calculation of water mass transport. Simulation of surface circulation in Malacca Strait in general
is the same as that of current pattern derived by Wrytki (1961) where velocity is between 0,1 – 0,15 m/s towars south-east and also toward northweast. While simulation of bottom circulation in Malacca Strait tends towards south-east with the velocity 0 – 0,1 m/s. Sea surface temperature are between shifts 28 °C - 29 °C. While sea bottom temperatures are between 10 °C – 28 °C. Sea surface salinities are between 31 ‰ - 32 ‰. While sea bottom salinities are between 31.5 ‰ – 33.5 ‰.
PRAKATA
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, atas segala rahmat dan hidayah-Nya berupa kekuatan dan kesempatan sehingga penelitian dan penulisan
laporan akhir Hibah Bersaing dengan judul “ Perhitungan Transpor Massa Air
di Selat Malaka dengan Model Numerik Tiga- dimensi Tiga- dimensi” dapat diselesaikan tepat pada waktunya.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi atas kepercayaan dan dana yang diberikan melalui proyek Hibah Bersaing Tahun Anggaran 2008 sehingga penelitian ini dapat terlaksana dengan baik. Penghargaan yang setinggi-tingginya juga kami sampaikan kepada para Dewan Juri yang telah mempercayai kami untuk melakukan penelitian ini.
Penelitian ini juga dapat terselenggara dengan baik berkat bantuan yang bersifat administratif dari Ketua Lembaga Penelitian Universitas Syiah Kuala dan atas pemberian izin pemakaian fasilitas oleh Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Semoga laporan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.
Penulis
DAFTAR TABEL DAN GAMBAR
Tabel Halaman
1. Komputasi dan observasi amplitudo dan phase M2 di 11 stasiun Selat Malaka..............................................................
Gambar Halaman
1. Lokasi Daerah Penelitian ................................................................... 1
2. Batimetri Selat Malaka (meter) .......................................................... 9
3. Arus permukaan bulan Februari 2007 di Selat Malaka (cm/s) .......... 10
4. Arus permukaan bulan April 2007 di Selat Malaka (cm/s) ................ 10
11
5. Arus permukaan bulan Agustus 2007 di Selat Malaka (cm/s) ..........
11
6. Arus permukaan bulan Oktober 2007 di Selat Malaka (cm/s) ..........
7. Arus permukaan bulan Februari di Selat Malaka (Wyrtki, 1961) ..... 11
12
8. Arus permukaan bulan Agustus di Selat Malaka (Wyrtki, 1961) .....
9. Arus lapisan (50-100) m bulan Februari 2007 di Selat Malaka (cm/s) 12
10. Arus lapisan (50-100) m bulan April 2007 di Selat Malaka (cm/s) ... 12
11. Arus lapisan (50-100) m bulan Agustus 2007 di Selat Malaka (cm/s) 13
12. Arus lapisan (50-100) m bulan Oktober 2007 di Selat Malaka (cm/s) 13
13. Arus dasar laut bulan Februari 2007 di Selat Malaka (cm/s) ............ 13
14. Arus dasar laut bulan April 2007 di Selat Malaka (cm/s) ............ 14
14
15. Arus dasar laut bulan Agustus 2007 di Selat Malaka (cm/s) ......
14
16. Arus dasar laut bulan Oktober 2007 di Selat Malaka (cm/s) ......
15
17. Temperatur permukaan bulan Februari 2007 di Selat Malaka ( °C)
15
18. Temperatur permukaan bulan Agustus 2007 di Selat Malaka ( °C)
19. Temperatur dasar laut bulan Februari 2007 di Selat Malaka ( °C) .. 15
20. Temperatur dasar laut bulan Agustus 2007 di Selat Malaka ( °C) .. 15
16
21. Salinitas permukaan bulan Februari 2007 di Selat Malaka (‰) ....
16
22. Salinitas permukaan bulan Agustus 2007 di Selat Malaka (‰) ....
16
23. Salinitas dasar laut bulan Februari 2007 di Selat Malaka (‰) ......
16
24. Salinitas dasar laut bulan Agustus 2007 di Selat Malaka (‰) ......
BAB I. PENDAHULUAN
Latar Belakang
Selat Malaka merupakan selat yang terletak di antara Semenanjung Malaysia dan Pulau Sumatra. Dari segi ekonomi dan strategis, Selat Malaka merupakan salah satu jalur pelayaran terpenting di dunia, sama pentingnya seperti Terusan Suez atau Terusan Panama. Selat Malaka membentuk jalur pelayaran terusan antara Samudra Hindia dan Samudra Pasifik serta menghubungkan tiga dari negara-negara dengan jumlah penduduk terbesar di dunia: India, Indonesia dan Republik Rakyat Tiongkok. Sebanyak 50.000 kapal melintasi Selat Malaka setiap tahunnya, mengangkut antara seperlima dan seperempat perdagangan laut dunia. Sebanyak setengah dari minyak yang diangkut oleh kapal tanker melintasi selat ini; pada 2003, jumlah itu diperkirakan mencapai 11 juta barel minyak per hari, suatu jumlah yang dipastikan akan meningkat mengingat besarnya permintaan dari Tiongkok. Oleh karena lebar Selat Malaka hanya 1,5 mil laut pada titik tersempit, yaitu Selat Phillips dekat Singapura, ia merupakan salah satu dari kemacetan lalu lintas terpenting di dunia.
Gambar 1. Lokasi Daerah Penelitian
Secara umum penelitian di Selat Malaka secara ilmiah (Scientific) sangat jarang dilakukan sehingga peneliti ingin mengkaji secara mendalam mengenai Secara umum penelitian di Selat Malaka secara ilmiah (Scientific) sangat jarang dilakukan sehingga peneliti ingin mengkaji secara mendalam mengenai
BAB II. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN TAHUN ke-I
Tujuan Khusus
Kegunaan yang dihasilkan dari penelitian ini adalah :
1. Model sirkulasi arus baroklinik per kedalaman (arus permukaan dan arus bawah permukaan) dapat digunakan untuk menentukan pergerakan debit massa air, sehingga dapat diidentifikasi dengan pasti front massa air di perairan ini.
