Peramalan Tinggi dan Periode Gelombang Signifikan Di Perairan Dangkal (Studi Kasus Perairan Semarang)

Transkripsi

1 Buletin Osenogrfi Mrin April 017 Vol 6 No 1:17 ISSN : Permln Tinggi dn Periode Gelombng Signifikn Di Perirn Dngkl (Studi Ksus Perirn Semrng) Alfi Stridi Deprtemen Osenogrfi, Fkults Periknn dn Ilmu Kelutn, niversits Diponegoro Kmpus Temblng, Semrng 5075 Telp/Fx Emil: stridi@undip.c.id Abstrk Gelombng menjlr dri perirn dlm menuju perirn dngkl. Penjlrn gelombng merupkn bentuk dri dny gnggun pd sutu medium, dlm hl ini medium ir. Slh stu bentuk dri gnggun tersebut dlh gy gesek ngin. Sehingg rh dn keceptn ngin dpt digunkn untuk menentukn tinggi dn periode gelombng yng dihsilkn. Metode Sverdrup, Munk, dn Bretschneider (SMB) digunkn dlm penelitin ini untuk menentukn tinggi dn periode gelombng signifikn di perirn dngkl khususny perirn Semrng. Dt ngin yng digunkn untuk mermlkn tinggi dn periode gelombng diperoleh dri Europen Centre for Medium-Rnge Wether Forecsts (ECMWF) selm 10 thun ( ). Koreksi dursi dilkukn untuk mendptn dt ngin rt-rt setip jm. Selnjutny melkukn koreksi stbilits dn menentukn nili wind stress fctor dimn nili ini, fetch efektif, dn kedlmn perirn digunkn untuk mendptkn nili tinggi dn periode gelombng signifikn. Hsil penelitin menunjukn rh ngin dominn pd musim Timur, musim Perlihn II, dn musim Brt menuju ke rh Tenggr. Sedngkn rh ngin dominn pd musim Perlihn I menuju ke rh Seltn. Musim Brt memiliki vrisi keceptn ngin lebih tinggi dri ketig musim linny. Demikin pul, tinggi dn periode gelombng signifikn pd musim Brt dlh tertinggi dengn nili 1,7 meter dn 5,175 detik. Seblikny, pd musim Perlihn II memiliki tinggi dn periode gelombng signifikn terendh dengn nili 0,577 meter dn,91 detik. Tinggi dn periode gelombng signifikn di perirn Semrng sngt dipengruhi oleh ngin muson. Kt Kunci: Tinggi dn Periode Gelombng Signifikn, Metode SMB, Perirn Semrng Abstrct Ocen wves propgtion from depth wter into shllow wter hs been becoming importnt spect to determine wves chrcteristic. In prticulr, wves is mnifesttion of energy, such s wind stress in this cse, tht is trnsferred into medium. Moreover, wind speed nd direction cn be used to predict significnt wve height nd period.sverdrup, Munk, nd Bretschneider (SMB) method re employed to predict significnt wve height nd period t Semrng wters. This method is bsed on wind dt, speed nd direction, to forecst where the dt used in this reserch were collected from Europen Centre for Medium-Rnge Wether Forecsts (ECMWF) from 007 to 016. Dt Corrections were pplied in this reserch including durtion nd stbility correction. As result, from this correction, wind stress fctor ws estblished to compute significnt wve height nd period. The result showed tht in Est seson, First Trnsitionl seson, nd West seson, wind direction ws dominted from the Southest. Differently, wind blew to the South dominted in Second Trnsitionl seson. West seson hd significntly high wind speed vrition compred to other sesons. In ddition, It hd 1,7 meter of significnt wve height nd 5,175 second of significnt wve period. On the contrry, Second Trnsitionl seson hd lowest significnt wve height nd periods, 0,577 meter nd,91 second respectively. Keywords: Significnt Wve Height nd Period, SMB Method, Semrng Wters PENDAHLAN Fenomen gelombng yng d di lut merupkn hsil perwujudn energi yng dikibtkn kren dny gnggun yng mermbt dri perirn dlm menuju ke perirn dngkl (Liu dkk. 015). Gnggun-gnggun *Corresponding uthor bulom.undip@gmil.com Diterim/Received : Disetujui/Accepted :

