atmosfer

BAB 5

ATMOSFER

A.  Sifat Fisik Atmosfer

Atmosfer berasal dari kata atmos yang berarti uap dan sphaira yang berarti lapisan. Jadi, atmosfer adalah lapisan udara yang mengelilingi Bumi. Ketebalan atmosfer yang mengelilingi Bumi diperkirakan lebih dari 1.000 km. Beberapa gas utama yang terdapat pada lapisan atmosfer adalah nitrogen/N2 (78,088%), oksigen/O2 (20,049%), argon/Ar (0,930%), dan karbon dioksida/CO2 (0,030%).

1. Lapisan-Lapisan Atmosfer
   
   

2. Gambar 2. Pembagian lapisan atmosfer berdasarkan profil suhu vertikal. Garis titik-titik

a. Lapisan Troposfer

Lapisan troposfer di daerah kutub memiliki ketebalan 0–8 km, di daerah khatulistiwa memiliki ketebalan 0–16 km, dan di daerah lintang tinggi memiliki ketebalan kurang dari 12 km. Pada lapisan ini terjadi proses-proses cuaca dan iklim yang dapat diamati, seperti hujan, angin, dan awan. Setiap kenaikan ketinggian 100 m, kondisi suhu mengalami penurunan sekitar 0,6°C. Penurunan suhu ini sering disebut dengan gradien geothermis. Antara lapisan troposfer dan stratosfer dibatasi oleh lapisan tropopause.

b. Lapisan Stratosfer

Lapisan stratosfer memiliki ketebalan antara 15–55 km. Pada lapisan ini terdapat lapisan ozon yang terbentuk pada ketinggian 20 km. Ozon diproduksi saat radiasi sinar ultraviolet gelombang pendek memanaskan molekul oksigen. Akibatnya, molekul oksigen (O2) terpecah menjadi dua atom oksigen. Selanjutnya, satu atom oksigen bergabung dengan molekul oksigen lain membentuk ozon (O3). Lapisan ozon berfungsi menyerap radiasi sinar ultraviolet sehingga melindungi Bumi dari bahaya radiasi sinar ultraviolet (UV) matahari. Antara lapisan stratosfer dan mesosfer terdapat lapisan stratopause.

c. Lapisan Mesosfer

Lapisan mesosfer terletak pada ketinggian 55–80 km di atas permukaan laut. Batu-batu meteorit yang bergerak menembus atmosfer saat melewati lapisan mesosfer diimpit oleh massa udara dingin sehingga terbakar hancur sebelum menyentuh permukaan Bumi. Lapisan ini dapat disebut sebagai lapisan pelindung Bumi terhadap benturan benda atau batu meteor. Pada lapisan mesosfer terdapat lapisan D

yang bermuatan listrik pada ketinggian 70 km. Hal ini menyebabkan sering terjadinya fenomena awan pijar yang berasal dari uap air atau debu meteor. Antara lapisan mesosfer dengan termosfer terdapat lapisan mesopause.

d. Lapisan Termosfer

Lapisan termosfer disebut juga lapisan ionosfer karena terjadi proses ionisasi gas-gas oleh radiasi matahari. Lapisan ini terletak pada ketinggian 85–500 km. Pada lapisan termosfer, gelombang radio dipantulkan sehingga gelombang radio pendek yang dipancarkan dari suatu tempat dapat diterima di belahan Bumi yang lain. Lapisan peralihan antara termosfer dan eksosfer disebut lapisan termopause.

e. Lapisan Eksosfer

Lapisan eksosfer merupakan lapisan terluar. Gas utama yang ada, yaitu hidrogen yang kerapatannya makin tipis sampai hampir habis di luar angkasa. Pada lapisan ini terdapat fenomena zodiakal dan gegenschein yang merupakan pantulan sinar matahari oleh debu meteorit yang terdapat di angkasa.

2. Manfaat Lapisan Atmosfer

Lapisan atmosfer memiliki beberapa manfaat bagi kehidupan.

a. Melindungi Bumi dari radiasi sinar matahari yang sangat berbahaya bagi kehidupan.

b. Melindungi Bumi dari jatuhnya benda-benda angkasa yang akan memasuki Bumi.

c. Untuk kepentingan penelitian di bidang meteorologi dan klimatologi, khususnya prakiraan cuaca, baik jangka panjang maupun jangka pendek.

d. Cuaca sangat penting di bidang pertanian, perhubungan, pelayaran, penerbangan, dan lain sebagainya.

e. Lapisan ionosfer memiliki peranan yang penting dalam proses komunikasi karena dapat memantulkan gelombang radio.

B.   Cuaca dan Iklim

1. Pengertian Cuaca dan Iklim

Cuaca dan iklim merupakan dua hal yang tidak bisa dipisahkan. Keduanya saling terkait. Hal yang menjadi parameter pada cuaca akan menjadi parameter juga pada iklim.

a. Cuaca

Cuaca adalah kondisi udara pada saat tertentu, di wilayah yang relatif sempit serta pada jangka waktu yang relatif singkat.

 Dari pengertian ini menunjukkan bahwa cuaca terbentuk dari gabungan unsure cuaca dengan jangka waktu bisa hanya beberapa jam.

Contohnya cuaca pada pukul 06.00 di Jakarta berbeda dengan cuaca pada pukul 13.00 di daerah puncak. Suhu udara pada pukul 13.00 di Jakarta lebih

tinggi daripada pukul 13.00 di daerah puncak, dan sebagainya.

Gejala-Gejala Cuaca

Gejala cuaca adalah serangkaian gejala alam yang terbentuk karena temperature, kelembaban dan tekanan udara. gejala-gejala cuaca yaitu:

1. Kilat, Guntur dan petir

Kilat adalah aliran listrik dalam bentuk sinar atau cahaya yang muncul secara tiba-tiba dari antara dua awan yang berbeda muatan listrik.

2. Kabut

Kabut adalah udara lembab yang berisikan jutaan butir air kecil halus yang letaknya dekat diatas permukaan tanah

Macam-macam kabut :

• Kabut slokan / kabut sawak
• Kabut pemancaran
• Kabut adveksi
• Kabut yang terjadi dikota industry

3. Awan

Awan adalah kumpulan titik air atau Kristal-kristal es yang halus diatmosfir.

Berdasarkan bentuknya awan dibedakan :

• Awan cumulus, berbentuk bergumpal-gumpal seperti bulu domba
• Awan stratus, berbentuk berlapis-lapis
• Awan cirrus, bentuk halus seperti kapas
• Awan nimbus, warna kelabu merupakan sumber hujan

Berdasarkan ketinggiannya, awan dibedakan ;

• Awan tinggi, ketinggian lebih 6000 m.
• Awan sedang, terletak antara 2000-6000 m.
• Awan rendah, terletak antara 0-2000 m.
• Awan yang berkembang vertical, yaitu awan yang ketinggian 500 m.

b. Iklim

Iklim adalah cuaca rata-rata tahunan pada wilayah yang lebih luas. Untuk menentukan keadaan iklim suatu wilayah, biasanya dengan menghitung rata-rata cuaca selama 30–100 tahun.

 Perbedaan antara cuaca dan iklim dapat kamu lihat pada tabel berikut.

Cuaca	Iklim
• Rentang waktunya    pendek (hari/jam). • Cakupan daerahnya sempit. • Sangat cepat berubah.	• Rentang waktunya     panjang (30–100 tahun).  • Cakupan daerahnya luas.  • Jarang sekali berubah.

GEJALA-GEJALA OPTIK DI ATMOSFER

1.  PELANGI

Warna pelangi MEJIKUHIBINIU yaitu: merah, jingga (orange), kuning, hijau, biru, nila(indigo) dan ungu(violet).

