Jenis dan Macam Arus

  Macam-macam Arus :

1. Arus Permukaan Laut di Samudera (Surface Circulation) disebabkan Angin Muson

Faktor utama adalah tiupan angin yang bertiup melintasi permukaan Bumi melintasi zona-zona lintang yang berbeda. Ketika angin melintasi permukaan samudera, maka massa air laut tertekan sesuai dengan arah angin. Pola umum arus permukaan samudera dimodifikasi oleh faktor-faktor fisik dan berbagai variabel seperti friksi, gravitasi, gerak rotasi Bumi, konfigurasi benua, topografi dasar laut, dan angin lokal. Interaksi berbagai variabel itu menghasilkan arus permukaan samudera yang rumit. Arus di samudera bergerak secara konstan melintasi samudera yang luas dan membentuk aliran yang berputar searah gerak jarum jam di Belahan Bumi Utara (Northern Hemisphere), dan berlawanan arah gerak jarum jam di Belahan Bumi Selatan (Southern Hemisphere). Karena gerakannya yang terus menerus itu, massa air laut mempengaruhi massa udara yang ditemuinya dan merubah cuaca dan iklim di seluruh dunia.

2. Arus di Kedalaman Samudera (Deep-water Circulation) disebabkan Proses Konveksi

Faktor utama yang mengendalikan gerakan massa air laut di kedalaman samudera adalah densitas air laut. Perbedaan densitas diantara dua massa air laut yang berdampingan menyebabkan gerakan vertikal air laut dan menciptakan gerakan massa air laut-dalam (deep-water masses) yang bergerak melintasi samudera secara perlahan. Gerakan massa air laut dalam tersebut kadang mempengaruhi sirkulasi permukaan. Perbedaan densitas massa air laut terutama disebabkan oleh perbedaan temperatur dan salinitas air laut. Oleh karena itu, gerakan massa air laut dalam tersebut disebut juga sebagai sirkulasi termohalin (thermohaline circulation).

3. Arus Pasang Surut (Tidal Current) Arus pasang surut terjadi terutama karena gerakan pasang surut air laut. Arus ini terlihat jelas di perairan estuari atau muara sungai. Bila air laut bergerak menuju pasang, maka terlihat gerakan arus laut yang masuk ke dalam estuari atau alur sungai; sebaliknya ketika air laut bergerak menuju surut, maka terlihat gerakan arus laut mengalir ke luar.

4. Arus Sepanjang Pantai (longshore current) dan Arus Rip (rip current)

Kedua macam arus ini terjadi di perairan pesisir dekat pantai, dan terjadi karena gelombang mendekat dan memukul ke pantai dengan arah yang muring atau tegak lurus garis pantai. Arus sepanjang pantai bergerak menyusuri pantai, sedang arus rip bergerak menjauhi pantai dengan arah tegak lurus atau miring terhadap garis pantai.

5. Arus Panas dan Arus Dingin

Keduanya merupakan arus yang disebabkan perbedaan suhu air laut dengan suhu air laut disekitarnya. Arus panas terjadi jika suhu air laut lebih panas daripada air laut sekitarnya, sedang arus dingin terjadi bila suhu air laut lebih dingin dari suhu air laut sekitarnya.

6. Break Current

Arus air yang mengalir kuat ke arah laut dari sekitar pantai, biasanya melalui garis selancar, dan dapat terjadi pada setiap pantai yang bergelombang pecah. Saat angin dan gelombang laut mendorong air menuju pantai, air sering didorong menyamping oleh gelombang yang mendekat. Air ini mengalir ke sepanjang garis pantai sampai menemukan jalan keluar kembali ke laut atau ke perairan danau yang terbuka. Arus pecah yang dihasilkan biasanya sempit dan terletak di sebuah parit antara gosong pasir, di bawah dermaga atau sepanjang dermaga jetti.

Macam-macam arus laut menurut letaknya, yaitu :

• arus bawah

• arus atas

Macam-macam arus laut menurut suhunya, yaitu :

• arus panas

• arus dingin

Macam-macam arus laut menurut cara terjadinya :

• arus laut karena pengaruh tiupan angin.

• arus laut karena perbedaan kadar garam/berat jenis

• arus laut karena perbedaan tinggi rendah permukaan air laut yang disebabkan oleh pasang surut.

•   

      Long Shore Current ( Arus Sejajar Pantai )

            Arus sejajar pantai dipengaruhi oleh beberapa aspek dari sistem pantai, dengan proses yang terjadi pada zona hempasan umumnya mempengaruhi pengendapan dan erosi sedimen. Arus sejajar pantai dapat menyamakan pecahan ombak yang menyerong yang menghasilkan transport sejajar pantai.

            Arus sejajar pantai umumnya dapat didefenisikan dalam sistem dalam zona hempasan seperi dapat dilihat pada gambar 1. Gambar ini menunjukkan tranport sedimen sejajar pantai dan zona hempasan dipengaruhioleh glombang (terjadi dalam arah yang lebih dipengaruhi oleh angin), yangmemindahkan kerikil kepantai pada sudut arah angin dan juga aus balik, yang memindahkan kerikil kembali kepantai akibat pengaruh gravitasi.

