Vol. 2, No.1 , 8-16 , Juli  2005
Model Variasi Transpor Volume (ARLINDO) Hubungannya Dengan ENSO ( El Niño Southern Oscillation )Di Selat Makassar
Andi Galsan Mahie †

## Abstrak
Variasi  transpor  volume  Arus  Lintas  Indonesia  (ARLINDO)  di  Selat  Makassar  diteliti secara  detail  dengan  model  numerik  POM  ( Princeton  Ocean  Mod el)  dengan  gaya pembangkit  angin  enam  jaman  dari National  Center  Environmental  Prediction (NCEP)tahun  1997–1998. Transpor volume dari Samudera Pasifik ke Samudera Hindia maksimum  pada  saat  musim  menuju  musim    timur  dan  minimum  pada  saat  musim menuju musim barat.Di Selat Makassar pengaruh angin juga diperlihatkan, dimana pada musim timur angin maksimum dan pada musim barat minimum. Pada kejadian El Niño transpor volume di Selat Makassar melemah dan La Niña menguat.
Keywords: Transpor  volume,  musim  timur,  musim  barat,ENSO,  El  Nino,  La Nina.

## 1. Pendahuluan
Arus Lintas Indonesia (ARLINDO) adalah arus utama yang menghubungkan antara Samudera  Pasifik  dan  Samudera  Hindia  dan  mengalir  di  bagian  laut  dalam  kawasan  timur kepulauan Indonesia. Sifat-sifat fisis dan kimiawi dari kedua samudera ini sangat dipengaruhi oleh  karakteristik  ARLINDO  (Piola  &  Gordon,  1984;  Fine,1985;  Gordon,  1986  dalam Mardiansyah, 2003).
Pada umumnya ARLINDO bergerak dari Mindanao dan Halmahera menuju ke Selat Makassar,  Selat  Lombok,  Laut  Timor  dan  berakhir  di  Samudera  Hindia.  Net  transpor  total ARLINDO  ke  arah  barat/barat  daya  sepanjang  waktu  merupakan  aliran  arus  dari  Samudera Pasifik  ke  Samudera  Hindia  dengan  kisaran  harga  volume  transpor  ARLINDO  menurut Miyama dkk. dan  Lukas  (dalam  Mardiansyah,  2003)  sebesar  10-20Sv  (1Sv  =  10 6 m 3 /dtk). Skema jalur lintasan Arus Lintas Indonesia (ARLINDO) dapat dilihat pada Gambar 1 . Di  perairan  Indonesia,  Selat  Makassar  memegang  peranan  penting  karena merupakan  pintu  gerbang  utama  lewatnya  ARLINDO.  Secara  umum,  Selat  Makassar merupakan jalur lintasan di kawasan lintang rendah yang mentransfer panas, salinitas rendah dari  Samudera  Pasifik  ke  Samudera  Hindia.  ARLINDO  berperan  penting  dalam  rantai sirkulasi termohalin dan fenomena iklim global (Sprintal dkk ., 2000; Gordon, 2000).
Kondisi  iklim  regional/global  mempengaruhi  naik  turunnya  laju  transpor ARLINDO.  Pada  saat  La  Niña,  transpor  ARLINDO  menguat  di  hampir  seluruh  perairan lintasan  ARLINDO,  sedangkan  pada  saat  El  Niño,  transpor  ARLINDO  melemah  di  hampir seluruh perairan lintasan ARLINDO (Godfrey, 1996; Meyers, 1996; Gordon, dkk ., 1998).
Pengaruh  kondisi  iklim  regional/global  adalah  berupa  naik  atau  turunnya  laju transpor  dibandingkan  kondisi  iklim  normal.  Pada  saat  La  Ni ñ a  mendominasi  iklim regional/global, transpor ARLINDO menguat di hampir seluruh perairan lintasan ARLINDO. Sedangkan pada saat El Ni ñ o mendominasi, transpor ARLINDO melemah di hampir seluruh perairan  lintasan  ARLINDO.  Hal  ini  telah  diperkuat  bebarapa  studi  sebelumnya  baik
† Staf Pengajar pada Jurusan Matematika FMIPA Universitas Hasanuddin Makassar