 Pelangi terjadi karena sinar matahari jatuh pada titik-titik air hujan, yang mengakibatkan berkas sinar matahari tersebut dibiaskan dan dipantulkan menjadi spectrum warna (spectrum radiasi) oleh titik air hujan.

                               

Adapun jenis-jenis pelangi adalah sebagai berikut :

1. Classic Rainbows

Pelangi Alam terdiri dari enam warna: merah, oranye, kuning, hijau, biru dan ungu. Intensitas warna masing-masingnya tergantung berbagai kondisi atmosfer dan waktu.

2. Circular Rainbows

Pelangi ini benar-benar terlihat seperti busur lingkaran sempurna (dengan radius tepat 42 derajat, menurut Descartes).

3. Secondary Rainbow

Pelangi primer, sering disertai dengan pelangi sekunder biasanya tipis dan redup daripada pelangi primer. Pelangi sekunder terkenal dengan karakteristik tertentu, spektrum ditampilkan dalam urutan terbalik dari sebuah pelangi primer.

4. Red Rainbows

Red Rainbows biasanya terlihat saat fajar atau senja ketika ketebalan filter atmosfir bumi menjadi biru, terlihat lebih merah atau seperti tetesan cahaya oranye mencerminkan dan membiaskan air. Hasilnya adalah pelangi dengan spektrum ujung merah.

5. Sundogs

Yang paling sering terlihat rendah di langit di hari musim dingin yang cerah, sundogs terjadi ketika matahari bersinar melalui kristal es yang tinggi di atmosfer. Sundogs berwarna merah di bagian dalam dan ungu di bagian luar dengan sisa spektrum ramai di antaranya. Semakin tebal konsentrasi kristal es di udara, semakin tebal pula strukturnya.

6. Fogbows

Fogbows lebih jarang terlihat daripada pelangi biasa, karena parameter tertentu yang harus disesuaikan untuk menciptakan mereka. Misalnya, sumber cahaya harus berada di belakang pengamat dan membumi. Juga, kabut di belakang pengamat harus sangat tipis sehingga sinar matahari yang dapat bersinar melalui kabut tebal di depan.

7. Waterfall Rainbows

Kabut air terjun bercampur ke dalam aliran udara konstan atmosfer terus menerus, terlepas dari cuaca. Hal ini membuat sebuah foto air terjun yang sangat baik untuk pelangi.

8. Fire Rainbows

Pelangi ini bukan terbuat dari api, nama untuk efek optik yang indah ini adalah circumhorizontal arc. Fenomena ini hanya dapat dilihat dalam kondisi spesifik tertentu: awan cirrus, yang bertindak seperti prisma harus setidaknya berada di ketinggian 20.000 kaki dan matahari harus menyorot ketika mereka berada di ketinggian 58-68 derajat. Rainbow Fire tidak pernah terlihat di lokasi lebih dari 55 derajat utara atau selatan.

9. Moonbows

Moonbows adalah mitra untuk pelangi lunar. Mereka juga jauh lebih sulit dilihat karena badai hujan harus berlalu dan, idealnya, bulan purnama yang terang tidak terhalang oleh awan.

2. HALO

Halo adalah lingkaran sinar putih disekeliling bulan atau matahari, namun yang sering kita lihat adalah halo bulan karena pada waktu malam langit terihat gelap.

Halo terjadi karena sinar bulan menembus kristal-kristal es yang terdapat pada awan yang tinggi (6.000 – 12.000 m diatas permukaan air laut) seperti awan Cirrus, Cirrostratus dan Cirrocumulus, sehingga sinar bulan dibiaskan oleh kristal-kristal as tersebut.

Halo (disebut juga nimbus, icebow, atau Gloriole) adalah fenomena optikal berupa lingkaran cahaya di sekitar Matahari dan Bulan, dan terkadang pada sumber cahaya lain seperti lampu penerangan jalan..

3. AURORA

Yaitu cahaya yang bersinar pada malam hari di langit sekitar wilayah lingkaran kutub (cahaya kutub). Aurora yang bersinar di kutub utara dinamakan AURORA BOREALIS, sedangkan yang bersinar di kutub selatan dinamakan AURORA AUSTRALIS.

Penyebab Terjadinya Aurora

Aurora terjadi akibat atom-atom yang bertumbukan dengan partikel-partikel bermuatan, terutama elektron dan proton yang berasal dari Matahari. Partikel-partikel tersebut terlempar dengan kecepatan lebih dari 500 mil per detik dan terhisap medan magnet Bumi di sekitar kutub utara dan selatan. Warna-warna yang dihasilkan disebabkan benturan partikel dan molekul atau atom yang berbeda.

4. Fatamorgana

Fatamorgana adalah pembiasan cahaya melalui kepadatan yang berbeda, sehingga bisa membuat sesuatu yang tidak ada menjadi seolah ada

Fatamorgana juga sering terjadi di jalan beraspal yang panas sehingga kelihatan seperti genangan air. Peristiwa ini akibat pemantulan sempura.

2. Unsur-Unsur Cuaca

Unsur-unsur tersebut sebagai berikut.

a. Suhu Udara

Suhu udara merupakan ukuran untuk menyatakan keadaan panas atau dinginnya udara. Suhu udara diukur dengan alat termometer. Hasil pengukuran dapat dinyatakan dalam 3 skala, yaitu Celcius (C), Reamur (R), dan Fahrenheit (F). Persebaran suhu udara di permukaan Bumi berbeda-beda. Karakteristik

persebaran suhu udara sebagai berikut.

1) Persebaran Secara Horizontal

Suhu udara tertinggi terdapat di daerah tropis atau sekitar ekuator, semakin ke kutub semakin dingin.

2) Persebaran Secara Vertikal

Semakin tinggi suatu tempat, suhu udara semakin dingin atau semakin rendah. Hal ini sesuai dengan hukum gradien geothermis, yaitu setiap kenaikan 100 meter suhu berkurang rata-rata 0,6°C.

Pada udara kering besar gradien geothermis sebesar 1°C. Pada lapisan atmosfer tertentu hukum ini tidak berlaku.

Persebaran suhu baik vertikal maupun horizontal tidak terjadi dengan sendirinya

Persebaran tersebut dipengaruhi oleh beberapa faktor sebagai berikut.

1) Lama Penyinaran Matahari

Wilayah Indonesia terletak pada lintang 23°LU – 23°LS. Letak ini menyebabkan lama penyinaran matahari di wilayah ini lebih kurang 12 jam. Penyinaran matahari yang panjang akan memengaruhi peningkatan suhu di permukaan Bumi.

2) Sudut Datang Sinar Matahari

Bentuk muka Bumi yang melengkung atau membulat menyebabkan sudut datang penyinaran matahari tidak sama. Apabila arah sinar matahari semakin tegak dengan bidang horizontal permukaan

Bumi atau semakin kecil sudut datangnya, intensitas penyinaran matahari semakin tinggi. Besarnya sudut ini berkaitan dengan letak lintang. Amatilah gambar berikut agar kamu dapat mengetahui persebaran panas berdasarkan sudut datang penyinaran.

3) Relief Permukaan Bumi

Berdasarkan relief, persebaran suhu mempunyai dua tipe, yaitu berdasarkan ketinggian dan arah hadap lereng. Semakin tinggi relief akan semakin rendah suhunya. Selain itu, relief yang menghadap ke arah datangnya sinar matahari akan mempunyai suhu yang lebih tinggi daripada lereng yang tidak berhadapan langsung dengan sinar matahari.

4) Banyak Sedikitnya Awan

Awan pada lapisan udara dapat menahan sinar matahari sebelum sampai di permukaan Bumi. Pada pagi hari awan dapat menyebabkan temperatur rendah. Akan tetapi, pada siang hari menyebabkan temperatur tinggi karena awan dapat memantulkan kembali panas yang dipancarkan oleh permukaan Bumi. Semakin banyak uap air, semakin besar panas yang diserap, akibatnya temperature menjadi tinggi.

