Minggu, 18 November 2018

Jurnal Karakteristik akustik pengeboman ikan: potensi untuk mengembangkan detektor ledakan otomatis


1. Pendahuluan
Secara luas diakui bahwa praktik penangkapan ikan yang merusak adalah salah satu ancaman paling serius dan segera terhadap terumbu karang di Asia Tenggara. Peledakan ikan (juga dikenal sebagai pemboman ikan atau dinamit) telah dilaporkan dari hampir semua negara di kawasan ini (McAllister, 1988; Lemay et al., 1991; Gomez et al., 1994; Hair, 1994; Huber, 1994; ICRI, 1995; Pet-Soede dan Erdmann, 1998a, b; Oakley et al., 1999) serta dari Afrika Timur (Makoloweka, 1998). Peledakan ikan dengan intensitas tinggi sangat merusak karena mengubah karang dari struktur yang produktif dan padat ke daerah reruntuhan yang membutuhkan waktu bertahun-tahun untuk pulih, atau menginduksi pergeseran fase ekologis yang mencegah karang dari kolonisasi ulang pada kondisi terburuk.
Meskipun dampak dari ikan peledakan pada keberlanjutan dari ikan karang, tidak ada data kuantitatif yang tersedia pada distribusi frekuensi atau geografis dari peledakan ikan. Kurangnya data ini dilihat sebagai kendala utama bagi manajemen masalah baik pada lokal maupun lokal tingkat regional. Tujuan jangka panjang dari pekerjaan ini adalah untuk mengembangkan alat untuk mendeteksi dan menemukan kejadian ledakan di area yang dapat diukur. Dari data tersebut frekuensi dan distribusi peledakan atas berbagai geografis skala dapat ditentukan.
Meskipun sinyal akustik dari ledakan bawah air dapat dideteksi pada rentang yang cukup besar, secara andal membedakan sinyal semburan lemah dari kebisingan latar belakang menimbulkan tantangan teknis yang signifikan. Tujuan dari investigasi ini adalah untuk mengkarakterisasi sinyal akustik dari ledakan dan sumber kebisingan latar belakang untuk mengaktifkan algoritma deteksi yang sesuai untuk dikembangkan.

2. Metode dan bahan
Sinyal akustik dari peristiwa ledakan di perairan dangkal dipersulit oleh refleksi dari permukaan air dan dasar laut. Selain itu, ada banyak variasi dalam konstruksi dan komposisi kimia dari muatan yang digunakan. Meskipun ledakan bawah air telah dipelajari selama lebih dari lima puluh tahun, biasanya gelombang kejut telah dihasilkan menggunakan muatan standar di air dalam (Chapman, 1985). Sepengetahuan kami, tidak ada karya yang dipublikasikan pada sinyal akustik dari bom ikan di perairan dangkal.
Untuk penelitian ini, sangat penting untuk meledakkan muatan di bawah kondisi yang terkendali di lapangan untuk mengkarakterisasi sinyal ledakan mereka. Variabel yang dikontrol adalah jarak dari bom ke detektor, kedalaman muatan dan pendeteksi, dan massa muatan. Bom ikan standar dibuat dan diledakkan menggunakan metode tradisional dan untuk meminimalkan dampak terhadap terumbu dan ikan, ledakan dipicu dalam air 20-30 m di dalam area berpasir.

2.1 Biaya
Pupuk amonium nitrat dipasok dalam bentuk butiran yang dicampur dengan kerosin (bahan bakar minyak). Blastfermermen menggunakan resep terkenal untuk mencampur bahan bakar minyak dengan pupuk untuk menghasilkan ammonium nitrat / bahan bakar minyak (ANFO) eksplosif. Resep ini menggabungkan rasio pencampuran optimum dari 94% amonium nitrat dan 6% bahan bakar minyak (dengan massa) yang memastikan oksidasi penuh dari bahan bakar minyak dan energi ledakan maksimum (Koohler dan Meyer, 1993). Sebuah muatan kecil khas daerah terdiri dari botol kaca (sering kapasitas 625 ml) diisi dengan muatan 500 g. Ujung botol yang terbuka disegel dengan steker busa plastik dengan potongan celah ke dalamnya untuk memungkinkan detonator ledakan tinggi untuk dimasukkan ke dalam muatan. Detonator ini terdiri dari silinder aluminium kosong dan berongga dengan satu ujung terbuka, berdiameter sekitar 3 mm dan panjang 30 mm. Ujung tertutup silinder berisi muatan detonator ledak tinggi sepanjang sekitar sepertiga panjangnya. Detonator tersedia secara luas di Asia Tenggara dan merupakan bagian penting dari total biaya sebuah bom ikan. Salah satu ujung panjang kabel sekering dimasukkan ke ujung terbuka detonator dan di ujung yang lain, dua pertandingan keselamatan terikat dengan benang untuk bertindak sebagai sumber pengapian. Sebuah film plastik bening tertutup rapat di atas kepala korek api dan diikat sebagai pengolah air. Panjang sekering bervariasi dan memungkinkan ikan untuk mengendalikan waktu detonasi, dan karena itu kedalamannya diberikan tingkat tenggelam yang konstan. Dengan melampirkan batang atau batu besi ke muatan, tingkat tenggelamnya dapat ditingkatkan.