2 Buletin Osenogrfi Mrin April 017 Vol 6 No 1:17 tersebut dpt bersl dri ngin, gy trik bend stronomi (buln dn mthri), pergerkn lempeng dn lin sebginy. Koutits (1988) mengklsifiksikn gelombng berdsrkn periodeny. Tipe gelombng berdsrkn periodeny yng digunkn dlm penelitin ini dlh gelombng yng dibngkitkn oleh ngin, dengn periode ntr 0 smpi 10 detik. Sulitny pengmbiln dt gelombng secr insitu di lut menjdi sutu mslh tersendiri. Solusi dri mslh tersebut dlh menggunkn dt ngin untuk mengethui tinggi dn periode gelombng signifikn. Konsep tinggi gelombng signifikn telh lm dikemukkn oleh Munk (1944), dimn konsep ini dpt merepresentsikn tinggi gelombng sebenrny di lpngn. Dt ngin yng digunkn dlm permln gelombng dpt diperoleh dri hsil pengukurn di stsiun ngin tu bersl dri dt pemodeln yng telh dinlisis. Permln gelombng pd penelitin ini dilkukn menggunkn metode SMB, Sverdrup dn Munk (1947) dn Bretschneider (1951), untuk gelombng pd perirn dngkl dn dipliksikn pd perirn semrng. Tujun dlm studi ini dlh untuk memberikn informsi mengeni permln gelombng di perirn dngkl khususny di perirn Semrng (Gmbr 1). MATERI DAN METODE Penelitin ini dilkukn dlm empt thp. Thp pertm dlh pengumpuln dt dimn dt yng digunkn dlh dt rh dn keceptn ngin dn dt kedlmn perirn di stsiun ngin. Dt rh dn keceptn ngin didptkn dri Europen Centre for Medium- Rnge Wether Forecsts (ECMWF) yng merupkn dt keceptn dn rh ngin renlysis rt-rt dlm stu hri dengn ketinggin 10 meter dri thun Stsiun dt ngin terletk pd koordint 110,75 0 E dn 6,875 0 S dengn kedlmn 14 meter. Dt kedlmn di perirn stsiun ngin diperoleh dri Ntionl Ocenic nd Atmospheric Administrtion (NOAA). Gmbr 1. Pet re penelitin dn titik pengmbiln dt. 18 Permln Tinggi dn Periode Gelombng Signifikn Di Perirn Dngkl, Semrng (Alfi Stridi)

3 Buletin Osenogrfi Mrin April 017 Vol 6 No 1:17 Thp kedu dlh pengolhn dt ngin untuk mengethui rh ngin dominn pd setip musim yitu musim Brt, musim Perlihn I, musim Timur dn musim Perlihn II. Angin musim Brt terjdi pd buln Desember hingg Februri, ngin musim Perlihn I terjdi pd buln Mret hingg Mei, ngin musim Timur terjdi pd buln Juni hingg Agustus dn ngin pd musim Perlihn II terjdi pd buln September hingg November. Dt ngin ini diolh dengn menggunkn perngkt lunk WRPLOT untuk memvisulissikn dt rh dn keceptn ngin dlm bentuk mwr ngin (windrose). Dri windrose dpt diliht rh ngin dominn setip musim yng selnjutny untuk menentukn nili pnjng fetch. Perhitungn fetch efektif dilkukn dengn mengpliksikn metode Sverdrup, Munk dn Bretschneider (SMB) dimn rh ngin dominn menjdi gris fetch poros untuk menentukn gris fetch kurng lebih 45 0 ke knn dn ke kiri dengn intervl 6 0. Kemudin pnjng fetch efektif msing-msing musim didpt dengn menggunkn persmn (1). Dri persmn tersebut X i dlh dt pnjng fetch ke-i dn α i dlh besrny sudut ke-i (Etemd-Shhidi dkk. 009). X 15 X i i1 15 i1 cos cos i i (1) Thp ketig dilkukn perhitungn pd dt ngin untuk mendptkn wind stress fctor (). Terdpt empt jenis koreksi dt ngin pd thp ini, dintrnny koreksi ketinggin, koreksi dursi, koreksi stbilits, dn koreksi efek loksi (.S. Army, 008). Koreksi ketinggin tidk dilkukn pd