Pada sub bab ini akan dibahas mengenai angin dan gelombang di laut dalam.
3.6.1. Angin
Angin adalah sirkulasi udara yang kurang lebih sejajar dengan permukaan bumi. Gerakan udara ini disebabkan oleh perubahan temperatur atmosfer. Kecepatan angin diukur dengan anemometer. Apabila tidak tersedia anemometer, kecepatan angin dapat diperkirakan berdasarkan keadaan lingkungan dengan menggunakan skala Beaufort. Sifat angin yang perlu diketahui adalah arahnya, kecepatan, dan lama bertiupnya. Kecepatan angin biasanya dinyatakan dalam knot.
1 Knot = panjang satu menit garis bujur melalui khatulistiwa yang ditempuh dalam waktu 1 jam.1 Knot = 1,852 km/jam
Berdasarkan pengamatan Beaufort, maka disusun skala intensitas dari 1 sampai dengan 12 yang umum disebut sebagai ”Skala Beaufort”. Lihat daftar skala Beaufort pada Tabel 3.14.
Dalam pembahasan angin, hal-hal yang perlu diperhatikan adalah data angin serta pembuatan wind rose (mawar angin). Data angin diperoleh dari BMG Semarang, sedangkan wind rose diperoleh dari prosentase kejadian angin, sehingga didapatkan arah angin dominan.
On O3 O2 O1 O0 R B A O +Z K(4.5H,2H) H H 4.5H 2H
Tabel 3.14 : Skala Beaufort.
Tingkat
Sifat Angin Keadaan Lingkungan
V (knot) P (kg/m2) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Sunyi (calm) Angin sepoi Angin sangat lemah Angin lemah Angin sedang Angin agak kuat Angin kuat Angin kencang Angin sangat kuat Badai
Badai kuat Angin ribut Angin topan
Tidak ada angin, asap mengumpul
Arah angin terlihat pada arah asap, tidak ada bendera angin Angin terasa pada muka,daun ringan bergerak
Daun/ranting terus-menerus bergerak
Debu atau kertas tertiup, ranting dan cabang kecil bergerak Pohon kecil bergerak, buih putih dilaut
Dahan besar bergerak, suara mendesir kawat tilpun Pohon seluruhnya bergerak, perjalanan di luar sukar Ranting pohon patah, berjalan menentang angin
Kerusakan kecil pada rumah, genting tertiup dan terlempar Pohon tumbang, kerusakan besar pada rumah
Kerusakan karena badai terdapat di daerah luas Pohon besar tumbang, rumah rusak berat
0 – 1 1 – 3 4 – 6 7 – 10 11 – 16 17 – 21 22 – 27 28 – 33 34 – 40 41 – 47 48 – 55 56 – 63 64 0,2 0,8 3,5 8,1 15,7 26,6 41,0 60,1 83,2 102,5 147,5 188,0 213,0
Sumber: Bambang Triatmodjo, hal.46, 1996
Catatan : V = kecepatan angin dan p = tekanan angin
Wind Rose adalah diagram yang menggambarkan antara kecepatan angin, dan Prosentase kejadian angin, serta untuk mengetahui arah angin dominan. Diagram Wind Rose dapat diberikan dalam bentuk bulanan, tahunan atau untuk beberapa tahun pencatatan data angin. Dengan diagram Wind Rose ini maka karakteristik angin dapat dibaca dengan cepat. Cara membuat Wind Rose :
− Cari data kecepatan dan data arah angin dominan tahunan, lalu disajikan dalam bentuk tabel
− Dari data kecepatan dan data arah angin seperti pada tabel kemudian, dibuat penggolongan kecepatan berdasarkan jumlah kecepatan dan arah angin dan disajikan dalam bentuk tabel
− Dari tabel tersebut dapat dicari prosentase arah angin masing-masing data. Demikian seterusnya untuk masing-masing arah, kemudian disajikan dalam bentuk tabel prosentase arah dan kecepatan angin.
− Dari tabel tersebut dapat dibuat gambar Wind Rose untuk menggambarkan prosentase data arah angin yang dominan. Wind Rose ini menunjukkan prosentase kejadian angin pada tiap-tiap arah mata angin untuk berbagai
range kecepatan angin. Dari Wind Rose dapat diketahui arah-arah angin yang dominan.
