GELOMBANG LAUT

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar belakang

            Gelombang adalah peristiwa naik turunnya permukan air laut dari ukuran kecil (riak) sampai yang paling panjang (pasang surut). Gelombang yang terjadi di perairan Teluk Pelabuhan Ratu merupakan gelombang hasil rambatan yang terjadi di samudera Indonesia. Gelombang ini dipengaruhi oleh kondisi topografi dasar laut dan keadaan angin. Hasil pengamatan memperlihatkan bahwa keadaan gelombang tertinggi terjadi pada periode bulan desember sampai februari (musim barat), ketinggian gelombang mencapai 1,5 m – 2 m. Sedangkan pada bulan lainnya tinggi gelombang yang tercatat kurang dari 1,5 meter  (Jatilaksono, 2007).

Penyebab utama terjadinya gelombang adalah angin. Gelombang dipengaruhi oleh kecepatan angin, lamanya angin bertiup, dan jarak tanpa rintangan saat angin bertiup (fetch). Gelombang terdiri dari panjang gelombang, tinggi gelombang, periode gelombang, kemiringan gelombang dan frekuensi gelombang. Panjang gelombang adalah jarak berturut-turut antara dua puncak atau dua buah lembah. Tinggi gelombang adalah jarak vertikal antara puncak dan lembah gelombang. Periode gelombang adalah waktu yang dibutuhkan gelombang untuk kembali pada titik semula. Kemiringan gelombang adalah perbandingan antra tinggi dan panjang gelombang. Frekuensi gelombang adalah jumlah gelombang yang terjadi dalam satu satuan waktu (Jatilaksono, 2007).

Pada hakikatnya, gelombang yang terbentuk oleh hembusan angin akan merambat lebih jauh dari daerah yang menimbulkan angin tersebut. Hal ini yang menyebabkan daerah di pantai selatan Pulau Jawa memiliki gelombang yang besar meskipun angin setempat tidak begitu besar. Gelombang besar yang datang itu bisa merupakan gelombang kiriman yang berasal dari badai yang terjadi jauh dibagian selatan Samudera Hindia (Jatilaksono, 2007).

1.2  Rumusan Masalah

1.      Bagaimanakah karakteristik gelombang laut?

2.      Apa saja faktor-faktor pembentuk gelombang laut?

3.      Bagaimanakah pergerakan gelombang?

4.      Apakah yang dimaksud energi gelombang?

5.      Bagaimanakah sifat-sifat gelombang laut itu?

6.      Apa saja tipe gelombang bila dipandang dari sifat-sifatnya?

7.      Apakah funsi dari gelombang laut?

BAB II

GELOMBANG LAUT

A.     Defenisi, Bentuk, Sifat dan Karakteristik Gelombang

Deskripsi tentang sebuah gelombang hingga kini masih belum jelas dan akurat, oleh karena  permukaan laut merupakan suatu bidang yang kompleks dengan pola yang selalu berubah dan tidak stabil (Garrison, 1993). Gelombang merupakan fenomena alam penaikan dan penurunan air secara periodik  dan dapat dijumpai di semua tempat di seluruh dunia. Gross (1993) mendefenisikan gelombang sebagai gangguan yang terjadi di permukaan air. Sedangkan Sverdrup at al, (1946) mendefenisikan gelombang sebagai sesuatu yang terjadi secara periodik terutama gelombang yang disebabkan oleh adanya peristiwa pasang surut.

Massa air permukaan selalu dalam keadaan bergerak, gerakan ini terutama ditimbulkan oleh kekuatan angin yang bertiup melintasi permukaan air dan menghasilkan energi gelombang dan arus. Bentuk gelombang yang dihasilkan cenderung tidak menentu dan tergantung pada beberapa sifat gelombang, periode dan tinggi dimana gelombang dibentuk, gelombang jenis ini disebut “Sea”. Gelombang yang terbentuk akan bergerak ke luar menjauhi pusat asal gelombang dan merambat ke segala arah, serta melepaskan energinya ke pantai dalam bentuk empasan gelombang. Rambatan gelombang ini dapat menempuh jarak ribuan kilometer sebelum mencapai suatu pantai, jenis gelombang ini disebut “Swell”.

Gelombang mempunyai ukuran yang bervariasi mulai dari riak dengan ketinggian beberapa centimeter sampai pada gelombang badai yang dapat mencapai ketinggian 30 m. Selain oleh angin, gelombang dapat juga ditimbulkan oleh adanya gempa bumi, letusan gunung berapi, dan longsor bawah air yang menimbulkan gelombang yang bersifat merusak (Tsunami) serta oleh daya tarik bulan dan bumi yang menghasilkan gelombang tetap yang dikenal sebagai gelombang  pasang surut.

Sebuah gelombang tertdiri dari beberapa bagian antara lain:

a. Puncak gelombang (Crest) adalah titik tertinggi dari sebuah gelombang

b. Lembah gelombang (Trough) adalah titik terendah gelombang, diantara dua puncak gelombang.

c. Panjang gelombang (Wave length) adalah jarak mendatar antara dua puncak gelombang atau antara dua lembah gelombang.

d. Tinggi gelombang (Wave height) adalah jarak tegak antara puncak dan lembah gelombang.

e. Priode gelombang (Wave period) adalah waktu yang diperlukan oleh dua puncak gelombang yang berurutan untuk melalui satu titik.

