Air Laut Bukan Hanya Air
Lautan merupakan badan air terbesar di bumi. Sekitar 96,5% berupa air dan hampir 3,5% merupakan garam yang terlarut.
Dengan demikian, ketika kita membicarakan kondisi air laut, setidaknya ada dua sifat penting yang perlu diperhatikan yaitu temperatur dan salinitas.
Keduanya bukan sekadar angka hasil pengamatan. Temperatur dan salinitas mempunyai peranan penting dalam menentukan massa jenis air laut yang selanjutnya memengaruhi pergerakan massa air dan arus laut.
Pada bagian laut yang lebih dalam, kondisi temperatur dan salinitas relatif lebih seragam dibandingkan dengan lapisan dekat permukaan.
Sebagian besar perubahan temperatur dan salinitas justru terjadi pada lapisan atas laut, terutama hingga sekitar kedalaman 200 meter.
Pada kedalaman tertentu terdapat lapisan dimana temperatur berubah cukup cepat terhadap kedalaman. Lapisan ini dikenal sebagai termoklin.
Dalam buku Meteorologi Laut Indonesia, lapisan termoklin disebut berada pada kisaran temperatur sekitar 8–15 °C, dengan kedalaman sekitar 150–400 meter di daerah khatulistiwa dan 400–1.000 meter di daerah subtropis.
Jadi, laut sebenarnya tidak homogen dari permukaan hingga ke dasar. Ada lapisan-lapisan air dengan karakteristik yang berbeda.
Dari Mana Salinitas Laut Berasal?
Salinitas menunjukkan tingkat kegaraman air laut. Nilai salinitas suatu wilayah laut dapat berubah akibat proses yang berlangsung di permukaannya.
Dua proses yang sangat penting adalah penguapan dan curah hujan.
Jika terjadi penguapan, air meninggalkan permukaan laut dalam bentuk uap, sedangkan garam tetap berada di laut. Dengan demikian, penguapan cenderung meningkatkan salinitas.
Sebaliknya, ketika hujan turun ke permukaan laut, air tawar masuk ke laut sehingga salinitas permukaan cenderung menurun.
Secara sederhana:
penguapan meningkat → air berkurang → salinitas meningkat
sedangkan:
curah hujan meningkat → air tawar bertambah → salinitas menurun.
Inilah salah satu contoh nyata bagaimana atmosfer dapat memengaruhi kondisi laut.
Pada artikel sebelumnya kita telah melihat bahwa laut menyediakan uap air bagi atmosfer melalui penguapan. Sekarang kita melihat hubungan dari arah sebaliknya.
Atmosfer melalui curah hujan dapat mengubah salinitas laut. Dengan demikian, hubungan laut dan atmosfer memang benar-benar berlangsung dua arah.
Mengapa Daerah Tropis Memiliki Salinitas yang Rendah?
Jika penguapan meningkatkan salinitas, lalu mengapa wilayah tropis yang memiliki proses penguapan tinggi dapat memiliki salinitas yang relatif rendah?
Jawabannya berkaitan dengan keseimbangan antara penguapan dan curah hujan.
 |
Peta salinitas laut bagian permukaan dalam satuan gr/Kg. Terlihat wilayah laut Indonesia memiliki kadar garam yang lebih rendah terkait tingginya curah hujan. Sumber: https://www.esa.int/ |
Di daerah tropis, proses curah hujan berlangsung sangat kuat. Tutupan awan juga relatif tinggi sehingga proses hidrologi berlangsung aktif.
Buku ini menjelaskan bahwa evaporasi maksimum terjadi di daerah subtropis, antara lain karena adanya adveksi udara dingin yang salah satunya berkaitan dengan Hadley cell.
Sementara itu, evaporasi di daerah tropis relatif minimum karena udara sudah lembap atau mendekati jenuh dan tutupan awan cukup tinggi. Curah hujan justru tinggi terutama di sekitar khatulistiwa.
Akibatnya, distribusi salinitas permukaan laut tidak hanya ditentukan oleh temperatur, tetapi juga oleh keseimbangan antara evaporasi dan curah hujan.
