Analisa Pengaruh Kedalaman, Suhu dan Salinitas terhadap Kecepatan Suara di Laut Cina Selatan

Nama  : Dyah Retno Widyaningtyas

NPM   : 230210110055

Lokasi : 1111

Gambar 1. Peta lokasi 1111 yaitu Laut Cina Selatan

Kecepatan suara bervariasi terhadap kedalaman, musim, posisi geografis dan waktu pada suatu lokasi. Dekat jauhnya suatu lokasi pada daratan juga berpengaruh dimana profil kecepatan suara cenderung tidak teratur dan sulit dipresiksi. Faktor fisik air laut juga mempengaruhi kecepatan suara di dalam air laut seperti suhu, salinitas dan tekanan.

Gambar 2. Grafik suhu dan kecepatan suara terhadap kedalaman

Dimana :

1.      Zona 1 : lapisan homogen (mixed layer) walaupun suhunya konstan tetapi kecepatan suara bertambah terhadap kedalaman karena pengaruh tekanan.

2.      Zona 2 : lapisan thermoklin dimana penurunan suhu yang cepat lebih mendominasi pertambahan tekanan sehingga kecepatan berkurang terhadap kedalaman.

3.      Zona 3 : lapisan dalam (deep layer) efek penambahan tekanan kembali mendominasi penurunan suhu sehingga kecepatan suara bertambah terhadap kedalaman.

Dibawah lapisan termoklin, terdapat lapisan dimana C adalah minimum, lapisan tersebut terbentuk karena di lapisan thermoklin terjadi pengurangan C sementara di bahawah lapisan termoklin terjadi penambahan C. Topografi di Laut Cina Selatan sendiri bervariasi dari 30 meter hingga sekitar 4000 meter. Suhu udara berkisar antara 21 ° sampai 33 ° C dengan suhu rata-rata sepanjang tahun stabil yaitu 26 ° C.  Sirkulasi air di Laut Cina Selatan terjadi terutama di daerah dangkal dimana angina memiliki konribusi yang besar dan sangat dipengaruhi oleh muson. Pola arah angin akan berbalik karena berubahnya monsoon.

 a.      Musim Barat

Berikut grafik kedalaman terhadap suhu, salinitas dan kecepatan suara yang diambil pada 5 Januari 1991.Musim barat memiliki suhu di permukaan sebesar 23°C yang semakin menurun seiring menurunnya kedalaman hingga mencapai suhu 2°C, penurunan terjadi seiring bertambahnya kedalaman yang diakibatkan semakin kedalam intensitas matahari yang diterima semakin berkurang. dan adanya penurunan kedalaman sebanyak 10 m maka tekanan akan bertambah sebanyak 1 atm. Lalu salinitas mengalami kenaikan hingga lapisan termoklin yang lalu turun hingga kedalaman 500 m dan perlahan naik kembali seiring bertambahnya kedalaman.

Perubahan suhu mempengaruhi kecepatan suara karena perubahan suhu yang sangat cepat pada lapisan termoklin menyebabkan pembelokan suara yang tajam dan lapisan tersebut bertindak sebagai bidang pantul. Pada grafik suhu terdapat mix layer dari permukaan hingga kedalaman 70 m dan pada grafik kecepatan suara terlihat adanya kenaikan kecepatan suara dari permukaan hingga kedalaman sekitar 70 m. Hal ini menunjukan adanya hubungan antara suhu dan kecepatan suara dimana suhu yang tinggi mengakibatkan semakin cepat getaran parikel di dalam air sehingga proses perpindahan getaran semakin cepat dan menyebabkan kecepatan suara di dalam air meningkat pula.