2.2. Deteksi sinyal
Parameter yang diidentifikasi sebagai pengaruh energi yang diterima oleh sensor adalah e fi siensi pencampuran bahan muatan, orientasi, kedalaman muatan dan keberadaan pulau. Biaya yang digunakan dalam penelitian ini diketahui telah diproduksi dalam satu batch, yang mengurangi variabilitas yang diharapkan dalam komposisi eksplosif. Karena botol tidak simetris, kemungkinan mereka berperilaku sebagai muatan berbentuk, menghasilkan gelombang kejut yang asimetris. Namun, mengendalikan orientasi muatan sampai detonasi akan sulit dan tidak dicoba. Kedalaman di mana ledakan terjadi dikendalikan dengan memasang garis dan mengapung ke muatan. Kedalaman target bervariasi antara 7 dan 12 m. Uji coba dilakukan dengan dan tanpa penghalang tanah antara detektor dan ledakan. Investigasi membutuhkan penggunaan dua kapal survei, satu membawa peralatan pendeteksi, yang lain mengarahkan waktu dan lokasi ledakan. Setiap perahu dilengkapi dengan unit GPS genggam untuk mengukur jarak dari ledakan ke detektor. Sejumlah uji coba menyelidiki pengaruh jarak (yang berkisar antara 150 hingga 12 km) pada sinyal ledakan. Ketidakpastian pengukuran posisi dari GPS sekitar 15 m.
Percobaan lebih lanjut dibuat merekam sinyal ledakan pada dua detektor yang sama untuk mengeksplorasi efek kedalaman detektor dan jarak ke ledakan pada waktu tunda antara sinyal. Detektor dipasang pada rig yang terdiri dari bagian atas yang didukung di permukaan laut oleh flats dan kerangka tertimbang yang terendam. Orientasi rig dikontrol secara manual sehingga satu detektor adalah 1 m lebih dekat ke ledakan. Kedalaman air di lokasi deteksi adalah 9 m di atas terumbu yang landai sehingga refleksi diharapkan memperumit bentuk sinyal. Suara latar belakang dari dua sumber juga diselidiki. Ini adalah udang gertakan (Alphaeidae) dan mesin tempel dan bunyi baling-baling. Sinyal tekanan dicatat menggunakan satu atau dua Bruuel dan Kjaer Type 8103 respons frekuensi tinggi hydrophones dengan penguat pengkondisi Nexus. Hidrofon ini cocok untuk merekam sinyal dari ledakan bawah air. Keuntungan dari penguat ini dapat disesuaikan dari 10 lVPa1 selama rentang 15 dekade dengan 2 nilai preset per dekade. 
Sinyal digital (dengan resolusi 12 bit) pada tingkat 100 atau 200 kHz menggunakan kartu akuisisi data Instrumen Nasional (DAQCard – AI – 16E – 4) dan komputer laptop. Sinyal digital dialirkan ke hard disk 18 GB dan kemudian dianalisis menggunakan sistem yang dikembangkan dengan perangkat lunak Labview (disediakan oleh National Instruments). Sinyal juga direkam pada osiloskop penyimpanan dengan resolusi 8-bit (tipe model THS720P yang diproduksi oleh Tektronix) pada tingkat akuisisi data antara 500 kHz hingga 1,25 MHz. Satu jam merekam satu hydrophone pada tingkat sampling 200 kHz atau dua hydrophones pada 100 kHz menghasilkan 1,4 GB data. Sinyal ledakan secara kasar terletak di dalam file-file besar ini dengan menggunakan waktu login dari peristiwa yang dicatat oleh pengamat. Untuk secara tepat menemukan sinyal dalam file diperlukan pencarian untuk nilai tekanan di atas tingkat ambang tertentu. Peristiwa lain ditemukan dalam file ini dengan teknik serupa; waktu pencocokan file dengan catatan tertulis yang dihasilkan oleh pengamat yang dilengkapi dengan headphone, dan melakukan pencarian untuk nilai tekanan di atas tingkat ambang yang dipilih.

