GELOMBANG LAUT (OCEAN WAVES)April 13th, 2008 33 Comments Gelombang, Oseanografi, Teknik Pantai, Teknik Sipil Gelombang/ombak yang terjadi di lautan dapat diklasifikasikan menjadi beberapa macam tergantung kepada gaya pembangkitnya. Pembangkit gelombang laut dapat disebabkan oleh: angin (gelombang angin), gaya tarik menarik bumi-bulan-matahari (gelombang pasang-surut), gempa (vulkanik atau tektonik) di dasar laut (gelombang tsunami), ataupun gelombang yang disebabkan oleh gerakan kapal. Gelombang yang sehari-hari terjadi dan diperhitungkan dalam bidang teknik pantai adalah gelombang angin dan pasang-surut (pasut). Gelombang dapat membentuk dan merusak pantai dan berpengaruh pada bangunan-bangunan pantai. Energi gelombang akan membangkitkan arus dan mempengaruhi pergerakan sedimen dalam arah tegak lurus pantai (cross-shore) dan sejajar pantai (longshore). Pada perencanaan teknis bidang teknik pantai, gelombang merupakan faktor utama yang diperhitungkan karena akan menyebabkan gaya-gaya yang bekerja pada bangunan pantai. DEFINISI GELOMBANG Apa yang dimaksud dengan gelombang? Gelombang adalah pergerakan naik dan turunnya air dengan arah tegak lurus permukaan air laut yang membentuk kurva/grafik sinusoidal. Gelombang laut disebabkan oleh angin. Angin di atas lautan mentransfer energinya ke perairan, menyebabkan riak-riak, alun/bukit, dan berubah menjadi apa yang kita sebut sebagai gelombang.

Animasi pergerakan partikel zat cair pada gelombang Amati gerak pelampung di dalam gambar animasi gelombang di atas. Perhatikan bahwa sebenarnya pelampung bergerak dalam suatu lingkaran (orbital) ketika gelombang bergerak naik dan turun. Partikel air berada dalam satu tempat, bergerak di suatu lingkaran, naik dan turun dengan suatu gerakan kecil dari sisi satu kembali ke sisi semula. Gerakan ini memberi gambaran suatu bentuk gelombang. Pelampung yang mengapung di air pindah ke pola yang sama, naik turun di suatu lingkaran yang lambat, yang dibawa oleh pergerakan air. Di bawah permukaan, gerakan berputar gelombang itu semakin mengecil. Ada gerak orbital yang mengecil seiring dengan kedalaman air, sehingga kemudian di dasar hanya akan meninggalkan suatu gerakan kecil mendatar dari sisi ke sisi yang disebut surge . PENGARUH GELOMBANG Pada kondisi sesungguhnya di alam, pergerakan orbital di perairan dangkal (shallow water) dekat dengan kawasan pantai dapat dilihat pada gambar animasi dibawah ini. Pada gambar animasi ini, dapatlah kita bayangkan bagaimana energi gelombang mampu mempengaruhi kondisi pantai. Simulasi pergerakan partikel air saat penjalaran gelombang menuju pantai Ketinggian dan periode gelombang tergantung kepada panjang fetch pembangkitannya. Fetch adalah jarak perjalanan tempuh gelombang dari awal pembangkitannya. Fetch ini dibatasi oleh bentuk daratan yang mengelilingi laut. Semakin panjang jarak fetchnya, ketinggian gelombangnya akan semakin besar. Angin juga mempunyai pengaruh yang penting pada ketinggian gelombang. Angin yang lebih kuat akan menghasilkan gelombang yang lebih besar. Gelombang yang menjalar dari laut dalam (deep water) menuju ke pantai akan mengalami perubahan bentuk karena adanya perubahan kedalaman laut. Apabila gelombang bergerak mendekati pantai, pergerakan gelombang di bagian bawah yang berbatasan dengan dasar laut akan melambat. Ini adalah akibat dari friksi/gesekan antara air dan dasar pantai. Sementara itu, bagian atas gelombang di permukaan air akan terus melaju. Semakin menuju ke pantai, puncak gelombang akan semakin tajam dan lembahnya akan semakin datar. Fenomena ini yang menyebabkan gelombang tersebut kemudian pecah.

Perubahan bentuk gelombang yang menjalar mendekati pantai Ada dua tipe gelombang, bila dipandang dari sisi sifat-sifatnya. Yaitu:

Gelombang pembangun/pembentuk pantai (Constructive wave). Gelombang perusak pantai (Destructive wave).

