MAKALAH ARUS LAUT(ARUS EKMAN)

DI SUSUN OLEH:

NAMA : EVA ERVIANA SARI

NPM : F1C013016

DOSEN PEMBIMBING : SUPIYATI S.si,M.si

LABORATORIUM FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS BENGKULU

2016/2017

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun panjatkan ke hadirat Allah Subhanahu wata΄ala,

karena berkat rahmat-Nya saya bisa menyelesaikan makalah yang berjudul

ARUS EKMAN. Makalah ini diajukan guna memenuhi tugas mata kuliah

ARUS LAUT.

Makalah ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu, kritik dan saran

yang bersifat membangun sangat kami harapkan demi sempurnanya makalah

ini.  Semoga makalah ini memberikan informasi bagi pembaca dan bermanfaat

untuk pengembangan wawasan dan peningkatan ilmu pengetahuan bagi kita

semua.

Bengkulu ,14 Desember 2015

Penyusun

(mahasiswa fmipa fisika)

Bab I

Pendahuluan

1.1 Latar belakang

Indonesia merupakan wilayah atau negara yang mempunyai luas daerah lautnya lebih

luas dari luas daratanya dan mempunyai posisi geografis yang sangat strategis,dimana

indonesia berada diantara dua benua yaitu Asia dan Australia dan diapit dua samudera yaitu

Samudera Pasifik dan Samudera Hindia. Letak Indonesia dipotong oleh garis khatulistiwa

yang menandakan bagian paling dekat dengan matahari dan menerima siraman sinarnya

sepanjang tahun. Letak geografis yang demikian membuat Indonesia menjadi penghubung

dua samudera besar dan memiliki pola iklim yang berbeda dengan daerah-daerah lintang

sedang dan tinggi maupun dengan daerah lain dikhatulistiwa yang tidak bersinggungan

dengan samudera.

1.2 Rumusan masalah

A. apa definisi arus ekman?

B. Apa saja faktor penyebab arus ekman?

C. Bagaimana pergerakan arus ekman?

1.3 Tujuan

A. Untuk mengetahui defini arus ekmn.

B. Untuk mengetahui faktor penyebab terjadinya arus ekman

C. Untuk mengetahui pergerakan dari arus ekman.

Bab II

PembahasanA. Defenisi arus

Arus Laut adalah massa pergerakan air secara vertikal dan horisontal sehingga

menuju keseimbangannya, atau gerakan air yang sangat luas yang terjadi di

seluruh lautan dunia. Arus juga merupakan gerakan mengalir suatu massa air yang

dikarenakan tiupan angin atau perbedaan densitas atau pergerakan gelombang panjang.

Pergerakan arus dipengaruhi oleh beberapa hal antara lain arah angin, perbedaan tekanan air,

perbedaan densitas air, gaya Coriolis dan arus ekman, topografi dasar laut, arus permukaan,

upwellng , downwelling.

Selain angin, arus dipengaruhi oleh paling tidak tiga faktor, yaitu :

1. Bentuk Topografi dasar lautan dan pulau – pulau yang ada di sekitarnya : Beberapa

sistem lautan utama di dunia dibatasi oleh massa daratan dari tiga sisi dan pula oleh

arus equatorial counter di sisi yang keempat. Batas – batas ini menghasilkan sistem

aliran yang hampir tertutup dan cenderung membuat aliran mengarah dalam suatu

bentuk bulatan.

2. Gaya Coriollis dan arus ekman : Gaya Corriolis memengaruhi aliran massa air, di

mana gaya ini akan membelokkan arah mereka dari arah yang lurus. Gaya corriolis

juga yangmenyebabkan timbulnya perubahan – perubahan arah arus yang kompleks

susunannya yang terjadi sesuai dengan semakin dalamnya kedalaman suatu perairan.

3. Perbedaan Densitas serta upwelling dan sinking : Perbedaan densitas menyebabkan

timbulnya aliran massa air dari laut yang dalam di daerah kutub selatan dan kutub

utara ke arah daerah tropik.

Adapun jenis – jenis arus dibedakan menjadi 2 bagian, yaitu :

1. Berdasarkan penyebab terjadinya Arus ekman : Arus yang dipengaruhi oleh angin.

Arus termohaline : Arus yang dipengaruhi oleh densitas dan gravitasi. Arus pasut :

Arus yang dipengaruhi oleh pasut. Arus geostropik : Arus yang dipengaruhi oleh

gradien tekanan mendatar dan gaya coriolis. Wind driven current : Arus yang

dipengaruhi oleh pola pergerakan angin dan terjadi pada lapisan permukaan.

