Pengembangan Teknologi Akustik Tomografi Pantai untuk Pemantauan Suhu dan Arus Laut di Perairan Teluk Balikpapan Kalimantan Timur

Abstract

Suhu dan arus laut merupakan faktor penting dalam oseanografi dan juga salah satu faktor penting dari kualitas suatu perairan sehingga pemantauan secara spasial dan temporal perlu dilakukan. Sebagian besar pendekatan pengukuran parameter fisik perairan seperti halnya parameter suhu dan arus laut umumnya didasarkan pada pengamatan baik secara langsung (insitu) maupun tidak langsung (inderaja), dimana pengamatan secara langsung dengan memanfaatkan perangkat conductivity temperature depth (CTD) untuk pengamatan suhu laut dan perangkat acoustic doppler current profiler (ADCP) untuk pengamatan arus laut dirasa sulit apabila diterapkan dengan jangka waktu yang lama (temporal) dan memiliki keterbatasan dengan cakupan area yang terbatas. Salah satu teknologi yang potensial efektif untuk dapat digunakan dalam melakukan pemantauan suhu dan arus laut adalah dengan menggunakan teknologi akustik tomografi pantai coastal acoustic tomography system (CATs). Akustik tomografi pantai merupakan suatu metode pengukuran secara akustik dengan menggunakan gelombang suara yang yang dipancarkan oleh transducer dari satu lokasi pada medium air laut dengan prinsip resiprokal transmisi suara. Teknologi ini dapat menjangkau daerah yang luas dan dapat melakukan pemetaan suhu dan arus laut perlapisan kedalaman. Tujuan penelitian ini adalah untuk melakukan pengembangan sistem pemantauan suhu dan arus laut serta diperolehnya peta spasial suhu dan arus laut khususnya di wilayah kajian penelitian. Penelitian dilakukan dengan menempatkan 4 stasiun akustik. Rekonstruksi nilai Suhu dilakukan dengan menggunakan persamaan cepat rambat gelombang suara yaitu menggunakan persamaan Mackenzie (1981). Sedangkan untuk rekonstruksi Arus laut dilakukan dengan menggunakan metode inversi matrik (invers problem). Model hidrodinamina juga dilakukan guna membandingkan hasil rekonstruksi dari tomografi dengan hasil keluaran model. Validasi hasil Suhu dari keluaran tomografi dibandingkan dengan data suhu hasil dari pengukuran insitu dari perangkat CTD untuk setiap pasangan stasiun tomografi, sedangkan validasi arus laut hasil keluaran tomografi dibandingkan dengan arus keluaran model hidrodinamika dimana hasil dari model arus di keluarkan nilai tinggi muka laut yang kemudian tinggi muka laut tersebut dibandingkan dengan nilai tinggi muka laut dari pengukuran insitu dengan tide gauge (pasang surut) hasil pengukuran lapangan selama 2 bulan. Berdasarkan hasil penelitian, hasil rekonstruksi suhu laut rata-rata pada lintasan Jejaring CATs berkisar 28oC – 30oC, dimana Stasiun P1P4 berkisar 28.6oC – 29.6oC, Stasiun P2P3 berkisar 28.3oC – 30.1oC, Stasiun P2P4 berkisar 28.5oC – 29.9oC, dan Stasiun P3P4 berkisar 28.3oC – 29.9oC. Uji validasi data suhu laut hasil pengukuran dengan metode akustik tomografi pantai dengan alat ukur CTD diperoleh akurasi antara nilai suhu laut hasil pengukuran dengan data CTD mencapai lebih dari 98% dengan nilai koefisien korelasi sebesar R=0.79. Sedangkan hasil rekonstruksi arus laut rata-rata pada lintasan Jejaring CATs Stasiun P1P4 kecepatan arus berkisar -0.28 – 0.42 Stasiun P2P4-0.52 – 0.1 Stasiun P3P4 -0.81 – 0.2. Uji validasi data arus laut rata-rata hasil pengukuran dengan model hidrodinamika dimana nilai koefisien korelasi antara nilai dari tinggi muka laut luaran model dengan data tinggi muka laut hasil observasi menunjukkan hasil koefisien korelasi sebesar R=0.85 dengan standar error SE=0,28 validasi data arus laut rata-rata hasil pengukuran dengan model hidrodinamika menunjukkan korelasi yang bagus untuk 12 jam pertama dan menurun pada 12 jam berikutnya. Dari hasil vektor pola arus yang terbentuk selama 24 jam dan overlay arus rata-rata pengukuran dengan data pasang surut menunjukkan variasi temporal didominasi oleh pasang surut semi diurnal.