Unsur-Unsur Cuaca

1.    Radiasi Matahari Energi
Radiasi matahari dinyatakan dalam satuan Watt per meter kuadrat (W/m2). Radiasi Matahari merupakan pancaran energi dari proses fusi atau penggabungan inti atom hidrogen dalam matahari menjadi atom hidrogen. Proses fusi ini menghasilkan energi yang berupa pancaran gelombang panjang yang diteruskan ke atmosfer bumi hingga kepermukaan. Proses ini lah yang menyebabkan energi panas matahari dapat dirasakan di atmosfer hingga permukaan bumi. Radiasi matahari merupakan faktor yang paling utama yang berperan dalam proses pembentukkan cuaca di atmosfer bumi karena dari radiasi mataharilah “panas” diperoleh untuk menjadi “penggerak” siklus-siklus di atmosfer yang menyebabkan perubahan cuaca dari waktu ke waktu. Dalam obervasi meteorologi synoptik (permukaan), radiasi matahari diamati dengan alat Solarimeter.

2.    Suhu Udara
Suhu udara adalah nilai derajat ‘ke-panas-an” dari udara pada suatu batasan ruang atau wilayah. Satuan suhu udara umumnya dinyatakan dalam derajat Celcius atau Kelvin dalam SI (Satuan Internasional). Suhu udara terjadi karena adanya aliran energi kalor dari radiasi matahari melalui gelombang panjang ke molekul-molekul udara di atmosfer dan molekul benda lainnya di permukaan bumi. Secara fisis kemampuan tiap molekul dalam menyerap dan menyimpan radiasi matahari berbeda-beda sehingga suhu molekul terbut berbeda pula.
Pemanasan udara dapat terjadi melalui dua proses pemanasan, yaitu pemanasan langsung dan pemanasan tidak langsung.
a.    Pemanasan secara langsung
Pemanasan secara langsung dapat terjadi melalui beberapa proses sebagai berikut:
1)    Proses absorbsi adalah penyerapan unsur-unsur radiasi matahari, misalnya sinar gama, sinar-X, dan ultra-violet. Unsur unsur yang menyerap radiasi matahari tersebut adalah oksigen, nitrogen, ozon, hidrogen, dan debu.
2)    Proses refleksi adalah pemanasan matahari terhadap udara tetapi dipantulkan kembali ke angkasa oleh butir-butir air (H2O), awan, dan partikel-partikel lain di atmosfer.
3)    Proses difusi Sinar matahari mengalami difusi berupa sinar gelombang pendek biru dan lembayung berhamburan ke segala arah. Proses ini menyebabkan langit berwarna biru.
b.    Pemanasan tidak langsung Pemanasan tidak langsung dapat terjadi dengan cara-cara berikut:
1)    Konduksi adalah pemberian panas oleh matahari pada lapisan udara bagian bawah kemudian lapisan udara tersebut memberikan panas pada lapisan udara di atasnya.
2)    Konveksi adalah pemberian panas oleh gerak udara vertikal ke atas.
3)    Adveksi adalah pemberian panas oleh gerak udara yang horizontal (mendatar).
4)    Turbulensi adalah pemberian panas oleh gerak udara yang tidak teratur dan berputar-putar ke atas tetapi ada sebagian panas yang dipantulkan kembali ke atmosfer.

