1. Ekspansi TermalPengertian Arus EkmanArus ekman adalah arus yang terjadi pada lapisan permukaan air laut yang ditimbulkan oleh pergerakan angin. Arus ekman diambil dari nama seorang ilmuan yang bernama Ekman. Ekman mendapatkan bahwa arah arus permukaan laut tidak searah dengan angin yang bergerak dipermukaan laut itu sendiri.Pergerakan arus ekman dirumuskan sebagai berikut :fv+ Az/ 2v/z = 0-fv + Az/ 2v/z = 0Dimana : f = Parameter Coriolis = densitas air laurA = koefisien viskositas Eddyu dan v =kecepatan arus dalam arah sumbu X (timur) dan Y (utara) dengan catatan arah Z positif ke atas.Solusi kecepatan terhadap persamaan ini membentuk spiral logarithmic yang besarnya berkurang terhadap kedalam. Dipermukaan, stress angin sama dengan gaya geser fluida sehingga :x = Av du/dz z= 0y = Av dv/dz z= 0dimana : x dan y adalah stress angin dalam arah X (timur) dan Y (utara) .integrasi vertical dari persamaan gerak memberikan total transport massa yang dikenal dengan Ekman Transport, dimana transport menunjukan arah aliran arus, yang diberikan dengan :Mx =_~^0udz = y/fMy =_~^0vdz = y/fKedalaman lapisan ekman dapat di definisikan sebagai kedalaman dimana arah arus berlawanan arah terhadap di permukaan dan bervariasi terhadap lintang dan kecepatan angin di permukaan laut. Kedalaman Ekman ini merupakan kedalaman dimana masih dipengaruhi gesekan.Dv = ((2 Av)/f)Angin yang bertiup permukaan laut kurang lebih sejajar dengan pantai dapat menimbulkan transport massa/volume yang dikenal dengan transport Ekman yang arahnya tegak lurus ke kanan dari arah angin di BBU(bagian bumi utara) dan ke kiri di BBS (bagian bumi selatan).

Ekman Transport adalah gerakan bersih fluida sebagai hasil dari keseimbangan antara Coriolis dan pasukan tarik bergejolak. Pada gambar di atas, angin bertiup Utara menciptakan stres permukaan dan spiral Ekman dihasilkan ditemukan di bawah dalam kolom air.Ekman transportasi, bagian dari teori gerak Ekman pertama kali diselidiki pada tahun 1902 oleh Vagn Walfrid Ekman (untuk siapa itu bernama), adalah istilah yang diberikan untuk transportasi bersih 90 derajat lapisan permukaan (kedalaman yang menembus angin) karena pendorong angin. Fenomena ini pertama kali dicatat oleh Fridtjof Nansen, yang mencatat bahwa transportasi es tampaknya terjadi pada sudut ke arah angin selama ekspedisi Kutub Utara selama tahun 1890-an. arah transportasi tergantung pada belahan bumi. Di belahan bumi utara transportasi ini adalah pada sudut 90 derajat ke kanan dari arah angin, dan di belahan bumi selatan itu terjadi pada sudut 90 derajat ke kiri dari arah angin.Teori Ekman menjelaskan keadaan teoritis sirkulasi jika arus air yang didorong hanya dengan transfer momentum dari angin. Dalam dunia fisik ini sulit untuk mengamati karena banyak kekuatan pendorong lain (yaitu tekanan dan gradien densitas). Meskipun teori berikut ini berlaku untuk situasi yang ideal di mana drive hanya angin sirkulasi, gerak Ekman menggambarkan bagian angin didorong sirkulasi permukaan terlihat pada lapisan permukaan.Permukaan arus aliran pada sudut 45 derajat ke angin karena keseimbangan antara kekuatan Coriolis dan menyeret dihasilkan oleh angin dan air. Jika laut dibagi secara vertikal ke lapisan tipis, besarnya kecepatan berkurang dari maksimum pada permukaan sampai menghilang. Arahnya juga sedikit bergeser di setiap lapisan berikutnya (tepat di belahan bumi utara dan kiri di belahan bumi selatan). Ini disebut spiral Ekman. Lapisan air dari permukaan ke titik disipasi spiral ini dikenal sebagai lapisan Ekman. Jika semua mengalir di atas lapisan Ekman terintegrasi, transportasi bersih pada sudut 90 derajat ke kanan (kiri) dari angin permukaan di belahan bumi (selatan) utara Ekman transportasi merupakan faktor dalam rezim upwelling pesisir yang memberikan pasokan gizi untuk beberapa pasar ikan terbesar di planet ini. Angin dalam pukulan rezim sejajar dengan pantai (seperti di sepanjang pantai Peru, di mana angin bertiup utara). Dari Ekman transportasi, air permukaan memiliki gerakan bersih 90 derajat ke kiri di lokasi tersebut. Karena air permukaan mengalir jauh dari pantai, air harus diganti dengan air dari bawah. Penting untuk diingat bahwa di perairan pantai yang dangkal, spiral Ekman biasanya tidak sepenuhnya terbentuk dan peristiwa angin yang menyebabkan