Menurut Nontji (1987) antara panjang dan tinggi gelombang tidak ada satu hubungan yang pasti akan tetapi gelombang mempunyai jarak antar dua puncak gelombang yang makin jauh akan mempunyai kemungkinan mencapai gelombang yang semakin tinggi. Pond and Pickard (1983) mengklasifikasikan gelombang berdasarkan periodenya, seperti yang disajikan pada Tabel 1. berikut ini.

Tabel 1.  Klasifikasi gelombang berdasarkan periode

Periode	Panjang Gelombang	Jenis Gelombang
0 – 0,2 Detik 0,2 – 0,9 Detik	Beberapa centimeter Mencapai 130 meter	Riak (Riplles) Gelombang angina
0,9 -15 Detik	Beberapa ratus meter	Gelombang besar (Swell)
15 – 30 Detik 0,5 menit – 1 jam	Ribuan meter Ribuan kilometer	Long Swell Gelombang dengan periode yang panjang (termasuk Tsunami)
5, 12, 25 jam	Beberapa kilometer	Pasang surut

Bhat (1978), Garisson (1993), dan Gross (1993) mengemukakan bahwa ada 4 bentuk besaran yang berkaitan dengan gelombang. Yakni :

a. Amplitudo gelombang (A) adalah jarak antara puncak gelombang dengan permukaan rata-rata air.

b. Frekuensi gelombang ( f ) adalah sejumlah besar gelombang yang melintasi suatu titik dalam suatu waktu tertentu (biasanya didefenisikan dalam satuan detik).

c. Kecepatan gelombang (C) adalah jarak yang ditempuh gelombang dalam satu satuan waktu tertentu.

d. Kemiringan gelombang (H/L) adalah perbandingan antara tinggi gelombang dengan panjang gelombang.

B. Faktor-faktor Pembentuk Gelombang dan Jenis-jenis Gelombang

Secara umum gelombang yang terjadi di laut dapat terbentuk dari beberapa faktor pnyebab seperti :  angin, pasang surut, badai laut, dan seiche.

1.   Gelombang yang disebabkan oleh angin

Angin yang bertiup di atas permukaan laut merupakan pembangkit utama gelombang. Bentuk gelombang yang dihasilkan cenderung tidak menentu dan bergantung pada beberapa sifat gelombang periode dan tinggi dimana gelombang dibentuk. Gelombang seperti ini disebut Sea. Bentuk gelombang lain yang disebabkan oleh angin adalah gelombang yang bergerak dengan jarak yang sangat jauh sehingga semakin jauh meninggalkan daerah pembangkitnya gelombang ini tidak lagi dipengaruhi oleh angin. Gelombang ini akan lebih teratur dan jarak yang ditempuh selama pergerakannya dapat mencapai ribuan mil. Jenis gelombang ini disebut Swell.

Tinggi gelombang rata-rata yang dihasilkan oleh angin merupakan fungsi dari kecepatan angin, waktu dimana angin bertiup, dan jarak dimana angin bertiup tanpa rintangan.Umumnya semakin kencang angin bertiup semakin besar gelombang yang terbentuk  dan pergerakan gelombang mempunyai kecepatan yang tinggi sesuai dengan panjang gelombang yang besar. Gelombang yang terbentuk dengan cara ini umumnya mempunyai puncak yang kurang curam jika dibandingkan dengan tipe gelombang yang dibangkitkan dengan angin yang berkecepan kecil atau lemah. Saat angin mulai bertiup, tinggi gelombang, kecepatan, panjang gelombang seluruhnya cenderung berkembang dan meningkat sesuai dengan meningkatnya waktu peniupan berlangsung (Hutabarat dan Evans, 1984).

Jarak tanpa rintangan dimana angin bertiup merupakan fetch yang sangat penting untuk digambarkan dengan membandingkan gelombang yang terbentuk pada kolom air yang relatif lebih kecil seperti danau (di darat) dengan yang terbentuk di lautan bebas, (Pond and Picard, 1978).

Gelombang yang terbentuk di danau dengan fetch yang relatif  kecil dengan hanya mempunyai beberapa centimeter sedangkan yang terbentuk di laut bebas dimana dengan fetch yang lebih sering mempunyai panjang gelombang sampai ratusan meter. Kompleksnya gelombang-gelombang ini sangat sulit untuk dijelaskan tanpa membuat pengukuran-pengukuran yang lebih akurat dan kurang berguna bagi nelayan atau pelaut. Sebagai gantinya mereka membuat suatu cara yang lebih sederhana untuk mengetahui gelombang yaitu dengan menggunakan suatu daftar skala gelombang yang dikenal dengan  Skala Beaufort untuk  memberikan keterangan tentang kondisi gelombang yang terjadi di laut dalam hubungannya dengan kecepatan angin yang sementara berhembus (Hutabarat dan Evans, 1984).