Sementara itu  pada grafik 2 dimana salinitas menurun pada kedalaman sekitar 110 m  dan pada grafik 3, penurunan keceparan suara juga terjadi sehingga kecepatan suara cenderung menurun seiring menurunnya salinitas tetapi pada kedalaman 1100 m ketika salinitas kembali stabil maka kecepatan suara kembali meningkat walau tidak setinggi kecepatan suara pada daerah mix layer. Pada teorinya semakin meningkat salinitas maka semakin besar ikatan antar molekul garam sehingga semakin rapat dan hambatan yang dihasilkan menyebabkan kecepatan suara meningkat pada deep layer.

 b. Musim peralihan 1

Berikut grafik kedalaman terhadap suhu, salinitas dan kecepatan suara yang diambil pada 19 April 1981.Pada musim peralihan 1 dapat diketahui dari grafik 4  bahwa suhu permukaan sekitar 29 °C dan terus menurun hingga 2 °C. Tetapi kecepatan suara cenderung turun mengikuti penurunan suhu hal ini tidak sesuai dengan teori zona 1 mixed layer dan zona 3 deep layer. Pada zona 1 seharusnya kecepatan suara bertambah karena adanya faktor tekanan tetapi pada grafik 6 kecepatan suara sudah mencapai nilai tertinggi. Selanjutnya sesuai dengan teori zona 2 thermoklin dimana kecepatan suara berkurang seiring menurunnya suhu secara drastic terhadap kedalaman. Tetapi pada lapisan selanjutnya yaitu lapisan dalam kecepatan suara terus berkurang padahal seharusnya penambahan tekanan dan berkurangnya suhu terhadap kedalaman membuat kecepatan suara bertambah.Hal ini dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor. Salah satunya adalah pada musim peralihan suhunya cukup ekstrim mengalami penuruan sehingga menyebabkan kecepatan suara ikut menurun Pada musim peralihan didominasi oleh angin ringan, langit mendung dan cuaca yang mendadak berubah. Karakter musim peralihan inilah yang mungkin menyebabkan suhu dan salinitas yang berubah-ubah sehingga menyebabkan kecepatan suara turun menerus dengan kecepatan maksimal pada daerah permukaan yang mencapai 1530 m/s.

c.       Musim Timur

Berikut grafik kedalaman terhadap suhu, salinitas dan kecepatan suara yang diambil pada 30 Juli 2011.

Pada musim timur ini suhu menurun drastic pada lapisan termoklin. Serta salinitas pada lapisan termoklin mengalami penurunan dari permukaan hingga kedalaman 200 meter. Kemudian perlahan meningkat semakin dalam. Kecepatan suara pada musim timur ini tidak jauh berbeda pada musim peralihan 1 dimana terdapat ketidaksesuaian antara teori 1 dan 3 pada kecepatan suara yang ditunjukan oleh grafik 9. Pada dasarnya seiring bertambah kedalaman makan tenakan akan semakin besar dan mendominasi terhadap kecepatan suara dibanding suhu dan densitas. Semakin tinggi tekanan makasemakin tinggi pula cepat rambatnya. Hal tersebut karena partikel – partikel zat yang  bertekanan tinggi terkompresi sehingga cepat rambat yang dihasilkan semakin besar.  Tetapi entah mengapa kecepatan suara justru menurun seiring semakin tinggi densitas.

 d.    Musim Peralihan 2

Berikut grafik kedalaman terhadap suhu, salinitas dan kecepatan sua yang diambil pada 17 September 1991.

Pada musim peralihan 2, suhu menurun drastic pada lapisan termoklin dan salinitas meningkat ketika menuju termoklin lalu menurun dan berlahan kembali meningkat ketika semakin mendekati deep layer. Tetapi sama halnya pada musim peralihan 1 dan musim timur bahwa terjadi ketidaksesuaian teori dengan kecepatan yang ditunjukan pada grafik 12.Selain karena berbagai hal yang telah dijelaskan diatas yang mungkin menyebabkan terjadinya perbedaan antara teori dan kecepatan suara yang ditunjukan oleh grafik, hal ini dapat juga disebabkan oleh karakteristik suatu perairan baik letak ataupun keadaan fisiknya.Laut Cina Selatan memiliki kedalaman yang berbeda-beda sehingga mungkin menyebabkan penurunan kecepatan suara pada deep layer.

Gambar 3. Topografi Laut Cina Selatan

Dari analisis diatas dapat disimpulkan beberapa hal yaitu kecepatan suara di laut sangat dipengaruhi oleh suhu, salinitas, kedalaman, densitas, musim, posisi geografis dan waktu pada suatu lokasi. Selain itu tidak dapat dipastikan bahwa kecepatan suara akan sesuai pada teori yang ada karena adanya beberapa faktor seperti karakter suatu perairan ataupun kedalaman lapisan termoklin.

Daftar pustaka :

nodc.noaa.gov