upwelling episode biasanya agak pendek. Hal ini menyebabkan banyak variasi dalam tingkat upwelling, Ekman transportasi sama bekerja di upwelling khatulistiwa, di mana, di kedua belahan otak, angin perdagangan komponen arah barat menyebabkan transportasi bersih air ke arah tiang, dan angin komponen perdagangan ke arah timur menyebabkan transportasi bersih air dari tiang Pada skala yang lebih kecil, angin siklon menginduksi transportasi Ekman yang menyebabkan divergensi bersih dan upwelling, atau memompa Ekman, sementara anti-siklon angin menyebabkan konvergensi bersih dan downwelling, atau hisap Ekman.Ekman transportasi juga merupakan faktor dalam sirkulasi gyres laut. Ekman transportasi menyebabkan air mengalir menuju pusat pilin di semua lokasi, membuat miring permukaan laut, dan memulai aliran geostropik (Colling p 65). Harald Sverdrup diterapkan Ekman transportasi sementara termasuk pasukan gradien tekanan untuk mengembangkan teori untuk ini (melihat saldo Sverdrup)

2. Upwelling2.1 Pengertian UpwellingUpwelling adalah fenomena atau kejadian yang berkaitan dengan gerakan naikanya masa air laut. Gerakan vertical ini adalah bagian intergrasi dari sirkulasi laut, tetapi ribuan bakan jutaan kali lebih kecil dari arus horizontal. Gerakan vertical ini terjadi akibat adanya stratafikasi densitas air laut karena dengan penambahan kedalam mengakibatkan suhu menurun dan densitas meningkat yang menimbulkan energy untuk gerakan massa air secara vertical. Laut juga terstratafikasi oleh factor lain seperti kandungan nutrient yang semakin meningkat seiring pertambahnya kedalaman. Dengan demikian adanya gerakan massa air vertical akan menimbulkan efek yang sefnifikan terhadap kandungan nutrient pada lapisan kedalam tertentu (Anonim,2009).Pengangkatan massa air dari lapisan bawah yang mengandung banyak hara atau nutrien kebagian atas. Mekanisme ini dapat mencampur rata antara nutrien di dasar dan permukaan. Nutrien, cahaya dan fitoplankton dapat bertemu dilapisan yang sama (Sunarto:2008).Menurut Dahuri et al. (1996) Upwelling dapat dibedakan menjadi beberapa jenis, yaitu :1. Jenis tetap (stationary type), yang terjadi sepanjang tahun meskipun intensitasnya dapat berubah-ubah. Tipe ini terjadi merupakan tipe upwelling yang terjadi di lepas pantai Peru.2. Jenis berkala (periodic type) yang terjadi hanya selama satu musim saja. Selama air naik, massa air lapisan permukaan meninggalkan lokasi air naik, dan massa air yang lebih beratdari lapisan bawah bergerak ke atas mencapai permukaan, seperti yang terjadi di Selatan Jawa.3. Jenis silih berganti (alternating type) yang terjadi secara bergantian dengan penenggelaman massa air (sinking). Dalam satu musim, air yang ringan di lapisan permukaan bergerak keluar dari lokasi terjadinya air naik dan air lebih berat di lapisan bawah bergerak ke atas kemudian tenggelam, seperti yang terjadi di laut Banda dan Arafura.2.2 Proses UpwellingUpwelling menggerakkan massa air dari kedalaman menuju ke permukaan. Menurut Cushing (1975) air jarang naik dari kedalaman lebih dari 200 m dan pada beberapa upwelling lebih rendah dan berasal dari perairan yang cukup dangkal antara 20-40 m. Menurut Pond dan Pickard, (1983) upwelling datang dari kedalaman tidak lebih dari 200 300 m. Selama musim upwelling arus balik turun di bawah 200m yang bergerak menuju kutub dan kadang-kadang arus balik permukaan yang terlihat sangat dekat dengan pantai juga bergerak ke arah kutub.Pada daerah upwelling yang terjadi karena adanya Ekman pump atau ekman transport, angin betiup sejajar atau membentuk sudut yang kecil dengan garis pantai dan karena gaya coriolis ,sebagai akibat pengaruh rotasi bumi, massa air bergerak menajuhi pantai. Dibelahan bumi utara pembelokan mengarah kekanan dari arah arus sedangkan pada belahan bumi selatan pembelokan mengarah ke kiri dari arah arus. Karena air pada permukaan bergerak menjauhi pantai maka air dingin yang ada dibawahnya bergerak naik mengisi kekosongan pada daerah permukaan (arahnya dipengaruhi oleh gesekan dasar) maka terjadilah upwelling (Bowden, 1983; Stewart, 2002; Pond dan Pichard, 1983; Mann dan Lazier, 1993)Secara teoritis terjadinya upwelling karena adanya pengaruh angin dan adanya proses divergensi Ekman. Angin menyebabkan pergerakan angin secara vertical disamping arus