## PEMANFAATAN ALGORITMA ZHU UNTUK ANALISIS KARBON LAUT DI TELUK BANTEN
Ramawijaya 1 ; M.Yusuf Awaludin 2 ;  Widodo S. Pranowo 3 ;  Rosidah 2
1) Alumni Program Studi Ilmu Kelautan Universitas Padjadjaran.  Email : rm_wijaya@yahoo.com
2) Staf Pengajar Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Padjadjaran Fakultas Perikanan dan Ilmu kelautan, Universitas Padjadjaran (UNPAD), Bandung Jl. Jatinangor-Sumedang Km.21 Bandung HP.08567325281  / E-mail : awaludin@unpad.ac.id
3) Peneliti Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Laut dan Pesisir Kementerian Kelautan dan Perikanan (KKP) Jalan Pasir Putih Ancol Timur. 14430. Jakarta- Indonesia

## ABSTRAK
Tantangan  penting  dalam  bidang  meteorologi  laut  dan  perubahan  iklim  adalah  bagaimana memprediksikan  secara  kuantitatif  interaksi  laut  dan  atmosfer  dalam  kaitannya  dengan  proses penyerapan (sink) / pelepasan (source) CO 2 oleh laut yang dikontrol oleh proses kimia, fisika, dan biologi. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan analisa penyerapan/pelepasan CO 2 laut dengan pendekatan  model  melalui  perhitungan  tekanan  parsial  CO 2 (pCO2)  laut.  Hasil  algoritma menunjukkan  sebagian  besar  stasiun  pengamatan  memberikan  nilai  positif  dengan  kisaran  0  – 5000  μatm  dengan  nilai  bias  yang  tinggi  pada  stasiun  bagian  dalam  teluk.  Sementara  itu  hasil observasi SPL dan klorofil-a menunjukkan nilai ∆pCO 2 bernilai negatif berkisar antara 0 s/d –20 μatm pada perairan luar teluk dan bernilai 0  s/d +420 μatm untuk bagian dalam teluk. Secara umum  Perairan  Teluk  Banten  berperan  sebagai  source  sedangkan  bagian  luar  teluk  berperan sebagai sink CO 2. Namun Algoritma Zhu ini tidak disarankan untuk digunakan di daerah perairan dalam teluk atau pesisir.
Kata Kunci : Teluk Banten, Algoritma Zhu, karbon laut, sink, source

## PENDAHULUAN
Semakin  meningkatnya  emisi  gas buang  seperti  CO 2 ,  CH 4 ,  N 2 O,  CF 4 ,  C 2 F 6 banyak diketahui sebagai penyebab pemanasan  global  di  berbagai  belahan dunia.  Dampak  yang  paling  dirasakan masyarakat adalah berbagai bencana kekeringan, kebakaran hutan serta kenaikan  muka  air  laut.  Karbondioksida (CO2),  sebagai  salah  satu  penyebab utamanya,  berada  di  atmosfer  sebesar  391 ppm (NOAA, 2011) lebih banyak dibandingkan  pada  tahun  1800  sebanyak 280  ppm.  Lautan  berfungsi  sebagai reservoir karbon didasarkan pada kemampuannya  menyerap  dan  melepas CO2 ke atmosfer.  Cai et al. ( 2006) dalam
Adi dan Rustam (2010) menyebutkan total 4 -5 Peta gram C (1 Peta gram C = 1x 10 15
gram  C)    emisi  tiap  tahun  ke  atmosfer, sekitar  2  Peta  gram  C  diserap  laut,  yang setara dengan 50% nya. Dalam hal ini, laut Indonesia  mempunyai  peranan  sebagai penyerap  /  pelepas  karbon,  termasuk  di dalamnya adalah perairan pesisir.
Perairan  pesisir  merupakan  bagian kecil  sekitar  7  %    dari  total  luas  lautan, walaupun  begitu  perairan  pesisir  berperan penting  terhadap  total budget karbon global  karena  menerima  aliran  karbon  dan nutrien  dari  darat  dan  ekosistem  lahan basah  (Borges et  al. 2011).  Penelitian karbon laut di  perairan pesisir juga cukup penting  karena  variabilitas  CO 2 perairan
akan sangat dipengaruhi oleh aliran materi dari  daratan  melalui  aliran  sungai  maupun ekosistem lamun dan mangrove. Khususnya  untuk    Teluk  Banten  aktivitas manusia  di  daratan  pesisir  Utara  Banten telah  menyebabkan  masuknya  berbagai bahan  pencemar  ke  perairan  pesisir. Perubahan  morfologi  pantai  dan  dinamika di  wilayah hulu  ditambah dengan aktivitas manusia tersebut akan berpengaruh terhadap  dinamika  sistem  CO 2 wilayah pesisir  Banten,  termasuk  Teluk  Banten (Adi  dan  Rustam  2010).    Penelitian  ini bertujuan  untuk  melakukan  pendekatan model  perhitungan  penyerapan  CO 2 laut dengan  aplikasi  data  penginderaan  jauh yang  didasarkan  pada  hubungan  empirik secara  langsung  menghitung  tekanan parsial  CO 2 (pCO2)  laut  berdasarkan produk  penginderaan  jauh  yaitu  SPL  dan klorofil-a.

