• Tidak ada hasil yang ditemukan

Kedalaman Sumber Suara 250 m dan Kedalaman penerima 260 m Sumber suara diletakan pada kedalaman 300 m dari permukaan laut dan

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.2. Simulasi Nilai Kehilangan Transmisi terhadap Kedalaman dan Jarak Simulasi perambatan gelombang suara dengan memberi batasan Simulasi perambatan gelombang suara dengan memberi batasan

4.2.3. Kedalaman Sumber Suara 250 m dan Kedalaman penerima 260 m Sumber suara diletakan pada kedalaman 300 m dari permukaan laut dan

satu grafik akan terlihat dengan cukup jelas perbedaanya. Pada kedalaman

sumber suara 110 m, frekuensi 100 Hz mempunyai nilai TL yang mengalami

kenaikan yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan tiga frekuensi lainnya. Hal

ini dikarenakan karena berbagai faktor seperti terserapnya gelombang suara oleh

sedimen di dasar laut dan gelombang suara dapat berpenetrasi ke dalam sedimen.

Secara umum, keempat frekuensi mempunyai nilai TL yang hampir sama yakni

sebesar 60 dB hingga jarak sekitar 3.000 m, lalu setelah jarak 3.000 m, nilai TL

pada frekuensi 100 Hz mengalami peningkatan jika dibandingkan nilai TL dari

ketiga frekuensi lainnya. Nilai TL tertinggi terdapat di frekuensi 100 Hz dengan

nilai TL hampir mencapai 80 dB pada jarak mendekati 20.000 m.

Ketiga frekuensi lain secara umum berdasarkan Gambar 12 memiliki

nilai TL yang hampir sama dan tidak berbeda jauh ketiganya yakni berkisar antara

60 dB sampai 70 dB. Pada frekuensi 10.000 Hz dan 50.000 Hz (frekuensi tinggi),

gelombang suara yang hilang lebih dikarenakan adanya penghamburan yang

terjadi oleh kolom perairan (Kadarwati, 1999). Pada kedalaman ini merupakan

kedalaman termoklin yang dimana gelombang suara mengalami pembelokan

akibat perbedaan suhu yang menurun dengan cukup drastis pada kedalaman yang

relatif tidak terlalu dalam.

4.2.3. Kedalaman Sumber Suara 250 m dan Kedalaman penerima 260 m Sumber suara diletakan pada kedalaman 300 m dari permukaan laut dan

penerima diletakan pada kedalaman 310 m dari permukaan laut. Hal ini agar

dapat diketahui pola perambatan gelombang suara saat posisi sumber dan

 

kedalaman yang biasanya digunakan oleh kapal selam saat melakukan

penyelaman mendekati kedalaman maksimum ( maximum depth). Pada

kedalaman ini kapal selam militer rata-rata melakukan penyelaman secara

maksimum agar tidak dapat terdeteksi oleh musuh yang menyebar alat deteksi di

permukaan laut atau untuk menghindari bom laut dalam ( deep bomb ) yang di

lepas oleh kapal perusak musuh ( destroyer) terutama kapal selam militer

berpenggerak diesel-elektrik meskipun beberapa kapal selam berpenggerak energi

nuklir mampu menyelam hingga kedalaman 400 m.

Gambar 14 merupakan hasil simulasi komputer dengan kedalaman sumber

300 m, kedalaman penerima 310 m, jarak 20.000 m, kedalaman 650 m dan frekuensi 100, 1.000, 10.000, dan 50.000 Hz. Berdasarkan hasil simulasi, pada

frekuensi 100 Hz gelombang suara membentuk pola perambatan yang fluktuatif

dimana setelah dipancarkan gelombang suara memancar turun lalu dipantulkan

kembali ke permukaan dan seterusnya. Gelombang suara pada frekuensi ini

mengalami nilai kehilangan transmisi yang cukup besar jika dibandingkan dengan

frekuensi yang lain. Pada frekuensi ini, jarak tempuh gelombang suara dalam

kolom air lebih pendek akibat adanya penyerapan oleh sedimen dan medium air.

Pada jarak 8.000 m, perambatan gelombang suara sudah mulai melemah, hal ini

terlihat dari nilai Transmission Loss ( TL) yang semakin besar mendekati 80 dB.

Shadow Zone (lingkaran kuning) terbentuk jarak sekitar 2.000 m dari sumber di

kedalaman dekat dengan permukaan air laut dimana nilai TL sekitar 80 dB dan

pada jarak 12.000 m-16.000 m di kedalaman 250 m dengan nilai TL mendekati 80

dB. Pada frekuensi ini gelombang suara yang dipantulkan kembali seolah

 

laut kembali. Hal ini terlihat dari banyak shadow zone yang berada pada

permukaan air laut.