5) Macam Bentang Alam

Daratan akan lebih cepat panas atau dingin dibandingkan dengan lautan yang lebih lambat menjadi panas atau dingin.

Energi sinar Matahari sebagian digunakan untuk memanaskan atmosfer.

Faktor-faktor yang mempengaruhi tinggi rendahnya suhu udara suatu daerah adalah:

a. Lama penyinaran matahari

b. Sudut datang sinar matahari.

c. Relief permukaan bumi.

d. Banyak sedikitnya awan.

e. Perbedaan letak lintang.

   Untuk mengetahui temperatur rata-rata suatu tempat digunakan rumus:

Keterangan:
Tx = temperatur rata rata suatu tempat (x) yang dicari
To = temperatur suatu tempat yang sudah diketahui
h = tinggi tempat (x)

Contoh:
Temperatur permukaan laut = 27^o C. Kota X tingginya 1500 m (di Indonesia).
Tanya: Berapa temperatur rata rata kota X?

Jawab:

Pemanasan atmosfer dapat secara langsung atau tidak langsung.

Matahari merupakan sumber panas. 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.

   Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar 4 berikut.

Gambar 4. Pengaruh atmosfer terhadap energi panas matahari.
(Konsep Dasar Indraja dan Pengolahan Citra, Bakosurtanal, 1995)

Di Indonesia, keadaan suhu udara relatif bervariasi. Data rata-rata suhu udara di beberapa kota di Indonesia, dapat Anda lihat pada tabel 2.

Tabel 2. Rata-rata suhu udara di beberapa kota di Indonesia.

Rata-rata suhu tahunan, di Indonesia sekitar 26,80 C. Dalam peta, daerah daerah yang suhu udaranya sama dihubungkan dengan garis isotherm.

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. Orang pertama yang mengukur tekanan udara adalah Torri Celli (1643). Alat yang digunakannya adalah barometer raksa.

Tekanan udara menunjukkan tenaga yang bekerja untuk menggerakkan masa udara dalam setiap satuan luas tertentu. Tekanan udara semakin rendah apabila semakin tinggi dari permukaan laut.

Satuan ukuran tekanan udara adalah milibar (mb).

1 mb = 3/4 mm tekanan air raksa (t.a.r)

atau

1.013 mb = 76 cm t.a.r = 1 atmosfer

Garis pada peta yang menghubungkan tempat-tempat yang sama tekanan udaranya disebut isobar.

Bidang isobar ialah bidang yang tiap-tiap titiknya mempunyai tekanan udara sama. Jadi perbedaan

suhu akan menyebabkan perbedaan tekanan udara.

Daerah yang banyak menerima panas matahari, udaranya akan mengembang dan naik. Oleh karena

itu, daerah tersebut bertekanan udara rendah. Ditempat lain terdapat tekanan udara tinggi

sehingga terjadilah gerakan udara dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan udara

rendah. Gerakan udara tersebut dinamakan angin.

3. Angin

Angin adalah udara yang bergerak. Ada tiga hal penting yang menyangkut sifat angin yaitu:

• Kekuatan angin

• Arah angin

• Kecepatan angin

a. Kekuatan Angin

   Menurut hukum Stevenson, kekuatan angin berbanding lurus dengan gradient barometriknya.
  Gradient baromatrik ialah angka yang menunjukkan perbedaan tekanan udara dari dua isobar
  pada tiap jarak 15 meridian (111 km).

Gambar 5. Kekuatan angin A dan P terletak pada isobar 1000 mb. B dan Q pada isobar 990 mb. Jarak AB = 80 km, Jarak PQ = 150 km.

    Jadi angin yang bertiup dari A ke B lebih kuat daripada angin yang bertiup dari P ke Q.

b. Arah Angin

   Satuan yang digunakan untuk besaran arah angin biasanya adalah derajat.

    1 derajat untuk angin arah dari Utara.

    90 derajat untuk angin arah dari Timur.

    180 derajat untuk angin arah dari Selatan.

    270 derajat untuk angin arah dari Barat.

Angin menunjukkan dari mana datangnya angin dan bukan ke mana angin itu bergerak.

Menurut hukum Buys Ballot, udara bergerak dari daerah yang bertekanan tinggi (maksimum) ke

daerah bertekanan rendah (minimum), di belahan bumi utara berbelok ke kanan sedangkan di

belahan bumi selatan berbelok ke kiri.

Arah angin dipengaruhi oleh tiga faktor:

1) Gradient barometrik

2) Rotasi bumi

3) Kekuatan yang menahan (rintangan)

Makin besar gradient barometrik, makin besar pula kekuatannya. Angin yang besar kekuatannya

makin sulit berbelok arah. Rotasi bumi, dengan bentuk bumi yang bulat, menyebabkan pembelokan

arah angin. Pembelokan angin di ekuator sama dengan 0 (nol). Makin ke arah kutub pembelokannya

makin besar. Pembelokan angin yang mencapai 90o sehingga sejajar dengan garis isobar disebut

angin geotropik. Hal ini banyak terjadi di daerah beriklim sedang di atas samudra.

Kekuatan yang menahan dapat membelokan arah angin. Sebagai contoh, pada saat melalui gunung,

angin akan berbelok ke arah kiri, ke kanan atau ke atas.

c. Kecepatan angin

   Atmosfer ikut berotasi dengan bumi. Molekul-molekul udara mempunyai kecepatan gerak ke arah timur, sesuai dengan arah rotasi bumi. Kecepatan gerak tersebut disebut kecepatan linier. Bentuk bumi yng bulat ini menyebabkan kecepatan linier makin kecil jika makin dekat ke arah kutub. Lihat tabel 3. Alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin disebut anemometer.

Tabel 3. Hubungan antara lintang tempat dan kecepatan linier.

d. Sistem Angin

   1) Angin Passat

   Angin passat adalah angin bertiup tetap sepanjang tahun dari daerah subtropik menuju ke
     daerah ekuator (khatulistiwa).

      a) Angin Passat Timur Laut bertiup di belahan bumi Utara.

      b) Angin Passat Tenggara bertiup di belahan bumi Selatan.

         Di sekitar khatulistiwa, kedua angin passat ini bertemu. Karena temperatur di daerah tropis
selalu tinggi, maka massa udara tersebut dipaksa naik secara vertikal (konveksi). Daerah pertemuan kedua angin passat tersebut dinamakan Daerah Konvergensi Antar Tropik (DKAT).

         DKAT ditandai dengan temperatur yang selalu tinggi. Akibat kenaikan massa udara ini, wilayah

         DKAT terbebas dari adanya angin topan. Akibatnya daerah ini dinamakan daerah doldrum (wilayah tenang).

   2) Angin Anti Passat

   Udara di atas daerah ekuator yang mengalir ke daerah kutub dan turun di daerah maksimum subtropik merupakan angin Anti Passat. Di belahan bumi Utara disebut Angin Anti Passat Barat Daya dan di belahan bumi Selatan disebut Angin Anti Passat Barat Laut. Pada daerah sekitar lintang 20o - 30o LU dan LS, angin anti passat kembali turun secara vertikal sebagai angina yang kering. Angin kering ini menyerap uap air di udara dan permukaan daratan. Akibatnya,terbentuk gurun di muka bumi, misalnya gurun di Saudi Arabia, Gurun Sahara (Afrika), dan gurun di Australia.