## BAHAN DAN METODE
Lokasi  penelitian  adalah  di  wilayah Teluk Banten (5°54'44.87" - 6° 0'37.89 LS; 106°  6'30.27  -  106°14'43.69  BT)  dengan pengamatan  terhadap  beberapa  stasiun pengukuran  (Gambar  1)  yang  telah dilakukan oleh tim penelitian Blue Carbon P3SDLP pada tahun 2010 (Maret dan Juli). Analisis sink dan source CO 2 dilakukan dengan  menentukan  pCO 2 menggunakan algoritma  yang  dikembangkan  Zhu et  al. (2008)  berdasarkan  SPL  dan  klorofil-a pada  persamaan  (1).  Data  yang  digunakan merupakan  pengukuran  tahun  2009  (bulan
Juli  dan  Agustus)  dan  tahun  2010  (bulan Maret  dan  Juli).  Kemudian  analisis sink dan source dilakukan  dengan  menghitung perbedaan pCO 2 laut dengan atmosfer pada persamaan (2).
Teknik  perhitungan  tekanan  parsial CO 2 (pCO 2 )  laut  dalam  penelitian  ini dilakukan  berdasarkan  data  DIC  dan  pH secara  praktis  menggunakan  program CO2SYS  yang  dikembangkan  oleh  Lewis dan  Wallace  (1997)  dalam  Ramawijaya  e t al .  (2012).  Kemudian  digunakan  juga teknik perhitungan pCO 2 yang lain dengan menggunakan  persamaan  algoritma  yang dikembangkan oleh Zhu et al. (2008). Penentuan  pCO 2 dengan  algoritma tersebut  berdasarkan  parameter  SPL  dan konsentrasi  klorofil-a.  Pada  penelitian  ini digunakan  juga  data  SPL  dan  klorofil-a dari satelit Aqua MODIS untuk
melengkapi  keterbatasan  data  lapangan yang  didapat.  Data    satelit Aqua MODIS
tersebut      dapat      diunduh      melalui website
NASA yaitu http : //www.reason.gsfc.nasa.gov/Giovanni yang  merupakan  produk  dari Goddard Space  Flight  Center dengan  resolusi temporal  bulanan  dan  resolusi  spasial  4 km.  Sementara  itu,  d elta pCO 2 dihitung berdasarkan  selisih  perbedaan  tekanan parsial  CO 2 di  laut  dengan  di  atmosfer (Zhu et al . 2004). Ketika pCO 2 laut rendah maka laut tersebut menyerap CO 2 yang ada di  udara (nilai  ∆pCO 2 negatif),  sebaliknya apabila  lebih  besar  dari  pCO 2 atmosfer maka  melepaskan  CO 2 ke  udara  (nilai ∆pCO 2 positif) (Zhai et al . 2004)
pCO 2 laut = 6.31T 2 + 61.9Chla 2 - 365.85T - 94.41Chla + 5715.94 ………..….. (1) dimana :
pCO 2laut = Tekanan parsial CO 2 laut (μatm) T = Suhu permukaan perairan ( 0 C) Chla = Konsentrasi klorofil-a (μg L -1 )
∆pCO2 = pCO 2 laut – pCO 2 atm ............................................................................(2) dimana:
∆pCO 2 = perbedaan tekanan parsial laut dengan atmosfer (μatm) pCO 2 laut = tekanan parsial CO 2 laut (μatm) pCO 2 atm
= tekanan parsial CO 2 atmosfer (μatm)

