1. Pengertian Gelombang
Gelombang adalah pergerakan naik dan turunnya air dengan arah tegak lurus
permukaan air laut yang membentuk kurva/ grafik sinusoidal. Salah satunya
gelombang laut yang 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.
Gelombang di laut dapat diklasifikasikan menjadi beberapa macam tergantung
pada gaya pembangkitnya. Gelombang tersebut adalah gelombang angin yang
dibangkitkan oleh angin di permukaan laut, gelombang pasang surut yang
dibangkitkan oleh gaya tarik benda-benda langit terutama matahari dan bulan
terhadap bumi, gelombang tsunami terjadi karena letusan gunung berapi
(vulkanik) atau gempa di laut (tektonik), maupun gelombang yang disebabkan
oleh kapal bergerak, dan sebagainya.
Pada kondisi sesungguhnya di alam, pergerakan orbital di perairan dangkal
(shallow water) dekat dengan kawasan pantai. Sehingga, dapat dibayangkan bagaimana energi gelombang mampu mempengaruhi kondisi pantai. Simulasi
pergerakan partikel air saat penjalaran gelombang menuju pantai ketinggian
dan periode gelombang tergantung kepada panjang fetch pembangkitannya.
Fetch adalah jarak perjalanan tempuh gelombang dari awal pembangkitannya.
Fetch ini dibatasi oleh bentuk daratan yang mengelilingi laut. Semakin panjang
jarak fetchnya, ketinggian gelombangnya akan semakin besar. Angin juga
mempunyai pengaruh yang penting pada ketinggian gelombang. Angin yang
lebih kuat akan menghasilkan gelombang yang lebih besar.
Gelombang yang menjalar dari laut dalam (deep water) menuju ke pantai akan
mengalami perubahan bentuk karena adanya perubahan kedalaman laut.
Apabila gelombang bergerak mendekati pantai, pergerakan gelombang di
bagian bawah yang berbatasan dengan dasar laut akan melambat. Ini adalah
akibat dari friksi/ gesekan antara air dan dasar pantai. Sementara itu, bagian
atas gelombang di permukaan air akan terus melaju. Semakin menuju ke
pantai, puncak gelombang akan semakin tajam dan lembahnya akan semakin
datar. Fenomena ini yang menyebabkan gelombang tersebut kemudian pecah.
Ada dua tipe gelombang, ditinjau dari sifat-sifatnya yaitu :
Gelombang pembangun/ pembentuk pantai (Constructive wave).
Gelombang perusak pantai (Destructive wave).
Yang termasuk gelombang pembentuk pantai, bercirikan mempunyai
ketinggian kecil dan kecepatan rambatnya rendah. Sehingga saat gelombang
tersebut pecah di pantai akan mengangkut sedimen (material pantai). Material pantai akan tertinggal di pantai (deposit) ketika aliran balik dari gelombang
pecah meresap ke dalam pasir atau pelan-pelan mengalir kembali ke laut.
Sedangkan gelombang perusak pantai biasanya mempunyai ketinggian dan
kecepatan rambat yang besar (sangat tinggi). Air yang kembali berputar
mempunyai lebih sedikit waktu untuk meresap ke dalam pasir. Ketika
gelombang datang kembali menghantam pantai akan ada banyak volume air
yang terkumpul dan mengangkut material pantai menuju ke tengah laut atau ke
tempat lain.
Gelombang mempunyai ukuran yang bervariasi mulai dari riak dengan
ketinggian beberapa centimeter sampai pada gelombang badai yang dapat
mencapai ketinggian 30 m. Selain oleh angin, gelombang dapat juga
ditimbulkan oleh adanya gempa bumi, letusan gunung berapi, dan longsor
bawah air yang menimbulkan gelombang yang bersifat merusak (Tsunami)
serta oleh daya tarik bulan dan bumi yang menghasilkan gelombang tetap yang
dikenal sebagai gelombang pasang surut.