3. Hasil
3.1. Variabilitas sinyal ledakan
Tekanan puncak gelombang kejut sangat dapat direproduksi dengan biaya yang dikontrol secara hati-hati (Chapman, 1985). Namun, standar deviasi tekanan kejut puncak untuk muatan buatan sendiri yang digunakan dalam penelitian ini adalah 20% dari tekanan puncak maksimum rata-rata. Gambar. 1 menunjukkan tekanan puncak delapan ledakan berulang yang direkam pada jarak 390 m. Resolusi rendah dalam digitalisasi dalam percobaan ini berkontribusi pada kesalahan besar. Namun variabilitas serupa dalam tekanan puncak diamati pada semua rentang di mana front shock berbeda. Perbedaan dalam pencampuran bahan muatan dan biaya asimetri adalah sumber yang paling mungkin dari variabilitas ini.

3.2. Tekanan puncak shock front vs jarak
Kurang dari 2 km dari ledakan, gelombang kejut terdefinisi dengan jelas diamati, sinyal menunjukkan karakteristik, tepi depan yang hampir vertikal (Gbr. 2). Pada jarak lebih dari 2 km, tepi depan yang curam akan meluruh dengan cepat dan pada jarak 3 km, bagian depan shock kecil atau tidak ada. Pada jarak yang lebih besar, puncak tekanan maksimum sering terjadi di bagian utama sinyal daripada di depan (mis. Gambar 3 dan 6).
3.3. Refleksi permukaan
G.H. Woodman dkk. / Marine Pollution Bulletin 46 (2003) 99–106 101 Refleksi dari permukaan air-air tiba segera setelah pulsa yang diperbanyak secara langsung menyulitkan sinyal.
Gbr. 1. Tekanan puncak ledakan berulang sekitar 390 m jarak.

Gbr. 2. Ledakan sinyal pada 250 m.


Gambar. 3. Sinyal ledakan pada 3000 m.


Refleksi ini membalikkan sinyal tekanan (Medwin dan Clay, 1998) yang mengarah ke negatif yang signifikan tekanan. Tekanan negatif besar yang dihasilkan oleh refleksi permukaan dekat dengan ledakan kemungkinan besar menjadi penyebab utama mortalitas ikan karena mereka menghasilkan rongga gas yang pecah seperti kandung kemih (Lewis, 1996).
Pada jarak dekat, refleksi dapat dengan mudah dibedakan dari sinyal yang disebarkan langsung karena keduanya mempertahankan tepi tajamnya. Pada Gambar. 2, ujung terbalik dari sinyal yang direfleksikan permukaan terdeteksi 200 ls setelah sinyal yang disebarluaskan secara langsung. Tekanan negatif yang dihasilkan dalam kasus ini adalah sekitar 700 mbar. Pada jarak yang lebih jauh, tepi depan kedua sinyal kurang jelas dan mulai menyatu. Selain itu waktu tunda antara sinyal langsung dan sinyal yang direfleksikan berkurang.
Hal ini ditunjukkan dalam detail dari ujung depan sinyal pada jarak 2,6 km pada Gambar. 4. Dalam hal ini waktu tunda hanya sekitar 80 ls. Pada rentang antara, sinyal yang direfleksikan menghabiskan lebih banyak waktu di lapisan air permukaan yang lebih hangat, dan karena air yang lebih hangat mentransmisikan energi akustik pada kecepatan yang lebih besar daripada air yang lebih dingin, pantulannya menangkap dengan sinyal yang diperbanyak secara langsung. Kedekatan refleksi permukaan dengan sinyal langsung adalah faktor dalam peluruhan cepat dari shock front di luar jarak 2 km. 

Gambar. 4. Sinyal ledakan pada 2600 m.
karena dua sinyal secara destruktif saling mengganggu. Bentuk sinyal untuk ledakan pada jarak jauh sangat kompleks karena gangguan dari beberapa refleksi dari batas air-air dan sedimen air batas.

3.4. Gelombang kejut
Faktor lain yang mengubah bentuk sinyal yang jauh muncul ketika tekanan di bagian depan gelombang cukup rendah sehingga proses yang mempertahankan guncangan depan tidak lagi efektif. Ini adalah konsekuensi dari perkembangan alami gelombang kejut dari rejim kejut yang kuat, hingga syok yang lemah dan pembusukan menjadi suara. Tekanan puncak tertinggi yang tercatat dalam penelitian ini adalah 1,6 bar; Tekanan puncak dari kejutan yang kuat biasanya ribuan bar, oleh karena itu semua sinyal yang tercatat dalam penelitian ini diklasifikasikan dalam rezim kejut yang lemah (Medwin and Clay, 1998).