2. Penelitian model numerik tiga-dimensi diyakini akan memberikan kontribusi
yang sangat berharga untuk perkembangan riset di bidang kelautan di samping penelitian direct measurement.
Keutamaan Rencana Penelitian ini
Model Tiga-dimensi yang digunakan pada penelitian ini bersumber dari HAMSOM model ( HAMburg Shelf Ocean Model). Model ini telah sukses diaplikasikan pada Bohai Sea, North Sea dan beberapa kasus open domain laut yang berbeda di berbagai negara. Model yang digunakan ini adalah Ocean- Modelling software yang ide awalnya dikembangkan dikembangkan oleh Backhaus (1985) berdasarkan model yang dipakai di Universität Hamburg, Jerman, model yang dikembangkan berupa solusi diskrisitas persamaan Navier- Stokes, dengan metode finite-difference semi-implisit. Dengan pemakaian skema semi-implisit ini, waktu simulasi akan dapat dihemat tanpa mengurangi akurasi. Model ini juga terus dikembangkan dengan memperbaiki bug-bug yang terdapat pada model dengan menguji kestabilan model pada kasus variasi model open domain laut yang berbeda. Berikut ditampilkan deskripsi HAMSOM model :
1. Model persamaan primitif permukaan bebas.
2. Menggunakan persamaan Hidrostatik
3. Model tiga-dimensi Baroclinik.
4. Sumbu koordinat z menggunakan skema Arakawa C-grid.
5. Menggunakan skema semi-implisit pada gelombang gravitasi permukaan, persamaan hantaran panas dan transfer momentum.
6. Gerakan vertikal dan koefisien difusifitas bergantung waktu dan ruang
7. Menggunakan suku gesekan non-linier yang diaplikasikan pada lantai dasar
samudera.
8. Menggunakan kondisi syarat batas kinematik penuh.
9. Menggunakan persamaan keadaan air laut (sea water properties) UNESCO.
Karakteristik utama HAMSOM model dijelaskan sebagai berikut :
1. Memiliki kestabilan model dengan menghemat waktu simulasi tanpa mengurangi akurasi yang berhubungan terhadap propagasi gelombang eksternal, dengan menggunakan skema semi-implicit terhadap suku gradien tekanan barotropik pada persamaan gerak dan suku divergen horizontal pada persamaan kontinuitas.
2. Memiliki kestabilan model terhadap pergerakan difusi vertikal, dengan menggunakan skema semi-implicit terhadap suku shear stess vertikal pada persamaan gerak dinamika oseanografi.
3. Kestabilan model terletak pada orde-2 persamaan gerak dinamika oseanografi.
4. HAMSOM, secara keseluruhan menggunakan skema semi-implicit.
Dengan menggunakan model ini, peneliti akan menyelidiki keseimbangan massa air yang dilalui di Selat Malaka. Langkah awal perhitungan transpor massa air yang dilalui di Selat Malaka berdasarkan sirkulasi arus baroklinik musiman yang menyertakan kondisi oseanografi dan atmosfir (Salinitas, temperatur, densitas yang diperoleh dari Levitus, sirkulasi angin monsoon yang diperoleh dari NCEP dan dan gaya pasang surut). Langkah awal untuk verifikasi adalah membandingkan pola Sirkulasi arus baroklinik dengan hasil yang diperoleh oleh peneliti lain, baik secara modelling maupun pengukuran langsung di lapangan dalam pelayaran riset ilmiah (Scientific Ship Cruise) yang dilakukan oleh LIPI atau UPT-Baruna Jaya BPPT. Kemudian dilakukan perhitungan transpor massa bulanan yang dilalui di Selat Malaka.
Pada penelitian ini, model didiskritisasi menggunakan x ∂ = 5’, = 5’ dan ∂ y pada arah kedalaman (z) didiskritisasi sebanyak 11 lapis, yaitu 0-10,10-20, 20-30,
30-50, 50-75, 75-100, 100-125, 125-150, 150-200, 200-250, 250-300, 300-400, 400-500, 500-600, 600-700, 700-800 dan 800-900. Open boundaries values diset pada lintang astronomis 95.5° BT – 103.5° BT dan 5.5° LU - 1.5° LS dengan interpolasi 5’.
Simulasi model menggunakan model Baroklinik (memperhitungkan variasi salinitas dan temperatur) yang dilakukan dengan meninjau : - Efek pergerakan arus akibat pasang surut, angin dan densitas
Pengumpulan data sekunder yang digunakan sebagai inisial awal (initial value) dalam melakukan simulasi diperoleh dari Levitus (Salinitas, temperatur, densitas) dan data sekunder klimatologi dan meterologi. Efek atmosfir terhadap permukaan laut, seperti: efek fluks temperatur. Dalam hal ini akan diperhitungkan efek radiasi gelombang pendek dari matahari, panas sensibel, panas laten dan radiasi gelombang panjang yang teremisi sebagai syarat batas permukaan pada model.
- Variasi spasial salinitas dan temperatur air laut dan fluks salinitas di permukaan. - Pengaruh variabilitas iklim terhadap permukaan laut. Pada tahun I (2008) dilakukan Simulasi dalam kondisi baroklinik selama 4 bulan yang mewakili setiap musim (Februari (musim barat), April (musim peralihan I), Agustus (musim Timur) dan Oktober (musim peralihan I) untuk tahun 2007.
BAB III. STUDI PUSTAKA
Studi Numerik 3D dengan pembangkit pasang surut telah dilaksanakan di Selat Malaka yang menjelaskan tipe pasang surut dan arus pasang surut permukaan, menengah dan dasar laut serta verifikasi amplitudo dan phase pasang surut komponen M2 untuk 11 stasiun dari Selat tersebut (Rizal, 1994).
Tabel 1. Komputasi dan observasi amplitudo dan phase M2 di 11 stasiun Selat Malaka.
