Karakteristik Arus Laut Permukaan di Selat Bali dan Laut Flores menggunakan HF Radar

Abstract

HF Radar atau High-Frequency Radar merupakan perangkat observasi kelautan yang memanfaatkan gelombang radio untuk mengukur kecepatan dan arah Arus Laut Permukaan (ALP). Umumnya perangkat ini dipasang di dekat pantai yang mengarah ke lautan lepas. Selat Bali dan Laut Flores merupakan dua perairan pertama yang dilakukan pemasangan HF Radar di Indonesia. Perairan tersebut dipilih karena memiliki rute pelayaran atau penyeberangan padat daerah wisata. Selain itu, ALP yang terbentuk di suatu perairan umumnya dipengaruhi oleh faktor pembangkit yang berasal dari atmosfer dan lautan. Penentuan faktor pembangkit ini penting sebagai informasi awal dalam mempelajari sifat fisik perairan setempat. Lebih lanjut, pemahaman karakteristik ALP di Selat Bali dan Laut Flores serta faktor yang mempengaruhi ALP belum dikaji secara mendetail. Berdasarkan latar belakang tersebut, tujuan penelitian ini adalah: (1) mengetahui karakteristik ALP di Selat Bali dan Laut Flores diurnal dan bulanan; dan (2) menerangkan faktor atmosfer-lautan pengendali ALP di Selat Bali dan Laut Flores.

Sebelum di analisa lebih lanjut, data HF radar dilakukan proses validasi dengan data Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) untuk mengetahui perbandingan keakurasian ALP. Selanjutnya, dilakukan perhitungan resultan arah dan kecepatan dari komponen zonal dan meridional ALP berdasarkan bulan dan jam pengukuran. Kemudian untuk mengetahui faktor pembangkit ALP digunakan metode korelasi silang normal yang memasangkan data ALP dari HF Radar dengan data pasang surut dan angin dari Automatic Weather Station (AWS). Khusus Laut Flores karena ketiadaan AWS, analisa faktor pembangkit dilakukan dengan melihat sebaran hubungan komponen zonal (u) dan meridional (v) ALP.

Hasil validasi data HF Radar dengan ADCP menunjukkan nilai RMSE, r2, dan Index Agreement masing-masing sebesar 6,4 cm/s; 0,86; dan 0,99. Dalam skala diurnal, karakteristik ALP di Selat Bali mengalami dua kali peningkatan dan penurunan kecepatan arus untuk sisi timur Pulau Jawa, sedangkan pada sisi barat Pulau Bali kecepatan arus relatif tenang. Dalam skala bulanan, kecepatan ALP tinggi pada bulan Juni sampai Agustus mencapai 140 cm/s dan menurun pada bulan Desember sampai Februari sekitar 20 cm/s. Baik skala diurnal maupun bulanan, ALP di Selat Bali cenderung menuju Samudera Hindia. Selanjutnya, dalam skala diurnal untuk Laut Flores, karakteristik kecepatan ALP di sisi utara Laut Flores umumnya seragam pada kisaran 0-10 cm/s, tetapi menjadi berfluktuatif di sisi selatan Laut Flores berkisar 20-40 cm/s. Dalam skala bulanan, karakteristik kecepatan dan arah ALP di Laut Flores umumnya cenderung tidak beraturan, kecuali ALP pada sisi selatan Laut Flores yang selalu menuju sisi timur Pulau Komodo. Lebih lanjut, faktor pembangkit ALP di Selat Bali dipengaruhi oleh pasang surut, sedangkan di Laut Flores oleh angin berdasarkan kasus siklon tropis Seroja. Pemahaman karakteristik ALP di dua perairan tersebut membantu menyediakan informasi cuaca maritim dan mendukung keselamatan pelayaran.

HF Radar or High-Frequency Radar is a marine observation instrument that utilizes radio waves to measure the speed and direction of the Surface Ocean Current (SOC). Use this instrument installed near the coast leading to the open sea. The Bali Strait and the Flores Sea were the first two waters to install the HF Radar in Indonesia. These waters were chosen because they have dense routes or crossings of tourist areas. In addition, the SOC is formed in waters formed by generating factors from the atmosphere and oceans. Determining this generating factor is vital as initial information in studying local waters physical properties. Furthermore, the understanding of the characteristic of SOC in the Bali Strait and the Flores Sea and the factors affecting SOC has not been studied in detail. Based on the background, the objectives of this study are: (1) to determine the ALP signal in the Bali Strait, and Flores Sea diurnal and monthly; and (2) to explain the atmosphere-ocean factors controlling ALP in the Bali Strait and the Flores Sea.

Before further analysis, the HF radar data was validated with the Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) data to see the accuracy. Furthermore, the calculation of the resultant direction and velocity of the zonal and meridional SOC components based on the month and hour of measurement is performed. To determine the SOC generation factor using a normal cross-correlation method that pairs the SOC data from the HF Radar with tidal and wind data from the Automatic Weather Station (AWS). Especially for the Flores Sea, due to the absence of AWS, the generator factor analysis was carried out by looking at the scattering distribution between the zonal (u) and meridional (v) SOC components.

The HF Radar data validation results with ADCP showed the values of RMSE, r2, and Index Agreement were 6,4 cm/s; 0,86; and 0,99, respectively. On a diurnal scale, the SOC characteristic in the Bali Strait has increased and decreased the current speed twice for the eastern side of Java Island, while on the west side of Bali the current speed is relatively calm. Monthly, the high SOC velocity in June to August reaches 140 cm/s and decreases from December to February around 20 cm/s. On both diurnal and monthly scales, the SOC in the Bali Strait tends towards the Indian Ocean. Furthermore, on a diurnal scale for the Flores Sea, the SOC velocity on the north side of the Flores Sea is generally uniform in the range of 0-10 cm/s but fluctuates on the south side of the Flores Sea in the field of 20-40 cm/s. Monthly, the SOC speed and direction in the Flores Sea generally tends to be irregular, except for the SOC on the south side of the Flores Sea which always goes to the east side of Komodo Island. Furthermore, the SOC generating factors in the Bali Strait were instructed by tides, while in the Flores Sea caused by wind-based on the case of Tropical Cyclone Seroja. Understanding the characteristics of the SOC in these two waters helps provide maritime weather information and support navigation safety.