2. Berdasarkan Kedalaman Arus permukaan : Terjadi pada beberapa ratus meter dari

permukaan, bergerak dengan arah horizontal dan dipengaruhi oleh pola sebaran

angin.

Arus dalam : Terjadi jauh di dasar kolom perairan, arah pergerakannya tidak

dipengaruhi oleh pola sebaran angin dan mambawa massa air dari daerah kutub ke

daerah ekuator.

Gbr. Semua dunia arus pada peta laut yang berkesinambungan

B. Faktor Penyebab Terjadinya Arus

Terjadinya arus di lautan disebabkan oleh dua faktor utama, yaitu faktor internal dan

faktor eksternal. Faktor internal seperti perbedaan densitas air laut, gradien tekanan mendatar

dan gesekan lapisan air.Sedangkan faktor eksternal seperti gaya tarik matahari dan bulan

yang dipengaruhi oleh tahanan dasar laut dan gaya coriolis,perbedaan tekanan udara,gaya

gravitasi,gaya tektonik dan angin ( Gross, 1990).

Menurut Bishop (1984),gaya-gaya utama  yang berperan dalam sirkulasi massa air

adalah gaya gradien tekanan,gaya coriolis,gaya gravitasi,gaya gesekan,dan gaya sentrifugal.

Faktor penyebab terjadinya arus yaitu dapat dibedakan menjadi tiga komponen yaitu gaya

eksternal,gaya internal angin,gaya-gaya kedua yang hanya datang karena fluida dalam

gerakan yang relatif terhadap permukaan bumi.Dari gaya-gaya yang bekerja dalam

pembentukan arus antara lain tegangan angin, gaya Viskositas, gaya Coriolis, gaya gradien

tekanan horizontal, gaya yang menghasilkan pasut.

  Ketika angin berhembus di laut, energi yang ditransfer dari angin ke batas permukaan,

sebagian energi ini digunakan dalam pembentukan gelombang gravitasi permukaan, yang

memberikan pergerakan air dari yang kecil kearah perambatan gelombang sehingga

terbentuklah arus dilaut. Semakin cepat kecepatan angin, semakin besar gaya gesekan yang

bekerja pada permukaan laut, dan semakin besar arus permukaan.Dalam proses gesekan

antara angin  dengan permukaan lautdapat menghasilkan gerakan air yaitu pergerakan air

laminar dan pergerakan air turbulen (Supangat,2003).

  Gaya Viskositas pada permukaan laut ditimbulkan karena adanya pergerakan angin

pada permukaanlaut sehingga menyebabkan pertukaran massa air yang berdekatan secara

periodik, hal ini disebabkan karena perbedaan tekanan pada fluida. Gaya viskositas dapat

dibedakan menjadi dua gaya yaitu viskositas molecular dan viskositas eddy. Gesekan dalam

pergerakan fluida hasil dari transfer momentum diantara bagian-bagian yang berbeda dari

fluida.Dalam pergerakan fluida dalam aliran laminer, transfer momentum terjadi hasil

transfer antara batas yang berdekatan yang disebut viskositas molekular. Di permukaan laut,

gerakan air tidak pernah laminer, tetapi turbulen sehingga kelompok-kelompok air, bukan

molekul individu, ditukar antara satu bagian fluida ke yang lain. Gesekan internal yang

dihasilkan lebih besar dari pada yang disebabkan oleh pertukaran molekul individu dan

disebut viskositas eddy.

  Gaya Coriolis mempengaruhi aliran massa air, dimana gaya ini akan membelokan

arah angin dari arah yang lurus. Gaya ini timbul sebagai akibat dari perputaran bumi pada

porosnya. Gaya Coriolis ini yang membelokan arus dibagian bumi utara kekanan dan

dibagian bumi selatan kearah kiri. Pada saat kecepatan arus berkurang, maka tingkat

perubahan arus yang disebabkan gaya Coriolis akan meningkat. Hasilnya akan dihasilkan

sedikit pembelokan dari arah arus yang relaif cepat dilapisan permukaan dan arah

pembelokanya menjadi lebih besar pada aliran arus yang kecepatanya makin lambat dan

mempunyai kedalaman makin bertambah besar. Akibatnya akan timbul suatu aliran arus

dimana makin dalam suatu perairan maka arus yang terjadi pada lapisan-lapisan perairan

akan dibelokan arahnya. Hubungan ini dikenal sebagai Spiral Ekman, Arah arus menyimpang

450 dari arah angin dan sudut penyimpangan. bertambah dengan bertambahnya kedalaman

(Supangat, 2003).

Gbr.4 Spiral Ekman. Gambar ini menunjukkan arah arus dan kecepatannya yang

berubah-ubah sesuai dengan makin dalamnya kedalaman perairan.