Phase (derajat) Lokasi observasi Komputasi Observasi Komputasi
Amplitudo (cm)
Lhokseumawe 46 58 84 88 Belawan 61 64 189 167 T.Tiram 71 79 243 235 T.Sinaboi 118 150 300 294 T.Medang 75 84 327 344 Penang 57 60 153 147 B.Datoh 79 81 253 244 Selangor 133 133 284 268 Pel. Kelang 136 147 289 281 Port Dickson
332 Malacca 60 77 7 8
Adapun studi numerik 3D dengan menggunakan HAMSOM model telah berhasil disimulasi di laut andaman dan diperairan sunda kecil untuk kasus sirkulasi arus baroklinik. Untuk penelitian ini gaya penggerak (driving forces) berupa pasang surut, salinitas, temperatur dan gaya-gaya meteorologi.
BAB IV. METODE PENELITIAN
Metodologi yang dilakukan pada penelitian ini adalah sebagai berikut : studi literatur dan pengumpulan data sekunder, pengumpulan hasil interpretasi data satelit, pengolahan data, pemodelan arus baroklinik tiga-dimensi.
Untuk pemodelan matematika digunakan solusi diskritisasi persamaan Navier-Stokes menggunakan metode Finite Different skema semi-implicit, Dengan pemakaian skema semi-implisit ini, waktu simulasi akan dapat dihemat tanpa mengurangi akurasi. Berikut dipaparkan metode penelitian untuk pemodelan numerik tiga-dimensi
Persamaan Dasar Dinamika Oseanografi
Persamaan dasar yang digunakan pada penelitian ini adalah persamaan gerak dinamika oseanografi dalam arah x dan y
Dalam arah z persamaan hidrostatika disederhanakan dalam bentuk
=− ρ g
Persamaan keadaan air laut
ρ = ρ ( S , T , p ) = ρ o + ρ ' (4)
Persamaan konservasi temperatur ∂ T
= K H ∇ T + ⎜ K V ⎟ + S T (5) ∂ t
Persamaan konservasi salinitas
(6) ∂ t
Persamaan kontinuitas
+ ∫ u dz + ∫ v dz = 0 , (7)
di mana u(x,y,z,t), v(x,y,z,t) and w(x,y,z,t) merupakan kecepatan arus dalam arah x, y dan z. f = 2 ω sin ϕ adalah parameter Coriolis, ω adalah kecepatan sudut rotasi bumi dan ϕ merupakan lintang geografi; ζ(x,y,t) merupakan elevasi permukaan air yang diukur dari permukaan air tenang, h(x,y) merupakan kedalaman air juga
diukur dari permukaan air tenang, g adalah konstanta percepatan gravitasi, H x k dan H y k secara bersamaan merupakan ketebalan lapisan dalam arah u dan v pada lapisan k-th, dan ∇ H adalah operator gradient horizontal. A h adalah koefisien pertukaran turbulensi horizontal dan A adalah koefisien viskositas eddy v
vertikal. Pers (1), (2), (3) digunakan untuk pemodelan dinamika oseanografi melalui proses diskrisitasi menggunakan metode finite different skema semi- implicit.
Tekanan hidrostatis p (dengan mengabaikan suku g ρ dan p 0 z a , dikarenakan tidak memiliki kontribusi terhadap gradient tekanan horizontal) pada arah z ditulis dalam
bentuk :
1 ζ + p ' () ζ + g ρ ' dz ≡ g ∫ I z ρ 1 ζ + (8)
Karena berhubungan dengan syarat stabilitas pada langkah waktu yang harus dipenuhi oleh simulasi numerik, tekanan pada pers. (8) dipisahkan menjadi dua
suku yaitu : komponen Barotropik ( g ρ 1 ζ ) dan komponen Baroklinik (I).
Gambar 2. Batimetri Selat Malaka (meter)
BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN
Arus Permukaan
Gambar 3-4 yang ditunjukkan adalah sirkulasi arus permukaan Februari 2007 dan Agustus 2007 menandakan bahwa arus yang melewati Selat Malaka terbagi 2 arah menuju barat laut dan tenggara dengan kecepatan arus berkisar 10 - 15 cm/ s. Sedangkan arus pada April 2007 terlihat menuju barat laut, barat daya dan tenggara dengan kecepatan arus 10 – 15 cm/ s (Gambar 5). Begitu juga arah arus pada bulan Oktober 2007, akan tetapi kecepatan arus berkisar 10 – 20 cm/ s (Gambar 6). Hal ini secara umum sesuai dengan Wyrtki (1961) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7 dan 8.
Gambar 3. Arus permukaan bulan Februari 2007 di Selat Malaka (cm / s)
Gambar 4. Arus permukaan bulan April 2007 di Selat Malaka (cm / s)
Gambar 5. Arus permukaan bulan Agustus 2007 di Selat Malaka (cm / s)
Gambar 6. Arus permukaan bulan Oktober 2007 di Selat Malaka (cm / s)
Gambar 7. Arus permukaan bulan Februari di Selat Malaka (Wyrtki, 1961)
Gambar 8. Arus permukaan bulan Agustus di Selat Malaka (Wyrtki, 1961)
Arus Lapisan 10 – 20 meter
Arus Lapisan 100-200 meter bulan Februari, April, Agustus dan Oktober ditunjukkan pada Gambar 9-12. Arus lapisan 10 – 20 meter yang dilalui pada Selat menuju tenggara dan timur dengan kecepatan arus kurang dari 10 cm/ s.
Gambar 9. Arus lapisan (50-100) m bulan Februari 2007 di Selat Malaka (cm / s)
Gambar 10. Arus lapisan (50-100) m bulan April 2007 di Selat Malaka (cm / s)
Gambar 11. Arus lapisan (50-100) m bulan Agustus 2007 di Selat Malaka (cm / s)
Gambar 12. Arus lapisan (50-100) m bulan Oktober 2007 di Selat Malaka (cm / s)
Arus Dasar Laut
Simulasi model yang memprediksikan arus dasar laut dapat dilihat pada Gambar 13-16 menunjukkan bahwa arus yang melewati Selat Malaka menuju tenggara dan timur laut. Secara umum dominan menuju tenggara baik bulan Februari, April, Agustus maupun Oktober 2007.
