Oseanografi dapat didefinikan secara sederhana sebagai ilmu yang mempelajari lautan. (Oceanography is the scientific study of the Ocean in all its aspect). Juga disebut Oseanologi dan Thassografi oleh beberapa penulis lain. Tetapi lebih popular dengan sebutan Oseanografi. .Studi yang sama dari danau dan air tawar adalah Limnologi.

70.8% bagian bumi adalah air. Daratan hanya 29.2% saja dari bagian bumi. Atau dari 510 juta km persegi luas muka bumi, 361 juta km persegi merupakan laut dan daratan hanya 149 juta km persegi. Jadi bisa disebut bumi adalah planet air.

Perkembangan kondisi laut dan udara menentukan cuaca dan iklim. Berbeda dengan daratan, laut merupakan medium yang dinamis. Kedinamisan laut tersebut ditilik dari beberapa aspek yang dipelajari di oseanografi, antara lain:

1.     Massa Air

Laut di seluruh dunia adalah daerah yang memiliki massa air laut yang dipengaruhi oleh beberapa faktor. Di daerah dekat kutub selatan massa air dingin tenggelam menuju lautan dalam. Garam laut yang keluar saat air membeku akan bercampur dengan air dingin membentuk massa air yang lebih padat (suhu rendah & salinitas tinggi) yang tenggelam di dasar Antartika. Air tadi bercampur dengan air di sekitarnya ketika mengalir ke sekeliling Antartika, disebut dengan Air Dasar Antartika (Antartic Bottom Waters), kemudian mengalir ke utara. Air Dasar Antartika bersuhu sekitar -0,4^oC dan salinitas sekitar 34,66 ppt.

Contoh lain adalah North Atlantic Deep Water, yang mengalir di atas Air Dasar Antartika. Contoh lain lagi adalah Antartic Intermediate Water, yang mengalir di atas kedua massa air sebelumnya.

Beberapa massa air lautan terbentuk pada lautan yang lebih kecil. Contoh: lapisan tipis air hangat dengan salinitas tinggi bergerak dari Laut Mediterania melewati Selat Gibraltar; di Laut Merah juga terbentuk massa air semacam ini. Karena kurang padat daripada air dasar, massa air tersebut mengalir ke tengah kedalaman laut (intermediate).

2.     Kedalaman

Kedalaman suatu perairan akan membatasi masuknya penetrasi cahaya matahari yang secara langsung membatasi kehidupan biota. Penyinaran cahaya matahari berkurang secara cepat sesuai dengan makin dalamnya lautan.

Kedalaman dasar laut dapat diamati dari nilai garis kontur pada peta batimetri daerah yang bersangkutan. Kedalaman laut mencerminkan morfologi yang berkaitan dengan proses pembentukan dan perkembangan dasar laut dan samudera. Untuk sistem samudera terdapat hubungan yang memperlihatkan hubungan antara kelandaian dan umur pembentukannya. Makin tua umur samudera, semakin dalam dasar lautnya.

3.      Densitas

Densitas dalam pengertian sederhananya adalah kerapatan. Kerapatan disini adalah massa jenis. Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa di tiap nilai volumenya. Karena yang dibahas adalah laut, maka kita berbicara bagaimana densitas air laut. Densitas merupakan salah satu parameter terpenting dalam mempelajari dinamika laut. Densitas sendiri sangat dipengaruhi suhu, salinitas dan juga tekanan.

Densitas (rapat jenis) di lambangkan dengan ρ

ρ = m / v

ket:

ρ : massa jenis (g/cm³)

m : massa,

V : volume.

Dari ketiga parameter yang mempengaruhi densitas, yang paling mempengaruhi densitas adalah tekanan. Jika densitas di suatu perairan tinggi maka suhu di perairan tersebut akan turun. Densitas maksimal terjadi pada suhu antara 39,8^oC– 40^oC. Tapi sebaliknya dengan salinitas dan tekanan di daerah perairan tersebut, yang mana akan naik. Jadi pada intinya adalah densitas berbanding terbalik dengan suhu tetapi berbanding lurus dengan salinitas dan tekanan.

