Perambatan Gelombang Suara Dalam Air

3

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Perambatan Gelombang Suara Dalam Air

Kecepatan suara dalam air laut merupakan variabel oseanografik yang menentukan pola pemancaran suara di dalam medium Kadarwati, 1999. Kecepatan suara bervariasi terhadap kedalaman, musim, posisi geografis dan waktu pada lokasi tertentu. Di perairan dangkal dekat pantai, profil kecepatan suara cenderung tidak teratur dan sulit di prediksi. Faktor fisik air laut yang paling menentukan dalam mempengaruhi kecepatan suara di dalam air laut adalah suhu, salinitas, dan tekanan Urick, 1983. Di dalam air laut, kecepatan gelombang suara mendekati 1.500 m detik umumnya berkisar 1.450 mdetik sampai dengan 1.550 mdetik, tergantung suhu, salinitas, dan tekanan Lurton, 2002. Beberapa peneliti merumuskan persamaan kecepatan gelombang suara dalam air laut yang dipengaruhi oleh suhu, salinitas, dan tekanan, diantaranya Medwin dan Clarence 1998 2 3 1.449, 2 4, 67 0, 055 0, 00029 1, 34 0, 01 35 0, 016 c T T T T S z         ...1 dimana: kecepatan suara ms suhu derajat celcius salinitas psu kedalaman m c T S z     Menurut Lurton 2002 secara sederhana pola perambatan gelombang suara di dalam laut yang dibagi secara vertikal adalah sebagai berikut: a. Lapisan tercampur, dimana kecepatan suara relatif konstan, biasanya ditemukan sampai kedalaman beberapa meter dari permukaan. b. Surface channel, kecepatan suara meningkat jika dibandingkan pada saat berada di lapisan tercampur. c. Termoklin, pada lapisan ini kecepatan suara akan menurun dengan bertambahnya kedalaman, karena biasanya suhu menurun secara drastis dalam kedalaman yang relatif dangkal pada lapisan ini. Termoklin dapat muncul secara musiman jika dekat dengan permukaan atau permanen. d. Deep channel, kecepatan suara pada lapisan ini mendekati minimum. Rata-rata kedalaman lapisan ini mulai dari beberapa ratus meter sampai 2000 m e. Lapisan isothermal, pada lapisan ini suhu relatif konstan, kecepatan suara bertambah secara linear seiring bertambahnya kedalaman karena pengaruh tekanan hidrostatis. Namun secara nyata di alam, kecepatan suara di dalam laut masih dipengaruhi oleh beberapa hal seperti arus, pertukaran massa air, masukan air tawar dari sungai dekat dengan daerah estuari, posisi lintang, pasang surut dan internal wave . Dalam melakukan perambatan di dalam air, gelombang suara mengalami kehilangan energi transmisi yang merupakan akumulasi penurunan energi intensitas akustik ketika tekanan akustik berpropagasi. Kehilangan energi ini dapat terjadi karena penyebaran gelombang akustik, penyerapan energi, dan pemantulan yang terjadi di dasar atau permukaan perairan. Intensitas gelombang akustik akan semakin berkurang dengan bertambahnya jarak dari sumber bunyi. Pada perairan dangkal, transmisi suara memiliki karateristik suara yang tergantung pada frekuensi. Ada frekuensi optimum untuk pertambahan jarak jauh, frekuensi tersebut akibat kompetisi perambatan dan mekanisme atenuasi pada frekuensi tinggi dan rendah. Pada frekuensi tinggi, kehilangan akibat penghamburan dan volume semakin meningkat dengan meningkatnya frekuensi Jensen et al, 1994. Sebuah sumber akustik di air yang memancarkan gelombang akustik dengan intensitas energi tertentu akan mengalami penurunan intensitas bunyi bersamaan dengan bertambahnya jarak propagasi dari sumbernya. Hal ini terjadi karena sumber akustik memiliki intensitas yang tetap, sedangkan luas permukaan bidang yang dilingkupi akan semakin besar dengan bertambahnya jarak dari sumber bunyi. Penyebaran gelombang akustik dibatasi oleh permukaan laut dan dasar suatu perairan. Gelombang suara yang sedang berpropagasi akan mengalami penyerapan energi akustik oleh medium sekitar daerah propagasi. Secara umum, penyerapan suara merupakan salah satu bentuk kehilangan energi yang melibatkan proses konversi energi akustik menjadi energi panas, sehingga energi gelombang suara yang merambat mengalami penurunan intensitas atenuasi Pongoet, 2008. Secara umum, formula untuk mencari koefisien atenuasi menurut Jensen et all, 1994 adalah 2 2 2 2 2 0,11 44 0, 033 0, 0003 1 4100 f f f f f        …………………………………2 dimana:  = koefisien atenuasi dBkm f =frekuensi Hz Kehilangan energi akibat pemantulan terjadi pada saat gelombang akustik berpropagasi melewati dua medium yang memiliki perbedaan indeks bias cukup besar. Perbedaan yang cukup besar ini mengakibatkan gelombang suara dipantulkan oleh perbatasan antar kedua medium tersebut Pongoet, 2008. 2.2. Profil Kolom Perairan 2.2.1. Suhu