Gambar 13. Arus dasar laut bulan Februari 2007 di Selat Malaka (cm / s)
Gambar 14. Arus dasar laut bulan April 2007 di Selat Malaka (cm / s)
Gambar 15. Arus dasar laut bulan Agustus 2007 di Selat Malaka (cm / s)
Gambar 16. Arus dasar laut bulan Oktober 2007 di Selat Malaka (cm / s)
Temperatur dan Salinitas
Temperatur permukaan air laut berkisar 28 °C - 29 °C (Gambar 17-18). Sedangkan temperatur dasar laut berkisar 10 °C – 28 °C (Gambar 19-20).
Temperatur dasar laut di bagian barat laut Selat Malaka lebih dingin jika dibandingkan di bagian tenggara Selat Malaka. Adapun Salinitas permukaan air laut berkisar 31 ‰ - 32 ‰ (Gambar 21-22). Sedangkan salinitas dasar laut berkisar 31.5 ‰ – 33.5 ‰ (Gambar 23-24). Hal ini salinitas sesuai dengan Wyrki (1961).
Gambar 17. Temperatur permukaan bulan Februari 2007 di Selat Malaka ( °C)
Gambar 18. Temperatur permukaan bulan Agustus 2007 di Selat Malaka ( °C)
Gambar 19. Temperatur dasar laut bulan Februari 2007 di Selat Malaka ( °C)
Gambar 20. Temperatur dasar laut bulan Agustus 2007 di Selat Malaka ( °C)
Gambar 21. Salinitas permukaan bulan Februari 2007 di Selat Malaka (‰)
Gambar 22. Salinitas permukaan bulan Agustus 2007 di Selat Malaka (‰)
Gambar 23. Salinitas dasar laut bulan Februari 2007 di Selat Malaka (‰)
Gambar 24. Salinitas dasar laut bulan Agustus 2007 di Selat Malaka (‰)
BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Simulasi Model arus baroklinik merupakan langkah awal perhitungan transport massa air
2. Simulasi Sirkulasi arus permukaan di Selat Malaka secara umum sesuai dengan pola arus yang disimulasikan Wrytki (1961) yang ditandai kecepatan arus sebesar 0,1 – 0,15 m/s menuju tenggara maupun kearah barat laut
3. Simulasi Sirkulasi arus dasar laut di Selat Malaka cenderung menuju tenggara dengan kecepatan 0 – 0,1 m/s
4. Temperatur permukaan air laut berkisar 28 °C - 29 °C. Sedangkan temperatur
dasar laut berkisar 10 °C – 28 °C.
5. Salinitas permukaan air laut berkisar 31 ‰ - 32 ‰. Sedangkan salinitas dasar laut berkisar 31.5 ‰ – 33.5 ‰. Hal ini sesuai Wyrtki (1961).
Saran
Dari simulasi model hidrodinamika 3D di Selat Malaka dalam mengalkulasikan transport massa air perlu diperhatikan data-data pendukung lainnya atau dibandingkan dengan beberapa data arus 3D pada lokasi lapangan untuk mendekati kebenaran model secara lebih akurat dengan fenomena laut yang sebenarnya.
DAFTAR PUSTAKA
1. Backhaus J.O. A Semi-implicit scheme for the shallow water for application to the shelf sea modeling. Continental Shelf Research 1983; 2: 243-254.
2. Backhaus J.O. A three-dimensional model for the simulation of shelf sea dynamics. Deutsche Hydrographische Zeitschrifft 1985; 38(4): 165 – 187.
3. Casulli V. Semi-implicit Finite Difference Methods for the two-dimensional Shallow Water Equations. Journal of Computational Physics 1990, 86: 56-74.
4. Hansen W. Gezeiten und Gezeitenströme der haltägigen Hauptmondtide M 2 in der Nordsee. Deutsche Hydrographische Zeitschrift 1952; Ergänzungheft 1: 1-
5. Huang, D. Modeling studies of barotropic and baroclinic dynamics in the Bohai sea. Berichte aus dem Zentrum für Meeres- und Klimaforschung 1995,Reihe B: Ozeanogrphie, Nr. 17.
6. Huang, D., Su, J., Backhaus, J.O. Modeling of the seasonal thermal stratification and baroclinic circulation in the Bohai Sea Continental Shelf Research 1999, 19(11).
7. Ilahude, A.G., and A. Nontji., Oseanografi Indonesia dan Perubahan Iklim Global (El Nino dan La Nina), lokakarya AIPI, Serpong, 1999.
8. Keller, G.H, Richards, A.F. Sediments of the Malacca Strait, Southeast Asia, Journal of Sedimentary Petrology 1967, 102 – 107.
9. Nontji, A., Laut Nusantara, Djambatan, Jakarta, 1993.
10. O’Brien, J.J. The hyperbolic problem. In: Advanced Physical Oceanographic Numerical Modelling. NATO ASI Series, Series C: Mathematical and Physical Sciences, Vol. 186, J.J. O’Brien(ed.), 1985; 165-168.
11. Patnaik G., Guirguis R.H., Boris J.P., Oran E.S. A Barely Implicit Correction for Flux-Corrected Transport. Journal of Computational Physics 1987; 71: 1-20.
12. Rizal,S., Sündermann, J. On the M2-tide of the Malacca Strait: a numerical investigation, Deutsche Hydrographische Zeitschrift 1994, 46, 61- 80.
13. Rizal, S., The role of non-linear terms in the shallow water equation with the application in three-dimensional tidal model of the Malacca Strait and Taylor’s Problem in low geographical latitude, Continental Shelf Research 2000, 20, 1965 – 1991.
14. Rizal, S. Taylor's problem - Influences on the spatial distribution of real and virtual amphidromes, Continental Shelf Research 22, 2147-2158, 2002.
15. Schott, G. Geographic des Indischen und Stillen Ozeans. Hamburg, C. Boysen,1935, 413 pp.
16. Simpson, J.H., Hunter J.R. Fronts in the Irish Sea, Nature 1974, 250, No. 5465, 404-406.
17. Simpson, J.H. and D. Bowers, Models of stratification and frontal movement in shelf seas, Continental Shelf Research 1981, 28A, 727-738.