            Arus sejajar pantai membawa beragam ukuran sedimen sabagai pergerakan dalam perbedaan ringan tergantung pada sediment (perbedaan dalam sediment arus sejajar pantai dari pantai berpasir hingga pantai kerikil). Pasir umumnya digunakan oleh gaya gelombang yang pecah, pergerakkan sedimen disebabkan oleh gelombang yang pecah dan perpotongan lapisan dari arus sejajar pantai. Dikarenakan pantai berkerikil lebih curam daripada pantai berpasir, penyerap pecahan lebih seperti bentuk, karena umumya transport sejajar pantai menggunakan zona ayunan, tergantung pada pengurangan zona hempasan.

            Arus sejajar pantai mempengaruhi berbagai ukuran sedimen sebagaimana arus tersebut bekerja pada cara yang berbeda tergantung pada sedimentnya(perbedaan sediment dalam arus sejajar pantai yaitu dari pantai berpasir hingga sediment dari pantai berkerikil). Pasir yang lebih besar dipengaruhi oleh gaya guncangan dari pecahan gelombang, gerakan sedimen adalah akibat dari pecahan gelombang dan perpotongan perlapisan dari arus sejajar pantai. Pantai berkerikil terjadi karena lebih curam dari pantai yang berpasir. Formula Aliran sejajar pantai.

Ada beberapa perhitungan yang dibuat untuk pertimbangan terhadap faktor-faktor yang menghasilkan aliran sejajar pantai. Perhitungan-perhitungan itu adalah :

1. Bijker formula (1967,1971)

2. The Engelund and Hansen formula (1967)

3. The Ackers and White formula (1973)

4. The Bailard and Inman formula(1981)

5. The Van Rijn formula (1984)

6. The Watanabe formula (1992)

Seluruh perumusan ini memberikan pandangan yang berbeda dalam proses aliran sejajar pantai. Faktor yang umum digunakan dalam perumusan ini adalah :

1. Transpotasi suspensi dan isi lapisan

2. Gelombang ( pecah atau tidak pecahnya gelombang)

3. Perpotongan oleh gelombang atau yang mengalir bersama gelombang.

Segi Perubahan garis pantai

Aliran sejajar pantai memainkan peranan penting dalam evolusi sebuah garis panai, sebagaimana perubahan ringan dari suplai sediment, arah angin atau hal lain yang mempengaruhi aliran sejajar pantai dapat merubah secara dramatis, yang berakibat pada formasi dan evolusi sebuah sistem atau profil pantai. Perubahan ini tidak hanya terjadi pada sistem pantai, kenyataannya banyak alterasi yang dapat disebabkan oleh distribusi dan akibat aliran sejajar pantai.

Beberapa diantaranya adalah :

1. Perubahan Geologi seperti erosi, perubahan pada backshore.

2. Perubahan pada gaya hidrodinamik, sperti perubahan difraksi gelombang pada lingkungan pengendapan offshore.

3. Pengaruh terhadap hidrodinamik, seperti pengaruh daerah pasang-surut baru dan delta pada alirannya.

4. Alterasi sediment, seperti perubahan garis pantai dari aliran pada arus bolak-balik, tempat sumber sediment.

5. Intervensi manusia, seperti perlindungan terhadap pada karang, pemecah gelombang

Arus Laut

   Arus air laut adalah pergerakan massa air secara vertikal dan horisontal sehingga menuju keseimbangannya, atau gerakan air yang sangat luas yang terjadi di seluruh lautan dunia^[1]. Arus juga merupakan gerakan mengalir suatu massa air yang dikarenakan tiupan angin atau perbedaan densitas atau pergerakan gelombang panjang^[2]. Pergerakan arus dipengaruhi oleh beberapa hal antara lain arah angin, perbedaan tekanan air, perbedaan densitas air, gaya Coriolis dan arus ekman, topografi dasar laut, arus permukaan, upwellng , downwelling.

            Selain angin, arus dipengaruhi oleh paling tidak tiga faktor, yaitu :

1.      Bentuk Topografi dasar lautan dan pulau – pulau yang ada di sekitarnya : Beberapa sistem lautan utama di dunia dibatasi oleh massa daratan dari tiga sisi dan pula oleh arus equatorial counter di sisi yang keempat. Batas – batas ini menghasilkan sistem aliran yang hampir tertutup dan cenderung membuat aliran mengarah dalam suatu bentuk bulatan.

2.      Gaya Coriollis dan arus ekman : Gaya Corriolis memengaruhi aliran massa air, di mana gaya ini akan membelokkan arah mereka dari arah yang lurus. Gaya corriolis juga yangmenyebabkan timbulnya perubahan – perubahan arah arus yang kompleks susunannya yang terjadi sesuai dengan semakin dalamnya kedalaman suatu perairan.

3.      Perbedaan Densitas serta upwelling dan sinking : Perbedaan densitas menyebabkan timbulnya aliran massa air dari laut yang dalam di daerah kutub selatan dan kutub utara ke arah daerah tropik.