Di daerah Subtropik (30o – 40o LU/LS) terdapat daerah “teduh subtropik”yang udaranya tenang, turun dari atas, dan tidak ada angin. Sedangkan di daerah ekuator antara

10o LU - 10o LS terdapat juga daerah tenang yang disebut daerah “teduh ekuator” atau “daerah doldrum”

    3) Angin Barat

    Sebagian udara yang berasal dari daerah maksimum subtropis Utara dan Selatan mengalir ke daerah sedang Utara dan daerah sedang Selatan sebagai angin Barat. Pengaruh angin Barat dibelahan bumi Utara tidak begitu terasa karena hambatan dari benua. Di belahan bumi Selatan pengaruh angin Barat ini sangat besar, tertama pada daerah lintang 60o LS. Di sini bertiup angin Barat yang sangat kencang yang oleh pelaut-pelaut disebut roaring forties.

   4) Angin Timur

   Di daerah Kutub Utara dan Kutub Selatan bumi terdapat daerah dengan tekanan udara
  maksimum. Dari daerah ini mengalirlah angin ke daerah minimum subpolar (60o LU/LS).

       Angin ini disebut angin Timur. Angin timur ini bersifat dingin karena berasal dari daerah kutub.

  5) Angin Muson (Monsun)

 Angin muson ialah angin yang berganti arah secara berlawanan setiap setengah tahun.   
   Umumnya pada setengah tahun pertama bertiup angin darat yang kering dan setengah tahun berikutnya bertiup angin laut yang basah.

   Pada bulan Oktober – April, matahari berada pada belahan langit Selatan, sehingga benua  Australia lebih banyak memperoleh pemanasan matahari dari benua Asia. Akibatnya di Australia terdapat pusat tekanan udara rendah (depresi) sedangkan di Asia terdapat pusat-pusa tekanan udara tinggi (kompresi). Keadaan ini menyebabkan arus angin dari benua Asia ke benua Australia.

   Di Indonesia angin ini merupakan angin musim Timur Laut di belahan bumi Utara dan angin musim Barat di belahan bumi Selatan. Oleh karena angin ini melewati Samudra Pasifik dan Samudra Hindia maka banyak membawa uap air, sehingga pada umumnya di Indonesia terjadi Musim Penghujan.

Musim penghujan meliputi hampir seluruh wilayah Indonesia, hanya saja persebarannya tidak merata. Makin ke Timur curah hujan makin berkurang karena kandungan uap airnya makin sedikit.

Pada bulan April – Oktober, matahari berada di belahan langit Utara, sehingga benua Asia lebih panas daripada benua Australia. Akibatnya, di Asia terdapat pusat-pusat tekanan udara rendah, sedangkan di Australia terdapat pusat-pusat tekanan udara tinggi yang menyebabkan terjadinya angin dari Australia menuju Asia. Di Indonesia, terjadi angin musim timur di belahan bumi Selatan dan angin musim barat daya di belahan bumi Utara. Oleh karena tidak melewati lautan yang luas maka angin tidak banyak mengandung uap air oleh karena itu pada umumnya di Indonesia terjadi musim kemarau, kecuali pantai barat Sumatera, Sulawesi Tenggara, dan pantai Selatan Irian Jaya. Lihat gambar 7. Antara kedua musim tersebut ada musim yang disebut Musim Pancaroba (Peralihan), yaitu:

Musim Kemareng yang merupakan peralihan dari musim penghujan ke musim kemarau, dan Musim Labuh yang merupakan peralihan musim kemarau ke musim penghujan.

Adapun ciri-ciri musim pancaroba yaitu: Udara terasa panas, arah angin tidak teratur dan terjadi hujan secara tiba-tiba dalam waktu singkat dan lebat.

Angin Lokal

Di samping angin musim, di Indonesia juga terdapat angin lokal (setempat) yaitu sebagai berikut:

1. Angin darat dan angin laut

    Angin ini terjadi di daerah pantai. Pada siang hari daratan lebih cepat menerima panas dibandingkandengan lautan. Angin bertiup dari laut ke darat, disebut angin laut .Sebaliknya, pada malam haridaratan lebih cepat melepaskan panas dibandingkan dengan lautan. Daratan bertekanan maksimumdan lautan bertekanan minimum. Angin bertiup dari darat ke laut, disebut angin darat.

2. Angin lembah dan angin gunung

   Pada siang hari udara yang seolah-olah terkurung pada dasar lembah lebih cepat panas dibandingkan dengan udara di puncak gunung yang lebih terbuka (bebas), maka udara mengalir dari lembah ke ke puncak gunung menjadi angin lembah. Sebaliknya pada malam hari udara mengalir dari gunung ke lembah menjadi angin gunung.

3. Angin Jatuh yang sifatnya kering dan panas

    Angin Jatuh atau Fohn ialah angin jatuh bersifatnya kering dan panas terdapat di lereng pegunungan Alpine.

   Sejenis angin ini banyak terdapat di Indonesia dengan nama angin Bahorok (Deli),

 angin Kumbang

 (Cirebon), angin Gending di Pasuruan (Jawa Timur), dan Angin Brubu di Sulawesi Selatan).

3. Kelembaban Udara

 Di udara terdapat uap air yang berasal dari penguapan samudra (sumber yang utama).

Sumber lainnya berasal dari danau-danau, sungai-sungai, tumbuh-tumbuhan, dan sebagainya.

Makin tinggi suhu udara, makin banyak uap air yang dapat dikandungnya. Hal ini berarti makin

lembablah udara tersebut. Alat untuk mengukur kelembaban udara dinamakan hygrometer

atau psychrometer.

Ada dua macam kelembaban udara:

1) Kelembaban udara absolut, ialah banyaknya uap air yang terdapat di udara pada suatu tempat. Dinyatakan dengan banyaknya gram uap air dalam 1 m³ udara.

2) Kelembaban udara relatif, ialah perbandingan jumlah uap air dalam udara (kelembaban absolut) dengan jumlah uap air maksimum yang dapat dikandung oleh udara tersebut dalam suhu yang sama dan dinyatakan dalam persen (%).

Contoh:

Dalam 1 m³ udara yang suhunya 20o C terdapat 14 gram uap air (basah absolut = 14 gram), sedangkan uap air maksimum yang dapat dikandungnya pada suhu 20o C = 20 gram.