3.    Tekanan
Tekanan secara fisis didefinisikan sebagai gaya per satuan luas (F/A). Tekanan udara adalah gaya yang bekerja pada molekul-molekul udara per satuan luasan kolom. Tekanan udara terjadi karena molekul-molekul udara pada suatu kolom mengalami gaya berat akibat adanya gaya tarik bumi. Sedangkan, perubahan tekanan udara terjadi karena adanya perbedaan suhu pada suatu kolom udara yang menyebabkan perbedaan pemuaian udara sehingga tekanan udaranya pun berbeda.
Satuan ukuran tekanan udara adalah milibar (mb) atau hector-pascal (HPa). 1 mb = 1 Hpa = 3/4 mmHg (tekanan air raksa) atau 1.013 mb = 76 cm Hg = 1 atmosfer
Tekanan udara berbeda pada setiap tempat tergantung pada intensitas atau lama penyinaran matahari, ketinggian, dan letak lintang suatu tempat. Semakin tinggi elevasi suatu tempat semakin rendah tekanan udara di tempat itu. Hal ini terjadi karena massa udara terpusat pada daerah yang memiliki elevasi yang rendah akibat gaya gravitasi sehingga pada daerah yang memiliki elevasi yang lebih tinggi, massa udara dalam satuan kolomnya lebih ringan daripada di daerah yang elevasinya rendah. Dengan demikian tekanan udara akan lebih rendah pada daerah yang memiliki elevasi lebih tinggi.
Pada daerah lintang tinggi, tekanan udara di daerah itu sangat dipengaruhi oleh suhu udara akibat peredaran semu matahari terhadap garis lintang bumi. Misal, pada bulan Desember di belahan bumi bagian selatan didominasi oleh daerah bertekanan lebih rendah daripada di belahan bumi utara karena pergerakan semu matahari pada bulan desember berada di sekitar daerah 230LS dan begitu juga sebaliknya.
Untuk standar tekanan udara didasarkan pada tekanan permukaan laut (mean sea level pressure) yaitu sebesar 1013,25 mb. Tekanan udara dalam observasi meteorologi, diukur dengan alat barometer aneroid maupun barometer air raksa. Perubahan tekanan udara dari waktu ke waktu sangat berpengaruh terhadap perubahan kondisi  cuaca karena akan menimbulkan gangguan-gangguan cuaca mulai dari skala lokal sampai skala global. Informasi tekanan udara juga sangat penting dalam  kegiatan penerbangan.

4.    Angin
Angin secara umum diartikan sebagai pergerakkan massa udara karena terjadinya perbedaan tekanan udara pada tempat yang berbeda. Pada pengamatan Meteorologi, angin diamati dalam unsur kecepatannya dan arah datangnya angin. Satuan kecepatan angin yang umum digunakan dalam observasi meteorologi adalah knots (Northicalmiles) dan satuan arah angin dinyatakan dalam derajat.
Angin yang diamati dalam meteorologi adalah angin pada permukaan dan angin-angin pada tiap lapisan udara vertikal. Angin permukaan diamati dari ketinggian kurang lebih 10 meter dari permukaan tanah dengan asumsi tidak ada obstacles (benda penghalang) yang berjarak lebih dari dua kali ketinggian benda tersebut. Sedangkan angin pada lapisan udara vertikal (angin udara atas) diukur dengan metode pilot balon dan saat ini juga sudah banyak digunakan radio sounding (RASON) secara otomatis.
Angin, ditinjau dari segi skala meteorologi dapat dibagi menjadi :
a.    Angin skala lokal. contohnya angin darat, angin laut, angin fohn, angin lembah, angin gunung.
b.    Angin skala regional. contohnya angin monsoonal
c.    Angin skala global. contohnhya angin Passat.

5.    Penguapan
Penguapan atau evaporasi adalah peristiwa berubahnya air menjadi uap air. Penguapan dipengaruhi oleh penyinaran matahari, suhu, tekanan dan keadaan angin. Pada observasi meteorlogi synoptik penguapan diukur dengan evaporimeter dalam satuan millimeter.

6.    Kelembaban Udara Relatif (RH)
Kelembaban udara relatif adalah keadaan yang menunjukkan jumlah uap air yang terkandung dalam udara jenuh pada tekanan uap jenuh.

