Kenali Lebih Mendalam Perilaku Gelombang Laut

Gelombang laut selatan Pulau Jawa baru-baru ini sedang tinggi.  Di pesisir Gunungkidul, pendataan kerusakan yang dilakukan oleh masyarakat pesisir dan BPBD menunjukkan kerusakan hampir melanda semua tempat wisata. Mulai dari kerusakan dari ringan sampai parah. Ada yang ambruk, ada yang sama sekali hilang tersapu hempasan gelombang laut dalam waktu sekejap.

Karakteristik perairan laut memang sangat dinamis. Terkadang tenang, namun terkadang terjadi gelombang tinggi yang berkekuatan dahsyat dan dapat berdampak luar biasa pada lingkungan pesisir. Sebagai wilayah kabupaten dengan corak masyarakat agraris namun memiliki kawasan pesisir, maka akan menjadi lebih baik dan bermanfaat mengenali lebih mendalam karateristik atau perilaku perairan laut dan dampaknya bagi lingkungan pesisir.

Kenali Gelombang Laut Lebih Mendalam

Gelombang adalah pergerakan naik dan turunnya air dengan arah tegak lurus permukaan air laut yang membentuk kurva/grafik sinusoidal (baca: seperti grafik fungsi sinus/cosinus dalam matematika geometri). Gelombang selalu menimbulkan sebuah ayunan air yang bergerak tanpa henti-hentinya pada lapisan permukaan laut, sehingga muka air laut jarang dalam keadaan sama sekali diam.

Hembusan angin sepoi-sepoi pada cuaca yang tenang sekalipun sudah cukup menimbulkan riak gelombang. Sebaliknya, dalam keadaan dimana terjadi badai yang besar dapat menimbulkan suatu gelombang besar yang dapat mengakibatkan suatu kerusakan hebat pada kapal-kapal atau lingkungan pantai.

Gelombang / ombak yang terjadi di lautan dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, 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. 

 Susunan Gelombang

Susunan gelombang di lautan baik bentuk maupun jenisnya sangat bervariasi dan kompleks. Karena itu, para ahli mendesain sebuah “model gelombang buatan” agar memudahkan untuk dipelajari. Walaupun bentuk gelombang ini kemungkinan tidak akan dijumpai sama persis seperti gelombang laut yang sebenarnya.

Untuk mempelajari lebih mendalam, maka bagian-bagian gelombang gelombang ideal adalah sebagai berikut:

• Crest,  merupakan titik tertinggi atau puncak sebuah gelombang.
• Trough, merupakan titik terendah atau lembah sebuah gelombang.
• Wave height,  merupakan  jarak vertikal antara crest dan trough atau disebut juga tinggi gelombang
• Wave length, merupakan jarak berturut-turut antara dua buah crest atau dua buah trough, disebut juga satu panjang gelombang.
• Wave period, waktu yang dibutuhkan crest untuk kembali pada titik semula secara berturut-turut, disebut juga periode gelombang.
• Wave steepness, perbandingan antara panjang gelombang dengan tinggi gelombang. disebut juga kemiringan gelombang.

Agar lebih jelas, simak gambar ilustrasi berikut ini:

Faktor Pembangkit Gelombang

Gelombang di laut umumnya gelombang yang dibangkitkan oleh angin. Adanya transfer energi dari gerakan angin ke laut itulah yang menyebabkan terjadinya gelombang.

Muka air laut kondisinya tenang dan datar tanpa adanya angin. Ketika angin bertiup, mula-mula terbentuk gelombang-gelombang kecil yang berupa riak (ripple). Riak ini berperan membentuk kekasaran muka laut yang dapat membantu transfer energi dari angin ke laut.

Angin terus berhembus, transfer energi semakin besar dari angin ke muka air, sehingga terbentuk gelombang yang lebih panjang (besar) dan memiliki tinggi gelombang semakin besar. Angin terus berhembus, akan tercapai kondisi yang disebut fully developed sea.

Lantas, hal-hal apa saja yang mempengaruhi karakteristik gelombang laut? Sifat-sifat gelombang dipengaruhi faktor angin dengan kriteria sebagai berikut:

1. Kecepatan angin. Umumnya makin kencang angin bertiup, makin besar gelombang yang terbentuk dan gelombang ini mempunyai kecepatan yang tinggi dan panjang gelombang yang besar.
2. Lamanya angin bertiup. Tinggi kecepatan dan panjang gelombang seluruhnya cenderung untuk meningkat sesuai dengan lamanya angin bertiup.
3. Jarak tanpa rintangan dimana angin sedang bertiup (fetch). Gelombang dengan fetch kecil biasanya mempunyai panjang gelombang kecil (contoh di danau, panjang gelombang hanya beberapa sentimeter). Sedangkan fetch  yang lebih besar (seperti di laut) memiliki panjang gelombang bahkan mencapai ratusan meter.