Gaya gradien tekanan horizontal sangat dipengaruhi oleh tekanan, massa air,

kedalaman dan juga densitas

dari massa air tersebut, yang mana jika densitas laut homogen, maka gaya gradien

tekanan horizontal adalah sama untuk kedalaman berapapun. Jika tidak ada gaya horizontal

yang bekerja, maka akan terjadi percepatan yang seragam dari tekanan tinggi ke tekanan yang

lebih rendah.

Gambar 2. Gaya Gradien Tekanan Horizontal

Gelombang-gelombang yang panjang lautnya menghasilkan

peristiwa pasang surut air laut.Pasang surut ini menimbulkan pergerakan massa air yang

mana prosesnya dipengaruhi oleh gaya tarik bulan, matahari dan benda angkasa lainya selain

itu juga dipengaruhi oleh gaya sentrifugal dari bumi itu sendiri.

C. Pengertian Arus Ekman

Arus 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/ρ ∂2v/∂z = 0

-fv + Az/ρ ∂2v/∂z = 0

Dimana : f = Parameter Coriolis

ρ = densitas air laur

A = koefisien viskositas Eddy

u 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 :

τx = Av du/dz z= 0

τy = Av dv/dz z= 0

dimana : τx dan τy 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 =∫_~^0▒ρudz = τy/f

My =∫_~^0▒ρvdz = – τy/f

Kedalaman 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 = π √((2 Av)/ρf)

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).

1. Ekman Transport

Ekman Transport adalah gerakan bersih fluida sebagai hasil dari keseimbangan antara Coriolis dan pasukan tarik bergejolak. Pada gambar di atas, angin bertiup ke arah 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. Ekman Spiral

Ekman spiral merujuk ke struktur arus atau angin di dekat garis batas horisontal  yang

arah alirannya berputar dan bergerak menjauh. Istilah Ekman Spiral ini berasal dari seorang

ilmuwan kelautanSwedia yang bernama Vagn Walfrid Ekman. Defleksi dari arus permukaan

pertama kali ditemukan oleh  ilmuwan oseanografi  Norwegia yang bernama  Fridtjof Nansen

ketika berlangsungnya ekspedisi Fram (1893-1896).Efek dari Ekman Spiral ini adalah

akibat efek Coriolis yang menyebabkan benda dipaksa bergerak ke kanan pada belahan bumi

utara dan ke arah kiri pada belahan bumi selatan. Dengan demikian ketika angin berhembus

pada permukaan laut di belahan bumi utara, arus permukaan bergerak kearah kanan dari arah

angiin.

Diagram yang di sebelah kanan menunjukkan gaya yang terkait dengan Ekman

spiral. Gaya yang bekerja di atas permukaan yang diberi warna merah (sebagai akibat adanya

hembusan angin di permukaan air), gaya Coriolis (di sudut kanan dari gaya yang bekerja di

atas permukaan air)  berwarna kuning,dan resultan perpindahan (arus) berwarna merah

jambu,yang kemudian menjadi memberikan pengaruh pada lapisan di bawahnya,dan secara

gradual membentuk spiral secara bertahap searah jarum jam dengan gerakan ke arah bawah.

Bab III

Penutup

3.1 Kesimpulan

Arus air laut adalah pergerakan massa air secara vertikal dan horisontal sehingga menuju

keseimbangannya, atau gerakan air yang sangat luas yang terjadi di seluruh lautan dunia.

Pergerakan arus dipengaruhi oleh beberapa hal antara lain arah angin, perbedaan tekanan air,

perbedaan densitas air, gaya Coriolis dan arus ekman, topografi dasar laut, arus permukaan,

upwellng , downwelling. Arus ekman adalah arus yang terjadi pada lapisan permukaan air

laut yang ditimbulkan oleh pergerakan angin. Ekman Transport adalah gerakan bersih fluida

sebagai hasil dari keseimbangan antara Coriolis dan pasukan tarik bergejolak. Ekman Spiral

adalah akibat efek Coriolis yang menyebabkan benda dipaksa bergerak kekanan pada belahan

bumi utara dan ke arah kiri pada belahan bumi selatan.

3.2 Saran

Jika ada kesalahan dalam penulisan makalah ini ,saya harap ada kritik serta saran bagi

pembaca.

DAFTAR PUSTAKA

Sumber:http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en|id&u=http://

oceanmotion.org/html/background/ocean-inmotion.htm.

sumber:http://translate.google.co.id/translate?hl=id&langpair=en|id&u=http://earth.usc.edu/

~stott/Catalina/Oceans.html

Sumber:http://www.ilmukelautan.com/oseanografi/fisika-oseanografi/408-faktor-penyebab

terjadinya-arus