Modul 3 - Pasang Surut

MODUL 3 PASANG SURUT I.

Teori Dasar

Pasang surut (pasut) adalah suatu fenomena naik turunnya permukaan air laut yang disertai oleh gerakan horizontal dari massa air laut secara periodik. Timbulnya pasang surut ini disebabkan oleh adanya gaya tarik dari benda langit terutama bulan dan matahari. Fenomena pasang surut di suatu tempat berbeda-beda tergantung posisi bulan dan matah ari terhadap tempat tersebut (Gambar 3.1).

Gambar 3.1 Posisi Bulan terhadap Bumi dan Matahari (sumber: gojleng.wordpress.com)

Bulan dan Matahari memberikan kontribusi dalam pembentukan pasut di b umi. Jika pasut yang terbentuk oleh bulan dan matahari saling memperkuat, maka terjadi pasut maksimum ( spring spring tide). tide). Jika pasut oleh bulan dan matahari saling mengurangi, maka terjadi pasut minimum (neap (neap tide). tide). Dalam mempelajari pasang surut, dikenal suatu teori pasang surut yaitu teori pasut setimbang dengan asumsi Bumi dianggap seluruhnya ditutupi oleh laut dan laut memberikan respon yang segera terhadap gaya tarik benda – benda – benda benda angkasa. Gaya yang bekerja dalam pembentukan pasut dibagi menjadi dua jenis (Gambar 3.2): 1.

Gaya Gravitasi Bulan

2.

Gaya Sentrifugal

Praktikum Pendahuluan Oseanografi

Modul 3 – Pasang Surut

Gambar 3.2 Gaya gravitasi dan Gaya Sentrifugal (sumber: anakbertanya.com) Gaya pembangkit pasang surut merupakan resultan dari gaya tarik bulan dan gaya sentrifugal (Gambar 3.2). Gaya pembangkit pasut menciptakan tonjolan air dikedua sisi bumi. Tonjolan disisi bumi yang dekat dengan bulan disebabkan oleh gaya tarik bulan dan disisi yang lain oleh gaya sentrifugal (Gambar 3.3). Gaya pembangkit pasut ini menimbulkan air tinggi pada dua sisi bumi. Karena bumi berotasi pada sumbunya dgn periode 24 jam, maka setiap tempat di bumi akan mengalami 2x pasang dan 2x surut. Namun faktanya di setiap tempat di bumi, tidak selalu 2x pasang 2x surut, hal ini disebabkan karena revolusi bulan mengelilingi bumi selama 27,3 hari maka terjadinya air tinggi

di

setiap

tempat

tidak

tepat

24

jam

tiap

hari

(sumber:

http://www.oc.nps.navy.mil/nom/day1/partc.html).

Gambar 3.3 Tonjolan akibat gaya-gaya dari luar (kiri) dan ketidaksamaan harian akibat waktu transit bulan (kanan) (sumber: www.nmm.ac.uk)



Pasang surut yang kita amati di laut adalah penjumlahan dari komponen- komponen pasut akibat gaya tarik bulan dan benda langit lainnya serta komponen akibat penjalaran pasut itu sendiri. Komponen-komponen tersebut secara umum dibagi menjadi tiga macam yaitu komponen diurnal, komponen semidiurnal, dan komponen periode panjang. Penjumlahan dari komponen-komponen inilah yang kita amati di kehidupan sehari-hari (Gambar 3.4).

Gambar 3.4 Contoh komponen pasang surut (kiri) dan Hasil dari penjumlahan komponen pasang surut (kanan) (sumber: ahmadirfanaw.wordpress.com)

Komponen diurnal, semidiurnal dan periode panjang menentukan tipe pasang surut di suatu tempat. Komponen-komponen tersebut memiliki amplitudo dan keterlambatan fasa masing-masing. Secara umum tinggi gelombang pasang surut yang kita amati dapat dirumuskan sebagai berikut pada Persamaan 3.1:

 () = 0  ∑  cos(    )

(3.1)

H(t)