## Andi Galsan Mahie
observasi maupun pendekatan numerik  [Kindle dkk ., 1989; Meyers, 1996;  Bray dkk ., 1996; Fieux dkk .,  1996;  Gordon  &  Fine,  1996;  Potemra dkk .,  1997;  Gordon  &  McClean,  1999]. Meyers  (1996)  mengidentifikasi  bahwa  ARLINDO    menunjukkan  kekuatan  maksimumnya pada  periode  La  Niña  1988-1989,  dan  minimumnya  pada  periode  El  Niño  tahun  1986-1987 serta 1991-1994.
Gambar 1 . Skema Jalur Lintasan ARLINDO.
Transpor  massa  air  di  perairan  yang  terlintasi  oleh  ARLINDO  cenderung  untuk konstan  sepanjang  tahunnya,  namun  besarnya  sangat  erat  terkait  dengan  pengaruh  situasi iklim regional/global. Dalam studi ini ditinjau adalah Selat Makassar yang  merupakan salah satu  selat  yang  menjadi  lintasan  ARLINDO.    Transpor  volume  Selat  Makassar  yang  diukur dengan  mooring  MAK-1  dan  MAK-2  (Gambar  2)  sebesar  12.5Sv  pada  periode  La  Ni ñ a (Desember 1996–Februari 1997), dan 5.1Sv pada periode El Ni ñ o (Desembar 1997-Februari 1998).
Gambar 2 . Peta Selat Makassar. Posisi MAK-1 (2 o 51.69’S;118 o 27.51’E) dan MAK-2 (2 o 51.24’S;118 o 37.69’E).

## 2. Model Numerik
Model  laut  yang  digunakan  dalam  studi  ini  adalah  model  laut  Princenton ( Princenton Ocean Model atau  POM).  Model ini pada awalnya dibangun oleh Blumberg  & Mellor  (pada  akhir  tahun  1970-an),  dan  sekarang  telah  banyak  mengalami  modifikasi  yang diberikan oleh peneliti-peneliti lainnya.

