Minggu, 04 November 2012

Mata Kuliah Akustik Kelautan


MATERI AKUSTIK KELAUTAN

Pertemuan ke-2
Konsep Konsep Akustik Kelautan

            Akustik kelautan merupakan ilmu yang mempelajari rambatan gelombang suara pada kolom air laut. Terdapat beberapa permasalahan yang dibahas dalam akustik kelautan ini, diantaranya adalah kecepatan gelombang suara, waktu (pada saat gelombang dipancarkan hingga gelombang dipantulkan kembali), dan kedalaman perairannya. Akustik kelautan dipelajari atas dasar beberapa asumsi yaitu laut begitu luas, dalam, dan sangat dinamis. Adapun anggapan bahwa manusia telah mencapai planet terjauh namun belum mencapai laut terdalam, sehingga dibutuhkan alat dan metode untuk melakukan pendeskripsian kolom dan dasar laut. Metode saat ini yang sudah cukup banyak dilakukan yaitu metode akustik.
Prinsip Hidroakustik didasarkan pada prinsip yang sederhana, yaitu gelombang suara dipancarkan melalui sebuah alat yang menghasilkan energi suara (tranducer) pada kolom perairan ataupun dasar perairan. Hal ini dilakukan dengan mengubah energi elektrik menjadi energi  mekanik.  Ketika energi tersebut mengenai suatu target maka gelombang suara akan dikembalikan (dipantulkan) dalam bentuk echo yang akan kembali ke receiver (suatu bagian dari alat akustik sebagai penerima gelombang pantulan).
Metode akustik merupakan proses-proses pendeteksian target di laut dengan mempertimbangkan proses-proses perambatan suara, karakteristik suara (frekuensi, pulsa, intensitas), faktor lingkungan atau medium, kondisi target, dan lain sebagainya. Metode akustik mempunyai keunggulan komparatif yaitu berkecepatan tinggi, estimasi stok ikan secara langsung, dan dapat memproses data secara real time, tepat, dan akurat. Dengan menentukan selang waktu antara gelombang yang dipancarkan dan yang diterima, transducer dapat memperkirakan jarak dan orientasi dari suatu objek yang dideteksi. Dapat dirumuskan sebagai berikut :      

Jarak = Kecepatan Suara x Waktu
2
           
Akustik terbagi menjadi 2 macam, yaitu akustik pasif dan akustik aktif,
1.      Akustik pasif merupakan suatu aksi mendengarkan gelombang suara yang datang dari berbagai objek pada kolom perairan. Akustik pasif dapat digunakan untuk mendengarkan ledakan bawah air, gempa bumi, letusan gunung api, suara yang dihasilkan oleh ikan dan hewan lainnya, aktivitas kapal-kapal laut, ataupun sebagai peralatan untuk mendeteksi kondisi di bawah air.
2.      Akustik aktif memakai prinsip SONAR yaitu mengukur jarak dan arah dari objek yang dideteksi dan ukuran relatifnya dengan menghasilkan gelombang suara serta mengukur waktu tempuh dari gelombang tersebut.
Salah satu kasus yang terjadi dalam aplikasi metode akustik ini yaitu kasus afternoon effect. Kasus ini terjadi pada saat Lt. Pryor (USS Semmes) di Guantanamo Bay pada tahun 1930-1936, mencoba echo ranging system yang sekarang disebut SONAR. Ketika melakukan pendeteksian dari atas kapal ternyata tidak berhasil, lalu percobaan dilakukan di bawah kapal dan ternyata berhasil. Kemudian masalah baru yang muncul yaitu pada percobaan yang dilakukan pagi hari data berhasil didapatkan namun ketika siang hari dengan kondisi cuaca sangat panas, data berubah. Lt. Pryor menduga bahwa pada siang hari fitoplankton sedang berkembang dan melepaskan banyak bubbles (gelembung oksigen) hasil dari fotosintesis sehingga menghalangi gelombang suara yang dipancarkan. Dari kasus tersebut disimpulkan bahwa pada saat perairan bersuhu cukup tinggi transmisi gelombang suara akan terhambat. Sepuluh tahun kemudian ditemukan bahwa missing sound terjadi akibat pengaruh dari suhu, salinitas, dan faktor lainnya.

