ATMOSFER I. Peng engertia tian Berasal dari bahasa Yunani, yaitu atmos (uap) dan shpaira (bola/bumi). Jadi, atmosfer mempunyai pengertian selubung berwujud gas yang mengelilingi bumi .
II. II. Kead Keadaa aan n cua cuaca ca Terdiri dari empat unsur pokok yang saling mempengaruhi: •
Matahari.
•
Posisi suatu daerah terhadap garis lintang bumi.
•
Atmosfer.
•
Relief muka bumi.
III.
Kegunaan atmosfer
IV.
Komposisi udara Komposisi udara bersih sangat bervariasi dari satu tempat ke tempat yang lain di seluruh dunia. Rata-rata persentase (per volume) gas dalam udara bersih dan kering: Nitrogen 78% Oksigen 20,8% Argon 0,9% Gas lain 0,3% Gas lain (helium, neon, krypton, xenon, hydrogen, dan methan) merupakan gas yang permanen. Gas Gas yang yang tida tidak k perm perman anen en misa misaln lnya ya karb karbon ondi diok oksi sida da,, ozon ozon,, amon amonia iak, k, uap uap air air, karb karbon onmo mono noks ksid ida, a, sulfurdioksida, dll. Udara juga mengandung uap air yang jumlahnya bervariasi. Udara kering (misal di daerah gurun) mengandung sedikit uap air. Udara basah (misal di wilayah hutan tropis) bisa mengandung 6% uap air.
V.
Struktur vertikal atmosfer
1.
Lapisan troposfer Gejala cuaca (awan, petir, topan, badai, dan hujan) terjadi di lapisan ini. Pada lapisan troposfer terdapat penurunan suhu yang terjadi karena troposfer menyerap sangat sedikit radiasi gelombang pendek dari matahari, sementara permukaan tanah memberikan panas pada lapisan troposfer yang 1
terletak terletak di atasnya atasnya (dapat (dapat melalui melalui konduksi, konduksi, konveksi, adveksi, adveksi, dan turbulens turbulensi), i), serta ada proses proses kondensasi dan sublimasi yang dilepaskan oleh uap air atmosfer. ∗
Konduk Konduksi si
: proses proses pemana pemanasan san secara secara meramb merambat at atau atau bersin bersinggu ggunga ngan. n.
∗
Konv Konvek eksi si
: pros proses es pem peman anas asan an sec secar ara a vert vertik ikal al..
∗
Adv Adveksi eksi
: pros proses es pem peman ana asan san sec secara ara hor horizon izonttal. al.
∗
Turbu Turbulen lensi si : proses proses pemana pemanasan san seca secara ra tida tidak k berat beratura uran. n.
∗
Kondensasi Kondensasi : proses proses pendinginan pendinginan yang yang mengubah mengubah wujud uap air air menjadi menjadi air. air.
∗
Sublim Sublimasi asi
: proses proses peruba perubahan han wujud wujud es menja menjadi di uap air. air.
Ciri-ciri lapisan troposfer: 1.
Pertukaran panas banyak terjadi pada troposfer bawah, sehingga suhu turun dengan bertambahnya ketinggian pada situasi meteorologi (ilmu tentang cuaca). Nilainya berkisar antara 0,5°C dan 1°C tiap 100 meter dengan nilai rata-rata 0,65°C tiap 100 meter. Di wilayah dataran rendah setiap kenaikan 100 meter, suhu akan mengalami penurunan 0,5° C.
2.
Udara Udara tropos troposfer fer atas atas sangat sangat dingin dingin sehing sehingga ga lebih lebih berat berat diband dibanding ingkan kan dengan dengan udara udara di atas atas tropopause yang menyebabkan udara troposfer tidak dapat menembus tropopause.
3.
2.
Ketinggian tropopause lebih besar di ekuator daripada di daerah kutub. Di ekuator, tropopause terlet terletak ak pada pada keting ketinggia gian n 18 km dengan dengan suhu suhu -80°C -80°C.. Sedan Sedangka gkan n di kutub kutub tropop tropopaus ause e hanya hanya mencapai ketinggian 6 km dengan suhu -40°C. Tropopause adsalah lapisan udara yang terdapat di antara troposfer dengan stratosfer. stratosfer.