Bahkan secara global, pola evaporasi dikurangi curah hujan memiliki kemiripan dengan pola distribusi salinitas permukaan laut.
Hal ini menunjukkan bahwa salinitas dapat menjadi salah satu "rekaman" dari proses atmosfer yang terjadi di atas laut.
Curah Hujan dan Evaporasi Mengubah Laut dari Atas
Permukaan laut merupakan tempat pertama terjadinya perubahan. Ketika matahari memanaskan permukaan laut, sebagian energi digunakan untuk proses penguapan.
Sekitar 51% energi yang diserap lautan digunakan oleh proses penguapan. Penguapan tersebut sekaligus menjadi komponen penting dalam neraca massa air di lautan.
Air yang menguap kemudian masuk ke atmosfer. Pada kondisi tertentu, udara menjadi jenuh dan uap air mengalami kondensasi. Jika proses tersebut berlangsung di atmosfer, dapat terbentuk awan dan kemudian hujan.
Air hujan selanjutnya kembali ke permukaan bumi, termasuk ke laut. Dengan demikian, terdapat hubungan yang terus berulang:
laut → evaporasi → atmosfer → kondensasi → hujan → laut.
Tetapi proses tersebut juga mengubah karakteristik air laut. Evaporasi cenderung meningkatkan salinitas, sedangkan curah hujan menurunkannya.
Karena kedua proses tersebut berlangsung terus menerus, maka permukaan laut tidak pernah benar-benar dalam kondisi statis.
Temperatur dan Salinitas Menentukan Berat Jenis Air Laut
Ada satu hal penting dari pembahasan salinitas yang perlu kita pahami. Perubahan temperatur dan salinitas akan memengaruhi berat jenis atau densitas air laut.
Ketika temperatur air laut turun, berat jenisnya meningkat. Air menjadi lebih berat sehingga cenderung bergerak ke bawah.
Sebaliknya, penurunan salinitas menyebabkan berat jenis air menurun. Di sinilah terdapat perbedaan pengaruh antara temperatur dan salinitas.
Penurunan temperatur → densitas meningkat → stratifikasi cenderung lebih stabil.
Sedangkan:
penurunan salinitas → densitas menurun → stratifikasi dapat menjadi tidak stabil.
Pada umumnya, pengaruh penurunan temperatur lebih kuat daripada pengaruh penurunan salinitas sehingga laut memiliki stratifikasi yang relatif stabil.
Dengan demikian, temperatur dan salinitas tidak dapat dipelajari secara terpisah ketika kita ingin memahami pergerakan massa air laut.
Apa yang Dimaksud dengan Stratifikasi Laut?
Bayangkan sebuah kolom air laut dari permukaan hingga kedalaman tertentu. Temperatur dan salinitas pada setiap kedalaman tidak selalu sama.
Perbedaan tersebut menghasilkan perbedaan densitas sehingga terbentuk lapisan-lapisan air. Perlapisan ini disebut stratifikasi.
 |
| Stratifikasi di lautan berdasarkan suhu, kadar garam dan kerapatan air. Gambar: https://www.open.edu/ |
Jika lapisan yang lebih ringan berada di atas lapisan yang lebih berat, kondisi tersebut cenderung stabil karena air yang lebih ringan tidak mudah bergerak ke bawah dan air yang lebih berat tidak mudah bergerak ke atas.
Sebaliknya, jika susunan densitas memungkinkan air yang lebih berat berada di atas air yang lebih ringan, maka kondisi menjadi tidak stabil dan memungkinkan terjadinya pergerakan vertikal.
Dalam laut, proses konveksi relatif lebih jarang terjadi dibandingkan di atmosfer karena stratifikasi laut lebih stabil.
Sebagian besar pergerakan massa air laut lebih kuat dipengaruhi oleh adveksi, yaitu perpindahan massa air secara horizontal.
Mengapa Laut Lebih Stabil Dibandingkan Atmosfer?