= tinggi air pada waktu ke-t

S 0

= tinggi air rata-rata dari suatu datum yang ditentukan

H n

= amplitudo komponen pasut ke-n di tempat pengamatan

σ n

= kecepatan sudut komponen pasut ke-n

φn

= fasa komponen pasut ke-n

t

= waktu



Dengan membandingkan nilai amplitudo dari empat komponen utama yaitu M2, S2,  +0 O1, dan K 1 dan menggunakan persamaan   kita dapat mengetahui nilai Formzahl dari +

suatu tempat yang nantinya menjadi indeks dari tipe pasang surut di suatu tempat. Tipe pasang surut berdasarkan nilai formzahlnya dibedakan menjadi empat seperti dicantumkan dalam Tabel 3.1. Pada Gambar 3.5 menunjukan profil elevasi muka laut sesuai tipe pasang surutnya. Tabel 3.1 Klasifikasi tipe pasang surut berdasarkan nilai Form zahl (sumber: Mihardja dan Hadi, 1988) Formzahl (F)

F ≤ 0.25

0.25 < F ≤ 1.5

Jenis

Penjelasan

Pasut Ganda

Terjadi 2x pasang sehari dengan tinggi

(semidiurnal)

yang sama

Pasut campuran,

Umumnya terjadi 2x pasang sehari tetapi

condong ke pasut

tinggi dan interval waktu transit bulan dan

ganda

pasang naik tidak sama. Kadang-kadang pasang terjadi 1x dalam sehari

1.5 < F ≤ 3

Pasut campuran,

Umumnya pasang terjadi sekali dalam

condong ke pasut

sehari dan mengikuti deklinasi maksimum

tunggal

dari bulan Kadang – kadang terjadi 2x pasang sehari, tetapi tinggi dan interval waktu antara transit bulan dan pasang naik sangat berbeda

F>3

Pasut Tunggal (diurnal)


1x pasang dan 1x surut sehari


Gambar 3.5 Profil Elevasi pada setiap Tipe pasang surut (sumber: Dronkers, 1964) Untuk mendapatkan komponen-komponen pasang surut, perlu dilakukan analisis harmonik. Analisis harmonik merupakan suatu metode yang digunakan untuk memisahkan komponen-komponen pasang surut. Salah satunya adalah metode admiralty untuk melakukan analisis harmonik terhadap data pasang surut. Umumnya digunakan data pengamatan 15 atau 29 hari. Namun jika pengamatan terbatas, metode admiralty masih dapat digunakan. Tentunya akan menghasilkan komponen pasut yang terbatas. Pada modul ini akan dibahas metode admiralty menggunakan data 1 hari. Analisa harmonik metode Admiralty merupakan salah satu metode analisa pasang surut yang digunakan untuk menghitung dua konstanta harmonik yaitu amplitudo dan keterlambatan fasa. Proses perhitungan metode Admiralty dapat dihitung menggunakan bantuan tabel, maupun tidak. Pada modul ini kita sudah harus mengenal 6 parameter astronomik yaitu s, h, p, p’, N, dan τ (Tabel 3.2). Selain itu, ada koreksi posisi bulan terhadap bumi pada hari pengamatan (untuk mencari waktu transit bulan) dan horizontal parallax (perbandingan antara radius bumi dengan jarak bumi-bulan pada saat pengamatan).



Tabel 3.2 Keterangan parameter perhitungan metode admiralty 1 hari Nama Parameter

Keterangan

Nilai

s

Longitude rata-rata dari bulan

446469.344

h

Longitude rata-rata dari matahari

33657.167

p

Longitude rata-rata dari titik perigee

4106.863

orbit bulan p’

Longitude rata-rata dari titik perihelion

-99.245

orbit matahari N

Longitude rata-rata dari titik Ascending

-1534.015

Node

Karena data yang digunakan hanya data sekitar 1 hari atau 24 jam, maka hanya 4 komponen yang dapat diperoleh dari analisis ini yaitu K 1, O1, M2, dan S2. Data yang diambil merupakan data satu hari dimana memiliki tunggang pasut paling besar (elevasi maksimum – elevasi minimum), agar nilai amplitudo yang digunakan merupakan amplitude paling dominan. II.

