o - 2 pengaruh karakteristik angin pada perencanaan

8/19/2019 O - 2 Pengaruh Karakteristik Angin Pada Perencanaan

1/10

0

MAKALAHDisampaikan dalam

Seminar Singkat tentang Perencanaan dan SolusiPermasalahan Pelabuhan di Indonesia

Kerjasama

KEMENTERIAN KELAUTAN DAN PERIKANAN

danBPDP-BPPT

Pada tanggal 22 Juni 2011


2/10

1

Pengaruh Karakteristik Angin Pada Perencanaan

Bangunan Pantai

Oleh:

Khusnul Setia Wardani

Perekayasa Pertama

(email: [email protected] , [email protected])

1. Pendahuluan

Angin yaitu udara yang bergerak yang diakibatkan oleh rotasi bumi dan juga

karena adanya perbedaan tekanan udara(tekanan tinggi ke tekanan rendah) di

sekitarnya. Angin merupakan udara yang bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan rendah

atau dari suhu udara yang rendah ke suhu udara yang tinggi.

Kecepatan angin dapat menimbulkan gaya gesek di permukaan laut. Arus yang

ditimbulkan angin disebut drift currents. Jenis arus ini kebanyakan terjadi di sekitar

permukaan perairan pantai. Kecepatan drift current yang paling besar biasanya berada di

perairan selat yang posisinya searah dengan arah angin. Kondisi demikian disebut

sebagai longshore drift currents, yakni arus sejajar pantai yang ditimbulkan karena tiupan

angin (Wibisono, 2005).

Makin besar kecepatan angin akan semakin kuat arus yang ditimbulkan. Tiupan

angin yang menjadi penyebab utama timbulnya arus disebut prevailing wind. Jadi, arus

yang ditimbulkan oleh cuaca atau angin musim juga bisa digolongkan sebagai drift

currents (Wibisono, 2005) .

1.1. Skala Beaufort

"Beaufort wind scale " atau " Beaufort wind force scale " atau yang lebih dikenal

dengan sebutan skala Beaufort adalah sistem menaksir laporan kecepatan kecepatan

angin berdasarkan efek yang di timbulkan dari kecepatan angin (http://meteo-

go.blogspot.com, 2009).

Skala Beaufort diciptakan oleh Sir Francis Beaufort pada tahun 1805.

(http://meteo-go.blogspot.com, 2009).

Beaufort membangun skala berdasarkan pengalaman dan pengamatan diatas

kapal perang dan Beaufort berhasil menciptakan suatu standar. Skala Beaufort

mengalami beberapa kali revisi, tahun 1906 skala beaufort mulai digunakan untuk di

darat. Tahun 1926 skala beaufort di korelasikan dengan kecepatan angin yang

sesungguhnya. Tahun 1946 skala beaufort di tambah skalanya 13-17 skala, tetapi

mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]://en.wikipedia.org/wiki/Francis_Beauforthttp://en.wikipedia.org/wiki/Francis_Beauforthttp://en.wikipedia.org/wiki/Francis_Beaufortmailto:[email protected]


3/10

2

penggunaannya tidak universal karena digunakan hanya untuk digunakan negara-negara

tertentu sebagai indikator kekuatan Badai/Siklon (http://meteo-go.blogspot.com, 2009).

Di kalangan pelaut dikenal nama-nama angin yang diberikan menurut kesan pada

pelayaran, misalnya angin buritan, angin haluan atau angin sakal, dan angin lambung. Angin buritan adalah nama angin yang bertiup dari arah belakang kapal, angin haluan

atau angin sakal bertiup dari depan arah kapal, dan angin lambung bertiup dari arah

samping kapal.(http://atlasnasional.bakosurtanal.go.id, 2008)

Tabel 1.Skala Beaufort (Wibisono, 2005) :

BilanganBeaufort Uraian

Persamaan kecepatan angin padaketinggian standar 10 meter diatas tanah

datar yang terbukaSpesifikasi untuk menaksir kecepatan

angin diatas daratan

Knots Meter Per detik Km Per jam0 Teduh(calm) < 1 0 -0,2 < 1 Calm, asap naik vertical