Pertemuan ke-3
Kecepatan Suara Di laut
           
            Kecepatan suara bergantung pada suhu, salinitas, tekanan, musim, dan lokasi. Dengan rumus kecepatan suara :

C = 1449,2 + 4,6T - 0,055T2 + 0,00029T3 + (1,34 - 0,010T)(S-35) - 0,016Z

dengan : C = Kecepatan suara (m/s)
T = Suhu (oC)
S = Salinitas (psu)
Z = Kedalaman (m)

dengan begitu, dapat dikatakan bahwa kecepatan suara di laut dipengaruhi oleh suhu, salinitas, dan kedalaman laut. Dan semakin jauh suara dari sumber suara, maka kegiatan echo akan mengalami perubahan dari segi ruang dan waktu. Kecepatan rambat suara bergantung pada kompressibilitas dan densitas. Didalam laut, K dan ρ bergantung pada suhu, salinitas, dan tekanan

C = C ( S x T x ρ )

Bila suhu bertambah maka ρ berkurang dan akibatnya C bertambah. Sehingga semakin tinggi suhu, semakin cepat perambatan suara. Di lapisan permukaan, pertambahan C akibat dari pertambahan suhu adalah 3 m/sec/C
Dalam metode akustik, terdapat alat yang dinamakan Accoustic Doppler Current Profiler (ACDP) yang memiliki fungsi untuk mengukur arus, plankton, dan lain sebagainya. Alat ini dibuat oleh RDI/Fran Rowe dan Kent Dernes pada tahun 1981 dengan memakai prinsip efek Doppler yang berarti semakin dekat sumber suara semakin kencang suaranya. Peletakan ACDP harus dalam, bisa mencapai 700 m, karena apabila terlalu dekat dengan permukaan akan mempengaruhi pelayaran kapal. Semakin panjang alat ACDP, semakin besar harddisc nya sehingga penyimpanan alat di dasar laut dapat lebih lama.

Pertemuan ke-4
Komponen - Komponen Dalam Metode Akustik

1.        Absorbsi
Absorbsi gelombang suara yaitu penyerapan gelombang suara sehingga menyebabkan transmisi hilang pada saat echo dari transducer. Absorbsi gelombang suara di kolom perairan laut bergantung pada beberapa faktor yaitu suhu, salinitas, pH, kedalaman, dan frekuensi gelombang. Sifat gelombang ketika dipancarkan dan semakin jauh dari transducer maka kecepatannya dan pantulannya akan semakin melemah.

2.        Target Strength
Kekuatan pantulan gema yang dikembalikan oleh target dan relative tergadap intensitas suara yang mengenai target disebut Target Strength. Target Strength didefinisikan juga sebagai 10x nilai logaritma dari intensitas suara yang mengenai ikan/target. Target Strength dapat dihitung dengan rumus :

TS = 10 (log Ir/Ii)

dengan :
TS = Target Strength
Ir   = Energi suara yang dipantulkan, yang diukur
Ii   = Energi suara yang mengenai ikan/target

3.      Volume Scatter
Rasio antara intensitas yang direfleksikan oleh suatu group single target yang berada pada suatu volume air tertentu (1m3) pada  disebut Volume Scatter atau disebut jugaScattering Volume (SV). Backscattering strength yaitu rasio antara intensitas yang direfleksikan oleh suatu kelompok single target yang diukur dari target. Scattering Volume(SV) dapat dihitung menggunakan rumus :

SV = 10 log pV + TS

dengan :
SV = Scattering Volume
ρ    = Densitas perairan
V   = Volume perairan
TS  = Target Strength  à TS = 10 (log Ir/Ii)

4.      Lapisan SOFAR
Lapisan dimana terjadinya akumulasi suhu dan kedalaman disebut lapisan SOFAR (Sound Fixing and Ranging). Lapisan ini juga merupakan lapisan dimana kecepatan suara menjadi sangat lambat sehingga disebut juga lapisan C minimum, dimana C adalah kecepatan suara. Gelombang suara yang  merambat dalam jarak yang cukup besar di perairan laut akan terperangkap dalam lapisan SOFAR ini.

