## KARAKTERISTIK OSEANOGRAFI UNTUK MENDUKUNG AGROEKOSISTEM DI KUTAI TIMUR PROVINSI KALIMANTAN TIMUR
The Oceanographic Characteristics for Agroecosystem Support of East Kutai - East Borneo Province
Ira Puspita Dewi 

## Diterima: 6 November 2014; Disetujui: 8 Desember 2014

## ABSTRACT
This study aims to determine the character of the waves, bathymetry, currents and tidal in 2012 in East Kutai. Significant  wave  height  derived  from  AVISO,  satellite  altimeter  TOPEX/POSEIDON,  Jason  1  and  Jason  2. Water depth data obtained from the C-MAP Norway map  with a scale of 1: 250,000. Monthly surface current data  obtained  from  JODC.  Ebb  tidal  predictions  obtained  from  DISHIDROS  Navy.  Wave  data  processing method  using  the  ODV  and  processed  with  Surfer  8.  Bathymetry visualized in  3D  and  2D  using  Surfer  8  and ArcGIS 10. Distribution of surface currents visualized with Surfer 8 wherein the interpolation process previously performed on each cell domain area and conducted breakline on the cell data is mainland. Results showed that the wave pattern follows the seasonal wind patterns. Waves in the sea around the waters off of East Kutai have a height  ranging  from  0.45  -  0.66  meters.  High  waves  occur  in  the  east  of  the  season  (July  -  August)  where geographically these waters open to the east. The depth of the water reaches > 100 m at a distance of 3 miles from  the  coast,  where  the  exposure  to  a  wider  shallow  coastal  can  be  seen  around  the  mouth  of  the  Gulf Sangkulirang. Current velocity relatively strong in March flows ranged from 0.13 - 1.75 m/sec with an average of  1.32  m/sec.  Generally  move  in  the  direction  of  flow  from  north  to  south  following  the  pattern-oriented morphology North Makassar Straits - south. Type tides are "mixed tide prevailing semidiurnal",  where in one day occurred twice ups and downs twice with different heights and periods.
Keywords: wave, bathymetry, currents, tidal

## PENDAHULUAN
Oseanografi  fisis  melingkupi  dua  kegiatan  utama  yaitu  studi  observasi  langsung  pada samudera  atau  laut  dan  penyiapan  peta  sinoptik  elemen-elemen  yang  membangun  karakter  laut  dan studi teoretis proses fisis  yang diharapkan dapat memberi arah dalam  observasi laut (William, 1962). Keduanya  tidak  dapat  berdiri  sendiri  tanpa  informasi  dari  sisi  kimiawi,  biologi,  dan  geologi  sebagai bagian dari deskripsi samudera dan untuk validitas kondisi fisis.
Informasi  mengenai  gelombang,  batimetri,  arus  dan  pasang  surut  umumnya  diperoleh  dari hasil  pengukuran  langsung  maupun  tidak  langsung  seperti  model  transformasi  gelombang  untuk mengetahui perubahan garis pantai seperti yang telah dilakukan oleh Sakka (2011), Dewi (2011) , dan data re-analisis hasil observasi satelit.  Gelombang di pantai merupakan hasil rambatan dari laut dalam setelah mengalami proses refraksi, difraksi maupun refleksi.  Informasi kondisi gelombang laut dalam lebih  mudah di  dapat dari  prediksi berdasarkan data angin  seperti  yang dilakukan  oleh Sakka (2011), Triwahyuni et al . (2010) dan Dewi (2011) maupun hasil observasi satelit yang bersifat near real time yang datanya dapat diakses di beberapa situs resmi berbagai negara atau organisasi meteorologi dunia.
Penelitian  ini  merupakan  penelitian  awal  dari  tahapan-tahapan  penelitan  yang  saling berhubungan  guna  mendukung  agroekosistem  di  Kutai  Timur.  Conway  (1987)  menjelaskan  bahwa agroekosistem  merupakan  sistem  ekologi  yang  telah  dimodifikasi  oleh  manusia  untuk  menghasilkan bahan  makanan  dan  produksi  pertanian  lain.  Sebagaimana  sistem-sistem  ekologi,  agroekosistem
 Korespondensi :
Jurusan  Manajemen  Sumberdaya  Perairan,  Program  Studi  Ilmu  Kelautan,  Fakultas  Perikanan  dan  Ilmu Kelautan.  Universitas Mulawarman.
Jl. Gunung Tabur,  Kampus Gunung Kelua,  Samarinda. Telp/Fax: 0541-749482, email: irapuspitadewi@gmail.com
merupakan sistem terstruktur secara dinamik dan kompleks. Empat keutamaan elemen agroekosistem yang  perlu  mendapat  perhatian  adalah  produktivitas,  stabilitas,  keberlanjutan,  dan  pemerataan. Keempat kekhasan agroekosistem tersebut dapat digunakan sebagai ukuran kondisi dari agroekosistem (Mitchell et  al .,  2000).  Untuk  menentukan  konsep  pengelolaan  karena  banyak  faktor  yang  akan mempengaruhi  suatu  agroekosistem  berdasarkan  aspek  kompleksitas,  dinamis  dan  interaksi  baik interaksi  antara  manusia  dan  lingkungan  atau  komponen-komponen  yang  saling  berhubungan. Berdasarkan  hal  tersebut  di  atas  maka  perlu  mengetahui  karakter  gelombang,  batimetri,  arus  dan pasang surut di Kutai Timur.

