Densitas Air Laut

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 berbandinng lurus dengan salinitas dan berbanding terbalik dengan suhu.

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) Densitas air laut terletak pada kisaran 1027 kg m-3 sedangkan pada air tawar 1000

kg m-3

untuk menyatakan densitas air laut dimana sigma-t = σ(S, t, p) = ρ(S, t, p) − 1000 kg/m3 jadi bisa dikatakan bahwa densitas air(sigma-t) laut sekitar 1027 kg m-3 - 1000 kg m-

3= 27 kg m-3 densitas berbandinng lurus dengan salinitas dan berbanding terbalik dengan suhu.

pada densitas juga dikenal parameter densitas potensial yang didefinisikan sebagai densitas parsel air laut yang dibawa secara adiabatis ke level tekanan referensi.

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.

Perubahan densitas dapat disebabkan oleh proses-proses :

Evaporasi di permukaan laut Massa air pada kedalaman < 100 m sangat dipengaruhi oleh angin dan gelombang,

sehingga besarnya densitas relatif homogen Di bawah lapisan ini terjadi perubahan temperatur yang cukup besar (Thermocline)

dan juga salinitas (Halocline), sehingga menghasilkan pola perubahan densitas yang cukup besar (Pynocline)

Dibawah Polycline hingga dasar laut mempunyai densitas yang lebih padat

pengukuran suhu laut

Temperatur di laut diukur dengan banyak cara. termometer Thermistors dan merkuri yang umumnya digunakan pada kapal untuk mengukur suhu sebelumnya kedua termomter ini dikalibrasi terlebih dahulu sebelum digunakan atau sesudah digunakan

termometer mercuryTermometer mercury terdiri dari pipa kapiler yang menggunakan material kaca dengan kandungan Merkuri di ujung bawah. Untuk tujuan pengukuran, pipa ini dibuat sedemikian rupa sehingga hampa udara. Jika temperatur meningkat, Merkuri akan mengembang naik ke arah atas pipa dan memberikan petunjuk tentang suhu di sekitar alat ukur sesuai dengan skala yang telah ditentukan. Skala suhu yang paling banyak dipakai di seluruh dunia adalah Skala Celcius dengan poin 0 untuk titik beku dan poin 100 untuk titik didih.Prinsip kerja thermometer cukup dengan meletakkan thermometer kedalam air laut tersebut.Namun alat ini hanya bisa mengukur suhu pada permukaan air laut karena terbatasnya kemampuan alat tersebut.Untuk pengukuran suhu permukaan air laut bila jarak dek kapal dengan permukaan air laut dekat akan mudah,Namun jika jauh dapat dilakukan dengan memindahkan massa air keatas kapal kemudian baru dilakukan pengukuran dan jangan sampai terkena sinar matahari langsung. termometer ini memiliki akurasi 0.001 derajat celcius

termometer merkuri

thermistorthermistor adalah alat atau komponen atau sensor elektronika yang dipakai untuk mengukur suhu. Prinsip dasar dari termistor adalah perubahan nilai tahanan (atau hambatan atau werstan atau resistance) jika suhu atau temperatur yang mengenai termistor ini berubah. Termistor ini merupakan gabungan antara kata termo (suhu) dan resistor (alat pengukur tahanan). akurasinya adalah 0.001 derajat celcius.

Advanced Very High Resolution Radiometer

instrumen yang paling umum digunakan untuk mengukur suhu sea-surface dari luar angkasa. Instrumen telah dilakukan di semua polar-orbiting meteorologi tiros-n satelit yang dioperasikan oleh noaa sejak diluncurkan pada tahun 1978.Instrumen yang awalnya dirancang untuk mengukur suhu dan tinggi awan. namun, dengan akurasi yang memadai dan ketepatan yang tinggi itu maka AVHRR juga digunakan untuk mengukur suhu regional dan global pola di permukaan laut.sistem ini mengubah radiasi inframerah menjadi sebuah tegangan listrik.

radiometers mengukur radiasi infra merah yang dipancarkan dari permukaan dalamlima panjang gelombang: tiga band inframerah: 3,55-3,99 mikrometer, 10,3-11,3 mikrometer, dan 11,5-12,5 mikrometer, sebuah band inframerah dekat pada 0,725-1,10 mikrometer, dan band cahaya tampak di 0,55-0,90 mikrometer. Semua band inframerah meliputi radiasi yang dipancarkan dari laut dan dari uap air di udara sepanjang jalan dari satelit ke tanah. band 3,7 mikrometer adalah Band yang paling sensitif terhadap uap air, tetapi bekerja hanya di malam hari karena sinar matahari memiliki pancaran dalam band ini. Panjang gelombang kedua terpanjangband pada 10,8 mikrometer dan 12,0 mikrometer digunakan untuk mengamati suhu permukaan laut dan uap air di sepanjang jalan di siang hari.