Frekuensi 1.000 Hz pola perambatan gelombang suara mampu merambat

sampai jarak 20.000 m dengan cukup jelas meskipun pada kedalaman dekat

dengan sumber suara di jarak 8.000 m, gelombang suara sudah mulai hilang,

meskipun ada beberapa gelombang suara yang masih dapat sampai ke permukaan

air. Shadow zone pada frekuensi ini pada umumnya terbentuk pada jarak 10.000

m- 20.000 m dengan kedalaman antara 0 m dan 300 m dan berada pada jarak

12.000 m sampai 20.000 m di kedalaman sekitar 600 m.

Frekuensi 10.000 Hz, pola perambatan suara yang di dapat hampir sama dengan pola perambatan gelombang suara pada frekuensi 1.000 Hz. Frekuensi

10.000 Hz pola perambatan gelombang suara mengalami penghamburan pada

lapisan termoklin dan di bawah lapisan termoklin sehingga pola perambatannya

menjadi tidak terfokus sehingga pada jarak 10.000 m nilai TL mendekati 70 dB

terutama pada kedalaman 0-300 m. Shadow zone pada frekuensi 10.000 Hz

terbentuk pada jarak sekitar 8.000 m dari gelombang suara pada kedalaman antara

0 m-300 m yang berada di permukaan sampai kedalaman lapisan termoklin.

Frekuensi 50.000 Hz tidak jauh beda dengan pola perambatan pada

frekuensi 10.000 Hz. Shadow zone terletak pada jarak 8.000 m-20.000 dari

sumber suara dengan kedalaman berkisar 0-200 m dari permukaan air dimana TL

mendekati 80 dB. Shadow zone juga ditemukan pada jarak 14.000 m sampai

20.000 m pada kedalaman sekitar 600 m. Di bawah kedalaman 300 m,

gelombang suara dihamburkan oleh kolom perairan hingga jarak 8.000 m, setelah

 

dalam posisi sumber suara, semakin tinggi penghamburan dan reverberasi

terutama pada frekuensi tinggi. Dengan bertambahnya jarak, maka efek

penghamburan dan reverberasi di kolom air akan semakin jelas.

Gambar 15 merupakan hasil simulasi komputer dengan kedalaman

sumber 300 m, kedalaman penerima 310 m. Jarak 20.000 m, kedalaman 650 m

dan frekuensi 100, 1.000, 10.000, dan 50.000 Hz. Pada frekuensi 100 Hz, nilai

TL yang di dapat cenderung fluktuatif sepanjang jarak 20.000 m. Pada jarak

kurang dari 1.000 m, nilai TL mengalami kenaikan yang cukup besar hingga

mendekati 80 dB. Nilai TL terbesar di dapat pada jarak sekitar 18.000-an m dari

sumber suara dimana nilai TL melewati 90 dB.

Frekuensi 1.000 Hz, nilai TL yang di dapat fluktuatif dengan

kecenderungan semakin meningkat jika menjauhi sumber suara. Nilai TL terbesar

terlatak pada jarak 16.000 m dimana nilai TL melewati 100 dB. Selain itu banyak

terdapat nilai TL yang mendekati 80-90 dB pada frekuensi ini hampir di semua

jarak.

Frekuensi 10.000 Hz dan 50.000 Hz cenderung mempunyai kemiripan

dimana kedua frekuensi ini pola perambatan gelombang suara cenderung

fluktuatif dengan kecenderungan mengalami peningkatan TL. Pada frekuensi

10.000 Hz, nilai TL terbesar terdapat pada jarak 5.000-an m dimana nilai TL

melewati 100 dB. Sedangkan pada frekuensi 50.000 Hz, nilai TL terbesar

terdapat pada jarak 8.000 m dan 16.000 m dimana nilai TL mencapai lebih dari

100 dB. Pada kedua frekuensi ini terdapat banyak wilayah yang mengalami

 

jarak tersbut merupakan wilayah shadow zone jika berdasarkan nilai TL yang

meningkat.

Gambar 16 merupakan gambar yang menampilkan grafik Transmission

Loss dengan jarak pada keempat frekuensi yang di gunakan setelah di lakukan

running average. Running average ini digunakan untuk menampilkan grafik

yang lebih halus (smooth) sehingga jika keempat frekuensi ditampilkan dalam

satu grafik akan terlihat dengan cukup jelas perbedaanya. Pada kedalaman

sumber suara 300 m secara umum, nilai TL keempat frekuensi mengalami

peningkatan yang tajam dalam jarak kurang dari 2.000 m yakni sebesar 60 dB.

Lalu dari jarak 2.000 m hingga 8.000 m, nilai TL mulai mengalami peningkatan secara perlahan hingga berada pada kisaran 70 dB sebelum mengalami

peningkatan hingga mencapai 80 dB mulai dari jarak 8.000 m sampai 20.000 m.

Nilai TL tertinggi berada pada frekuensi 100 Hz dimana hampir mencapai 80 dB

pada jarak sekitar 8.000 m.

