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
Post a Comment