KONSEP FENOMENA ATMOSFER

A.    CIRI-CIRI LAPISAN ATMOSFER

Atmosfer merupakan lapisan udara yang menyelubungi bumi. Atmosfer terdiri dari berbagai macam gas. Ketebalan atmosfer mencapai 10.000 km dari permukaan laut. Makin tinggi lapisan udara makin tipis. Dalam keadaan kering susunan udara terdiri dari nitrogen = 78,08%, oksigen (21%), CO₂ =0,03%

Gas yang terkandung pada atmosfer sangat berpengaruh terhadap kehidupan di bumi seperti :

1.      Nitrogen (N₂) dalam atmosfer sukar bersenyawa dengan unsur lain. Dalam jumlah kecil nitrogen merupakan bakteri tanah yang bermanfaat bagi tumbuh-tumbuhan.

2.      Oksigen (O₂) sifatnya aktif bersenyawa dengan unsur lain dalam proses oksidasi. Manfaat oksigen pada makhluk hidup yaitu untuk mengubah makanan menjadi energi.

3.      Karbondioksida (CO₂), manfaatnya adalah :

a.       Mengabsorpsi panas pancaran matahari.

b.      Mengubah zat hara menjadi karbohidrat dalam proses fotosintesis.

a.      Lapisan Troposfer

·         Merupakan lapisan atmosfer paling bawah.

·         Memiliki ketebalan/ketinggian yang berada untuk setiap lintang + 8-16 km di daerah khatulistiwa/equator.

·         Tempat terjadinya peristiwa-peristiwa curah, seperti awan, hujan, angin.

·         Suhu semakin ke atas semakin turun.

·         Setiap naik 100 meter, terjadi penurunan suhu 0,6⁰C untuk gradian adiabatis basah sampai ketinggian 100 meter dan setiap turun 100 meter, terjadi kenaikan suhu sebesar 1⁰C. namun, pada ketinggian di atas 100 meter, setiap naik 100 meter, suhu akan turun sebesar  0,6⁰C.

·         Dengan kaidah di atas, perubahan suhu rata-rata dapat diukur dengan rumus

	T1 = T0  –   1  x 0,60C                            100

 

b.      Lapisan Stroposfer

·         Ketinggian sekitar 15-55 km.

·         Bagian paling atas lapisan ini merupakan konsentrasi ozon (O₃) yang sering disebut lapisan stratopauze. Lapisan ini berguna untuk melindungi lapisan troposfer dan permukaan bumi dari radiasi ultraviolet matahari.

·         Semakin tinggi tempat, suhu semakin rendah.

c.       Lapisan Mesosfer

·         Ketinggian 55-85 km

·         Suhu turun secara tajam sampai 100⁰C

·         Banyak meteor terbakar dan terurai

·         Di antara lapisan mesosfer dan termosfer terdapat lapisan antara yang disebut mesospanze.

·         Semakin tinggi tempat, suhu semakin rendah.

·         Suhu paling rendah pada lapisan ini adalah -100⁰C

d.      Lapisan Terosfer (Ionosfer)

·         Ketingggian di atas 85 km.

·         Pada lapisan ini terjadi proses ionisasi yang terjadi pada suhu dan ketinggian tertentu.

·         Ion-ion ini berperan dalam perambatan atau refleksi gelombang radio.

·         Lapisan tertinggi pada lapisan ini yang meluas sampai 200-400 km disebut termosfer.

·         Semakin tinggi tempat, suhu semakin tinggi.

B.     ISTILAH-ISTILAH YANG BERKAITAN DENGAN CUACA DAN IKLIM

1.      Klimatologi ialah ilmu yang mempelajari tentang iklim.

2.      Meteorologi ialah ilmu yang mempelajari tentang cuaca.

3.      Isoterm ialah garis khayal di permukaan bumi yang menghubungkan tempat-tempat yang mempunyai temperature (suhu) sama.

4.      Isobar ialah garis khayal di permukaan bumi yang menghubungkan tempat-tempat yang mempunyai tekanan udara sama.

5.      Isohyet ialah garis khayal di permukaan bumi yang menghubungkan tempat-tempat yang mempunyai tingkat curah hujan sama.

6.      Termograf  ialah alat pengukur suhu udara.

7.      Higrograf  ialah alat pengukur kelembaban udara.

8.      Barograf  ialah alat pengukur tekanan udara.

9.      Fluviograf  ialah alat pengukur curah hujan.

10.  Anemometer ialah alat untuk mengukur kecepatan angin.

11.  Psyhrometer alat pengukur kelembaban udara.

12.  Win vane ialah alat pengukur arah angin.

1.      Unsur-unsur Cuaca dan Iklim

1.    Cuaca adalah rata-rata keadaan udara pada suatu saat di suatu tempat. Ilmu yang mempelajari cuaca dinamakan meteorologi.

2.    Iklim adalah keadaan rata-rata cuaca pada tempat yang luas dan dalam waktu yang lama (10 - 30 tahun). Ilmu yang mempelajari iklim disebut klimatologi.

2.      Unsur-unsur Pembentuk Cuaca dan Iklim

a.    Suhu Udara (Temperatur)

Indonesia terletak di daerah lintang rendah, sehingga mempunyai suhu rata-rata tahunan tinggi. Pada umumnya suhu di permukaan bumi dipengaruhi oleh banyak-sedikitnya panas matahari. Faktor yang mempengaruhi banyak-sedikitnya panas yang diterima bumi antara lain:

2.      Sudut datang matahari

3.      Lamanya penyinaran

4.      Awan

5.      Keadaan tanah

6.      Angin dan arus laut

7.      Relief bumi

Pemanasan uadara di dapat melalui dua proses, yaitu (1) pemanasan secara langsung melalui proses absorpsi, refleksi, dan difusi dan (2) pemanasan secara tidak langsung melalui proses konduksi, konveksi, adveksi, dan turbulensi.

