Dinamika Cuaca Dan Iklim serta unsur - unsurnya
1. Pengertian Cuaca dan Iklim
Pada lapisan troposfer terjadi gejala alam berupa cuaca dan iklim yang berpengaruh terhadap kehidupan di bumi. Cuaca adalah keadaan udara berupa suhu, kelembapan, angin, dan curah hujan di suatu wilayah yang sempit dan dapat berubah dalam waktu singkat. ilmu yang mempelajari tentang cuaca disebut meteorologi. Di Indonesia lembaga yang menganalisis dan memprediksi cuaca adalah Badan Meteorologi, Klimatologi, dan GeofIsika (BMKG).
Iklim adalah keadaan umum kondisi cuaca yang meliputi daerah yang luas dan berubah dalam waktu yang lama. iklim merupakan hasil pengamatan dan pencatatan cuaca selama lebih dari 30 tahun. llmu yang mempelajari tentang iklim disebut klimatologi. Sama seperti cuaca, lembaga yang memantau iklim adalah BMKG.
2. Unsur-Unsur Cuaca dan Iklim
Keadaan cuaca dan iklim pada permukaan bumi ditentukan melalui parameter-parameter yang dapat diukur. Parameter tersebut disebut dengan unsur-unsur cuaca. Unsur-unsur tersebut antara lain sebagai berikut.
a. Suhu Udara (Temperatur)
Suhu udara adalah derajat panas dan dinginnya udara. Alat ukur suhu disebut termometer. Matahari merupakan sumber panas udara di bumi. Faktor yang memengaruhi banyak sedikitnya panas matahari yang diterima oleh bumi adalah keadaan awan, lama penyinaran matahari dan sudut datang sinar matahari, serta vegetasi di permukaan bumi Suhu udara di permukaan bumi bervariasi karena sinar matahari menyebar tidak merata serta vegetasi tutupan lahan yang berbeda-beda. Garis khayal pada peta yang menghubungkan tempat-tempat yang memiliki termperatur sama disebut dengan isoterm. Pemanasan udara dapat terjadi melalui proses pemanasan langsung dan pemanasan tidak langsung.
1) Pemanasan langsung, terjadi melalui proses absorpsi, refleksi, dan difusi.
- Absorpsi adalah penyerapan unsur-unsur radiasi matahari seperti sinar gamma, sinar-X, dan sinar ultraviolet. Unsur-unsur yang menyerap radiasi matahari adalah oksigen, nitrogen, ozon, hidrogen, dan debu.
- Refleksi adalah pemanasan matahari terhadap udara, tetapi dipantulkan kembali ke angkasa oleh butir-butir air (H20) dan partikel lain di atmosfer.
- Difusi, sinar matahari mengalami difusi berupa sinar gelombang pendek biru dan lembayung yang berhamburan ke segala arah. Proses ini menyebabkan langit berwarna biru.
2) Pemanasan tidak langsung, terjadi melalui proses turbulensi, konveksi, konduksi, dan adveksi.
- Turbulensi adalah penyebaran panas melalui gerak udara yang berputar-putar menyebabkan udara yang sudah panas bercampur dengan udara yang belum panas.
- Konveksi adalah pemanasan secara vertikal akibat udara yang bergerak secara vertikal sehingga udara di atas yang belum panas mejadi panas karena pengaruh udara bawahnya yang sudah terlebih dahulu panas.
- Konduksi adalah pemanasan secara kontak langsung. Pemanasan ini terjadi karena molekuI-molekul udara yang dekat dengan permukaan bumi akan menjadi panas setelah bersinggungan dengan bumi yang sudah menyerap panas.
- Adveksi adalah penyebaran panas oleh gerak udara secara horizontal yang mengakibatkan perubahan udara di sekitarnya.
 |
| Image by terimakasih on Pixabay |
Tekanan udara adalah berat massa udara pada suatu wilayah. Satuan tekanan udara dinyatakan dalam milibar (mb). Alat yang digunakan untuk mengukur tekanan udara disebut barometer. Sebaran tekanan udara dibedakan menjadi dua, yaitu sebaran vertikal dan sebaran horizontal.