2.   Gelombang yang disebabkan oleh pasang surut

Gelombang pasang surut yang terjadi di suatu perairan yang diamati adalah merupakan penjumlahan dari komponen-komponen pasang yang disebabkan oleh gravitasi bulan, matahari, dan benda-benda angkasa lainnya yang mempunyai periode sendiri. Tipe pasang berbeda-beda dan sangat tergantung dari tempat dimana pasang itu terjadi (Cappenberg, 1992).

Tipe pasang surut yang terjadi di Indonesia terbagi atas dua bagian yaitu tipe diurnal dimana terjadi satu kali pasang dan satu kali surut setiap hari misalnya yang terjadi di Kalimantan dan Jawa Barat. Tipe pasang surut yang kedua yaitu semi diurnal, dimana pada jenis yang kedua ini terjadi dua kali pasang dan dua kali surut dalam satu hari, misalnya yang terjadi di wilayah Indonesia Timur (Ceppenberg,1992).

Pasang surut atau pasang naik mempunyai bentuk yang sangat kompleks sebab dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti hubungan pergerakan bulan dengan katulistiwa bumi, pergantian tempat antara bulan dan matahari dalam kedudukannya terhadap bumi, distribusi air yang tidak merata pada permukaan bumi dan ketidak teraturan konfigurasi kolom samudera.

3.   Gelombang yang disebabkan oleh badai atau puting beliung

Bentuk gelombang yang dihasilkan oleh badai yang terjadi di laut merupakan hasil dari cuaca yang tiba-tiba berubah menjadi buruk terhadap kondisi perairan. Kecepatan gelombang tinggi dengan puncak gelombang dapat mencapai 7 – 10 meter. Bentuk gelombang ini dapat menghancurkan pantai dengan vegetasinya maupun wilayah pantai secara keseluruhan (Pond and Picard, 1978).

4.   Gelombang yang disebabkan oleh tsunami

Gelombang tsunami merupakan bentuk gelombang yang dibangkitkan dari dalam laut yang disebabkan oleh adanya aktivitas vulkanis seperti letusan gunung api bawah laut, maupun adanya peristiwa patahan atau pergeseran lempengan samudera (aktivitas tektonik).  Panjang gelombang tipe ini dapat mencapai 160 Km dengan kecepatan 600-700 Km/jam.  Pada laut terbuka dapat mencapai 10-12 meter dan saat menjelang atau mendekati pantai tingginya dapat  bertambah bahkan dapat mencapai 20 meter serta dapat menghancurkan wilayah pantai dan membahayakan kehidupan manusia, seperti yang terjadi di Kupang tahun 1993 dan di Biak tahun 1995 yang menewaskan banyak orang serta menghancurkan ekosistem laut (Dahuri,1996)

5.   Gelombang yang disebabkan oleh seiche

Gelombang seiche merupakan standing wave yang sering juga disebut sebagai gelombang diam atau lebih dikenal dengan jenis gelombang stasioner. Gelombang ini merupakan standing wave dari periode yang relatif panjang dan umumnya dapat terjadi di kanal, danau dan sepanjang pantai laut terbuka. Seiche merupakan hasil perubahan secara mendadak atau seri periode yang berlangsung secara berkala dalam tekanan atmosfir dan kecepatan angin (Pond and Picard, 1978).

Jenis-jenis gelombang

Bhatt, (1978) mengemukakan bahwa ada 4 jenis gelombang, antara lain :

a.      Gelombang Katastrofik

Gelombang ini adalah gelombang laut yang besar dan muncul secara tiba-tiba yang disebabkan oleh aktivitas gempa bumi, gunung api, dan sebagainya. Gelombang katastrofik ini di namakan berdasarkan  akibat yang di timbulkannya yaitu mampu menghancurkan apa saja yang di temui. Gelombang ini juga sering disebut sebagai gelombang laut Seismik atau Tsunami.

b.      Gelombang Badai (strom Wave)

Gelombang ini adalah gelombang pasang laut tinggi yang ditimbulkan dari adanya hembusan angin kencang atau badai. Sering juga disebut sebagai Strom Suger. Gelombang badai ini dapat menyebabkan kerusakan yang besar untuk daerah pesisir.

c.       Gelombang Internal (Internal Wave)

Gelombang ini adalah gelombang yang terbentuk pada perbatasan antara 2 lapisan air yang berbeda densitas. Gelombang internal ini dapat ditemukan di bawah permukaan laut. Walaupun gelombang ini serupa dengan gelombang permukaan laut yang dibangkitkan oleh angin, namun keduanya mempunyai perbedaan dalam beberapa hal. Sebagai contoh, gelombang internal bergerak sangat lambat dan tidak dapat terdeteksi dengan mata, dan umumnya terjadi hanya dimana adanya variasi densitas. Gelombang ini mempunyai tinggi lebih besar dari pada gelombang permukaan.

d.      Gelombang Stasioner Standing Wave

Gelombang ini adalah bentuk gelombang laut yang di cirikan dengan tidak adanya gerakan gelombang yang merambat, yaitu permukaan air hanya bergerak naik turun saja. Umumnya ditemukan diperairan yang tertutup, misalnya pada danau, teluk atau kanal. Gelombang ini sering disebut juga gelombang diam atau seiche. Gelombang ini dihasilkan oleh badai yang digabungkan dengan kondisi atmosfir yang drastis. Gelombang stasioner dapat menghancurkan masa hidup suatu organisme dan dapat pula menyebabkan kerusakan daratan.