## Andi Galsan Mahie
Daerah penelitian yang dimodelkan adalah perairan Selat Makassar dan sekitarnya, yaitu  pada  4 0 LS-1 0 LU  dan  116,17 0 BT-120,27 0 BT.  Data  batimetri  daerah  model  adalah  data batimetri  sekunder  yang  diterbitkan  oleh  Dinas  Hidro-Oseanografi  TNI-AL(1992), sebagaimana yang diberikan pada Gambar 3, dengan nomor peta sebagai berikut:
1. Peta batimetri Selat Makassar No. 126
2. Peta batimetri Selat Makassar No. 127
3. Peta batimetri Selat Makassar. 128
Gambar 3 . Batimetri Daerah Model.
Untuk  membangun  model  hidrodinamika  arus  yang  dibangkitkan  oleh  angin,  peta kedalaman perairan tersebut dideskritisasi dengan ukuran grid ukuran grid  x =  y = 2500 m, dengan  jumlah  grid  pada  arah x ada  sebanyak  182  dan  untuk  arah y sebanyak  222  grid, sedangkan  secara  vertikal  dibagi  menjadi  7  lapisan.  Untuk  kestabilan  model,  maka ditambahkan  grid  bayangan  di  batas  utara,dan  selatan  masing-masing  10  grid.  Sehingga jumlah  grid  keseluruhan  untuk  arah y ada  242.  Teknik  ini  diperkenalkan  oleh  Zhang  &Li (1996).
Model  ini  disimulasikan  selama  dua  tahun  yaitu  1997  dan  1998    yang  merupakan tahun  kejadian  El  Niño  dan  La  Niña  dengan  gaya  pembangkit  arus  adalah  angin.  Di  dalam model  POM  dilakukan  transformasi  persamaan  pengatur  dalam  arah  vertikal  dari  sistem koordinat kartesian ke koordinat-  . Transformasi ini dibuat untuk mendapatkan hasil simulasi yang lebih baik di lapisan permukaan dan dasar. Sistem koordinat ini akan mengikuti bentuk topografi dasar perairan sebagaimana terlihat pada  Gambar 4. Transformasi yang digunakan adalah
t t H z y y x x       * ,
; * ; *    (1)
dimana x, y, z adalah koordinat kartesian,    H D adalah kedalaman total dengan H ( x,y ) adalah  topografi  dasar,  dan  ( x,y,t )adalah  elevasi  permukaan  air.  Koordinat-  merubah interval kolom air dari permukaan ( z =  ) ke dasar ( z = - H ) menjadi kedalaman yang seragam dari 0 sampai -1.
Gambar 4 . Sistem Koordinat Sigma-  .
Persamaan-persamaan pembangun model sirkulasi arus 3D  yang sudah ditransformasikan ke dalam sistem koordinat -  adalah
- Persamaan kontinuitas:
0             t y DV x DU    (2)
- Persamaan gerak dalam arah x dan y :
fVD U y UVD x D U t UD            
  2                    0 0 2         d x D D x gD x gD  x F U D M K           
(3)
fUD V y D V x UVD t VD               2                    0 0 2         d y D D y gD y gD  y F V D M K            (4)
dimana:
U dan V
: masing-masing komponen kecepatan arus untuk arah timur-barat dan utara-selatan
 : kecepatan vertikal dalam koordinat- 
t : waktu f : parameter Coriolis g : percepatan gravitasi  : elevasi permukaan air  o : densitas referensi air
  : nilai fluktuasi dari densitas air K M
: viskositas eddy vertikal F x dan F y : suku difusi horisontal dalam arah x dan y
Simbol  pada persamaan di atas merupakan kecepatan vertikal dalam  koordinat-  . Secara  fisis  adalah  komponen  kecepatan  normal  ke  permukaan  sigma  (  ).  Kecepatan  arus dalam arah vertikal di dalam koordinat Cartesian adalah
Andi Galsan Mahie t t D y y D V x x D U W                                       (5)
Model  POM  menggunakan  teknik  penyelesaian  mode  pemisah  ( mode-splitting  technique ) untuk  mereduksi sejumlah besar pekerjaan komputasi dalam model 3D. Langkah waktu ( time step ) perhitungan dalam teknik ini ada dua macam, yaitu langkah waktu pendek dipakai untuk menyelesaikan  persamaan  dua  dimensi  (2D)  yang  dintegrasikan  secara  vertikal  (mode eksternal),  dan  langkah  waktu  yang  lebih  panjang  dipakai  untuk  persamaan  tiga  dimensi (mode  internal).  Mode  eksternal  diselesaikan  dengan  menggunakan  persamaan  yang diintegrasikan secara vertikal (2D), yaitu
- Persamaan kontinuitas:
0          t y V D x U D  (6) - Persamaan gerak dalam arah x dan y :
U H A D bx sx x g V f y V U x U t U                  0 2     (7) V H A D by sy y g U f y V x V U t V                  0 2     (8)
dimana
U dan V :  komponen kecepatan arus yang dirata-ratakan terhadapkedalaman masing-masing untuk arah timur-barat danutara-selatan
sx  dan sy 
:  stress permukaan masing-masing untuk arah x dan y
bx  dan by 
:  stress dasar masing-masing untuk arah x dan y A H
: viskositas eddy horisontal
2 2 2 2 y x        :  operator Laplace 2-dimensi
Syarat  batas  yang  digunakan  adalah  sebagai  berikut.  Batas  darat  menggunakan syarat  batas  tertutup  dimana  kecepatan  yang  datang  tegak  lurus  pantai  adalah  sama  dengan nol  ( Zero  flow  normal ),  sedangkan  pada  batas  terbuka  menggunakan  syarat  batas  radiasi Sommerfeld  berdasarkan  teknik  penjalaran  gelombang.  Syarat  batas  permukaan  diberikan oleh  kecepatan  angin  pada  ketinggian  10m  di  atas  permukaan  laut  dengan  data  angin seperempat harian (6 jam-an) dari NCEP, lihat Gambar 5.
Gambar 5 .   Pola  Kecepatan  Angin  Rata-Rata  Bulanan  Di  Musim  Barat  dan  Musim Timur pada Tahun 1997 & 1998 dari Satelit NCEP.
Gambar  6  menunjukkan  pola  arus  permukaan  pada  bulan  Februari  dan  Agustus. Secara  rata-rata  pola  arus  permukaan  di  musim-musim  barat  dan  timur  bergerak  lebih dominan  ke  arah  selatan  (laut  Jawa).  Untuk  musim  timur  sangat  jelas  dipengaruhi  oleh pergerakan  arah  angin  barat  yang  bertiup  dari  daratan  Asia  ke  Australia  (utara-selatan). Sedangkan pada musim barat pola arus rata-rata permukaan ke utara diakibatkan oleh adanya akumulasi program yang dijalankan mulai tahun 1997. a. Februari 1997 (musim barat)
b. Agustus 1997 (musim timur)
(a).  Februari 1997 (Musim Barat) (b). Agustus 1997 (Musim Timur)
(c).  Februari 1998 (Musim Barat) (d). Agustus 1998 (Musim Barat) > 0,17 – 0,34 m/s > 0,34 – 0,52 m/s = 0,00 – 0,17 m/s > 0,18 – 0,37 m/s > 0, 37– 0,56 m/s = 0,00 – 0,18 m/s
(c).  Februari 1998 (Musim Barat)
c. Februari 1998 (musim barat)                    d. Agustus 1998 (musim timur)
Gambar 6 . Pola Kecepatan Arus Rata-Rata (m/s) pada Kedalaman 10m di Bulan (a) Februari (musim barat), (b) Agustus (musim timur)