3.5. Sinyal darihidrofon pada kedalaman yang sama
Dua hydrophones pada kedalaman yang sama merekam sinyal yang sangat mirip. Jika salah satu detektor lebih dekat dengan ledakan, maka sinyalnya membawa yang satu dari hidrofon lainnya. Contoh ditunjukkan pada Gambar. 5 yang menunjukkan sinyal ledakan pada kisaran 12 km yang direkam oleh 2 hydrophones, salah satunya terletak 1 m lebih dekat ke ledakan. Bentuk sinyal dari kejadian yang sama yang direkam dari hidrofon yang ditempatkan pada kedalaman yang berbeda sangat berbeda, menyoroti ketergantungan yang kuat dari refleksi permukaan pada kedalaman detektor.

Gambar. 5. Sinyal pada 2 hydrophones pada kedalaman yang sama, 12 km dari ledakan.

3.6. Sinyal pada jarak jauh
Gambar. 6 menunjukkan 20 ms pertama dari sinyal ledakan yang berbeda pada kisaran 12 km. Tekanan maksimum sinyal terletak lama setelah kedatangan leading edge dibandingkan dengan ledakan yang direkam pada jarak pendek. Lamanya sinyal dari ledakan jauh jauh lebih besar daripada yang dihasilkan oleh ledakan pada jarak dekat. Fitur-fitur ini juga terlihat pada Gambar. 5.

3.7. Udang alfabet
Udang alfabet (udang gertakan) menghasilkan gerakan air yang kecil tetapi keras yang mengeluarkan air di sekitarnya untuk menghasilkan gelombang kejut dengan tekanan puncak hingga 10 mbar (Gbr. 7) pada jarak beberapa meter (Versluis et al., 2000). Bentuk bagian terkemuka dari sinyal udang yang tercatat dalam penelitian ini mirip dengan yang dicatat oleh Versluis et al. namun mereka menemukan di bagian selanjutnya sebagai Versluis et al. tercatat

Gambar. 6. Sinyal ledakan pada 12.000 m.


Gbr. 7. Sinyal udang di dekatnya.
pantulan dari dinding akuarium. Ada banyak sinyal udang Alpheid yang tercatat yang memiliki tekanan puncak lebih besar dari ledakan dari muatan ANFO pada 12 km. Namun, denyut nadi adalah durasi yang jauh lebih pendek daripada dari ledakan dan ini dapat digunakan untuk membedakan sinyal (bandingkan Gambar 6 dan 7).

3.8. Kebisingan mesin
Twin 130 tenaga kuda mesin tempel dengan kekuatan penuh (sekitar 5500 putaran per menit) pada kisaran 15 m menghasilkan sinyal biasa dengan tekanan puncak sekitar 0,5 mbar, urutan besarnya lebih kecil dari ledakan pada 12 km. Gambar 8 menunjukkan tekanan maksimum sinyal ledakan vs jarak dan juga menunjukkan tekanan puncak dari kebisingan mesin untuk perbandingan.

3.9. Hambatan lahan
G.H. Woodman dkk. / Buletin Pencemaran Laut 46 (2003) 99–106 103. Pulau-pulau merupakan penghalang efektif untuk suara bawah air. Dua ledakan pada jarak 2 km, dengan hydrophone dikaburkan oleh sebuah pulau dalam satu kasus dan tanjung di sisi lainnya, tidak menghasilkan sinyal yang dapat dideteksi, menunjukkan bias yang dapat diabaikan atau refleksi dari garis pantai (Gbr. 9).

Gambar. 8. Grafik tekanan sinyal maksimum vs jarak.

Gambar. 9. Geometri percobaan untuk mendeteksi refleksi dan refraksi.

Karena kekuatan refleksi tergantung pada bentuk dan orientasi permukaan yang mencerminkan, hasil ini hanya bisa dianggap sebagai indikasi bahwa garis pantai biasanya sinyal sangat menghamburkan. Karena kekuatan refleksi bergantung pada bentuk dan orientasi permukaan yang mencerminkan, hasil ini hanya dapat dianggap sebagai indikasi bahwa garis pantai biasanya sangat menghilangkan sinyal.