[Sahala Hutabarat,1986]

Faktor Penyebab Terjadinya Arus
Arus Pergerakan massa air ini ditimbulkan oleh beberapa gaya sehingga Herunadi (1996) dalam Kurniawan (2004) mengemukakan bahwa sinyal arus merupakan resultan dari berbagai sinyal yang mempunyai frekuensi terstentu yang dibagkitkan oleh beberapa gaya yang berbeda-beda. Ada dua jenis gaya utama yang penting dalam proses gerak (motion) yakni gaya primer dan sekunder. Gaya primer merupakan gaya yang menyebabkan gerak (motion) antara lain: gravitasi, wind stress, tekanan atmosfer, dan seismic. Sedangkan gaya sekunder merupakan gaya yang muncul akibat adanya gerak (motion) antara lain : gaya Coriolis dan gesekan (friction) (Pond dan Pickard, 1983).
Menurut Gross (1990), terjadinya arus di lautan disebabkan oleh dua faktor utama, yaitu faktor internal dan faktor internal. Faktor internal seperti perbedaan densitas air laut, gradien tekanan mendatar dan gesekan lapisan air. Sedangkan faktor eksternal seperti gaya tarik matahari dan bulan yang dipengaruhi oleh tahanan dasar laut dan gaya coriolis, perbedaan tekanan udara, gaya gravitasi, gaya tektonik dan angin.


 Jenis-jenis Arus
Berdasarkan gaya-gaya yang menimbulkannya, arus dibagi kedalam berbagai kelompok. Gross (1990), membagi menjadi empat macam yaitu :
1. Arus Ekman, merupakan arus yang disebabkan oleh gesekan angin
2. Arus Pasang Surut (Pasut), merupakan arus yang disebabkan adanya gaya pembangkit pasut
3. Arus termohalin, merupakan arus yang disebabkan oleh adanya perbedaan densitas air laut
4. Arus Geostrofik, merupakan arus yang disebabkan karena adanya gradien tekanan mendatar dan coriolis
Sedangkan Brown et al. (1989) membagi arus atau gerak berdasarkan gaya penyebabnya sebagai berikut :
1. Arus Thermohalin
2. Arus yang digerakkan angin (wind driven current)
3. Arus Pasang Surut
4. Arus Inersia
5. Arus Geostrofik
Pond dan Pickard (1983) melakukan pembagian arus berdasarkan komponen gesekan (Friction) yaitu: 
1. Arus tanpa gesekan (current without friction)
2. Arus dengan gesekan (current with friction)

Arus Ekman
Arus Ekman merupakan arus yang disebabkan oleh gesekan angin (wind friction). Umumnya permukaan air yang langsung bersentuhan dengan angin akan menimbulkan arus di lapisan permukaan dengan kecepatan arus + 2% dari kecepatan angin itu sendiri. Arah arus yang ditimbulkan tidak searah dengan pergerakan angin karena adanya gaya coriolis yang ditimbulkan oleh rotasi bumi. Arus akan dibelokkan ke kanan pada Belahan Bumi Utara (BBU) dan dibelokkan ke kiri pada Belahan Bumi Selatan (BBS). Gaya gesekan molekul dari massa air membuat lapisan dalam dibelokkan oleh lapisan atasnya sampai pada kedalaman tertentu dimana gaya gesekan molekul ini tidak berpengaruh lagi. Fenomena pembelokan arus ini dikenal dengan Spiral Ekman (Gross, 1990).

 Arus Ekman, sumber:earth.usc.edu

Tekanan udara di atas permukaan bumi bervariasi tergantung dengan lamanya penyinaran matahari sebagai faktor utama penentu besarnya nilai radiasi matahari. Perbedaan tekanan inilah yang mengakibatkan pergerakan udara atau angin. Jika angin ini berhembus di atas permukaan air hingga terjadi pertukaran energi. Energi yang dipertukarkan inilah yang mengakibatkan bergeraknya massa air yang ada di permukaan laut (Brown et al., 1989).

Arus Geostrofik
Arus geostrofik merupakan arus yang terjadi akibat adanya keseimbangan geostrofik. Kondisi keseimbangan geostrofik ini terjadi jika gaya gradien tekanan horizontal yang bekerja pada massa air yang bergerak dan diseimbangkan oleh gaya coriolis (Brown et al., 1989). Arus geostrofik merupakan hasil kesetimbangan antara gaya gravitasi dan gaya coriolis. Efek gravitasi dikontrol oleh kemiringan permukaan air laut, sedangkan densitas dikontrol oleh perbedaan suhu dan salinitas horizontal (Wikipedia, 2009). Arus geostrofik ini tidak dipengaruhi oleh pergerakan angin (gesekan antara air dan udara) sehingga Pond dan Pickard (1983) memasukkannya kedalam golongan arus tanpa gesekan (current without friction).

Arus Thermohalin
Merupakan arus yang disebabkan perbedaan densitas air laut. Di bawah lapisan pycnocline, air bergerak disepanjang dasar lautan sebagai arus yang lembam (slugish current). Sirkulasi laut dalam ini benar-benar terisolasi dari arus permukaan oleh lapisan pycnocline sehinga pergerakannya hanya dipengaruhi oleh adanya perbedaan densitas air laut atau dengan kata lain dikontrol oleh variabilitas suhu dan salinitas. Sirkulasi laut dalam ini disebut sebagai arus thermohalin (Thermohalin Current) (Gross,1990). Secara umum menurut Ingmanson dan Wallace (1989) dalam Kurniawan (2004), arus thermohalin bergerak ke utara-selatan yang dari samudera Atlantik menuju samudera Antartika.

