Arus Ekman dan Spiral 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 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.
Spiral Ekman
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. Penurunan kecepatan dengan bertambahnya kedalaman dan pembelokan arah arus dari permukaan sampai ke kolom air yang lebih dalam terjadi pergeseran dari lapisan satu ke lapisan berikutnya yang lebih dalam sehingga gerakan arus akan tampak seperti spiral. Pola aliran berdasarkan kedalaman yang dimainkan oleh angin dan dipengaruhi oleh gaya coriolis seperti yang dijelaskan dikenal dengan istilah Ekman spiral.
Ekman spiral merujuk ke struktur arus atau angin di dekat garis batas horisontal yang arah alirannya berputar dan bergerak menjauh. Istilah Ekman Spiral ini berasal dari seorang ilmuwan kelautan Swedia yang bernama Vagn Walfrid Ekman. Efek dari Ekman Spiral ini adalah akibat efek Coriolis yang menyebabkan benda dipaksa bergerak ke kanan pada belahan bumiutara dan ke arah kiri pada belahan bumi selatan. Dengan demikian ketika angin berhembus padapermukaan laut di belahan bumi utara, arus permukaan bergerak kearah kanan dari arah angin. Diagram yang di sebelah kanan menunjukkan gaya yang terkait dengan Ekmanspiral. Gaya yang bekerja di atas permukaan yang diberi warna merah (sebagai akibat adanyahembusan angin di permukaan air), gaya Coriolis (di sudut kanan dari gaya yang bekerja di atas permukaan air) berwarna kuning, dan resultan perpindahan (arus) berwarna merah jambu, yangkemudian menjadi memberikan pengaruh pada lapisan di bawahnya, dan secara gradual membentuk spiral secara bertahap searah jarum jam dengan gerakan ke arah bawah. Strukturdari kecepatan horisontal dari solusi ini menunjukan spiral teoritik yang dikenal dengan spiral Ekman. Spiral Ekman yang digerakan angin sebesar 10 m/s di Belahan Bumi Utara.
Gaya coriolis yang disebabkan oleh rotasi bumi menimbulkan arah arus yang tidak searah dengan pergerakan angin. Spiral Ekman merupakan variasi pergerakan arus yang ditimbulkan oleh pengaruh arus Ekman dan gaya Coriolis yang membentuk pola aliran arus seperti spiral. 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.
Penerapan Transport Ekman dalam Fenomena Upwelling dan Downwelling
Menurut
Prarikeslan (2016), transpor ekman dapat digunakan untuk menerangkan fenomena
upwelling dan downwelling di daerah pantai maupun lepas pantai. Transpor ekman
juga berhubungan dengan daerah divergensi dan konvergensi. Pada bagian bumi
bagian utara BBU angin yang bergerak ke selatan (angin utara) terjadi di
pergerakan massa air transport menuju pantai akibatnya terjadi kekosongan massa
air di permukaan yang dikenal dengan istilah daerah divergensi, kekosongan ini
kemudian diisi dengan air dari lapisan dalam yang naik ke atas lapisan
permukaan. Fenomena naiknya air dari lapisan dalam ke permukaan disebut dengan
fenomena upwelling. Angin yang berhembus ke utara (angin selatan) menimbulkan
transport massa air menuju ke bagian pantai, karena dihalangi oleh pantai massa
air akan bertumpuk di pantai (daerah konvergensi) akibatnya air yang turun ke
lapisan yang lebih dalam fenomena turunnya massa air lapisan permukaan menuju
lapisan bawah ini disebut dengan fenomena downwelling.
Gambar 1. Proses Upwelling dan Downwelling
(Sumber: Prarikeslan 2016)
Menurut
Sartimbul et.al. (2017), transpor ekman atau ekmen transport merupakan fenomena
penting dan menentukan berbagai tipe arus di lapisan permukaan. Sebagai contoh
bila angin berhembus ke arah utara setiap dengan garis pantai di sisi barat
Samudra atau sisi timur Benua di belahan bumi utara maka transport dengan
membawa massa air menjauhi pantai sehingga massa air di lapisan bawah mengisi
kekosongan massa Air di permukaan atau terjadi downwelling upwelling dan
sebaliknya akan terjadi downwelling. Peristiwa upwelling adalah peristiwa
terjadinya kenaikan atau naiknya massa air dari lapisan bawah menuju ke lapisan
atas (permukaan) akibat adanya kekosongan massa air dipermukaan. Peristiwa
downwelling adalah peristiwa penurunan massa air dari lapisan permukaan menuju
lapisan bawah karena pengaruh penumpukan massa air. Transpor ekman juga
berkaitan dengan daerah konvergensi dan divergensi pada perairan.
Sumber Referensi
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
