Teks tersebut membahas tentang stratifikasi suhu di danau dan bagaimana stratifikasi tersebut terbentuk secara musiman. Secara singkat, stratifikasi suhu terbentuk karena perbedaan densitas air yang disebabkan oleh variasi suhu. Lapisan air yang lebih panas akan berada di atas lapisan air yang lebih dingin. Selama musim semi dan panas, terbentuk stratifikasi yang kuat dengan lapisan epilimnion di atas dan lapisan hypolimnion di bawah. Pada

2. IV. Kondisi Panas dan
Densitas

3. Ice vs Liquid Water
liquidice
hydrogen bonds

4. Melting and Boiling Temperatures
of Water

5. Colligative Properties
• Dissolved solids increase the boiling point and
decrease the freezing point.

6.  Water exists in all three phases at
temperatures found on Earth.
 If water behaved like substances with
similar molecular weight, water would
exist only as a gas and it’s likely that
the Earth’s gravity wouldn’t retain
water.
Importance to Living Things

7. Density and Temperature
• Above 4°C the density of liquid water decreases as the temperature
increases.
• As the temperature is decreased from 4°C to 0°C, the density
decreases.
• Water exhibits a density maximum of 1.0 grams/milliliter (g/mL) at
4°C.
• Ice is less dense than water.

8. Density Behavior of Water

9.  Ice floats on top of liquid water.
 If ice were more dense than liquid
water, then ice would sink, leading to
a freezing-over of many lakes and
streams.
Importance to Living Things

10. Ice Floats!

11. High Specific Heat
 1.0 calories of absorbed
heat energy will raise
the temperature of 1.0
gram of water by 1.0°C.

12.  Water can buffer the environment and
living things against extreme changes
in temperature.
Importance to Living Things

13. High Heat of Vaporization
 At 25°C, 1.0 gram of water must
absorb 580 calories of heat energy in
order to be converted from a liquid to
a gas.

14.  Water vapor in the atmosphere
moderates the Earth’s climate.
 Living things may moderate their
body temperatures via evaporation of
water from their surfaces
(evaporative cooling).
Importance to Living Things

15. High specific heat
• Specific heat: the amount of heat required to raise or lower the temperature of 1 gram
of substance 1 degree C.
• a lot of heat energy is required to break hydrogen bonds, water resists temperature change.
• When water is heated, most of the heat is used to break hydrogen bonds and not much is left
over to raise the temperature of the water.
• Because water can absorb a lot of heat with little change in temperature, it acts as a
thermal buffer.
• On a small scale, water in a cell can absorb much heat with little change in temperature.
• On a larger scale, the water in the ocean acts as a thermal buffer for the earth, resisting
temperature change and creating a hospitable environment for life.

16. High heat of vaporization
• Heat of vaporization: The amount of heat required for 1 gram of a substance to be converted
from a liquid to a gas.
• Hydrogen bonds make it difficult for water molecules to escape the liquid state and are responsible for
water's high heat of vaporization.
• The hydrogen bonds must be broken before water can evaporate and this requires considerable energy.
• Because water has a high heat of vaporization
• Helps our bodies and our planet to maintain our temperature within a tolerable range.
• When we get hot and sweat, water evaporates from our skin and cools us. Since the evaporation of water
requires a considerable amount of energy, it is very effective in cooling us.
• Water also helps moderate global climate by absorbing solar radiation and dissipating the heat by evaporation
of surface water.

17. Masukan panas ke sungai
• Radiasi sinar matahari
• Mata air
• Anak sungai
• Aliran air hujan

18. Hilangnya panas dari sungai
• Pantulan/sebaran sinar matahari
• Evaporasi
• Aliran air ke luar sungai

19. Struktur panas di sungai
Variasi diurnal

20. Variasi suhu udara dan air sungai
• Es mencair
• Masukan air hujan ke sungai
• Masukan dari mata air

21. Kondisi panas di danau
Sumber panas utama:
Radiasi sinar matahari
Pengecualiaan:
Waduk
Danau dengan sumber mata air cukup besar

22. Hilangnya panas dari danau
• Penguapan
• Aliran air keluar danau
• Radiasi panas dari air

23. Panas Vs Densitas
Densitas tertinggi
pada suhu 4oC

24. Panas Vs densitas cont.
Lapisan air yang lebih
panas dan ringan akan
berada diatas lapisan
yang lebih dingin dan
berat

25. Stratifikasi suhu
Secara vertikal danau
terbagi atas 3 lapisan:
1. Epilimnion
2. Metalimnion/thermo
cline
3. hypolimnion

26. Stratifikasi suhu cont.
Epilimnion –
• Bagian kolom yang
hangat
• Temperatur merata
• Tercampur karena
angin

27. Stratifikasi suhu cont.
Hypolimnion –
• Lapisan bawah
• Suhu lebih dingin dari
epilimnion
• Tidak dipengaruhi
angin

28. Stratifikasi suhu cont.
Metalimnion/
Thermocline - Zona
peralihan dimana
suhu turun drastis
seiring
bertambahnya
kedalaman

29. Faktor yang mempengaruhi
stratifikasi suhu
• Perbedaan densitas lapisan air
air yang ringan akan berada di lapisan atas
• Angin
Angin mempengaruhi percampuran panas di kolom air.