3.6.2. Panjang Fetch
Angin yang berhembus di atas permukaan air yang semula tenang, akan menyebabkan gangguan pada permukaan tersebut, dengan timbulnya riak gelombang kecil diatas permukaan air. Apabila kecepatan angin bertambah, riak tersebut menjadi semakin besar, dan apabila angin berhembus terus akhirnya akan terbentuk gelombang. Semakin lama semakin kuat angin berhembus, semakin besar gelombang yang terbentuk. Tinggi dan periode gelombang yang dibangkitkan dipengaruhi oleh kecepatan angin U, lama hembus angin D, dan fetch F yaitu jarak angin berhembus.
Didalam peramalan gelombang, perlu diketahui beberapa parameter berikut ini :
− Kecepatan Angin
Biasanya pengukuran angin dilakukan di daratan, padahal di dalam rumus-rumus pembangkitan gelombang data angin yang digunakan adalah yang ada di atas permukaan laut. Hubungan antara angin di atas laut dan angin di atas daratan terdekat diberikan oleh :
RL= UW / UL ... (3.52) di mana :
RL = Hubungan antara angin di atas laut dan angin di atas daratan terdekat.
UW = Kecepatan angin diatas permukaan air. UL = Kecepatan angin diatas permukaan daratan.
Seperti terlihat di dalam Gambar 3.10 Grafik tersebut merupakan hasil penelitian yang dilakukan di Great Lake, Amerika Serikat. Grafik tersebut dapat digunakan untuk daerah lain kecuali apabila karakteristik daerah sangat berlainan. Lama hembus (durasi) angin dapat diperoleh dari data angin jam-jaman seperti telah dijelaskan di depan.
Rumus-rumus dan grafik-grafik pembangkitan gelombang mengandung variabel UA, yaitu faktor tegangan angin yang dapat dihitung dari kecepatan angin. Setelah dilakukan berbagai konversi kecepatan angin seperti yang dijelaskan di atas, kecepatan angin dikonversikan pada faktor tegangan angin dengan menggunakan rumus berikut :
UA = 0,71 × UW¹’²³ ... (3.53) di mana U adalah kecepatan angin dalam m/d.
− Fetch
Tinjauan pembangkitan gelombang di laut, fetch dibatasi oleh bentuk daratan yang mengelilingi laut. Fetch adalah jarak dari daerah perairan terbuka untuk pembangkitan gelombang tanpa adanya halangan daratan. Di daerah pembentukan gelombang, gelombang tidak hanya dibangkitkan dalam arah yang sama dengan arah angin tetapi juga dalam berbagai sudut terhadap arah angin. Gambar 3.11 menunjukkan cara untuk mendapatkan fetch efektif.
Fetch efektif rerata efektif diberikan oleh persamaan berikut :
Feff =
∑
∑
α α cos cos i x ... (3.54) dengan :Feff : fetch rerata efektif.
xi : panjang segmen fetch yang diukur dari titik observasi gelombang ke ujung akhir fetch.
Α : deviasi pada kedua sisi dari arah angin, dengan menggunakan pertambahan 6° sampai sudut sebesar 42° pada kedua sisi dari arah angin.
Fetch efektif rerata efektif diberikan oleh persamaan berikut :
Feff =
∑
∑
α α cos cos i x ... (3.55) dengan :Feff : fetch rerata efektif.
xi : panjang segmen fetch yang diukur dari titik observasi gelombang ke ujung akhir fetch.
Α : deviasi pada kedua sisi dari arah angin, dengan menggunakan pertambahan 6° sampai sudut sebesar 42° pada kedua sisi dari arah angin.
Gambar 3.10 : Hubungan antara kecepatan angin di laut (Uw) dan di darat (UL)
− Peramalan Gelombang di Laut Dalam.
Berdasarkan pada kecepatan angin, lama hembus angin dan fetch seperti yang telah dibicarakan di depan, dilakukan peramalan gelombang dengan menggunakan grafik pada Gambar 3.12.
Dari grafik tersebut apabila panjang fetch (F), faktor tegangan angin (UA) dan durasi diketahui maka tinggi dan periode gelombang signifikan dapat dihitung.
Gambar 3.11 : perhitungan fetch efektif
Gambar 3.12 : Grafik Peramalan Gelombang