METEOROLOGI

ARUS ANGIN

Angin atau arus angin adalah gerakan masa udara secara horizontal.

Perpindahan masa udara dari tempat yang mempunyai tekanan udara tinggi ke tempat tekanan udara rendah.

Gerakan arus angin tidak hanya terjadi dipermukaan bumi saja melainkan juga terjadi dilapisan udara bagian atas.

Angin Barat artinya angin dari Barat.

Arah angin 0^o – 360^o

Arah angin dapat berubah-ubah dan tetap.

-Veering jika arah angin berubah searah dengan jarum jam

-Backing jika arah angin berubah berlawanan dengan jarum jam

-Windrane adalah alat untuk mengetahui arah angin

Kecepatan angin dinyatakan dalam Knots (mil/jam), km/jam, meter/detik.

Alat untuk mengukur kecepatan angin disebut Anemometer/Aerovone.

Pada Tahun 1905, FRANCIS BEAUFORT  menghitung kecepatan angin bukan dengan menggunakan alat anemometer melainkan dengan mengamati langsung akibat-akibat yang ditimbulkan oleh kecepatan angin tersebut, dengan skala Beafort.

Macam-macam Angin

Angin Atas adalah angin yang mengalir dengan kecepatan tetap didalam lapisan udara yang bebas hambat atau tanpa gesekan dengan permukaan bumi.Angin ini dijumpai pada ketinggian 500 m keatas.

Angin Bawah adalah angin yang mengalir pada lapisan udara dari permukaan bumi – 500 m. Angin ini diatas daratan mempunyai kecepatan lebih kecil jika dibandingkan diatas laut (Samudera). Kecepatan angin diatas daratan = 1/3 x kecepatan angin diatas, Kecepatan angin diatas laut (samudera) = 2/3 x kecepatan angin diatas.

Angin permukaan bumi (angin dibumi) adalah angin yang mengalir pada lapisan s/d 10 m dari permukaan bumi.

Angin Darat adalah angin yang mengalir dari laut ke pantai (menuju daratan), terjadi didaerah pantai pada siang hari, begitu sebaliknya angin laut dari daratan ke laut pada pagi hari.

Konvergensi & Divergensi

Konvergensi adalah penambahan masa udara disuatu daerah permukaan bumi secara horizontal, yang mengakibatkan daerah tersebut mengalami kenaikan tekanan udara.

Divergensi adalah pengurangan masa udara dari suatu daerah di permukaan bumi secara horizontal, yang dapat mengakibatkan daerah tersebut mengalami penurunan tekanan udara.

Atmosfeer Bumi

Pengertian

Atmosfeer adalah lapisan udara yang menyelubungi bumi, dan lapisan udara ini merupakan campuran dari bermacam-macam gas antara lain : Nitrogen (Ni), Oksigen (O₂), Carbon dioksida (CO₂), Neon (Ne), Helium (He), Ozon (O₃), dll.

Lapisan udara ini semakin keatas semakin tipis, sampai ke daerah hampa udara atau ruang angkasa luar.

Atmosfeer terdiri dari campuran beberapa macam gas,

Perbandingan dari masing-masing gas tetap kecuali Ozon (O₃), carbon dioksida (CO₂), dan uap air (H₂O)

Perbandingan campuran adalah sebagai berikut:

Nitrogen (Ni)                          :  78,080 %

 Oksigen (O₂)                           :  20,946 %

 Argon                                      :    0,934 %

 Carbon dioksida (CO₂)           :    0,035 %

 Neon (Ne)                               :    0,00182 %

 Helium (He)                            :    0,00052 %

Lain-lain                                  :    0,00065 %  (Hydrogen, Ozon (O₃)

Semua lapisan udara mengandung uap air.

Udara yang mengandung uap air sedikit disebut udara kering.

Udara yang mengandung uap air banyak disebut udara basah.

Banyak sedikitnya uap air yang dikandung oleh udara tergantung dari:

Tempat,

Waktu dan

Temperatur ( temperature tinggi dan pada musim panas uap air yang dikandung oleh udara besar).

Oksigen (O₂)  

Gas oksigen merupakan unsure yang sangat penting bagi kehidupan makluk hidup tetapi sedikit peranannya terhadap peristiwa meteorology.