1 Light air 1 - 3 0,3-1,5 1 – 5 Arah angin dapat dilihat dari condongnya

asap, tapi belum dapat ditentukandengan wind vane

2 Light breez 4 -6 1,6 -3,3 6 -11 Angin terasa pada muka, daunbergoyang, biasanya vane mulai

bergerak

3 Gentlebreezs 7 - 10 3,4 - 5,4 12 – 19 Daun dan ranting kecil bergerak tetap,bendera berkibar ringan

4 Moderatebreez 11 - 16 5,5 - 7,9 20 – 28 Debu dan kertas beterbangan, cabangkecil bergerak

5 Freshbreez 17 - 21 8,0 - 10,7 29 – 38Pohon kecil berdaun berayun, terjadi

puncak gelombang kecil padapermukaan air

6 Strongbreez 22 -27 10,8 - 13,8 39 – 49 Cabang besar bergerak, terdengardesiran kawat telepon atau lainnya,

7 Near gale 28-33 13,9 - 17,1 50 – 61sukar memakai payung Seluruh pohon

bergerak, terasa susah berjalan melawanarah angin

8 Gale 34 - 40 17,2 -20,7 62 – 74 Cabang patah dan lepas dari pohon,biasanya menghalangi gerak maju

9 Strong gale 41 - 47 20,8 - 24,4 75 – 88 Kerusakan ringan pada bagian atasbangunan, atap beterbangan

10 Storm(badai) 48 - 55 24,5 - 28,4 89 – 102 Pohon-pohon terbongkar, terjadikerusakan bangunan

11 Violentstorm 55 - 63 28,5 - 32,6 103 - 117 Kerusakan meluas

12 Hurricane > 63 > 32,6 > 117 Kerusakan hebat

2. Hubungan antara angin dan gelombang di laut

Angin yang berhembus di atas permukaan air akan memindahkan energinya ke

air (Triadmodjo, 1999). Kecepatan angin akan menimbulkan tegangan pada permukaan

laut, sehingga permukaan air yang semula tenang akan terganggu dan timbul riak

gelombang kecil di atas permukaan air. Apabila kecepatan angin bertambah, riak tersebut

menjadi semakin besar, dan apabila angin berhembus terus akhirnya akan terbentuk


4/10

3

gelombang. Semakin lama dan semakin kuat angin berhembus, semakin besar

gelombang yang terbentuk.

Tinggi dan periode gelombang yang dibangkitkan dipengaruhi oleh angin yang

meliputi kecepatan angin U, lama hembus angin D, arah angin, dan fetch F. Fetch adalahdaerah di mana kecepatan dan arah angin adalah konstan. Arah angin masih bisa

dianggap konstan apanila perubahannya tidak melebihi 15 o. Sedangkan kecepatan angin

masih dianggap konstan jika perubahannya tidak lebih dari 5 knot (2.5 m/detik) terhadap

kecepatan rerata. Panjang fetch membatasi waktu yang diperlukan gelombang untuk

terbentuk karena pengaruh angin. Hal ini berpengaruh pada waktu yang diperlukan untuk

mentransfer energi angin ke gelombang.

3. Kegunaan Data Angin dalam perencanaan bangunan pantai

Data gelombang merupakan komponen penting dalam perencanaan bangunan

pantai.Ketersediaan data gelombang baik dari pengukuran langsung maupun data

sekunder lainnya dalam waktu yang lama (misalnya 10 tahun) kadang sulit

diperoleh.Untuk mengatasinya digunakan data angin untuk peramalan gelombang.Data

angin dapat diperoleh melalui Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG).Dari

data angin jam-jaman dapat diketahui karakteristik angin suatu daerah, diantaranya angin

dengan kecepatan tertentu dan durasinya, kecepatan angin maksimum, arah angin, dan

kecepatan angin rerata harian.

4. Pengolahan Data Angin

Data angin yang digunakan untuk peramalan gelombang adalah data di

permukaan laut pada lokasi pembangkitan.

Biasanya data kecepatan angin yang tersedia di BMKG dalam satuan knot.

Data angin bisa diperoleh dalam bentuk jam-jaman, bulanan maupun rerata

tahunan. Makin detail data angin yang tersedia akan semakin baik, tetapi hargadata juga akan semakin mahal.

Pengertian 1 (satu) knot adalah panjang satu menit garis bujur melalui katulistiwa

yang ditempuh dalam satu jam.

1 knot = 1,852 km/jam = 0,514 m/detik

Untuk penyiapan data digunakan program Excel dari Microsoft Office kemudian

dilanjutkan dengan menggunakan software statistik angin tertentu.Software untuk

mengolah data angin yang biasa digunakan antara lain modul WSAV dari CEDAS (Veri-


5/10

4

Tech, Inc), MIKE21, SPSSdan lain-lain. Kebanyakan software tersebut tidak tersedia

dalam versi gratis.Untuk program Windrose dari Enviroware disediakan gratis.