Lapisan stratosfer Lapisan atmosfer di atas tropopause merupakan lapisan inversi, inversi, artinya suhu udara bertambah tinggi (panas) seiring dengan naiknya ketinggian. Disebut juga lapisan isothermis. Kenaikan suhu ini diseba disebabka bkan n oleh oleh lapis lapisan an ozonos ozonosfer fer yang yang menyer menyerap ap radias radiasii ultrav ultraviol iolet et dari dari mataha matahari. ri. Bagian Bagian atas atas stratosfer dibatasi oleh permukaan diskontinuitas suhu yang disebut stratopause. stratopause. Stratopause terletak pada ketinggian 60 km dengan suhu 0°C.
3.
Lapisan mesosfer Lapisan mesosfer ditandai dengan penurunan orde suhu 0,4°C setiap 100 meter, karena lapisan ini mempunyai keseimbangan radiasi yang negatif. Bagian atas mesosfer dibatasi oleh mesopause yaitu lapisan di dalam atmosfer yang mempunyai suhu paling rendah (-100°C). Ketinggian sekitar 85 km.
4.
Lapisan termosfer Lapisan ini terletak pada ketinggian 85-300 km yang ditandai ditandai dengan kenaikan kenaikan suhu dari -100°C -100°C sampai sampai ratusan ratusan bahkan ribuan derajad.
Ba-gia Ba-gian n atas atas lapisa lapisan n atmosf atmosfer er dibata dibatasi si oleh termopause yang meluas dari ketinggian 3001000 1000 km. km. Suhu Suhu term termop opau ause se adal adalah ah kons konsta tan n terh terhad adap ap keti keting nggi gian an,, teta tetapi pi beru beruba bah h menu menuru rutt wakt waktu, u, yait yaitu u berh berhub ubun unga gan n deng dengan an inso insola lasi si 2
(incoming solar radiation). radiation). Suhu pada malam hari berkisar berkisar antara 300°-1200°C 300°-1200°C dan pada siang hari 700°1700°C. Densitas termopause sangat kecil, kira-kira 10 kali densitas atmosfer permukaan tanah.
Weather and Climate I. Peng Pengert ertian ian Cuac Cuaca a dan dan Iklim Iklim Cuaca adalah keadaan udara pada saat tertentu dan di wilayah tertentu yang relatif sempit dan pada jangka waktu yang singkat. Iklim adalah keadaan cuaca rata-rata dalam waktu yang lama. Penyelidikannya 10-30 tahun dan meliputi wilayah yang luas.
II. Unsu Unsur-U r-Uns nsur ur Cuac Cuaca a dan dan Iklim Iklim 1.
Suhu udara Suhu udara adalah keadaan panas atau dinginnya udara. Alat untuk mengukur suhu udara atau derajad panas disebut termometer. termometer. Pengukuran biasa dinyatakan dalam skala Celsius (C), Reamur (R), dan Fahrenheit (F). Suhu udara tertinggi di permukaan bumi adalah di daerah tropis (sekitar ekuator) dan makin ke kutub makin dingin. Pada waktu kita mendaki gunung, suhu udara terasa dingin saat ketinggian bertambah. Tiap kenaik kenaikan an bertam bertambah bah 100 meter meter,, suhu suhu udara udara berkur berkurang ang (turun (turun)) rata-r rata-rat ata a 0,6°C. 0,6°C. Penuru Penurunan nan suhu suhu semacam ini disebut gradien temperatur vertikal atau lapse rate. rate. Pada udara kering, besar lapse rate adalah 1°C. Rumus gradien suhu untuk daerah tropis
26,3°C -
H 0,65°C x ――― 100 m
Contoh Berapakah suhu udara di Kota Wonosobo yang memiliki ketinggian 800 mdpl? 800 m
= 26,3°C – { 0,65°C x ――― } 100 m
= 26,3°C – { 0,65°C x 8 } = 26,3°C – 5,2°C = 21,1°C Faktor-faktor yang mempengaruhi tinggi tinggi rendahnya suhu udara suatu daerah: a. Lama Lama pen penyi yina nara ran n mata mataha hari ri •
Lamanya penyinaran matahari membuat tinggi temperatur.
•
Semakin miring sinar matahari semakin berkurang panasnya.
•
Semakin tinggi tempat semakin rendah suhunya.
