Percepatan tanah puncak (bahasa Inggris: peak ground accelerationcode: en is deprecated , disingkat PGA) adalah percepatan tanah maksimum yang terjadi ketika gempa bumi menggetarkan suatu lokasi. Nilai percepatan tanah puncak ini sama dengan amplitudo percepatan absolut terbesar yang terekam pada akselerogram di suatu tapak selama suatu gempa bumi berlangsung.^[1] Getaran gempa bumi secara umum merambat ke tiga arah. Dengan demikian, percepatan tanah puncak sering kali dibagi ke dalam komponen horisontal dan vertikal. Percepatan tanah puncak arah horisontal pada umumnya lebih besar dari arah vertikal, tetapi pernyataan tersebut tidak selalu benar, terutama pada kondisi lokasi yang berdekatan dengan gempa besar. Percepatan tanah puncak merupakan parameter penting (dikenal juga sebagai besaran intensitas gempa) bagi rekayasa kegempaan.

Tidak seperti skala magnitudo Richter dan momen, percepatan tanah puncak bukan besaran yang mengukur energi total (magnitudo atau besar) gempa bumi, melainkan besaran yang mengukur seberapa kuat getaran tanah pada titik geografis tertentu. Berbeda dengan skala intensitas Mercalli yang menggunakan laporan dan observasi personal untuk mengukur intensitas gempa bumi, percepatan tanah puncak diukur oleh instrumen seperti akselerograf. Walaupun begitu, percepatan tanah puncak dapat memiliki korelasi dengan intensitas makroseismik pada skala Mercalli^[2] meskipun korelasi ini memiliki ketidaktentuan yang besar.^[3]

Percepatan horisontal puncak (bahasa Inggris: peak horizontal accelerationcode: en is deprecated . disingkat PHA) merupakan percepatan tanah yang paling umum digunakan di dalam aplikasi kerekayasaan. Percepatan ini sering digunakan di dalam rekayasa kegempaan (seperti pada kode standar bangunan tahan gempa) dan pada umumnya diplot pada peta bahaya gempa.^[4] Pada kejadian gempa bumi, kerusakan bangunan dan infrastruktur berkaitan lebih erat dengan gerak tanah yang diukur dalam percepatan tanah puncak dibandingkan dengan magnitudo gempa bumi itu sendiri. Pada gempa bumi berkekuatan menengah, percepatan tanah puncak menjadi penentu kerusakan. Sementara itu, pada gempa kuat, kerusakan lebih dipengaruhi oleh kecepatan tanah puncak.^[2]

Geofisika

Energi gempa bumi terdispersi dalam bentuk gelombang dari hiposenter, menyebabkan pergerakan tanah ke segala arah, tetapi secara tipikal dimodelkan secara horisontal (pada dua arah) dan vertikal. Percepatan tanah puncak merekam percepatan (laju perubahan kecepatan) dari pergerakan ini, sementara kecepatan tanah puncak merupakan kecepatan terbesar (laju gerak) dan perpindahan puncak merupakan jarak perpindahan makismum yang dicapai oleh tanah.^[5][6] Nilai percepatan ini bervariasi pada gempa bumi berbeda, bahkan pada lokasi yang berbeda untuk satu kejadian gempa bumi yang sama, bergantung pada sejumlah faktor. Faktor yang dimaksud meliputi panjang patahan atau sesar, magnitudo, kedalaman gempa, jarak titik lokasi pengukuran dari episenter gempa, durasi (lama siklus guncangan), dan kondisi geologi tanah (bawah permukaan). Gempa bumi dangkal terpusat membangkitkan guncangan (percepatan) yang lebih kuat dibandingkan gempa menengah dan dalam akibat pelepasan energi yang berdekatan dengan permukaan tanah.^[7]

Percepatan tanah puncak dapat dinyatakan dalam fraksi g (percepatan standar terhadap gravitasi Bumi, ekuivalen dengan gaya g), baik dalam bentuk desimal maupun persentase dengan satuan m/s² (1 g = 9,81 m/s²).^[5] Percepatan tanah puncak juga dapat dinyatakan sebagai perkalian dari Gal, dengan 1 Gal sama dengan 0,01 m/s² (1 g = 981 Gal).

Jenis tanah juga secara signifikan memengaruhi percepatan tanah sehingga nilai percepatan puncak tanah dapat menunjukkan variabilitas yang sangat besar pada jarak beberapa kilometer, terutama pada gempa kekuatan menengah dan besar.^[8] Variasi percepatan puncak tanah yang dihasilkan oleh gempa bumi dapat ditampilkan pada peta guncangan.^[9] Akibat kompleksitas kondisi dan faktor yang memengaruhi percepatan tanah puncak, gempa bumi dengan magnitudo serupa dapat menunjukkan hasil yang berbeda, bahkan banyak gempa bumi bermagnitudo menengah membangkitkan nilai percepatan tanah puncak yang secara signifikan lebih besar dibandingkan gempa bumi dengan magnitudo yang lebih besar.

Selama gempa bumi berlangsung, percepatan tanah diukur dalam tiga arah: secara vertikal (V atau UD, dari kata up-down atau naik-turun) dan dua arah horisontal yang tegak lurus (H1 dan H2), sering kali dalam arah utara–selatan (NS) dan timur–barat (EW). Puncak percepatan dari masing-masing arah ini direkam dan sering kali dilaporkan berdasarkan nilai tertinggi dari ketiga arah. Alternatifnya, nilai gabungan pada suatu stasiun pengamatan dicatat. Percepatan tanah puncak arah horisontal (PHA atau PHGA) dapat diperoleh dengan memilih nilai catatan tertinggi pada masing-masing arah dan dirata-ratakan, atau dengan menghitung penjumlahan vektor dari kedua komponen. Nilai dari ketiga komponen juga dapat diperoleh dengan mempertimbangkan komponen vertikal.

Perbandingan dengan Skala Mercalii

Survei Geologi Amerika Serikat mengembangkan skala Intensitas Instrumental, yang memetakan percepatan tanah puncak dan kecepatan tanah puncak pada skala intensitas yang mirip dengan skala intensitas Mercalli yang dirasakan. Nilai-nilai ini digunakan untuk membuat peta guncangan oleh ahli seismologi di seluruh dunia.

Gempa bumi terkenal

Lihat pula

• Skala intensitas seismik Badan Meteorologi Jepang
• Spektra percepatan

Referensi

Bibliografi

• Murphy, J.R.; o'brien (1977). "The correlation of peak ground acceleration amplitude with seismic intensity and other physical parameters". Bulletin of the Seismological Society of America. 67 (3): 877–915. Bibcode:1977BuSSA..67..877M. doi:10.1785/BSSA0670030877. S2CID 129134843.
• Campbell, K.W. (1997). "Empirical near-source attenuation relationships for horizontal and vertical components of peak ground acceleration, peak ground velocity, and pseudo-absolute acceleration response spectra". Seismological Research Letters. 68: 154–179. doi:10.1785/gssrl.68.1.154.
• Campbell, K.W.; Y. Bozorgnia (2003). "Updated near-source ground-motion (attenuation) relations for the horizontal and vertical components of peak ground acceleration and acceleration response spectra" (PDF). Bulletin of the Seismological Society of America. 93 (1): 314–331. Bibcode:2003BuSSA..93..314C. doi:10.1785/0120020029.
• Wald, D.J.; V. Quitoriano; T.H. Heaton; H. Kanamori (1999). "Relationships between peak ground acceleration, peak ground velocity, and modified Mercalli intensity in California". Earthquake Spectra. 15 (3): 557. doi:10.1193/1.1586058. S2CID 110698014.