4. Diskusi atau Pembahasan
4.1. Membedakan peristiwa ledakan dari kebisingan latar belakang 
Detektor ledakan otomatis harus dapat membedakan peristiwa ledakan dari suara latar belakang lain dengan andal. Daya pemrosesan yang tersedia untuk sistem tersebut bervariasi dari satu desain ke desain lainnya, namun setiap desain harus menggabungkan suatu algoritma untuk menyaring sinyal ledakan dari suara latar belakang. Oleh karena itu penting untuk melihat sinyal ledakan dan memilih fitur karakteristik yang dapat digunakan untuk membedakannya dari suara lain. Ledakan bawah laut melepaskan sejumlah besar energi dalam waktu yang singkat sehingga mereka menghasilkan gelombang kejut.
Ledakan bawah laut melepaskan sejumlah besar energi dalam waktu singkat sehingga menghasilkan gelombang kejut. Sinyal gelombang kejut dicirikan oleh tekanan suara yang naik hampir seketika ke nilai puncak yang besar dan kemudian jatuh lebih lambat (Cole, 1948). Peningkatan tekanan yang mendadak disebut sebagai shock front. Sebaliknya, tekanan pada suara bawah laut lainnya naik jauh lebih lambat. Pada jarak dekat (<2 km dalam penelitian ini), kombinasi tekanan shock depan dan tekanan puncak tinggi memungkinkan ledakan didiskriminasikan dengan mudah dari suara lain. Misalnya, puncak sinyal dari ledakan pada 250 m adalah perubahan tekanan setengah atmosfer yang terjadi dalam waktu kurang dari 5 ls. Tekanan puncak dari apa yang dianggap sebagai suara keras di telinga manusia kira-kira seribu kali lebih kecil.
Namun, di sekitar 2 km, tampak bahwa peluruhan bagian depan peluruhan jauh lebih cepat daripada yang diperkirakan oleh teori skala gelombang kejut (Medwin dan Clay, 1998), sebagaimana dibuktikan oleh kurangnya tepi vertikal pada sinyal pada jarak 2600 dan 3000 m (Gambar 3 dan 4). Fitur lain dari ledakan pada jarak lebih besar dari sekitar 2 km adalah bahwa puncak tekanan maksimum tidak lagi terjadi pada awal sinyal. Efek ini cenderung terkait dengan refleksi permukaan dan peluruhan gelombang kejut. Pengesahan ini adalah bahwa detektor ledakan yang dirancang untuk bekerja pada rentang besar tidak dapat bergantung pada sifat khas dari gelombang kejut sebagai lawan dari gelombang suara.
Lebih dari kisaran hingga 12 km, tekanan maksimum dari sinyal ledakan jatuh berbanding terbalik dengan jarak, seperti ditunjukkan pada Gambar. 8. Tekanan maksimum dari ledakan pada jarak lebih dari 10 km secara signifikan dibandingkan dengan kebanyakan sumber kebisingan latar belakang dan juga dapat memberikan indikasi yang dapat diandalkan dari suatu peristiwa. Misalnya, ekstrapolasi dari grafik pada Gambar. 7 menunjukkan bahwa ledakan pada 100 km akan menghasilkan tekanan puncak yang lebih tinggi daripada suara mesin pada 15 m. Namun, ketika menggunakan tekanan puncak sebagai satu-satunya pembeda, udang Alpheid di dekatnya menyebabkan masalah karena mereka dapat menghasilkan tekanan puncak yang tinggi. Di situs karang, sinyal dari udang Alpheid lebih besar dari 0,5 mbar terdeteksi pada tingkat lebih dari 800 h-1.
Untungnya, ada fitur lain dari sinyal ledakan yang membantu membedakannya dari suara latar belakang. Sinyal dari udang Alpheid, meskipun tekanan puncaknya tinggi, memiliki durasi yang pendek. Karena itu mengandung sedikit energi dibandingkan dengan sinyal ledakan jauh, yang memiliki durasi fraksi yang baik dari kedua. (Energi pulsa dapat ditentukan oleh integrasi tekanan kuadrat.) Di sisi lain, sinyal dari mesin tempel memiliki durasi yang sangat panjang dibandingkan dengan peristiwa ledakan dan karena itu membawa energi yang signifikan selama waktu penuh mereka terdeteksi. Namun frekuensi suara relatif rendah dibandingkan dengan peristiwa ledakan, dan sekali lagi dimungkinkan untuk membedakan sinyal dari sumber yang berbeda dengan beberapa kepercayaan.
Suara latar belakang yang tidak diselidiki di sini juga dapat menyebabkan masalah. Sinyal dengan energi yang signifikan dihasilkan ketika hydrophone terkena dampak fisik, yang dapat disebabkan oleh penggembalaan ikan misalnya. Oleh karena itu, hydrophones dalam setiap detektor otomatis harus dilindungi dari kontak langsung, dan tingkat perlindungan harus dinilai dan dipantau secara berkala. Direkomendasikan bahwa pengembangan detektor otomatis di masa depan harus mengukur frekuensi kejadian ledakan positif palsu menggunakan berbagai diskriminator. Namun data yang dikumpulkan dalam penelitian ini menunjukkan bahwa ada potensi yang baik untuk pengembangan algoritma yang tepat untuk membedakan peristiwa ledakan dari kebisingan latar belakang langsung pada kisaran 12 km dan mungkin di luar 30 km. Dengan jaringan hydrophones untuk penentuan arah seperti yang dibahas di bawah ini, kekuatan untuk menolak sinyal positif palsu dari gangguan lokal meningkat sangat besar.