 Arus Inersia
Sebagaimana yang telah diketahui bahwa angin berhembus menyebabkan timbulnya arus (wind driven current). Momentum yang ditimbulkan akibat dorongan angin ini tidak akan berhenti begitiu saja sehingga ketika angin berhenti berhembus gerakan air atau arus akan terus berlanjut sebagai konsekuensi dari gaya momentum pada massa air (Pond dan Pickard, 1983). Gerakan air atau arus, gaya gesekan kecil (diasumsikan nol) dan gaya yang masih bekerja tinggal gaya coriolis , yang menyerupai kurva (curved motion) yang disebut dengan arus inersia (inersia current) (Brown et al., 1989; Pond dan Pickard 1983). Jika gaya coriolis hanya bekerja pada arah horizontal maka gerakan air yang terjadi (arus inersia) di sekitar garis lintang akan membentuk lingkaran (circular) (Brown et al., 1989). Arah rotasi atau perputaran pada lingkaran inersia adalah searah putaran jarum jam di belahan bumi bagian selatan (Pond dan Pickard, 1983).

 Arus Pasang Surut (pasut)
Merupakan arus yang disebabkan adanya gaya pembangkit pasut. Arus pasut merupakan pergerakan air laut secara horizontal yang dihubungkan dengan naik turunnya permukaan laut secara periodik. Pasang surut laut merupakan hasil dari gaya tarik gravitasi dan efek sentrifugal. Efek sentrifugal adalah dorongan ke arah luar pusat rotasi. Gravitasi bervariasi secara langsung dengan massa tetapi berbanding terbalik terhadap jarak. Meskipun ukuran bulan lebih kecil dari matahari, gaya tarik gravitasi bulan dua kali lebih besar daripada gaya tarik matahari dalam membangkitkan pasang surut laut karena jarak bulan lebih dekat daripada jarak matahari ke bumi. Gaya tarik gravitasi menarik air laut ke arah bulan dan matahari dan menghasilkan dua tonjolan (bulge) pasang surut gravitasional di laut. Lintang dari tonjolan pasang surut ditentukan oleh deklinasi, sudut antara sumbu rotasi bumi dan bidang orbital bulan dan matahari. Terdapat tiga tipe dasar pasang surut yang didasarkan pada periode dan keteraturannya, yaitu pasang surut harian (diurnal), tengah harian (semi diurnal) dan campuran (mixed tides). Dalam sebulan, variasi harian dari rentang pasang surut berubah secara sistematis terhadap siklus bulan. Rentang pasang surut juga bergantung pada bentuk perairan dan konfigurasi lantai samudera (Wikipedia, 2007). 

Acoustic Doppler Current Profiler

Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP)

  

Prinsip kerja ADCP berdasarkan perkiraan kecepatan baik secara horizontal maupun vertikal menggunakan efek Doppler untuk menghitung kecepatan radial relatif, antara instrumen (alat) dan hamburan di laut. Tiga beam akustik yang berbeda arah adalah syarat minimal untuk menghitung tiga komponen kecepatan. Beam ke empat menambah pemborosan energi dan perhitungan yang error. ADCP mentransmisikan ping, dari tiap elemen transducer secara kasar sekali tiap detik. Echo yang tiba kembali ke instrumen tersebut melebihi dari periode tambahan, dengan echo dari perairan dangkal tiba lebih dulu daripada echo yang berasal dari kisaran yang lebih lebar. Profil dasar laut dihasilkan dari kisaran yang didapat. Pada akhirnya, kecepatan relatif, dan parameter lainnya dikumpulkan diatas kapal menggunakan Data Acquisition System (DAS) yang juga secara optional merekam informasi navigasi, yang diproduksi oleh GPS. 

 

ambar 1. ADCP

Prinsip Kerja:

Perhitungan navigasi, menggunakan kalibrasi yang dilakukan sekali secara lengkap.Arus absolut yang melampaui kedalaman atau kedalaman referensi didapatkan dari rata-rata kecepatan relatif kapal. Arus absolut pada setiap kedalaman dapat dibedakan dari data terakhir dari kapal navigasi dan perhitungan relatif ADCP 

Prinsip Perhitungan Gelombang Oleh ADCP.

Gambar 2. Prinsip kerja ADCP

Prinsip dasar perhitungan dari perhitungan arus/gelombang yaitu kecepatan orbit gelombang yang berada dibawah permukaan dapt diukur dari keakuratan ADCP. ADCP  mempunyai dasar yang menjulang,dan mempunyai sensor tekanan untuk mengukur pasang surut dan rata-rata kedalaman laut. Time series dari kecepatan, terakumulasi dan dari time series ini, kecepatan spektral dapat dihitung. Untuk  mendapatkan ketinggian diatas permukaan, kecepatan spektrum dierjemahkan oleh pergeseran permukaan menggunakan kinematika linear gelombang.  Kegunaan ADCP pada berbagai aplikasi :

1.         Perlindungan pesisir dan teknik pantai.

2.         Perancangan pelabuhan dan operasional

3.         Monitoring Lingkungan

4.         Keamanan Perkapalan

ADCP  dapat menghitung secara lengkap, arah frekuensi gelombang spektrum, dan dapat dioperasikan di daerah dangkal dan perairan dalam. Salah satu keuntungan ADCP adalah, tidak seperti directional wave buoy, ADCP dapat dioperasikan dengan resiko yang kecil atau kerusakan. Sebagai tambahan untuk frekuensi gelombang spektal, ADCP juga dapat digunakan untuk menghitung profil kecepatan dan juga level air.

