Persamaan Keadaan Air Laut

Ada seseorang yang mengirimi saya e-mail menanyakan tentang persamaan keadaan air laut (equation of state of seawater) . Dalam tulisan saya sebelumnya mengenai densitas air laut, saya hanya menuliskan persamaan keadaan sebagai ρ = ρ(t,S,p), yang artinya bahwa densitas air laut bergantung pada temperatur air laut (t), salinitas (S), dan tekanan (p). Kenapa hanya ditulis seperti itu? karena rumusnya panjang bo!

Perdefinisi, persamaan keadaan air laut adalah persamaan yang menghubungkan densitas air laut dengan temperatur, salinitas, dan tekanan air laut. Persamaan ini dihasilkan dengan cara mencocokan kurva-kurva (fitting curves) densitas sebagai fungsi temperatur, salinitas, klorinitas, atau konduktivitas, dan tekanan melalui pengukuran laboratorium. Persamaan keadaan yang digunakan saat ini adalah persamaan keadaan (1980) yang dipublikasikan oleh Joint Panel on Oceanographic Tables and Standards pada tahun 1981. Berikut adalah persamaan keadaan itu:

ρ(t,S,p)=ρ(t,S,0)/(1-p/K(t,S,p))

dimana ρ(t,S,0) adalah persamaan keadaan air laut international, 1980, pada tekanan 1 atmosfer, dan K(t,S,p) adalah secant bulk modulus dan dinyatakan sebagai:

K(t,S,p)=K(t,S,0) + Ap + Bp2

Sedangkan

K(t,S,0)=Kw+(54,6746 – 0,603459 t + 1,09987 x 10-2 t2 -6,1670 x 10-5 t3) S
+(7,944 x 10-2 + 1,6483 x 10-2 t – 5,3009 x 10-4 t2) S3/2)

A=Aw + (2,2838 x 10-3 – 1,0981 x 10-5 t – 1,6078 x 10-6 t2) S + 1,91075 x 10-4 S3/2

B=Bw + (-9,9348 x 10-7 + 2,0816 x 10-8 t + 9,1697 x 10-10 t2) S

dan suku untuk air murni (pure water) Kw, Aw, dan Bw diberikan oleh:

Kw=19,65221 + 148,4206 t – 2,327105 t2 + 1,360477 x 10-2 t3 – 5,155 288 x 10-5 t4

Aw=3,239908 + 1,43713 x 10-3 t + 1,16092 x 10-4 t2 – 5,77905 x 10-7 t3

Bw=8,50935 x 10-5 – 6,12293 x 10-6 t – 5,2787 x 10-8 t2

Persamaan keadaan ini valid untuk rentang salinitas 0 sampai 42, temperatur -2 sampai 40oC dan tekanan antara 0 sampai 1000 bar.

Zonal Meridional

Dulu, sewaktu saya baru saja lulus dan mulai ikut belajar tentang El-Nino di tempat kerja saya, saya sedikit bingung dengan istilah angin zonal yang biasanya suka disebut-sebut dalam paper-paper yang membahas tentang El-Nino. Karena tidak tahu apa artinya, saya pun mencoba bertanya ke seorang kawan satu angkatan yang juga bekerja di kantor yang sama yang kebetulan mengambil bidang keahlian meteorologi waktu kuliah dulu. Sayangnya teman saya itu pun tak tahu apa yang dimaksud dengan angin zonal.

Akhirnya, karena penasaran, saya coba untuk mencari tahu sendiri, tentu saja melalu internet yang kebetulan waktu itu masih sangat bagus koneksinya karena proyek Ipteknet masih punya banyak dana bantuan luar negeri. Ternyata oh ternyata, angin zonal itu maksudnya adalah angin komponen timur-barat. Kalau itu mah tahu dong! cuman biasanya kalau saya ngolah data arus laut, biasanya kita hanya menyebutnya sebagai arus komponen timur-barat, bukan arus zonal. Alasannya mungkin sederhana, karena biasanya saya bekerja pada daerah penelitian yang sempit, sementara istilah zonal mungkin lebih tepat untuk suatu daerah penelitian yang luas seperti pada kasus El-Nino dimana daerah tinjauannya mencakup Samudera Pasifik sepanjang ekuator yang luas itu.

Ketika menganalisis data angin atau arus laut, biasanya kita sering memisahkannya menjadi komponen utara-selatan (meridional, arah lintang) dan komponen timur-barat (zonal, arah bujur). Hal ini dilakukan untuk lebih memudahkan analisis dan pengolahan data, karena angin dan arus laut adalah vektor yang memiliki besar dan arah.

Dalam kaitannya dengan El-Nino, tinjauan banyak dilakukan terhadap angin zonal karena komponen itulah yang dominan dalam menentukan atau mengindikasikan terjadinya El-Nino. Seperti sudah diketahui, pada kondisi normal, angin pasat di sepanjang Pasifik dekat ekuator akan berhembus ke arah barat. Ketika terjadi El-Nino, angin ini akan melemah dan cenderung berbalik arah ke timur, sehingga massa air panas akan terbawa ke Samudera Pasifik tengah dan timur dekat ekuator (daerah Nino) dan membentuk kolam air hangat di sana.