PENUNTUN 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
2015 1
Lab. Oseanografi - Program Studi Ilmu KelautanUniversitas Sriwijaya
PRAKTIKUM-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 memperoleh sedikit tambahan energi. Akan tetapi ada faktor-faktor lain yang kadang-
2
Lab. Oseanografi - Program Studi Ilmu KelautanUniversitas Sriwijaya
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/wpcontent/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/wpcontent/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):
a.
Koreksi ketinggian
Koreksi kecepatan angin rata-rata untuk durasi 1 jam
Koreksi pengukuran kecepatan angin di darat ke laut
Koreksi stabilitas
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): 1/ 7
U10
10 Uz z
dimana : U10 = kecepatan angin pada ketinggian 10 meter
3
Lab. Oseanografi - Program Studi Ilmu KelautanUniversitas Sriwijaya
Uz = kecepatan angin pada ketinggian z b.
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
4
Lab. Oseanografi - Program Studi Ilmu KelautanUniversitas Sriwijaya
d.
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 4.
= kecepatan angin terkoreksi (m/detik) 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 dari daerah pembangkitan gelombang hanya memperoleh sedikit tambahan energi.
5
Lab. Oseanografi - Program Studi Ilmu KelautanUniversitas Sriwijaya
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 Selanjutnya lengkapi table berikut ini.
6
Lab. Oseanografi - Program Studi Ilmu KelautanUniversitas Sriwijaya
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):
H o 4.13x10 2
7
2 *
u g
gF 2 u*
1 2
Lab. Oseanografi - Program Studi Ilmu KelautanUniversitas Sriwijaya
Tp 0.651
u* g
gF 2 u*
1 3
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)
u *2
= velositas friksi, yang diberikan oleh u*2 C DU c2
C D 0.001(1.1 0.035U 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 masingmasing bulan di lokasi tersebut Month
Panjang Fetch
Arah Angin
Uz (m/s)
U10 (m/s)
t (s)
Ut/Ut=3600
Ut=3600 (m/s)
RL
Uw (m/s)
RT
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
8
Lab. Oseanografi - Program Studi Ilmu KelautanUniversitas Sriwijaya
Uc
Month
CD
U2* (m/s)
Ho (m)
Tp (s)
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Gambarkan grafik tinggi dan periode gelombang seperti pada gambar berikut.
Wave Hight (m)
3.0
20.0 15.0
2.0 10.0 1.0 5.0
Hmo (m) (m)
5.
Dec-96
Nov-96
Oct-96
Sep-96
Aug-96
Jul-96
Jun-96
May-96
Apr-96
Mar-96
Feb-96
0.0
Jan-96
0.0
Wave Period (s)
4.
T (s)
Berikan pembahasan anda berdasarkan hasil tinggi dan periode gelombang yang diperoleh serta keterkaitannya dengan data angin yang digunakan.
9
Lab. Oseanografi - Program Studi Ilmu KelautanUniversitas Sriwijaya