Keuntungan ADCP:

1.       Definisi yang tinggi dari arah arus/gelombang pecah.

2.       Logistik yang sederhana dengan bagian bawah yang menjulang

3.       Kerusakan yang kecil, dan resiko yang kecil.

4.       Kualitas perhitungan permukaan yang tinggi yang berasal dari dasar laut.

ADP/ADCP keistimewaannya meliputi

·                     Dapat bekerja di kapal dengan penentuan posisi yang lengkap termasuk bottom-tracking dan permukaan laut untuk transek dengan menggunakan GPS.

·                      ADCP memberikan sistem real-time untuk pesisir pantai, dan monitoring pelabuhan.

·                     ADCP mudah digunakan untuk mengukur arus

·                     Mempunyai system otomatik yang dilengkapi dengan baterai dan perekam untuk buoy lepas pantai atau bottom-mounting.

Pengenalan dari ADCP

Gambar 3. (a)Standard and Mini ADPs, (b) ADP Depth Cells ViewADP, (c) ViewADP

SonTek/YSI ADP (Acoustic Doppler Profiler) adalah alat ukur arus muka laut berperforma tinggi yang akurat, dapat diandalkan dan mudah untuk digunakan. ADCP menghitung kecepatan 3D dengan kedalaman yang spesifik dari setiap cell  sampai kira-kira 220 m. Design pertama  dari pengukur arus  hanya sebatas untuk mengukur perairan dangkal., the ADP telah mengalami revolusi sejarah dalam pengukuran arus sejak diperkenalkan pada tahun 1984. Software windows  ViewADP dapat melakukan  post-processing program yang membuat  menjadi lebih mudah  dalam tampilan dan mudah untuk menganalisa data.

Prinsip Pengoperasian

SonTek/YSI ADPs tergolong dalam  kumpulan instrument yang dikenal  sebagai akustik dopler current profiler. Lebih dari beberapa decade alat ini telah mengembangkan kemampuan untuk mengukur arus secara lebih detail untuk aplikasi di lapangan. Sejak diperkenalkan pada tahun 1984 sebagai alat pertama pengukuran arus untuk perairan dangkal, ADP telah banyak mengalami kemajuan sebagai alat pengukur arus. Dokumen di bawah ini meliputi pengenalan dasar dari prinsip penggunaan ADCP.

The ADP menghitung kecepatan  dari air dengan menggunakan prinsip fisika yang dikenal disebut perubahan Dopler. Pada bagian ini jika sumber dari suara  bergerak relative  ke receiver frekuensi dari suara di receiver  mengalami perubahan dari frekuensi transmisi.

F_doppler = -2F_source ( V / C )

Dari persamaan ini , V  adalah kecepatan relative diantara sumber dan receiver (i.e.; Gerakan mengindikasikan  perubahan jarak diantara keduanya., C adalah kecepatan dari suara, F_doppler perubahan dari frekuensi receiver di receiver (i.e., the Doppler shift), dan F_sourcefrekuensi dari transmisi suara. Ilustrasi dari operasional dari sistem Doppler monostatis, seperti ADP ( monostastis mengindikasikan fakta bahwa transducer yang sama digunakan sebagai receiver dan transmitteris . Transducer Son Tek SonTek transducers dibangun untuk menghasilkan beam sempit suara, dimana energi utama terkonsentrasi pada sebuah kerucut yang hanya beberapa derajat lebarnya. Setiap transducer menghasilkan pulsa suara yang frekuensinya diketahui. Pada saat suara merambat di air, suara itu memantul ke segala arah oleh partikel-partikel (sedimen, bahan biologis, gelembung).Sebagaimana beberapa bagian memantulkan energi yang merambat kembali sepanjang transducer axis,kearah transducer dimana, perhitungan proses elektronik berubah seiring frekuensi .Pergantian Doppler diukur dari pantulan single transducer , kecepatan diair sepanjang axis pasa beam akustik.  

Speseifiksi ADCP

Over the past decade, current profilers have greatly expanded the ability to make detailed current measurements in challenging field applications. Since its introduction in 1994 as the first profiler designed specifically for shallow water environments, the ADP has revolutionized the current profiler market.