B.     Pergerakan Gelombang

Berdasarkan kedalamannya, (Ippen, 1996 dan McLellan, 1975 dalam Tarigan, 1987).gelombang yang bergerak mendekati pantai dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu:

a.      gelombang laut dalam

Gelombang laut dalam merupakan gelombang yang dibentuk dan dibangun dari bawah kepermukaan.

b.      gelombang permukaan.

Gelombang permukaan merupakan gelombang yang terjadi antara batas dua media seperti batas air dan udara. Gelombang permukaan terjadi karena adanya pengaruh angin. Peristiwa ini merupakan peristiwa pemindahan energi angin menjadi energi gelombang di permukaan laut dan gelombang ini sendiri akan meneruskan energinya ke molekul air. Gelombang  akan menimbulkan riak dipermukaan air dan akhirnya dapat berubah menjadi gelombang yang besar. Gelombang yang bergerak dari zona laut lepas hingga tiba di zona dekat pantai (nearshore beach) akan melewati beberapa zona gelombang yaitu : zona laut dalam (deep water zone), zona refraksi (refraction zone), zona pecah gelombang (surf zone), dan zona pangadukan gelombang (swash zone) (Dyer,1978). Uraian rinci dari pernyataan tersebut dapat dikemukakan sebagai berikut :

Gelombang mula-mula terbentuk di daerah pembangkit (generated area) selanjutnya gelombang-gelombang tersebut akan bergerak pada zona laut dalam dengan panjang dan periode yang relatif pendek. Setelah masuk ke badan parairan dangkal, gelombang akan mengalami refraksi (pembelokan arah) akibat topografi dasar laut yang menanjak sehingga sebagian kecepatan gelombang menjadi berkurang periodenya semakin lama dan tingginya semakin bertambah, gelombang kemudian akan pecah pada zona surf dengan melepaskan sejumlah energinya dan naik kepantai (swash) dan setelah beberapa waktu kemudian gelombang akan kembali turun (backswash) yang kecepatnnya bergantung pada kemiringan pantai atau slope. Pantai dengan slope yang tinggi akan lebih cepat memantulkan gelombang, sedangkan pantai dengan slope yang kecil pemantulan gelombangnya relatif lambat. Kennet (1982) membagi zona gelombang atas tiga bagian, yaitu zona pecah gelombang (breaker zone), zona surf (surf zone), dan zona swash (swash zone).

Pada zona surf, terjadi angkutan sedimen karena arus sepanjang pantai terjadi dengan baik. Pada kedalaman dimana gelombang tidak menyelesaikan orbitalnya, gelombang akan semakin tinggi dan curam, dan akibatnya mulai pecah (Kennet, 1982). Sebuah gelombang akan pecah bila perbandingan antara kedalaman perairan dan tinggi gelombang adalah 1,28 (Yuwono, 1986) atau bila perbandingan antara tinggi gelombang dan panjang gelombang melampaui 1 : 7 (Gross, 1993).

Saat pecah gelombang akan mengalami perubahan bentuk. Dyer, 1978 membedakannya kedalam tiga bentuk empasan (tipe breaker), sementara Galvin (1966) mengklasifikasikan tipe empasan gelombang yaitu : tipe plunging, spilling, surging, dan collapsing

1. Plunging, terjadi karena seluruh puncak gelombang melewati kecepatan gelombang, tipe empasan ini berbentuk cembung kebelakang dan cekung kearah depan. Gelombang ini sering timbul dari empasan pada periode yang lama dari suatu gelombang yang besar, dan biasanya terjadi pada dasar pantai yang hampir lebih miring di bandingkan pada tipe Spilling. Walaupun sangat menarik, namun umumnya gelombang ini tidak terjadi lama dan juga tidak baik untuk berselancar. Bahkan tipe empasan ini mampu menimbulkan kehancuran yang cukup hebat.

2. Spilling, terjadi dimana gelombang sudah pecah sebelum tiba di depan pantai Gelombang ini lebih sering terjadi, dimana kemiringan dasarnya lebih kecil sekali, oleh karena itu reaksinya lebih lambat, sangat lama dan biasanya digunakan untuk berselancar.

3. Surging, adalah tipe empasan dimana gelombang pecah tepat di tepi pantai. Tipe empasan ini sangat mempengaruhi lebarnya zona surf suatu perairan karena jenis gelombang yang pecah tepat di tepi pantai akan mengakibatkan semakin sempitnya zona surf. Gelombangnya lebih lemah saat mencapai pantai dengan dasar yang lebih curam dan kemudian gelombang akan pecah tepat pada tepi pantai (Gross, 1993).

4. Collapsing, merupakan gelombang yang pecah setengah dari biasanya. Saat pecah gelombang tersebut tidak naik kedarat, terdapat buih dan terjadi pada pantai yang sangat curam (Galvin, 1968).