7.    Keadaan awan
Awan terbentuk karena proses penguapan di permukaan bumi. Namun, awan tidak selalu terbentuk di setiap daerah yang terjadi penguapan yang besar. Hal ini karena adanya pengaruh angin dan arus subsidensi di daerah itu.
Awan menurut tinggi dasarnnya dibagi menjadi 3 yaitu:
1.  Awan tinggi
Awan yang termasuk kategori ini yaitu awan Cirrus, awan Cirrocumulus, awan Cirrustratus.
2.  Awan menengah
Awan yang termasuk kategori ini yaitu awan Altostratus, awan Altocumulus, dan awan Nimbustratus.
3. Awan rendah
Awan yang termasuk dalam kategori ini yaitu awan Cumulus, awan Stratus, awan Stratocumulus, dan awan Cumulonimbus.
Awan menurut bentuknya dibagi menjadi dua, yaitu:
1.    Awan Cumuloformis
Awan yang memiliki bentuk bergumpal-gumpal ssehingga memungkinkan awan ini memiliki ketinggian dasar yang rendah dan tinggi puncak yang menjulang tinggi.
2.    Awan stratoformis
Awan yang berbentuk lembaran atau lapisan yang merata dan cenderung homogen. Awan ini tidak memiliki tinggi puncak awan karena lapisan atas awan ini sulit diketahui ketinggiannya akibat terturup lapisan dibawahnya.
Dalam awan-awan konvektif seperti awan cumulonimbus terjadi proses dinamika awan yang berupa arus updraft dab downdraft yang sering kali membahayakan kegiatan penerbangan, oleh karena itulah pengamatan tentang adanya awan jenis ini sangat diperlukan.
Kandungan pada awan didominasi uap air dalam keadaan yang jenuh (RH>95%) kecuali pada awan-awan tinggi dan puncak awan cumulonimbus (berlandasan) yang didominasi oleh kristal-kristal es.

Klasifikasi Iklim

Riska Rosmala Dewi

14104004

Agroekoteknologi, Fakultas Bioindustri Universitas Trilogi

Iklim Matahari

Yaitu iklim yang didasarkan atas perbedaan panas matahari yang diterima permukaan bumi. Daerah yang berada pada lintang tinggi lebih sedikit memperoleh sinar matahari, sedangkan daerah yang terletak pada lintang rendah lebih banyak menerima sinar matahari, berdasarkan iklim matahari terbagi menjadi: iklim tropik; iklim sub tropik; iklim sedang dan iklim dingin/ kutub.

Iklim Koppen

Wladimir Koppen seorang ahli berkebangsaan Jerman yang membagi iklim berdasarkan curah hujan dan temperature mendai lima tipe iklim :

1.      Iklim A, yaitu iklim hjan tropis, dengan cirri temperature bulanan rata-rata lebih dari 18̊ C, suhu tahunan 20̊ C – 25 ̊C dengan curah hujan bulanan lebih dari 60mm.

2.      Iklim B, yaitu iklim kering/gurun, dengan cirri curah hujan lebih kecil daripada penguapan, daerah ini terbagi menjadi iklim stepa dan gurun.

3.      Iklim C, yaitu iklim dingin, dengan ciri temperature bulan terdingin -3̊ C - 18̊ C, daerah ini terbagi menjadi :

·         Cs (iklim sedang laut dengan musim panas yang kering)

·         Cw (iklim ssedang laut dengna musim dingin yang kering)

·         Cf (iklim sedang darat dengan hujan dalam semua bulan)

4.      Iklim D, yaitu iklim dingin, dengan cirri temperature bulan terdingin kurang dari 3̊ C dan temperature bulan terpanas lebih dari 10̊ C, daerah ini terbagi menjadi Dw, Df

·         Dw adalah iklim sedang (darat) dengan musim dingin yang kering

·         Df adalah iklim sedang (darat) dengan musim dingin yang lembab.