Sampai di sini kita dapat melihat perbedaan menarik antara laut dan atmosfer. Atmosfer secara normal cenderung lebih mudah mengalami pergerakan vertikal.
Udara hangat memiliki daya apung lebih besar sehingga cenderung bergerak naik, sedangkan udara dingin cenderung turun.
Pergerakan vertikal massa udara tersebut dikenal sebagai konveksi.
Pada musim hujan, tambahan suplai uap air dapat memberikan tambahan daya apung sehingga pergerakan vertikal atmosfer menjadi lebih kuat. Uap air tersebut dapat bergerak naik hingga mencapai level dimana terjadi kondensasi dan pembentukan awan.
Kondisinya berbeda dengan laut. Massa air memiliki daya apung yang lebih kecil dibandingkan massa udara dan stratifikasi laut lebih stabil.
Karena itu, adveksi lebih dominan daripada konveksi di laut. Ini menjadi salah satu perbedaan mendasar antara dinamika laut dan atmosfer.
Lalu Apa Hubungannya dengan Isotherm?
Sekarang kita masuk pada konsep yang menjadi bagian penting dalam pembahasan ini, yaitu isotherm. Isotherm adalah lapisan dimana temperatur tidak berubah terhadap ketinggian atau kedalaman.
Di atmosfer, perubahan temperatur terhadap ketinggian sangat menentukan kestabilan.
Secara normal, pada lapisan bawah atmosfer temperatur menurun terhadap ketinggian. Udara yang lebih hangat berada di bawah dan cenderung bergerak naik karena memiliki daya apung.
Namun pada kondisi tertentu dapat terbentuk lapisan dimana temperatur tidak berubah terhadap ketinggian atau bahkan meningkat terhadap ketinggian.
Lapisan yang temperaturnya meningkat terhadap ketinggian disebut inversi. Baik lapisan isotherm maupun inversi dapat menyebabkan atmosfer menjadi lebih stabil.
Isotherm dan Inversi Lebih Mudah Ditemukan pada Musim Kemarau
Pada musim kemarau, kondisi atmosfer cenderung lebih stabil karena beberapa faktor yang mendukung pergerakan vertikal tidak terlalu kuat.
Buku ini menjelaskan bahwa angin yang kuat pada lapisan atas dapat memecah lapisan instabilitas atmosfer sehingga sering ditemukan lapisan isotherm maupun inversi.
Kondisi tersebut membuat udara cenderung lebih stabil.
Pada saat yang sama, suplai uap air dari permukaan juga berkurang karena suhu muka laut cenderung lebih dingin pada musim kemarau.
Pendinginan suhu muka laut tersebut berkaitan dengan posisi matahari yang pada musim kemarau tidak berada di atas wilayah Indonesia sehingga radiasi matahari yang diterima wilayah maritim Indonesia berkurang.
Dengan demikian, perubahan musim tidak hanya dapat dilihat dari curah hujan.
Perubahan temperatur laut, kelembapan dan struktur vertikal atmosfer juga menjadi bagian dari perubahan tersebut.
Ketika Laut Mengubah Atmosfer
Sekarang kita dapat kembali kepada benang merah artikel pertama. Laut mempunyai kapasitas besar untuk menyimpan panas.
Laut juga menjadi sumber uap air bagi atmosfer. Sekarang kita tambahkan satu hal lagi:
laut memiliki struktur temperatur dan salinitas yang menentukan kestabilan massa air.
Perubahan tersebut dapat memengaruhi proses perpindahan panas dan massa.
Arus laut membawa massa air dengan temperatur yang berbeda ke wilayah lain. Ketika massa air tersebut berpindah, temperatur kolom air laut dapat berubah.
Perubahan temperatur laut kemudian memberikan respons terhadap atmosfer di atasnya.
Buku ini memberikan gambaran bahwa aliran arus laut dapat membawa perubahan suhu pada kolom air yang dilewatinya. Perubahan tersebut kemudian dapat mengubah kondisi atmosfer di atasnya.
Jadi, arus laut bukan hanya memindahkan air. Arus laut juga memindahkan panas. Dan ketika panas berpindah, atmosfer di atasnya juga dapat memberikan respons.