Apabila memperhatikan gelombang dilaut akan mendapat suatu kesan seolah-olah gelombang tersebut bergerak secara horizontal dari suatu tempat ke tempat lain. Tetapi kenyataanya tidaklah demikian karena suatu gelombang akan membentuk gerakan maju melintasi permukaan air.  Disana hanya terjadi gerakan kecil kearah depan dari massa air itu sendiri. Hal ini akan semakin mudah dipahami apabila meletakan sepotong gabus diantara gelombang-gelombang dilaut. Potongan gabus akan tampak timbul tenggelam sesuai dengan gerakan berturut-turut, dari puncak dan lembah gelombang yang lebih atau kurang tinggi pada tempat yang sama.

Gerakan partikel ini dalam gelombang sama dengan gerakan potongan gabus walaupun dari pengamatan yang lebih teliti menunjukan bahwa ternyata gerakan ini lebih kompleks dari hanya sekedar gerakan naik turun. Gerakan ini adalah gerakan yang membentuk sebuah lingkaran bulat dimana gabus dan partikel-partikel yang lain diangkut keatas dan membentuk setengah lingkaran dan gerakan ini akan terus berlanjut sampai pada tempat yang tinggi yang merupakan puncak gelombang. Benda-benda ini kemudian dibawa dan membentuk lingkaran penuh melewati tempat paling bawah yaitu lembah gelombang (Pond and Picard, 1978). Semua fenomena yang di alami gelombang pada hakekatnya berhubungan erat dengan topografi dasar laut (sea bottom topography).

C.     Energi Gelombang

Daerah pantai  termasuk daerah dan lingkungan yang berada didekat pantainya sangat ditentukan dan didominasi oleh faktor-faktor gelombang. Gelombang yang terjadi dilaut dalam pada umumnya tidak berpengaruh pada dasar laut dan sedimen yang terdapat didalamnya. Sebaliknya gelombang yang terdapat di dekat pantai terutama di daerah pecahan ombak ( surf zone ) memiliki energi yang besar dan sangat berperan dalam pembentukan morfologi  pantai seperti menyeret sedimen (sedimen berukuran pasir dan kerikil) yang berada di dasar laut diangkut dan ditumpahkan dalam bentuk gosong pasir (sand bard) Dahury,1996).

1.      Pergerakan Perjalanan 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.

E. Tipe gelombang, bila dipandang dari sisi sifat-sifatnya

1. Gelombang pembangun/pembentuk pantai (Constructive 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.

2.      Gelombang perusak pantai (Destructive wave)

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.

Fungsi dari Gelombang Laut

1.      Menjaga Kestabilan Suhu Dari Iklim Dunia

Jelas bahwa ombak lautan tidak dapat terjadi tanpa angin. Mula-mula menyebabkan riak di permukaan laut dan kemudian gelombang, Gelombang membantu meminimalkan suhu ekstrem di planet ini, memindahkan air dingin dari kutub, sementara pada saat yang sama bergerak air hangat dari khatulistiwa ke arah yang dingin.

2.      Melalui Permukaan Ombak, Terjadi Pertukaran Gas

Di permukaan gelombang laut, pertukaran gas terjadi dimana oksigen keluar dan karbon dioksida masuk ke dalam permukaan gelombang laut tersebut.

3.      Meningkatkan kemampuan adaptasi dan kekuatan dari Makhluk hidup

Karena gelombang pecah di pantai, makhluk yang ada di laut harus lebih kuat dan lebih beradaptasi untuk bertahan tidak terbawa oleh ombak ke pantai. Tanpa gelombang, tidak akan ada sebagian spesies yang hidup di laut.

4. Meningkatkan Adanya Keanekaragaman Hayati

Gelombang laut yang disebabkan oleh angin dan ombak memungkinkan penghuni laut agar larva/telur mereka diangkut dengan jarak yang jauh, sehingga muncul spesies baru dari hasil evolusi dan adaptasi dari makhluk laut yang terbawa gelombak laut tersebut.

5. Gelombang Laut Membantu Adanya Hubungan Simbiosis Mutualisme

Sementara gelombang Laut yang mengikis karang dengan terus menerjang pada mereka, organisme laut telah beradaptasi dengan ini dan menempel ke karang-karag tersebut sehingga disini membantu adanya penundaan pengikisan batu karang tersebut dalam hal ini terjadi hubungan simbiosis sejati.

6. Gelombang Laut Membantu Membuat Pantai

Pantai diciptakan oleh pasir yang dibawa naik dari dasar laut oleh ombak, yang juga mencuci pasir dan dibersihkan. Pasir diaduk dan tersuspensi dalam air yang memungkinkan untuk diangkut ke pantai oleh ombak.

7. terbentuk cliff

Tebing atau jurang adalah formasi bebatuan yang menjulang secara vertikal. Tebing terbentuk akibat dari erosi. Tebing umumnya ditemukan di daerah pantai, pegunungan dan sepanjang sungai. Tebing umumnya dibentuk oleh bebatuan yang yang tahan terhadap proses erosi dan cuaca.