Carbon dioksida (CO₂)

Carbon dioksida di permukaan bumi dihasilkan dari proses pernafasan manusia, binatang, pembusukan, pembakaran, maupun kegiatan gunung berapi. Jumlah carbon dioksida dipermukaan bumi berubah-ubah, namun pada umumnya di daerah perkotaan lebih banyak dari pada di luar kota.

Ozone (O₃)

Kadar ozone dalam atmosfeer berubah-ubah terhadap perubahan tinggi lintang, tempat dan waktu.

O₃ terbentuk pada bagian atas atmosfeer bumi dari radiasi (penyinaran) ultra violet, kemudian mengendap dan membentuk lapisan ozone pada ketinggian ± 15 – 25 km.

Lapisan ozon ini sangat penting artinya bagi kehidupan dipermukaan bumi karena lapisan ozon menyerap sebagian terbesar dari sinar ultra violet atau ultra ungu dari radiasi matahari.

SUSUNANAN ATMOSFER  BUMI

Berdasarkanperbedaan temperatur dan ketinggian yang terdapat dalam atmosfeer maka atmosfeer bumi dibedakan menjadi  4 bagian antara lain :

- Lapisan Troposfeer

- Lapisan Stratosfeer

- Lapisan Mesosfeer

- Lapisan Thermosfeer

Lapisan Troposfeer

Lapisan terbawah denganketinggian:

± 8 s/d 11 km diatas kutub bumi dan 18 s/d 20 km diatas equator bumi.

Temperatur udara minimum ± 0,6^oC

Lapisan Stratosfeer

Terletak pada ketinggian ± 50 km diatas permukaan bumi baik di kutub maupun di equator.

Temperatur pada keadaan naik makin keatas:

Pada ketinggian ± 20 km diatas permukaan bumi temperature tetap.

Pada ketinggian ± 20 km - ± 32 km temperature naik pelan.

Pada ketinggian > 32 km temperature naik cepat.

Lapisan  Mesosfeer

Terletak pada ketinggian ± 60 km diatas permukaan bumi.

Lapisan Thermosfeer

Terletak pada ketinggian 400 s/d 500 km diatas permukaan bumi.

Lapisan  Exosfeer

Terletak pada ketinggian 500 s/d 600 km diatas permukaan bumi.

AWAN  DAN  KABUT

Peristiwa Kondensasi dalam Atmosfer

Proseskondensasi  atau sublimasi  adalah proses perubahan ujud yaitu uap air menjadi  awan, kabut, embun, hujan atau Kristal-kristal es.

Kondensasi adalah penyerapan panas pada uap airmenjadi  titik-tik air atau Kristal-kristal es tidak menguap lagi,

Sublimasiadalah proses uap air yang langsung menjadi es tanpa melaui proses pencairan terlebih dahulu.

Awan adalah hasil kondensasi yang merupakan kumpulan titik-titik air atau Kristal-kristal es yang menggerombol dan mengapung di dalam atmosfeer serta  jauh berada diatas permukaan bumi.

Berdasarkan ketinggian Awan dapat digolongkan:

Awan tinggi : awan yang tingginya lebih dari 6 km diatas permukaan bumi.

Awan Cirrus                            (Ci)

Awan Cirrus Cumulus            (Cc)

Awan Cirrus Stratus               (Cs)

Awan Menengah : awan yang tingginya diantara 2 km – 6 km diatas permukaan bumi

Awan Alto Cumulus   (Ac)

Awan Alto Stratus      (As)

Awan Rendah : awan yang tingginya kurang dari 2 kmdiatas permukaan bumi

Awan Nimbo Stratus              (Ns)

Awan Stratus                          (St)

Awan Stratus Cumulus           (Sc)

Awan yang membumbung tinggi: awan yang dapat naik dalam atmosfeer  sampau ± 14 km diatas permukaan bumi.

Awan Cumulus                       (Cu)

Awan Cumulus Nimbus          (Cb)

Hilangnya awan disebabkan karena:

- Adanya suatu proses yang dapat mengakibatkan pembentukan awan berhenti.