18. Stronach, J.A., J.O. Backhaus and T.S. Mutry, An Update on the Numerical Simulation of Oceanographic processes in the waters between Vancouver Island and the mainland: the GF8 Model, Oceanographic and Marince Biology: an Annual Review, 1993, 31, 1-86.
19. Sündermann, J., Die hydrodynamisch-numerische Berechnung der Vertikalstruktur von Bewegungsvorgängen in Kanälen und Becken, Mitteilungen des Instituts für Meereskunde der Universität Hamburg 1971; 19.
20. Wyrtki, K. Scientific results of marine investigations of the South China Sea and the Gulf of Thailand 1959-1961, Naga Report Volume 2, The University of California, Scripps Institutions of Oceanography, La Jolla, California,1961.
LAMPIRAN
Daftar Riwayat Hidup Peneliti Ketua Peneliti :
1. Nama Lengkap
: Prof. Dr. Syamsul Rizal
2. N I P
3. Tempat/Tanggal Lahir : Banda Aceh, 22 Januari 1961
4. Jenis Kelamin
: Laki-laki
5. Bidang Keahlian
: Oseanografi Fisis
6. Kantor/Unit Kerja : Pusat Studi Kelautan dan Perikanan
7. Alamat Kantor
: Jl. Asumatrani No 2
Kota : Banda Aceh
Kode Pos : 23111
E-Mail : [email protected] Alamat Rumah
: Jl. Tgk. Nyak Arief Jeulingke Banda Aceh
Kota : Banda Aceh
Kode Pos : 23413 Telepon : ( 0651-51900) Faksimile
E-Mail : [email protected]
8. No. Hp
9. Pendidikan Tahun
Institusi
Gelar
Bidang Studi
Selesai
Institut für
1996 Ozeanographie Univ.
Post Doctor
Physical
Oceanography
Hamburg, Jerman Institut für
Doctor Physical 1993 Ozeanographie Univ.
Oceanography
Hamburg, Jerman ITB, Bandung
10. Judul Disertasi : Numerical Study on the Malacca Strait (Southeast Asia) with
a three-dimensional hydrodinamical model.
11. Pengalaman Kerja :
No Judul
Tahun
Sumber Dana
1. Focusing Model I April 94-March 95 Univ. of Hamburg
2. Focusing Model II
March 95-
Univ.of
December 95
Hamburg
3. Study of tides by using three-
Government of dimensional model as a basics Research
Fundamental
Indonesia (GoI) to investigate algae in Aceh
Water
4. The role of convective terms in Fundamental GoI shallow water equations with
Research
the application in the Malacca
Strait
5. An effort to quicken the stability Fundamental GoI of three-dimensional tidal
Research
model by setting the
implicitness parameter
6. Making three dimensional
GoI numerical tidal model in order
Riset Unggulan
Terpadu
to conserve and to use the
natural sea resources (first year: tidal force)
GoI nd model (2 year: Wind induced) Terpadu
7. Making three-dimensional
Riset Unggulan
8. Making three-dimensional
GoI rd model (3 year: oil spill
Riset Unggulan
Indonesia Toray
9. On the determination of tidal
Science fronts in the Malacca Strait by
Toray research
Foundation using three-dimensional numerical model
10. The difference of simulation
GoI results between two- and three- reasearch dimensional tidal model
Fundamental
11. The verification of three-
GoI dimensional tidal model through Collaborative analytical model applied in
Domestic
Research
rectangular basin
Programme June 2000 –Jan. 2001
12. Study of Tide Height and Tidal Riset Unggulan GoI Current In Indonesian Waters
Terpadu Terpadu
Numerical Model
12. Daftar Publikasi :
1. Rizal, S., 1994. Numerical Study on the Malacca Strait (Southeast Asia) with a three-dimensional hydrodinamical model, Berichte aus dem Zentrum fuer Meeres- und Klimaforschung, No. 5.
2. Rizal, S. and Sündermann, J., 1994. On the M2 tide of the Malacca Strait: a numerical investigation, Deutsche Hydrographische Zeitschrift - German Journal of Hydrography, 46(1) , 61 - 80.
3. Rizal, S.,1994b. Coupling nested models: German Bight versus North Sea, Max-Planck Institut für Meteorologie, Deutsches Klimazentrum GmbH, Jahresbericht 1994.
4. Rizal, S., 1995a. A three-dimensional model for shelf sea modeling, Proceedings aerospace and marine technology, Manchester, UK.
5. Rizal, S., 1995b. Focusing Model, report on the EC commission.
6. Rizal, S., Hasballah, K., Azwir, 1997. Study of tides by using three-dimensional model as a basics to investigate algae, Research Report of Fundamental Research, Syiah Kuala University
7. Rizal, S., 1997. Studi Pasang Surut Laut (tides) di Perairan Aceh dengan Model Numerik Tiga Dimensi, Jurnal Teknik Sipil ITB, Vol. 4 No. 3.
8. Rizal, S., 1997. The calculation of S2-tidal energy in The Malacca Strait with a three-dimensional numerical model, Media Teknik UGM, November 1997.
9. Rizal, S., Muhammad, Iskandar, T., 1998. The role of convective terms in shallow water equations with the application in the Malacca Strait, Research Report of Fundamental Research, Syiah Kuala University
10. Rizal, S., Muhammad, Iskandar, T., 1998. Making three dimensional numerical tidal model in order to conserve and to use the natural sea resources (first year: tidal force). Research Report of RUT, Syiah Kuala University
11. Rizal, S., Muhammad, Iskandar, T., 1999. An effort to quicken the stability of three-dimensional tidal model by setting the implicitness parameter. Research Report of Fundamental Research, Syiah Kuala University
12. Rizal, S., Muhammad, Iskandar, T., 1999. Making three dimensional numerical tidal model in order to conserve and to use the natural sea resources (2nd year: Wind induced). Research Report of RUT, Syiah Kuala University
13. Rizal, S., Muhammad, Iskandar, T., 2000. Making three dimensional numerical tidal model in order to conserve and to use the natural sea resources (3rd year: oil spill modeling. Research Report of RUT, Syiah Kuala University
14. Rizal, S., Muhammad, Iskandar, T., 2000. The difference of simulation results between two- and three-dimensional tidal model, Research Report of Fundamental Researh, Syiah Kuala University
15.Rizal, S., Irwandi, Iskandar, T., 2000. On the determination of tidal fronts in the Malacca Strait by using three-dimensional numerical model, Research Report of Toray Grant Research, Syiah Kuala University.
