Hidroakustik
Hidroakustik adalah studi dan aplikasi suara bawah air. Hidroakustik, yang menggunakan teknik sonar, paling sering digunakan untuk memantau sifat fisik dan biologis air.[1]
Hidroakustik dapat digunakan untuk menentukan kedalaman suatu badan air (batimetri) serta keberadaan, kelimpahan, distribusi, ukuran, dan perilaku tumbuhan[2] dan hewan di dalam air. Deteksi akustik bawah air termasuk "akustik pasif" (mendengarkan suara) atau akustik aktif yang menghasilkan nada dan gema. Alat yang digunakan untuk pendeteksi akustik, dalam istilah umum, disebut pemeruman gema (bahasa Inggris: echo sounding).[3]
Ada banyak kemungkinan penyebab kebisingan yang dihasilkan oleh sumber media pengiriman. Kemungkinan kebisingan ini dapat disebabkan oleh tiga kategori yakni baling-baling, permesinan, dan pergerakan lambung kapal yang terkena air. Ketiga kategori yang berbeda ini tidak mutlak dan tergantung, antara lain, pada jenis kapal.[4] Aliran turbulen terpisah yang tidak stabil di permukaan trailing edge menghasilkan fluktuasi tekanan di permukaan dan aliran osilasi yang tidak stabil di dekat wake, yang merupakan salah satu penyebab utama kebisingan hidroakustik dari fully submerged lifting surfaces. Gerakan relatif permukaan membentuk lapisan batas turbulen (TBL) yang mengelilingi permukaan. Pergeseran kecepatan dan medan tekanan dalam TBL ini menyebabkan kebisingan.[5]
Oseanografi akustik
suntingOseanografi akustik adalah penggunaan suara bawah air untuk mempelajari laut, batas-batasnya, dan isinya.
Sejarah
suntingSetelah tenggelamnya RMS Titanic pada tahun 1912, ada minat baru dalam mengembangkan sistem echo ranging. Teorinya mengatakan bahwa dengan mengirimkan gelombang suara ke depan kapal, gema kembali yang memantul dari bagian gunung es yang terendam seharusnya memberikan peringatan dini akan tabrakan. Kedalaman ke dasar laut dapat dihitung dengan mengarahkan jenis gelombang suara yang sama ke bawah.[6]
Harvey C. Hayes, seorang fisikawan di Angkatan Laut Amerika Serikat, menemukan echo sounder laut dalam praktis pertama. Atas penemuan ini untuk pertama kalinya sangat mungkin untuk membuat profil quasi-continuous dari dasar laut di sepanjang jalur kapal . Hayes membuat profil seperti itu pertama kali saat berada di atas USS Stewart, sebuah kapal perusak Angkatan Laut yang berlayar dari Newport ke Gibraltar antara 22 dan 29 Juni 1922. 900 pemeriksaan laut dalam dilakukan minggu itu.[7]
Antara tahun 1925 dan 1927, kapal survei Jerman Meteor menggunakan echo sounder yang ditingkatkan untuk melakukan penyisiran berulang kali melintasi Atlantik Selatan dari khatulistiwa ke Antartika, mengambil suara setiap 5 hingga 20 mil. Upaya mereka menghasilkan penciptaan peta tepat pertama dari Mid-Atlantic Ridge. Ini menunjukkan bahwa Ridge adalah pegunungan berbatu daripada dataran tinggi datar yang dibayangkan beberapa ahli. Sejak itu, baik angkatan laut maupun kapal ilmiah terus-menerus menjaga echo sounder tetap berjalan hampir terus-menerus saat berada di laut.[8]
Orang-orang berikut telah memberikan kontribusi yang signifikan untuk oseanografi akustik:
- Leonid Brekhovskikh
- Walter Munk
- Herman Medwin
- John L. Spiesberger
- C.C. Leroy
- David E. Weston
- D. Van Holliday
- Charles Greenlaw
Peralatan yang digunakan
suntingPenggunaan teknik suara dan sonar yang paling awal dan paling populer untuk mempelajari karakteristik laut adalah penggunaan rainbow echo sounder untuk mengukur kedalaman air. Sampai tahun 1993, sonar adalah perangkat yang digunakan untuk berlayar bermil-mil di bawah pelabuhan Santa Barbara.
