Suhu dan Kandungan Panas Perairan : Aspek Fisik
Arsip Cofa No. C 151
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Suhu Air Permukaan Laut
Suhu permukaan laut tergantung pada jumlah radiasi matahari yang diterima permukaan tersebut dan menentukan jumlah panas yang diradiasikan kembali ke atmosfer : makin tinggi suhu suatu permukaan, makin banyak panas yang diradiasikan kembali. Panas juga dipindahkan melintasi permukaan laut oleh konduksi dan konveksi, dan oleh efek penguapan. Bila suhu permukaan laut lebih tinggi daripada suhu udara yang ada tepat di atasnya, maka panas akan dipindahkan dari laut ke udara. Secara umum permukaan laut lebih hangat daripada udara yang ada di atasnya, sehingga terjadi kehilangan panas neto dari laut melalui proses konduksi. Kehilangan panas ini relatif tidak penting dibandingkan total panas yang keluar-masuk samudra, dan pengaruhnya bisa diabaikan bila tidak ada proses konveksi oleh angin, yang bertiup membawa udara hangat dari lokasi tepat di atas permukaan laut. Penguapan (perpindahan air ke atmosfer sebagai uap) merupakan mekanisme utama di mana laut kehilangan panas - sekitar satu ordo besaran lebih besar daripada panas yang hilang melalui konduksi ditambah konveksi. Jumlah panas yang hilang melalui penguapan adalah sama dengan kalor laten penguapan dikali laju penguapan (Open University, 2004).
Toleransi Ikan Mujaer (Cichlidae) Terhadap Suhu
Hubungan Suhu Udara dan Suhu Air Laut
Michie et al. (1991) mengumpulkan data suhu air dan salinitas permukaan laut untuk 10 stasiun di Darwin Harbour Northern Territory, Australia, selama 4 tahun dan satu stasiun di Teluk Shoal selama 7 tahun. Salinitas meningkat ke arah hilir dan selama musim kering hingga bulan Oktober. Suhu air mengikuti pola suhu udara maksimum dan tidak pernah melebihi 10 oC lebih rendah dibandingkan suhu udara. Suhu air laut tertinggi dilaporkan untuk bulan Oktober – November dan terendah pada bulan Juni dan Juli.
Kemungkinan Memacu Pertumbuhan Ikan Dengan Memanipulasi Suhu Air
Pengaruh Angin Terhadap Suhu Permukaan Laut
Wick et al. (1996) menganalisis hasil pengamatan dan dugaan respon perubahan suhu kulit permukaan laut yang luas terhadap perubahan kecepatan angin dan heat flux (keluar-masuknya panas) neto. Pengamatan terhadap perubahan suhu di Samudra Pasifik tropis dan Atlantik utara menunjukkan bahwa kecepatan angin mempengaruhi perubahan suhu melalui keluar-masuknya panas neto dan pengadukan turbulensi. Meningkatnya kecepatan angin secara khas meningkatkan keluar-masuknya panas neto, yang meningkatkan besarnya perubahan suhu. Pada saat yang sama, meningkatnya kecepatan angin menyebabkan peningkatan pengadukan, yang menurunkan besarnya perubahan suhu.
Hubungan Curah Hujan dan Suhu Permukaan Laut
Markham dan McLain (1977) melaporkan bahwa curah hujan di Ceara, Brazil, berhubungan dengan suhu permukaan laut di Samudra Atlantik selatan. Pengetahuan mengenai suhu permukaan laut memungkinkan untuk meramal curah hujan sebelum musim hujan dimulai. Mekanisme ini mungkin melibatkan fakta bahwa suhu laut mempengaruhi ketinggian pembalikan angin dan, dengan demikian, ketinggian lapisan udara lembab. Data ini juga menunjukkan keterkaitan antara suhu laut di bawah normal di Atlantik selatan dengan El Nino di Pasifik.
Pengaruh Hujan Terhadap Perairan
Pengaruh Turbulensi Terhadap Pertukaran Panas Antara Laut dan Udara
Veron et al. (2011) menyatakan bahwa pertukaran panas antara udara dan laut terutama dikendalikan oleh lapisan difusi molekular di dekat permukaan laut. Dengan perbedaan antara kinematic viscosity dan thermal diffusivity sebesar satu ordo besaran, sublapisan panas terletak di dalam analog momentumnya : sublapisan kental. Dengan demikian, laju pertukaran panas permukaan sangat dipengaruhi oleh kinematika dan dinamika permukaan; secara khusus, fenomena berskala kecil, seperti turbulensi dekat-permukaan, sangat berpotensi mempengaruhi keluar-masuknya panas melewati permukaan. Teori surface renewal (pembaharuan permukaan) telah dikembangkan untuk mengukur parameter-parameter perpindahan turbulen melewati sublapisan molekular. Teori ini berasumsi bahwa arus turbulen secara terus-menerus menggantikan massa air permukaan dengan sejumlah besar cairan, yang tidak dalam kondisi seimbang dengan atmosfer dan dengan demikian dapat memindahkan panas. Disimpulkan bahwa ada hubungan yang jelas antara pengukuran turbulensi permukaan secara langsung dan skala waktu pembaharuan permukaan rata-rata. Hubungan ini tidak ditentukan oleh mekanisme pembangkitan turbulensi. Diduga bahwa pengukuran turbulensi permukaan secara langsung bisa menghasilkan nilai dugaan yang lebih baik untuk keluar-masuknya panas antara udara dan laut.