Distribusi Densitas

Distribusi densitas dalam perairan dapat dilihat melalui stratifikasi densitas secara vertikal di dalam kolom perairan, dan perbedaan secara horizontal yang disebabkan oleh arus. Distribusi densitas berhubungan dengan karakter arus dan daya tenggelam suatu massa air yang berdensitas tinggi pada lapisan permukaan ke kedalaman tertentu. Densitas air laut tergantung pada suhu dan salinitas serta semua proses yang mengakibatkan berubahnya suhu dan salinitas. Densitas permukaan laut berkurang karena ada pemanasan, presipitasi, run off dari daratan serta meningkat jika terjadi evaporasi dan menurunnya suhu permukaan.

Sebaran densitas secara vertikal ditentukan oleh proses percampuran dan pengangkatan massa air. Penyebab utama dari proses tersebut adalah tiupan angin yang kuat. Lukas and Lindstrom (1991), mengatakan bahwa 95 % terlihat adanya hubungan yang positif antara densitas dan suhu dengan kecepatan angin, dimana ada kecenderungan meningkatnya kedalaman lapisan yang tercampur akibat tiupan angin yang sangat kuat. Secara umum densitas meningkat dengan meningkatnya salinitas, tekanan atau kedalaman, dan menurunnya suhu.

Pada intinya adalah distribusi denstitas ada dua yaitu secara vertikal dan horizontal. Jika vertikal pengaruh denstitas terhadap temperatur/suhu dan salinitas juga tekanan. Bisa ditandai dengan sebuah grafik, dimana tersebut garisnya berada pada posisi vertikal, garisnya dari atas ke bawah. Dan jika horizontal itu adalah pengaruh densitas yang disebabkan oleh faktor lain yaitu arus. Jika ditandai dengan grafik, garis grafik ini garisnya adalah dari kiri ke kanan secara horizontal.

4.     Temperatur

Dalam oseanografi dikenal dua istilah untuk menentukan temperatur air laut yaitu temperatur in situ (selanjutnya disebut sebagai temperatur saja) dan temperatur potensial. Temperatur adalah sifat termodinamis cairan karena kecepatan aktivitas molekul dan atom di dalam cairan tersebut. Semakin besar aktivitas (energi), semakin tinggi pula temperaturnya. Temperatur menunjukkan kandungan energi panas. Energi panas dan temperatur dihubungkan oleh energi panas spesifik. Energi panas spesifik sendiri secara sederhana dapat diartikan sebagai jumlah energi panas yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur dari satu satuan massa fluida sebesar 1^o. Jika kandungan energi panas nol (tidak ada aktivitas atom dan molekul dalam fluida) maka temperaturnya secara juga nol (dalam Kelvin). Jadi nol dalam skala Kelvin adalah suatu kondisi dimana sama sekali tidak ada aktivitas atom dan molekul dalam suatu fluida. Temperatur air laut di permukaan ditentukan oleh adanya pemanasan (heating) di daerah tropis dan pendinginan (cooling) di daerah lintang tinggi. Kisaran harga temperatur di laut adalah -2^oC - 35^oC. 

Tekanan di dalam laut akan bertambah dengan bertambahnya kedalaman. Sebuah parsel air yang bergerak dari satu level tekanan ke level tekanan yang lain akan mengalami penekanan (kompresi) atau pengembangan (ekspansi). Jika parsel air mengalamai penekanan secara adiabatis (tanpa terjadi pertukaran energi panas), maka temperaturnya akan bertambah. Sebaliknya, jika parsel air mengalami pengembangan (juga secara adiabatis), maka temperaturnya akan berkurang. Perubahan temperatur yang terjadi akibat penekanan dan pengembangan ini bukanlah nilai yang ingin kita cari, karena di dalamnya tidak terjadi perubahan kandungan energi panas. Untuk itu, jika kita ingin membandingkan temperatur air pada suatu level tekanan dengan level tekanan lainnya, efek penekanan dan pengembangan adiabatik harus dihilangkan. Maka dari itu didefinisikanlah temperatur potensial, yaitu temperatur dimana parsel air telah dipindahkan secara adiabatis ke level tekanan yang lain. Di laut, biasanya menggunakan permukaan laut sebagai tekanan referensi untuk temperatur potensial. Jadi kita membandingkan harga temperatur pada level tekanan yang berbeda jika parsel air telah dibawa, tanpa percampuran dan difusi, ke permukaan laut. Karena tekanan di atas permukaan laut adalah yang terendah (jika dibandingkan dengan tekanan di bawah permukaan laut), maka temperatur potensial (yang dihitung pada tekanan permukaan) akan selalu lebih rendah daripada temperatur sebenarnya. 