4.2. Penentuan arah ledakan
Sistem deteksi yang dapat menemukan posisi ledakan akan memiliki utilitas tambahan. Berbagai detektor yang mampu menunjukkan dengan tepat peristiwa ledakan pada jarak jauh akan mampu memantau wilayah laut yang luas. Sistem seperti itu akan dapat menentukan distribusi temporal dan spasial ikan peledakan di daerah yang dikenal. Hal ini juga akan memungkinkan efektivitas manajemen masyarakat dan penegakan perikanan lokal dengan mengukur perubahan frekuensi ledakan di daerah tersebut ketika sumber daya dikerahkan. Ada sejumlah kemungkinan konfigurasi dari berbagai detektor yang memungkinkan penentuan lokasi peristiwa ledakan. Dua pendekatan dibahas di bawah ini.


Gambar. 10. Pendekatan 1.
4.2.1. Pendekatan 1: perbedaan waktu kedatangan sinyal di detektor individu yang berjarak luas
Saat-saat kedatangan sinyal ledakan di tiga secara luas stasiun spasi dicatat (t1, t2, dan t3 pada Gambar. 10). Hal ini kemudian layak untuk menentukan asal sinyal menggunakan geometri koordinat.

4.2.2. Pendekatan 2: arah sinyal insiden secara luas array array detektor
Setiap stasiun deteksi terdiri dari array detektor berjarak dekat (seperti yang ditunjukkan pada detail Gambar. 11). Gelombang ledakan tiba di tiga detektor dari satu stasiun pada waktu yang sedikit berbeda (t1, t2 dan t pada Gambar. 11), dan dari perbedaan waktu yang terukur adalah mungkin untuk secara unik menentukan arah perjalanan dari gelombang ledakan. Untuk menentukan sumber sinyal ledakan membutuhkan minimal dua stasiun deteksi untuk triangulasi. Meskipun Pendekatan 1 membutuhkan detektor yang lebih sedikit di setiap stasiun dan dengan demikian lebih sederhana, persyaratan untuk sinkronisasi antara rangkaian waktu di stasiun yang berbeda menimbulkan kendala teknis yang berat. Jam elektronik terisolasi berjalan pada pasokan listrik independen mau tidak mau harus saling menghormati satu sama lain. Sebuah drift relatif 1 detik antara dua jam elektronik bisa menghasilkan kesalahan di lokasi prediksi dari peristiwa ledakan sekitar 1,5 km. Sinkronisasi jam di stasiun deteksi menggunakan telemetri akan secara signifikan meningkatkan akurasi tetapi memperkenalkan komplikasi dan biaya tambahan.


Gambar. 11. Pendekatan 2.

Kebutuhan untuk sinkronisasi sirkuit waktu sangat dikurangi oleh desain dalam Pendekatan 2. Waktu kedatangan sinyal pada tiga detektor di setiap substasiun dicatat oleh rangkaian waktu yang sama, dan sehingga perbedaan waktu antara detektor tidak sensitif terhadap drift dari jam elektronik. Dengan frekuensi peledakan satu per menit atau kurang, jam pada stasiun yang berbeda akan tetap memungkinkan identifikasi peristiwa ledakan yang unik jika mereka keluar beberapa detik dengan satu sama lain.
Namun desain dalam Pendekatan 2 menerapkan persyaratan yang ketat pada penentuan waktu kedatangan pada tiga detektor berjarak dekat di setiap stasiun. Dengan pemisahan detektor 1 m, waktu maksimum perbedaan kedatangan sinyal ledakan antara dua detektor mendekati 650 ls. Jika kesalahan dalam menentukan arah ledakan adalah kurang dari 1%, ini membutuhkan penentuan perbedaan waktu dalam sekitar 10 ls. Pada pandangan pertama ini akan tampak sulit mengingat kompleksitas sinyal yang direkam (terutama pada jarak lebih dari 2 km di mana bagian depan shock tidak ada). Namun, Gambar. 5 menunjukkan bahwa sinyal dari dua detektor terpisah pada kedalaman yang sama adalah serupa meskipun mereka berbeda secara nyata ketika direkam pada kedalaman yang dipisahkan oleh beberapa meter. Pada prinsipnya perbedaan waktu dapat secara akurat ditentukan oleh salib yang menghubungkan kedua sinyal tersebut. Puncak yang jelas dalam grafik korelasi silang pada perbedaan waktu yang diharapkan diamati dengan data yang dicatat selama penelitian ini.

