suhu, cahaya dan warna laut
DESCRIPTION
Suhu, Cahaya dan Warna Laut. Materi Kuliah 6 MK Oseanografi Umum (ITK221). Suhu. Bersama dengan salinitas dan densitas, suhu merupakan sifat air laut yang penting dan mempengaruhi pergerakan masa air di laut. Contoh: Penurunan suhu. Pembentukan es, salinitas naik. Densitas naik. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Suhu, Cahaya dan Suhu, Cahaya dan Warna LautWarna Laut
Materi Kuliah 6Materi Kuliah 6
MK Oseanografi Umum MK Oseanografi Umum (ITK221)(ITK221)
Suhu Bersama dengan salinitas dan
densitas, suhu merupakan sifat air laut yang penting dan mempengaruhi pergerakan masa air di laut
Contoh:Contoh: Penurunan suhu.Penurunan suhu. Pembentukan es, salinitas Pembentukan es, salinitas
naiknaik..
Densitas Densitas naiknaik
Penenggelaman Masa Air
Buoyancy driven circulation
Evaporation (cold winds)
CoolingPrecipitation Evaporation Precipitation
Heating
Dense water sinks
•Menyatakan hangat atau dinginnya suatu obyek•Banyak proses fisika di laut sangat dipengahi
suhu•Di dalam fisika dikenal suhu absolut dengan unit
°K (Kelvin)•Pengukuran suhu skala absolut sangat susah
dan hanya dilakukan lab.•National Standard untuk menentukan skala suhu
praktis.•Alat pengukur suhu skala praktis akan
dikalibrasi ke hasil tersebut
•Alat pengukur suhu laut: termometer platinum-resistance.
•Suhu skala absolut (T) dalam °K berhubungan dengan suhu skala praktis (t) dalam °Celsius (°C) adalah:
t [oC] = T [oK] - 273.15
SUHU
Sumber Panas: radiasi surya
Radiasi surya (radiasi utama: ultraviolet, sinar tampak dan infra red).
30 %30 % radiasi dipantulkan kembali ke radiasi dipantulkan kembali ke angkasa oleh awan dan partikel debu,angkasa oleh awan dan partikel debu,
70 %70 % menembus atmosfer: menembus atmosfer: 17 % dipantulkan kembali ke atmosfer.17 % dipantulkan kembali ke atmosfer. 23 % mencapai bumi sebagai hamburan 23 % mencapai bumi sebagai hamburan
cahayacahaya 30 % langsung mencapai permukaan 30 % langsung mencapai permukaan
bumi dikenal ‘insolation’.bumi dikenal ‘insolation’.
Neraca Radiasi Surya (Radiative Budget)
Radiasi Surya
Jumlah radiasi bergantung: Posisi bumi terhadap matahari Posisi lintang dan musim
Seasonal Heating
Ini yang menyebabkan terjadinya variasi musiman suhu di laut (lihat animasi)
Differential HeatingFrom Equator to Poles
Bahang yang diterima: berlebih
Bahang yang dilepas: berlebih
Bahang yang dilepas: berlebih
Sebaran Mendatar Suhu Permukaan
Temperature
Salinity
The density of surface water is controlled by temperature and salinity.
Sebaran mendatar suhu dan salinitas permukaan laut
1. Variasi suhu permukaan laut (SPL) pada arah meridional (utara-selatan):• kisaran suhu -2°C sampai 35°C• SPL tinggi di wilayah equator; rendah di wilayah kutub• Perbedaan keseimbangan bahang: heat gain di daerah ekuator (terhangat) dan heat loss di daerah kutub (terdingin)
2. Variasi SPL pada arah zonal (timur-barat):• Massa air cenderung lebih hangat di sisi barat dari timur• Hal ini terkait dengan pola sirkulasi samudera• Anomali SPL umumnya kecil <1.5oC, tapi di Equator Pacific 3oC• Kisaran SPL tertinggi terjadi di lintang sedang, terutama sisi barat, karena udara dingin bertiup dari daratan pada musim dingin shg laut menjadi dingin• Wilayah tropis, variasi suhu umumnya < 2oC.
Sebaran suhu secara menegak
Sebaran Suhu menurut kedalaman bergantung: Total energi panas yang diterima Kecerahan/kekeruhan Konduksi Turbulensi
hightemperatesubtropical
asalod
Profil menegak (1)
Untuk daerah tropis dan lintang sedang, terbentuk tiga lapisan: (mixed layer, thermoklin, deep layer); kutub tidak
Mixed surface layer (lap tercampur): suhu hampir sama dengan SPL. < 0.01 °C/m
Lapisan tipis: percampuran oleh angin dan intensitas gelombang pecah.
