Angin n Gelombang

7/26/2019 Angin n Gelombang

http://slidepdf.com/reader/full/angin-n-gelombang 1/12

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Angin

Angin adalah massa udara yang bergerak. Angin dapat bergerak secara horizontal

maupun secara vertikal dengan kecepatan bervariasi dan berfluktuasi secara

dinamis. Faktor pendorong bergeraknya massa udara adalah perbedaan tekanan

udara antara satu tempat dengan tempat yang lain. Angin selalu bertiup dari

tempat dengan tekanan udara tinggi ke tempat dengan tekanan udara yang lebih

rendah. Jika tidak ada gaya lain yang mempengaruhi, maka angin akan bergerak

secara langsung dari udara bertekanan tinggi ke udara bertekanan rendah. Akan

tetapi, perputaran bumi pada sumbunya, akan menimbulkan gaya yang akan

mempengaruhi arah pergerakan angin.

2.1.1 Fungsi Angin

Ada 3 sifat angin yang dapat dirasakan orang awam yaitu :

1. Angin menyebabkan tekanan terhadap permukaan yang menentang arah angin

tersebut

2. Angin mempercepat pendinginan dari benda yang panas

3. Kecepatan angin sangat beragam dari tempat ke tempat dan dari waktu ke

waktu.



7

Sesungguhnya angin mempunyai fungsi lain yang sangat penting namun

terkadang tidak disadari yakni adalah mencampur lapisan udara antara udara

panas dengan antara dingin, antara udara lembab dengan udara dingin, antara

udara yang kaya karbon dengan udara yang kandungan karbondioksidanya

rendah. (Kandary, 2011).

2.1.2 Jenis-Jenis Angin

Jenis-jenis angin adalah antara lain:

1. Angin tetap

a) Angin Barat, bertiup dari daerah subtropik ke daerah kutub.

b) Angin Timur, bertiup dari daerah kutub.

c) Angin pasat, bertiup dari daerah subtropik selatan dan utara menuju ke

daerah khatulistiwa.

d) Angin anti pasat, bertiup berlawanan dengan angin pasat.

2. Angin periodik

a) Angin muson, bertiup setiap setengah tahun sekali dan selalu berganti arah.

b) Angin darat, bertiup dari darat ke laut dan terjadi pada malam hari.

c) Angin laut, bertiup dari laut ke darat dan terjadi pada siang hari.

d) Angin gunung, bertiup dari lereng gunung ke lembah dan terjadi pada

malam hari.

e) Angin lembah, bertiup dari lembah ke puncak gunung dan terjadi pada siang

hari.



8

3. Angin lokal

a) Angin siklon, bertiup didaerah depresi yang memiliki barometris minimum

dan dikelilingi barometris maksimum

b) Angin antisiklon, bertiup di daerah yang memiliki barometris maksimum

dan dikelilingi oleh barometris minimum. Contohnya : angin taifun di Asia

Timur dan Tornado di USA

c) Angin fohn, bertiup dari daerah pegunungan yang bersifat panas dan kering.

Contohnya : angin kumbang di Cirebon, angin bahorok di Deli, angin

gending di Pasuruan, angin brubu di Makasar dan angin wambrau di Biak,

Papua. (Rustandi, 2011)

2.1.3 Konversi Kecepatan Angin

Biasanya pengukuran angin dilakukan di daratan, padahal di dalam rumus-rumus

pembangkitan gelombang data angin yang digunakan adalah yang ada di atas

permukaan laut. Oleh karena itu diperlukan transformasi dari data angin di atas

daratan yang terdekat dengan lokasi studi ke data angin di atas permukaan laut.

Hubungan antara angin di atas laut dan angin di atas daratan terdekat diberikan

oleh:

dengan :

UW = Kecepatan angin di atas laut.

UL = Kecepatan angin di atas darat.

R L = UW/UL (1)



9

seperti dalam gambar 2 yang merupakan hasil penelitian yang dilakukan di Great

Lake, Amerika Serikat, grafik tersebut dapat digunakan untuk daerah lain

kecualiapabila karakteristik daerah sangat berlainan.

