UNIVERSITAS GADJAH MADA
Kuliah ke-2
UNIVERSITAS GADJAH MADA
Pengukuran Gelombang
Metode Pengukuran
1. alat-alat ukur berada di darat (land based)
2. alat ukur di perairan
Metode Pengukuran dengan
Alat di Darat
•
terbatas jangkauan ukurnya
•
tidak mudah mendapatkan lokasi
penempatan alat ukur yang sesuai
•
kurang fleksibel untuk beberapa
UNIVERSITAS GADJAH MADA
Metode Pengukuran dengan
Alat di Darat
Metode Pengukuran dengan
Alat di Darat
• Pengukuran visual (Hoyt,1971)
• dilakukan oleh 2 orang
• orang pertama memegang papan duga
• papan duga dipegang supaya dapat berdiri tegak pada garis pantai rata-rata
• Dasar papan duga dianggap mendekati elevasi dasar atau lembah gelombang pecah
UNIVERSITAS GADJAH MADA
Metode Pengukuran dengan
Alat di Darat
• orang kedua berdiri di sisi darat dari orang pertama
• orang kedua mencari tempat sehingga ia dapat melihat cakrawala di lepas-pantai satu garis
dengan puncak gelombang pecah dan papan duga • angka yang terbaca pada papan duga merupakan
Metode Pengukuran dengan Alat di Darat
• Pengukuran dengan stadia-type
wave gauge
• pelampung berbendera (tanda) yang dipasang di tempat yang diinginkan
• teropong yang dapat digerakkan
secara vertikal mengikuti gerak pelampung
UNIVERSITAS GADJAH MADA
Metode Pengukuran dengan Alat di Darat
Metode Pengukuran dengan Alat di Darat
• Pengukuran dengan kamera video atau
film
• merekam pergerakan muka air pada tiang-tiang berskala
• Perekaman video pada umumnya
dilakukan secara menerus untuk interval-interval waktu sampling tertentu
UNIVERSITAS GADJAH MADA
Metode Pengukuran dengan Alat di Darat
• periode perekaman sebaiknya lebih
panjang beberapa kali periode gelombang terpanjang yang signifikan
• pengambilan gambar dengan frekuensi tertentu misalnya
– dalam durasi 10 menit diambil gambar dengan interval antara gambar 0.2 detik – dalam durasi 25 menit dengan interval
Metode Pengukuran dengan Alat di Darat
• Pengukuran dengan stereo-photography
• Gambar diambil dengan dua buah kamera
– di darat, digantungkan pada balon – dengan helikopter
• perletakkan di darat adalah yang paling baik (posisi lebih akurat)
• dapat pula dipasang di atas bangunan di tepi pantai yang cukup tinggi
UNIVERSITAS GADJAH MADA Pengukuran dengan stereo-photography
UNIVERSITAS GADJAH MADA
Metode Pengukuran dengan Alat di Darat
• jarak antar dua kamera harus cukup untuk mendapatkan efek stereo pada gambar gelombang
• semakin tinggi lokasi kamera akurasi semakin rendah
• udara berangin pengukuran dengan balon atau helikopter sulit
• penggunaan balon terbatas pada kecepatan angin di bawah 5 m/d
Pengukuran dengan alat ukur di
perairan
• Pengukuran secara Elektronik
• termasuk alat ukur yang diletakkan pada permukaan air
• umumnya ditujukan untuk mengukur tinggi gelombang di daerah surfzone
• Ada tiga macam yaitu
– resistance type,
– capacitance type dan – step-type
UNIVERSITAS GADJAH MADA
Wave Gauge di Lab
Pengukuran dengan alat ukur di perairan
• Jenis Resistancy
• dua buah batang logam terbuka tahan karat sejajar yang dipasang tegak, atau
• dua kabel terbuka dililitkan secara sejajar pada tabung dari bahan isolator
• Air laut yang berada di antara dua logam sejajar tersebut berfungsi sebagai penghantar arus listrik • Perubahan arus listrik karena perubahan panjang
celah yang terendam dikorelasikan dengan elevasi muka air dan direkam
UNIVERSITAS GADJAH MADA
Pengukuran dengan alat ukur di perairan
• Jenis Capacitancy
• kawat logam berisolasi yang dipasang tegak • Bahan isolasi dan air yang berada di sekeliling
kawat pada bagian yang terendam berfungsi sebagai dielektrik yang diukur hambatannya terhadap arus bolak-balik (capacitance) dengan frekuensi yang cukup tinggi
Pengukuran dengan alat ukur di perairan
• catatan yang perlu diperhatikan
• beberapa alat yang sama diletakkan berdekatan
pengukuran dapat menjadi kacau karena interferensi • panjang kabel transmisi mempunyai batas tertentu • dapat terjadi kesalahan jika kabel kotor
• perlu dilindungi dan gangguan perahu atau benda apung lainnya
• untuk pengukuran jangka panjang biaya
UNIVERSITAS GADJAH MADA
Pengukuran dengan alat ukur di perairan
• step-type wave gage
• berupa barisan elektrode dengan interval tetap yang dipasang pada sebuah batang vertikal
• Jika air berada di antara sepasang kutub elektrode maka terjadi hubungan arus listrik
• diketahuinya nomor elektrode mana yang berada pada batas antara status hidup dan mati, elevasi muka air dapat diperkirakan
UNIVERSITAS GADJAH MADA
Pengukuran dengan alat ukur di perairan
• Pengukuran gelombang melalui tekanan
• prinsip : pengukuran tekanan pada umumnya dipasang di dasar pantai
• Elevasi muka air atau tinggi gelombang diukur
berdasarkan perubahan tekanan hidrostatis yang terasa di dasar pantai
• Sensor penangkap tekanan dapat berupa
– gelembung udara dalam tabung karet (rubber tube), – tahanan litrik geser
– diferensial transformator
– membran logam tahan karat, atau – piezoelectric
Pengukuran dengan alat ukur di perairan
• Pengukuran gelombang melalul tekanan • Data dapat disalurkan ke darat lewat kabel atau
gelombang radio, alat perekam di darat.