Kedalamannya berubah dari hari ke hari atau musim ke musim, tetapi berkisar antara 10–200 m
Profil menegak (2)
Di lintang sedang : paling tipis akhir musim panas: angin lemah dan pemanasan maksimal. Kadang2, ketebalan hanya beberapa meter
Pada musim gugur: angin kuat, mixed layer menebal hanya sedikit bahang hilang.
Pada musim dingin: bahang hilang dan mixed layer terus bertambah tebal sampai akhir musim.
Pada musim spring, angin melemah, pemanasan menaik dan mixed layer baru terbentuk.
Termoklin MusimanTERMOKLIN: lapisan dimana terjadi penurunan
suhu secara drastis (>0.1°C/m) dengan bertambahnya kedalaman
Termoklin
Suhu menurun tajam dengan bertambahnya kedalaman; lebih dari 0.1 °C/m
Laju penurunan suhu maksimum terjadi di lapisan termoklin ini
Thermoklin tidak terbentuk di lintang tinggi
Lintang sedang: batas atas lapisan termoklin bervariasi terhadap musim Termoklin musiman (seasonal thermocline).
Dapat terjadi (step-like structure thermocline)
Termoklin permanen terjadi di bawah termoklin musiman (1500–2000 m)
Termoklin (lanjutan)
Lintang tinggi, air yang lebih dingin dan lebih tawar diatas termoklin permanen
Lintang sedang (10o - 40o), salinitas di lapisan mixed layer cenderung lebih tinggi dari pada di lapisan termoklin. Hal ini karena penguapan yang kuat
Di lintang tinggi, salinitas di lapisan mixed layer lebih tawar karena curah hujan yang tinggi dan pencairan es
Pada sebagian daerah tropis: seperti kolam air hangat (warm pool) di barat tropis Pasifik, hujan juga menghasilkan mixed layer yang tipis
Sebaran Suhu Kedalaman
Thermoklin:
Timur Halmahera (Pasifik) Laut Banda
CTD Plot
Sebaran Melintang Suhu
Transfer panas
Konduksi dan konveksi Efek evaporasi (besar; melalui transfer
air) Tegangan permukaan mempengaruhi
transfer air (hilangnya panas)
Konduksi dan konveksi
Konduksi merupakan hilangnya panas dari permukaan laut ke udara, karena suhu permukaan lebih hangat dari udara di atasnya.
Konveksi merupakan gerakan udara hangat di atas air permukaan.
Jika tidak ada konveksi, maka budget panas yang hilang karena konduksi menjadi tidak penting (sangat kecil).
Efek evaporasi
Evaporasi merupakan transfer air ke atmosfer.
Evaporasi: mekanisme utama panas hilang dari air muka laut.
Laju transfer panas = kalor uap x laju evaporasi(J hr-1) (J kg-1) (kg hr-1)
Tegangan permukaan
Tegangan permukaan air laut lebih rendah dari air tawar, sehingga mudah pecah membentuk buih jika terganggu gelombang.
Gelembung buih yang pecah dapat mentransfer air ke atmosfer, bersamaan dengan garam, gas dan partikel
Transfer Panas
Mekanisme Transfer bahang di batas laut-udara
Cahaya & Warna Laut
Spektrum Cahaya matahari
Cahaya dan Warna Laut
Transmisi Cahaya di Laut
Warna Laut
Komponen Cahaya di Laut
Sekitar 65 % cahaya tampak (visible light) diserap di kedalaman 1 m di bawah permukaan laut.
Gelombang panjang (merah, kuning) lebih mudah terabsorpsi dibandingkan dengan gelombang pendek (hijau, biru).
Sifat selektif air ini, bersamaan dengan penghamburan cahaya menyebabkan warna biru di laut.
Pada perairan jernih, spektrum cahaya tampak biru mendominasi (paling sedikit diabsorpsi dan paling banyak di scatter (hamburkan) laut warna biru
Warna Perairan Pantai
Perairan pantai mengandung partikel tersuspensi (organik dan anorganik).
Cahaya tidak mampu menetrasi kekeruhan lebih 1 m dari permukaan.
Warna perairan dominan hijau dan kuning karena partikel tersuspensi mencerminkan pada panjang gelombang tersebut
Warna biru dominan di lepas pantai
Warna kuning/coklat dominan di tepi pantai
Indek warna indikasi transparansi dan klasifikasi aktivitas biologi.
Skala pembanding warna laut: skala Forel-Ule
Stratifikasi Cahaya di Laut Photic zone (lapisan permukaan banyak
cahaya, wilayah fotosintetik bagi organisme autotrophic).
Aphotic zone (lapisan-dalam kurang cahaya, organisme autotrophic tidak dapat hidup, beberapa komunitas organisme heterotrophic mendiami di kedalaman tersebut).