sound velocity

7/21/2019 Sound Velocity

http://slidepdf.com/reader/full/sound-velocity 1/5

11 | T h e r m o c l i n e

SOUND VELOCITY (KECEPATAN SUARA)

Laut memiliki batas atas laut (permukaan laut) dan batas bawah laut (dasar

laut) yang merupakan medium untuk propagasi (pengiriman/perambatan) suara

yang kompleks. Batas-batas laut tersebut memberikan banyak pengaruh bagi

suara yang diemisikan dari proyektor bawah air. Permukaan laut merupakan

reflektor yang bervariasi dari sangat halus sampai sangat kasar (permukaan

turbulen) dimana dapat memantulkan suara secara acak. Beragamnya

karakteristik tersebut, memungkinkan untuk memperkirakan pola yang

berhubungan dengan kondisi lingkungan dan lokasi geografi. Data acoustic loss

untuk batas-batas laut ditentukan berdasarkan pengalaman dan teori, dan

dinyatakan oleh kecepatan angin, grazing angle, karakteristik dasar laut dan

frekuensi. Oleh karena itu dalam perjalanannya melewati laut, sebuah sinyal

suara bawah air akan menjadi lambat dan lemah. Pengurangan energi transmisi

(transmission loss) merupakan salah satu fenomena yang menyertai propagasi

suara di laut.

Bagaimana kecepatan suara dapat berbeda dalam lautan?

- Kecepatan suara bervariasi berdasarkan suhu, tekanan dan kadar garam.Terdapat perbedaan kecepatan suara secara geografi (perbedaan

kedalaman) maupun secara musim/harian.

- Variasi kecepatan suara secara horizaontal sangat kecil kemungkinan terjadi

disebabkan kecilnya perubahan/perbedaan suhu, kadar garam dan tekanan.

Pengecualian dapat terjadi di daerah estuari atau di sekitar tepi-tepi sistem

laut.

- Semakin besar perbedaan suhu, kadar garam dan tekanan yang terjadi maka

akan semakin besar perbedaan kecepatan suara yang terjadi.




Contoh skema diatas menunjukan kondisi ideal profil suhu dan kecepatan suarasecara vertikal. Contoh tersebut dapat kita bagi dalam tiga zona.

Dekat dengan permukaan, kita sebut sebagai zona 1, terdapat lapisan isothermal

(lapisan dengan sebaran suhu yang hampir seragam). Lapisan ini terjadi karena

pengadukan yang dilakukan oleh angin dan gelombang. Lapisan ini dapat

mencapai kedalaman 200 m, kecepatan suara akan bertambah secara perlahan

seiring dengan bertambahnya tekanan.

Lapisan kedua, tertulis zona 2, adalah lapisan thermocline (lapisan dengan

gradient penurunan suhu yang sangat besar). Pada lapisan ini kecepatan suara

akan berkurang secara cepat sesuai dengan kedalaman dan turunnya suhu.




Lapisan permanent thermocline pada dasarnya dapat ditemukan pada

kedalaman yang bervariasi tergantung pada lintang, tetapi seringkali dijumpai

pada kedalaman 1000 m.

Daerah paling dalam, zona 3, dibawah permanent thermocline ini

perubahan/penurunan suhu tidak terlalu besar sehingga kecepatan suara akan

meningkat sesuai dengan bertambahnya tekanan seperti halnya pada lapisan

zona 1 di dekat permukaan.

Gbr 2. Sound Fixing And Ranging (SOFAR) Channels

Bentuk profile vertikal kecepatan suara sangat penting dalam propagasi suara di

laut. Seperti yang kita lihat pada pembelokan energi suara akan tertekan

memfokus kepada kecepatan suara yang rendah. Dua kecepatan suara yang

lebih rendah tampak pada gambar diatas, satu dipermukaan dan yang lainnya

berada diantara zona 1 dan zona 2. Area ini digambarkan pada diagram dibawah

ini. Area ini secara efektif akan menjebak gelombang suara dan disebut dengan

sound channels. Suara dapat bergerak sangat efisien dalam sound channel dan

karena alasan ini maka seringkali di gunakan untuk kepentingan komunikasi.




Sound channel yang dalam seringkali disebut dengan Sound Fixing And

Ranging (SOFAR) channel . Kedalaman sofar channel bervariasi tergantung

pada kondisi geografisnya. Seringkali dijumpai pada kedalaman 1500 m di

lintang-lintang menengah, pada kedalaman 500m pada 50° s.d. 60° utara (dekat

Inggris). Dan mencapai permukaan di daerah kutub. Rata-rata kedalaman sofar

channel adalah 1000 m. Kedalaman sofar channel juga dipengaruhi oleh bentuk

topografi, karena dapat terjadi pencampuran air antara air pada kedalaman

dengan yang terdapat di permukaan, yang akan merubah profil suhu dan

kecepatan suara di daerah tersebut. Untuk informasi lebih lanjut tentang variasi

geografi dan pengaruhnya terhadap sound channel.

Hal-Hal Lain yang Mempengaruhi Kecepatan Bunyi di laut

Temperatur

Menaikkan temperatur air laut akan menurunkan densitasnya sehingga kita

dapat memperkirakan kecepatan bunyi, untuk menaikan laju bunyi dengan

menaikan temperatur air.

Salinitas

Laju bunyi harusnya menurun dengan kenaikan salinitas karena densitasmeningkat. Tetapi Karena pertambahan salinitas turut meningkatkan axial

modulus (larutan menjadi kurang kompres), sehingga setiap kenaikan

salinitas akan meningkatkan kecepatan bunyi

Kedalaman

Setiap penambahan kedalaman maka tekanan akan semakin besar,

sehingga pengaruhnya akan lebih besar dari pengaruh suhu dan salinitas, di

lapisan dalam kecepatan bunyi meningkat seiring dengan tekanan bertambah




Gbr. Profil Kecepatan Bunyi di Laut diberbagai Garis Lintang dan Bujur

Pada surface layer kecepatan bunyi cenderung meningkat karena T dan

S relatif konstan dan kecepatan suara hanya dipengaruhi oleh tekanan

yang meningkat

Pada lapisan Termoklin dimana terjadi perubahan T dan S yang lebih

dominan daripada perubahan tekanan, maka kecepatan bunyi mengalami

penurunan

Pada lapisan dalam, T dan S kembali konstan dan terjadi perubahan

tekanan tehadap kedalaman, sehingga kecepatan bunyi relatif meningkat

sound velocity

Documents