penelitin ini kren dt ngin yng diperoleh sudh berd pd ketinggin 10 meter. Demikin jug dengn koreksi efek loksi yng tidk dilkukn kren dt ngin yng diperoleh bukn merupkn dt ngin hsil pengukurn di drt. Koreksi dursi dilkukn untuk mendptkn nili keceptn ngin rt-rt selm dursi ngin yng ditentukn. Di dlm penelitin ini keceptn ngin rt-rt setip stu jm didptkn mellui persmn (), (), (4), (4b) dn (5) (.S. Army, 1984) t () f f t () t 1,77 0,96 tnh 0,9log 45 t 600 t 600 (4) 0,15log t 1, (4b) t t 600 (5) Dlm hl ini t dlh lmny dursi ngin bertiup dlm stun detik, f dlh keceptn ngin mksimum dn t dlh keceptn ngin selm dursi t dengn stun meter per detik. Koreksi stbilits bertujun untuk menmbhkn pengruh perbedn tempertur di udr dn di lut dimn dlm penelitin ini tidk dilkukn perngukurn tempertur di udr mupun di lut sehingg pd persmn (6) nili Rt disumsikn sm dengn 1,1. Kemudin perhitungn dilnjutkn dengn persmn (7) untuk mendptkn nili wind stress fctor. Prmeter yng digunkn dlm persmn ini dlh yng merupkn keceptn ngin yng telh dilkukn koreksi stbilits dn dlh wind stress fctor. R (6) T 600 1, 0,71 (7) Thp keempt dlh perhitungn nili tinggi dn periode gelombng signifikn (H s dn T s) di perirn dngkl. Perhitungn tinggi dn periode gelombng signifikn dilkukn dengn menggunkn persmn (8) dn (9) (.S. Army, 1984; Krimpour dkk. 017). HASIL DAN PEMBAHASAN Gmbr menunjukn distribusi ngin rtrt setip 6 jm di perirn Semrng pd musim Brt, musim Perlihn I, musim Timur dn musim Perlihn II dri thun 007 hingg 016. ntuk mempermudh dlm mengnlisis dt ngin, mwr ngin yng digunkn dlm penelitin ini hny menmpilkn delpn rh mt ngin dn menginterpretsikn. Berdsrkn dt penelitin, terdpt lim rh ngin dominn untuk msing-msing musim. Pd musim Brt (Gmbr ), rh ngin dominn dlh menuju Permln Tinggi dn Periode Gelombng Signifikn Di Perirn Dngkl, Semrng (Alfi Stridi) 19

4 Buletin Osenogrfi Mrin April 017 Vol 6 No 1:17 H T S S 0,8 g 7,54 g gh tnh 0,5 gh tnh 0,8 8 gx 0,00565 tnh gh tnh 0,5 1 gx 0,079 tnh gh tnh 0, (8) (9) () (b) (c) (d) Gmbr. Windrose Setip Musim Perirn Semrng. () Musim Brt, (b) Musim Perlihn I, (c) Musim Timur, dn (d) Musim Perlihn II ke rh 5,77% dn,55%. Kurniwn dkk. (011) mengemukkn bhw rh ngin di Lut Jw pd buln Desember, Jnuri, dn Februri cenderung kerh Timur kemudin berbelok kerh Seltn. Demikin hlny dengn musim Timur dn Perlihn II (Gmbr c dn d), rh ngin dominn menuju ke rh Tenggr kn tetpi dengn frekuensi yng berbed, 8,04% untuk musim Timur dn 1,86% untuk musim Perlihn II. Sedngkn rh ngin dominn pd musim Perlihn I menunjukn rh Seltn dengn frekuensi kejdin sebesr 7,9%. Perbndingn distribusi frekuensi setip musim ditunjukn oleh Gmbr. 0 Permln Tinggi dn Periode Gelombng Signifikn Di Perirn Dngkl, Semrng (Alfi Stridi)

5 Buletin Osenogrfi Mrin April 017 Vol 6 No 1:17 Tbel 1. Perbndingn Keceptn Angin Rt-rt Setip Jm Antr Musim Musim Koreksi Dursi Stndr Rsio Rt-rt (mx) (600) (700) (10800) Devisi Brt 9,04 6,917 6,604 6,4 0,14 0,001 Perlihn I 8,515 6,57 6,070 5,90 0,88 0,0006 Timur 5,96 4,487 4,84 4,165 0,0 0,0009 Perlihn II 5,60 4,69 4,076,964 0,19 0,001 Rt-rt 9,75,0 1,04 0,45 () (b) (c) (d) Gmbr. Distribusi Kejdin Keceptn Angin Perirn Semrng Setip Musim. () Musim Brt, (b) Musim Perlihn I, (c) Musim Timur, dn (d) Musim Perlihn II Permln Tinggi dn Periode Gelombng Signifikn Di Perirn Dngkl, Semrng (Alfi Stridi) 1