## Gambar 1. Lokasi stasiun pengukuran

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  analisis sink dan source CO 2 dengan  menggunakan  algoritma yang dikembangkan  Zhai et  al. (2008)  dapat dilihat  pada  Gambar  2.  Pada  beberapa stasiun  menunjukkan  hasil  anomali  yang sangat  besar  bila  dibandingkan  dengan stasiun  lainnya  seperti  stasiun  k0  dan  k1 untuk  semua  musim  serta  k8  untuk  bulan Agustus  yang  berada  di  dekat  sungai  atau dalam teluk. Hal ini kemungkinan dikarenakan algoritma ini dibangun berdasarkan  data  penginderaan  jauh  SPL dan  klorofil-a  dimana  pada  daerah  bagian dalam  teluk  nilai  klorofil-a  tidak  dapat terukur  dari  satelit  akibat  kekeruhan  yang tinggi di wilayah tersebut (Zhu et al. 2008). Sehingga  konsentrasi  klorofil-a  yang  tinggi di  stasiun  bagian  dalam  teluk  meberikan bias  yang  besar  pada  penentuan  pCO 2 menggunakan algoritma tersebut.
Kemungkinan nilai bias ini ditunjukkan dengan nilai pCO 2 yang sangat tinggi yaitu lebih besar daripada 5000 μatm pada  stasiun  k0,  k1,  dan  k8.  Sedangkan berdasarkan  Chen  dan  Borges  (2009) menunjukkan  bahwa  pCO 2 di  perairan pesisir  berkisar  antara    200  -  4600  μatm. Namun  secara  keseluruhan  hasil  analisis tersebut menunjukkan Teluk Banten berperan sebagai source CO 2.
Sementara itu, untuk mengkonfirmasi hasil perhitungan algoritma tersebut,
analisis sink dan source juga  dilakukan dengan  menggunakan  hasil  pengukuran SPL dan klorofil-a bulan Maret 2012. Pada analisis  bulan  Maret  2012  disertakan  juga data  SPL  dan  klorofil-a  dari  data  satelit Aqua MODIS  sehingga  Algoritma  Zhu diduga  dapat  memberikan  hasil  yang  lebih baik  dengan  kombinasi  data  lapangan  dan data  satelit  dibandingkan  analisis  pada tahun  2009  dan  2010  yang  hanya berdasarkan  data  lapangan.  Penambahan data  dari  satelit  ini  karena    pada  proses pengukuran  konsentrasi  klorofil-a  dari sampel  air  laut  yang  didapat  dari  8  stasiun pengamatan,  hanya  3  stasiun  yang  dapat terukur konsentrasi klorofil-a dengan menggunakan  metode  spektrofotometri. Menurut Riyono (2006)  hal  tersebut terjadi diduga  karena  metode  spektrofotometri memiliki sensitifitas yang rendah dan dalam proses penyaringan memerlukan volume air yang besar, selain itu metode spektrofotometri  tidak  dapat  membedakan klorofil  dengan  hasil  dekomposisinya sehingga  hasil  pengukuran  menjadi  bias. Selanjutnya  data  hasil  stasiun  pengukuran selanjutnya dilakukan tumpang-susun ( overlay) dengan  data  dari  satelit  aqua MODIS  seperti  yang  disajikan  pada Gambar  3.  Berdasarkan  hasil  interpolasi data  tersebut  didapatkan  sebaran  suhu berkisar  antara    29  –  31.8 0 C  yang cenderung  tinggi  di  perairan  bagian  dalam teluk  dan  secara  bertahap  menurun  ke
(a) (b) (c)
perairan  bagian  luar  teluk.    Sedangkan sebaran    klorofil-a      berkisar    antara    0.1  – 3.1 μg L -1 yang cenderung tinggi di peraian
bagian  dalam  teluk  dan  rendah  pada perairan  bagin  luar  teluk.  Tekanan  parsial CO 2 (pCO 2 )  disajikan  pada  Gambar  4.
Gambar 2. Delta pCO2 Teluk Banten Hasil Perhitungan Algoritma Zhu
Gambar 3. Overlay stasiun pengukuran dengan data dari satelit aqua MODIS
(a)