Gambar 2. Hubungan antara kecepatan angin di laut dan di darat

Rumus-rumus dan grafik-grafik pembangkitan gelombang mengandung variabel

UA, yaitu faktor tegangan angin (wind-stress factor ) yang dapat dihitung dari

kecepatan angin. Setelah dilakukan berbagai konversi kecepatan angin seperti

yang dijelaskan di atas, kecepatan angin dikonversikan pada faktor tegangan angin

dengan menggunakan rumus berikut:

UA = 0,71 UW, (2)

di mana UW adalah Kecepatan angin di atas laut dalam m/d.(Triadmodjo, 1999).



11

2.2 Gelombang

Gelombang laut yang terjadi di lautan dapat diklasifikasikan menjadi beberapa

macam tergantung kepada gaya pembangkitnya. Pembangkit gelombang laut

dapat disebabkan oleh: angin (gelombang angin), gaya tarik menarik bumi, bulan,

dan matahari (gelombang pasang-surut), gempa (vulkanik atau tektonik) di dasar

laut (gelombang tsunami), ataupun gelombang yang disebabkan oleh gerakan

kapal.

Gelombang yang sehari-hari terjadi dan diperhitungkan dalam bidang teknik

pantai adalah gelombang angin dan pasang surut (pasut). Gelombang dapat

membentuk dan merusak pantai dan berpengaruh pada bangunan-bangunan

pantai. Energi gelombang akan membangkitkan arus dan mempengaruhi

pergerakan sedimen dalam arah tegak lurus pantai (cross-shore) dan sejajar pantai

(long-shore). Pada perencanaan teknis bidang teknik pantai, gelombang

merupakan faktor utama yang diperhitungkan karena akan menyebabkan gaya-

gaya yang bekerja pada bangunan pantai.

Gelombang adalah pergerakan naik dan turunnya air dengan arah tegak lurus

permukaan air laut yang membentuk kurva/grafik sinusoidal. Gelombang laut

disebabkan oleh angin. Angin di atas lautan mentransfer energinya ke perairan,

menyebabkan riak-riak, alun/bukit, dan berubah menjadi apa yang kita sebut

sebagai gelombang. ( Ni’am, 2008).

Gelombang yang terjadi di laut secara dominan dibangkitkan oleh angin dan biasa

disebut dengan gelombang angin. Gelombang dapat menimbulkan energi untuk



12

membentuk pantai, menimbulkan arus dan transport sedimen dalam arah tegak

lurus dan sepanjang pantai dan menyebabkan gaya-gaya yang bekerja pada

bangunan pelindung pantai. Gelombang merupakan faktor utama dalam

perencanaan bangunan pelindung pantai.

2.2.1 Pembangkitan Gelombang

Dalam sub bab ini akan dipelajari pembangkitan gelombang oleh angin, angin

yang berhembus di atas permukaan air akan memindahkan energinya ke air.

Kecepalan angin akan menimbulkan tegangan pada permukaan laut, sehingga

permukaan air yang semula tenang akan terganggu dan timbul riak gelombang

kecil di atas permukaan air. Apabila kecepatan angin bertambah, riak tersebut

menjadi semakin besar, dan apabila angin berhembus terus akhirnya akan

terbentuk gelombang. Semakin lama dan semakin kuat angin berhembus,

semakin besar gelombang yang terbentuk. (Triadmodjo, 1999).

Berdasarkan teori gelombang amplitudo kecil/teori gelombang Airy-1845 ( small

amplitude wave theory) energi total suatu panjang gelombang merupakan

penjumlahan dari energi kinetik dan energi potensial. Energi kinetik gelombang

adalah energi yang disebabkan kecepatan partikel air karena adanya gerak

gelombang. Sedangkan energi potensial gelombang adalah energi yang dihasilkan

oleh perpindahan muka air karena adanya gelombang. Besarnya energi kinetik

persatuan lebar untuk satu panjang gelombang diperoleh dengan persamaan

(Triadmodjo, 1999).



13

2.2.2 Distribusi Gelombang

Bagian dari distribusi gelombang adalah:

1. Standar Deviasi dan Varians Salah satu teknik statistik yang digunakan untuk

menjelaskan homogenitas kelompok. Varians merupakan jumlah kuadrat

semua deviasi nilai-nilai individual terhadap rata-rata kelompok. Sedangkan

akar dari varians disebut dengan standar deviasi atau simpangan baku.

