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
4.2.2. Kedalaman Sumber Suara 110 m dan Kedalaman penerima 115 m Sumber suara diletakan pada kedalaman 110 m dari permukaan laut dan
dasar laut dan dapat berpenetrasi gelombang suara ke dalam sedimen. Selain itu,
pada kedalaman ini adalah wilayah lapisan tercampur yang merupakan lapisan
subur dimana didalamnya banyak partikel terlarut. Frekuensi 100 Hz tersebut
banyak membentur partikel tersebut sehingga memiliki nilai kehilangan lebih
besar. Nilai TL tertinggi terdapat di frekuensi 100 Hz dengan nilai TL hampir
mencapai 100 dB pada jarak mendekati 14.000 m.
Ketiga frekuensi lain secara umum berdasarkan Gambar 10 memiliki
nilai TL yang hampir sama dan tidak berbeda jauh ketiganya yakni berkisar antara
70 dB sampai 80 dB. 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).
4.2.2. Kedalaman Sumber Suara 110 m dan Kedalaman penerima 115 m Sumber suara diletakan pada kedalaman 110 m dari permukaan laut dan
penerima diletakan pada kedalaman 115 m dari permukaan laut. Hal ini
dimadsudkan agar dapat diketahui pola perambatan gelombang suara saat posisi
sumber dan penerima berada pada kedalaman yang terdapat lapisan termoklin.
Kedalaman ini merupakan kedalaman yang biasanya digunakan oleh kapal selam
untuk menjelajah (cruise depth). Kedalaman ini kapal selam militer rata-rata
melakukan penjelajahan (cruise) agar tidak dapat terdeteksi oleh musuh yang
menyebar alat deteksi di permukaan laut atau untuk menghindari ranjau yang
dipasang oleh musuh. Selain itu, kapal selam juga menggunakan karateristik
Di laut terbuka, lapisan termoklin berkarakter sebagai gradien kecepatan
suara negatif dimana dapat memantulkan gelombang suara. Secara teknik lapisan
ini membendung dari impendansi akustik yang terputus-putus (diskontinu) yang
tercipta dari perubahan densitas secara mendadak.
Gambar 11 merupakan hasil simulasi komputer dengan kedalaman sumber
110 m, kedalaman penerima 115 m, jarak 20.000 m, kedalaman 650 m dan
frekuensi 100, 1.000, 10.000, dan 50.000 Hz. Hasil yang diperoleh secara umum
dari 4 frekuensi yang berbeda di dapat nilai kehilangan transmisi (Transmision
Loss / TL) mengalami peningkatan seiring bertambahnya jarak (menjauhi sumber
suara). Berdasarkan hasil simulasi, keempat frekuensi mampu merambat hingga jarak 20.000 m, hal ini terlihat dari pola perambatan gelombang suara yang
berbentuk fluktuatif ( naik turun) saat di pancarkan dari sumber lalu turun ke dasar
perairan dan dipantulkan kembali menuju ke atas di kedalaman 110 m dan begitu
seterusnya hingga jarak 20.000 m. Berdasarkan Gambar 11, pada kedalaman 110
m merupakan lapisan termoklin, dimana suhu menurun dengan cepat pada
kedalaman yang relatif dekat. Lapisan termoklin mempunyai karateristik mampu
memantulkan dan membelokan gelombang suara yang datang.
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
perambatan gelombang suara sudah mulai melemah, hal ini terlihat dari nilai
Transmission Loss ( TL) yang semakin besar mendekati 70 dB-80 dB. Shadow
Zone (lingkaran kuning) terbentuk pada jarak 2.000 m, 10.000 m, dan 14.000 m
dari sumber di kedalaman dekat dengan permukaan air laut dimana nilai TL
sekitar 80 dB dan pada jarak 10.000 m-20.000 m di kedalaman 250 m dengan
nilai TL mendekati 80 dB. Frekuensi ini gelombang suara yang dipantulkan
kembali seolah terperangkap dalam lapisan termoklin sehingga tidak dapat
mencapai permukaan laut kembali. Hal ini terlihat dari banyak wilayah shadow
zone yang berada pada permukaan air laut.