5.      Echosounder data
Echosounder data yaitu merupakan output data hasil dari akustik, biasanya berupa GSV, ASCII, dan lain-lain. Data ASCII dapat diolah dengan menggunakan software surfer 10. Point penting dalam Echosounder data ini yaitu terdapatnya nilai x,y (posisi koordinat), dan z (kedalaman).
           
Sumber : Kuliah Akustik Kelautan


SHADOW ZONE

Shadow Zone merupakan wilayah atau daerah dimana gelombang suara tidak dapat merambat atau lemah sehingga hampir tidak dapat merambat dalam suatu  medium.   Hal ini disebabkan karena secara umum, berdasarkan pembagian pengaruh faktor oseanografi terhadap kecepatan suara, laut dibagi menjadi 3 zona secara vertikal yaitu : zona 1 dimana kecepatan suara meningkat akibat peningkatan tekanan karena kedalaman bertambah, zona 2 dimana kecepatan suara menurun drastis akibat adanya daerah thermocline, zona 3 dimana kecepatan suara meningkat akibat tekanan bertambah dan temperatur kedalaman relatif konstan, itu adalah profile kecepatan suara underwater. Akibat adanya refraksi atau pembiasan variasi vertikal dari kecepatan suara di dalam laut selanjutnya menghasilkan apa yang disebut dengan shadow zone dan sound channel. Pada shadow zone, gelombang suara dapat dibelokkan ke atas atau ke bawah sehingga sulit dideteksi, karena itulah pada zona ini banyak digunakan untuk persembunyian kapal selam agar tidak terdeteksi oleh kapal lain. Menurut Urick (1983) di kolom perairan terjadi pembelokan  gelombang suara (refraksi) yang terjadi karena perbedaan kedalaman, salinitas  dan suhu ait laut.  Pengaruh yang paling nyata terlihat jika terjadi kenaikan suhu  air laut sebesar  1°C akan menyebabkan meningkatnya kecepatan suara sebesar  1m/detik.  Akibatnya jika suhu meningkat menurut kedalaman maka gelombang  suara yang dipancarkan akan cenderung dibelokan ke arah permukaan air.

Gambar. Pembentukan shadow zone
Sumber : http://www.dosits.org

SUMBER :


ATENUASI GELOMBANG SUARA

            Atenuasi sendiri artinya kekuatan sinyal berkurang atau melemah bila jaraknya terlalu jauh melalui media transmisi, baik dengan menggunakan media transmisi guide seperti kabel, atau media transmisi unguided seperti gelombang. Atenuasi biasa terjadi pada sinyal analog, karena atenuasi berubah-ubah sebagai fungsi frekuensi, sinyal yang diterima menjadi menyimpang dan mengurangi tingkat kejelasan. Atenuasi juga menjadi faktor pelemahan gelombang suara saat merambat. Atenuasi terjadi sebelum pantulan (refleksi) dari gelombang suara. Atenuasi ini dapat dimanfaatkan untuk alat atau instrumentasi diagnostik. Medium seperti jaringan (tissue) akan menurunkan amplitude dan intensitas gelombang dalam perjalanannya melewati medium disebut atenuasi. Peristiwa yang terjadi pada atenuasi ini terdiri dari absorbsi, refleksi dan scattering. Adapun satuan dari atenuasi adalah decibles (dB). Sedangkan koefisiensi atenuasi adalah atenuasi yang terjadi per satuan panjang gelombang yang satuanya decibles per centimeter (dB/cm)

Attenuation(dB) = attenuation coefficient (dB/cm) x path length (2)

Bila koefisien  atenuasi meningkat maka frekuensi akan meningkat pula. Setiap jaringan mempunyai koefisiensi atenuasi yang berbeda. Koefisien ini menyatakan besarnya atenuasi per satuan panjang, yaitu semakin tinggi frekuensi yang digunakan maka semakin tinggi koefisiensi atenuasinya.
            Secara sederhana, jaringan lunak hampir sama atau di atas rata-rata 1 dB atenuasi per centimeter untuk jaringan lunak adalah sebanding dengan frekuensi dalam MHz. Untuk menghitung atenuasi dalam decibles hanya perlu mengalikan frekuensi dalam megahertz (hasilnya mendekati / sebanding dengan koefisiensi atenuasi dalam dB/cm). Terdapat 3 jenis atenuasi yang umum berpengaruh pada gelombang suara, yaitu atenuasi karena absorbsi molekuler oleh udara, atenuasi karena keberadaan obstruksi, dan atenuasi karena keadaan-keadaan tertentu di titik penerima.