- Sebaran vertikal adalah tekanan udara semakin keatas semakin turun. Semakin dekat dengan permukaan bumi, maka udara lebih rapat dan lebih berat. Setiap kenaikan tinggi 8 meter; tekanan udara akan turun sebesar 1 mb. Hal tersebut dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu komposisi gas penyusun semakin berkurang, kekuatan gravitasi semakin lemah, dan adanya variasi suhu pada troposfer.
- Sebaran horizontal adalah tekanan udara yang disebabkan oleh suhu udara. Suhu udara tinggi akan menyebabkan tekanan rendah, sedangkan suhu udara rendah akan memiliki tekanan tinggi. Perbedaan tekanan udara inilah yang menyebabkan terjadinya angin. Sebaran horizontal dipengamhi oleh lintang bumi, gerak _semu tahunan matahari, serta persebaran daratan dan laut. Garis khayal pada peta yang menghubungkan tempat - tempat dengan tekanan udara yang sama disebut isobar.
c. Angin
Angin adalah udara yang bergerak dari satu tempat ketempat lainnya. Gerakan udara yang menghasilkan angin disebabkan oleh perbedaan tekanan udara di satu tempat dengan tempat yang lain, yaitu daerah yang bertekanan maksimum ke daerah bertekanan minimum. Kecepatan angin dapat diukur menggunakan anemometer.
Pergerakan angin dapat dijelaskan dengan hukum Buys Ballot, yaitu ”Angin mengalir dari tempat yang bertekanan maksimum (dingin) ke tempat yang bertekanan minimum. Angin yang datang dari belahan utara dibelokkan ke kanan, sedangkan angin yang datang dari belahan selatan dibelokkan ke kiri.”
Jenis-jenis angin antara lain sebagai berikut.
1. Angin Pasat
Angin pasat adalah jenis angin yang bertiup dari daerah subtropika menuju daerah tropika. Angin ini terjadi karena daerah tropika merupakan pusat tekanan rendah, sedangkan daerah subtropika merupakan pusat tekanan tinggi. Angin pasat yang bertiup dari belahan bumi utara disebut angin pasat timur laut, sedangkan yang bertiup dari belahan bumi selatan disebut pasat tenggara. Ketika sampai di khatulistiwa kedua angin pasat bertemu. Tempat pertemuan angin pasat dinamakan daerah konvergensi antartropik yang ditandai dengan temperatur yang tinggi dan terbebas dari adanya angin topan.
2 Angin Antipasat
Angin antipasat adalah udara yang naik di daerah khatuiistiwa yang setelah sampai di lapisan atas mengalir ke arah kutub dan turun di daerah subtropis.
3 Angin Musim (Monsun)
Angin musim adalah angin yang bergerak secara periodik setiap periode memiliki pola yang berlawanan. Biasanya periode pertama akan bertiup angin darat yang kering dan periode selanjutnya bertiup angin laut yang basah. Angin musim di Indonesia ada dua macam, yaitu sebagai berikut.
- Angin musim timur, bertiup pada periode Oktober-April. Pada bulan-bulan ini matahari berada di langit belahan bumi selatan. Kondisi tersebut menyebabkan Benua Australia (belahan bumi selatan) menjadi pusat tekanan udara rendah dan Benua Asia (belahan bumi utara) bertekanan tinggi, sehingga udara akan bergerak dari Benua Asia menuju Benua Australia. Oleh karena angin ini melewati Samudra Pasifik dan Samudra Hindia, maka angin akan membawa banyak uap air sehingga di Indonesia terjadi musim hujan.
- Angin musim barat, bertiup pada periode April-Oktober. Matahari akan berada di langit belahan utara. Benua Asia akan mengalami tekanan rendah, sedangkan benua Australia mengalami tekanan tinggi, yang menyebabkan angin bertiup dari Australia menuju Asia karena angin ini tidak melewati samudra tetapi melewati gurun pasir di bagian utara Australia yang kering, maka angin ini tidak mengandung uap air. Pada periode ini Indonesia sedang terjadi musim kemarau.