Suhu Air di Kolam Budidaya Ikan
Karakteristik Suhu Air di Laut Tropis
Menurut Longhurst dan Pauly (1987) siklus harian radiasi matahari menghangatkan dan mendinginkan lapisan atmosfer bagian bawah tepat di atas permukaan laut sebesar 4 – 5 oC di daerah tropis, tetapi bahkan pada saat kondisi laut tenang siklus harian suhu air tepat di bawah permukaan laut adalah jauh lebih kecil. Di daerah-daerah lintang tinggi terjadi perubahan suhu harian yang nyata : di Laut Baltik bagian atas, suhu seluruh kolom air setebal 10 meter mungkin berubah antara siang dan malam sebesar hampir 2,0 oC. Perubahan suhu harian sebesar ini bisa timbul di daerah tropis hanya bila terjadi upwelling massa air dingin di dekat pantai dangkal berpasir.
Longhurst dan Pauly (1987) menyatakan bahwa di laut tropis timbul perbedaan suhu yang tajam. Hanya 15 – 20 meter di bawah permukaan laut tropis di Teluk Guinea, atau di lepas pantai barat Amerika Tengah, air mulai menjadi lebih dingin dan pada kedalaman 40 meter terdapat air dingin yang suhunya sekitar 16 oC. Dengan demikian massa air permukaan laut tropis yang hangat merupakan lapisan yang sangat tipis di atas massa air samudra yang dingin. Kedua zona suhu ini dipisahkan di seluruh daerah tropis dan subtropis oleh sebuah diskontinyuitas panas yang tajam yang mirip dengan termoklin musim panas di daerah lintang tinggi. Turbulensi akibat-angin menyebabkan panas dari lapisan permukaan teraduk ke bawah hingga mencapai titik kritis di mana density gradient (perbedaan densitas air) cukup kuat untuk mencegah massa air permukaan tersebut turun ke bawah.
Telah dikenal tiga jenis air permukaan di daerah tropis : air permukaan tropis (suhu 25 – 28 oC, salinitas 33 – 34 ‰), air permukaan katulistiwa (20 – 28 oC, 34 – 35 ‰) dan air permukaan subtropis (19 – 28 oC, 35 – 36,5 ‰). Klasifikasi ini berarti bahwa air di atas termoklin tropis adalah hangat dan asin kecuali bila upwelling di sepanjang katulistiwa membawa massa air yang lebih dingin, atau bila air permukaan dari gyre subtropis samudra tengah utama mengalir ke daerah tropis sehingga menjadi lebih hangat dan diencerkan oleh hujan tropis, bahkan bisa mencapai kondisi sedemikian hingga massa air yang dibawa gyre tersebut tidak bisa dibedakan dari massa air permukaan tropis sekitarnya (Longhurst dan Pauly, 1987).
Kapasitas Panas Air dan Pengaruh Bahan-Bahan Terlarut
Cole (1994) menyatakan bahwa kapasitas panas air murni adalah sangat tinggi, sekitar 1,0 atau 4,187 joule/gram.oC pada suhu 14,5 oC. Air laut yang nengandung 35 gram garam per kg air, mempunyai kapasitas panas spesifik lebih rendah, yaitu 0,93 atau 3,902 joule/gram.oC. Air tawar dari danau dan sungai, dengan demikian, mempunyai kapasitas panas yang sedikit lebih kecil dari 1,0 karena mengandung bahan-bahan terlarut. Hal ini berarti bahwa diperlukan kalori yang lebih sedikit untuk memanaskan air danau daripada air suling dengan volume yang sama. Perbedaan kapasitas panas antara air danau dan sungai dengan air suling dapat diabaikan dalam banyak kasus, tetapi untuk perairan di padang pasir perbedaan ini menjadi besar akibat tingginya konsentrasi mineral di basin perairan yang tertutup. Kapasitas panas air tawar dari danau di padang pasir bisa turun menjadi 0,924 karena mengandung 70 gram garam per liter air.
diposting oleh Yuli Astuti @ 08.11
0 Komentar
0 Komentar:
Posting Komentar
Berlangganan Posting Komentar [Atom]
<< Beranda