Jadi kelembaban relatif udara itu =

Cuaca dan Iklim Apakah Anda bisa membedakan antara cuaca dengan iklim? Untuk mengetahuinya cobalah Anda simak pernyataan ini “Hari ini sangat cerah”, dan “Bulan bulan belakangan ini tidak tampak turun hujan, sehingga dimana-mana terjadi kekeringan”. Nah bisakah Anda membedakan pernyataan tersebut? Pernyataan yang pertama menunjukkan saat itu juga, waktunya sangat singkat. Dan saya percaya Anda pasti bisa menjawab bahwa pernyataan pertama adalah menunjukkan “cuaca” dan pernyataan yang kedua, karena waktunya sangat lama/panjang, hal itu menunjukkan “iklim”. Benarkah demikian? Untuk mengetahuinya marilah kita bahas bersama-sama tentang cuaca dan iklim serta unsur-unsurnya. A. Pengertian 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 dan 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 wilayah 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 disebutKlimatologi, sedangkan ilmu yang mempelajari tentang keadaan cuaca disebutMeteorologi B. Unsur-unsur Cuaca dan Iklim Ada beberapa unsur yang mempengaruhi cuaca dan iklim, yaitu suhu udara, tekanan udara, kelembaban udara dan curah hujan. 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. Di lain pihak, pada waktu kita mendaki gunung, suhu udara terasa dingin jika ketinggian bertambah. Kita sudah mengetahui bahwa tiap kenaikan bertambah 100 meter, suhu udara berkurang (turun) rata-rata 0,6o C. Penurunan suhu semacam ini disebut gradient temperatur vertikal atau lapse rate. Pada udara kering, besar lapse rate adalah 1o C. Faktor-faktor yang mempengaruhi tinggi rendahnya suhu udara suatu daerah adalah: a. Lama penyinaran matahari b. Sudut datang sinar matahari. c. Relief permukaan bumi. d. Banyak sedikitnya awan. e. Perbedaan letak lintang.    Untuk mengetahui temperatur rata-rata suatu tempat digunakan rumus: Keterangan: Tx = temperatur rata rata suatu tempat (x) yang dicari To = temperatur suatu tempat yang sudah diketahui h = tinggi tempat (x) Contoh: Temperatur permukaan laut = 27o C. Kota X tingginya 1500 m (di Indonesia). Tanya: Berapa temperatur rata rata kota X? Jawab: Matahari merupakan sumber panas. 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.    Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar 4 berikut. Gambar 4. Pengaruh atmosfer terhadap energi panas matahari. (Konsep Dasar Indraja dan Pengolahan Citra, Bakosurtanal, 1995) Di Indonesia, keadaan suhu udara relatif bervariasi. Data rata-rata suhu udara di beberapa kota di Indonesia, dapat Anda lihat pada tabel 2. Tabel 2. Rata-rata suhu udara di beberapa kota di Indonesia. Rata-rata suhu tahunan, di Indonesia sekitar 26,80 C. Dalam peta, daerah daerah yang suhu udaranya sama dihubungkan dengan garis isotherm. 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. Orang pertama yang mengukur tekanan udara adalah Torri Celli (1643). Alat yang digunakannya adalah barometer raksa. Tekanan udara menunjukkan tenaga yang bekerja untuk menggerakkan masa udara dalam setiap satuan luas tertentu. Tekanan udara semakin rendah apabila semakin tinggi dari permukaan laut. Satuan ukuran tekanan udara adalah milibar (mb). 1 mb = 3/4 mm tekanan air raksa (t.a.r) atau 1.013 mb = 76 cm t.a.r = 1 atmosfer Garis pada peta yang menghubungkan tempat-tempat yang sama tekanan udaranya disebut isobar. Bidang isobar ialah bidang yang tiap-tiap titiknya mempunyai tekanan udara sama. Jadi perbedaan suhu akan menyebabkan perbedaan tekanan udara. Daerah yang banyak menerima panas matahari, udaranya akan mengembang dan naik. Oleh karena itu, daerah tersebut bertekanan udara rendah. Ditempat lain terdapat tekanan udara tinggi sehingga terjadilah gerakan udara dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan udara rendah. Gerakan udara tersebut dinamakan angin. 3. Angin Angin adalah udara yang bergerak. Ada tiga hal penting yang menyangkut sifat angin yaitu: • Kekuatan angin • Arah angin • Kecepatan angin a. Kekuatan Angin    Menurut hukum Stevenson, kekuatan angin berbanding lurus dengan gradient barometriknya.   Gradient baromatrik ialah angka yang menunjukkan perbedaan tekanan udara dari dua isobar pada tiap jarak 15 meridian (111 km). Gambar 5. Kekuatan angin A dan P terletak pada isobar 1000 mb. B dan Q pada isobar 990 mb. Jarak AB = 80 km, Jarak PQ = 150 km.     Jadi angin yang bertiup dari A ke B lebih kuat daripada angin yang bertiup dari P ke Q. b. Arah Angin    Satuan yang digunakan untuk besaran arah angin biasanya adalah derajat.     1 derajat untuk angin arah dari Utara.     90 derajat untuk angin arah dari Timur.     180 derajat untuk angin arah dari Selatan.     270 derajat untuk angin arah dari Barat. Angin menunjukkan dari mana datangnya angin dan bukan ke mana angin itu bergerak. Menurut hukum Buys Ballot, udara bergerak dari daerah yang bertekanan tinggi (maksimum) ke daerah bertekanan rendah (minimum), di belahan bumi utara berbelok ke kanan sedangkan dibelahan bumi selatan berbelok ke kiri. Arah angin dipengaruhi oleh tiga faktor: 1) Gradient barometrik 2) Rotasi bumi 3) Kekuatan yang menahan (rintangan) Makin besar gradient barometrik, makin besar pula kekuatannya. Angin yang besar kekuatannya makin sulit berbelok arah. Rotasi bumi, dengan bentuk bumi yang bulat, menyebabkan pembelokan arah angin. Pembelokan angin di ekuator sama dengan 0 (nol). Makin ke arah kutub pembelokannya makin besar. Pembelokan angin yang mencapai 90o sehingga sejajar dengan garis isobar disebut angin geotropik. Hal ini banyak terjadi di daerah beriklim sedang di atas samudra. Kekuatan yang menahan dapat membelokan arah angin. Sebagai contoh, pada saat melalui gunung,angin akan berbelok ke arah kiri, ke kanan atau ke atas. c. Kecepatan angin    Atmosfer ikut berotasi dengan bumi. Molekul-molekul udara mempunyai kecepatan gerak ke arah timur, sesuai dengan arah rotasi bumi. Kecepatan gerak tersebut disebut kecepatan linier. Bentuk bumi yng bulat ini menyebabkan kecepatan linier makin kecil jika makin dekat ke arah kutub. Lihat tabel 3. Alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin disebut anemometer. Tabel 3. Hubungan antara lintang tempat dan kecepatan linier. d. Sistem Angin    1) Angin Passat    Angin passat adalah angin bertiup tetap sepanjang tahun dari daerah subtropik menuju kedaerah ekuator (khatulistiwa).       a) Angin Passat Timur Laut bertiup di belahan bumi Utara.       b) Angin Passat Tenggara bertiup di belahan bumi Selatan.          Di sekitar khatulistiwa, kedua angin passat ini bertemu. Karena temperatur di daerah tropis selalu tinggi, maka massa udara tersebut dipaksa naik secara vertikal (konveksi). Daerah pertemuan kedua angin passat tersebut dinamakan Daerah Konvergensi Antar Tropik (DKAT).          DKAT ditandai dengan temperatur yang selalu tinggi. Akibat kenaikan massa udara ini, wilayah DKAT terbebas dari adanya angin topan. Akibatnya daerah ini dinamakan daerah doldrum (wilayah tenang).    2) Angin Anti Passat    Udara di atas daerah ekuator yang mengalir ke daerah kutub dan turun di daerah maksimum subtropik merupakan angin Anti Passat. Di belahan bumi Utara disebut Angin Anti Passat Barat  Daya dan di belahan bumi Selatan disebut Angin Anti Passat Barat Laut. Pada daerah sekitar lintang 20o - 30o LU dan LS, angin anti passat kembali turun secara vertikal sebagai angin yang kering. Angin kering ini menyerap uap air di udara dan permukaan daratan. Akibatnya,terbentuk gurun di muka bumi, misalnya gurun di Saudi Arabia, Gurun Sahara (Afrika), dan gurun di Australia. Di daerah Subtropik (30o – 40o LU/LS) terdapat daerah “teduh subtropik”yang udaranya tenang, turun dari atas, dan tidak ada angin. Sedangkan di daerah ekuator antara 10o LU - 10o LS terdapat juga daerah tenang yang disebut daerah “teduh ekuator” atau “daerah doldrum”     3) Angin Barat     Sebagian udara yang berasal dari daerah maksimum subtropis Utara dan Selatan mengalir kedaerah sedang Utara dan daerah sedang Selatan sebagai angin Barat. Pengaruh angin Barat dibelahan bumi Utara tidak begitu terasa karena hambatan dari benua. Di belahan bumi Selatan pengaruh angin Barat ini sangat besar, tertama pada daerah lintang 60o LS. Di sini bertiup angin Barat yang sangat kencang yang oleh pelaut-pelaut disebut roaring forties.    4) Angin Timur    Di daerah Kutub Utara dan Kutub Selatan bumi terdapat daerah dengan tekanan udara maksimum. Dari daerah ini mengalirlah angin ke daerah minimum subpolar (60o LU/LS).        Angin ini disebut angin Timur. Angin timur ini bersifat dingin karena berasal dari daerah kutub.   