Satuan untuk temperatur dan temperatur potensial adalah derajat Celcius. Sementara itu, jika temperatur akan digunakan untuk menghitung kandungan energi panas dan transpor energi panas, harus digunakan satuan Kelvin. 0^oC = 273,16 K. Perubahan 1^oC sama dengan perubahan 1 K. 

Seperti telah disebutkan di atas, temperatur menunjukkan kandungan energi panas, dimana energi panas dan temperatur dihubungkan melalui energi panas spesifik. Energi panas per satuan volume dihitung dari harga temperatur menggunakan rumus: 

Q = densitas x energi panas spesifik x temperatur (K)

Jika tekanan tidak sama dengan nol, perhitungan energi panas di lautan harus menggunakan temperatur potensial. Satuan untuk energi panas adalah Joule. Sementara itu, perubahan energi panas dinyatakan dalam Watt (Joule/detik). Aliran (fluks) energi panas dinyatakan dalam Watt/meter² (energi per detik per satuan luas).

Kisaran suhu pada daerah tropis relatif stabil karena cahaya matahari lebih banyak mengenai daerah ekuator daripada daerah kutub. Hal ini dikarenakan cahaya matahari yang merambat melalui atmosfer banyak kehilangan panas sebelum cahaya tersebut mencapai kutub. Suhu di lautan kemungkinan berkisar antara -1.87°C (titik beku air laut) di daerah kutub sampai maksimum sekitar 42°C di daerah perairan dangkal.

Suhu menurun secara teratur sesuai dengan kedalaman. Semakin dalam suhu akan semakin rendah atau dingin. Hal ini diakibatkan karena kurangnya intensitas matahari yang masuk kedalam perairan. Pada kedalaman melebihi 1000 meter suhu air relatif konstan dan berkisar antara 2°C – 4°C.

Suhu mengalami perubahan secara perlahan-lahan dari daerah pantai menuju laut lepas. Umumnya suhu di pantai lebih tinggi dari daerah laut karena daratan lebih mudah menyerap panas matahari sedangkan laut tidak mudah mengubah suhu bila suhu lingkungan tidak berubah. Di daerah lepas pantai suhunya rendah dan stabil.

Lapisan permukaan hingga kedalaman 200 meter cenderung hangat, hal ini dikarenakan sinar matahari yang banyak diserap oleh permukaan. Sedangkan pada kedalaman 200-1000 meter suhu turun secara mendadak yang membentuk sebuah kurva dengan lereng yang tajam. Pada kedalaman melebihi 1000 meter suhu air laut relatif konstan dan biasanya berkisar antara 2°C – 4°C.

Faktor yang memengaruhi suhu permukaan laut adalah letak ketinggian dari permukaan laut (altituted), intensitas cahaya matahari yang diterima, musim, cuaca, kedalaman air, sirkulasi udara, dan penutupan awan.

Semoga beberapa paparan di atas bisa menambah pengetahuan dan wawasan tentang aspek laut dalam oseanografi. Sebenarnya masih banyak aspek lain, termasuk aspek laut tentu masih sangat luas.

Indonesia adalah suatu negara kepulauan. Diakuinya konsep wawasan nusantara dan negara kepulauan oleh dunia internasional membuat Indonesia menjadi suatu negara kepulauan terbesar di dunia. Dengan wilayah negara yang sangat luas dan sebagian besar berupa laut, dan memiliki daratan berpulau-pulau, maka bagi Indonesia mempelajari oseanografi menjadi sangat penting. Banyak sumber daya alam Indonesia yang berada di laut, baik sumber daya hayati maupun sumberdaya non-hayati. Sumber daya laut yang sangat banyak itu hanya akan dapat dimanfaatkan dengan berkesinambungan bila kita mempelajarinya.

Selain sebagai sumber daya laut juga menjadi sumber bencana, terutama bagi penguni daerah pesisir dan pulau-pulau kecil. Bagi Indonesia yang memiliki wilayah laut yang sangat luas dan pulau-pulau yang sangat banyak, tentu akan besar pula potensi bencana dari laut. Oleh karena itu, dalam rangka upaya melakukan mitigasi bencana alam dari laut, maka mempelajari oseanografi juga merupakan suatu keharusan bagi bangsa Indonesia.

Ikuti tulisan menarik ASW others lainnya di sini.