Arus Ekman

 Arus Ekman 

        Arus ekman adalah arus yang terjadi pada lapisan permukaan air laut yang ditimbulkan oleh pergerakan angin. Arus ekman diambil dari nama seorang ilmuan yang bernama “Ekman”. Ekman mendapatkan bahwa arag arus permukaan laut tidak searah dengan angin yang bergerak dipermukaan laut itu sendiri. Menurut Prarikeslan (2016), arus ekman merupakan kecepatan arus yang ditimbulkan oleh pengaruh angin maksimum di permukaan dan berkurang secara eksponensial ke arah Lapisan dalam. Arus Ekman dapat didefinisikan sebagai arus yang terjadi pada lapisan permukaan air laut yang ditimbulkan oleh pergerakan angin. Dalam teori Arus Ekman terdapat beberapa teori yang mendasari hal tersebut. Teori pertama arus permukaan arahnya tidak sama dengan arah angin permukaan tetapi disimpangkan 45° kanan atau kiri angin. Teori kedua angin yang berhembus di atas permukaan menimbulkan transfer massa atau transport ekman yang arahnya tidak tegak lurus angin. Pada Arus Ekman terjadi tumbukan antar molekul udara dan tumbukan antar molekul air di lapisan permukaan laut karena angin menimbulkan gesekan di lapisan permukaan laut akhirnya menyebabkan arus permukaan. Pergerakan massa air permukaan diikuti oleh massa air yang berada pada lapisan bawah nya akibat adanya gaya friksi yang bekerja. Bila angin mengalir secara konstan dalam waktu lama maka gerakan massa air atau arus ini akan terjadi sampai kolom air laut yang lebih dalam. Oleh karena itu kekuatan angin semakin dalam semakin melemah, maka kekuatan arus juga melemah disamping kecepatan arus yang lemah arus arah arus juga mengalami perubahan dengan bertambahnya kedalaman. Deviasi ini diakibatkan oleh adanya pengaruh coriolis di belahan bumi utara gerakan Air di permukaan di belokan ke kanan terhadap arah aliran angin.

Gambar 1. Mekanisme Arus Ekman

(Chereskin & Price, 2018)

Pergerakan arus ekman dirumuskan sebagai berikut :

fv+ Az/ρ ∂2v/∂z = 0
-fv + Az/ρ ∂2v/∂z = 0
 Dimana :     f = Parameter Coriolis

                    ρ = densitas air laur
                    A = koefisien viskositas Eddy
                    u dan v =kecepatan arus dalam arah sumbu X (timur) dan Y (utara) dengan catatan arah Z                                        positif ke atas.

    Solusi kecepatan terhadap persamaan ini membentuk spiral logarithmic yang besarnya berkurang terhadap kedalam. Dipermukaan, stress angin sama dengan gaya geser fluida sehingga :

τx = Av du/dz z= 0
τy = Av dv/dz z= 0
dimana :     τx dan τy adalah stress angin dalam arah X (timur) dan Y (utara) .

        Integrasi vertical dari persamaan gerak memberikan total transport massa yang dikenal dengan Ekman Transport, dimana transport menunjukan arah aliran arus, yang diberikan dengan :
Mx =∫_~^0▒ρudz = τy/f
My =∫_~^0▒ρvdz = – τy/f
Kedalaman lapisan ekman dapat di definisikan sebagai kedalaman dimana arah arus berlawanan arah terhadap di permukaan dan bervariasi terhadap lintang dan kecepatan angin di permukaan laut. 

Kedalaman Ekman ini merupakan kedalaman dimana masih dipengaruhi gesekan.
Dv = π √((2 Av)/ρf)

Angin yang bertiup permukaan laut kurang lebih sejajar dengan pantai dapat menimbulkan transport massa/volume yang dikenal dengan transport Ekman yang arahnya tegak lurus ke kanan dari arah angin di BBU(bagian bumi utara) dan ke kiri di BBS (bagian bumi selatan).

        Menurut Sartimbul et.al. (2017), arus ekman merupakan arus yang disebabkan oleh angin arus Ekman timbul karena adanya pengaruh gesekan angin permukaan air yang bersentuhan dengan angin menyebabkan kecepatan arus pada lapisan permukaan kurang lebih 2% dari Kecepatan angin itu sendiri arus ekman dapat berhubungan dengan gaya coriolis yang timbul oleh gerakan rotasi bumi yang menimbulkan arah arus tidak searah dengan pergerakan angin arus Ekman ditandai dengan terjadinya pembelokan yang dipengaruhi letak astronomis. Pada belahan bumi utara (BBU) arus akan dibelokkan ke kanan dan pada belahan bumi selatan (BBS) arus akan dibelokkan ke kiri. Fenomena pembelokan arus ini dikenal dengan spiral Ekman dimana gesekan molekul dari massa air menyebabkan lapisan dalam dibelokkan oleh lapisan atas hingga kedalaman tertentu hingga gesekan molekulnya tidak berpengaruh lagi. Lamanya penyinaran matahari merupakan faktor utama penentu besarnya radiasi matahari tekanan udara di atas permukaan bumi. Adanya perbedaan ini mengakibatkan Pergerakan udara atau angin bergeraknya massa air yang ada pada permukaan laut disebabkan oleh adanya angin yang berhembus di atas permukaan laut hingga terjadinya pertukaran energi.

Sumber Referensi:

Chereskin, T. K., & Price, J. F. 2018. Upper Ocean Structure: Ekman Transport and Pumping. Reference Module in Earth Systems and   Environmental Sciences. Elsevier Inc.

Prarikeslan, Widya. 2016. Oseanografi. Jakarta: Penerbit Kencana

Sartimbul, Aida, Feni Iranawati, Abu Bakar Sambah, Defri Yona, Nurin Hidayati, Ledhayane Ika Harlyan, Arif Zainul Fuad, Syarifah Hikmah Julinda Sari. 2017. Pengelolaan Sumberdaya Perikanan Pelagis di Indonesia. Malang: UB Press