Dinamika Unsur-unsur Cuaca dan Iklim

Dinamika Unsur-unsur Cuaca dan Iklim

Cuaca adalah keadaan udara pada suatu saat di suatu tempat. Ilmu tentang cuaca dinamakan meteorologi. Cuaca dikatakan baik misalnya langit cerah, tidak berawan, tidak turun hujan, tidak berkabut dan tidak bertiup angin yang kencang. Iklim adalah keadaan cuaca rata-rata pada daerah yang sangat luas dalam waktu yang lama. Ilmu tentang iklim dinamakan klimatologi. Keadaan cuaca dapat diperkirakan melalui pengamatan. Pengamatan itu dilakukan terhadap unsur-unsur cuaca. Unsur-unsur tersebut sebagai berikut.

1.    Sinar matahari (radiasi)

Matahari .sebagai sumber energi pada bumi, pancaran energi datang dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Radiasi matahari bergelombang pendek, sedangkan radiasi bumi bergelombang panjang, karena energi matahari diserap oleh bumi dan dipancarkan kembali menjadi radiasi bergelombang panjang. Energi matahari merupakan sumber utama energi di atmosfer dan merupakan pengendali cuaca dan iklim. Pengaruh radiasi terhadap makhluk hidup, yaitu:

1. Pada tanaman hijau berpengaruh terhadap kecepatan tumbuh.
2. Kecepatan transpirasi atau ketinggian air yang berakibat kebutuhan air tanam berkurang.
3. Pada periode kritis dalam pertumbuhan tingkat energi yang tinggi dapat menyebabkan kebakaran.

2.      Suhu udara

Permukaan bumi merupakan awal penerimaan panas matahari. Panas dirambatkan secara berangsur-angsur dari udara paling bawah ke udara di atasnya. Itu sebabnya keadaan udara yang paling bawah lebih panas daripada keadaan yang lebih tinggi. Banyak sedikitnya sinar matahari yang diterima oleh bumi disebabkan oleh:

1. Lamanya penyinaran. Makin lama penyinaran makin banyak panas yang diterima.
2. Sudut datang sinar matahari. Makin miring sudut datang sinar matahari, panas semakin berkurang.
3. Tinggi rendahnya tempat. Makin tinggi suatu tempat, temperatur makin kecil.
4. Keadaan udara. Bila banyak awan dan gas arang, panas makin berkurang.
5. Angin dan arus laut. Adanya angin dan arus laut dari daerah dingin akan mendinginkan daerah yang dilaluinya.
6. Keadaan tanah. Makin licin dan putih akan memantulkan panas, tetapi bila kasar dan hitam akan menyerap panas.
7. Sifat permukaan, daratan lebih cepat menerima panas daripada lautan.

3.      Tekanan udara

Tekanan udara adalah tekanan yang ditimbulkan oleh beratnya lapisan udara. Udara yang menyelubungi bumi adalah benda gas dan mempunyai massa. Oleh karena itu, di muka bumi terdapat:

a.       Tumpukan massa udara, akibatnya bagian atas menindih udara bagian bawah. Tekanan ini disebut tekanan udara.

b.      Massa udara kena pengaruh gravitasi bumi, akibatnya makin dekat dengan permukaan bumi udara makin mampat dan makin ke atas udara makin renggang. Sehingga makin dekat dengan permukaan bumi tekanan makin besar sebaiknya makin ke atas makin berkurang.

c.       Bila kena panas udara akan memuai dan bila mengalami pendinginan udara akan mnyusut.

Garis di peta yang menghubungkan tempat-tempat yang mempunyai tekanan udara yang sama disebut isobar. Alat untuk mengukur tekanan udara ini disebut barometer. Besarnya tekanan udara di permukaan bumi adalah 76 cm Hg atau 760 mm Hg atau 1 atm. Tekanan udara di permukaan bumi berbeda antara satu tempat dengan tempat lainnya, hal ini disebabkan oleh pemanasan. Tekanan udara semakin berkurang kalau semakin naik. Hal ini disebabkan oleh semakin kecilnya gaya gravitasi sehingga gas-gas semakin bebas bergerak.

4.      Angin

Angin adalah udara yang bergerak dari daerah bertekanan tinggi (maksimum) ke daerah yang bertekanan rendah (minimum). Tekanan udara minimum disebut depresi. Tekanan udara disebabkan oleh temperatur/suhu yang berbeda. Daerah yang temperaturnya tinggi tekanan udaranya rendah, daerah yang temperaturnya rendah tekanan udaranya tinggi (maksimum).

Hal penting yang perlu diperhatikan:

a.    Kecepatan angin

Kecepatan angin yang terbesar adalah di samudra. Di daratan kecepatannya berkurang akibat pergesekan dengan pantai, gunung-gunung, bukit-bukit, gedung dan sebagainya.