5.      Iklim E, yaitu iklim kutub, dengan ciri bulan terpanas temperaturnya kurang dari 10̊ C daerah ini terbagi menjadi :

·         ET iklim tundra

·         DF iklim salju

Iklim Schamidt – Ferguson

Schamidt dan Ferguson membagi iklim berdasarkan banyaknya curah hujan pada tiap bualan yang dirumuskan sebagai berikut :                                                                     

Di Indonesia terbagi menjadi 8 tipe iklim :

a.       Kategori sangat basah, nilai Q = 0 – 14,3 %

b.      Kategori basah, nilai Q = 14,3 – 33,3 %

c.       Kategori agak basah, nilai Q = 33,3 – 60%

d.      Kategori sedang, nilai Q = 60 – 100%

e.       Kategori agak kering, nilai Q = 100 – 167%

f.       Kategori kering, nilai Q = 167 – 300%

g.      Kategori sangat kering, nilai Q = 300 – 700%

h.      Kategori luar biasa kering, nilai Q = lebih dari 700%

Klasifikasi Iklim Oldeman

Oldeman membagi iklim menjadi 4 tipe iklim yaitu :

·         Ikllim A, iklim yang memiliki bulan basah lebih dari 9 kali berturut-turut

·         Iklim B, iklim yang memiliki bulan basah 7-9 kali berturut-turut

·         Iklim C, iklim yang memiliki bulan basah 5-6 kali berturut-turut

·         Iklim D, iklim yang memiliki bulan basah 3-4 kali berturut-turut

Berdasarkan urutan bulan basah dan kering dengan ketentuan tertentu diurutkan sebagai berikut :

a.       Bulan basah bila curah hujan lebih dari 200mm

b.      Bulan lembab bila curah hujan 100 – 200 mm

c.       Bulan kering bila curah hujan kurang dari 100 mm

A.    Jika terdapat lebih dari 9 bulan basah berurutan

B.     Jika terdapat 7-9 bulan basah berurutan

C.     Jika terdapat 5-6 bulan basah berurutan

D.    Jika terdapat 3-4 bulan basah berurutan

E.     Jika terdapat kurang dari 3 bulan basah berurutan

Pada dasarnya criteria bulan basah dan bulan kering yang dipakai Oldeman berbeda dengan yang digunakan oleh Koppen atau Schamidt – Ferguson. Bulan basah yang digunakan Oldeman adalah sebagai berikut : bulan basah apabila curah hujan lebih dari 200 mm. bulan lembab apabila curah hujannya 100 – 200 mm. bulan kering apabila curah hujannya kurang dari 100 mm.

Klasifikasi Iklim Yunghunh

Pembagian iklim didasarkan pada ketinggian tempat yang ditandai dengan jenis vegetasi, zona iklimnya terbadi menjadi 5 zona :

a.       Zona iklim panas. Ketinggian 0 – 700 m, suhu rata-rata tahunan lebih 22 ̊C (padi, jagung, tebu, dan kelapa)

b.      Zona iklim sedang. Ketinggian 700 – 1500 m, suhu rata-rata tahunan antara 15 – 22 ̊C (kopi, teh, kina dan karet)

c.       Zona iklim sejuk. Ketinggian 1500 – 2500 m, suhu rata-rata tahunan 11 – 15 ̊C (cocok untuk tanaman holtikultura)

d.      Zona iklim dingin. Ketinggian 2500 – 4000 m, dengan suhu rata-rata 11 ̊C (zona ini tumbuhan yang ada berupa lumut)

e.       Zona iklim salju tropis. Ketinggian lebih dari 4000 m dari permukaan laut, di daerah ini tidak terdapat tumbuhan

  

Cuaca dan Iklim

Riska Rosmala Dewi

14104004

Agroekoteknologi – Universitas Trilogi

Cuaca dan Iklim

Cuaca adalah keadaan udara pada saat tertentu dan di wilayah tertentu yang relatif sempit dan pada jangka waktu yang singkat. Cuaca itu terbentuk dari gabungan unsur cuaca pada jangka waktu cuaca bisa hanya beberapa jam saja. Misalnya: pagi hari, siang hari atau sore hari, dan keadaannya bisa berbeda-beda untuk setiap tempat serta setiap jamnya. Di Indonesia keadaan cuaca selalu diumumkan untuk jangka waktu sekitar 24 jam melalui prakiraan cuaca hasil analisis Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG), Departemen Perhubungan. Untuk negara-negara yang sudah maju   perubahan cuaca sudah diumumkan setiap jam dan sangat akurat (tepat).