6 Buletin Osenogrfi Mrin April 017 Vol 6 No 1:17 Gmbr menunjukn dengn jels bhw keceptn ngin pd musim Perlihn I, musim Timur dn Perlihn II dominn pd keceptn 0,5,6 m/s. Musim Brt, keceptn ngin dominn pd rentng ntr 0,5 dn 5,7 m/s. Distribusi kejdin keceptn ngin ditunjukn pd Gmbr. Keceptn ngin cenderung bervrisi pd musim Brt dn hny pd musim ini terdpt keceptn ngin tertinggi (8,8-11,1 m/s) dengn frekuensi sebesr 0,4%. Sedngkn frekuensi keceptn ngin dominn dlh,1-,6 m/s dengn frekuensi sebesr,9%. Distribusi keceptn ngin pd musim Perlihn I dn Perlihn II menunjukn frekuensi keceptn ngin tertinggi pd 0,5-,1 m/s dn frekuensi keceptn ngin tertinggi berikutny pd,1-,6 m/s. Hsil yng berbed ditunjukn pd distribusi keceptn ngin pd musim Timur yitu frekuensi keceptn ngin tertinggi pd keceptn,1-,6 m/s, kemudin keceptn ngin tertinggi berikutny pd keceptn 0,5-,1 m/s. Tbel 1 menunjukn hsil dri koreksi dursi. Koreksi ini dilkukn untuk mendptkn keceptn ngin rt-rt setip jm. Dlm penelitin ini, untuk mengethui bhw dt rt-rt keceptn ngin setip jm dpt digunkn untuk permln dlh dengn membndingkn dt keceptn ngin rt-rt setip stu jm dengn keceptn ngin rt-rt setip du jm dn tig jm. Berdsrkn tbel 1, keceptn ngin rt-rt stu jm dpt digunkn kren memiliki nili kurng dri m/s..s. Army (1984) mengtkn bhw perbndingn keceptn ngin setip jm lebih dri m/s smpi 5 m/s menunjukn kursi permln gelombng tidk kurt. Dri tbel tersebut menunjukn bhw musim Brt memiliki keceptn ngin mksimum tertinggi dri ketig musim linny. Sedngkn musim Perlihn II memiliki keceptn ngin terendh. Hsil perhitungn stndr devisi dri rsio rtrt keceptn ngin setip jm menjukn nili simpngn yng sngt kecil. Hl ini berrti bhw dt keceptn ngin setip jm tidk menunjukn vrisi yng tidk terllu signifikn sehingg dt ngin setip jm dri msingmsing musim dpt digunkn. Berdsrkn hsil pengolhn dt diperoleh tinggi dn periode gelombng signifikn pd setip musim (Tbel ). Musim Brt memiliki nili tinggi dn periode gelombng signifikn tertinggi dibndingkn dengn musim Perlihn I, musim Timur, dn musim Perlihn II. Jik dt tersebut dihubungkn dengn distribusi keceptn ngin dengn sumsi dursi dn fetch ngin yng konstn, nili tinggi gelombng memiliki hubungn yng linier dengn keceptn ngin (Smith dn Wsed, 008). Hl ini berlku pd musim Brt dimn memiliki distribusi frekuensi keceptn ngin tinggi (lebih dri,6 m/s) dibndingkn tig musim linny yng menghsilkn tinggi gelombng signifikn tertinggi. Berdsrkn dt penelitin, pd musim Perlihn I, musim Timur, dn musim Perlihn II memiliki pol distribusi keceptn ngin yng hmpir sergm, nmun frekuensi distribusi keceptn ngin dominn pd 0,5,6 m/s. Tbel menunjukn bhw musim Brt memiliki nili tinggi dn periode gelombng signifikn tertinggi yitu 1,7 meter dn 5,175 detik. Sedngkn nili tinggi dn periode gelombng signifikn pd musim Perlihn II sebesr 0,577 meter dn,91 detik. Menurut Hdi dn Suginto (01), tinggi gelombng mksimum di perirn semrng mencpi meter dengn periode 6,8 detik, sedngkn pd musim Perlihn tinggi gelombng mksimum mencpi 1.99 meter dn periode 6.8 detik. Akn tetpi pd musim Timur menunjukn tinggi gelombng mksimum lebih rendh dripd musim Perlihn yitu mencpi 1,49 meter dengn periode 6,1 detik. Jik dibndingkn, terdpt du hl yng berbed, Distu sisi menunjukn bhw tinggi gelombng di perirn Semrng pd musim Brt memiliki tinggi gelombng lebih tinggi dripd ketig musim linny. Disisi