•
Keadaan tanah, tanah yang licin dan putih banyak memantulkan panas. Tanah yang hitam dan kasar banyak menyerap panas.
•
Daratan cepat menerima dan melepaskan panas dibandingkan lautan.
b. Sudu Sudutt data datang ng sina sinarr mata mataha hari ri c. Reli Relief ef per permu muka kaan an bum bumii 3
d. Banya Banyak k sed sedik ikit itnya nya awan awan e. Perb Perbed edaa aan n let letak ak lint lintan ang g f. Sifa Sifatt per perm mukaa ukaan n bum bumii Amplitudo suhu ∗
Amplit Amplitudo udo suhu suhu harian harian : perbed perbedaan aan suhu suhu harian harian tert terting inggi gi dan dan terend terendah. ah.
∗
Amplitudo Amplitudo suhu bulanan: bulanan: perbedaan perbedaan suhu rata-rata rata-rata harian harian tertinggi tertinggi dan terendah. terendah.
∗
Ampl Amplit itud udo o tahu tahuna nan n
: perb perbed edaa aan n suhu suhu rat rataa-ra rata ta bul bulan an ter terpa pana nas s deng dengan an suh suhu u rata rata-r -rat ata a terd terdin ingi gin. n.
∗
Jala Jalan n suh suhu u har hariian
: per perubah ubahan an suhu suhu nai naik ata atau u tur turun un dala dalam m sat satu u har harii.
∗
Besar kecilnya amplitudo amplitudo suhu dipengaruhi dipengaruhi oleh keadaan permukaan permukaan bumi, tinggi tinggi rendahnya rendahnya kelembapan udara, dan sifat arus laut pada laut/samudera sekitarnya.
2. Tekan ekanan an udar udara a •
merupakan merupakan tenaga yang bekerja untuk menggerakkan menggerakkan massa udara dalam setiap setiap satuan satuan luas tertentu.
•
Diukur dengan menggunakan barometer. barometer.
•
Satuan tekanan udara adalah milibar (mb).
•
Garis yang menghubungkan tempat-tempat yang sama tekanan udaranya disebut sebagai isobar. isobar.
Variasi Tekanan Udara Tekanan udara dibatasi oleh ruang dan waktu. Artinya pada tempat dan waktu yang berbeda, besarnya juga berbeda. a.
Tekanan udara secara vertikal ve rtikal → makin ke atas semakin menurun. Hal ini dipengaruhi oleh: •
Komposisi gas penyusunnya makin ke atas makin berkurang.
•
Sifat udara yang dapat dimampatkan, kekuatan gravitasi makin ke atas makin lemah.
•
Adanya variasi suhu secara vertikal di atas troposfer (>32 km) sehingga makin tinggi tempat
suhu makin naik. b. Tekanan ekanan udara udara seca secara ra hori horizon zontal tal yaitu variasi tekanan udara dipengaruhi suhu udara, bahwa daerah yang suhu udaranya tinggi akan bertekanan rendah dan daerah yang bersuhu udara rendah tekanannya tinggi. Pola penyebaran tekanan udara h orizontal dipengaruhi: •
Lintang tempat.
•
Penyebaran daratan dan lautan.
•
Pergeseran posisi matahari tahunan.
Isobar di Selandia Baru dan Australia bagian timur
3. Kecep ecepat atan an ang angin in
4
Angin merupakan udara yang bergerak. Sifat angin meliputi kekuatan angin, arah angin, dan kecepatan angin. Arah dan kekuatan angin dapat diketahui dengan bermacam-macam cara, antara lain dengan bendera angin. Arah angin dinyatakan dalam derajad → 360° atau 0° (angin utara), 90° (angin timur), 180° (angin selatan), 270° (angin barat).Kecepatan angin diukur dengan anemometer.
5
Kecepatan angin ditentukan oleh: a. Grad Gradie ien n barom baromet etri rik k yaitu angka yang menunjukkan perbedaan tekanan udara melalui dua garis isobar yang dihitung untuk tiap-tiap 111 km (= 1°) di ekuator. Contoh Bila garis isobar I tekanan udaranya 2010 mb, garis isobar II tekanan udaranya 2000 mb, serta jarak kedua garis isobar adalah 300 km tentukan gradient barometriknya! Garis isobar I = 20 2 010 mb Garis isobar II = 20 2 000 mb Selisih tekanan = 10 mb Gradie Gradien n baromet barometrik riknya nya = 10 : (300:1 (300:11 11) = 10 : 2,70 2,702 2 = 3,7 3,7 mb mb Hukum Stevenson berbunyi “kecepatan angin bertiup berbanding lurus dengan gradien barometriknya.” b. Relief Relief permukaan permukaan bumi bumi → angin angin bertiup bertiup kencang kencang pada daerah daerah yang relie reliefnya fnya rata. rata. c.