Langkah awal dalam pengolahan data angin adalah mencari kecepatan

maksimum dari data jam-jaman dengan menggunakan program Excel. Kemudianmenyusunnya dalam bentuk tabel yang berisi arah dan kecepatan.Data ini disimpan

dalam format koma (*.csv).

Langkah selanjutnya adalah memasukkan data di atas ke dalam software statistik

angin.Dalam modul ini software yang digunakan adalah program windrose dari

Enviroware.Versi charity software ini dapat diperoleh di internet gratis.

Gambar 1. Program windrose dari Enviroware

Gambar 2. Diagram alir penyiapan data angin


6/10

5

Proses menggambar mawar

angin (wind rose)

Memasukkandata dengan

Menentukan parameter statistikdan mengatur gambar dengan

Menganalisis datadengan menu Analysis

Menampilkan hasilwindrose dengan menu

Menampilkan hasilwindrose dengan menu

Mula

Menampilkanstatistik dataangin denganmenu output

Selesai

Diagram alir berikut memperjelas proses di atas.

Gambar 3. Proses menggambar mawar angin


7/10

6

5. Cara Menganalisis Mawar Angin

Gambar 4. Mawar gelombang dari data angin

Gambar 5. Kecepatan angin pada masing-masing arah


8/10

7

Dalam Gambar 4, garis-garis radial adalah arah angin dan tiap lingkaran menunjukkan

persentase kejadian angin dalam periode waktu pengukuran. Sedangkan Pada Gambar

5, menunjukkan sebaran data kecepatan angin pada masing-masing arah.

Tabel 2. Distribusi data angin berdasarkan arah dan kecepatan

Arah SudutKecepatan

rerataPersentase Jumlah Data

U 0 1.668 3.176 377

TL 45 2.276 8.458 1004

T 90 2.252 23.572 2798

TG 135 1.3 5.341 634

S 180 1.499 5.375 638

BD 225 2.885 18.922 2246

B 270 3.013 21.457 2547

BL 315 1.956 9.124 1083

Berdasarkan mawar angin dan tabel di atas dapat dilihat dengan jelas, bahwa arah angin

dominan pada daerah yang ditinjau adalah dari Timur.Pada arah ini kecepatan rerata

sebesar 2.252 m/detik.Sedangkan dari arah Barat mempunyai kecepatan rerata sebesar

3.013 m/detik. Untuk itu dalam perencanaan bangunan pantai perlu memperhatikan

kedua arah angin tersebut.


9/10

8

Contoh hasil analisis data angin

-------------------------------------------WindRose is copyright Enviroware srl (2005)

http://www.enviroware.com

-------------------------------------------File created on 6/21/2011 1:33:26 AMWind Rose example

Input file: K:\Pelatihan KKP 23 Juni 2011\sample.csv

Total data: 11871Valid data: 11870 (99.99% of total data)

**********************Rose on 08 directions.**********************Dir Angle(deg) Percent01 000.000 3.17602 045.000 8.45803 090.000 23.57204 135.000 5.34105 180.000 5.37506 225.000 18.92207 270.000 21.45708 315.000 9.124

*************************************************************Second variable (wind speed, stability, ...) on 06 intervals.*************************************************************Int. From To Data Percent01 000.000 001.000 1926 16.22602 001.000 002.000 3915 32.98203 002.000 003.000 2500 21.062

04 003.000 005.000 2197 18.50905 005.000 008.000 710 5.98106 008.000 100.000 79 0.666

Input directions rotated of 180 deg.

Calms defined as speed


10/10

9

06 225.000 2246 2.88507 270.000 2547 3.01308 315.000 1083 1.956

6. Kesimpulan

Data angin sangat diperlukan dalam perencanaan bangunan pantai. Berdasarkan

data angin dapat diketahui karakteristik angin yang patut diperhitungkan dalam

perencanaan. Data angin juga berguna untuk meramalkan tinggi dan periode gelombang

yang mungkin terjadi pada daerah yang ditinjau.

7. Daftar Pustaka

http://meteo-go.blogspot.com, 2009

http://atlasnasional.bakosurtanal.go.id, 2008

http://www.enviroware.com

Triatmodjo, Bambang. 1999. Teknik Pantai. Beta Offset. Yogyakarta

Wibisono, M.S. (2005). Pengantar Ilmu Kelautan. Grasindo. Jakarta

o - 2 pengaruh karakteristik angin pada perencanaan

Documents