SUMBER :


Kamis, 29 Maret 2012

Istilah - Istilah Ekologi Laut Tropis

Melanjutkan yang sebelumnya, disini akan menambahkan istilah ekologi laut tropis lainnya. Selamat membaca J

69.   Silvo Fishery
Kegiatan perikanan dan kehutanan yang dilakukan secara bersamaan.
70.   Sistem Informasi Geografik (SIG)
Suatu kumpulan perangkat keras computer, perangkat lunak, data geografi, dan tenaga kerja yang teratur yang dirancang secara efisien untuk menangkap, menyimpan, memutakhirkan, memanipulasi, menganalisis dan menampilkan seluruh bentuk informasi yang mengacu pada geografi. Operasi spasi tertentu yang komplek dimungkinkan dalam SIG. Data biasanya berasal dari peta dan nilai yang diperoleh dapat dicetak sebagai peta.
71.   Species indikator
Satu atau beberapa jenis biota dipilih untuk mewakili kondisi lingkungan tempat  jenis-jenis biota itu hidup.
72.   Stakeholder
Seseorang (atau entitas) yang mempunyai suatu kepentingan dalam keputusan yang mempengaruhi penggunaan dan konservasi sumber daya pantai. Tidak terbatas pada mereka yang memiliki kepentingan financial.
73.   Suksesi
Urutan-urutan pergantian peristiwa ekologi yang memperlihatkan perubahan dalam susunan suatu masyarakat kehidupan (umumnya tumbuh-tumbuhan) menuju suatu klimaks yang berlangsung secara sedikit demi sedikit, teratur, dan dapat diduga sebelumnya.
74.   Suksesi primer
Suksesi biologi berawal pada habitat atau substrat yang sebelumnya belum pernah dihuni dan belum nebgalami perubahan secara fisik oleh makhluk.
75.   Suksesi sekunder
Suksesi tumbuhan yang terjadi setelah adanya gangguan pada suksesi primer atau normal, misalnya sebagai akibat kegiatan manusia pada habitat atau kerusakan pada komunitas sebelumnya.
76.   Sumber daya alam
Sumber daya lahan dan laut yang relevan dengan potensi penggunaannya, misalnya iklim, air, tanah, lepas pantai,, dekat pantai, hutan.
77.   Suspended solids
Partikel yang melayang dalam air karena daya gerak hidraulik seperti arus naik atau turbulensi dan suspense koloid termasuk misalnya endapan atau dentritus organik.
78.   Tata guna lahan
Pengelolaaan lahan untuk memenuhi kebutuhan manusia, ini meliputi penggunaan lahan di pedesaan, perkotaan, dan penggunaan oleh industry.
79.   Terumbu karang
Karang adalah jenis hewan laut berukuran kecil yang disebut polip, hidupnya menempel pada substrat seperti batu atau dasar yang keras dan berkelompok membentuk suatu koloni. Hewan ini menghasilkan deposit yang berupa kalsium karbonat (CaCO3) yang terakumulasi menjadi terumbu bila hewan yang berada di terumbu itu mati, maka terumbu karang tersebut tidak berkembang sehingga menjadi batu karang atau karang mati. Hewan jarang hidup dari hewan dari hewan renik lainnya dan tanaman renik (fitoplankton dan zooplankton) yang terdapat disekitarnya.
80.   Tsunami
Gelombang laut yang cepat di perairan dangkal, yang berpotensi menimbulkan bencana, disebabkan oleh gempa bumi atau gunung berapi bawah air, gelombang ini dapat muncul sangat tinggi dan menimbulkan bencana membanjiri lahan di pantai.
81.   Turbiditas (kekeruhan)
Berkurangnya kejernuhan air karena adanya benda-benda yang melayang ; juga merupakan suatu ukuran mengenai banyaknya bahan tersuspensi dalam air.
82.   Upland
Daerah hulu, kea rah darat dari garis pantai yang sedikit berinteraksi dengan laut.
83.   Zona Ekonimi Eksklusif
Zona maritime yang berdekatan dengan atau yang membentang 200 mil laut dari garis pangkal yang digunakan untuk mengukur wilayah laut, kewenangan diberikan secara internasional oleh Konperensi PBB III tentang Hukum Laut, negara pantai mempunyai hal berdaulat untuk eksplorasi, eksploitasi, konservasi dan pengelolaan sumber daya alam di zona tersebut.
84.   Zona pesisir (definisi resmi Amerika)
Perairan pantai (termasuk lahan di dalam dan di bawahnya) dan lahan pantai di dekatnya (termasuk perairan di dalam dan di bawahnya), yang saling mempengaruhi dan letaknya berdekatan dengan garis pantai beberapa propinsi (negara bagian) pantai termasuk pulau-pulau, daerah transisi dan pasang surut, semak-semak payau, lahan basah dan pantai.
85.   Zona intent
Ini memberikan peranan umum dari suatu daerah dan menunjukkan prioritas pada penggunaan yang diizinkan, apabila hal ini dapat dilaksanakan.
86.   Zona pasang surut
Zona transisi antara laut dan darat, sering didefinikan sebagai zona yang terletak antara batas air pasang tinggi rata-rata dan batas air surut rata-rata.

