LIMNOLOGI; SIKLUS SUHU PERAIRAN

 

1.    Pengertian Suhu

Suhu adalah ukuran atau derajat panas atau dinginnya suatu benda, zat, atau lingkungan yang menunjukkan tingkat energi kinetik rata-rata partikel-partikel dalam benda tersebut. Suhu merupakan salah satu besaran fisika yang digunakan untuk mengukur energi termal suatu sistem.

Suhu diukur menggunakan alat yang disebut termometer, dan dinyatakan dalam beberapa skala, seperti:

1. Celsius (°C) - Umum digunakan di berbagai negara.
2. Fahrenheit (°F) - Digunakan terutama di Amerika Serikat.
3. Kelvin (K) - Digunakan dalam sains sebagai skala absolut, di mana 0 Kelvin (nol absolut) adalah titik di mana semua gerak partikel berhenti.

 

2. Faktor Yang Mempengaruhi Suhu Perairan Darat

a. Intensitas Sinar Matahari

• Penyebab: Matahari adalah sumber utama panas di perairan darat. Sinar matahari yang diterima permukaan air akan meningkatkan suhu.
• Pengaruh: Perairan yang terbuka langsung terhadap sinar matahari cenderung memiliki suhu lebih tinggi dibandingkan perairan yang terlindung oleh pepohonan atau bangunan.

b. Waktu dan Musim

• Siang dan malam: Suhu air lebih tinggi pada siang hari karena radiasi matahari. Pada malam hari, suhu air menurun karena kehilangan panas ke atmosfer.
• Musim: Pada musim panas, suhu air lebih tinggi dibandingkan musim dingin atau penghujan.

c. Kedalaman Perairan

• Air dangkal: Lebih cepat memanas dan mendingin karena memiliki volume kecil untuk menyerap panas.
• Air dalam: Lebih stabil suhunya karena radiasi matahari sulit menembus hingga dasar.

d. Warna dan Transparansi Air

• Air keruh: Menyerap lebih banyak panas karena partikel-partikel dalam air meningkatkan penyerapan radiasi.
• Air jernih: Lebih lambat memanas karena memantulkan sebagian besar sinar matahari.

e. Geografi dan Lokasi

• Perairan di daerah tropis memiliki suhu lebih tinggi dibandingkan di daerah subtropis atau kutub karena perbedaan intensitas sinar matahari.

Selain itu, terdapat factor-faktor lainnya, seperti arus, penguapan, vegetasi dan aktifitas organisme yang ada diperairan.

 

3.Stratifikasi Suhu Perairan Darat

Stratifikasi suhu perairan darat adalah fenomena pembagian lapisan suhu pada perairan, terutama di perairan dalam seperti danau atau waduk. Fenomena ini terjadi karena perbedaan densitas air akibat perubahan suhu, sehingga membentuk lapisan-lapisan dengan karakteristik suhu yang berbeda.

Lapisan-Lapisan Stratifikasi Suhu

Stratifikasi suhu biasanya terdiri dari tiga lapisan utama:

1.    Lapisan Epilimnion

• Lokasi: Lapisan atas perairan.
• Karakteristik:
• Air hangat karena terkena langsung sinar matahari.
• Suhu relatif stabil dan lebih tinggi dibandingkan lapisan bawah.
• Sirkulasi air di lapisan ini cenderung aktif karena dipengaruhi oleh angin dan arus permukaan.
• Kandungan Oksigen: Tinggi karena fotosintesis dan kontak langsung dengan atmosfer.

2.    Lapisan Metalimnion (Thermocline)

• Lokasi: Lapisan tengah antara epilimnion dan hipolimnion.
• Karakteristik:
• Suhu menurun tajam dengan bertambahnya kedalaman.
• Lapisan ini bertindak sebagai zona transisi suhu yang membatasi sirkulasi antara epilimnion dan hipolimnion.
• Kandungan Oksigen: Mulai menurun karena keterbatasan sirkulasi.

3.    Lapisan Hipolimnion

• Lokasi: Lapisan terdalam perairan.
• Karakteristik:
• Air dingin dan densitasnya lebih tinggi.
• Suhu stabil, biasanya mendekati 4°C (suhu di mana densitas air paling tinggi).
• Tidak ada sirkulasi air karena lapisan ini terisolasi dari pengaruh angin atau sinar matahari.
• Kandungan Oksigen: Rendah karena minimnya fotosintesis dan kurangnya pencampuran dengan lapisan atas.

 

Siklus Suhu Tahunan Perairan Darat

Siklus suhu tahunan perairan darat, terutama di danau atau waduk, dipengaruhi oleh perubahan musim dan variasi suhu udara sepanjang tahun. Perubahan ini menghasilkan pola termal yang khas, yang berbeda di daerah tropis dan daerah beriklim sedang (temperate).

1. Daerah Beriklim Sedang

Pada daerah beriklim sedang, siklus suhu tahunan terdiri dari empat fase utama:

a. Musim Semi (Spring Turnover)

• Karakteristik:
• Air permukaan mulai memanas, mendekati suhu 4°C (di mana air memiliki densitas tertinggi).
• Sirkulasi vertikal terjadi secara merata karena suhu air seragam dari permukaan hingga dasar.
• Dampak:
• Nutrien dari dasar air naik ke permukaan, mendukung pertumbuhan fitoplankton dan ekosistem.

b. Musim Panas (Summer Stratification)

• Karakteristik:
• Sinar matahari memanaskan lapisan permukaan (epilimnion), membentuk stratifikasi suhu.
• Lapisan metalimnion (thermocline) menjadi zona transisi suhu yang tajam.
• Lapisan hipolimnion tetap dingin dan terisolasi.
• Dampak:
• Stratifikasi menghambat pencampuran nutrien dan oksigen antara lapisan atas dan bawah.
• Organisme di lapisan bawah mungkin mengalami kekurangan oksigen.

c. Musim Gugur (Fall Turnover)

• Karakteristik:
• Suhu udara yang menurun menyebabkan pendinginan air permukaan.
• Ketika suhu permukaan mendekati 4°C, densitas meningkat dan terjadi pencampuran vertikal (turnover).
• Dampak:
• Nutrien dari dasar air kembali naik ke permukaan.
• Kandungan oksigen menjadi seragam di seluruh kolom air.

d. Musim Dingin (Winter Inversion)

• Karakteristik:
• Suhu udara rendah menyebabkan pembentukan lapisan es di permukaan.
• Lapisan es bertindak sebagai insulator, menjaga suhu air di bawahnya tetap stabil, sekitar 4°C.
• Dampak:
• Aktivitas biologis di bawah lapisan es berkurang karena suhu rendah dan terbatasnya oksigen di lapisan bawah.

2. Daerah Tropis

Di daerah tropis, siklus suhu tahunan berbeda karena suhu udara relatif konstan sepanjang tahun, tanpa musim dingin ekstrem.

• Karakteristik:
• Perairan tropis sering memiliki stratifikasi suhu yang stabil sepanjang tahun.
• Lapisan thermocline tetap ada, meskipun mungkin lebih dangkal dibandingkan di daerah beriklim sedang.
• Dampak:
• Pencampuran vertikal lebih jarang terjadi, sehingga lapisan bawah sering kekurangan oksigen (hipoksia).
• Aktivitas biologis cenderung terus berlangsung sepanjang tahun.