permukaan yang horizontal. Transport netto lapisan permukaan (dikenal dengan transport Ekman) adalah 90 kea rah kanan di belahan bumu utara. Normalnya, air permukaan menanggapi gaya tersebut dengan bergerak seperti irisan ( Muhammad:2006).Angin yang mendorong lapisan air permukaan mengakibatkan kekosongan dibagian atas, akibatnya air yang berasal dari bawah menggantikan kekosongan yang ada di atas. Oleh karena air yang dari kedalaman lapisan belum berhubungan dengan atmosfer, maka kandungan oksigennya lemah dan suhu lebih dingin dari pada permukaan lainnya.Walaupun sedikit oksigen, arus ini mengandung larutan nutrien seperti nitrat dan fosfat, sehingga cenderung banyak mengandung fitoplankton. Fitoplankton merupakan bahan dasar rantai makanan jadi,secara tidak langsung maupun langsung ikan akan banyak di wilayah tersebut. Selain fitoplankton diwilayah upwelling juga banyak terdapat nutrien, yang mendukung pertumbuhan. Daerah upwelling ini mendukung pertumbuhan organisme laut yang menyediakan sekitar setengan perikanan dunia. Rendahnya temperature permukaan laut menyebabkan hilangnya panas dan menyebabakan iklim lokal.Adanya proses taikan air (upwelling) akan mempengaruhi kondisi kehidupan fitoplankton, hidrologi dan pengayakan nutrisi di perairan tersebut [5-11]. Kondisi fitoplankton, seperti keanekaragaman dan distribusi fitoplankton di suatu perairan sangat memberikan dipengaruhi oleh berbagai faktor antara lain factor atmosfer, faktor lokasi dan factor kondisi lingkungan di pengetahuan baru akan kondisi plankton, khususnya fitoplankton di perairan2.3 Pengaruh UpwellingBiasanya perairan dengan produktivitas yang tinggi dikenal sebagai lokasi upwelling (tarikan masa air). Salah satu indicator lokasi kaya sumberdaya lautnya adalah kesuburan perairan, yang dapat ditentukan oleh kandungan produktifitas prifernya. Pengaruh dari upwelling ini dapat member dampak positif terhadap kesuburan perairan, terutama terkonsentrasinya senyawa hara lapisan permukaan yang terbawa oleh penaikan massa air dari kedalaman tertentu. Penimbunan senyawa hara ini dapat menyebabkan meningkatnya produktivitas perairan pada daerah tertesebut. Dengan sendirinya pada saat upwelling terjadi, daerah perairan tersebut kaya akan jenis-jenis ikan terutama jenis ikan pelagis (Hamzah:1987).Pergerakan air dari bawah ke permukaan mengakibatkan terangkatnya unsur-unsur potensial seperti bahan organik dan anorganik yang terjebak pada lapisan bawah. Bahan-bahan organik yang terjebak pada daerah anaerob pada lapisan bawah terangkat ke atas memasuki daerah aerob sehingga proses dekomposisi dapat berjalan dengan sempurna. Bahan organic ini dilapisan permukaan akan menjadi bahan anorganik (nutrien) yang dapat langsung dimanfaatkan oleh organisme autotrop seperti fitoplankton. Bahan anorganik yang terjebak tidak dapat dimanfaatkan oleh fitoplankton karena pada lapisan bawah intensitas cahaya terlalu kecil untuk terjadinya proses fotosintesisi yang efektif. Melalui proses upwelling maka unsur-unsur potensial yang berada dibawah dapat dimanfaatkan oleh fitoplankton. Upwelling meningkatkan produktivitas biologi yang merupakan rantai makanan penting dalam proses produksi di laut. Nutrien makro yang penting dilaut adalah ammonia, nitrat, nitrit, silicon terlarut, dan posfor (Odum, 1971; Codispoti, 1983). Silikat jumlahnya berlimpah di laut dangat dibuhtuhkkan oleh fitoplankton terutama dari kelas diatom.Sebagai konsumer tingkat tinggi, produksi ikan sangat bergantung pada keberadaan konsumer pertama maupun produser. Pada wilayah upwelling memiliki produksi ikan lebih tinggi dibandingkan dengan ingkungan aut yang lain. Parsons dkk. (1987) membuat perbandingan produksi ikan antara wiayah oseanik, continenta shelf dan daerah upwelling, dan terihat bahwa daerah upwelling memiliki produksi terbesar.Perairan laut dengan tingkat produktifitas primer yang tinggi, dapat dengan mudah diduga sebagai lokasi penangkapan ikan. Secara singkat prosesnya, tingkat produktifitas tinggi, akan meningkatkan pertumbuhan fitoplankton yang akan diikuti dengan kepadatan zooplankton. Ikan-ikan kecil akan berkumpul diperairaan dengan kepadatan zooplankton tinggi dan selanjutnya ikan-ikan yang lebih besar akan kelokasi tersebut, karena ketersediaan ikan-ikan kecil sebagai makanan ( anonym:2009 ).