Tujuan

1. Memahami teori dasar pasang surut air laut 2. Mengerti istilah-istilah pasang surut air laut 3. Dapat mengklasifikasikan data pasang surut 4. Dapat menentukan Tipe pasang surut menggunakan metode Admiralty 1 hari.

III.

Langkah Pengerjaan

Berikut adalah langkah pengerjaan analisis harmonik metode Admiralty 1 hari: 1.

Isi Section I seperti pada Gambar 3.6, merupakan informasi mengenai lokasi, tanggal pengamatan, zona waktu, dan data dengan tunggang pasut tertinggi sesuai kolom yang telah disediakan. Untuk menghitung waktu transit bulan maka buka situs: http://www.largeformatphotography.info/sunmooncalc/

lalu

isikan

data

sesuai

keterangan lokasi, kemudian tekan “Go”.



Gambar 3.6 Pengisian Data Waktu Transit Bulan

Gambar 3.7 Hasil Data Waktu Transit Bulan Untuk menghitung horizontal parallax, maka gunakan rumus berikut dengan terlebih dahulu mencari nilai s, h, p, p’, dan N. {c/r = 1 + 0.0549 cos (s - p) + 0.01 cos (s – 2h + p) + 0.0082 cos 2(s - h) + 0.003 cos 2(s p)}

(3.2)

Dengan c adalah jarak rata-rata bumi-bulan senilai 384399 km, maka jarak bumi-bulan sebenarnya (r) dapat dihitung. Jika horizontal parallax P adalah (

≈ /) dan a adalah

radius bumi = 6370 km, maka nilai P dapat dihitung. Hasil perhitungan waktu transit bulan,



horizontal parallax, dan data 1 hari dengan tunggang pasut maksimum dimasukkan ke dalam tabel seperti Gambar 3.7 dan gambar 3.8.

Gambar 3.8 Hasil Tabel Admiralty 1 Hari

2. Pengisian Section II . Pertama-tama masukan data amplitudo dan fasa dari 4 komponen pasut yang ada pada tabel Section 2, yang di dapat dari referensi lain. Kemudian hitung g’ dan H’ menggunakan rumus: g' dari M2

= g dari M2 – g dari S2

g’ dari O1

= g dari O1 – g dari K1

H’ dari M2

= H dari M2 – H dari S2

H’ dari O1

= H dari O1 – H dari K1

Untuk komponen S2 dan K 1, tuliskan g’= 0.00 dan H’= 1.00. Setelah itu cari nilai b dan B masing-masing komponen dengan menginterpolasi data menggunakan bantuan Tabel 1, lalu

cari nilai c dan C masing-masing komponen dengan menginterpolasi data

menggunakan bantuan Tabel 2. Kemudian hitung m, M, s, S, k, K, o, dan O menggunakan rumus yang disediakan, sehingga nilai d1, D1, d2, dan D2 akan didapat. Lakukan interpolasi lagi untuk mendapatakan nilai e dan E menggunakan bantuan Tabel 3, dari data yang didapat sebelumnya, setelah itu cari nilai f dan F. Keseluruhan data yang didapat dimasukkan kedalam tabel pada Section 2 seperti pada Gambar 3.9.



Gambar 3.9 Perhitungan Section II

3. Pengisian Section III . Lakukan perhitungan koreksi terhadap S2 dan K 1 menggunakan data d dan D pada section sebelumnya, kemudian interpolasi data menggunakan bantuan Tabel 5.

Gambar 3.10 Perhitungan Section III 4. Pengisian Section IV, Section V, dan Section VI. Pada Section 4, pisahkan komponen (+) dan (-) dari X0, X1, Y1, X2, Y2 yang telah di hitung menggunakan bantuan Tabel 8(b). Setelah itu, untuk mengisi Tabel Section 5, lakukan interpolasi linier menggunakan bantuan Tabel 9 dari data koreksi S2 dan K 1, sehingga didapat PR cos r, PR sin r, untuk komponen diurnal dan semi diurnal, serta PR untuk masing-masing koreksi. Pada Section 6 , data pada Section 5 dikalikan terhadap X1 dan Y1 untuk koreksi K 1 dan terhadap X2 dan Y2 untuk koreksi S2. Keseluruhan data hasil pengolahan dimasukkan kedalam Tabel Section IV, Section V, dan Section VI.