## METODE PENELITIAN

## Gelombang
Data  tinggi  gelombang  signifikan  berasal  dari  AVISO  ( Archiving,  Validation  and Interpretation  of  Satellites  Oceanographic )  yang  merupakan  hasil  reanalisis  gabungan  ( merged ) beberapa  satelit  altimeter  TOPEX/POSEIDON,  JASON  1  dan  Jason  2.    Data  berformat  NetCDF ( Network Common Data Form ) dengan grid berukuran 1 o x 1 o atau sekitar 111,2 km x 111,2 km. Data tersedia  dari  11  Desember  2005  hingga  saat  ini  dengan  resolusi  temporal/interval  data  harian  dan cakupan wilayah seluruh dunia. Metode pemrosesan data yang digunakan adalah reanalisis, model dan asimilasi  ( numerical  weather  prediction )  data  satelit  serta  data  insitu.  Data  berformat  netcdf  (nc) dibaca dengan menggunakan ODV ( Ocean Data View ) dan diolah dengan Surfer 8.

## Batimetri
Data kedalaman perairan di sepanjang pesisir Kabupaten Kutai Timur  diperoleh  dari peta C- MAP Norway yang merupakan produk digital dari peta kedalaman dari DISHIDROS TNI AL dengan skala  1:250.000.    Hasil  digitasi  kedalaman  yang  divisualisasikan  secara  3D  dengan  menggunakan Surfer 8, sedangkan visualisasi secara 2D dengan menggunakan ArcGIS 10.

## Arus
Data arus permukaan bulanan diperoleh dari Japan Oceanographic Data Center (JODC) yang merupakan basis  data hasil  observasi selama periode  1900  – 1993 untuk  wilayah perairan Indonesia. Sebaran  arus  permukaan  (surface)  divisualisasikan  dengan  Surfer  8  dimana  sebelumnya  dilakukan proses interpolasi pada setiap sel area domain dan dilakukan breakline pada sel data yang merupakan daratan.    Tahap  akhir  dilakukan  proses  overlay  antara  vektor  arus  dan baseline daratan  hingga diperoleh  visualisasi  sebaran  arus  permukaan.  Panjang  vektor  garis  menggambarkan  besarnya kecepatan ( magnitude ) sedangkan arah vektor garis menyatakan arah arus pada kisaran skala kompas (0 - 360°).
Komponen  data  vektor  yang  terdiri  dari  arah  dan  kecepatan  (r,θ)  dapat  diuraikan  menjadi menjadi  komponen arah zonal (u)  dan  meridional (v)  dan sebaliknya. Penguraian  komponen  data ini dimaksudkan untuk melihat komponen mana yang dominan/lebih berpengaruh dan dapat dihubungkan dengan  orientasi  arah  gerak,  geometri  pantai/perairan,  serta  distribusi  pada  ruang  dan  waktu. Penentuan komponen arus (r,θ) serta (u,v) dapat dilihat pada Gambar 1.
θ r KUADRAN I KUADRAN II KUADRAN III KUADRAN IV v (+) v (-) u (+) u (-) θ = 90 - arcTAN | v/u | θ = 90 + arcTAN | v/u | θ = 270 - arcTAN | v/u | θ = 270 + arcTAN | v/u |   2 2 ) ( v u V    u = r sin θ v = r cos θ
Gambar  1. Sistem kuadran dalam perhitungan komponen arus (u,v) dan (r,θ).