Frekuensi 1.000 Hz, gelombang suara mampu merambat ke jarak 20.000 m, namun pada pola perambatanya cenderung berbeda jika di bandingkan pada
frekuensi 100 Hz. Pola perambatan gelombang suara frekuensi 1.000 Hz
membentuk menjadi dua bagian, gelombang suara yang pertama merambat secara
fluktuatif di daerah permukaan hingga dekat dengan lapisan termoklin. Pola
perambatan yang pertama, gelombang suara mampu merambat sampai jarak
20.000 m dengan cukup jelas. Gelombang suara yang kedua merambat secara
fluktuatif setelah dipancarkan dari sumber suara. Gelombang suara memancar
turun lalu dipantulkan dan dibiaskan kembali ke lapisan termoklin dan
seterusnya. Shadow Zone pada frekuensi ini pada umumnya terbentuk pada jarak
14.000 m- 20.000 m dengan kedalaman antara 150 m dan 200 m.
Pada 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
pola perambatannya menjadi tidak terfokus sehingga pada jarak 10.000 m nilai TL
mendekati 70 dB. Wilayah shadow zone pada frekuensi 10.000 Hz terbentuk pada
jarak sekitar 8.000 m dari gelombang suara pada kedalaman lebih dari 250 m-650
m yang berada di bawah lapisan termoklin. Selain itu, shadow zone juga di
temukan pada lapisan di atas lapisan termoklin dimana wilayah shadow zone ini
terjadi karena terjadi penghamburan dan pemantulan gelombang suara sehingga
gelombang suara yang berasal dari bawah tidak mampu ke daerah permukaan air.
Nilai TL pada wilayah diatas lapisan temoklin berkisar 70 dB pada jarak sekitar
12.000 sampai 14.000 m dari sumber suara.
Frekuensi 50.000 Hz tidak jauh berbeda dengan pola perambatan pada frekuensi 10.000 Hz, namun pada frekuensi ini terlihat pola rambat yang lebih
fokus ketimbang frekuensi 10.000 Hz. Shadow zone terletak pada jarak 12.000 m
dari sumber suara dengan kedalaman berkisar 200 m dari permukaan air dimana
TL mendekati 80 dB. Selain itu, shadow zone juga di temukan pada lapisan di
atas lapisan termoklin dimana shadow zone ini terjadi karena terjadi
penghamburan dan pemantulan gelombang suara sehingga gelombang suara yang
berasal dari bawah tidak mampu ke daerah permukaan air. Nilai TL pada wilayah
diatas lapisan temoklin berkisar 70 dB pada jarak sekitar 12.000 sampai 14.000 m
dari sumber suara
Gambar 12 merupakan hasil simulasi komputer dengan kedalaman
sumber 110 m, kedalaman penerima 115 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
mendekati 70 dB. Nilai TL terbesar di dapat pada jarak sekitar 12.000-an m dari
sumber suara dimana nilai TL mencapai 90 dB. Selain itu terdapat wilayah
dimana nilai TL mendekati 90 dB, yakni pada jarak sekitar 13.000-an m dari
sumber suara. Bisa di duga bahwa daerah pada jarak diatas merupakan
wilayah/jarak munculnya shadow zone.
Frekuensi 1.000 Hz, nilai TL yang di dapat fluktuatif dengan
kecenderungan semakin meningkat jika menjauhi sumber suara. Nilai TL terbesar
terletak pada jarak 18.000 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 12.000-an m dimana nilai TL
melewati 100 dB. Sedangkan pada frekuensi 50.000 Hz, nilai TL terbesar
terdapat pada jarak 1.500 m dan 16.000 m dimana nilai TL mencapai lebih dari
100 dB. Pada kedua frekuensi ini terdapat banyak wilayah yang mengalami
peningkatan nilai TL yang mencapai 80 dB dimana dapat di duga wilayah pada
jarak tersbut merupakan wilayah shadow zone jika berdasarkan nilai TL yang
meningkat.
Gambar 13 merupakan gambar yang menampilkan grafik Transmission
Loss dengan jarak pada kelima frekuensi yang digunakan setelah dilakukan
running average. Running average ini digunakan untuk menampilkan grafik
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