Gambar 3.11 Perhitungan Section IV, Section V, dan Section VI 5. Pengisian Section VII dan Section VII. Pertama-tama hitung jumlah keseluruhan PR cos r dan PR sin r yang didapat dari tabel Section 6, sehingga didapata nilai PR =

√ (PR cos r)2  (PR sin r)2 . Lalu masukan nilai P dan p yang ada pada tabel 9, nilai F dan f dari Section 2, dan nilai r dari tabel 12. Setelah itu hitung nilai A = PR / (P x F) dan a = (r + p) - f. Masukan Semua data kedalam Tabel Section 7. Selanjutnya hitung untuk mengisi Tabel Section 8, pindahkan H’ dan d’ yang telah dihitung pada Section 2, dan A serta a yang ada di Section 7. Sehinga didapat nilai (g = g’ x a), dan (H = H’ x A). Setelah itu hitung nilai Formzahl nya menggunakan rumus=

1+ 1 , dimana dari 4 komponen tersebut 2+2

nilai H yag dihitung. Masukan hasil perhitungan kedalam Tabel Section 8, kemudian lakukan analisis terhadap hasil perhitungan.

Gambar 3.12 Tabel Section VII dan Section VIII



IV.

Tugas a. Tugas Utama

1. Dari profil/grafik elevasi data pengamatan, tentukan tipe pasang surut hanya berdasarkan profil/grafik data pengamatan tersebut. 2. Dengan menghitung nilai Formzahl -nya, tentukan tipe pasang surut di daerah pengamatan tersebut. b. Tugas Tambahan

1.

Berdasarkan tipe pasang surut yang telah diketahui, cari tempat-tempat di Indonesia yang masing-masing memiliki tipe pasang surut berbeda , dan tuliskan nilai Formzahlnya.

3. Cari istilah-istilah dalam pasang surut, seperti: Mean Sea Level (MSL), Mean Lower High Water (MLHW), Mean High Water (MHW), lalu gambarkan letaknya dalam suatu kolom air.

V.

VI.

Pengolahan Data dengan Tabel Admiralty 1 hari

1.

Ikuti metodologi yang telah diuraikan di atas.

2.

Gunakan Tabel bantuan dan tabel dari Ms. Excel yang tersedia.

Daftar Pustaka

Mihardja, D.K. dan Hadi, S (1988): Pasang Surut Laut, Diktat Kuliah Pendidikan Survei Hidrografi ITB - PERTAMINA Putri, M. R. 2013. Slide Kuliah “ Pasang Surut ”. Bandung: Institut Teknologi Bandung. Aristya, D. 2013. Presentasi Praktikum Modul 5 “ Pasang Surut ”. Institut Teknologi Bandung Yosafat, F. E. 2014. Apa Penyebab Pasang Surut (http://anakbertanya.com/apa-penyebabterjadinya-pasang-surut-air-laut/ diakses pada 25 September 2015) Gepenx.

2011.

Proses

Pasang

Surut,

dan

Tipe

Pasang

Surut.

(https://gojleng.wordpress.com/2011/09/29/proses-pasang-surut-dan-tipe-pasangsurut/ diakses pada 25 September 2015)



Irfan,

A.

A.W.

2014

Analisis

Pasang

Surut

dengan

World

Tides

(https://ahmadirfanaw.wordpress.com/2014/06/14/analisis-pasang-surut-denganworld-tides/ diakses pada 25 September 2015) Dronkers, J.J. (1964), Tidal Computation in Rivers and Coastal Waters, North-Holland Publishing Company-Amsterdam http://www.largeformatphotography.info/sunmooncalc/



Modul 3 - Pasang Surut

Recommend Documents