Untuk melihat istilah ekologi laimmya bisa diakses di  blogs.unpad.ac.id/rpermana

Kamis, 22 Maret 2012

Cabang - Cabang Ilmu Oseanografi


Melanjutkan dari materi selanjutnya mengenai pengertian oseanografi, disini akan dijelaskan mengenai ilmu cabang yang ada pada oseanografi. Silahkan membaca J

          Oseanografi merupakan ilmu science dan eksplorasi lautan dan laut-laut serta semua aspek-aspeknya, termasuk sedimen, batuan yang membentuk dasar laut, interaksi antara laut dengan atmosfer, pergerakan air, serta faktor-faktor  tenaga dari luar, kehidupan organism, susunan kimia air laut, serta asal mula terjadinya lautan dan laut-laut purbakala. Oleh karena itu oseanografi dikatakan sebagai suatu science mengenai laut yang terdiri dari beberapa ilmu cabang ilmu pengetahuan yang menurut Sahala Hutabarat dan Stewart M. Evans (1985) terbagi atas empat cabang ilmu, yaitu :

Oseanografi Fisika
Ilmu yang mempelajari hubungan antara sifat-sifat fisika yang terjadi dalam lautan sendiri, lautan dengan atmosfer, dan lautan dengan daratan. Ilmu ini membahas mengenai kejadian-kejadian seperti terjadinya tenaga pembangkit pasang dan gelombang, iklim dan sistem arus yang terdapat di lautan. Selain itu juga mempelajari mengenai ciri fisik samudera termasuk struktur suhu-salinitas, pencampuran, ombak dan lain sebagainya.

Oseanografi Geologi
Ilmu yang mempelajari asal terbentuknya lautan, termasuk di dalamnya penelitian tentang lapisan kerak bumi, gunung berapi dan terjadinya gempa bumi. Karena di Indonesia merupakan salah satu negara yang memiliki sismisitas tinggi. Sangat penting mempelajari ilmu geologi yang membahas mengenai asal lautan yang telah berubah lebih dari berjuta-juta tahun lalu.

Oseanografi Kimia
Air laut mengandung 3,5% garam-garam, gas-gas terlarut, bahan-bahan organik dan partikel tak terlarut. Sehingga ilmu ini berhubungan dengan reaksi-reaksi kimia yang terjadi di dalam dan di dasar laut dan juga menganalisa sifat-sifat kimia dari air laut itu sendiri. Selain itu juga membahas mengenai kimia samudera dan interaksi kimianya dengan atmosfer.

Oseanografi Biologi
Pada cabang ilmu ini, kajian yang sering dipelajari adalah kehidupan semua organisme di lautan termasuk binatang-binatang yang berukuran sangat kecil (plankton) sampai yang berukuran besar (paus), mikroba (biota) dan tumbuh-tumbuhan air laut. Juga mempelajari mengenai interaksi ekologi mereka. Sehingga dalam penerapannya oseanografi dan biologi khususnya biologi laut saling terkait satu sama lain.