Frequency	3000 kHz	1500 kHz	1000 kHz	500 kHz	250 kHz
Maximum Profiling Range	3m to 6m	15m to 25m	25m to 35m	70m to 100m	120m to 180m
Velocity — up to 100 range cells
Range	±10 m/s
Resolution	0.1 cm/s
Accuracy	±1% of measured velocty, ±0.5 cm/s
Power
Input	12-24 VDC
Typical Continuous Operating Comsumption	2.0 to 3.0 W
Typical Sleep Mode Comsumption	< 1 mW
Battery capacity (alkaline, 3 packs at 5° C)	1800 W·h
Compass/Tilt Sensor
Resolution	0.1°
Accuracy — Heading	±2°
Accuracy — Pitch, Roll	±1°

 Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP)

  

Prinsip kerja ADCP berdasarkan perkiraan kecepatan baik secara horizontal maupun vertikal menggunakan efek Doppler untuk menghitung kecepatan radial relatif, antara instrumen (alat) dan hamburan di laut. Tiga beam akustik yang berbeda arah adalah syarat minimal untuk menghitung tiga komponen kecepatan. Beam ke empat menambah pemborosan energi dan perhitungan yang error. ADCP mentransmisikan ping, dari tiap elemen transducer secara kasar sekali tiap detik. Echo yang tiba kembali ke instrumen tersebut melebihi dari periode tambahan, dengan echo dari perairan dangkal tiba lebih dulu daripada echo yang berasal dari kisaran yang lebih lebar. Profil dasar laut dihasilkan dari kisaran yang didapat. Pada akhirnya, kecepatan relatif, dan parameter lainnya dikumpulkan diatas kapal menggunakan Data Acquisition System (DAS) yang juga secara optional merekam informasi navigasi, yang diproduksi oleh GPS. 

 

ambar 1. ADCP

Prinsip Kerja:

Perhitungan navigasi, menggunakan kalibrasi yang dilakukan sekali secara lengkap.Arus absolut yang melampaui kedalaman atau kedalaman referensi didapatkan dari rata-rata kecepatan relatif kapal. Arus absolut pada setiap kedalaman dapat dibedakan dari data terakhir dari kapal navigasi dan perhitungan relatif ADCP 

Prinsip Perhitungan Gelombang Oleh ADCP.

Gambar 2. Prinsip kerja ADCP

Prinsip dasar perhitungan dari perhitungan arus/gelombang yaitu kecepatan orbit gelombang yang berada dibawah permukaan dapt diukur dari keakuratan ADCP. ADCP  mempunyai dasar yang menjulang,dan mempunyai sensor tekanan untuk mengukur pasang surut dan rata-rata kedalaman laut. Time series dari kecepatan, terakumulasi dan dari time series ini, kecepatan spektral dapat dihitung. Untuk  mendapatkan ketinggian diatas permukaan, kecepatan spektrum dierjemahkan oleh pergeseran permukaan menggunakan kinematika linear gelombang.  Kegunaan ADCP pada berbagai aplikasi :

1.         Perlindungan pesisir dan teknik pantai.

2.         Perancangan pelabuhan dan operasional

3.         Monitoring Lingkungan

4.         Keamanan Perkapalan

ADCP  dapat menghitung secara lengkap, arah frekuensi gelombang spektrum, dan dapat dioperasikan di daerah dangkal dan perairan dalam. Salah satu keuntungan ADCP adalah, tidak seperti directional wave buoy, ADCP dapat dioperasikan dengan resiko yang kecil atau kerusakan. Sebagai tambahan untuk frekuensi gelombang spektal, ADCP juga dapat digunakan untuk menghitung profil kecepatan dan juga level air.

Keuntungan ADCP:

1.       Definisi yang tinggi dari arah arus/gelombang pecah.

2.       Logistik yang sederhana dengan bagian bawah yang menjulang

3.       Kerusakan yang kecil, dan resiko yang kecil.

4.       Kualitas perhitungan permukaan yang tinggi yang berasal dari dasar laut.

ADP/ADCP keistimewaannya meliputi

·                     Dapat bekerja di kapal dengan penentuan posisi yang lengkap termasuk bottom-tracking dan permukaan laut untuk transek dengan menggunakan GPS.

·                      ADCP memberikan sistem real-time untuk pesisir pantai, dan monitoring pelabuhan.

·                     ADCP mudah digunakan untuk mengukur arus

·                     Mempunyai system otomatik yang dilengkapi dengan baterai dan perekam untuk buoy lepas pantai atau bottom-mounting.

Pengenalan dari ADCP

Gambar 3. (a)Standard and Mini ADPs, (b) ADP Depth Cells ViewADP, (c) ViewADP

SonTek/YSI ADP (Acoustic Doppler Profiler) adalah alat ukur arus muka laut berperforma tinggi yang akurat, dapat diandalkan dan mudah untuk digunakan. ADCP menghitung kecepatan 3D dengan kedalaman yang spesifik dari setiap cell  sampai kira-kira 220 m. Design pertama  dari pengukur arus  hanya sebatas untuk mengukur perairan dangkal., the ADP telah mengalami revolusi sejarah dalam pengukuran arus sejak diperkenalkan pada tahun 1984. Software windows  ViewADP dapat melakukan  post-processing program yang membuat  menjadi lebih mudah  dalam tampilan dan mudah untuk menganalisa data.

Prinsip Pengoperasian

SonTek/YSI ADPs tergolong dalam  kumpulan instrument yang dikenal  sebagai akustik dopler current profiler. Lebih dari beberapa decade alat ini telah mengembangkan kemampuan untuk mengukur arus secara lebih detail untuk aplikasi di lapangan. Sejak diperkenalkan pada tahun 1984 sebagai alat pertama pengukuran arus untuk perairan dangkal, ADP telah banyak mengalami kemajuan sebagai alat pengukur arus. Dokumen di bawah ini meliputi pengenalan dasar dari prinsip penggunaan ADCP.