Sebuah gelombang tertdiri dari beberapa bagian antara lain:
a. Puncak gelombang (Crest) adalah titik tertinggi dari sebuah gelombang.
b. Lembah gelombang (Trough) adalah titik terendah gelombang, diantara
dua puncak gelombang.
c. Panjang gelombang (Wave length) adalah jarak mendatar antara dua
puncak gelombang atau antara dua lembah gelombang.
d. Tinggi gelombang (Wave height) adalah jarak tegak antara puncak dan
lembah gelombang.
e. Priode gelombang (Wave period) adalah waktu yang diperlukan oleh dua
puncak gelombang yang berurutan untuk melalui satu titik.
2. Wavelet
Wavelet adalah gelombang yang berukuran lebih kecil dan pendek bila
dibandingkan dengan sinyal pada sinusoidal pada umumnya, di mana
energinya terkonsentrasi pada selang waktu tertentu yang digunakan sebagai
alat untuk menganalisa transien, non-stasioneritas, dan fenomena varian waktu.
Metode untuk menganalisis gelombang sinyal yang terlokalisir dapat
menggunakan wavelet transformation.
Hal utama yang dapat dilakukan oleh analisis wavelet adalah analisis lokal.
Analisis wavelet mampu menunjukkan informasi sinyal yang tidak dimiliki
oleh analisis sinyal yang lain, seperti kecenderungan, titik yang putus, dan
kemiripan. Karena kemampuannya melihat data dari berbagai sisi, wavelet mampu menyederhanakan dan mengurangi noise tanpa memperlihatkan
penurunan mutu.
3. Deformasi Gelombang
Deformasi gelombang adalah perubahan sifat gelombang yang terjadi ketika
ada gelombang bergerak merambat menuju ke pantai. Perubahan atau
deformasi gelombang tersebut meliputi refraksi, difraksi, dan refleksi.
a. Refraksi
Refraksi gelombang adalah peristiwa pembelokan arah gelombang yang
memasuki perairan dangkal yang disebabkan karena sebagian gelombang
masih merambat dengan kecepatan gelombang laut dalam pada waktu
masuk ke laut dangkal.
b. Refleksi
Refleksi gelombang adalah pemantulan gelombang yang terjadi apabila
gelombang yang datang membentur tembok atau penghalang. Fenomena
refleksi dapat ditemukan di kolam pelabuhan. Pemantulan gelombang
ditentukan oleh koefisien refleksi yang berbeda-beda untuk berbagai tipe
bangunan.
c. Difraksi
Salah satu bentuk deformasi gelombang adalah difraksi. Apabila
gelombang datang terhalang oleh suatu rintangan seperti pemecah
gelombang atau pulau, maka gelombang tersebut akan membelok di
sekitar ujung rintangan dan masuk di daerah terlindung di belakangnya. Garis puncak gelombang di belakang rintangan membelok dan
mempunyai bentuk busur lingkaran dengan pusatnya pada ujung
rintangan. Dianggap bahwa kedalaman air adalah konstan. Apabila
kedalaman air tidak konstan maka selain difraksi juga terjadi refraksi
gelombang. Biasanya tinggi gelombang berkurang di sepanjang puncak
gelombang menuju daerah terlindung.
Pada rintangan (pemecah gelombang) tunggal, tinggi gelombang di suatu
tempat di daerah terlindung tergantung pada jarak titik tersebut terhadap
ujung rintangan r, sudut antara rintangan dan garis yang menghubungkan
titik tersebut dengan ujung rintangan β , dan sudut antara arah penjalaran
gelombang dan rintangan θ . Perbandingan antara tinggi gelombang di titik
yang terletak di daerah terlindung dan tinggi gelombang datang disebut
koefisien difraksi K’. Fenomena difraksi gelombang harus diperhatikan
dalam perencanaan pelabuhan maupun bangunan pemecah gelombang.
Referensi :
- Vryonidi, M. 2011, Wave Diffraction in Micro Models. MSc. Thesis, University of Southampton.
- Febrina, R., and Zakaria, A., 2009, Analysis Wave Diffraction Using 2D Hyperbola Equation. Department of Civil Engineering Faculty of Engineering Malahayati University.
- Dean, R. G. dan Dalrymple, R. A. 1994, Water wave mechanics for engineers and scientists, World Scienti_c Publishing Co. Pte. Ltd., S