lin menunjukn kontrdiksi ntr perbndingn tinggi gelombng, signifikn dn mksimum, yng tidk ekuivlen. Tbel. Tinggi dn Periode Gelombng Signifikn Hsil Permln. Musim Hs Ts Brt 1,7 5,175 Perlihn I 1,098 4,849 Timur 0,64,56 Perlihn II 0,577,91 Pd buln Desember hingg Februri (musim Brt), Aprilleri dkk. (015) menytkn bhw ngin berhembus dri tr Asi dengn rh Timur lut kemudin setelh melewti gris ktulistiw rh ngin dibelokn ke rh Timur. Sedngkn pd buln Juni hingg Agustus (musim Timur) ngin behembus dri Austrli menuju ke Indonesi dri rh Tenggr kemudin setelh melewti gris ktulistiw rh ngin dibelokn ke rh Timur lut. Hl ini Permln Tinggi dn Periode Gelombng Signifikn Di Perirn Dngkl, Semrng (Alfi Stridi)

7 Buletin Osenogrfi Mrin April 017 Vol 6 No 1:17 menunjukn bhw pd musim Brt ngin memiliki pengruh yng kut dlm pembngkitn gelombng di perirn Semrng. Sedngkn pd musim Timur rh ngin dri Tenggr yng terhlng pulu sehingg tinggi gelombng signifikn pd musim ini tidk sebesr musim Brt. Tinggi dn periode gelombng signifikn pd musim Perlihn I msih dipengruhi oleh musim Brt, demikin hlny dengn musim Perlihn II yng msih dipengruhi oleh musim Timur. KESIMPLAN Distribusi keceptn ngin pd musim Brt selm thun 007 hingg 016 lebih bervrisi dri ketig musim linny. Tinggi dn periode gelombng signifikn tertinggi di perirn Semrng dlh pd musim Brt. Hl tersebut berkitn dengn ngin muson Brt yng berhembus dri utr si yng kemudin dibelokn ke rh Timur setelh melewti gris ktulistiw. Seblikny musim Perlihn II menunjukn nili tinggi dn periode gelombng signifikn terendh kren berd pd trnsisi wktu ngin muson Timur menjdi ngin muson Brt. DAFTAR PSTAKA Aprilleri, V., M. Mhrni, dn K. I. Solihh Influence of Monsoon in Indonesi s Renewble Energy Source nd Sustinble Development. Proceeding of rd TheIIER Conference. Singpore, 5 April 015. p: 0-. Bretschneider, C. L Revisions in Wve Forecsting: Deep nd Shllow Wter. Proceeding of the 6 th Conference on Costl Engineering, Council on Wve Reserch. p: Ethemd-Shhidi, A., M. H. Kzeminezhd, dn S. J. Mousvi On the Prediction of Wve Prmeters sing Simplified Methods. Journl of Costl Resech. SI 56: Hdi, S. dn D. N. Suginto. 01. Model Distribusi Keceptn Angin untuk Permln Gelombng dengn Menggunkn Metode Drbyshire dn SMB di Perirn Semrng. Buletin Osenogrfi Mrin. 1:5-. Krimpour, A., Q. Chen, dn R. R. Twilley Wind Wve Behvior in Fetch nd Depth Limited Esturies. Scientific Reports. 7: Koutits, C. G Mthemticl Models in Costl Engineering. Pentech Press Ltd. 156 hlm. Kurniwn, R., M. N. Hbibie, dn Surtno Vrisi Bulnn Gelombng Lut di Indonesi. Jurnl Meteorologi dn Geofisik. 1():1-. Liu, K., Q. Chen, dn J. M. Klhtu Modeling Wind Effects on Shllow Wter Wves. Journl of Wterwy, Port, Costl, nd Ocen Engineering. 14(1):1-8. Munk, W. H Proposed niform Procedure for Observing Wves nd Interpreting Instrument Records. Scripps Institute of Ocenogrphy. Cliforni. Smith, T. L. dn T. Wsed Wind Wve Growth t Short Fetch. Journl of Physicl Ocenogrphy. 8: Sverdrup, H.. dn Munk, W. H Wind, Se, nd Swell: Theory of Reltions for Forecsting..S. Nvy Deprtment, Hydrogrphic Office. 44 hlm.. S. Army Shore Protection Mnul.. S. Government Printing Office hlm.. S. Army Costl Engineering Mnul.. S. Government Printing Office. Wshington D.C. Permln Tinggi dn Periode Gelombng Signifikn Di Perirn Dngkl, Semrng (Alfi Stridi)