## 3. Variabilitas Transpor Musiman Di Selat Makassar
Pada  Gambar  7  menggambarkan  transpor  volume,  komponen  angin  utara-selatan (meredional)  dan  anomali  SST  1997–1998.  Transpor  volume  di  Selat  Makassar menggambarkan pada musim timur (maksimum) dan musim barat (minimum).  Namun pada tahun kejadian El Niño (1997) transpor yang  melewati Selat Makassar mengecil pada bulan September–Desember  yang  diikuti  dengan  membesarnya  Anomali  Suhu  Permukaan  Laut (SST, Sea  Surfece  Temperatur )  di  Nino  3,4  (daerah  Pasifik  Tengah  dan  menurunnnya eleavasi muka laut di Pasifik Barat. Hal ini berarti bahwa air hangat di Pasifik Barat bergerak ke  timur  yang  mengakibatkan  turunnnya  elevasi  muka  laut  dan  transpor  ARLINDO  dan transpor lintasan ARLINDO termasuk Selat Makassar).
Kondisi arus permukaan di Selat Makassar dipengaruhi oleh perubahan angin (angin musim).  Tetapi  di  perairan  ini  pengaruh  Pasifik  Barat  mulai  besar  pengaruhnya.  Pola  arus permukaan  (Gambar  7)  umumnya  bergerak  ke  utara,  pola  arus  ini  akibat  pengaruh  angin permukaan yang cukup dominan.
. Transpor Volume dengan Monsun berkorelasi negatif; dengan r = - 0,678
. Transpor Volume dengan Anomali SPLberkorelasi positif; dengan r = 0,637 a. > 0,16 – 0,32 m/s > 0,32– 0,49 m/s = 0,00 – 0,16 m/s > 0,25 – 0,50 m/s > 0,50– 0,75 m/s = 0,00 – 0,25 m/s
Gambar  7 .  Hubungan  Transpor  Volume,  Komponen  Kecepatan  Angin  Meridionaldan
Anomali SPL Niño3.4 pada Tahun El Niño 1997-1998
(a) Tanpa filter (b) Filter 6 bulan (c) Filter 12 bulan