16. Rizal, S., 2000. The role of nonlinear terms in the shallow water equations with the application in the three-dimensional tidal model of Malacca Strait and Taylor’s problem in low geographical latitude, Continental Shelf Research 20(15), 1965 - 1991.
17. Rizal, S., 2000. Perumusan Persamaan Dasar Pemodelan Dinamika Oseanografi Tiga Dimensi dan Aplikasinya di Laut Utara, Kontribusi Fisika Indonesia ITB.
18. Rizal, S., 2000. Diskritisasi persamaan hidrodinamika model tiga dimensi untuk
memodelkan distribusi amplitudo dan fase M 2 di Selat Malaka, Jurnal Teknik Sipil ITB.
19. Rizal, S., Irham, M., Marwan, 2001. The verification of three-dimensional tidal model through analytical model applied in rectangular basin, research report of DCRG.
20. Rizal, S., 2001. The behaviors of sea level tidal amphidromic points in a semi- enclosed rectangular basin. Submitted to Continental Shelf Research.
21. Rizal, S., 2002. Taylor's problem ¯¯ influences on the spatial distribution of real and virtual amphidromes, Continental Shelf Research 22(15), 2147-2158.
22. Rizal, S., Damm, Iskandar, 2003. Baroclinic Simulation in the Andaman Sea and Malacca Strait by Using the HAMSOM Modell, International conference on Marine Science, Syiah Kuala University.
23.Rizal, S., Muhammad, Iskandar, 2003. Simulation of M2-tide in Indonesian waters with a three-dimensional numerical model, regional conference, Technical Faculty of Syiah Kuala University, Banda Aceh.
Banda Aceh, 29 November 2008
Prof. Dr. Syamsul Rizal
Anggota Peneliti I :
1. Nama
: Ichsan Setiawan, M.Si
2. Tempat/Tanggal Lahir
: Bireuen / 07 Juni 1978
3. Jenis Kelamin
: Laki-laki
4. Pangkat / NIP : Penata Muda Tk.I / 131 328 928
5. Jabatan Fungsional
6. Instansi : FMIPA Universitas Syiah Kuala
7. Alamat Kantor : Jurusan Ilmu Kelautan FMIPA Unsyiah Darussalam-Banda Aceh (23111)
Telp. / Fax. (0651) 51321
8. Alamat Rumah : Jl. Elang, Lr. Merpati No. 62, Kel. A. Pahlawan, Banda Aceh
9. Riwayat Pendidikan
Pendidikan Tempat Tahun Titel Bidang
SMA Negeri 2 Banda Aceh
Fisika FMIPA
1993-1996
Fisika UNSYIAH
Banda Aceh
1996-2000
S.Si
FIKTM ITB
10. Pengalaman Penelitian
1. Muchlisin, ZA, Edi Rudi, Ichsan Setiawan, 2006, Perbedaan Media Pemeliharaan Dan Strategi Pemberian Pakan Terhadap Pertumbuhan, Kelangsungan Hidup Dan Kualitas Kepiting Bakau (Scylla Serrata) Di Tambak
11. Daftar Publikasi
1. Ichsan Setiawan, Mihardja, D.K., Suprijo, T., Pemodelan Transport Sedimen Akibat Arus Yang Dibangkitkan Oleh Gelombang Di Perairan Pulau Baai Bengkulu, Jurnal Geoaplika ITB Vol. 1 No.2 Agustus 2006 hal. 079 s/d 090.
2. Ichsan Setiawan, Edy Miswar, Simulasi Penjalaran Gelombang di Perairan Pantai Pulau Baai Bengkulu, Jurnal Natural Volume 2 September 2006.
Banda Aceh, 29 November 2008
Ichsan Setiawan, M.Si
Anggota Peneliti II :
1. Nama
: Taufiq Iskandar, S.Si
2. Tempat/Tanggal Lahir
: Banda Aceh / 07 April 1970
3. Jenis Kelamin
: Laki-laki
4. Pangkat / NIP
: Penata Tk.I / 132 132 722
5. Jabatan Fungsional
: Lektor
6. Instansi : FMIPA Universitas Syiah Kuala
7. Alamat Kantor : Jurusan Matematika FMIPA Unsyiah Darussalam-Banda Aceh (23111)
Telp. / Fax. (0651) 51321
8. Riwayat Pendidikan
Pendidikan Tempat Tahun Titel Bidang
Jurusan Matematika
Numerik FMIPA
Banda Aceh
S.Si
9. Pengalaman Penelitian :
1. Pembuatan Model Numerik Tiga Dimensi sebagai Upaya untuk Melindungi dan Memanfaatkan Sumberdaya Alam Laut, Riset Unggulan Terpadu V/1 – V/3, 1997/2000
2. Peranan suku konvektif pada pesamaan perairan dangkal untuk kasus pasang surut laut (tides) di Selat Malaka, Penelitian Dasar, 1997/1998
3. Upaya mempercepat kestabilan pada model pasang surut laut (tides) tiga dimensi dengan cara mengatur derajat keimplisitan, Penelitian Dasar, 1998/1999
4. On the determination of tidal fronts in the Malacca Strait by using three-
dimensional numerical model, Toray, 1999/2000
5. Uji sensitifitas Nilai koefisien eddy pada model pasang surut laut (tides) tiga dimensi di Selat Malaka, Penelitian Dasar, 2001
10. Daftar Publikasi :
1. Iskandar, T. and Irwandi, Metode kuadrat terkecil untuk ellipse kecepatan arus pasang surut air laut, Jurnal Ilmiah MIPA, 2000
2. Rizal, S., Iskandar, T. and Junaidi, Analisa parsial pasang surut M 2 dan S 2 akibat dari kombinasi M 2 +S 2 dengan metode kuadrat terkecil, Jurnal Ilmiah MIPA, 2001
Banda Aceh, 29 November 2008
Taufiq Iskandar S.Si
DRAFT ARTI KEL I LMI AH
Judul: Sirkulasi Arus Baroklinik Sebagai Langkah Awal Perhitungan Transpor Massa Air di Selat Malaka dengan Model Numerik Tiga-dimensi
1 B-
Sirkulasi Arus Baroklinik Sebagai Langkah Aw al
Perhitungan Transpor Massa Air di Selat Malaka dengan Model Numerik Tiga- dimensi
1 1 ( Syamsul Rizal 2 , I chsan Setiaw an , Taufiq I skandar )
Abstrak
Selat Malaka merupakan selat yang terletak di antara Semenanjung Malaysia dan Pulau Sumatra. Penelitian ini menggunakan persamaan gerak air laut dengan pembangkit pasang surut, data meteorologi NCEP dan data Levitus (Salinitas dan Temperatur) yang menjelaskan sirkulasi baroklinik untuk 4 musim (Februari, April, Agustus dan Oktober). Persamaan gerak air laut tersebut dimodelkan dengan model HAMSOM. Berdasarkan hasil penelitian bahwa sirkulasi arus permukaan di Selat Malaka secara umum sesuai dengan pola arus yang disimulasikan Wrytki (1961) yang ditandai kecepatan arus sebesar 0,1 – 0,15 m/s menuju tenggara maupun kearah barat laut. Sedangkan simulasi sirkulasi arus dasar laut di Selat Malaka cenderung menuju tenggara dengan kecepatan 0 – 0,1 m/s.
