UPWELLING DAN EL-NINO

1. Proses Upwelling

Angin menyebabkan pergerakan arus secara vertikal disamping arus permukaan secara horisontal. Untuk memahami pergerakan air secara vertikal tersebut, kita harus tinjau Spiral Ekman. Transport netto lapisan permukaan (dikenal dengan Transport Ekman) adalah 90⁰ ke arah kanan di belahan bumi utara. Normalnya, air permukaan menanggapi gaya tersebut dengan bergerak seperti suatu irisan (Gross, 1992).

Angin yang mendorong lapisan air permukaan mengakibatkan kekosongan di bagian atas, akibatnya air yang berasal dari bawah menggantikan kekosongan yang berada di atas. Oleh karena air yang dari kedalaman lapisan belum berhubungan dengan atmosfer, maka kandugan oksigennya rendah dan suhunya lebih dingin dibandingkan dengan suhu air permukaan lainnya (www.e-dukasi.net).

Walaupun sedikit oksigen, arus ini mengandung larutan nutrien seperti nitrat dan fosfat sehingga cederung mengandung banyak fitoplankton. Fitoplankton merupakan bahan dasar rantai makanan di lautan, dengan demikian di daerah upwelling umumnya kaya ikan (www.e-dukasi.net).

Rendahnya temperatur permukaan laut menyebabkan hilangnya panas dan mengubah iklim local. Air bawah permukaan yang dibawa ke permukaan dari kedalaman 100-200 meter kaya akan nutrien, yang mendukung pertumbuhan. Daerah upwelling ini mendukung pertumbuhan organisme laut yang menyediakan sekitar setengah perikanan dunia (Gross, 1992).

Coastal Upwelling

Di dekat pantai, angin berhembus sejajar dengan garis pantai menyebabkan satu lapisan air permukaan yang tebalnya beberapa puluh meter untuk bergerak menjauhi atau menuju pantai. Gesekan angin yang berhembus sepanjang permukaan laut menyebabkan air mulai bergerak, efek Coriolis membelokkannya ke kanan (di belahan bumi utara), dan transport Ekman menggerakkannya ke arah laut. Coastal upwelling terbentuk ketika air di permukaan tersebut digantikan oleh air dari lapisan dalam yang naik di sepanjang pantai (Tom Garrison, 1993).

Gambar. Proses Coastal Upwelling (Apollo.lsc.vsc.edu).

Air yang dibawa naik juga kaya akan nutriens dan daerah pantai tersebut menjadi daerah penangkapan ikan yang sangat penting. Pantai yang mengalami upwelling paling penting ditemukan di sebelah timur arus-arus batas subtropical gyres, yakni Peru/Chili, California, Benguela, dan arus Canary. Arus Somalia, Arab Timur, dan selatan Jawa menghasilkan upwelling musiman.

(www.amsglossary.allenpress.com)

Upwelling khususnya terlihat jelas pada sisi timur basin samudera, dimana lapisan permukaan relatif tipis. Banyak upwelling terjadi di dekat pantai, biasanya di daerah sepanjang beberapa puluh kilometer, sering terletak di dekat tanjung atau garis pantai yang tak teratur. Suatu bagian air yang terbawa naik sering memiliki plume air dingin yang terbentang ke arah laut sepanjang beberapa kilometer. Plume tersebut bergerak bersama dengan arus di pantai (Gross, 1992).

Equatorial Upwelling

Daerah ekuator juga merupakan daerah terjadinya upwelling, yang juga disebabkan oleh adanya angin dan oleh adanya perubahan arah pada efek Coriolis di ekuator. Di utara ekuator, transport Ekman adalah ke arah kanan dari arah angin (ke barat laut) pada angin pasat timur laut, sedangkan air permukaan bergerak menjauhi ekuator. Di selatan ekuator, transport Ekman adalah ke arah kiri terhadap angin pasat tenggara (ke arah barat daya), juga menjauhi ekuator. Sehingga di ekuator terjadi zona divergensi, dimana air di bawah permukaan dibawa ke zona fotik (Gross, 1992).

Karena equator secara meteorologis biasanya terletak sekitar 5⁰ utara terhadap equator secara geografis, arus selatan equator di samudera Atlantik dan Pasifik melewati equator secara geografis. Meskipun edek Coriolis lemah di dekat geografis equator, dan bernilai nol tepat pada equator, air yang bergerak pada arus di sisi lain equator dibelokkan ke arah kutub dan digantikan oleh air dari lapisan dalam (Tom Garrison, 1993).

Downwelling

Air yang digerakkan ke arah garis pantai akan menyebabkan lapisan permukaan menjadi tebal dan dipaksa bergerak turun, dan kembali ke arah laut melalui paparan benua, prosesnya dinamakan downwelling. Pada kasus ini, slope permukaan laut yang dihasilkan menciptakan arus yang tegak lurus garis pantai (Gross, 1992). Downwelling tersebut membantu mensuplai gas terlarut pada air di lapisan dalam dan membantu dalam distribusi organisme. Tidak seperti upwelling, downwelling ini tidak memiliki efek langsung pada iklim atau produktivitas pada pantai di dekatnya (Tom Garrison, 1993).