Erosi oleh air laut merupakan pengikisan di pantai oleh pukulan gelombang laut yang Terjadi secara terus - menerus terhadap dinding pantai. Bentang alam yang diakibatkan oleh erosi air laut, antara lain cliff (tebing terjal), notch (takik), gua di pantai, wave cut platform (punggung yang terpotong gelombang), tanjung, dan teluk. Cliff terbentuk karena gelombang melemahkan batuan di pantai. Pada awalnya gelombang meretakan batuan di pantai. Akhirnya, retakan semakin membesar dan membentuk notch yang semakin dalam akan membentuk gua. Akibat diterjang gelobang secara terus menerus mengakibatkan atap gua runtuh dan membentuk cliff dan wave cut playform.

F. Proses Pembangkitan Gelombang di Laut

Proses terbentuknya pembangkitan gelombang di laut oleh gerakan angin belum sepenuhnya dapat dimengerti, atau dapat dijelaskan secara terperinci. Tetapi meurut perkiraan, gelombang terjadi karena hembusan angin secara teratur, terus-menerus, di atas permukaan air laut. Hembusan angin yang demikian akan membentuk riak permukaan, yang bergerak kira-kira searah dengan hembusan angin (lihat Gambar 2.3.a,b,c) (Ilemoned, 2008).

Bila angin masih terus berhembus dalam waktu yang cukup panjang dan meliputi jarak permukaan laut (fetch) yang cukup besar, maka riak air akan tumbuh menjadi gelombang. Pada saat yang bersamaan riak permukaan baru akan terbentuk di atas gelombang yang terbentuk, dan selanjutnya akan berkembang menjadi gelombang – gelombang baru tersendiri. Proses yang demikian tentunya akan berjalan terus menerus (kontinyu), dan bila gelombang diamati pada waktu dan tempat tertentu, akan terlihat sebagai kombinasi perubahan-perubahan panjang gelombang dan tinggi gelombang yang saling bertautan (Ilemoned, 2008)

Komponen gelombang secara individu masih akan mempunyai sifat-sifat seperti gelombang pada kondisi ideal, yang tidak terpengaruh oleh gelombang-gelombang lain. Sedang dalam kenyataannya, sebagai contoh, gelombang-gelombang yang bergerak secara cepat akan melewati gelombang-gelombang lain yang lebih pendek (lamban), yang selanjutnya mengakibatkan terjadinya perubahan yang terus-menerus bersamaan dengan gerakan gelombang-gelombang yang saling melampaui (Ilemoned, 2008).

Jelasnya gelombang-gelombang akan mengambil energi dan angin. Penyerapan energi ini akan dilawan dengan mekanisme peredam, yaitu pecahnya gelombang dan kekentalan air. Bila angin secara kontinyu berhembus dengan kecepatan yang tetap untuk waktu dan ‘fetch’ yang cukup panjang, maka jumlah energi yang terserap oleh gelombang akan diimbangi dengan energi yang dikeluarkan sehingga suatu sistem ‘gelombang sempurna’ (fully developed waves) akan tercapai. Sistem gelombang demikian sebenarnya jarang dijumpai karena kondisi ‘steady’ tidak sering terjadi, dan juga’fetch’ kadang-kadang dibatasi oleh kondisi geografi lingkungan.

Bilamana angin berhenti berhembus, sistem gelombang yang telah terbentuk akan segera melemah. Karena gelombang pecah adalah merupakan mekanisme yang paling dominan, maka gelombang pendek dan lancip, akan menghilang terlebih dulu, sehingga tinggal gelombang-gelombang panjang yang kemudian menghilang oleh gaya-gaya kekentalan, yang pada dasarnya lebih kecil dari gelombang pecah.

Proses pelemahan (menghilangnya) gelombang mungkin mencapai beberapa hari, yang bersamaan dengan itu gelombang-gelombang panjang sudah bergerak dan menempuh jarak ribuan kilometer, yang pada jarak yang cukup jauh dan tempat mulainya gelombang akan dapat diamati sebagai alun (swell). Alun biasanya mempunyai periode yang sangat panjang, dan bentuknya cukup beraturan (reguler). Sistem gelombang yang terbentuk secara lokal mungkin akan dipengaruhi oleh alun yang terbentuk dan tempat yang jauh; yang tentu saja tidak ada kaitannya dengan angin local (Ilemoned, 2008)

G. SIFAT – SIFAT GELOMBANG

Pada pembahasan ini kita akan mempelajari sifat – sifat gelombang yang meliputi pemantulan, pembiasan, disperse, interferensi, difraksi dan polarisasi.

1.      Pemantulan Gelombang (Refleksi Gelombang)

gambar:refraksi gelombang

Pemantulan gelombang pada tangki riak, pada pemantulan ini diperoleh gelombang lingkaran yang pusatnya adalah sumber gelombang S. Gelombang pantul yang dihasilkan oleh bidang lurus juga berupa gelombang lingkaran S sebagai pusat lingkaran. Jarak S ke bidang pantul sama dengan jarak s ke bidang pantul.

Menurut Hukum Snellius, gelombang dating, gelombang pantul, dan garis normal berada pada satu bidang dan sudut dating akan sama dengan sudut pantul, seperti tampak pada gambar berikut: Untuk gelombang dua atau tiga dimensi seperti gelombang air, kita mengenal dengan istilah sinar gelombang dan muka gelombang.

