Penyebab Gelombang Laut

Mekanisme apa yang mengubah energi angin yang berembus menjadi gelombang-gelombang laut yang muncul kemudian pecah di tepian dan apa yang menentukan amplitudo serta frekuensi mereka ?

Ketika angin bertiup di atas permukaan laut yang rata, riak-riak kecil terbentuk. Ini barangkali terkait denganhembusan-hembusan kuat yang terjadi berulang-ulang, meskipun riak-riak itu mula-mula tidak beraturan dan tidak memiliki arah atau frekuensi tertentu. Bagaimanapun, ketika angin terus berembus, dua hal terjadi. Pertama, gelombang-gelombang berinteraksi satu sama lain membentuk gelombang-gelombang lebih panjang yang berarti memiliki frekuensi lebih rendah. Kedua, angin mendorong gelombang-gelombang besar dan menambahkan energi

kepada mereka. Selama badai berlangsung, angin akan menjadikan gelombang-gelombang lebih besar dan dinamika gelombang akan menciptakan gelombang-gelombang yang makin lama makin panjang. Sebagian besar akan menjadi terlalu tinggi dan curam sehingga pecah tetapi, secara umum, energi keseluruhan akan terus bertambah. Gelombang-gelombang yang terbangkitkan secara lokal ini dikenal sebagai wind-sea. Energi mereka bergantung pada berapa lama angin telah bertiup (durasinya) dan sejauh mana(jangkauannya). Gelombang-gelombang di permukaan laut bukan serangkaian gelombang yang sederhana melainkan sebuah permukaan acak yang rumit. Mustahil menetapkan amplitudo dan frekuensi yang sederhana untuk sebuah sistem serumit ini. Sebagai ganti orang menggunakan tinggi gelombang signifikan (significant wave height), yakni tinggi rata-rata tiap gelombang ketiga yang paling tinggi, untuk menggambarkan besar gelombang, dan periode puncak (peak period), waktu antara gelombang-gelombang dominan atau paling kuat untuk mengukur frekuensi. Secara rata-rata, setiap tiga jam akan ada sebuah gelombang dengan ukuran dua kali tinggi gelombang signifikan. Akhirnya, energi yang diberikan ke laut oleh angin akan diimbangi oleh energi yang hilang, terutama ketika gelombang pecah. Pada saat ini, gelombang akan berhenti tumbuh dan laut disebut fully developed. Dalam angin berkecepatan 20 meter per detik (Force 8 gale), laut yang fully developed akan mempunyai tinggi gelombang signifikan 9 meter dan periode puncak 15 detik. Gelombang dapat menjalar sampai ribuan kilometer dari titik pembangkitannya. Tidak seperti gelombang cahaya atau gelombang bunyi, ketika gelombang laut makin panjang (dan frekuensi makin kecil), mereka juga melaju lebih kencang. Gelombang yang ditimbulkan oleh badai disebut swell. Gelombang ini mempunyai rentang periode jauh lebih pendek dan rangkaian gelombang hampir beraturan. Karena tak ada energi tambahan yang diberikan kepada mereka, tak ada yang terlesap oleh pecahan, maka mereka terus memintas laut sampai menyentuh daratan. Karena frekuensi-frekuensi berbeda menjalar dengan kecepatan-kecepatan berbeda, sewaktu swell menjalar memintas lautan ia terpisah menjadi sejumlah komponen. Maka tinggi gelombang signifikan dan periode puncak swell ditentukan oleh kecepatan angin, lama angin, dan jarak dari badai yang membangkitkan mereka.

Peter Challenor

Southampton Oceanography Centre

Hampshire, UK Energi angin mula-mula membentuk wind-sea. Gelombang-gelombang dalam sebuah wind-sea lebih curam dan lebih kacau daripada swell, dan biasanya disertai buih karena ada bagian puncaknya yang berantakan. Makin lama angin bertiup, makin panjang panjang gelombang gelombanggelombang yang dominan dalam wind-sea. Ketika angin berhenti bertiup atau gelombang-gelombang wind-sea pindah dari daerah yang membangkitkannya, gelombang berbuih (whitecap) berlanjut untuk beberapa waktu dan disertai pemanjangan gelombang, sampai tak ada gelombang yang cukup curam untuk mempertahankan whitecap. Dalam hal ini wind-sea berubah menjadi swell. Gelombang-gelombang di permukaan cairan bersifat dispersif, artinya gelombang dengan panjang gelombang berbeda menjalar dengan kecepatan berbeda. Makin panjang panjang gelombang swell menjalar lebih cepat dan tiba paling dahulu di tempat pengamat. Dengan berlalunya waktu, panjang gelombang swell menjadi pendek karena gelombang dengan panjang gelombang lebih pendek dan lebih lambat berdatangan. Swell dari sebuah badai yang terbentuk ribuan kilometer jauhnya mampu bertahan selama beberapa hari, meskipun terus makin pendek karena mengalami dispersi. Dispersi bertindak sebagai sebuah filter, maka hanya swell dengan bandwidth yang sempit bisa ada di satu daerah di lautan pada waktu yang sama. Ini sebabnya swell kelihatan begitu seragam ketika dilihat dari pesawat terbang. Umumnya, swell mengalami penurunan amplitudo sewaktu menjalar dari daerah sumbernya karena

energinya tersebar ke suatu daerah yang semakin luas di lautan. Bagaimanapun, cerita ini belum selesai. Angin yang datang kemudian akan membangkitkan sebuah wind-sea yang dapat memindahkan sebagian energinya ke swell dan meningkatkan amplitudo swell tanpa mengubah panjang gelombangnya. Begitu pula, sebuah wind-sea yang berlawanan arah dapat mengurangi sebuah swell.

John Reid

Pernah bekerja di Hobart Laboratories, Division of Marine Research Tasmania,

Australia