## 4. Kesimpulan
Variabilitas  transpor  Arus  Lintas  Indonesia  (ARLINDO)  dan  variasi  transpor  di Selat  Makassar  diteliti  secara  detail  dengan  menggunakan  model  numerik  3-D  POM ( Princeton  Ocean  Model )  dengan  gaya  pembangkit  adalah  angin  1997-1998.  Model  ini menggambarkan  bahwa  transpor  volume  dari  Samudera  Pasifik  ke  Samudera  Hindia maksimum  pada  saat  menuju  musim  timur  dan  menuju  minimum  pada  saat  menuju  musim barat.
Di  Selat  Makassar  pengaruh  angin  juga  diperlihatkan,  dimana  nilai  maksimum terjadi  pada  saat  menuju  musim  timur  dan  minimum  pada  saat  menuju  musim  barat.  Akan tetapi  pengaruh  Pasifik  Barat  di  perairan  ini  cukup  besar.  Pada  kejadian  El  Niño,  transpor volume  di  Selat  Makassar  melemah  dan  La  Niña  transpor  volume  menguat.  Arus  bawah permukaan di perairan ini umumnya bergerak ke selatan akibat pengaruh elevasi muka laut di Pasifik  Barat  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan  Samudera  Hindia.  Di  permukaan  arus umumnya bergerak ke utara akibat pengaruh angin musim.

## Daftar Pustaka
[1]    Godfrey,  J.S.,  (1996):  “The  effect  of  Indonesian  throughflow  on  ocean  circulationand heat  exchange  with  the  atmosphere”,A  Review, Journal  of  Geophysical  Research , Vol.101,No.C5, pp: 12271-12238.
[2]    Gordon, A.L., Susanto, (1999), “ ARLINDO Current Meter
Mooring ”, http://cmdac.oce.orst.edu/ .
b.
c. . Transpor Volume dengan Monsun berkorelasi negatif; dengan r = - 0,807 . Transpor Volume dengan Anomali SPLberkorelasi positif; dengan r = 0,597
. Transpor Volume dengan Monsun berkorelasi negatif; dengan r = - 0,878 . Transpor Volume dengan Anomali SPLberkorelasi positif; dengan r = 0,61

## Andi Galsan Mahie
[3]    Gordon,  A.  L.,  Susanto,  R.D.,  Ffield,  A.,  Pillsbury,  D.,  (1998),    “Makassar  strait transport : Prelimininary result from Mak-1 & Mak-2”, International WOCENewsletter 33, pp : 30-32.
[4]    Mahie,  A.G.,  (2005),  ”Analisis  variabilitas  Arus  Lintas  Indonesia  (ARLINDO)  diSelat Makassar”, Tesis Magister , Departemen GM, ITB.
[5]    Mardiansyah,  W.,  (2003),  “Analisis  dinamika  massa  air  Arus  Lintas  Indonesia (ARLINDO)  diPerairan  Indonesia  Bagian  Timur”, Tesis  Magister ,  Departemen Geofisika dan Meteorologi, ITB.
[6]    Mandang,  I.,  (2002),  “Model  numerik  tiga  dimensi  Barotropik  ARLINDOdi PerairanIndonesia dan sekitarnya”, Tesis Magister , Departemen GM, ITB.
[7]    Mellor,  G.L.,  (1998),  “ Users  Guide  for  a  Three-Dimensional,  Primitive Equation,Numerical  Ocean  Model ”,  Revision  July  1998,  Princeton  University, Princeton.
[8]    Meyers,  G.,  (1996),  “Variation  of  Indonesian  throughflow  and  the  El  Niño- SouthernOscillation”, Journal  of  Geophysical  Research, Vol.101,  No.C5,  pp  :  12255- 12263.
[9]    Ningsih, N.S., (2000), “Three-dimensional model for coastal ocean circulation&sea floor topography  change:Aplication  to  the  Java  sea”, Doctoral  Thesis  inEngineering ,  Civil Engineering, Kyoto University, Japan.
[10]  Sprintall,  J. et  al. ,  (2000),  “The  Indonesian  throughflow:Past,  Present  and  Future monitoring”, J. Geophys. Res. , 105 , pp : 17217-17230.
[11]  Sudjono,  E.H,  (2004 ), “Studi  variabilitas  Arus  Lintas  Indonesia  (ARLINDO) diIndonesia”, Tesis Magister , Departemen GM, ITB.
[12]  Wyrtki, K.A., (1961), “Scientific results of marineinvestigations of the South China sea and the gulf of Thailand 1959–1961”, Naga Report Vol. 2, TheUniversity of California, Scripps Institution of Oceanography, La Jolla, California.