## Pasang surut
Informasi  mengenai  pasang  surut  diperoleh  dari  prediksi  pasang  surut  DISHIDROS TNI-AL berupa konstansta pasang surut dan hasil prediksi pasang surut selama 1 bulan (Oktober 2012).  Tipe pasang  surut  ditentukan  secara  kuantitatif  dengan  menggunakan  bilangan  Formzahl,  yakni  bilangan yang  dihitung  dari  nilai  perbandingan    antara  amplitudo  (tinggi  gelombang)  komponen  harmonik pasang  surut  tunggal  utama  dan  amplitudo  komponen  harmonik  pasang  surut  ganda  utama.    Secara matematis, bilangan Formzahl dinyatakan dengan rumus sebagai berikut: dimana: F = bilangan  Formzahl,    O 1 =  amplitudo  komponen  pasang  surut  tunggal  utama  yang disebabkan gaya tarik bulan, K 1 = amplitudo  komponen pasang surut tunggal utama yang  disebabkan gaya tarik bulan dan matahari, M 2 = amplitudo komponen pasang surut ganda utama yang disebabkan oleh gaya tarik bulan, S 2 = amplitudo komponen pasang surut ganda utama yang disebabkan oleh gaya tarik matahari. Berdasarkan nilai F tersebut, tipe pasang surut dapat dikelompokkan sebagai berikut: F < 0,25 : pasang surut tipe ganda
0,26 < F < 1,50    : pasang surut campuran condong bertipe ganda
1,51 < F < 3,00    : pasang surut campuran condong bertipe tunggal F > 3,00
: pasang surut tunggal

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Gelombang
Tinggi gelombang laut rata-rata bulanan yang terbentuk disajikan pada Gambar 2 dimana pola gelombang  mengikuti  pola  angin  musiman.    Kisaran  tinggi  gelombang  signifikan  bulanan  disajikan pada Tabel 1. Gelombang di perairan laut lepas sekitar perairan Kutai Timur memiliki tinggi berkisar antara 0,45 – 0,66 meter.  Gelombang tinggi terjadi pada musim timur (Juli - Agustus) dimana secara geografis  perairan  ini  terbuka  kearah  timur  dan  saat  angin  tenggara  mulai  bertiup  hingga  arahnya menetap  sampai  bulan  September,    Gelombang  dengan  tinggi  maksimum  disebabkan  oleh  angin bertiup kencang, arahnya menetap dan berlangsung terus-menerus pada perairan yang terbuka . Tinggi gelombang  memasuki  perairan  dangkal  (pantai)  akan  semakin  meningkat  yang  dipengaruhi  oleh gesekan dasar perairan yang memiliki kemiringan pantai yang curam .
Gambar  2. Pola  gelombang  bulanan  (Januari  –  Desember)  di  perairan  sepanjang  pesisir  Kabupaten Kutai Timur
Tabel 1.  Kisaran tinggi gelombang laut bulanan di perairan sekitar Kabupaten Kutai Timur
Bulan Tinggi Gelombang (m) Minimum Rata-rata Maksimum Januari 0,55 0,61 0,66 Februari 0,53 0,58 0,63 Maret 0,46 0,54 0,58 April 0,45 0,49 0,53 Mei 0,45 0,46 0,47 Juni 0,51 0,52 0,54 Juli 0,61 0,63 0,65 Agustus 0,58 0,61 0,64 September 0,56 0,58 0,59 Oktober 0,50 0,52 0,53 November 0,50 0,53 0,57 Desember 0,47 0,54 0,59
Sumber:  Data Sekunder yang diolah, 2012

## Batimetri Perairan
Perairan  pesisir  Kabupaten  Kutai  Timur  merupakan  bagian  Selat  Makassar  yang  memiliki  zona paparan  pesisir  dangkal  yang  sempit,  dimana  kemiringan  pantai  sangat  curam  makin  ke  arah  laut. Kedalaman perairan mencapai > 100  m pada jarak 3 mil  dari pantai, dimana paparan pesisir dangkal yang  lebih  luas  dapat  dilihat  di  sekitar  mulut  Teluk  Sangkulirang.  Geomorfologi  pantai  berupa  teluk dengan  paparan  pesisir  sebelah  barat  cenderung  lebih  lebar  dibanding  sisi  timurnya  terkait  proses sedimentasi dari sungai-sungai besar disekitarnya. Kedalaman bertambah besar hingga mencapai 2500 m  (basin)  makin  kearah  bagian  tengah  Selat  Makassar,  seperti  diperlihatkan  pada  Gambar  3  dan Gambar 4.
Gambar 3. Profil kedalaman perairan secara 3D sepanjang pesisir Kabupaten Kutai Timur