            Iklim adalah keadaan cuaca rata-rata dalam waktu satu tahun yang penyelidikannya dilakukan dalam waktu yang lama (minimal 30 tahun) dan meliputi wilyah yang luas.

            Matahari adalah kendali iklim yang sangat penting dan sumber energi di bumi yang menimbulkan gerak udara dan arus laut. Kendali iklim yang lain, misalnya distribusi darat dan air, tekanan tinggi dan rendah, massa udara, pegunungan, arus laut dan badai.

            Perlu anda ketahui bahwa ilmu yang mempelajari tentang iklim disebut Klimatologi, sedangkan ilmu yang mempelajari tentang keadaan cuaca disebut Meteorologi.

            Ada beberapa unsur yang mempengaruhi cuaca dan iklim, yaitu:

1.      Suhu Udara

Suhu udara adalah keadaan panas atau dinginnya udara. Alat untuk mengukur suhu udara atau derajat panas disebut thermometer. Biasanya pengukuran dinyatakan dalam skala Celcius (C), Reamur (R), dan Fahrenheit (F). Suhu udara tertinggi di muka bumi adalah di daerah tropis (sekitar ekuator) dan makin ke kutub, makin dingin. Faktor-faktor yang mempengaruhi tinggi rendahnya suhu udara adalah lama penyinaran matahari, sudut datang matahari, relief permukaan bumi, banyak sedikitnya awan, perbedaan letak lintang.

2.      Tekanan Udara

Kepadatan udara tidak sepadat tanah dan air. Namun udarapun mempunyai berat dan tekanan. Besar atau kecilnya tekanan udara dapat diukur dengan menggunakan barometer. Tekanan udara menunjukan tenaga yang bekerja untuk menggerakan masa udara dalam setiap satuan luas tertentu. Tekanan udara semakin rendah apabila semakin tinggi dari permukaan laut. Daerah yang banyak menerima panas matahari, udaranya akan mengembang dan naik. Oleh karena itu, daerah tersebut bertekanan udara rendah. Sedangkan gerakan udara dinamakan angin.

3.      Kelembaban Udara

Di udara terdapat uap air yang berasal dari penguapan samudra (sumber yang utama). Sumber lainnya berasal dari danau, sungai, tumbuhan, dsb. Makin tinggi suhu udara, makin banyak uap air yang dapat dikandungnya. Alat untuk mengukur kelembaban udara dinamakan hygrometer atau psychrometer.

4.      Curah Hujan

Curah hujan yaitu jumlah air hujan yang turun pada suatu daerah dalam waktu tertentu. Alat untuk mengukur curah hujan disebut Rain gauge. Faktor yang memengaruhi curah hujan adalah bentuk medan/topografi, arah lereng medan, arah angin yang sejajar dengan garis pantai, jarak perjalanan angin di atas medan datar. Sedangkan hujan sendiri adalah peristiwa sampainya air dalam bentuk cair maupun padat yang dicurahkan dari atmosfer ke permukaan bumi.

5.      Awan

Awan ialah kumpulan titik-titik air/kristal es di dalam udara yang terjadi karena adanya kondensasi/sublimasi dari uap air yang terdapat dalam udara. Awan yang menempel di permukaan bumi disebut kabut.

Atmosfer adalah salah satu dari 4 komponen ekosistem di bumi (3 lainnya adalah biosfer, hidrosfer, dan litosfer) atmosfer adalah gas yang menyelubungi permukaan bumi, 2 konstituen terbesarnya adalah nitrogen sekitar 78% di bagian terendah dan oksigen sekitar 21%. Sisanya 1% meliputi sebagian besar argon dan karbon dioksida, helium, kripton, metana, neon, sulfur dioksida, uap air, dan xenon. Dalam meteorology, atmosfer dibagi menjadi 7 lapisan dibagian terendah ada troposfer, stratosfer, mesosfer, chemosphere, termosfer, ionosfer, dan eksosfer.