Gelombang yang disebabkan oleh gaya periodik, seperti efek matahari dan bulan menyebabkan terjadinya pasang surut. Kejadian pasang surut air laut mempunyai periode sama dengang gaya-gaya penyebabnya.

Kebanyakan gelombang yang lain, merupakan hasil dari gangguan tak periodik. Partikel air dipindahkan dari posisi seimbang dan untuk mempertahankan ke posisi tersebut memerlukan gaya pemulih. Dalam kasus gelombang air, gerakan partikel hasil dari gaya pemulih bekerja pada suatu siklus gelombang memberikan gaya perpindahan bekerja untuk siklus berikutnya.

Pada kasus gelombang permukaan, ada dua gaya pemulih yang mempertahankan gelombang berjalan, yaitu:

1. Gaya gravitasional bumi
2. Tegangan permukaan, di mana kecendrungan dari molekul air untuk menempel bersama dan menghadirkan permukaan paling terkecil ke udara.

Dalam kasus pada gelombang air, jika kulit elastik yang lembut direntangkan atau ditarik melalui permukaan air. Gelombang air yang diakibatkan oleh gaya-gaya ini dalam kasus gelombang dengan panjang gelombang kurang dari 1,7 cm, gaya yang utama adalah tegangan permukaan, yang dikenal sebagai gelombang kapiler. Gaya kapiler adalah penting untuk keperluan remote sensing (penginderaan jauh) di lingkungan laut. Namun perhatian utama para ahli oseanografi adalah gelombang permukaan dengan panjang gelombang lebih besar dari 1,7 cm, dan gaya utamanya adalah gravitasi, karena itu disebut gelombang gravitasi.

Gelombang yang berjalan melalui material disebut gelombang badan. Contoh gelombang badan adalah gelombang seismik primer dan sekunder, dan gelombang suara. Gelombang permukaan yang paling familiar adalah yang terjadi di batas antara dua badan fluida. Contohnya gelombang dapat terjadi pada batas antara dua lapisan di perairan laut yang berbeda densitasnya. Karena batas tersebut adalah suatu permukaan sehingga disebut gelombang permukaan, tetapi para ahli oseanografi biasanya menyebutnya gelombang internal/dalam. Osilasi lebih mudah terbentuk pada batas dalam dari pada permukaan laut, karena perbedaan densitas antara dua lapis air lebih kecil daripada batas air dan udara. Karena itu hanya diperlukan sedikit energi untuk membangkitkan gelombang internal daripada gelombang permukaan dengan amplitudo yang sama. Gelombang internal berjalan lebih lambat daripada gelombang permukaan. Dan gelombang internal ini penting dalam proses percampuran vertikal dalam laut. Gelombang permukaan disebabkan oleh gaya-gaya dari gerakan relatif antara dua lapisan, sebagai contoh tiupan angin di laut, atau oleh gaya eksternal yang mengganggu fluida. Contoh dari gaya-gaya internal adalah tetesan hujan di kolam, gempa bumi, gaya gravitasional dari matahari dan bulan.

Selain itu, gelombang di laut pada umumnya terjadi apabila lautan mengalami gangguan (mendapat gaya lain). Gempa di dasar laut (tektonik, vulkanik) juga bisa menyebabkan terbentuk gelombang, yang kita kenal sebagai gelombang tsunami. Kemudian longsoran tebing di bawah laut juga bisa menyebabkan terbentuknya gelombang. Bahkan kapal yang berlayar juga bisa membangkitkan gelombang meskiupun tinggi dan panjang gelombangnya kecil.

Klasifikasi Gelombang

Gelombang di permukaan laut dapat diklasifikasikan berdasarkan periodenya seperti berikut ini:

Gelombang berdasarkan kedalaman relatif dibedakan menjadi 3, yaitu:

1. Gelombang Perairan dangkal, apabila d/L ≤ 1/20
2. Gelombang Perairan Transisi, apabila 1/20 ˂ d/L ˂ ½
3. Gelombang Perairan dalam, apabila d/L ˃ ½

Dimana:  d = Kedalaman perairan (m), dan L = Panjang gelombang (m).

Tipe Gelombang Berdasarkan 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)

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. Angin yang bertiup di atas permukaan laut merupakan pembangkit utama gelombang.

Catatan:

*) Gelombang-P atau gelombang primer adalah salah satu dari dua jenis gelombang seismik, sering juga disebut gelombang tanah (dinamakan demikian karena merambat di dalam tanah), adalah gelombang yang ditimbulkan oleh gempa bumi dan terekam oleh seismometer.

Referensi:

• Azis, Furqon. 2006. Gerak Air di Laut. Jurnal Oseana, Volume XXXI, Nomor 4: 9-21
• Supangat, Agus dan Susanna. 2007. Pengantar Oseanografi. Pusat Riset Wilayah Laut dan Sumberdaya Non-Hayati. Badan Riset Kelautan dan Perikanan. Departemen Kelautan dan Perikanan.
• Triatmodjo, Bambang. 1999. Teknik Pantai. Yogyakarta: Beta Offset