Yang termasuk gelombang pembentuk pantai, bercirikan mempunyai ketinggian kecil dan kecepatan rambatnya rendah. Sehingga saat gelombang tersebut pecah di pantai akan mengangkut sedimen (material pantai). Material pantai akan tertinggal di pantai (deposit) ketika aliran balik dari gelombang pecah meresap ke dalam pasir atau pelan-pelan mengalir kembali ke laut.

Gelombang pembentuk pantai Sedangkan gelombang perusak pantai biasanya mempunyai ketinggian dan kecepatan rambat yang besar (sangat tinggi). Air yang kembali berputar mempunyai lebih sedikit waktu untuk meresap ke dalam pasir. Ketika gelombang datang kembali menghantam pantai akan ada banyak volume air yang terkumpul dan mengangkut material pantai menuju ke tengah laut atau ke tempat lain.

Gelombang perusak pantai

Pada kawasan pantai yang diterjang gelombang menyudut ( b > 5o) terhadap garis pantai, arus dominan yang akan terjadi adalah arus sejajar pantai (longshore current). Sedangkan apabila garis puncak gelombang datang sejajar dengan garis pantai, maka akan terjadi 2 kemungkinan arus dominan di pantai. Yang pertama, bila di daerah surf zone terdapat banyak penghalang bukit pasir (sand bars) dan celah-celah (gaps) maka arus yang terjadi adalah berupa sirkulasi sel dengan rip current yang menuju laut. Kemungkinan kedua, bila di daerah surf zone tidak terdapat penghalang yang mengganggu maka arus dominan yang terjadi adalah aliran balik (back flows).

Terjadinya rip current Namun karena pengaruh hidrodinamik laut yang sangat kompleks, maka yang biasanya terjadi adalah kombinasi dari kondisi-kondisi di atas. Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Gelombang laut Gaya dan Pola

Energi angin ditransfer ke permukaan air oleh proses gesekan untuk menghasilkan arus permukaan laut dan gelombang. Gelombang laut mungkin didekati secara matematis oleh sebuah gelombang sinus, dan karena itu menunjukkan osilasi, halus teratur.

Gelombang Tinggi (H) vertikal jarak antara setiap puncak dan berhasil melalui Panjang gelombang (L) horisontal jarak antara berurutan puncak atau lembah

Periode gelombang (T) interval waktu antara bagian dari dua puncak Kecepatan (Speed Wave) (C) C=L/T (Atau panjang gelombang / periode)

Gelombang osilasi juga dijelaskan oleh frekuensi, 1 / T (jumlah gelombang melewati titik stasioner dalam panjang waktu tertentu)

KARAKTERISTIK GERAK GELOMBANG:

gelombang memberikan vertikal, orbit melingkar untuk paket individual dari air tanpa gerakan horisontal bersih yang substansial o diameter orbit paket air di permukaan kira-kira sama dengan tinggi gelombang o gerak vertikal menjadi diabaikan pada kedalaman lebih besar dari sekitar satu setengah panjang gelombang (misalnya, L / 2) gerak di kedalaman air melebihi L / 2 (dan karena itu tidak terpengaruh oleh dasar laut) akan menghasilkan gelombang air yang dalam orbit lingkaran paket air menjadi datar sebagai akibat dari gangguan bawah dan membentuk gelombang air dangkal

Kecepatan gelombang air dangkal adalah independen periode panjang gelombang atau gelombang dan dikendalikan oleh kedalaman air!

Kecepatan gelombang dalam air adalah independen dari kedalaman dan ditentukan oleh panjang gelombang dan periode! Gelombang air yang dalam karena itu dispersif (yaitu, kecepatan gelombang adalah frekuensi bergantung) dan Pemisahan gelombang akan terjadi sesuai dengan kecepatan, panjang periode, dan dalam laut 'terbuka'! Setiap gelombang permukaan laut yang rumit sehingga dapat dibangun (secara teoritis) oleh kombinasi gelombang sinus sederhana ketinggian yang berbeda, periode, dan fase!

interaksi gelombang hasil dalam beberapa bentuk interferensi gelombang (yaitu, dan penggabungan / atau pemisahan gelombang banyak) interferensi konstruktif hasil gelombang dari kebetulan beberapa puncak gelombang atau lembah kebetulan dari puncak masing-masing dan hasil palung di interferensi gelombang destruktif

GELOMBANG ANGIN, LAUT, dan membengkak:

pertumbuhan angin yang dihasilkan gelombang permukaan dikendalikan oleh kecepatan durasi, angin angin, dan mengambil ketinggian gelombang permukaan meningkat dengan kecepatan angin meningkat dan dengan meningkatnya durasi dan mengambil angin

bersama-sama dengan tinggi, panjang gelombang yang dominan juga meningkat o tegangan permukaan atau gelombang kapiler (L