Laut sebagai Pengatur Cuaca
Dari pembahasan ini kita dapat melihat bahwa laut mempunyai beberapa peranan sekaligus.
- Pertama, laut menyimpan panas.
- Kedua, laut memasok uap air melalui penguapan.
- Ketiga, curah hujan dan penguapan mengubah salinitas permukaan laut.
- Keempat, temperatur dan salinitas mengubah densitas air laut.
- Kelima, perbedaan densitas membentuk stratifikasi dan memengaruhi pergerakan massa air.
- Keenam, arus laut memindahkan panas dari satu tempat ke tempat lainnya.
- Dan akhirnya, perubahan panas serta uap air tersebut kembali memberikan pengaruh terhadap atmosfer.
Dengan demikian, hubungan laut dan atmosfer yang kita bahas pada artikel sebelumnya menjadi semakin jelas.
Atmosfer memengaruhi laut, dan laut kembali memengaruhi atmosfer. Tidak ada proses yang benar-benar berdiri sendiri.
Mengapa Ini Penting untuk Indonesia?
Indonesia merupakan wilayah kepulauan yang sebagian besar wilayahnya berupa laut. Karena itu, memahami kondisi atmosfer tanpa memperhatikan laut akan memberikan gambaran yang tidak lengkap.
- Perubahan curah hujan dapat mengubah salinitas permukaan.
- Perubahan evaporasi juga mengubah salinitas.
- Perubahan temperatur dan salinitas kemudian memengaruhi densitas air laut.
- Densitas menentukan stratifikasi.
- Stratifikasi memengaruhi pergerakan massa air.
- Sementara pergerakan massa air membawa panas ke wilayah lain.
Pada akhirnya, perubahan kondisi laut tersebut dapat memberikan respons kembali kepada atmosfer dan memengaruhi kondisi cuaca.
Rangkaian tersebut dapat kita sederhanakan menjadi:
curah hujan dan evaporasi → salinitas → densitas → stratifikasi → pergerakan massa air → distribusi panas → atmosfer.
Inilah salah satu alasan mengapa dalam meteorologi laut, pengamatan temperatur dan salinitas menjadi sangat penting.
Kesimpulan
Salinitas dan temperatur bukan hanya parameter untuk menggambarkan kondisi air laut. Keduanya merupakan bagian penting dari sistem yang mengatur struktur dan pergerakan massa air laut.
Curah hujan menambahkan air tawar dan cenderung menurunkan salinitas, sedangkan penguapan mengurangi air dari permukaan dan cenderung meningkatkan salinitas.
Pada saat yang sama, perubahan temperatur dan salinitas memengaruhi densitas air laut dan kemudian membentuk stratifikasi.
Laut memiliki stratifikasi yang relatif lebih stabil dibandingkan atmosfer sehingga pergerakan horizontal atau adveksi lebih dominan dibandingkan konveksi.
Di atmosfer, sebaliknya, kondisi temperatur terhadap ketinggian sangat menentukan stabilitas. Lapisan isotherm dan inversi dapat membuat atmosfer menjadi lebih stabil, sementara perbedaan temperatur dan kandungan uap air dapat meningkatkan daya apung dan mendukung konveksi.
Dengan demikian, salinitas, temperatur, curah hujan, evaporasi dan stabilitas bukanlah proses yang berdiri sendiri.
Semuanya merupakan bagian dari hubungan yang lebih besar antara laut dan atmosfer.
Dan semakin kita memahami hubungan tersebut, semakin jelas pula bahwa untuk memahami cuaca dan iklim Indonesia, kita tidak cukup hanya melihat apa yang terjadi di atmosfer. Kita juga perlu melihat apa yang sedang terjadi di laut.
Referensi:
Aldrian, E. (2008). Meteorologi laut Indonesia. BMG.
Jika menurut anda artikel ini bermanfaat, maukah mentraktir kami secangkir kopi melalu "trakteer id"?
0 Comments
Terima kasih atas komentarnya. Mohon tidak meletakkan link hidup yah.