4.3. Tujuan dan pengujian deteksi otomatis sistem
Sejumlah sistem deteksi otomatis dapat dibayangkan. Yang paling sederhana adalah perangkat yang murah, portabel dan kuat yang cocok untuk memantau peledakan di lokasi terpencil. Perangkat semacam itu hanya bisa memantau frekuensi kejadian ledakan tanpa menentukan lokasinya. Ini bisa menjadi baterai bertenaga, dikerahkan di bawah air dan kiri mengumpulkan data secara pasif untuk pengambilan dan analisis selanjutnya. Sistem yang lebih canggih akan terdiri dari jaringan stasiun deteksi semi permanen yang mampu menentukan frekuensi dan lokasi ledakan dan menyediakan kemampuan untuk mengingatkan petugas penegak fi rer untuk mendeteksi sinyal ledakan.
Namun ada sejumlah langkah dalam proses pengembangan sebelum perangkat tersebut dapat diproduksi. Untuk memiliki kepercayaan dalam sistem deteksi otomatis, itu harus dapat diandalkan mendeteksi peristiwa ledakan dan mengurangi jumlah positif palsu ke tingkat yang dapat diterima. Satu-satunya cara yang efektif untuk menguji sistem semacam ini adalah dengan menguji coba prototipe untuk serangkaian peristiwa ledakan yang signifikan secara statistik melalui berbagai kondisi latar belakang. Karena tidak mungkin untuk menguji perangkat seperti itu dalam keadaan terkontrol yang digunakan dalam penelitian ini, maka harus diuji di lapangan untuk jangka waktu yang lama di daerah di mana peledakan terjadi secara teratur. Kesulitan di sini adalah bahwa tanpa sistem deteksi yang ada, tidak mungkin mengukur keberhasilan sistem deteksi bom prototipe di tempat pertama sebagai lokasi pemboman dan frekuensi tidak diketahui. Solusi untuk masalah ini adalah pertama-tama membuat sistem pendeteksian yang sensitif dan kuat yang terdiri dari jaringan hidrofon. Sistem semacam itu akan dirancang secara hati-hati untuk mengurangi sinyal positif yang salah hingga tingkat yang dapat diabaikan, dan sistem ini kemudian akan memberikan patokan untuk mengukur sistem lain yang kurang kuat. Hal ini juga mudah untuk mengurangi kemungkinan kehilangan peristiwa ledakan ke tingkat yang sangat rendah, karena penelitian ini telah membuktikan bahwa ledakan dapat dengan mudah dideteksi pada jarak setidaknya 12 km di perairan terbuka. Tentu saja beberapa area di zona yang akan dipantau akan berada dalam bayang-bayang penghalang. Namun total area blind spot ini dapat dikurangi hingga tingkat yang dapat diterima dengan lebih banyak stasiun deteksi.
Stasiun deteksi akan memerlukan daya komputasi dan sistem penyimpanan dan karena itu akses mudah ke daya listrik, perlindungan dari elemen dan keamanan terhadap pencurian. Struktur laut seperti rig minyak dan mercusuar adalah kandidat yang mungkin untuk menemukan stasiun deteksi. Setiap stasiun akan menggunakan teknologi yang serupa dengan yang digunakan dalam uji coba ini untuk terus memantau peristiwa ledakan. Analisis rekaman file data dan pengecekan silang konsistensi data antara sejumlah detektor akan cukup untuk memungkinkan penolakan sinyal positif palsu. Kejadian non-ledakan lokal seperti suara gelombang permukaan laut atau kontak fisik hidrofon akan mudah diidentifikasi. Setelah sistem pemantauan jangka panjang beroperasi dan dapat diandalkan menemukan peristiwa ledakan yang terjadi di suatu daerah, akan mungkin untuk menguji sejumlah perangkat yang lebih sederhana yang lebih kecil. Data yang disediakan oleh detektor otomatis yang diuji dapat berkorelasi erat dengan kumpulan data yang dapat diandalkan dari sistem pendeteksian jangka panjang.

4.4. Aplikasi
Tidak ada keraguan bahwa pengeboman ikan adalah ancaman yang signifikan terhadap integritas terumbu karang, khususnya di Asia Tenggara. Sementara kondisi sosio-ekonomi yang mempertahankan penggunaan terus menerus pengeboman ikan tetap ada, praktik akan terus berlanjut dan kerugian ekonomi yang terkait akan meningkat. Setiap intervensi manajemen jangka panjang untuk mengurangi insiden peledakan ikan harus fokus pada penyebab yang mendasari dan harus mencakup pengembangan peluang menghasilkan pendapatan alternatif. Mungkin nilai terbesar dari sistem deteksi ledakan adalah kemampuannya untuk secara langsung mengukur keberhasilan tindakan manajemen masyarakat yang dirancang untuk mengatasi penyebab utama peledakan ikan, daripada sebagai alat pengawasan dan kontrol. Hanya dalam beberapa kasus tertentu seperti nilai tinggi atau kawasan lindung jauh atau infrastruktur pantai (misalnya pipa bawah laut atau kabel) mungkin sistem semacam ini dapat berguna sebagai alat penegakan atau pencegah.

