Oseanografi Fisika : Cahaya dan Suara dalam Air Laut

by Fatimah M. 

A. Cahaya 
Cahaya dan semua bentuk radiasi elektromagnetik bergerak pada kecepatan 3x10⁸ m/s dalam ruang hampa (2,2x10⁸ m/s dalam air laut). Cahaya yang melalui air menjadi subjek penyerapan dan penyebaran, dan intensitasnya berkurang secara eksponensial (ateunasi) terhadap jaraknya dari sumber. (Agus Supangat, 2003)

 

Gambar 1. Hubungan antara iluminasi dan kedalaman lautan. (a) plot intensitas cahaya pada skala linear, hingga kedalaman 300 m. (b) plot intensitas cahaya pada skala logaritma hingga kedalaman 1500 m. Kurva pada (a) korespon ke ujung kanan garis diagonal terbawah pada (b). (The Open University, 1995).

1.      Ilmuninasi dan Penglihatan
Semakin keruh air maka semakin besar atenuasi cahaya akibat penyerapan dan sebaran dan semakin kurang iluminasi pada kedalaman tertentu, semakin pendek jarak objek yang dapat dilihat. (The Open University, 1995).

2.      Visibilitas Bawah Air : Melihat dan Dilihat

Visibilitas bawah air tergantung pada kontras yang merupakan fungsi dari kecerahan objek atau reflektivitas dan atenuasi terhadap jarak. Di bawah kedalaman beberapa meter, cahaya bawah air menjadi monokromatik sehingga kontras adalah hal perbedaan intensitas cahaya dan bukannya warna. Di bagian yang lebih rendah pada zona afotik dimana banyak ikan mempunyai organ bioluminescent (fosfor), cahaya digunakan dengan cara yang sama seperti penggunaan warna di darat untuk pengenalan inter- dan intraspesifik, kamuflase, menghindari predator, dst. (Agus Supangat, 2003)

3.      Pengukuran

Alat yang digunakan untuk pengukuran cahaya bawah air, terdiri dari : Beam transmissometer; Irradiance meter; serta Turbiditas meter atau nephelometer. (Agus Supangat, 2003)

4.      Warna di Laut

Air menyerap gelombang panjang spektrum elektromagnetik sehingga air terlihat biru. ‘Substan kuning’ dan partikel-partikel tersuspensi menyerap gelombang pendek sehingga air keruh cenderung terlihat kuning sementara air laut yang produktif berwarna hijau klorofil. Pada air jernih, 35% cahaya biru-hijau menembus kedalaman 10 m. pada air keruh, 2% cahaya kuninghijau menembus kedalaman 10 m. Fotosintesis tidak terjadi dalam air keruh. (Agus Supangat, 2003)

5. Radiasi Elektromagnetik dan Remote Sensing Lautan

Remote Sensing pasif laut menggunakan visibel yang direfleksi dan diradiasi, info merah dan radiasi microwave untuk menentukan properti seperti temperatur permukaan dan warna air. Remote sensing aktif menggunakan teknik mikrowave imaging radar untuk memperoleh informasi kondisi permukaan laut. Radiasi elektromagnetik tidak dapat menembus jauh ke dalam air sehingga remote sensing dengan spektrum elektromagnetik dapat memberikan informasi langsung hanya mengenai air permukaan dan dekat permukaan tergantung panjang gelombang; dan komunikasi radio tidak dapat dilakukan di bawah permukaan laut. (Agus Supangat, 2003)

B. Suara

Suara atau bunyi adalah bentuk tekanan gelombang dan terbentuk oleh vibrasi yang menghasilkan zona-zona alternatif kompresi (molekulmolekul saling merapat) dan rarefaksi (molekul-molekul saling menjauh). Suara yang melalui air bergerak lebih lambat dari cahaya, tetapi dapat bergerak lebih jauh sehingga digunakan untuk remote sensing dan komunikasi di laut. (Agus Supangat, 2003)

1.      Karakteristik Utama Gelombang Suara di Lautan

Panjang gelombang energi akustik di laut berkisar antara 50 m dan 1 mm. Intensitas akustik akan berkurang dengan bertambahnya jarak dari titik sumber, hal ini sebagai hasil dari: Spreading loss dan Atenuasi akibat penyerapan. (Agus Supangat, 2003)

2.      Laju Bunyi : Refraksi dan Jalur Bunyi

Laju bunyi dalam air laut (c) akan bertambah dengan bertambahnya axial modulus air laut dan berkurang bila densitas bertambah (sekitar 1500 m/s). Axial modulus materi adalah pengukuran elastisitas dalam konteks kemampuan untuk memperoleh bentuk asli mengikuti kompresi dan resistan terhadap kompresi tersebut. Jadi, axial modulus air lebih besar dari udara. (Agus Supangat, 2003)

Gambar 2 (a) Profil temperatur di laut. (b) Profil laju bunyi di laut
(The Open University, 1995).

Sumber :

Supangat, Agus. Susana. Pengantar Oseanografi. 2003. Jakarta: Departemen Kelautan dan Perikanan.

Bearman. G. Editor. Sea Water : Its Composition, Proporties and Behaviour. 1995. England : The Open University.