## Gambar 4. Profil kedalaman perairan secara 2D sepanjang pesisir Kabupaten Kutai Timur

## Arus Perairan
Pola arus permukaan rata-rata bulanan yang terbentuk disajikan pada Gambar 5. dimana pola arus mengikuti pola musiman yang cukup kuat.  Kisaran kecepatan arus bulanan disajikan pada Tabel 2. Kecepatan arus tergolong kuat terjadi pada bulan Maret dimana kecepatan arus berkisar antara 0,13- 1,75  m/detik  dengan  rata-rata  1,32  m/detik.  Bulan  Desember  memiliki  kecepatan  arus  paling  lemah dibanding  bulan  lainnya  yaitu  berkisar  antara  0,02-1,34  m/detik  dengan  rata-rata  0,68  m/detik.  Arah arus  umumnya  bergerak  masuk  dari  utara  ke  selatan  mengikuti  pola  morfologi  Selat  Makassar  yang berorientasi  Utara-selatan.  Arah  arus  sangat  bervariasi  dimana  pada  musim  barat  arus  bergerak  dari barat  ke  timur  (Desember)  dan  berbelok  dari  utara  ke  selatan  (Februari).  Pada  musim  timur  arus bergerak  ke  tenggara  (Juni)  dan  ke  selatan  (Agustus)  sedangkan  saat  peralihan  arah  arus  cenderung kurang  teratur.  Kecepatan  arus  makin  berkurang  ketika  mendekati  pantai  yang  dangkal  dengan kecepatan mencapai 0,02 m/detik.
Gambar  5.  Pola  arus  permukaan  bulanan  (Januari  –  Desember)  di  perairan  sepanjang  pesisir Kabupaten Kutai Timur
Tabel 2. Kisaran kecepatan arus permukaan bulanan di perairan sekitar Kabupaten Kutai Timur Bulan Kecepatan Arus (m/det) Minimum Rata-rata Maksimum Januari 0,52 0,73 1,32 Februari 0,18 1,25 1,86 Maret 0,13 1,32 1,75 April 0,08 1,12 1,68 Mei 0,12 0,96 1,52 Juni 0,05 0,98 1,42 Juli 0,06 1,02 1,46 Agustus 0,08 0,78 1,85 September 0,07 1,23 1,96 Oktober 0,03 1,15 1,73 November 0,06 0,76 1,62 Desember 0,02 0,68 1,34
Sumber:  Data Sekunder yang diolah, 2012

## Pasang Surut
Berdasarkan konstanta harmonik yang didapat  dari Tabel 3 dan dihitung bilangan Fomzahl (F = 0,44) maka tipe pasang surut di perairan sekitar pesisir Kabupaten Kutai Timur adalah “Campuran Dominan Ganda”, dimana dalam satu hari terjadi dua kali pasang dan dua kali surut dengan tinggi dan periode yang berbeda.  Hasil prediksi tinggi pasang surut selama 1 bulan dapat dilihat  pada Gambar 6. Selisih  antara  muka  air  tertinggi  (HW)  dan  muka  air terendah  (LW)  atau  sering  disebut  “Tunggang Pasang surut ( tidal range ) sekitar 211 cm. Tunggang pasang surut makin tinggi mampu menghasilkan arus pasang surut yang kuat dan menyebabkan area intertidal (genangan pasang surut) yang makin luas pada wilayah pesisir yang landai.
Pasang  surut  di  perairan  Balikpapan  merupakan  bagian  dari  pasang  surut  di  Selat  Makasar. Hasil berbagai studi  dan pengamatan  memperlihatkan  bahwa  gelombang pasang surut di perairan ini merambat dari selatan ke arah utara saat air pasang dan kembali ke selatan saat air surut (Hatayama et al, 1996; Wyrtki, 1961).
Tabel  3 . Konstanta  pasang  surut  di  stasiun  Teluk  Sangkulirang  (Miang  Besar)  lokasi  118.00 o BT, 0.07 o LU sekitar pesisir Kabupaten Kutai Timur (DISHIDROS TNI-AL, 2012).
S0 M2 S2 N2 K2 K1 O1 P1 M4 MS4 Fasa (deg) - 211.00  154.00  0.00  153.00  69.00  103.00  71.00  0.00  0.00 Amplitudo (cm) 130.00  52.00 34.00 0.00  9.00 19.00  19.00 6.00 0.00  0.00
Gambar 6. Pola pasang surut selama satu bulan (Oktober 2012) di perairan sekitar pesisir Kabupaten Kutai Timur
Torani (Jurnal Ilmu Kelautan dan Perikanan) Vol.24 (3) Desember 2014: 10-18