Muka Gelombang

Muka gelombang (Front wave) didefinisikan sebagai tempat kedududkan titik – titik yang memiliki fase yang sama pada gelombang, pada gambar di samping ini menunjukkan lingkaran – lingkaran tersebut merupakan muka gelombang. Jarak antara muka gelombang yang berdekatan sama dengan satu gelombang (λ). Sinar gelombang adalah garis yang ditarik dengan arah tegak lurus terhadap muka gelombang.

Bila gelombang melingkar merambat terus kesegala arah maka pada jarak yang jauh dari sumber gelombang, kita akan melihat muka gelombang yang hamper lurus, seperti halnya gelombang air laut yang sampai dipantai. Muka gelombang yang seperti ini disebut sebagai muka gelombang bidang.

2.      Pembiasan Gelombang (Refraksi Gelombang)

Pada pemantulan gelombang, gelombang yang tiba di batas medium akan dipantulkan ke arah semula. Pada pembiasan, gelombang yang mengenai bidang batas antara dua medium, sebagian akan dipantulkan dan sebagian lagi akan diteruskan atau dibiaskan. Gelombang yang dibiaskan ini akan mengalami pembelokan arah dari arah semula tergantung pada mediumnya.

Pada medium kedua, cepat rambat gelombang mengalami perubahan dan perubahan ini pun tergantung pada mediumnya. Dengan kata lain, pembiasan gelombang adalah pembelokan arah lintasan gelombang etelah melewati bidang batas antara dua medium yang berbeda.

Pada gambar diatas diperlihatkan pembiasan cahaya dari medium udara dengan indeks bias n, ke medium air yang memiliki indeks bias n2. Menurut Hukum Snellius tentang pembiasan:

1. Sinar datang, garis normal, dan sinar bias, terletak pads satu hidang datar.

2. Sinar yang datang dari medium dengan indeks bias kecil ke medium dengan indeks bias yang lebih besar dibiaskan mendekati garis normal, dan sebaliknya.

3. Perbandingan nilai sinus sudut datang (sin i) terhadap sinus sudut bias (sin r) dari satu medium ke medium lainnya selalu tetap. Perbandingan ini disebut sehagai indeks bias relatif suatu medium terhadap medium lain. Secara matematis Hukum Snellius dapat dirumuskansebagai berikut:

n1 sin⁡ i = n2 sin⁡ r  atau  2 /n1 = sin⁡ i / sin ⁡r

Dengan n1 adalah indeks bias medium pertama, n2 adalah indeks bias medium kedua, I adalah sudut dating, dan r adalah sudut bias. Adapun n21 adalah indeks bias relative medium 2 terhadap medium 1. Indeks bias mutlak didefinisikan sebagai berikut:  n= c/v

Dengan :

C = laju cahaya di ruang hampa

V = laju cahaya dalam suatu medium

Indeks bias mutlak ruang hampa (n1 = 1) ke dalam air (n2), indeks bias n2 menjadi indeks bias mutlak dan dituliskan sebagai berikut:

n2= sin⁡ i / sin ⁡r

Gambar (a) menunjukkan gelombang air merambat dari satu medium menuju ke medium lain setelah melewati bidang batas antara kedua medium, gelombang tersebut mengalami pembelokan. Pada peristiwa tersebut terjadi perubahan arah rambat gelombang dan panjang gelombang λ2 lebih pendek dari pada λ1.

Gambar (b) menunjukkan adanya perubahan kecepatan gelombang. Gelombang merambat dari medium yang memiliki indeks bias n1 ke medium lain dengan indeks bias n2.

Keterangan :

(a) Perubahan panjang gelombang, λ2 lebih pendek dari pada λ1.

(b) Perubahan kecepatan gelombang, v2 lebih kecil dari pada v1.

Dari kedua gambar tersebut diturunkan persamaan pembiasan gelombang sebagai berikut:

'sin⁡i/sin⁡r  = v1/v2 = (fλ1)/(fλ2 )= λ1/λ2

Dari satu medium ke medium lainnya, frekuensi gelombang tetap. Jadi yang mengalami perubahan adalah kecepatan dan panjang gelombang

Pemantulan Sempurna

Pemantulan sempurna dapat terjadi jika sinar datang dari medium rapat ke medium kurang rapat (udara), dan sudut dating melampaui sudut kritisnya. Penerapan hukum snellius pada pemantulan sempurna memenuhi persamaan seperti dibawah ini, dengan mengetahui perbandingan indeks bias mutlak n1 dan n2 , sudut kritis cahaya dari suatu medium dapat ditentukan. n2  sin⁡ ik= n1 sin⁡ r,dengan r =900  sehingga n2 sin⁡ ik = n1 sin ik= n1/n2

Secara umum sifat – sifat gelombang adalah:

1) Dapat mengalami pemantulan atau refleksi;

2) Dapat mengalami pembiasan atau refraksi;

3) Dapat mengalami superposisi atau interferensi;

4) Dapat mengalami lenturan atau difraksi, dan;

5) Dapat mengalami pengutuban atau polarisasi.