pengukuran salinitas atau konduktivitas

Konduktivitas diukur dengan menempatkan elektroda platinum di air laut dan mengukur arus yang mengalir ketika diketahui ada tegangan antara elektroda. Arus listrik bergantung

pada konduktivitas, tegangan, dan volume air laut di antara elektroda. salinitas yang terbaik dari konduktivitas adalah yang memberikan salinitas dengan akurasi± 0,005.

Sebelum pengukuran konduktivitas digunakan secara luas, salinitas diukur menggunakan titrasi kimia dari sampel air dengan garam perak. Pengukuran salinitas yang terbaik dari titrasi memberikan salinitas dengan akurasi ± 0,02.

metode kimia

Metode titrasi khlor merupakan metode klasik dalam pengukuran salinitas air laut. Metode ini pertama kali diperkenalkan oleh OTTO PATTERSON yang kemudian metode tersebut disempurnakan oleh M. KNUDSEN.Metode ini hingga sekarang dikenal sebagai "Metode Knudsen" (U.S. HYDROGRAPHIC OFFICE 1959). Dalam metode ini ion khlor diikat oleh ion perak sehingga terbentuk ga-ram perak yaitu perak khlorida (AgCl2) yang akan

mengendap. Sebagai indikator reaksi tersebut digunakan garam khromat (K2CrO4). Jumlah

ion perak yang dinyata-kan dalam jumlah gram perak nitrat yang diperlukan dalam reaksi tersebut menun-jukkan besarnya nilai salinitas setelah dihi-tung melalui rumus konversi. Ketelitian pengukuran berdasarkan meto-de Knudsen adalah 0,02 ‰ (MAMAYEV 1975), dan metode ini sudah jarang diguna-kan oleh karena kurang praktis untuk dilaku-kan di lapangan dan besar biayanya.

metode listrik(pengukuran konduktivitas)

Air laut merupakan suatu larutan elek-trolit yang artinya dapat menghantarkan aliran listrik. Sifat daya hantar listrik ini bergantung pada nilai salinitas dan suhu air laut. Hubungan antara salinitas dengan daya hantar listrik air laut pada 15° C adalah :

Saiinitas ‰ =- 0,08996+ 28,79720R15 - 12,800832R²15 -10,67869R³15+ 5,98624 R² R²15 - l,32311 R² R² R 15

dimana R15 adalah perbandingan antara daya hantar listrik air laut yang diukur terhadap hantar air laut bersalinitas 35 ‰ pada suhu pengukuran 15° C.

Hampir semua pengukuran saiinitas dewa-sa ini menggunakan metode daya hantar listrik. Metode ini memberikan beberapa keuntungan dibandingkan dengan metode lain, antara lain pengukuran menjadi sangat praktis dengan ketelitian yang tinggi. Kete-litian alat ukur ini sangat bervariasi yaitu antara 0,1 ‰ hingga 0,003 ‰ tergantung pada tujuan pengukuran yang dilakukan. Untuk studi biologi kelautan ketelitian sebesar 0,1 ‰ umumnya sudah dianggap sudah mencukupi, tetapi untuk studi dinamika massa air diperlukan ketelitian minimal 0,01 ‰

Untuk mencapai ketelitian yang tinggi diperlukan sistem alat ukur yang sangat peka dan hal ini berkaitan erat dengan harga alat ukur tersebut.

Alat ukur ini dapat dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu:

1. Alat ukur yang langsung mengukur nilai sailinitas ketika alat tersebut dicelupkan ke dalam air. Umumnya di samping mengukur sailinitas, alat ini mengukur pula suhu air laut dan kedalaman pe ngukuran atau sejumlah besaran lainnya seperti pH, kadar oksigen terlarut, kejer- nihan air dan kecepatan suara di air tergantung dari tipe alat ukurnya. Alat ukur yang termasuk dalam kelompok ini misalnya STD meter (Salinity, Tem perature, Depth meter), salithermograph (hanya mengukur saiinitas dan suhu air) dan jenis "water quality checker" se-perti Horiba.

2. Alat ukur yang memerlukan contoh air laut. Alat ukur ini disebut "salinometer", dan pada umumnya salinometer mempunyai ketelitian yang lebih baik diban dingkan dengan alat ukur kelompok pertama. Gambar 1 adalah contoh dari salinometer.