Ucapan terima kasih
Para penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Bapak Anthony Tam, Bapak Kelvin Cheung, Bapak William Tai, Bapak Jack Wong dan Bapak Andy Yiu atas dukungan teknis mereka. Bantuan dan saran teknis Dr. Denise McCorry, Ms. Carmen Lee, Mr. Patrick Pong, dan Sir Nicholas Nuttall sangat dihargai. Komentar konstruktif dari peninjau makalah ini juga diterima dengan rasa syukur.

References
Chapman, N.R., 1985. Measurement of the waveform parameters of shallow explosive charges. Journal of the Acoustical Society of America 78, 672–681.
Cole, R.H., 1948. Underwater Explosions. Princeton University Press, Princeton, USA. 
Gomez, E.D., Ali ~ nno, P.M., Yap, H.T., Licuanan, W.Y., 1994. A review of the status of Philippine reefs. Marine Pollution Bulletin 29 (1–3), 62–68.
Hair, C., 1994. Fisheries in Papua New Guinea. In: Papua New Guinea Country Study on Biological Diversity. Sekhran, N., Miller, S. (Eds). A report to the United Nations Environment Program, Waigani, Papua New Guinea, Department of Environment and Conservation, Conservation Resource Centre; and Nairobi, Kenya, Africa Centre for Resources and Environment (ACRE).
Huber, M.E., 1994. An assessment of the status of the coral reefs of Papua New Guinea. Marine Pollution Bulletin 29 (1–3), 69– 73.
ICRI., 1995. East Asian regional report on the issues and activities associated with coral reefs and related ecosystems. In: Proceedings of the 1995 International Coral Reef Initiative Workshop, Dumaguete City, Philippines, 1995.
Koohler, J., Meyer, R., 1993. Explosives, fourth ed. VCH, New York (pp. 10–12, 15–16).
Lemay, M., Hale, L.Z., Tridech, S., Ausavajitanon, S., Sungthong, C., 1991. A National Coral Reef Strategy for Thailand. Volume 1: Statement of Need. Report of the Thailand Coastal Resources Management Project. Office of the National Environment Board, University of Rhode Island, Department of Technical and Economic Co-operation and United States Agency for International Development, pp. 33.
Lewis, J.A., 1996. Effects of underwater explosions on life in the sea. Defence Science and Technology Organisation Canberra, Australia, January 1996.
Makoloweka, S., 1998. Destructive fishing with dynamite. In: Marea H., Anthony H., Martin F. (Eds.), Coral Reefs: Challenges and Opportunities for sustainable management, Proceedings of the Fifth annual World Bank Conference on Environmentally and Socially Sustainable Development, Washington, October 1997.
McAllister, D.E., 1988. Environmental, economic and social costs of coral reef destruction in the Philippines. Galaxea 7, 161–178.
Medwin, H., Clay, C.S., 1998. In: Fundamentals of Acoustical Oceanography. Academic Press, San Diego, pp. 593–605.
Oakley, S., Pilcher, N., Atack, K., Digges, C., Enderby, S., Mackey, G., Stapleton, K., Toh Sui Mei, Huet, C., Morton, T., 1999. Reefs under attack: the status of coral reefs of Sabah, East Malaysia. International Conference on the Marine Biology of the South China Sea, Quezon City, Philippines, 20–22 October.
Pet-Soede, L., Erdmann, M., 1998a. An overview and comparison of destructive fishing practices in Indonesia. SPC Live Reef Fish Information Bulletin #4. pp. 28–36.
Pet-Soede, L., Erdmann, M., 1998b. Blast Fishing in Southwest Sulawesi, Indonesia. Naga, the ICLARM Quarterly.
Versluis, M., Schmitz, B., von der Heydt, A., Lohse, D., 2000. How snapping shrimps snap: through cavitating bubbles. Science 289, 2114–2117.

PERTANYAAN
1. Metode dan Bahan apa saja yang digunakan di dalam jurnal ini?
2. Apa fungsi dari tujuan penelitian ini?
3. Bagaimana caranya mendeteksi ledakan bom ikan?



Artikel Terkait

Tidak menerima komentar yang singkat dan mengandung sara, politik, ataupun judi dan porn*
EmoticonEmoticon

WHAT'S HOT

pasang iklan