Demikian pula angin lebih besar di udara bagian atas daripada di permukaan bumi. Kecepatan angin diukur dengan alat yang disebut anemometer. Untuk mengikuti kecepatan angin dipergunakan skala Beaufort dalam km/jam.

b.      Kekuatan angin

Hukum Stevenson menyatakan bahwa kekuatan angin bertiup adalah berbanding lurus dengan gradien barometernya. Makin besar gradien barometernya makin kuat angin bertiup. Gradien barometer adalah perbedaan tekanan udara antara dua iso­bar pada jarak lurus 111 km.

Satuan jarak diambil dari 1 khatulistiwa = 1/360 x 40.000 km = 111 km.

Menghitung gradien barometer

Contoh:

Daerah A bertekanan 1.010 mb, daerah B tekanan udaranya 1.000 mb. Jarak kedua isobar 300 km. Hitung gradien barometernya!

Untuk menghitung gradien barometer, caranya dengan mencari selisih tekanan udara yang dibagi dengan jarak isobar.

c.       Arah Angin

Hukum Buys Ballot menyatakan bahwa angin bertiup dari tempat bertekanan maksimum ke tempat bertekanan minimum serta berbelok ke kanan di belahan bumi utara dan berbelok ke kiri di belahan bumi selatan. Pembelokan angin disebabkan adanya rotasi bumi serta bentuk bumi yang bulat.

Macam-macam angin

a.       Angin tetap

Merupakan angin yang arah tiupnya tetap sepanjang tahun. Yang termasuk angin tetap:

1)      Angin pasat yaitu angin yang bertiup terus-menerus dari daerah maksimum subtropik menuju khatulistiwa.

2)      Angin antipasat adalah angin yang bertiup dari khatulistiwa yang mengalir dari

3)      udara bagian atas menuju dan turun di daerah maksimum subtropika.

4)      Angin barat yaitu angin yang bertiup dari maksimum subtropika ke daerah mini­mum frontal lintang 66,5⁰ LU/LS. Angin barat di belahan bumi utara umumnya berembus di daratan, angin barat di belahan bumi selatan umumnya berembus di samudra.

5)      Angin timur yaitu angin yang berliup dari daerah maksimum kutub (polar) ke daerah minimum sub polar (90°-66,5° LU/LS). Angin ini bertemu dengan angin barat.

b.      Angin tidak tetap

Angin muson/musim yaitu angin yang bertiup setiap 6 (enam) bulan sekali berganti arah. Di Indonesia dilewati angin muson barat yang menyebabkan Indonesia mengalami musim penghujan dari bulan Oktober sampai bulan April. Sebaiknya pada waktu berembus angin muson timur Indonesia mengalami musim kemarau dari bulan April sampai bulan Oktober.

c.       Angin setempat/lokal

1)      Angin darat dan angin laut

Angin ini terutama terjadi pada daerah-daerah pantai laut, pada siang hari daratan lebih panas daripada laut, maka terjadilah tekanan minimum di daratan dan tekanan maksimum di lautan, maka berembuslah angin laut. Sebaiknya, pada malam hari daratan lebih dingin dari lautan, maka daratan tekanan udaranya maksimum dan tekanan di lautan minimum sebab itu berembuslah angin darat.

2)      Angin gunung dan angin lembah

Pada siang hari bertiup angin lembah menuju gunung. Sebab udara yang terkurung pada lembah lebih cepat panas daripada udara di puncak gunung. Pada malam hari bertiup angin gunung menuju ke lembah.

3)      Angin Fohn yaitu angin jatuh yang bersifat kering dan panas. Angin ini bertiup di sebelah utara pegunungan Alpen. Jenis angin fohn di Indonesia misalnya: Angin baharok di Deli (Sumut), angin gendhing di Pasuruan, angin kumbang di Cirebon, angin brubu di Ujung pandang (Sulsel), angin wambrau di Biak (Papua)

d.      Angin siklon dan angin anti siklon

1)      Angin siklon yaitu angin yang berputar mengelilingi daerah bertekanan mini­mum. Di belahan bumi utara perputarannya berlawanan jarum jam, di belahan bumi selatan perputarannya searah jarum jam.

2)      Angin anti siklon yaitu angin yang berputar meninggalkan daerah bertekanan udara maksimum. Di belahan bumi utara perputarannya searah jarum jam, di belahan bumi selatan perputarannya berlawanan arah jarum jam                                        

5.    Awan

Awan adalah kumpulan tetesan air (kristal-kristal es) di dalam udara di atmosfer yang terjadi karena adanya pengembunan/pemadatan uap air yang terdapat dalam udara setelah melampaui keadaan jenuh. Awan yang menempel di permukaan bumi disebut kabut.