## (b)
Gambar 4. a) Sebaran pCO 2 ;  b) nilai delta pCO 2 bulan Maret Tahun 2012
Sebaran  pCO 2 di  Teluk  Banten berkisar  antara  380  –  800  μatm  dengan pCO 2 minimum terdapat di perairan bagian mulut  teluk  hingga  ke  luar  teluk  dan maksimum di perairan bagian dalam teluk.
Sementara  itu,  analisis sink dan source didapatkan  dari  perbedaan  pCO 2 perairan  dengan  pCO 2 atmosfer  dengan menggunakan  persamaan  (2)  sehingga didapat  nilai  ∆pCO 2 .  Tekanan  parsial  CO 2 atmosfer yang digunakan ialah berdasarkan asumsi  kenaikan  sebesar  0.16  μatm  per bulan yang didapat pada pengukuran pCO 2 di  stasiun  BMKG  Koto  Tabang  Padang. Sehingga  pCO 2 atmosfer  untuk  bulan Maret  2012  didapatkan  sebesar  388.135 μatm.  Perairan  berperan  sebagai sink apabila  pCO 2 perairan  lebih  rendah daripada  pCO 2 atmosfer  dan  sebaliknya berperan  sebagai source apabila  pCO 2 perairan lebih tinggi daripada atmosfer.
Pada  Gambar  4  (b)  daerah sink ditunjukkan  oleh  perairan  dengan  warna lebih  terang    ditunjukkan  dengan  nilai ∆pCO 2 bernilai  negatif  berkisar  antara  0 s/d  –20  μatm.  Sedangkan  perairan  dalam berperan  sebagai source dengan  nilai ∆pCO 2 positif  berkisar  antara  0    s/d  +420 μatm.  Secara  keseluruhan  hasil  tersebut menunjukkan bahwa perairan yang
berperan  sebagai sink terdapat  di  perairan luar  teluk  sedangkan  berperan  sebagai source terdapat  di  perairan  bagian  dalam teluk terutama dekat dengan daratan.

## KESIMPULAN
Secara  umum  dapat  disimpulkan bahwa  berdasarkan  perhitungan  algoritma Zhu  sebagian  besar  perairan  Teluk  Banten berperan  sebagai source CO 2 ,  hasil  yang sama ditunjukkan oleh hasil observasi SPL dan  klorofil-a  dengan  bagian  dalam  teluk berperan  sebagai source dan  bagian  luar teluk  berperan  sebagai sink .  Akan  tetapi hasil  algoritma  Zhu  tersebut  masih memiliki  tingkat  bias  yang  cukup  tinggi. Sehingga tidak disarankan untuk menggunakan  algoritma  ini  untuk  daerah perairan dalam / pesisir.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Artikel  ini  adalah  bagian  dari Skripsi  penulis  pertama  yang  telah  lulus disidangkan  pada  Tahun  2012.  Seluruh penulis mengucapkan Terima Kasih kepada  Tim  Survei Blue  Carbon Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Laut  dan  Pesisir  (P3SLP)  2009-2012.
Kegiatan survei dan analisis yang dilakukan  oleh  tim  tersebut  didanai  oleh DIPA  APBN  pada  P3SDLP,  sedangkan analisis  lanjutan  dan  penerbitan  artikel  ini didanai oleh FPIK UNPAD dan P3SDLP.

## DAFTAR PUSTAKA
Adi,  N  S.,  dan  A.  Rustam.    2010. Studi Awal  Pengukuran  System  CO 2 Di Teluk  Banten .  Prosiding  Pertemuan Ilmiah TahunanVI ISOI 2009. Ikatan Sarjana  Oseanologi  Indonesia.  17 hlm.
Borges,  A.V.    2011.    Present  Day  Carbon
Dioxide Fluxes in The Coastal Ocean and Possible Feedbacks Under
Global  Exchange.  Dalam:  P.  Duarte dan  J.M.  Santana-Casiano  (ed.),
Oceans and the Atmospheric Carbon Content. Springer  Science+Business Media. Hlm. 47-77.
Chen  C.T.A.,  dan  A.V  Borges.    2009. Reconciling  opposing  views  on carbon  cycling  in  the  coastal  ocean: Continental  shelves  as  sinks  and near-shore  ecosystems  as  sources  of atmospheric  CO 2 .  Journal  of  Deep Sea  Research  II,  Science  Direct 56(2009):578-590.
NASA.    2010. Ocean  Carbon  Cycle .  http ://www.  Science.nasa.gov.  dikutip tanggal  13  Februari  2012  pukul 18.00 WIB.
Ramawijaya, Rosidah, M.Yusuf Awaludin, Widodo S. Pranowo. 2012. Variabilitas Parameter Oseanografi Dan Karbon Laut Di Teluk Banten. Submitted ke Jurnal Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Padjadjaran. Juni 2012.
Riyono,  S.H.    2006 .    Beberapa  Metode Pengukuran  Klorofil  Fitoplankton  di Laut . Jurnal Oseana, 31 (3):33-44.
Y.  Zhu,  Zhai,  W.,  S.Shang.,  dan  M.Dai. 2008. Satellite-derived  surface water  pCO 2 and  air-sea  CO 2 fluxes in  the  northern  South  China  Sea  in summer. Science  Direct  Progress  In Natural Science, 19(2009): 775-779.
Zhai, W., M.Dai., W.Cai., Y.Wang., dan H.Hong.  2004. The partial pressure of carbon dioxide and air–sea fluxes in the northern South China Sea in spring, summer and autumn. Journal of Marine Chemistry, Science Direct 96(2005): 87-97.