Standar Deviasi dan Varians Simpangan baku merupakan variasi sebaran data.

Semakin kecil nilai sebarannya berarti variasi nilai data makin sama jika

sebarannya bernilai 0, maka nilai semua datanya adalah sama. Semakin besar

nilai sebarannya berarti data semakin bervariasi. (Adiarsa, 2012).

Dengan rumus:

√ ( – )

( – ) (3)

Dimana:

Xi = data ke i

n = jumlah data

= rata-rata

2. Koefisien kurtosis (Ck) merupakan statistik yang digunakan dalam memberikan

gambaran apakah distribusi data cenderung rata atau runcing. (Setiawan, 2012)

Dengan rumus:

∑ ̅ (4)

dimana:

n = jumlah data



14

Xi = nilai data X ke-i

S = standar deviasi

= rata-rata

3. Koefisien skewness (Cs) merupakan statistik yang digunakan dalam

memberikan gambaran distribusi data apakah miring ke kiri, ke kanan atau

simetris. (Setiawan, 2012)

Dengan rumus:

∑ ̅ (5)

dimana:

n = jumlah data

Xi = nilai data X ke-i

S = standar deviasi

= rata-rata

4. Tinggi gelombang signifikan (Hs) adalah tinggi gelombang rata – rata dari 33,3

% data tinggi gelombang terbesar. H10 adalah tinggi gelombang rata – rata dari

10 % dari data tinggi gelombang terbesar. Sedangkan H100 adalah rata – rata

dari seluruh data tinggi gelombang

2.2.3 Perkiraan Gelombang

Perkiraan gelombang pada dasarnya adalah upaya pendekatan empiris dengan

menggunakan beberapa persamaan untuk mencari tinggi dan periode gelombang

dari data angin yang ada. Adapun tahapan untuk mencari tinggi dan



15

periode gelombang ialah:

1. Dihitung kecepatan angin di laut dengan grafik dalam gambar 2.

2. Hitung faktor tegangan angin menggunakan persamaan 1.

3. Dengan mencari nilai fetch terlebih dahulu, hitung nilai tinggi dan periode

gelombang dengan grafik pada gambar 3 atau dapat pula menggunakan

persamaan 6, dan 7.

[ ⁄

] {

⁄

* ⁄ +} (6)

[ ⁄ ]{

⁄

* ⁄ +} (7)

dengan:

g = Gaya gravitasi (m/s2) T = Periode (s)

U A = Faktor tegangan angin (m/s2) F = Fetch (m)

H = Tinggi gelombang (m)



16

Gambar 4. Grafik perkiraan gelombang

2.3Fetch

Fetch adalah panjangnya angin yang menyebabkan gelombang di laut bertiup.

Fetch dibatasi oleh 2 buah pulau. Menurut Prof. Dr. Ir. Bambang Triatmojo, DEA

pada buku teknik pantai, deviasi pada kedua sisi dari arah angin, dengan

menggunakan penambahan 60 sampai sebesar 420 pada kedua sisi dari arah angin.



17

Pada skripsi ini digunakan interval 10o. hal ini dikarenakan pada skripsi ini data

angin yang digunakan adalah data angin dengan interval sudut tiap 10o, dan

menggunakan jarak langsung.

2.4 WRPLOT

WRPLOT adalah sebuah program keluaran Lakes Inveronmental yang dapat

menggambarkan wind rose. WRPLOT adalah sebuah program yang

dikembangkan oleh sebuah tim yang terdiri dari : Jesse L. The’, Cristiane L. The’,

Michael A. Johnson, dan Oleg Shatalov.

Untuk input data program ini haruslah dengan format extensi data txt yang

mencakup tahun, bulan, hari, jam, sudut, besarnya kecepatan angin.

Pada skripsi ini digunakan WRPLOT untuk menggambarkan wave rose dengan

mengganti kecepatan angin menjadi tinggi gelombang. WRPLOT yang digunakan

adalah WRPLOT freeware versi 7.0.0.

Angin n Gelombang

Documents

Transcript of Angin n Gelombang