30. Faktor yang mempengaruhi stratifikasi suhu
cont.
Stratifikasi suhu terjadi jika
angin tidak mampu
mencampur energi panas ke
seluruh kolom danau

31. Stabilitas stratifikasi suhu
• Stabilitas (danau) = Banyaknya energi yang diperlukan untuk
mencampur seluruh air danau hingga memiliki densitas yang sama
• Stabilitas danau dilihat dari daya tahan (resistence) danau terhadap
percampuran oleh angin
Tergantung pada perbedaan densitas antara dua lapisan

32. Stabilitas stratifikasi suhu cont.
Examples:
Epilimnion Hypolimnion Result
8°C 4°C Perbedaan densitas kecil
22°C 7°C Perbedaan densitas besar,
Stratifikasi stabil
30°C 28°C Perbedaan densitas besar,
Stratifikasi stabil

33. Bagaimana terbentuknya stratifikasi
suhu?
1. Awal musim semi
• Tidak ada perbedaan
densitas
• Daya tahan (resistence)
terhadap percampuran
oleh angin sangat rendah
• Suhu terdistribusi
dengan merata
5 10 15 20 25 30
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Temperature (°C)
Depth(m)

34. Spring turnover: Suatu periode dimana seluruh kolom air
bercampur karena pengaruh angin
Lama Spring turnover dipengaruhi oleh: luas permukaan dan
volume danau

35. Bagaimana terbentuknya stratifikasi suhu?
Cont.
2. Pertengahan musim
semi 5 10 15 20 25 30
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Temperature (°C)
Depth(m)
• Jumlah panas harian
yang ditransfer ke
perairan semakin
meningkat
• Permukaan air lebih cepat
memanas dibanding
kecepatan percampuran
panas
• Daya tahan terhadap
percampuran mulai
terbentuk

36. Bagaimana terbentuknya stratifikasi suhu?
Cont.
3. Akhir musim semi
• Perbedaan densitas semakin
besar
• Epilimnion “mengapung” diatas
hypolimnion
5 10 15 20 25 30
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Temperature (°C)
Depth(m)

37. Bagaimana terbentuknya stratifikasi suhu?cont.
4.Akhir musim panas
Peningkatan suhu Lapisan
epilimnion terus berlanjut
Terbentuk stratifikasi suhu
yang kuat
Lapisan hypolimnion dapat
menjadi anoxic karena
proses dekomposisi plankton

38. Bagaimana terbentuknya stratifikasi suhu?Cont.
Awal musim gugur
• Danau kehilangan panas
• Air dingin tenggelam,
menimbulkan percampuran
masa air
• Suhu lapisan epilimnion
menurun
• Lapisan thermocline bergeser ke
lapisan lebih dalam
5 10 15 20 25 30
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Temperature (°C)
Depth(m)

39. Bagaimana terbentuknya stratifikasi suhu?Cont.
Pertengahan-akhir musim gugur
• Perbedaan densitas antar
lapisan semakin rendah seiring
mendinginnya lapisan epilimnion
• “Fall turnover”terjadi
• O2 terbawa ke lapisan bawah,
Nutrisi terbawa ke permukaan
5 10 15 20 25 30
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Temperature (°C)
Depth(m)

40. Bagaimana terbentuknya stratifikasi suhu?Cont
Musim salju
• Suhu permukaan turun << 4oC,
mengapung diatas lapisan air
40C
• Percampuran oleh angin tidak
terjadi karena terhalang lapisan
es
• “inverse stratifikasi” terbentuk

41. Stratifikasi musiman danau daerah temperate

42. Klasifikasi danau berdasarkan pola stratifikasi
dan sirkulasi
• Amictic : Tidak pernah terjadi percampuran, karena pemukaan
membeku
Umumnya danau di daerah antartika atau di
gunung yang sangat tinggi
• Cold monomictic: terjadi satu kali periode percampuran dalam satu
tahun pada suhu ≤ 40C
Danau di daerah arktik dan pegunungan

43. Klasifikasi danau berdasarkan pola stratifikasi
dan sirkulasi cont.
• Warm monomictic: terjadi satu kali periode percampuran dalam satu
tahun pada suhu ≥ 40C
Umumnya danau di daerah temperate yang
hangat ex. Amerika utara
tengah
• Dimictic : terjadi 2 periode percampuran dan 2 periode stratifikasi
dalam satu tahun
Umumnya di daerah temperate dingin

44. Klasifikasi danau berdasarkan pola stratifikasi
dan sirkulasi cont.
• Cold Polymictic: percampuran terjadi berkali-kali saat permukaan
danau terbebas dari bekuan es
Umumnya terjadi pada danau dangkal di
daerah temperate bagian utara
• Warm polymictic: percampuran terjadi berkali-kali pada danau yang
bersuhu > 4oC
Umumnya terjadi pada danau di daerah tropis