1. Pendahuluan
Selat Malaka merupakan selat yang terletak di antara Semenanjung Malaysia dan Pulau Sumatra. Dari segi ekonomi dan strategis, Selat Malaka merupakan salah satu jalur pelayaran terpenting di dunia, sama pentingnya seperti Terusan Suez atau Terusan Panama. Selat Malaka membentuk jalur pelayaran terusan antara Samudra Hindia dan Samudra Pasifik serta menghubungkan tiga dari negara- negara dengan jumlah penduduk terbesar di dunia: India, Indonesia dan Republik Rakyat Tiongkok. Dengan demikian, sirkulasi arus yang melewati Selat Malaka sangat penting untuk dikaji.
1. I lmu Kelautan FMI PA, Unsyiah 2. Matematika FMI PA, Unsyiah
2 B-
Gambar 1. Selat Malaka dan Sekitarnya
2. Tinjauan Pustaka
Studi Numerik 3D dengan pembangkit pasang surut telah dilaksanakan di Selat Malaka yang menjelaskan tipe pasang surut dan arus pasang surut permukaan, menengah dan dasar laut serta verifikasi amplitudo dan phase pasang surut komponen M2 untuk 11 stasiun dari Selat tersebut (Rizal, 1994).
Tabel 1. Komputasi dan observasi amplitudo dan phase M2 di 11 stasiun Selat Malaka.
Phase (derajat) Lokasi observasi Komputasi Observasi Komputasi
Amplitudo (cm)
Lhokseumawe 46 58 84 88 Belawan 61 64 189 167 T.Tiram 71 79 243 235 T.Sinaboi 118 150 300 294 T.Medang 75 84 327 344 Penang 57 60 153 147 B.Datoh 79 81 253 244 Selangor 133 133 284 268 Pel. Kelang 136 147 289 281 Port Dickson
332 Malacca 60 77 7 8
Adapun studi numerik 3D dengan menggunakan HAMSOM model telah berhasil disimulasi di laut andaman dan diperairan sunda kecil untuk kasus sirkulasi arus
3 B- 3 B-
3 Metode Penelitian
Metodologi yang dilakukan pada penelitian ini adalah sebagai berikut : studi literatur dan pengumpulan data sekunder, pengumpulan hasil interpretasi data satelit, pengolahan data, pemodelan arus baroklinik tiga-dimensi.
Untuk pemodelan matematika digunakan solusi diskritisasi persamaan Navier-Stokes menggunakan metode Finite Different skema semi-implicit, Dengan pemakaian skema semi-implisit ini, waktu simulasi akan dapat dihemat tanpa mengurangi akurasi. Berikut dipaparkan metode penelitian untuk pemodelan numerik tiga-dimensi
Persamaan Dasar Dinamika Oseanografi
Persamaan dasar yang digunakan pada penelitian ini adalah persamaan gerak dinamika oseanografi dalam arah x dan y
Dalam arah z persamaan hidrostatika disederhanakan dalam bentuk
=− ρ g
Persamaan keadaan air laut
ρ = ρ ( S , T , p ) = ρ o + ρ ' (4)
Persamaan konservasi temperatur ∂ T
(5) Persamaan konservasi salinitas
+ w = K H ∇ S + ⎜ K V ⎟ + S S (6) ∂ t
Persamaan kontinuitas
di mana u(x,y,z,t), v(x,y,z,t) and w(x,y,z,t) merupakan kecepatan arus dalam arah x, y dan z. f = 2 ω sin ϕ adalah parameter Coriolis, ω adalah kecepatan sudut rotasi bumi dan ϕ merupakan lintang geografi; ζ(x,y,t) merupakan elevasi permukaan air
4 B- 4 B-
dan H y k secara bersamaan merupakan ketebalan lapisan dalam arah u dan v pada lapisan k-th, dan ∇ H adalah operator gradient horizontal. A h adalah
koefisien pertukaran turbulensi horizontal dan A adalah koefisien viskositas eddy v vertikal. Pers (1), (2), (3) digunakan untuk pemodelan dinamika oseanografi
melalui proses diskrisitasi menggunakan metode finite different skema semi- implicit.
Tekanan hidrostatis p (dengan mengabaikan suku g ρ dan p 0 z a , dikarenakan tidak memiliki kontribusi terhadap gradient tekanan horizontal) pada arah z ditulis dalam
bentuk :
p = g ρ 1 ζ + p ' () ζ + g ρ ∫ ' z dz ≡ g ρ 1 ζ + I (8)
Karena berhubungan dengan syarat stabilitas pada langkah waktu yang harus dipenuhi oleh simulasi numerik, tekanan pada pers. (8) dipisahkan menjadi dua
suku yaitu : komponen Barotropik ( g ρ 1 ζ ) dan komponen Baroklinik (I).