Gambar. (a) Daerah upwelling (b) Daerah downwelling (www.e-dukasi.net)

Efek-efek dari Upwelling

Secara ekologis, efek dari upwelling berbeda-beda, namun ada dua akibat utama yang patut diperhatikan.

Pertama, upwelling membawa air yang dingin dan kaya nutrien dari lapisan dalam, yang mendukung pertumbuhan seaweed dan blooming phytoplankton. Blooming phytoplankton tersebut membentuk sumber energi bagi hewan-hewan laut yang lebih besar termasuk ikan laut, mamalia laut, serta burung laut. Walaupun upwelling di daerah pantai hanya mencakup 1 persen dari permukaan laut, namun memberikan kontribusi sebesar 50 persen dari perikanan dunia.

Akibat kedua dari upwelling adalah pada pergerakan hewan. Kebanyakan ikan laut dan invertebrata memproduksi larva mikroskopis yang melayang-layang di kolom air. Larva-larva tersebut melayang bersama air untuk beberapa minggu atau bulan tergantung spesiesnya. Untuk spesies dewasa yang hidup di dekat pantai, upwelling dapat memindahkan larvanya jauh dari habitat asli, sehingga mengurangi harapan hidupnya. Upwelling memang dapat memberikan nutrien pada perairan pantai untuk produktifitas yang tinggi, namun juga dapat merampas larva ekosistem pantai yang diperlukan untuk mengisi kembali populasi pantai tersebut (oceanexplorer.noaa.gov).

Upwelling di Indonesia

Gejala upwelling dapat dipantau oleh satelit cuaca NOAA dan dijadikan sebagai tanda akan dimulainya musim panen ikan 14 hari setelah upwelling terjadi. Bagi nelayan modern dapat memanfaatkan informasi NOAA untuk persiapan panen. Pencurian ikan di berbagai laut di Indonesia umumnya para pencuri memantau gejala upwelling. Pada saat upwelling mereka pura-pura mencari ikan di daerah yang jauh dari perairan laut.

Gambar. Daerah upwelling di Indonesia (www.e-dukasi.net).

Akan tetapi 14 hari kemudian mereka meluncur dengan kekuatan penuh menuju perairan Indonesia. Dengan gesit mereka mengeruk ikan yang lagi banyak-banyaknya. Mereka lolos dari pengejaran patroli perairan Indonesia karena perlengkapan kita belum dapat melacak keberadaan mereka (www.e-dukasi.net).

2. Proses El-Nino

Bertahun-tahun, nelayan Peru tahu bahwa masuknya air hangat tiap beberapa tahun akan mengakibatkan berkurangnya populasi ikan Anchovy, sumber perikanan utama mereka dan sumber makanan bari burung-burung laut. Fenomena masuknya air hangat tersebut biasanya terjadi di dekat waktu Natal dan diberikan nama El-Nino, “The Child.” (Harold, 1994).

Selama tahun 1920, G.T.Walker mengidentifikasi apa yang disebutnya “Southern Oscillation (SO)”, berhubungan dengan kondisi dimana system tekanan tinggi selama musim panas di Pasifik selatan terjadi bersamaan dengan terbentuknya system tekanan rendah di atas daerah Indo-Australia. Perbedaan tekanan tersebut berkurang ketika angin pasat melemah, temperatur air permukaan di bagian timur Pasifik bertambah, dan aliran Equatorial Counter Current bartambah. Periode rata-rata osilasi tersebut adalah 3 tahun, namun rangenya dari 2 hingga 10 tahun. Saat ditemukan bahwa El-Nino rupanya berhubungan dengan Southern Oscillation, maka kejadian yang ada mulai disebut sebagai peristiwa El-Nino Southern Oscillation (ENSO). Telah ada 9 peristiwa ENSO selama 1950-1993 (Harold, 1994).

El-Nino merupakan sirkulasi anomali udara dan samudera. Saat dorongan angin pasat terputus atau melemah, air equator yang hangat yang seharusnya secara normal mengalir ke arah barat di equator Pasifik, berbalik mengalir ke timur. Kebanyakan alirannya secara alami adalah equatorial counter current yang diperkuat, namun para oseanografer telah menemukan bahwa equatorial under current di Pasifik juga bertambah volumenya selama El-Nino (Tom Garrison, 1993).  

Aliran normal ke arah utara dari arus Peru yang dingin terpecah atau tergantikan dengan air hangat. Arus yang kaya akan nutrien yang terbawa ke permukaan tersebut berperan dalam produktivitas biologis yang tinggi di lepas pantai Peru dan Chili. Saat arus Peru melemah, ikan dan burung laut yang tergantung pada kehidupan yang dikandungnya, mati atau berpindah ke tempat lain (Tom Garrison, 1993).

