1
L a b . O s e a n o g r a f i - P r o g r a m S t u d i I l m u K e l a u t a n - U n i v e r s i t a s S r i w i j a y aPENUNTUN PRAKTIKUM
OSEANOGRAFI FISIKA
DISUSUN OLEH
Heron Surbakti
dan
Tim Assisten Praktikum Oseanografi Fisika
LABORATORIUM OSEANOGRAFI
PROGRAM STUDI ILMU KELAUTAN
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
2
L a b . O s e a n o g r a f i - P r o g r a m S t u d i I l m u K e l a u t a n - U n i v e r s i t a s S r i w i j a y aPRAKTIKUM-8 GELOMBANG LAUT DALAM
Tujuan Instruksional Khusus:
Setelah mengikuti praktikum ini, mahasiswa mampu meramalkan tinggi gelombang laut dalam berdasarkan data angin.
TUJUAN PRAKTIKUM
1. Memperoleh data angin dari berbagi sumber. 2. Menganalisis data angin.
3. Mengitung tinggi dan periode gelombang laut dalam berdasarkan data angin 4. Menganalisis hasil perhitungan tinggi dan periode gelombang laut dalam.
Pendahuluan
Gelombang yang paling umum dikaji dalam bidang teknik pantai adalah gelombang yang dibangkitkan oleh angin dan pasang surut (Triatmodjo 1999). Gelombang tersebut membawa/memiliki energi untuk membentuk pantai, arus dan transpor sedimen dalam arah tegak lurus dan sepanjang pantai, serta menyebabkan gaya-gaya yang bekerja pada bangunan pantai. Gelombang merupakan salah satu faktor utama dalam penentuan morfologi dan komposisi pantai serta penentuan proses perencanaan dan desain pembangunan pelabuhan, terusan (waterway), struktur pantai, alur pelayaran, proteksi pantai dan kegiatan pantai lainnya (CERC 1984)..
Tiga faktor yang menentukan karakteristik gelombang yang dibangkitkan oleh angin (Davis 1991) yaitu : (1) lama angin bertiup atau durasi angin, (2) kecepatan angin dan (3) fetch (jarak yang ditempuh oleh angin dari arah pembangkitan gelombang atau daerah pembangkitan gelombang). Semakin lama angin bertiup, semakin besar jumlah energi yang dapat dihasilkan dalam pembangkitan gelombang. Demikian halnya dengan
fetch, gelombang yang bergerak keluar dari daerah pembangkitan gelombang hanya
kadang-3
L a b . O s e a n o g r a f i - P r o g r a m S t u d i I l m u K e l a u t a n - U n i v e r s i t a s S r i w i j a y a kadang sangat berpengaruh misalnya lebar fetch, kedalaman air, kekasaran dasar, stabilitas atmosfir dan sebagainya (Yuwono 1984).PROSEDUR PRAKTIKUM:
1. Memperoleh Data Angin
Prosedur ini dapat anda lihat kembali pada penuntun praktikum meteorologi, Program Studi Ilmu Kelautan ( http://laboseanografi.mipa.unsri.ac.id/wp-content/uploads/2012/04/PRAKTIKUM-2-EXTRACT-DATA.pdf)
2. Ekstraksi Data Angin
Prosedur ini dapat anda lihat kembali pada penuntun praktikum meteorologi, Program Studi Ilmu Kelautan ( http://laboseanografi.mipa.unsri.ac.id/wp-content/uploads/2012/04/PRAKTIKUM-2-EXTRACT-DATA.pdf)
3. Koreksi Data Angin
Dalam perhitungan tinggi dan periode gelombang, data angin yang diperoleh perlu dikoreksi. Adapun koreksi yang dilakukan adalah (USACE 2003a):
Koreksi ketinggian
Koreksi kecepatan angin rata-rata untuk durasi 1 jam Koreksi pengukuran kecepatan angin di darat ke laut Koreksi stabilitas
a. Koreksi ketinggian
Jika kecepatan angin diukur pada ketinggian bukan pada 8 - 12 m, maka perlu dikoreksi ke ketinggian 10 m dengan menggunakan menggunakan persamaan (USACE, 2003):
dimana :
U10 = kecepatan angin pada ketinggian 10 meter 1/ 7 10 10 z U U z
4
L a b . O s e a n o g r a f i - P r o g r a m S t u d i I l m u K e l a u t a n - U n i v e r s i t a s S r i w i j a y a Uz = kecepatan angin pada ketinggian zb. Koreksi durasi
Koreksi ini dilakukan untuk memperoleh kecepatan angin dengan durasi satu jam. Koreksi ini dilakukan dengan menggunakan persamaan (USACE, 2002):
dimana:
t = waktu (detik)
Ut = kecepatan angin dengan durasi waktu t
Ut=3600 = kecepatan angin dengan durasi 1 jam
