AIR DAN
STRUKTUR LAUT
NAMA : MIKAEL NICHOLAS PRAKOSO NRP : 5016221042
TEKNIK GEOMATIKA
KONSEP PENTING
2
• Panas tidak sama dengan suhu. Suhu adalah respon objek terhadap masukan/penghapusan panas. Tidak semua zat memberikan respon yang sama.
• Air melawan kenaikan suhu saat panas ditambahkan. Air mengeluarkan panas Ketika membeku dan menyerap panas saat mencair. Sifat-sifat air cair ini bersifat moderat suhu permukaan bumi.
• Lautan mempunyai tingkat kepadatan yang tinggi.
• Cahaya dengan cepat padam jika melewati air. Suara tidak.
• Cahaya dan bumi dapat dibiaskan/dibengkokkan melalui suatu lintasan antara massa air yang ciri-ciri fisiknya berbeda.
SUHU AIR MEMPENGARUHI KEPADATANNYA
Keunikan air semakin terlihat jelas saat kita pertimbangkan pengaruh perubahan suhu terhadap kepadatan air(massanya per satuan volume).
Rata-rata zat menjadi lebih padat (beratnya lebih banyak per satuan volume) sebagaimana mereka menjadi lebih dingin. Air murni umumnya menjadi lebih padat seiring dengan meningkatnya panas dihilangkan dan suhunya turun, tetapi kepadatan airnya berubah dengan cara yang tidak terduga saat suhu mendekati titik beku.
Kurva kepadatan menunjukkan hubungan antarasuhu (atau salinitas) suatu zat dan kepadatannya.
Paling zat menjadi semakin padat saat didinginkan; milik merekahubungan suhu-kepadatan adalah linier (yaitu, tampak sepertigaris lurus pada grafik).
AIR MENJADI KURANG PADAT SAAT MEMBEKU
Selama transisi dari keadaan cair ke padat pada titik beku, sudut ikatan antara atom oksigen dan hydrogen di dalam air melebar dari sekitar 105° menjadi sedikit lebih dari 109°.Perubahan ini memungkinkan ikatan hidrogen dalam es membentuk kristal.
Ruang yang ditempati oleh 27 molekul air dalamkeadaan cair hanya akan ditempati oleh 24 molekul air di dalamnyakisi padat. Struktur yang dihasilkan menyisakan celah kecil di antaranyaatom-atom yang tidak ada saat air masih cair.
Air mengembang sekitar 9% saat kristal terbentuk. Es kurang padat dibandingkanair cair sehingga dapat mengapung. Satu sentimeter kubik es pada 0°C (32°F)memiliki massa hanya 0,917 gram, tetapi satu sentimeter kubik cairanair pada suhu 0°C mempunyai massa 0,999 gram.
4
AIR MENGHILANGKAN PANAS DARI PERMUKAAN SEPERTI ITU MENGUAP
Ketika air menguap (atau menguap), air individumolekul berdifusi ke udara . Karena setiap molekul airberikatan hidrogen dengan molekul yang berdekatan, maka energi panas adalahdiperlukan untuk memutus ikatan tersebut dan membiarkan molekul terbang menjauhdari permukaan. Penguapan mendinginkan permukaan yang lembab karena berangkatmolekul uap air membawa energi ini
pergimereka.
(Beginilah keringat mendinginkan kita saat kita kepanasan. Panasnya energi yang dibutuhkan untuk menguapkan air dari kulit kita diambildari tubuh kita, mendinginkan kita.)Ikatan hidrogen cukup kuat dan besar energinyadiperlukan untuk memecahkannya—dikenal sebagai panas latenpenguapan—
sangat tinggi.
PERMUKAAN AIRMEMODERASI SUHU GLOBAL
6
Sifat termostatik (terme; panas, stasis; diam) air adalah sifat-sifat yang bertindak untuk memoderasi perubahansuhu. Suhu air meningkat seiring dengan penyerapan energi mataharidan berubah menjadi panas, namun seperti yang telah kita lihat, air mempunyai pengaruh yang sangat besarkapasitas
panasnya tinggi, sehingga suhunya tidak akan naik terlalu banyakmeskipun sejumlah besar panas ditambahkan. Kecenderungan suatu zatuntuk menahan perubahan suhu dengan keuntungan atau kerugianenergi panas disebut inersia termal.