Gambar 1. Batimetri Selat Malaka (meter)
5 B-
4. Hasil dan Pembahasan
Gambar 3-4 yang ditunjukkan adalah sirkulasi arus permukaan Februari 2007 dan Agustus 2007 menandakan bahwa arus yang melewati Selat Malaka terbagi 2 arah menuju barat laut dan tenggara dengan kecepatan arus berkisar 10 - 15 cm/ s. Sedangkan arus pada April 2007 terlihat menuju barat laut, barat daya dan tenggara dengan kecepatan arus 10 – 15 cm/ s (Gambar 5). Begitu juga arah arus pada bulan Oktober 2007, akan tetapi kecepatan arus berkisar 10 – 20 cm/ s (Gambar 6). Hal ini secara umum sesuai dengan Wyrtki (1961) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7 dan 8.
Gambar 3. Arus permukaan bulan Februari 2007 di Selat Malaka (cm / s)
Gambar 4. Arus permukaan bulan April 2007 di Selat Malaka (cm / s)
6 B-
Gambar 5. Arus permukaan bulan Agustus 2007 di Selat Malaka (cm / s)
Gambar 6. Arus permukaan bulan Oktober 2007 di Selat Malaka (cm / s)
Gambar 7. Arus permukaan bulan Februari di Selat Malaka (Wyrtki, 1961)
7 B-
Gambar 8. Arus permukaan bulan Agustus di Selat Malaka (Wyrtki, 1961)
Arus Lapisan 100-200 meter bulan Februari, April, Agustus dan Oktober ditunjukkan pada Gambar 9-12. Arus lapisan 10 – 20 meter yang dilalui pada Selat menuju tenggara dan timur dengan kecepatan arus kurang dari 10 cm/ s.
Gambar 9. Arus lapisan (50-100) m bulan Februari 2007 di Selat Malaka (cm / s)
Gambar 10. Arus lapisan (50-100) m bulan April 2007 di Selat Malaka (cm / s)
8 B-
Gambar 11. Arus lapisan (50-100) m bulan Agustus 2007 di Selat Malaka (cm / s)
Gambar 12. Arus lapisan (50-100) m bulan Oktober 2007 di Selat Malaka (cm / s)
Simulasi model yang memprediksikan arus dasar laut dapat dilihat pada Gambar 13-16 menunjukkan bahwa arus yang melewati Selat Malaka menuju tenggara dan timur laut. Secara umum dominan menuju tenggara baik bulan Februari, April, Agustus maupun Oktober 2007.
Gambar 13. Arus dasar laut bulan Februari 2007 di Selat Malaka (cm / s)
9 B-
Gambar 14. Arus dasar laut bulan April 2007 di Selat Malaka (cm / s)
Gambar 15. Arus dasar laut bulan Agustus 2007 di Selat Malaka (cm / s)
Gambar 16. Arus dasar laut bulan Oktober 2007 di Selat Malaka (cm / s)
5. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa:
1. Simulasi Model arus baroklinik merupakan langkah awal perhitungan transport massa air
2. Simulasi Sirkulasi arus permukaan di Selat Malaka secara umum sesuai dengan pola arus yang disimulasikan Wrytki (1961) yang ditandai kecepatan arus sebesar 0,1 – 0,15 m/s menuju tenggara maupun kearah barat laut
3. Simulasi Sirkulasi arus dasar laut di Selat Malaka cenderung menuju tenggara dengan kecepatan 0 – 0,1 m/s
10 B-
6. Referensi
1. Backhaus J.O. A Semi-implicit scheme for the shallow water for application to
the shelf sea modeling. Continental Shelf Research 1983; 2: 243-254.
2. Backhaus J.O. A three-dimensional model for the simulation of shelf sea dynamics. Deutsche Hydrographische Zeitschrifft 1985; 38(4): 165 – 187.
3. Casulli V. Semi-implicit Finite Difference Methods for the two-dimensional
Shallow Water Equations. Journal of Computational Physics 1990, 86: 56-74.
4. Rizal,S., Sündermann, J. On the M2-tide of the Malacca Strait: a numerical investigation, Deutsche Hydrographische Zeitschrift 1994, 46, 61- 80.
5. Rizal, S., The role of non-linear terms in the shallow water equation with the application in three-dimensional tidal model of the Malacca Strait and Taylor’s Problem in low geographical latitude, Continental Shelf Research 2000, 20, 1965 – 1991.
6. Wyrtki, K. Scientific results of marine investigations of the South China Sea and the Gulf of Thailand 1959-1961, Naga Report Volume 2, The University of California, Scripps Institutions of Oceanography, La Jolla, California,1961.
11 B-
SINOPSIS PENELITIAN LANJUTAN
Selat Malaka merupakan selat yang terletak di antara Semenanjung Malaysia dan Pulau Sumatra. Dari segi ekonomi dan strategis, Selat Malaka merupakan salah satu jalur pelayaran terpenting di dunia, sama pentingnya seperti Terusan Suez atau Terusan Panama. Tahapan penelitian lanjutan akan dilakukan sebagai berikut: 1). Verifikasi arus pada titik tertentu di Selat Malaka; 2). Simulasi model baroklinik dengan menggunakan Hamson dilanjutkan perhitungan transpor massa air yang mewakili setiap musim (Februari (musim barat), April (musim peralihan I), Agustus (musim Timur) dan Oktober (musim peralihan II)).
Perhitungan Transpor massa pada syarat batas terbuka bagian barat laut dan tenggara untuk satu periode waktu, dapat dihitung dengan persamaan 1
T ∫∫∫
v n dxdzdt . Dengan v n adalah kecepatan normal terhadap bidang xz
dengan area A. Selanjutnya hasil dari transpor massa air yang dilalui pada Selat Malaka dibahas dan dianalisis.
C- 1