Distribusi vertikal suhu air laut

Suhu merupakan ukuran energi gerak partikel, suhu juga menyatakan ukuran hangat atau dinginnya suatu objek. Pada dasarnya profil suhu perairan secara vertikal akan berbeda-beda tergantung letak lintang masing-masing serta pola harian cuaca, musim dan iklim di tempat tersebut. Bagaimana distribusi suhu secara vertikal dan apa faktor yang menyebabkannya akan dijelaskan di artikel ini. 

Penyebab Perbedaan Profil Vertikal Suhu Perairan

Seperti yang kita ketahui bahwa suhu vertikal di perairan dibagi menjadi tiga lapisan yaitu lapisan permukaan/ tercampur (mixed surface layer), lapisan termoklin (thermoklin layer) dan lapisan dalam (deep layer).
Setiap lapisan tersebut dapat mengalami perubahan karena berbagai faktor, yang sangat berpengaruh terhadap stratifikasi suhu perairan adalah interaksi antara atmosfer dan laut. Sebelum lanjut, baca juga tentang Suhu Air Laut (klik di sini)

Berikut akan diuraikan mengenai penyabab perbedaan profil vertikal perairan.

Lapisan tercampur (mixed layer)

Permukaan laut merupakan bagian laut yang memiliki kontak langsung dengan atmosfer. Moomentum flux Udara laut, panas dan periaran yang tawar merupakan gaya eksternal utama yang bekerja pada permukaan lautan. Fitur yang sangat menonjol pada profil vertikal suhu di permukaan adalah lapisan tercampur (mix layer).

Suhu air di permukaan dipengaruhi oleh kondisi meteorologi, Faktor –faktor yang berperan di sini antara lain :

1. hujan,
2. penguapan,
3. kelembaban udara,
4. suhu udara,
5. kecepatan angin,
6. dan intensitas cahaya matahari.

Faktor-faktor meteorologi di atas di tampilkan pada gambar berikut :

Oleh sebab itu suhu pada daerah permukaan mengikuti pola musimanan. Misalnya pada teluk Jakarta ditemukan suhu rata-rata musiman bervariasi antara 28-30°C. Dalam setahun terdapat dua kali maksimum masing-masing terjadi pada Musim Pancaroba Awal Tahun sekitar bulan April-Mei dan sekali lagi pada Musim Pancaroba Akhir Tahun sekitar bulan November. Hal ini terjadi karena pada musim pancaroba angin biasanya lemah dan laut sangat tenang hingga proses pemanasan pada permukaan dapat terjadi dengan lebih kuat. Pada Musim Barat Desember – Februari, suhu turun mencapai minimum yang bertepatan pula dengan angin yang kuat dan curah hujan yang tinggi.

Lihat juga untuk perairan Laut Banda (klik di sini)

Secara alami suhu di permukaan relatif hangat, karena mendapat radiasi matahari pada siang hari. Angin yang bertiup di lautan mengendalikan ketebalan lapisan tercampur, lapisan ini memiliki temperatur yang konstan, dan nilai ini akan berubah paa kedalaman tertentu. Besarnya jarak suhu berubah-ubah, namun biasanya suhu pada bagian bawah/dasar lapisan tercampur hanya berkisar 0.02-0,1° lebih dingin dari suhu permukaan. Dengan catatan bahwa pada lapisan tercampur nilai suhu adalah konstan.

Karena adanya pengaruh arus pasang surut, lapisan ini menjadi lebih tebal lagi. Dilapisan dangkal, lapisan ini dapat terus terjadi hingga dasar perairan.

Lapisan tercampur pada daerah tropis dan lintang sedang memiliki kedalaman 10-200 meter. Kedalaman lapisan ini akan bervariasi dari hari ke hari atau dari musim ke musim, yang diwakili oleh dua proses :

1. Heat budget yang melalui permukaan yang panas dan permukaan air yang dingin. Perubahan temperatur mengubah densitas secara kontras antara lapisan tercampur dan perairan dalam. Semakin besar kontras, maka akan lebih banyak tenaga yang dibutuhkan untuk mencampur lapisan di bagian bawah dan visa-versa.

2. Turbulensi pada lapisan tercampur, mencampur panas ke bagian bawah lapisan. Turbulensi bergantung pada kecepatan angin dan intensitas pecahan gelombang.  Turbulensi dapat mengaduk lapisan serta dapat mencampur perairan sampai pada lapisan thermoklin.

Pada daerah lintang sedang, lapisan tercampur akan lebih tipis akhir pada musim panas ketika angin akan sangat lemah dan terjadi pemanasan pada lapisan permukaan. Pada saat pemanasan sangat kuat, ketebalan lapisan hanya beberapa meter.