Suhu tertinggidi darat, di gurun Afrika utara, melebihi 50°C (122°F);suhu terendah di benua Antartika turun hingga di bawah 290°C(2129°F). Itu perbedaan 140°C (atau 250°F)! Di lautannamun, kisarannya berkisar antara 22°C (29°F) di wilayah es lautterbentuk pada suhu sekitar 32°C (90°F) di daerah tropis—
perbedaannya sebesarhanya 34°C (61°F). Karena terdiri dari air, permukaan laut naik sangat
sedikitdalam suhu karena menyerap panas. Inersia termal laut adalahjauh lebih besar dari daratan.
LAUTAN TERSTRATIFIKASI
BERDASARKAN KEPADATANNYA
Kepadatan air laut dengan demikian antara 1,020 dan 1,030g/cm3 dibandingkan dengan 1.000 g/cm3 untuk air murni pada suhu yang sama. Dingin,air asin lebih padat daripada air hangat, kurang asinair.
Kepadatan air laut meningkat seiring dengan bertambahnya salinitas, peningkatan tekanan,
danpenurunan suhu. menunjukkanhubungan antara suhu, salinitas,dan kepadatan. Perhatikan bahwa dua sampel air dapat mempunyaikepadatan yang sama pada kombinasi suhu dan
salinitas yang berbeda.
•
Lautan Terstratifikasi Menjadi Tiga Kepadatan Zona berdasarkan Suhu dan Salinitas
1. Piknoklin (piknos; kuat, klinar; miring, miring), adalah azona yang kepadatannya
8
•
Lautan Terstratifikasi Menjadi Tiga Kepadatan Zona berdasarkan Suhu dan Salinitas
1. Piknoklin (piknos; kuat, klinar; miring, miring), adalah azona yang kepadatannya meningkatseiring bertambahnya kedalaman. Zona inimengisolasi air permukaan dari lapisan yang lebih padatdi bawah. Piknoklin berisi tentang18% dari seluruh air laut.
2. Zona dalam terletak di bawah piknoklinpada kedalaman di bawah sekitar 1.000 meter(3.300 kaki) di garis lintang tengah (40°S–40°LU).Ada sedikit perubahan tambahan pada airkepadatan dengan meningkatnya kedalaman melalui inidaerah. Zona dalam ini mengandung sekitar 80%dari
seluruh air laut.
3. Termoklin (termal; panas), dan jatuhsuhu merupakan kontributor utama
pembentukanpiknoklin.Bentuk termoklin tidak sama di semua wilayah atau garis lintang.Suhu
permukaan sebanding dengan sinar matahari yang tersedia.Lebih banyak energi matahari tersedia di daerah tropis dibandingkan di daerah kutubwilayah, jadi air di sana lebih hangat.
PEMBIASAN DAPAT MEMBENGKOKKAN
JALANCAHAYA DAN SUARA MELALUI AIR
Cincin cahaya terkadang terlihat di sekitar bulan dan brankas penyembunyian kapal selam mungkin tampak tidak berhubungan, tapi keduanya peristiwa bergantung pada pembiasan, pembelokan
gelombang. Cahaya dan suara keduanya merupakan fenomena gelombang. Saat gelombang cahaya atau suaragelombang meninggalkan medium dengan kepadatan yang sama—seperti udara—dan memasuki amedium dengan kepadatan berbeda—seperti air—pada sudut yang laindari 90°, ia bengkok dari jalur aslinya. Alasan untuk ini pembengkokan adalah gelombang cahaya atau suara merambat dengan kecepatan berbeda media yang berbeda.
Pembiasan gelombang cahaya oleh air banyak terjadicara yang sama. Kecepatan cahaya di air hanya sekitar tiga perempatnyakecepatannya di udara, sehingga air secara efektif membiaskan cahaya.