5) Angin Muson (Monsun)  Angin muson ialah angin yang berganti arah secara berlawanan setiap setengah tahun.       Umumnya pada setengah tahun pertama bertiup angin darat yang kering dan setengah tahun berikutnya bertiup angin laut yang basah.    Pada bulan Oktober – April, matahari berada pada belahan langit Selatan, sehingga benua  Australia lebih banyak memperoleh pemanasan matahari dari benua Asia. Akibatnya di Australia terdapat pusat tekanan udara rendah (depresi) sedangkan di Asia terdapat pusat-pusat  tekanan udara tinggi (kompresi). Keadaan ini menyebabkan arus angin dari benua Asia ke benua Australia.    Di Indonesia angin ini merupakan angin musim Timur Laut di belahan bumi Utara dan angina musim Barat di belahan bumi Selatan. Oleh karena angin ini melewati Samudra Pasifik dan Samudra Hindia maka banyak membawa uap air, sehingga pada umumnya di Indonesia terjadi Musim Penghujan. Musim penghujan meliputi hampir seluruh wilayah Indonesia, hanya saja persebarannya tidak merata. Makin ke Timur curah hujan makin berkurang karena kandungan uap airnya makin sedikit. Pada bulan April – Oktober, matahari berada di belahan langit Utara, sehingga benua Asia lebih panas daripada benua Australia. Akibatnya, di Asia terdapat pusat-pusat tekanan udara rendah, sedangkan di Australia terdapat pusat-pusat tekanan udara tinggi yang menyebabkan terjadinya angin dari Australia menuju Asia. Di Indonesia, terjadi angin musim timur di belahan bumi Selatan dan angin musim barat daya di belahan bumi Utara. Oleh karena tidak melewati lautan yang luas maka angin tidak banyak mengandung uap air oleh karena itu pada umumnya di Indonesia terjadi musim kemarau, kecuali pantai barat Sumatera, Sulawesi Tenggara, dan pantai Selatan Irian Jaya. Lihat gambar 7. Antara kedua musim tersebut ada musim yang disebut Musim Pancaroba (Peralihan), yaitu: Musim Kemareng yang merupakan peralihan dari musim penghujan ke musim kemarau, dan Musim Labuh yang merupakan peralihan musim kemarau ke musim penghujan. Adapun ciri-ciri musim pancaroba yaitu: Udara terasa panas, arah angin tidak teratur dan terjadi hujan secara tiba-tiba dalam waktu singkat dan lebat.    ANGIN LOKAL a Di samping angin musim, di Indonesia juga terdapat angin lokal (setempat) yaitu sebagai berikut: 1. Angin darat dan angin laut     Angin ini terjadi di daerah pantai. Pada siang hari daratan lebih cepat menerima panas dibandingkandengan lautan. Angin bertiup dari laut ke darat, disebut angin laut .Sebaliknya, pada malam haridaratan lebih cepat melepaskan panas dibandingkan dengan lautan. Daratan bertekanan maksimumdan lautan bertekanan minimum. Angin bertiup dari darat ke laut, disebut angin darat. 2. Angin lembah dan angin gunung    Pada siang hari udara yang seolah-olah terkurung pada dasar lembah lebih cepat panas dibandingkan dengan udara di puncak gunung yang lebih terbuka (bebas), maka udara mengalir dari lembah ke ke puncak gunung menjadi angin lembah. Sebaliknya pada malam hari udara mengalir dari gunung ke lembah menjadi angin gunung. 3. Angin Jatuh yang sifatnya kering dan panas     Angin Jatuh atau Fohn ialah angin jatuh bersifatnya kering dan panas terdapat di lereng pegunungan Alpine.    Sejenis angin ini banyak terdapat di Indonesia dengan nama angin Bahorok (Deli), angin Kumbang    (Cirebon), angin Gending di Pasuruan (Jawa Timur), dan Angin Brubu di Sulawesi Selatan). 3. Kelembaban Udara  Di udara terdapat uap air yang berasal dari penguapan samudra (sumber yang utama). Sumber lainnya berasal dari danau-danau, sungai-sungai, tumbuh-tumbuhan, dan sebagainya. Makin tinggi suhu udara, makin banyak uap air yang dapat dikandungnya. Hal ini berarti makin lembablah udara tersebut. Alat untuk mengukur kelembaban udara dinamakan hygrometer atau psychrometer. Ada dua macam kelembaban udara: 1) Kelembaban udara absolut, ialah banyaknya uap air yang terdapat di udara pada suatu tempat. Dinyatakan dengan banyaknya gram uap air dalam 1 m³ udara. 2) Kelembaban udara relatif, ialah perbandingan jumlah uap air dalam udara (kelembaban absolut) dengan jumlah uap air maksimum yang dapat dikandung oleh udara tersebut dalam suhu yang sama dan dinyatakan dalam persen (%). Contoh: Dalam 1 m³ udara yang suhunya 20o C terdapat 14 gram uap air (basah absolut = 14 gram), sedangkan uap air maksimum yang dapat dikandungnya pada suhu 20o C = 20 gram. Jadi kelembaban relatif udara itu = 4. Curah Hujan Curah hujan yaitu jumlah air hujan yang turun pada suatu daerah dalam waktu tertentu. - bentuk medan/topografi - arah lereng medan - arah angin yang sejajar dengan garis pantai - jarak perjalanan angin di atas medan datar Hujan ialah peristiwa sampainya air dalam bentuk cair maupun padat yang dicurahkan dari atmosfer ke permukaan bumi. Garis pada peta yang menghubungkan tempat-tempat yang mempunyai curah hujan yang sama disebut Isohyet. Klasifikasi hujan a. Berdasarkan ukuran butirannya ,hujan dibedakan menjadi: 1) hujan gerimis/drizzle, diameter butir-butirannya kurang dari 0,5 mm; 2) hujan salju/snow, terdiri dari kristal-kristal es yang temperatur udaranya berada di bawah titik beku; 3) hujan batu es, merupakan curahan batu es yang turun di dalam cuaca panas dari awan yang temperaturnya di bawah titik beku; dan 4) hujan deras/rain, yaitu curahan air yang turun dari awan yang temperaturnya di atas titik beku dan diameter butirannya kurang lebih 7 mm. b. Berdasarkan proses terjadinya, hujan dibedakan atas: 1) Hujan Frontal     Hujan frontal adalah hujan yang terjadi di daerah front, yang disebabkan oleh pertemuan dua massa udara yang berbeda temperaturnya. Massa udara panas/lembab bertemu dengan massa udara dingin/padat sehingga berkondensasi dan terjadilah hujan. Lihat gambar 9. 2) Hujan Zenithal/ Ekuatorial/ Konveksi/ Naik Tropis Jenis hujan ini terjadi karena udara naik disebabkan adanya pemanasan tinggi. Terdapat di daerah tropis antara 23,5o LU - 23,5o LS. Oleh karena itu disebut juga hujan naik tropis. Arus konveksi menyebabkan uap air di ekuator naik secara vertikal sebagai akibat pemanasan air laut terus menerus. Terjadilah kondensasi dan turun hujan. Itulah sebabnya jenis hujan ini dinamakan juga hujan ekuatorial atau hujan konveksi. Disebut juga hujan zenithal karena pada umumnya hujan terjadi pada waktu matahari melalui zenit daerah itu. Semua tempat di daerah tropis itu mendapat dua kali hujan zenithal dalam satu tahun. Lihat gambar 10. 3) Hujan Orografis/Hujan Naik Pegunungan Terjadi karena udara yang mengandung uap air dipaksa oleh angin mendaki lereng pegunungan yang makin ke atas makin dingin sehingga terjadi kondensasi, terbentuklah awan dan jatuh sebagai hujan. Hujan yang jatuh pada lereng yang dilaluinya disebut hujan orografis, sedangkan di lereng sebelahnya bertiup angin jatuh yang kering dan disebut daerah bayangan hujan. Lihat gambar 11. 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. a. Menurut morfologinya (bentuknya) Berdasatkan morfologinya, awan dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu: 1) Awan Commulus yaitu awan yang bentuknya bergumpal-gumpal (bunar-bundar) dan dasarnya horizontal. 2) Awan Stratus yaitu awan yang tipis dan tersebar luas sehingga dapat menutupi langit secara merata. Dalam arti khusus awan stratus adalah awan yang rendah dan luas. 3) Awan Cirrus yaitu awan yang berdiri sendiri yang halus dan berserat, berbentuk seperti bulu burung. Sering terdapat kristal es tapi tidak dapat menimbulkan hujan. b. Berdasarkan ketinggiannya  Berdasarkan ketinggiannya, awan dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu: 1) Awan tinggi (lebih dari 6000 m – 9000 m), karena tingginya selalu terdiri dari kristal-kristal es.  a) Cirrus (Ci) : awan tipis seperti bulu burung.  b) Cirro stratus (Ci-St) : awan putih merata seperti tabir.  c) Cirro Cumulus (Ci-Cu) : seperti sisik ikan. 2) Awan sedang (2000 m – 6000 m)  a) Alto Comulus (A-Cu)  : awan bergumpal gumpal tebal.  b) Alto Stratus (A- St)   : awan berlapis-lapis tebal. 3) Awan rendah (di bawah 200 m)  a) Strato Comulus (St-Cu) : awan yang tebal luas dan bergumpal- gumpal.  b) Stratus (St) : awan merata rendah dan berlapis-lapis.  c) Nimbo Stratus (No-St)  : lapisan awan yang luas, sebagian telah merupakan hujan. 4) Awan yang terjadi karena udara naik, terdapat pada ketinggian 500 m–1500 m  a) Cummulus (Cu)   : awan bergumpal-gumpal, dasarnya rata.  b) Comulo Nimbus (Cu-Ni)    : awan yang bergumpal gumpal luas dan sebagian telah merupakan hujan, sering terjadi angin ribut.