SUMBER:

Untuk penjelasan selanjutnya mengenai sejarah oseanografi silahkan kunjungi link berikut...... http://cliitweety.blogspot.com/

Rabu, 14 September 2011

Lapisan Atmosfer

Atmosfer merupakan lapisan udara yang mengelilingi bumi karena adanya gaya tarik bumi. Atmosfer berada pada ketinggian 0 km di atas permukaan, sampai dengan sekitar 560 km dari atas permukaan bumi. Udara yang terkandung dalam atmosfer merupakan campuran dan kombinasi dari gas, debu dan uap air yang bertindak sebagai pelindung kehidupan di muka bumi karena membantu menjaga stabilitas suhu udara siang dan malam. Atmosfer juga merupakan penghambat bagi benda-benda angkasa yang bergerak melaluinya sehingga sebagian meteor yang melalui atmosfer akan menjadi panas dan hancur sebelum mencapai permukaan bumi. Atmosfer tidak mempunyai batas mendadak tetapi agak menipis lambat dengan menambah ketinggian, tidak ada batas pasti antara atmosfer dan angkasa luar. Atmosfer memiliki lapisan-lapisan yang memiliki struktur dan kerapatan udara yang berbeda-beda. Lapisan-lapisan itu antara lain :
Troposfer
Lapisan ini berada paling dekat dengan permukaan bumi. Dalam lapisan ini kehidupan manusia terlindung dari sengatan radiasi yang dipancarkan oleh benda-benda langit lain. Lapisan ini berada pada ketinggian 0 – 15 km dari permukaan tanah, mempunyai suhu sekitar 17°C sampai -52°C dan pada bagian ini terdapat kurang lebih 80% gas atmosfer. Di lapisan inilah kita melihat berbagai fenomena alam yang terjadi pada kehidupan sehari-hari. Diantara lapisan-lapisan lainnya troposfer merupakan lapisan yang mengandung uap air dan karbondioksida paling banyak.
Stratosfer
Lapisan ini berada diatas troposfer dimulai dari ketinggian 11 km sampai ketinggian 50 km. Terdiri atas gas-gas yang terdapat dalam troposfer, namun pada lapisan ini mengandung uap air dalam jumlah sedikit. Pada lapisan ini terdapat lapisan ozon yang berfungsi sebagai pelindung bumi dari pancaran sinar ultra violet berlebih dari matahari. Lapisan ini dapat rusak akibat pemanasan global dan jika manusia melakukan aktivitas dengan menggunakan bahan-bahan kimia.
Mesosfer
Lapisan mesosfer mempunyai ketebalan 45-75 km. Pada lapisan ini, suhu kembali turun ketika ketinggian bertambah, sampai menjadi sekitar -143oC, sehingga dapat menyebabkan awan noctilucent yang terdiri atas kristal-kristal es di dekat bagian atas dari lapisan ini, yaitu kurang lebih 81 km diatas permukaan bumi. Mesosfer memiliki lapisan ion atau udara yang bermuatan listrik yang disebut sebagai lapisan D yang letaknya di ketinggian 50-70 km di atas permukaan bumi. Di lapisan ini sebagian meteoroid terbakar, di lapisan ini juga terdapat Radiosonde.
Termosfer
Lapisan termosfer berata diatas mesopause dengan ketinggian sekitar 75 km sampai pada ketinggian sekitar 650 km. Dinamai termosfer karena terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi pada lapisan ini yaitu sekitar 1982°C. Perubahan ini terjadi karena serapan radiasi sinar ultra violet. Lapisan termosfer ini sangat berguna dalam bidang komunikasi. Lapisan inilah yang memantulkan gelombang-gelombang radio ke bumi yang dapat diterima di seluruh dunia. Selain itu fenomena aurora yang dikenal juga dengan cahaya utara atau cahaya selatan terjadi di lapisan ini.
Eksosfer
Eksosfer adalah lapisan bumi yang terletak paling luar. Mempunyai ketebalan sekitar 500-700 km dengan suhu -57°C dan tidak memiliki tekanan udara yaitu sebesar 0 cmHg. Lapisan ini disusun oleh gas hidrogen sebagai gas penyusun utamanya. Di lapisan ini diisi oleh lapisan ultraviolet.

Sumber :
http:// id.wikipedia.org/wiki/Atmosfer