c. Koreksi pengukuran angin dari darat ke laut
Koreksi ini dilakukan untuk data angin yang diukur di darat. Koreksi pengukuran angin dari darat ke laut dilakukan dengan menggunakan Gambar untuk fetch cukup panjang (lebih besar dari 10 mile). Sedangkan untuk fetch yang lebih kecil dari 10 mile, maka kecepatan angin yang diamati dikoreksi dengan menggunakan persamaan UW = 1.2 UL
5
L a b . O s e a n o g r a f i - P r o g r a m S t u d i I l m u K e l a u t a n - U n i v e r s i t a s S r i w i j a y ad. Koreksi stabilitas
Untuk fetch yang lebih besar dari 10 mile, maka diperlukan koreksi stabilitas. Karena dalam penelitian ini perbedaan temperatur air laut dan udara tidak diketahui, maka diasumsikan sebagai kondisi tidak stabil dan menggunakan nilai RT = 1.1
Uc = kecepatan angin terkoreksi (m/detik)
4. MENGHITUNG FETCH EFEKTIF
Panjang fetch merupakan salah satu factor yang menentukan karakteristik gelombang yang dibangkitkan oleh angin (Davis 1991). Fetch merupakan jarak yang ditempuh oleh angin dari arah pembangkitan gelombang atau daerah pembangkitan gelombang. Apabila panjang fetch yang diperoleh lebih dari 200 km, maka panjang
fetch maksimum yang digunakan adalah 200 km. Gelombang yang bergerak keluar
6
L a b . O s e a n o g r a f i - P r o g r a m S t u d i I l m u K e l a u t a n - U n i v e r s i t a s S r i w i j a y a Adapun langkah-langkah dalam- Tentukan titik lokasi
- Membuat garis-garis lurus yang ditarik dari titik lokasi sampai daratan terdekat tiap sudut 5° dalam delapan arah mata angin utama.
- Tentukan arah angin.
- Menghitung panjang jari-jari di titik peramalan sampai titik dimana jari-jari tersebut memotong daratan (Xi)
- Panjang fecth dihitung melalui persamaan :
dimana:
Sp = Skala peta
7
L a b . O s e a n o g r a f i - P r o g r a m S t u d i I l m u K e l a u t a n - U n i v e r s i t a s S r i w i j a y a Panjang Fetch efektif dihitung dengan persamaan berikut:Dimana:
Perhitungan Tinggi dan Periode Gelombang
Prediksi tinggi (Ho) dan periode gelombang (Tp) di laut lepas berdasarkan data kecepatan angin dan fetch dilakukan dengan menggunakan persamaan (USACE, 2003a): 2 1 2 * 2 * 2
10
13
.
4
u
gF
g
u
x
H
o8
L a b . O s e a n o g r a f i - P r o g r a m S t u d i I l m u K e l a u t a n - U n i v e r s i t a s S r i w i j a y a 3 1 2 * *651
.
0
u
gF
g
u
T
p dimana:Ho = Tinggi gelombang di laut lepas (m)
Tp = Periode gelombang (detik)
g = Percepatan gravitasi (m/det) F = panjangnya fetch (m),
Uc = kecepatan angin terkoreksi (m/detik)
2 *
u = velositas friksi, yang diberikan oleh
2 2 * CDUc u ) 035 . 0 1 . 1 ( 001 . 0 c D U C TUGAS PRAKTIKUM
1. Pilihlah satu lokasi (daerah pantai) kemudian lakukan ekstraksi data angin satu tahun pada lokasi tersebut
2. Gambarkan windrose pada masing-masing bulan dari data angin tersebut 3. Untuk melengkapi table berikut gunakan data angin maksimum pada
masing-masing bulan di lokasi tersebut Month Panjang Fetch Arah Angin Uz U10 t Ut/Ut=3600 Ut=3600 RL Uw RT Uc (m/s) (m/s) (s) (m/s) (m/s) Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
9
L a b . O s e a n o g r a f i - P r o g r a m S t u d i I l m u K e l a u t a n - U n i v e r s i t a s S r i w i j a y a Month CD U 2 * Ho Tp (m/s) (m) (s) Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec4. Gambarkan grafik tinggi dan periode gelombang seperti pada gambar berikut.
5. Berikan pembahasan anda berdasarkan hasil tinggi dan periode gelombang yang diperoleh serta keterkaitannya dengan data angin yang digunakan.
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 0.0 1.0 2.0 3.0 Jan -9 6 Feb -9 6 Ma r-9 6 Ap r-9 6 Ma y -9 6 Ju n -9 6 Ju l-9 6 Au g -9 6 Sep -9 6 Oct-9 6 No v -9 6 Dec -9 6 W av e P er io d ( s) W av e Hig h t (m ) Hmo (m) (m) T (s)