The ADP menghitung kecepatan  dari air dengan menggunakan prinsip fisika yang dikenal disebut perubahan Dopler. Pada bagian ini jika sumber dari suara  bergerak relative  ke receiver frekuensi dari suara di receiver  mengalami perubahan dari frekuensi transmisi.

F_doppler = -2F_source ( V / C )

Dari persamaan ini , V  adalah kecepatan relative diantara sumber dan receiver (i.e.; Gerakan mengindikasikan  perubahan jarak diantara keduanya., C adalah kecepatan dari suara, F_doppler perubahan dari frekuensi receiver di receiver (i.e., the Doppler shift), dan F_sourcefrekuensi dari transmisi suara. Ilustrasi dari operasional dari sistem Doppler monostatis, seperti ADP ( monostastis mengindikasikan fakta bahwa transducer yang sama digunakan sebagai receiver dan transmitteris . Transducer Son Tek SonTek transducers dibangun untuk menghasilkan beam sempit suara, dimana energi utama terkonsentrasi pada sebuah kerucut yang hanya beberapa derajat lebarnya. Setiap transducer menghasilkan pulsa suara yang frekuensinya diketahui. Pada saat suara merambat di air, suara itu memantul ke segala arah oleh partikel-partikel (sedimen, bahan biologis, gelembung).Sebagaimana beberapa bagian memantulkan energi yang merambat kembali sepanjang transducer axis,kearah transducer dimana, perhitungan proses elektronik berubah seiring frekuensi .Pergantian Doppler diukur dari pantulan single transducer , kecepatan diair sepanjang axis pasa beam akustik.  

Speseifiksi ADCP

Over the past decade, current profilers have greatly expanded the ability to make detailed current measurements in challenging field applications. Since its introduction in 1994 as the first profiler designed specifically for shallow water environments, the ADP has revolutionized the current profiler market.

Frequency	3000 kHz	1500 kHz	1000 kHz	500 kHz	250 kHz
Maximum Profiling Range	3m to 6m	15m to 25m	25m to 35m	70m to 100m	120m to 180m
Velocity — up to 100 range cells
Range	±10 m/s
Resolution	0.1 cm/s
Accuracy	±1% of measured velocty, ±0.5 cm/s
Power
Input	12-24 VDC
Typical Continuous Operating Comsumption	2.0 to 3.0 W
Typical Sleep Mode Comsumption	< 1 mW
Battery capacity (alkaline, 3 packs at 5° C)	1800 W·h
Compass/Tilt Sensor
Resolution	0.1°
Accuracy — Heading	±2°
Accuracy — Pitch, Roll	±1°

 Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP)

  

Prinsip kerja ADCP berdasarkan perkiraan kecepatan baik secara horizontal maupun vertikal menggunakan efek Doppler untuk menghitung kecepatan radial relatif, antara instrumen (alat) dan hamburan di laut. Tiga beam akustik yang berbeda arah adalah syarat minimal untuk menghitung tiga komponen kecepatan. Beam ke empat menambah pemborosan energi dan perhitungan yang error. ADCP mentransmisikan ping, dari tiap elemen transducer secara kasar sekali tiap detik. Echo yang tiba kembali ke instrumen tersebut melebihi dari periode tambahan, dengan echo dari perairan dangkal tiba lebih dulu daripada echo yang berasal dari kisaran yang lebih lebar. Profil dasar laut dihasilkan dari kisaran yang didapat. Pada akhirnya, kecepatan relatif, dan parameter lainnya dikumpulkan diatas kapal menggunakan Data Acquisition System (DAS) yang juga secara optional merekam informasi navigasi, yang diproduksi oleh GPS. 

 

ambar 1. ADCP

Prinsip Kerja:

Perhitungan navigasi, menggunakan kalibrasi yang dilakukan sekali secara lengkap.Arus absolut yang melampaui kedalaman atau kedalaman referensi didapatkan dari rata-rata kecepatan relatif kapal. Arus absolut pada setiap kedalaman dapat dibedakan dari data terakhir dari kapal navigasi dan perhitungan relatif ADCP 

Prinsip Perhitungan Gelombang Oleh ADCP.

Gambar 2. Prinsip kerja ADCP

Prinsip dasar perhitungan dari perhitungan arus/gelombang yaitu kecepatan orbit gelombang yang berada dibawah permukaan dapt diukur dari keakuratan ADCP. ADCP  mempunyai dasar yang menjulang,dan mempunyai sensor tekanan untuk mengukur pasang surut dan rata-rata kedalaman laut. Time series dari kecepatan, terakumulasi dan dari time series ini, kecepatan spektral dapat dihitung. Untuk  mendapatkan ketinggian diatas permukaan, kecepatan spektrum dierjemahkan oleh pergeseran permukaan menggunakan kinematika linear gelombang.  Kegunaan ADCP pada berbagai aplikasi :

1.         Perlindungan pesisir dan teknik pantai.

2.         Perancangan pelabuhan dan operasional

3.         Monitoring Lingkungan

4.         Keamanan Perkapalan

ADCP  dapat menghitung secara lengkap, arah frekuensi gelombang spektrum, dan dapat dioperasikan di daerah dangkal dan perairan dalam. Salah satu keuntungan ADCP adalah, tidak seperti directional wave buoy, ADCP dapat dioperasikan dengan resiko yang kecil atau kerusakan. Sebagai tambahan untuk frekuensi gelombang spektal, ADCP juga dapat digunakan untuk menghitung profil kecepatan dan juga level air.