(Kacamembengkokkan cahaya lebih jauh lagi.) Derajat pembiasan cahayadari satu medium ke medium
CAHAYA TIDAK MENEMBUS LAUT
1 0
Cahaya adalah suatu bentuk radiasi elektromagnetik, atau energi radiasi,yang merambat sebagai gelombang melalui ruang, udara, dan air. Ituspektrum tampak—panjang gelombang cahaya yang dapat dilihat mata manusiadapat dideteksi—hanya sebagian kecil dari spektrum elektromagnetik,yang juga mencakup gelombang radio, inframerah, ultraviolet, dan
Sinar-X, misalnya. Panjang gelombang cahaya menentukannyawarna: Panjang gelombang yang lebih pendek berwarna lebih biru, panjang gelombang yang lebih panjang berwarna lebih birulebih
merah. Kecuali gelombang radio yang sangat panjang, air menyerap dengan cepathampir semua radiasi elektromagnetik. Hanya biru dan hijau panjang gelombang melewati air dalam jumlah yang cukup ataujarak.
SUARA BERJALAN LEBIH JAUH DARI CAHAYA MENEMBUS SAMUDERA
Suara adalah suatu bentuk energi yang ditransmisikan melalui perubahan tekanan yang cepat dalam medium elastis. Intensitas suara berkurang seiring perjalanannya melalui air laut karena penyebaran, hamburan, dan penyerapan.Hilangnya intensitas akibat penyebaran sebanding dengan kuadratdari jarak dari sumbernya. Hamburan terjadi sebagai suaramemantul dari gelembung, partikel tersuspensi, organisme, permukaan,bagian bawah, atau benda lain. Akhirnya suara diserap dandiubah oleh
molekul menjadi sejumlah kecil panas. Itupenyerapan bunyi sebanding dengan kuadrat
frekuensinyasuara: Frekuensi yang lebih tinggi diserap lebih cepat.Gelombang suara dapat merambat lebih jauh melalui airdaripada gelombang cahaya sebelum diserap. Karena suarabergerak melalui air dengan sangat efisien, banyak hewan laut menggunakannyaterdengar daripada cahaya untuk
“melihat” di lautan.
SISTEM SONAR MENGGUNAKAN SUARA UNTUK MENDETEKSIOBJEK BAWAH AIR
1 2
Awak kapal permukaan dan kapal selam menggunakan sonar aktif(navigasi suara dan jangkauan), proyeksi dan pengembalian melalui air pulsa pendek (ping) suara frekuensi tinggiuntuk mencari objek di lautan . Secara modernsistem, arus listrik dilewatkan melalui kristal untuk
menghasilkandenyut suara yang kuat bernada di atas batas pendengaran manusia. Pemroses sinyal kemudian memperkuatnya gema dan kurangi frekuensi suara hingga sesuai
jangkauanpendengaran manusia.
Sonar pemindaian samping adalah jenis sonar aktif. Beroperasi dengansebanyak 121
pemancar/penerima yang disetel pada frekuensi suara tinggi,sistem pemindaian samping ditarik di perairan tenang di bawah kapal terkadang mampu menghasilkan resolusi mendekati fotografi. Sistem pemindaian samping digunakan untuk geologiinvestigasi, studi arkeologi, dan menemukan kapal yang jatuhdan pesawat terbang
Untuk pemeriksaan lebih dalam, atau untuk “melihat” lapisan sedimen di bawahnya permukaan, ahli geologi menggunakan profiler refleksi seismic percikan listrik yang kuat, bahan peledak, atau udara bertekananmenghasilkan pulsa suara frekuensi rendah yang sangat energik. Waktu tempuh
gelombang suara pulang pergi sangatlah penting. Frekuensi rendah suara tidak bisa menyelesaikan secara detail, tapi gema bisabiasanya memberikan gambaran lapisan sedimen di bawahnya
permukaan.
MATUR NUWUN
1 4