Sumber : Introduction of Oceanography, hal 82

Sumber : Introduction of oceanography, hal 77

Perairan yang hangat akan berlokasi di sekitar equator dan perairan yang lebih dingin akan berada pada daerah kutub. Deviasi dari zonal sangat kecil. Daerah equator di lintang 40°memiliki perairan yang cenderung lebih dingin pada bagian timur. Pada bagian utara dari lintang ini, perairan yang lebih dingin berada pada bagian barat.
Anomali temperatur permukaan laut pada sepanjang lautan sangat kecil. Kurang dari 1.5°C. Kecuali pada daerah Pasifik dengan selisih yang dapat mencapai 3°C.
Jarak tahunan pada temperatur permukaan tertinggi terdapat pada daerah lintang rendah, terutama pada baian barat samudera. Pada bagian barat, udara dingin bertiup dari pegunungan es dan mendinginkan lautan. Proses pendinginan di lautan lebih dominan dari proses heat budget. Pada daerah tropis, range /jarak suhu biasanya kurang dari 2°C.
Suhu permukaan laut (SPL) rata-rata ditentukan oleh pergantian panas antara laut dan atmosfer. Jika pemanasan matahari lokal adalah satu-satuanya penentu suhu permukaan laut, maka nilai SPL di seluruh dunia akan konstan, dengan nilai tertinggi di daerah kutub dan terendah di daerah kutub. Namun sebaran suhu permukaan mendekati distribusi suhu yang ditampilakan pada gbr. (4). Hal itu terjadi karena dua alasan sebagai berikut :

1. Arus meridional yang kuat mentransport massa air yang hangat ke dalam WBC (Western Boundary Layer) pada sepanjang pantai timur benua. Contohnya adalah Gulf-Stream  di utara Samudera Atlantik dan Arus Kurosiho di Utara Samudera Pasifik. Perairan yang dingin ditransport ke daerah equator sepanjang pantai barat benua.

2. Daerah-daerah upwelling pada pesisir perairan, misalnya di lepas pantai Peru dan Chili atau Nambia. Suhu permukaan menjadi dingin, akibat adanya pengangkatan massa air yang dingin dari kedalaman beberapa ratus meter.

Sumber: Elemen of Oceanografi hal 253.

Di daerah subtropis kedalaman lapisan tercampur bervarias antara 20-50 meter saat musim panas, dan pada musim dingin,kedalaman mencapai 70-120 meter. Pada daerah sub polar lapisan tercampur yang terbentuk dapat mencapai beberapa ratus meter selama musim dingin.

Lapisan termoklin (thermoklin layer)

Daerah tipis dimana terjadi perubahan suhu yang cepat di bawah lapisan tercampur disebut sebagai lapisan termoklin musiman. Lapisan ini berkaitan dengan pergantian temperatur, biasanya akan muncul pada panas dan akan menghilang di musim dingin. Di daerah khatulistiwa, perubahan panas atau dingin perairan, tidak akan cukup untuk menghilangkan thermoklin musiman ini.

Di bawah lapisan tercampur, temperatur air menurun cepat dengan kedalaman, kecuali di lintang tinggi atau biasa disebut sebagai lapisan termoklin. Jarak/ kisaran kedalaman dimana terjadi perubahan temperatur yang besar disebut thermoklin. Karena densitas berhubungan erat dengan temperatur, thermoklin juga tergantung pada lapisan dimana gradien densitas, yang disebut pycnoklin (lapisan perbatasan yang relatif tipis yang merupakan transisi antara massa air yang satu dengan yang lainnya. Lapisan ini sering disebut juga sebagai discontinuity layer, karena lapisan ini mencegah percampuran antara massa air yang ada di atas dan di bawahnya. Suhu di bawah lapisan tercampur sudah tidak dipengaruhi oleh kondisi meteorologi, tetapi lebih ditentukan oleh kedalaman ambang (sill depth) dan sirkulasi lapisan dalam.

Bentuk termoklin sedikit bervariasi sesuai dengan musim. Termoklin ini disebut termoklin musiman. Termoklin permanen memanjang di bawah termoklin musiman hingga pada kedalaman 1500-2000 meter. Pada daerah lintang tinggi, lapisan yang terjadi di bawah lapisan termoklin permanen mungkin lebih dingin dan tawar.

Lapisan dalam (deep layer)

Umumnya pada lapisan dalam suhu homogen, dan informasi yang diperoleh dari lapisan ini sangat minim. Namun, lapisan dalam dapat berkurang jika lapisan di atasnya bertambah, dan akan bertambah jika lapisan termoklin berkurang.