- Adanya suatu proses yang dapat menghilangkan titik-titik air atau Kristal-kristal es yang terdapat pada awan, seperti:

- Dengan pemanasan udara

- Dengan terjadinya hujan

- Proses matahari  yang mencapai permukaan bumi dalam jumlah banyak, sehingga temperature di permukaan bumi mnjadi lebih panas naik sehingga awan akan hilang.

KABUT  (Fok)

Kabut adalah awan yang mengapung-apung dekat dengan permukaan bumi dan terbentuk jika temperature permukaan bumi lebih dingin dari pada udara basah yang berada diatasnya.

EMBUN

Embun adalah endapan udara yang berbentuk butir air yang menempel pada benda-benda dipermukaan bumi.

TEKANAN ATMOSFER/UDARA

Hubungan Tekanan Udara dengan Ketinggian

Dengan demikian tekanan udara akan menurun sesuai dengan kenaikan tinggi suatu tempat dari permukaan bumi. Berkurangnya tekanan udara dapat dihitung dengan hukum BABINET yaitu :

H2-H1  = 16000  x  P1-P2/P1+P2 x ( 1 + 0,004 x tm )

Dimana :          H2       : tinggi batas atas lapisan ybs     (m)

                  P2        : tekanan batas atas lapisan ybs (mb)

                  H1       : tinggi batas bawah lapisan ybs (m)

                  P1        : tekanan batas bawah lapisan ybs (mb)

tm        : temperature rata-rata antara temperature batas atas dan batas bawah dari lapisan udara ybs (nol derajat Celsius) diperoleh dari  T2 + T1/2

Contoh

1. Sebuah pesawat terbang di udara mengalami tekanan udara 600 mb dan temperature pada saat itu 0 derajat celcius. Diketahui tekanan udara dipermukaan bumi = 1000 mb dan temperature pada saat itu 30 derajat celcius, berapa meter pesawat tersebut terbang diatas permukaan bumi.

Jawab :

H2-H1  = 16000  x  P1-P2/P1+P2 x ( 1 + 0,004 x tm )

 = 16000  x  1000-600/1000+600 x (1 + 0,004 x 30 + 0/2)

 = 4.240 meter

Jadi terbang dengan ketinggian 4.240 meter

2. Berapa meter kita harus naik agar kita mengalami penurunan sebesar 1 mb. Diketahui tekanan udara dipermukaan bumi = 1.000,5 mb, temperature rata-rata lapisan udara setebal 50 m = 25 derajat Celsius.

Jawab :

H2-H1  = 16000  x  P1-P2/P1+P2 x ( 1 + 0,004 x tm )

 = 16000 x 1000,5 – 999,5/1000,5+999,5 x (1 + 0,004 x 25 )

 = 8,8 meter

ISOBARadalah garis maya yang menghubungkan nilai tekanan udara yang sama.

Dalam satuan cgs (cm, gram, second) tekanan udara dinyatakan dalam dyne/cm2, satuan ini kemudian diubah menjadi mb (millibar) dan mm Hg.

h = tinggi Hg (cm),

f = dencity (grm/cm3),

g = gravitasi (cm/det2).

Λ = luas penampang            

1 bar = 1.000 mb

1 bar = 1 juta dyne/Cm2

1 dyne = 1 gr/cm det2

1 mm Hg = 4/3 mb

Angka-angka tersebut merupakan angka standart dimana :

Pada suhu 0 derajat dencity air raksa             = 13,596 gr/cm3,

Pada lintang 45 derajat gravitasi bumi = 980,6 cm/det2.

ALAT-ALAT UKUR TEKANAN UDARA

Barometer air raksa

Barometer aneroid atau barometerlogam

Barograf

Prinsip kerja Barometer Air Raksa

Jika tekanan udara luar membesar, air raksa dalam bak turun dan air raksa dalam pipa naik, jika tekanan udara luar mengecil air raksa dalam bak naik dan air raksa dalam pipa turun.

PEMBACAAN BAROMETER AIR RAKSA

KOREKSI INDEK

Untuk mendapatkan hasil pembacaan Barometer disuatu tempat tertentu, perlu ditentukan adanya suatu keadaan standart.

Keadaan standart alat perlu dibebaskan dari kesalahan-kesalahan alat itu sendiri (dari pabrik), maka perlu dilakukan adanya KOREKSI INDEK.