3.      Interferensi Gelombang

Keterangan:

(a) Dua Gelombang Sefase

(b) Dua gelombang berlawanan fase

Dua gelombang disebut .sefase. jika kedua gelombang tersebut memiliki frekuensi sama dan pada setiap saat yang sama memiliki arah simpangan yang sama pula. Adapun dua gelombang disebut berlawanan fase, jika kedua gelombang tersebut memiliki frekuensi sama, dan pada setiap seal yang sama memiliki arah simpangan yang berlawanan.

Untuk mengamati interterensi dari dua buah gelombang dapat digunakan sebuah tangki rink (ripple tank). Pertemuan kedua gelombang akan mengalami inter¬ferensi..lika pertemunan kedua gelombang saling menguatkan, disebut interf reusi maksimum atau interferensi konstruktif. Peristiwa ini terjadi jika pada titik pertemuan tersebut kedua gelombang sefase. Akan tetapi, jika pertemuan gelombang saling melemahkan, disebut interferensi minimum atau interferensi destruktif. Peristiwa ini terjadi jika pada titik pertemuan tersebut kedua gelombangnya berlawanan fase.

Jika dua gelombang sefase dan dua gelombang berlawanan fase mengalami interferensi, akan didapatkan seperti gambar dibawah ini:

Keterangan:

(a) Interferensi maksimum dua gelombang sefase

(b) Interferensi minimum dua gelombang berlawanan fase

4. Difraksi Gelombang

Peristiwa difraksi atau lenturan dapat terjadi jika sebuah gelombang melewati sebuah penghalang atau melewati sebuah celah sempit. Pada suatu medium yang serba sama, gelombang akan merambat lurus. Akan tetapi, jika pada medium tersebut gelomhang terhalangi, bentuk dan arah perambatannya dapat berubah.

5.    Dispersi Gelombang

Perubahan bentuk gelombang ketika melewati suatu medium disebut disperse gelombang. Gelombang longitudinal, seperti gelombang bunyi, kecil sekali mengalami disperse atau bahkan tidak sama sekali. Sifat inilah yang digunakan dalam pencitraan dengan mengunakan USG (Ultra Sonografi).

Gelombang cahaya mengalami disperse. Dengan sifat disperse gelombang cahaya pada prisma, kita dapat menentukan lebar spektrum matahari. Misalkan cahaya polikromatik (cahaya matahari) dilewatkan pada prisma dengan indeks bias n2 dalam medium berindeks bias n1, dan sudut pembias β seperti pada gambar dibawah ini.

Besar sudut yang dibentuk antara sinar yang masuk ke prisma dan yang keluar prisma disebutsudut deviasi, yang besarnya dapat ditulis sebagai berikut:

D=i+r'- β

Keterangan:

β = sudut pembias prisma

i = besar sudut cahaya dating ke prisma

r’ = besar sudut cahaya saat meninggalkan prisma

Dengan menggunaka hukum Snellius, kita dapat menghitung sudut deviasi minimum sebagai berikut:

Dm=2i-β

Bila sudut pembias lebih besar dari 150 (β > 150) besar sudut deviasi minimum n1 sin ((Dm+ β))/2= n_2 sin⁡(β/2)

Bila sudut pembias lebih kecil dari 150 (β < 150) maka

Dm =(n2/n1 - 1)β

Keterangan:

n1 = indeks bias medium di sekitar prisma, bila udara n = 1

n2 = indeks bias prisma

Dm = sudut deviasi minimum (derajat)

Sudut Dispersi

Bila cahaya putih (polikromatik) atau cahaya matahari melewati suatu prisma maka cahaya yang keluar dari prisma berupa spektrum cahaya matahari yang terdiri atas warna merah, jingga, kuning, hijau, biru, nilla, dan ungu. Penguraian warna polikromatik menjadi warna monokromatik yang disebabkan oleh perbedaan cepat rambat dari masing – masing warna disebut dengan disperse. Setiap warna cahaya memiliki sududt deviasi minimum masing – masing. Selisih deviasi warna ungu dengan warna merah disebut sudut dispersi. Jadi, lebar sudut disperse atau lebar spectrum matahari dapat dinyatakan sebagai berikut:

φ= (nμ- 1)β - (nm- 1)β atau φ= (nμ- nm )β

Dengan:

nµ = indeks bias sinar ungu

nm = indeks bias sinar merah

φ = sudut disperse

β = sudut pembias prisma

6.      Polarisasi Gelombang

Gelombang yang hanya merambat pada satu bidang disebut gelombang terpolarisasi linier, sedangkan gelombang yang merambat tidak pada satu bidang disebut gelombang takterpolarisasi.

Keterangan :

(a) Gelombang terpolarisasi linier pada arah vertical

(b) Gelombang terpolarisasi linier pada arah horizontal

(c) Gelombang takterpolarisasi

Gelombang cahaya terpolarisasi adalah gelombang cahaya yang getarannya hanya dalam satu bidang, proses untuk mengubah cahaya takterpolarisasi menjadi cahaya terpolarisasi dikenal sebagai polarisasi.