Tidak adanya pohon-pohon yang tinggi dan lebat.
d. Leta Letak k lint intang ang Hukum Buys Ballot berbunyi “angin bertiup dari daerah yang bertekanan tinggi ke daerah yang bertekanan rendah dan mengalami pembiasan ke kanan di belahan bumi utara serta ke kiri di belahan bumi selatan.” Macam-macam angin a.
Angin tetap
→ angin pasat, ang angin barat, angin timur.
b. Angin Angin tidak tidak tetap tetap → angin angin dara daratt dan dan angin angin laut laut,, angin angin gunu gunung ng dan dan angin angin lemb lembah, ah, angi angin n jatuh jatuh atau atau terjun. ∗
Angin siklon adalah angin yang gerakannya berputar memusat. Gerakan angin di belahan bumi utara arah perputarannya perputarannya berlawanan berlawanan dengan dengan arah jarum jam. Sedangkan Sedangkan di belahan bumi selatan searah dengan putaran jarum jam.
∗
Angin antisiklon adalah angin yang berputar meninggalkan daerah bertekanan udara maksimum. Di belahan bumi utara perputarannya searah dengan jarum jam, sedangkan di selatan berlawanan dengan perputaran jarum jam.
4.
Awan merupakan kumpulan tetesan air (kristal-kristal es) di dalam udara di atmosfer yang terjadi karena adanya pengembunan/pemadatan uap air yang terdapat di dalam udara setelah melampaui keadaan jenuh. Pembagian awan yang diketahui sekarang adalah hasil kongres yang diadakan di Munchen tahun 1802 dan Uppsala (Swedia) tahun 1894. ∗
Kabut adalah udara air yang terkondensasi berubah menjadi titik air yang melayang-layang dekat perm permuk ukaa aan n bumi bumi.. Di daer daerah ah indu indust stri ri kabu kabutt dapa dapatt berc bercam ampu purr deng dengan an asap asap/g /gas as sisa sisa-s -sis isa a pembakaran, membentuk smog. smog. Smog sangat menghalangi pemandangan kita.
5. Kele Kelemb mbap apan an udar udara a a. Kele Kelemb mbap apan an mutl mutlak ak (abs (absol olut ut)) adal adalah ah bila bilang ngan an yang yang menu menunj njuk ukka kan n bera berapa pa gram gram uap uap air air yang yang tertampung dalam satu meter kubik udara.
6
b. Kelembapan Kelembapan nisbi nisbi (relatif) (relatif) adalah adalah bilangan bilangan yang menunjukkan menunjukkan berapa berapa persen perbandin perbandingan gan antara uap air yang ada dalam udara saat penguk pengukura uran n dan jumlah jumlah uap air maksim maksimum um yang yang dapat dapat ditampung oleh udara tersebut. Rumus kelembapan nisbi kelembapan mutlak udara ―――――――――――― x 100% nilai jenuh udara Contoh Suatu udara di sebuah ruangan laboratorium dengan ukuran 3 x 3 x 3 m atau bervolume 27 m3 mengandung uap air dengan ukuran sebanyak 360 gram, dan pada suhu udara 21° C mengandung uap air sebanyak 18,5 gram, maka: •
Kelembapan mutlaknya 360 gr / 27 m3 = 13,33 gr/m3
•
Kelembapan relatifnya (13,33 / 18,5) x 100% = 72%
6.
7.
Curah hujan adalah jumlah air hujan yang turun pada suatu daerah dalam waktu tertentu. Faktor-faktor yang mempengaruhinya: •
Letak DKAT (daerah konvergensi antar tropik).
•
Bentuk medan/topografi.
•
Arah lereng medan.
•
Jarak perjalanan angin di atas medan datar.
•
Posisi geografis daerahnya.
Radiasi matahari.
7