Keuntungan ADCP:

1.       Definisi yang tinggi dari arah arus/gelombang pecah.

2.       Logistik yang sederhana dengan bagian bawah yang menjulang

3.       Kerusakan yang kecil, dan resiko yang kecil.

4.       Kualitas perhitungan permukaan yang tinggi yang berasal dari dasar laut.

ADP/ADCP keistimewaannya meliputi

·                     Dapat bekerja di kapal dengan penentuan posisi yang lengkap termasuk bottom-tracking dan permukaan laut untuk transek dengan menggunakan GPS.

·                      ADCP memberikan sistem real-time untuk pesisir pantai, dan monitoring pelabuhan.

·                     ADCP mudah digunakan untuk mengukur arus

·                     Mempunyai system otomatik yang dilengkapi dengan baterai dan perekam untuk buoy lepas pantai atau bottom-mounting.

Pengenalan dari ADCP

Gambar 3. (a)Standard and Mini ADPs, (b) ADP Depth Cells ViewADP, (c) ViewADP

SonTek/YSI ADP (Acoustic Doppler Profiler) adalah alat ukur arus muka laut berperforma tinggi yang akurat, dapat diandalkan dan mudah untuk digunakan. ADCP menghitung kecepatan 3D dengan kedalaman yang spesifik dari setiap cell  sampai kira-kira 220 m. Design pertama  dari pengukur arus  hanya sebatas untuk mengukur perairan dangkal., the ADP telah mengalami revolusi sejarah dalam pengukuran arus sejak diperkenalkan pada tahun 1984. Software windows  ViewADP dapat melakukan  post-processing program yang membuat  menjadi lebih mudah  dalam tampilan dan mudah untuk menganalisa data.

Prinsip Pengoperasian

SonTek/YSI ADPs tergolong dalam  kumpulan instrument yang dikenal  sebagai akustik dopler current profiler. Lebih dari beberapa decade alat ini telah mengembangkan kemampuan untuk mengukur arus secara lebih detail untuk aplikasi di lapangan. Sejak diperkenalkan pada tahun 1984 sebagai alat pertama pengukuran arus untuk perairan dangkal, ADP telah banyak mengalami kemajuan sebagai alat pengukur arus. Dokumen di bawah ini meliputi pengenalan dasar dari prinsip penggunaan ADCP.

The ADP menghitung kecepatan  dari air dengan menggunakan prinsip fisika yang dikenal disebut perubahan Dopler. Pada bagian ini jika sumber dari suara  bergerak relative  ke receiver frekuensi dari suara di receiver  mengalami perubahan dari frekuensi transmisi.

F_doppler = -2F_source ( V / C )

Dari persamaan ini , V  adalah kecepatan relative diantara sumber dan receiver (i.e.; Gerakan mengindikasikan  perubahan jarak diantara keduanya., C adalah kecepatan dari suara, F_doppler perubahan dari frekuensi receiver di receiver (i.e., the Doppler shift), dan F_sourcefrekuensi dari transmisi suara. Ilustrasi dari operasional dari sistem Doppler monostatis, seperti ADP ( monostastis mengindikasikan fakta bahwa transducer yang sama digunakan sebagai receiver dan transmitteris . Transducer Son Tek SonTek transducers dibangun untuk menghasilkan beam sempit suara, dimana energi utama terkonsentrasi pada sebuah kerucut yang hanya beberapa derajat lebarnya. Setiap transducer menghasilkan pulsa suara yang frekuensinya diketahui. Pada saat suara merambat di air, suara itu memantul ke segala arah oleh partikel-partikel (sedimen, bahan biologis, gelembung).Sebagaimana beberapa bagian memantulkan energi yang merambat kembali sepanjang transducer axis,kearah transducer dimana, perhitungan proses elektronik berubah seiring frekuensi .Pergantian Doppler diukur dari pantulan single transducer , kecepatan diair sepanjang axis pasa beam akustik.  

Speseifiksi ADCP

Over the past decade, current profilers have greatly expanded the ability to make detailed current measurements in challenging field applications. Since its introduction in 1994 as the first profiler designed specifically for shallow water environments, the ADP has revolutionized the current profiler market.

Frequency	3000 kHz	1500 kHz	1000 kHz	500 kHz	250 kHz
Maximum Profiling Range	3m to 6m	15m to 25m	25m to 35m	70m to 100m	120m to 180m
Velocity — up to 100 range cells
Range	±10 m/s
Resolution	0.1 cm/s
Accuracy	±1% of measured velocty, ±0.5 cm/s
Power
Input	12-24 VDC
Typical Continuous Operating Comsumption	2.0 to 3.0 W
Typical Sleep Mode Comsumption	< 1 mW
Battery capacity (alkaline, 3 packs at 5° C)	1800 W·h
Compass/Tilt Sensor
Resolution	0.1°
Accuracy — Heading	±2°
Accuracy — Pitch, Roll	±1°