Jenis-jenis awan:

Menurut bentuknya, awan dibedakan atas:

a.       Awan tipis, disebut awan cirrus.

b.      Awan berlapis-lapis disebut awan stratus.

c.       Awan bergumpal-gumpal disebut awan cummulus.

                    

                   Menurut ketinggiannya awan dibedakan atas:       '

a.       Awan tinggi, berada pada ketinggian 6-12 km di atas permukaan air laut, terdiri atas kristal-kristal es karena ketinggiannya. Yang termasuk jenis awan ini:

1)      Cirrus (Ci), awan tipis, halus, seperti kapas atau bulu ayam.

2)      Cirro Stratus, (Ci-St) awan putih merata seperti tabir.

3)      Cirro Cumulus (Ci-Cu), awan yang menyerupai kelompok biri-biri atau seperti sisik ikan.

b.      Awan menengah, berada pada ketinggian 3-6 km dpal. Terdiri dari:

1)      Alto Cumulus (A-Cu), awan yang bergumpal-gumpal.

2)      Alto Stratus (A-St), awan yang berlapis tebal.

c.       Awan rendah, kira-kira pada ketinggian kurang dari 3 km dpal. Terdiri dari:

1)      Strato Cumulus (St-Cu), awan tebal, luas, dan bergumpal-gumpal.

2)      Stratus (St), awan merata, rendah, dan berlapis-lapis.

3)      Nimbo Stratus (Ni-St), lapisan awan yang luas sebagian sudah berupa hujan.

d.      Awan yang terjadi karena udara naik, berada pada ketinggian 500 m-1.500 m dpal.

1)      Cumulus (Cu), awan yang bergumpal-gumpal, bagian dasarnya rata.

2)      Cumulo Nimbus (Cu-Ni), awan bergumpal-gumpal luas, sebagian telah menjadi hujan.

6.      Kelembapan udara

Kelembapan udara adalah banyaknya uap air yang terkandung di dalam udara. Besar kecilnya uap air di udara merupakan indikator tentang terjadinya hujan (presipitasi). Untuk mengetahui kelembapan udara digunakan alat ukur higrometer. Kelembapan udara dibedakan menjadi 2 macam yaitu:

1. Kelembapan mutlak (absolut) adalah bilangan yang menunjukkan berapa gram uap air yang tertampung dalam dalam 1 m³ udara.
2. Kelembapan nisbi (relatif) adalah bilangan yang menunjukkan berapa persen perbandingan antara jumlah uap air yang ada dalam udara saat pengukuran dan jumlah uap air maksimum yang dapat ditampung oleh udara tersebut.

7.      Hujan

Curah hujan adalah banyaknya air hujan atau kristal es, yang jatuh hingga permukaan bumi. Alat yang digunakan untuk mengukur curah hujan adalah ombrometer. Curah hujan dihitung dalam 24 jam sehingga akan ditemukan curah hujan harian, bulanan, dan tahunan. Cara mengukur curah hujan dalam sehari adalah dengan menghitung banyaknya air hujan yang tertampung dalam gelas ukur (mm) pada ombrometer. Cara menghitung curah hujan dalam sebulan adalah dengan menjumlahkan curah hujan tiap hari selama satu bulan. Sedangkan cara menghitung curah hujan dalam setahun adalah menjumlahkan curah hujan tiap-tiap bulan dalam setahun. Jumlah curah hujan dalam satu bulan, bila kurang dari 60 mm disebut bulan kering, 60-100 mm disebut bulan lembap, dan lebih dari 100 mm disebut bulan basah.

Berdasarkan proses terjadinya, hujan dibedakan menjadi:

a.       Hujan orografis (hujan naik pegunungan), hujan yang terjadi karena udara bergerak naik pegunungan dan hujan terjadi di daerah pegunungan.

b.      Hujan konveksi (hujan zenithal), hujan yang terjadi karena udara panas dari permukaan bumi naik ke atas dan menjadi dingin, karena suhu rendah terjadi kondensasi membentuk awan dan jatuh menjadi hujan konveksi. Hujan ini umumnya cukup lebat.

c.       Hujan frontal, hujan yang terjadi di daerah front, karena bertemunya massa udara panas dan massa udara dingin (front: bidang batas dua massa udara yang saling bertumbukan). Hujan ini biasanya terjadi di daerah iklim sedang dan biasanya tidak lebat.

d.      Hujan muson (musim), terjadi karena bertiupnya angin muson. Di Indonesia hujan muson terjadi pada bulan Oktober sampai April pada saat berembus angin muson barat yang datang dari Benua Asia menuju Australia melalui Indonesia.