Koreksi indek diperoleh dengan cara membandingkan nilai penunjukan tekanan udara dari barometer yang bersangkutan dengan penunjukan tekanan udara dari barometer standart, atau koreksi indek sudah tercatat dalam TABEL KOREKSI INDEK yang dibuat oleh pabrik.

Barometer yang baik jika koreksi indeknya kurang dari 0,1 mb.

Kesalahan-kesalahan alat itu sendiri (dari pabrik)

- Pembagian skala-skala dalam pipa air raksa belum tentu sempurna,

- Pipa gelas tidak basah oleh air raksa, sehingga permukaan air raksa tidak datar melainkan cembung keatas,

- Tabung diatas air raksa tidak benar-benar hampa,

- Pembiasan sinar pada kaca sering menimbulkan kesalahan-kesalahan.

KOREKSI SUHU

Sebagai suhu standart adalah 0 derajat Celsius dimana pada suhu itu density air raksa = 13,956 cm/det2 yang digunakansebagai dasar perhitungan,

Untuk setiap kenaikan suhu 1 derajat di lajur air raksa akan bertambah panjang 0,138 mm jadi memperbesar nilai pembacaan,

Kecuali itu skala-skala pada pipa juga akan memanjang sebesar 0,014 mm hal ini akan memperkecil nilai pembacaan,

Dengan demikian KOREKSI SUHU terjadi kesalahan sebesar 0,138 mm – 0,014 mm = 0,124 mm Hg = 0,16 mb.

KOREKSI TINGGI

Sebagai tinggi standart yang dipergunakan adalah tinggi rata-rata permukaan laut pada :

Pada permukaan laut Bj udara = 0,00129 dan

Bj air raksa pada suhu 0 derajat Celsius ± 13,6, oleh karena itu untuk mengimbangi berat 1 mm Hg diperlukan tinggi udara 13,6/0,00129 = 10,5 m

Jadi 1 mm Hg    : 10,5 m udara

0,09 mm Hg      : 1  m udara

4/3 x 0,09 mb    : 1  m udara

0,12 mb             : 1  m udara

Dengan demikian kalau kita membaca barometer diatas kapal sudah pasti menunjukan akan selalu lebih kecil dari yang sebenarnya, untuk itu koreksi tinggi selalu.

Hubungan Tekanan Udara dengan Suhu

Apabila suhu udara menurun maka tekanan udara pada suatu tempat akan mengalami kenaikan.

Pada ketinggian yang sama dari satu lokasi ke lokasi lain belum tentu memiliki tekanan udara dan suhu yang sama.

BASAH UDARA

Atmosfeer bumi itu mengandung bermacam-macam gas, debu-debu dan uap air.

Setiap gas, setiap debu dan setiap uap air memberikan tekanan yang disebut tekanan parsiel.

Jumlah dari tekanan-tekanan parsiel ini disebut tekanan udara.

Hampir dapat dikatakan bahwa atmosfeer bumi mengandung uap air, udara yang tidak mengandung uap air dikatakan udara kering, dan udara yang mengandung uap air disebut udara basah.

Uap air ini datangnya dari proses penguapan, dari permukaan laut, sungai, danau, air tanah serta transpirasi yaitu penguapan dari makhluk hidup.

Yang dimaksud dengan Lembab Udara (Basah Udara) adalah banyaknya uap air yang dikandung oleh udara, pada saat itu, diberi simbol (e).

Banyak sedikitnya kelembaban udara tergantung dari :

Temperatur,

Tempat dan

Waktu dimana udara tersebut berada

Temperatur

Kelembaban udara akan membesar sesuai dengan kenaikan temperature pada saat itu, pada suhu-suhu tertentu udara mampu menampung uap air secara maksimum. Udara yang menampung uap air secara maksimum dikatakan bahwa udara tersebut dalam keadan jenuh symbol (E).

Jika nilai e = E maka udara akan mengalami kondensasi dengan phase-phase sebagai berikut :

Berbentuk gas,

Berbentuk cair missal : bintik-bintik air, embun, hujan

Berbentuk padat missal : gumpalan-gumpalan es, awan.