• Data dapat direkam di tempat dan pada
waktu-waktu tertentu rekaman diambil untuk dianalisis di darat
UNIVERSITAS GADJAH MADA
Pengukuran dengan alat ukur di perairan
• Dikenal dua sistem pengukuran yaitu
– absolut pressure dan – differential pressure.
• sistem absolut pressure,
– Sistem ini memungkinkan dilakukannya analisis
perubahan tinggi muka air rata-rata yang berperiode lambat
– penempatan kedalaman alat dapat terbatas
• sistem differential pressure
– pengukuran hanya mencatat perubahan tekanan dengan periode yang relatif cepat
– alat dapat menyesuaikan diri pada kedalaman berapapun
– penurunan alat harus pelan-pelan (ada kecepatan maksimumnya)
Pengukuran dengan alat ukur di perairan
• Pengukuran dengan Buoy
• buoy menangkap akselerasi gerak yang dialami buoy akibat naik turunnya muka air
• Akselerasi vertikal yang tercatat kemudian
diintegralkan sehingga diperoleh catatan tinggi gelombang
• umumnya dipakai untuk pengukuran di lepas-pantai
UNIVERSITAS GADJAH MADA
Pengukuran dengan alat ukur di perairan
• Data dapat
– direkam di tempat,
– dikirim melalui gelombang radio ke stasion pencatat di darat, atau
– dikirim melalui kabel ke stasion pencatat di perahu yang ditambatkan di dekatnya
• Buoy sering dikombinasi dengan alat ukur
– sistem tekanan atau
UNIVERSITAS GADJAH MADA
Pengukuran dengan alat ukur di perairan
• Pengukuran dengan gelombang ultrasonik
• Prinsip kerja alat adalah mengukur waktu tempuh pulsa gelombang ultrasonic yang terpantul oleh bidang muka air.
• Alat pemancar dan penerima pulsa gelombang ultrasonik dapat diletakkan
– di dalam air atau – dipasang di udara.
• Pada pemasangan alat di dalam air, gelombang merambat dalam air
UNIVERSITAS GADJAH MADA
Pengukuran dengan alat ukur di perairan
• Pengukuran dengan gelombang ultrasonik
• Kecepatan rambat gelombang ultrasonik dalam air relatif stabil.
• Penempatan alat di udara dapat dipengaruhi oleh perubahan suhu udara karena kecepatan rambat
gelombang ultrasonik cukup sensitif terhadap suhu udara
Pengukuran dengan alat ukur di perairan
• Pengukuran dengan radio• Prinsip serupa dengan metode pengukuran dengan gelombang ultrasonik.
• tidak menggunakan pancaran pulsa-pulsa gelombang • menggunakan modulasi frekuensi gelombang gergaji
sehingga
– pancaran gelombang menerus
– tetapi frekuensi gelombang radio bergeser naik-turun.
• Pengukuran perubahan jarak/elevasi muka air diperoleh melalui pergeseran fase antara gelombang modulasi yang dipancarkan dan gelombang yang diterima (pantulan)
UNIVERSITAS GADJAH MADA
Terrestial Laser Scanner (TLS)
http://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/JTECH1936.1
UNIVERSITAS GADJAH MADA
Pengukuran Arah Gelombang Datang
• Pengamatan visual dgn kompas magnetis.
• lebih mudah dilakukan jika berada pada tempat yang cukup tinggi.
• Beberapa metode pengukuran dengan alat ukur adalah sebagai berikut ini
– wave gage array
– buoy
– current meter
– gage-type direction meter
Wave gage array
• dua atau lebih alat ukur dengan listrik yang dipasang berderet.
• Jarak antar alat ukur kurang dari setengah panjang gelombang, (L/2), gelombang yang terpendek
yang diamati.
• Deretan alat ukur membentuk garis yang diperkirakan tegak lurus dengan arah utama gelombang.
• Distribusi arah gelombang diperoleh dengan menganalisis statistik rekaman pengukuran
UNIVERSITAS GADJAH MADA
Wave Gage Array
Buoy
• dengan suatu buoy khusus yang mencatat
– akselerasi vertikal, dan
– kemiringan horisontal dalam dua arah (x,y).
• telah dikembangkan suatu jenis buoy lain
yang mengukur pula kelengkungan kurva
muka air dalam dua arah horisontal
UNIVERSITAS GADJAH MADA
Pengukuran dengan alat ukur di perairan
• Buoy ada yang dapat sekaligus mencatat arah gelombang datang
Instrumen Peringatan Dini
UNIVERSITAS GADJAH MADA
Current meter
• Pengukuran arah gelombang dapat pula
dilakukan dengan alat ukur kecepatan aliran
yang mengukur dua arah kecepatan secara
simultan.
• Nigata, 1964, mengembangkan alat ukur
arus magnetis dua dimensi untuk
mengamati arah prinsipal gelombang
• Acoustic Doppler Current Meter
UNIVERSITAS GADJAH MADA
http://www.rdinstruments.com/pdfs/WavePrimer.pdf
UNIVERSITAS GADJAH MADA
UNIVERSITAS GADJAH MADA