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa gelombang tertinggi terjadi pada bulan Juli–Agustus  (musim  Timur)  berkisar  antara  0,45–0,66  meter.  Gelombang  dengan  tinggi  maksimum disebabkan  oleh  angin  bertiup  kencang,  arahnya  menetap  dan  berlangsung  terus-menerus  pada perairan  yang  terbuka . Tinggi  gelombang  memasuki  perairan  dangkal  (pantai)  akan  semakin meningkat  yang  dipengaruhi  oleh  gesekan  dasar  perairan  yang  memiliki  kemiringan  pantai  yang curam . Kemiringan  pantai  sangat  curam  makin  kearah  laut.  Kedalaman  perairan  mencapai  >  100  m pada  jarak  3  mil  dari  pantai,  dimana  paparan  pesisir  dangkal  yang  lebih  luas  dapat  dilihat  di  sekitar mulut  Teluk  Sangkulirang.    Kecepatan  arus  tergolong  kuat  dengan  terjadi  pada  bulan  Maret  dimana kecepatan  arus  berkisar  antara  0,13  –  1,75  m/detik  dengan  rata-rata  1,32  m/detik.  Arah  arus  sangat bervariasi  dimana pada  musim barat arus bergerak  dari barat ke timur (Desember)  dan berbelok  dari utara ke selatan (Februari).  Tipe pasang surut “Campuran Dominan Ganda”, dimana dalam satu hari terjadi  dua  kali  pasang  dan  dua  kali  surut  dengan  tinggi  dan  periode  yang  berbeda.    Dengan “Tunggang Pasang surut ( tidal range ) sekitar 211 cm.

## Ucapan Terima Kasih
Ucapan  terima  kasih  penulis  sampaikan  kepada  Dinas  Kelautan  dan  Perikanan  Kabupaten  Sangatta karena telah memfasilitasi penelitian ini dan kepada rekan-rekan yang telah membantu kegiatan ini.

## Daftar Pustaka
Arx, William S. Von. An Introduction To Physical Ocenography . Addison-Wesley Publishing Company, Inc. Massachusetts: 1962
Dewi  IP,  Purba  M,  Nurjaya  IW.    2011. Perubahan  Garis  Pantai  dari  Pantai  Teritip  Balikpapan  sampai Pantai  Ambarawang  Kutai  Kartanegara  Kalimantan  Timur .    Tesis  program  pasca  sarjana.  IPB. Bogor
DISHIDROS, 2012. Daftar Pasang Surut Tide Tables. TNI AL Dishidros, Jakarta.
Hatayama,  T.,  T.  Awaji,  K.  Akitomo.  1996. Tidal  currents  in  the  Indonesian  seas  and  their  effect  on transport and mixing . Journal of Geophysical Research, 101: 12353-12373.
Sakka, Purba M, Nurjaya IW, Pawitan  H, Siregar VP. 2012. Transformasi Gelombang di  Sepanjang Pantai Delta Sunagi Jeneberang, Makassar . Torani Jurnal Ilmu Kelautan dan Perikanan, Vol. 22 No. 1, Hal. 36-48.
Triwahyuni  A,  Purba  M,  Agus  SB.  2010. Pemodelan  Garis  Pantai  Timur  Tarakan,  Kalimantan  Timur . Ilmu Kelautan: Indo J Mar Sci 1 (Edisi Khusus): 9-23
Wyrtki,  k.,  1961. Physical  Oceanography  of  the  Southeast  Asean  Water .  Naga  Rep.  2.  Scripps  Inst.  Of Oceanography La jolla, Calif.