Angin darat merupakan angin yang bertiup dari daratan ke lautan. Angin ini biasanya bertiup pada malam hari, angin darat dimanfaatkan nelayan tradisional untuk berangkat melaut.
5) Angin Laut
Angin laut merupakan angin yang bertiup dari lautan menuju daratan. Angin ini terjadi karena daratan lebih cepat menerima panas. Angin laut bertiup pada siang hari dimanfaatkan nelayan tradisional untuk pulang dari melaut.
6) Angin Lembah
Angin lembah adalah angin yang bergerak dari lembah menuju puncak gunung. Angin ini disebabkan oleh daerah puncak gunung lebih cepat menjadi panas sehingga tekanan udara menjadi minimum, sedangkan di lembah lebih lambat menjadi panas sehingga bertekanan maksimum. Angin lembah lebih sering berembus pada siang hari.
7) Angin Gunung
Angin gunung merupakan kebalikan dari angin lembah, yaitu angin yang bertiup dari gunung menuju lembah. Lebih sering berembus pada malam hari
8) Angin Fohn
Angin fohn atau dikenal juga dengan angin jatuh yaitu angin yang disebabkan oleh gerakan massa udara yang naik ke pegunungan yang tingginya; lebih dari 200 meter, naik dari satu sisi, kemudian turun di sisi lainnya. Sifat angin fohn antara lain panas, kering, dan kencang sehingga menimbulkan kerusakan di daerah yang dilaluinya. Contoh angin fohn di lndonesia yaitu angin bahorok di Sumatia Utara, angin kumbang di Jawa Tengah, angin gending di Jawa Timur. angin brubu di Sulawesi Selatan, dan angin wambrau di Papua Barat.
d. Kelembapan Udara
Kelembapan udara adalah banyaknya uap air yang dikandung oleh udara. Jika udara telah jenuh uap air, udara tidak mampu lagi mempertahankan air dalam bentuk uap. Uap air akan mulai mengembun (kondensasi) menjadi bintik-bintik air yang halus melayang di udara yang disebut awan. Uap air sangat penting bagi cuaca dan iklim dikarenakan hal-hal berikat.
1) Besarnya uap air dalam udara menentukan terjadinya hujan, makin besar jumlah uap air dalam udara memungkinkan terjadinya hujan angin.
2) Uap air dapat menyerap radiasi sehingga dapat menentukan cepat hilangnya panas dari bumi.
Kelembapan udara diukur dengan hygrometer. Ada dua macam kelembapan udara, yaitu sebagai berikut.
1) Kelembapan Relatif (Kelembapan Nisbi)
Kelembapan relatif adalah bilangan yang menunjukkan perbandingan antara jumlah uap air dalam udara dan jumlah maksimum uap air yang dapat dikandung udara pada suhu serta tekanan udara yang sama.
2) Kelembapan Absolut
Kelembapan absolut adalah jumlah uap air yang terdapat dalam 1 m3 udara. Berat uap air dinyatakan dalam gram. Satuan untuk kelembapan absolut adalah gram/m.
e. Awan
Awan adalah kumpulan butir-butir atau partikei-partikel es yang diameternya 20-50 mikron dan melayang di udara. Awan memengaruhi pergerakan cuaca di satuwilayah dengan wilayah lainnya. Awan merupakan indikator kuat tentang cuaca yang akan terjadi. Jenis-jenis awan berdasarkan bentuknya adalah sebagai berikut.
1) Awan Cirrus, bentuk seperti serabut atau bulu ayam yang halus memanjang dilangit. Terbentuk di ketinggian 7-13 km, Awan cirrus terlihat cerah, perlahan-lahan akan berubah menjadi gelap mendung tetapi tidak akan turun hujan.
2) Awan Stratus, berbentuk bedalis-lapis, meluas, dan tampak seperti kabut. Berada paling dekat dan dapat dilihat dari bumi. Awan ini merupakan indikator cuaca. Awan ini berwarna cerah keabu-abuan. Jika berubah menjadi abuabu gelap. akan turun gerimis.