Fathometer digunakan untuk mengukur kedalaman air. Ia bekerja dengan mentransmisikan suara secara elektronik dari kapal dan menerima gelombang suara yang memantul dari dasar laut. Bagan kertas bergerak melalui fatometer dan dikalibrasi untuk merekam kedalaman.
Seiring kemajuan teknologi, perkembangan sonar resolusi tinggi pada paruh kedua abad ke-20 telah memungkinkan tidak hanya untuk mendeteksi objek di dalam air, tetapi juga untuk mengklasifikasikan dan bahkan mencitrakannya. Saat ini, kapal dan kapal selam robot menggunakan kendaraan yang dioperasikan dari jarak jauh (ROV), sehingga sensor elektronik terpasang pada ROV. Perangkat ini dilengkapi dengan kamera yang memberikan gambar akurat. Ahli kelautan bisa mendapatkan kualitas gambar yang tajam dan akurat. "Gambar" juga dapat dikirim dari sonar dengan memantulkan suara di lingkungan laut. Gelombang suara sering dipantulkan oleh hewan dan memberikan informasi yang dapat didokumentasikan dalam studi perilaku hewan yang lebih dalam.[9][10]
Penerapan
suntingAplikasi oseanografi akustik meliputi:
- Survei populasi ikan
- Klasifikasi jenis ikan dan biota lainnya
- Pengukuran curah hujan
- Pengukuran kecepatan angin
- Pengukuran kedalaman air
- Klasifikasi dasar laut
- Tomografi akustik laut
- Termometri global
- Pemantauan pertukaran gas laut-atmosfer
- Sistem Sensor Array Derek Pengawasan
- Akustik Perikanan
- Profiler arus Doppler akustik untuk pengukuran kecepatan air
- Kamera akustik
- Pemantauan akustik pasif
Perangkat lunak
suntingKomputasi waktu nyata:
- PDS-2000 oleh Reson Inc.
- SIS (Seabed Information System) oleh Kongsberg Maritime
- HYPACK oleh HYPACK
- HYSWEEP MAX oleh HYPACK
- QINS oleh QPS
Pengolahan pasca:
- CARIS HIPS (Kongsberg Maritime)
- Neptune (Kongsberg Maritime)
- HYSWEEP (HYPACK)
- MBE (HYPACK)
Lihat pula
suntingReferensi
sunting- ^ Dziak, Robert; Nieukirk, Sharon (2001). "Hydroacoustics". NOAA Ocean Exploration. Diakses tanggal 2022-13-06.
- ^ "Wayback Machine". web.archive.org. 2012-02-19. Archived from the original on 2012-02-19. Diakses tanggal 2022-06-08.
- ^ Lin, Tzu-Hao; Tomonari, Akamatsu; Yu, Tsao (18 Februari 2021). "Sensing ecosystem dynamics via audio source separation: A case study of marine soundscapes off northeastern Taiwan". PLoS Computational Biology. 17 (2): e1008698. doi:10.1371/journal.pcbi.1008698.
- ^ Leaper, Russell; Renilson, Martin; Ryan, Conor (2014-04-01). "Reducing underwater noise from large commercial ships: Current status and future directions". Journal of Ocean Technology. 9: 65–83.
- ^ Bourgoyne, Dwayne; Ceccio, Steve; Dowling, David; Brewer, Wes; Jessup, S; Park, J; Pankajakshan, R (2001). "Hydrofoil Turbulent Boundary Layer Separation at High Reynolds Numbers". Twenty-Third Symposium on Naval Hydrodynamics.
- ^ Garrison, Tom (2012). Essentials of Oceanography (edisi ke-6th ed). Pacific Grove, CA: Brooks Cole. hlm. 79. ISBN 9780840061553.
- ^ Kunzig, Robert (2000). Mapping the Deep: The Extraordinary Story of Ocean Science. New York: W. W. Norton Company. hlm. 40-41. ISBN 9780393320633.
- ^ Stewart, Robert (2009). Introduction to Physical Oceanography. Florida: Orange Grove Texts Plus. hlm. 28. ISBN 9781616100452.
- ^ "Tools of the Oceanographer". www.marinebio.net. Diakses tanggal 2022-06-08.
- ^ "Technology used - Life in the oceans | National Oceanography Centre | from coast to deep ocean". web.archive.org. 2015-01-21. Archived from the original on 2015-01-21. Diakses tanggal 2022-06-08.