Suhu udara dapat diukur secara harian, bulanan, dan tahunan.

1) Suhu Harian

Suhu udara harian dibedakan menjadi dua, yaitu:

a) Rentang Suhu Harian (Diurnal)

Ini menunjukkan selisih suhu maksimum dan suhu minimum pada hari tertentu. Contoh,

pada termometer six menunjukkan suhu maksimum 36° C dan suhu minimum 20° C.

Berarti, rentang suhu harian (diurnal) = (36 – 20)° C = 16° C.

b) Suhu Harian Rata-rata (SHR)

Suhu harian rata-rata dapat dihitung dengan dua cara.

(1)  Suhu maksimum dan minimum rata-rata selama 24 jam:

SHR = (Suhu maksimum + Suhu minimum) / 2

Contoh:

Suhu maksimum = 36° C dan suhu minimum = 20° C

SHR = (20 C + 36 C ) / 2

        = 28° C

Suhu per jam rata-rata selama 24 jam:

2) Suhu Bulanan Rata-Rata (SBR)

Menunjukkan suhu udara harian rata-rata selama sebulan dapat dihitung dengan formula berikut.

3) Suhu Tahunan Rata-Rata (STR)

     Menunjukkan jumah suhu bulanan rata-rata selama 12 bulan dibagi jumlah bulan.    Dihitung dengan formula berikut.

c. Suhu Udara pada Ketinggian Tempat Tertentu

Bagaimana menentukan suhu udara suatu tempat berdasarkan ketinggiannya? Penentuan suhu udara suatu tempat dapat dilakukan dengan rumus sebagai berikut.

1) Jika hanya diketahui ketinggian suatu tempat.

Rumus gradien Suhu untuk daerah tropis H 26,3°C -(0,65°C x ―H/―― )100 m ContohBerapakah 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

 

       26,3 =  (suhu udara rata-rata di daerah pantai tropis).

       0,6 = Konstanta.

       h = Tinggi tempat dalam ratusan meter.

Contoh soal:

Berapa suhu udara di daerah A, jika mempunyai ketinggian 1.500 m dari permukaan laut?

Jawab:

T = 26,3 – 0,6 (15)

= 26,3 – 9

= 17,3°C

Jadi, suhu udara di daerah A adalah 17,3°C.

2) Jika diketahui ketinggian dua tempat, yang satu diketahui suhu udaranya dan yang satu tidak.

∆T = 0,006 (X1 – X2) × 1°C

∆T = Selisih suhu udara antara tempat 1 dengan tempat 2 (°C).

X1 = Ketinggian tempat yang diketahui suhu udaranya (m).

X2 = Ketinggian tempat yang dicari suhu udaranya (m).

Contoh soal:

Kota A memiliki ketinggian 50 m di atas permukaan laut. Rata-rata suhu udara di kota A adalah 28°C. Berapakah rata-rata suhu udara kota B yang memiliki ketinggian 260 m di atas permukaan laut?

Jawab:

∆T = 0,006 (5 – 215) × 1°C

= –1,26°C

Jadi, suhu udara kota B = 28°C – 1,26°C

= 26,74°C

Penurunan suhusemacam ini disebut gradien temperatur vertikal atau lapse rate

. Pada udara kering, besar lapse rateadalah 1°C.

Rumus gradien Suhu untuk daerah tropis

H 26,3°C -(0,65°C x ―H/―― )100 m

ContohBerapakah 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

b. Tekanan Udara

Pengertian Tekanan udara

Tekanan udara diukur berdasarkan tekanan gaya pada permukaan dengan luas tertentu, misalnya 1 cm2. Satuan yang digunakan adalah atmosfer (atm),millimeter kolom air raksa (mmHg) atau milibar (mbar).
Tekanan udara patokan (sering juga disebut) tekanan udara normal) adalah tekanan kolom udara setinggi lapisan atmosfer bumi pada garis lintang 450 dan suhu 00C. besarnya tekanan udara tersebut dinyatakan sebagai 1 atm. Tekanan sebesar 1 atm ini setara dengan tekanan yang diberikan oleh kolom air raksa setinggi 760 mm. satuan tekanan selain dengan atm atau mmHg juga dapat dan sering dinyatakan dalam satuan kg/m2
Konversi antara satuan tekanan udara tersebut adalah sebagai berikut
1 atm = 760 mmHg = 14,7 Psi = 1,013 mbar
Alat untuk mengukur tekanan udara disebut barometer. Tekanan udara berkurang dengan bertambahnya ketinggian tempat(elevasi atau altitude). Hubungan antara tekanan udara dengan ketinggian dapat dilihat pada persamaan laplace sebagai berikut :
H = k(1+¥t)log(β0/βh)
Hubungan antara tekanan udara dengan ketinggian tempat itu dimanfaatkan dalam merancang alat untuk pengukuran ketinggian tempat yang disebut altimeter.
Tekanan udara dipengaruhi oleh suhu

c.Angin

Angin dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan seperti berlayar, menggerakkan kincir, dan mengeringkan jemuran. Tetapi, jika angin memiliki kecepatan tinggi, maka tiupan bisa memorakporandakan daerah yang dilaluinya. Angin bertiup dari daerah yang bertekanan tinggi ke daerah yang bertekanan rendah. Hal-hal yang berkaitan dengan angin antara lain kecepatan, arah, dan system angin.

a. Kecepatan Angin

Kecepatan angin yang bertiup dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu:

1) Gradien Barometris

Perbedaan tekanan udara antara dua tempat akan menghasilkan angin. Semakin besar perbedaan tekanan udara, maka angin yang bertiup pun akan semakin kencang atau kuat.