-Riska Rosmala Dewi/14104004-

Atmosfer

Atmosfer berasal dari kata atmos yang berarti uap dan shapira yang berarti bola Bumi. Atmosfer merupakan lapisan gas yang melingkupi sebuahnBumi. Di Bumi, atmosfer terdapat dari ketinggian 0 km di atas permukaan tanah, sampai dengan sekitar 560 km dari atas permukaan Bumi dan menurut penelitian para ahli, ketebalan lapisan atmosfer ini mencapai 1000 km yang diukur dari atas permukaan air laut. Selain ketebalan yang besar, lapisan ini juga memiliki berat 6 miliar ton. Atmosfer Bumi terdiri atas 78.17% nitrogen, 20.97% oksigen, 0.9% argon, 0.0357% karbondioksida, uap air, dan gas lainnya. Atmosfer melindungi kehidupan di Bumi dengan menyerap radiasi sinar ultraviolet dari Matahari dan mengurangi suhu ekstrem di antara siang dan malam. 75% dari atmosfer ada dalam 11 km dari permukaan planet. Atmosfer tidak mempunyai batas mendadak, tetapi agak menipis lambat laun dengan menambah ketinggian, tidak ada batas pasti antara atmosfer dan angkasa luar. Dan ini lapisan yang ada di atmosfer :

1.      Troposfer

Dalam lapisan ini kehidupan terlindungi dari sengatan radiasi yang dipancarkan oleh benda-benda langit. Lapisan ini adalah yang paling tipis (kurang lebih 15 km dari permukaan tanah). Dalam lapisan ini, hampir semua jenis cuaca, perubahan suhu yang mendadak, angin, tekanan dan kelembaban yang kita rasakan sehari-hari berlangsung. Suhu udara pada permukaan air laut sekitar 30̊ C, semakin naik ke atas suhu semakin turun, setiap kenaikan 100m suhu berkurang 0.61̊ C (Teori Braak).

2.      Stratosfer

Perubahan dari troposfer ke stratosfer dimulai dari ketinggian sekitar 11km. Suhu di lapisan statosfer yang paling bawah relative stabil dan sangat dingin yaitu -70̊ F atau sekitar -57̊ F. Di lapisan ini angin sangat kencang terjadi dengan pola aliran tertentu. Dari bagian tengah keatas pola suhunya berubah menjadi semakin bertambah seiring kenaikan ketinggian dikarenakan bertambahnya lapisan dengan konsentrasi ozon. Suhu pada lapisan ozon sekitar 18̊ C pada ketinggian sekitar 40 km.

3.      Mesosfer

Udara yang di sini akan mengakibatkan pergeseran yang berlaku dengan objek yang datang dari angkasa dan menghasilkan suhu yang tinggi. Kurang lebih 25 mil atau 40 km di atas permukaan bumi, saat suhunya berkurang dari 290 K hingga 200 K, terdapat lapisan transisi menuju lapisan mesosfer. Pada lapisan ini suhu kembali turun menjadi sekitar -143̊ C (dekat bagian atas dari lapisan ini, yaitu kurang lebih 81km di atas permukaan bumi)

4.      Termosfer

Transisi dari mesosfer ke termosfer dimulai pada ketinggian sekitar 81 km. Dinamai termosfer karena terjadi kenaikan temperature yang cukup tinggi sekkitar 1982̊ C. perubahan ini terjadi karena serapan radiasi sinar ultra violet.

5.      Eksosfer

Kandungan gas utama pada eksosfer adalah hidrogen. Pada lapisan ini terdapat refleksi cahaya matahari yang dipantulkan oleh partikel debu meteoritic. Cahaya matahari yang dipantulkan tersebut juga dikenal sebagai cahaya Zodiakal.

-Riska Rosmala Dewi  / 14104004 / Agroekoteknologi-