3) Awan Kumulus, berbentuk bergumpal, bergelombang dan bertumpuk-tumpuk dengan puncak yang membulat dan atas horizontal. Warna awan putih terang dan menyilaukan mata. Awan kumulus terbentuk ketika udara sangat panas dan bertambah dengan cepat sebelum terjadi hujan.
4) Awan Kumulonimbus, berbentuk bergumpal membulat dan mengelompok. Bénwama hitam, kadang-kadang kelihatan merata seperti stratus. Awan kumuionimbus merupakan awan yang menyebabkan hujan tanpa disertai mendung dan akan berhenti secara tiba-tiba.
Berdasarkan ketinggian dan bentuknya, awan dibagi menjadi sebagai berikut.
1) Awan rendah, berada pada ketinggian 12.000 m, meliputi awan stratokumulus, cumulonimbus, dan stratus.
2) Awan menengah, berada pada ketinggian 2.000-6.000 m, mencakup awan altokumulus dan altostratus.
3) Awan tinggi, berada pada ketinggian lebih dari 6 000 m, meliputi awan cirrus, cirrokumulus, dan cirrostratus.
f. Hujan
Hujan atau presipitasi adalah penstiwa jaluhnya butir air atau es dari lapisan troposfer ke permukaan bumi. Banyaknya curah hujan yang jatuh pada suatu tempat di bumi dapat diketahui dengan mengukur besarnya curah hujan menggunakan alat penakar hujan, yang disebut fluviometer. Berdasarkan proses terjadinya. hujan dibedakan menjadi sebagai berikut.
1) Hujan Zenithal
Hujan zenithal adalah hujan yang terjadi di daerah khatulistiwa karena pertemuan antara angin pasat timur laut dan angin pasat tenggara. Proses terjadinya hujan ketika daerah sekitar khatulistiwa udaranya naik dan mendingin, kemudian tegar perubahan uap air menjadi titik-titik air lalu turun hujan. Hujan zenithal bersilat sangat lebat banyak guntur, dan disertai angin.
2) Hujan Orografis
Terjadi karena angin yang kaya uap air naik ke pegunungan. Setelah naik, terjadi kondensasi dan terbentuk awan setelah itu turun hujan. Sementara itu, di lereng sebaliknya bertiup angin fohn yang kering karena uap air sudah menjadi hujan di lereng yang lain, dan disebut daerah bayangan hujan.
3) Hujan Frontal
Terjadi ketika massa udara bersifat panas yang banyak mengandung uap air bener dengan massa udara yang bersifat dingin. Massa udara naik, terjadi kondensasi sehingga turun hujan.
4) Hujan Buatan
Hujan buatan adalah hujan hasil perekayasaan atau upaya agar terjadi hujan dengan memberikan inti kondensasi ke uap air yang ada di atmosfer. lnti kondensasi berupa butir-butir garam, urea, dan zat-zat kimia lain.
Setiap wilayah mempunyai perbedaan tingkat curah hujan. Hal ini disebabkan oleh sebagai berikut.
- Letak daerah konvergensi antartropika.
- Bentuk permukaan bumi dan arah lereng.
- Arah angin yang sejajar dengan pantai.
- Jarak perjalanan angin di atas permukaan bumi.
- Posisi geografis wilayah.
Curah hujan di Indonesia tergolong tinggi yaitu lebih dari 2.000 mm/tahun. Faktor yang memengaruhi curah hujan di Indonesia adalah letaknya di daerah tropis, banyak terdapat pegunungan, diapit dua samudra. dan dilalui angin musim. Meskipun memiliki curah hujan yang tergolong tinggi, tidak semua daerah memiliki curah hujan yang sama. Daerah yang mempunyai curah hujan paling besar adalah daerah Batu Raden di Iereng Gunung Slamet dengan curah hujan sekitar 7.069 mm/tahun. Adapun kota Palu di Sulawesi Tengah merupakan daerah paling kering dengan curah hujan sekitar 547 mm/tahun.