Sebagaimana yang dirumuskan dalam hukum Stevenson.

Menurut Stevenson kekuatan angin yang bertiup berbanding lurus dengan gradien barometernya. Semakin besar gradient barometernya, semakin kuat angin yang bertiup. Gradien barometeradalah perbedaan tekanan udara antara dua isobarpada tiap jarak lurus 15 meridian atau 111 km.

Contoh soal:

Diketahui dua isobar X dan Y. Isobar X mempunyai tekanan udara 1.450 mb (milibar) dan

isobar Y mempunyai tekanan udara 1.150 mb. Jika jarak X dan Y adalah 600 km, berapakah

gradien barometernya?

Jawab:

Perbedaan tekanan X dan Y = 1.450 – 1.150 = 300 mb.

Jadi, gradien barometernya =( 300 : 111 ) / 600 = 55,5 mb.

2) Relief Permukaan Bumi

Relief yang tidak rata menjadi penghambat bagi aliran atau tiupan angin. Gambar 7.10

menunjukkan aliran angin di daerah dataran dan perbukitan. Di daerah perbukitan aliran

angin terhambat bukit-bukit, sehingga bertiup dengan kecepatan lebih lambat dibanding di

daerah dataran.

3) Ketinggian Tempat

Gambar 7.11 memperlihatkan A berdiri di tengah rumah-rumah yang padat, sedangkan B

berdiri di atas puncak gedung bertingkat. Tiupan angin yang dirasakan oleh A lebih lambat

daripada yang dirasakan oleh B? Mengapa?

4) Letak Lintang

Letak lintang berkaitan dengan posisi Matahari. Di daerah lintang rendah banyak

mendapatkan sinar Matahari, sehingga lebih panas dibandingkan di daerah lintang tinggi.

Dan sebaliknya, di daerah lintang tinggi lebih sedikit mendapatkan sinar Matahari sehingga suhu udaranya pun lebih dingin dibanding daerah lintang rendah. Perbedaan panas ini menimbulkan sistem angin utama di Bumi. Selain itu, atmosfer juga ikut berotasi dengan Bumi. Molekul-molekul udara bergerak ke arah timur sesuai arah rotasi Bumi. Gerakan ini disebut gerakan linier. Bentuk Bumi yang bulat menyebabkan kecepatan linier tertinggi di daerah ekuator (letak lintang rendah) dan makin kecil ke arah kutub (letak lintang tinggi).

5) Panjang Siang dan Malam

Bila dirasakan, kecepatan angin pada waktu siang dan malam berbeda. Angin bertiup

lebih cepat siang hari dibanding malam hari. Panjang siang dan malam pada beberapa daerah tidak sama sehingga menyebabkan tekanan udara maksimum dan minimum berubah-ubah. Akibatnya, arah aliran udara tidak tetap atau tidak menentu.

.

3.Iklim

 Iklim di suatu daerah dipengaruhi oleh posisi garis lintang, angin, massa daratan dan benua, arus samudra, dan topografi.

1. Klasifikasi Iklim

Berikut ini pembagian iklim yang ada di Bumi.

a.     

IKLIM FISIK
Yaitu iklim yang dipengaruhi oleh keadaan fisik suatudaerah.terdapat pembagian iklim sebagai berikut:
a.Iklim continental atau iklim maritime
Yaitu iklim yang terjadi di daratan yang sangat luas, sehingga angin yang berpengaruh terhadap daerah tersebut adalah angin darat yang kering.
b.Angin Ugahari
Yaitu, iklim pada dataran tinggi dengan perbedaan temparatur siang danmalam yang sangat besar.
c.Iklim Pegunungan
Iklim ini terdapat di pegunungan. Di daerah-daerah pegunungan berudara sejuk dan sering turun hujan karena awan yang naik ke lereng-lereng pegunungan

4. Iklim Schmidt - Ferguson

Iklim Schmidt-Ferguson sering disebut Q model karena didasarkan atas nilai indeks nilai Q. (lihat tabel 4.) yang dihitung berdasarkan rumus sebagai berikut:

Tabel 4. Tipe iklim menurut Schmidt-Ferguson adalah:

b.   

Contoh:

Tabel 5. Data curah hujan pada tahun 1999 adalah sebagai beriku

c.   

Maka menurut iklim Schmidt-Ferguson sebagai berikut:

. Iklim Koppen

Iklim ini paling banyak dipergunakan orang. Klasifikasinya berdasarkan curah

hujan dan temperatur. Koppen membagi iklim dalam 5 daerah iklim, dinyatakan

dengan simbol huruf.

   a. Iklim A (Iklim Hujan Tropis)

   Temperatur bulan terdingin tidak kurang dari 18^oC, curah hujan tahunan tinggi, rata rata
    lebih dari 70 cm/tahun. Tumbuhan beraneka ragam.

   b. Iklim B (Iklim Kering/Gurun)

   Terdapat di daerah gurun atau semiarid (steppa), curah hujan terendah 25,5 mm/tahun.
    Penguapan besar.

   c. Iklim C (Iklim Sedang)

   Temperatur bulan terdingin 18^oC sampai –3^oC.

   d. Iklim D (Iklim Salju atau Mikrothermal)

   Suhu rata-rata bulan terpanas lebih dari 10^oC, sedangkan suhu rata rata bulan terdingin –
    3^oC.

   e. Iklim E atau iklim Kutub

   Terdapat di diderah Arctic dan Antartika. Suhu tidak pernah lebih dari 10^oC. Tidak mempunyai
    musim panas yang benar-benar panas.

Berdasarkan klasifikasi Koppen, sebagian besar wilayah Indonesia beriklim A, di daerah pegunungan beriklim C, dan di Puncak Jaya Wijaya beriklim E. Tipe iklim A dibagi menjadi 3 sub tipe yang ditandai dengan huruf kecil yaitu f, w dan m sehingga terbentuk tipe iklim Af, Aw dan Am.

a. Iklim Af adalah iklim A dengan curah hujan bulanan 60 mm. Hujan sepanjang tahun.

b. Iklim Aw adalah tipe iklim A yang memiliki musim kering yang panjang (Savana).

c. Iklim Am adalah peralihan antara Af dan Aw. Persediaan air tanah cukup sehingga vegetasi tetap.

2. Penyimpangan Iklim

Kondisi iklim yang menyimpang antara lain terlihat dari peristiwa El Nino dan La Nina. Dampak dari proses terjadinya El Nino dan La Nina dapat dipelajari dari penjelasan berikut ini.

a. El Nino

Pada cuaca yang normal, angin timur di Samudra Pasifik bertiup ke arah barat dan mendorong air laut hangat ke permukaan. Akibatnya, air laut di bagian barat samudra lebih hangat 2° C dan lebih tinggi 40 cm. Di bagian timur samudra air laut dingin menggantikan air laut hangat. Hal ini menyebabkan udara lembap hangat naik di bagian barat dengan membawa uap air dan menimbulkan hujan.

b. La Nina

La Nina memiliki sifat yang berlawanan dengan El Nino. Arus udara dan arus laut yang saling memperkuat menyebabkan angin pasat bertiup sangat kencang sehingga air laut hangat mengalir ke arah barat. Hal ini menyebabkan wilayah Asia, Australia, dan Afrika mengalami musim hujan yang sangat lebat. Sebaliknya, wilayah Amerika Selatan mengalami kekeringan yang hebat