Normalnya, Southern Oscillation mempengaruhi angin pasat tenggara, yang berkumpul di sel tekanan rendah di Indo-Australia, dan menghasilkan laju presipitasi tinggi di daerah dengan tekanan rendah. Suatu massa air paling hangat di lautan dunai dengan skala besar yang berada di bawah sel tekanan rendah tersebut terdorong ke sana oleh angin pasat. Termoklin di daerah hangat tersebut tidak terbentuk hingga kedalaman lebih dari 100 meter. Sebaliknya, termoklin terbentuk pada kedalaman 30 m di sebelah timur equator Pasifik. Udara kering turun di sel dengan tekanan tinggi di Pasifik bagian selatan, di pantai barat Amerika Selatan, dan pantai tersebut ditandai dengan laju evaporasi tinggi. Namun bagaimanapun, kondisi-kondisi tersebut berubah saat terjadi ENSO (Harold, 1994).

Satu tanda awal terjadinya ENSO adalah pergerakan sel dengan tekanan rendah di Indo-Australia ke arah timur yang dimulai dari Oktober atau November. Pada kasus yang ekstrim, kekeringan yang hebat dapat terjadi di Australia karena sel dengan tekanan rendah bergerak terlalu jauh ke timur.

Bersamaan terjadinya dengan pergeseran sel dengan tekanan rendah Indo-Australia ke arah timur, equator meteoroligis, atau zona konvergensi intertropical (ITCZ), dimana angin pasat timur laut dan angin pasat tenggara bertemu dan naik, bergerak ke selatan. Perpindahan musiman tersebut normalnya terjadi dari 10⁰ lintang utara pada bulan Agustus hingga 3⁰ lintang utara pada bulan Februari, namun saat ENSO, perpindahan ke arah selatan akan terjadi hingga ke selatan ekuator di Pasifik bagian timur. Berkaitan dengan perpindahan tersebut, adalah melemahnya angin pasat, berkurangnya upwelling di Pasifik bagian equator, beberapa bulan setelah dimulai, dan disertai dengan kembalinya kondisi normal secara berangsur-angsur yang dimulai dari daerah tropis di Pasifik bagian tenggara dan menyebar ke arah barat (Harold, 1994).

Selama terjadi El-Nino, tinggi muka air laut dan temperaturnya naik pada bagian tengah batas timur Pasifik. Air hangat menyebabkan evaporasi meningkat dan tekanan udara rendah akan terbentuk di sekitar 2000 km sebelah barat Peru. Udara lembab yang naik pada daerah ini menyebabkan persipitasi tinggi pada daerah yang biasanya kering. Habitat darat dan laut dapat terpengaruh dengan perubahan ini (Tom Garrison, 1993).

Di akhir peristiwa El-Nino, temperatur rata-rata berada di bawah normal terjadi di Pasifik bagian timur. Pendinginan tersebut dinamakan La Nina dan dikaitkan sebagai fenomena cuaca kebalikan dari El-Nino. Contohnya, angin munson di samudera Hindia menjadi lebih kering daripada biasanya saat terjadi El-Nino, dan menjadi lebih basah daripada biasanya saat terjadi La Nina.

ENSO sangat parah terjadi pada 1982-1983 yang menyebabkan kekeringan yang parah di Australia dan Indonesia.

Pada November 1982, 17 juta burung dewasa yang biasanya mendiami Kiritimati telah meninggalkan tempatnya. Kejadian tersebut menunjukkan parahnya ENSO yang terjadi di Pasifik tengah (Harold, 1994).

 

3. Dampak El-Nino terhadap Upwelling

Satu proses laut yang berubah selama El-Nino adalah upwelling. Keefektifan upwelling dan kemampuannya untuk mendukung berlimpahnya kehidupan laut umumnya tergantung pada kedalaman thermoklin. Selama El-Nino, lapisan thermoklin akan makin dalam, sehingga membatasi nutrien yang dibawa ke permukaan laut pada saat proses upwelling hingga akhirnya juga berdampak besar pada hasil perikanan (www.atmos.uiuc.edu/go/dept).

Thermoklin adalah lapisan transisi antara mixed layer di permukaan dan lapisan air dalam. Mixed layer dekat dengan permukaan dimana temperaturnya kira-kira sama dengan permukaan. Di lapisan thermoklin, temperatur berkurang dengan drastis dari temperatur mixed layer hingga temperatur air dalam yang lebih dingin. Mixed layer dan deep layer memiliki temperatur yang relative seragam, sedangkan termoklin merepresentasikan zona transisi antara dua lapisan itu (www.atmos.uiuc.edu/go/dept).

please, after reading an article or would leave this page, leave a comment .>.>. . . (^_^)

Diasumsikan bahwa menyebarnya lapisan air hangat yang tebal di sekitar samudera mencegah naiknya nutrien ke permukaan air, menyebabkan ikan melakukan pencarian makanan di tempat lain. Burung-burung pada gilirannya juga dipaksa pergi untuk mencari ikan. Jika burung-burung tidak menemukan persediaan ikan yang dibutuhkan, maka anak-anaknya dan burung dewasa dipastikan akan mati dalam persentase yang tinggi (Harold, 1994).