Gambar 16, nilai TL keempat frekuensi hampir sama tidak seperti pada

Gambar 10 dan 13 dimana frekuensi 100 Hz mengalami peningkatan nilai TL

yang cukup besar jika dibandingkan dengan tiga frekuensi lainnya. Hal ini

disebabkan oleh adanya penetrasi suara kedalam sedimen oleh keempat frekuensi

tersebut secara merata, sehingga nilai TL relatif seragam meskipun terjadi

fluktuasi nilai TL. Kedalaman 300 m ini menurut Gambar 16 merupakan

kedalaman dibawah lapisan termoklin (deep layer) yang dimana pada kedalaman

ini terdapat beberapa stratifikasi lapisan air yang berbeda yang mempengaruhi

35

 

Gambar 8. Hasil Simulasi Perambatan Gelombang Suara dengan Kedalaman Sumber Suara 25 m, Kedalaman Penerima 30 m, dan Frekuensi yang

Digunakan 100, 1.000, 10.000, dan 50.000 Hz ( Shadow Zone ditandai dengan lingkaran kuning)

36

 

37

 

Gambar 10. Grafik Hubungan Transmission Loss dengan Jarak Pada Frekuensi 100, 1.000, 10.000, dan 50.000 Hz Setelah

Running Average

43

 

Gambar 11. Hasil Simulasi Perambatan Gelombang Suara dengan Kedalaman Sumber Suara 110 m, Kedalaman Penerima 115

m, dan Frekuensi yang Digunakan 100, 1.000, 10.000, dan 50.000 Hz ( Shadow Zone ditandai dengan lingkaran kuning)

44

 

45

 

Gambar 13. Grafik Hubungan Transmission Loss dengan Jarak Pada Frekuensi 100, 1.000, 10.000, dan 50.000 Hz Setelah

Running Average

50

 

Gambar 14. Hasil Simulasi Perambatan Gelombang Suara dengan Kedalaman Sumber Suara 300 m, Kedalaman Penerima 310

m, dan Frekuensi yang Digunakan 100, 1.000, 10.000, dan 50.000 Hz ( Shadow Zone ditandai dengan lingkaran kuning)

51

 

52

 

Gambar 16. Grafik Hubungan Transmission Loss dengan Jarak Pada Frekuensi 100, 1.000, 10.000, dan 50.000 Hz Setelah

Running Average

53 5.1. Kesimpulan

Shadow zone akustik merupakan suatu zona yang dimana gelombang suara

tidak dapat merambat karena berbagai faktor, seperti adanya refleksi, refraksi, dan

penyerapan gelombang suara oleh kolom perairan, sehingga dapat digunakan oleh

kapal selam militer untuk menghindar dari musuh. Salah satu cara untuk

memetakan shadow zone akustik adalah dengan menggunakan simulasi komputer

dengan mengetahui terlebih dahulu parameter oseanografi yang ada, seperti suhu,

salinitas, dan kedalaman. Data oseanografi tersebut selanjutnya diolah menjadi kecepatan suara dengan menggunakan persamaan 1. Selanjutnya nilai kecepatan

suara yang telah di dapat disimulasikan sehingga mendapatkan hasil simulasi

perambatan gelombang suara. Dalam melakukan perambatan di dalam kolom

perairan, gelombang suara mengalami kehilangan transimisi yang diakibatkan

oleh menjauhnya gelombang suara dari sumber bunyi, penyerapan gelombang

suara oleh kolom perairan, dan dasar perairan. Akibatnya terjadi zona yang tidak

mengalami perambatan gelombang suara yang disebut dengan shadow zone.

Pola perambatan gelombang suara di pengaruhi oleh berbagai faktor

seperti frekuensi, jarak, kedalaman sumber suara dan penerima. Secara umum

pada kedalaman sumber suara 30 m, 110 m, dan 300 m frekuensi 100 Hz

mengalami kehilangan suara yang paling besar sehingga banyak terbentuk shadow

zone di kolom perairan karena pada frekuensi 100 Hz, gelombang suara memiliki

panjang gelombang yang paling panjang sehingga mampu melakukan penetrasi

banyak shadow zone. Pada frekuensi 1.000 Hz dan 10.000 Hz wilayah shadow

zone bertambah meskipun lebih sedikit jika dibandingkan dengan frekuensi 100

Hz. Frekuensi 50.000 Hz shadow zone lebih sedikit jika dibandingkan dengan

frekuensi 1.000 Hz dan 10.000 Hz, nilai Transmission Loss dipengaruhi oleh

kedalaman sumber suara.

5.2. Saran

Perlu dilakukan simulasi dengan menggunakan parameter yang lebih

lengkap, seperti penambahan data batimetri dan angin sehingga hasil simulasi

yang di dapat mendekati dengan keadaan yang sebenarnya di alam. Fenomena

oseanografi seperti internal wave perlu untuk diperhitungkan. Selain itu perlu

dilakukan simulasi pada waktu / musim yang berbeda sehingga dapat