1)      Pemanasan secara langsung

Pemanasan secara langsung dapat terjadi melalui beberapa proses sebagai berikut :

a.    Proses absorpsi adalah penyerapan unsur-unsur radiasi matahari, misalnya sinar gamma, sinar-X, dan ultraviolet. Unsur-unsur yang menyerap radiasi matahari tersebut adalah oksigen, nitrogen, ozon, hidrogen dan debu.

b.    Proses refleksi adalah pemanasan matahari terhadap udara tetapi dipantulkan kembali ke angkasa oleh butir-butir air (H₂O) awan dan partikel-partikel lain di atmosfer.

c.    Proses Difusi

Sinar matahari mengalami difusi berupa sinar gelombang pendek biru dan lembayung berhamburan ke segala arah. Proses ini menyebabkan langit berwarna biru.

2)      Pemanasan Tidak Langsung

Pemanasan tidak langsung terjadi dengan cara-cara berikut :

a.       Konduksi adalah pemberian panas oleh matahari pada lapisan udara bagian bawah kemudian lapisan udara tersebut memberikan panas pada laipsan udara di atasnya.

b.      Konveksi adalah pemberian panas oleh gerak udara vertikal ke atas.

c.       Adveksi adalah pemberian panas oleh gerak udara yang horisontal (mendatar)

d.      Turbulensi adalah pemberian panas oleh gerak udara yang tidak teratur dan berputar-putar ke atas.

b. Tekanan Udara

1)        Tekanan udara adalah tekanan yang diberikan oleh udara (karena beratnya) kepada setiap luas 1 cm² bidang datar di permukaan bumi sampai batas atmosfer.

2)        Sebaran tekanan udara dapat dibedakan menjadi (1) sebaran vertikal, yaitu bahwa semakin dekat ke permukaan bumi, udara lebih rapat dan berat. Karena itu semakin tinggi dari permukaan bumi, tekanan udara semakin rendah. (2) sebaran horizontal, yang di dalam peta ditunjukkan dengan garis isobar, yatu garis yang menghubungkan tempat-tempat dengan tekanan udara yang sama pada waktu yang sama.

3)        Sebaran tekanan udara dipengaruhi oleh faktor-faktor (1) lintang bumi yang menunjukkan zona/mintakat suhu udara, sehingga terbentuk mintakat tekanan udara di sekitar khatulistiwa yang bertekanan rendah (doldrum), lintang kutub dingin (cold polu latitude) yang bertekanan tinggi, lintang tengah 60⁰-70⁰ merupakan lingkaran tekanan rendah (sublar), dan lintang 25⁰-35⁰ merupakan mintakat bertekanan tinggi.

c. Kelembaban Udara

     kelembaban udara adalah kandungan uap air yang terdapat dalam 1 m³ massa udara. Alat pengukurnya disebut hygrometer. Ada dua macam kelembaban, yaitu (1) kelembaban absolut, yakni kandungan uap air yang terdapat dalam 1 m³ massa udara dan (2) kelembaban relatif, yakni bilangan yang menunjukkan udara dengan jumlah uap air maksimum yang dapat dikandung massa udara tersebut pada suhu yang sama. Kelembaban relatif dinyatakan dalam prosentase.

Kelembaban Udara

 

KN = jumlah uap air yang ada    x 100 %

    jumlah uap air jenuh

 d. Angin

1)        Angin adalah udara yang bergerak dari daerah bertekanan maksimum menuju daerah bertekanan minimum. Angin diberi nama berdasarkan arah dari mana angin itu datang bertiup.

2)        Hukum Buys Ballot

Angin bergerak dari daerah bertekanan udara maksimum ke daerah bertekanan udara minimum di belahan bumi utara angin dibelokkan ke kanan dan di belahan bumi selatan, angin dibelokkan ke kiri. Penyimpangan ini disebabkan oleh perputaran bumi pada porosnya (rotasi bumi) yang disebut gaya coriolois. Gerakan udara, ada 3 (tiga), yaitu (1) konveksi adalah perpindahan udara secara vertikal, (2) adveksi, adalah gerakan udara secara horizontal dan (3) turbulensi, adalah gerakan udara yang tidak teratur.

Jenis angin di Indonesia

a)    Angin Pasat

Angin yang berhembus terus-menerus dari maksimum subtropik utara dan selatan menuju khatulistiwa dan berbias menurut hukum Buys Ballot.

b)   Angin Muson

Angin yang berganti arah setiap enam bulan sekali.

c)    Angin Lokal

a.       Angin darat, bertiup malam hari.

b.      Angin laut, bertiup siang hari.

Terjadinya angin darat dan angin laut disebabkan oleh adanya perbedaan sifat antara lain air laut dengan daratan dalam menerima panas, dimana daratan lebih cepat menerima panas dan cepat pula menguapkan panas, tetapi sebaliknya sifat air laut lambat menerima panas dan lambat pula menguapkan panas yang diterima sehingga pada malam hari suhu udara di pemukaan air laut masih tetap hangat. Hal ini disebabkan dengan sifat air, jadi hangatnya suhu pada malam hari di permukaan laut bukan disebabkan oleh adanya penguapan karena pada malam hari tidak ada matahari.

c.       Angin gunung, bertiup malam hari.

d.      Angin lembah bertiup siang hari.

e.       Angin fohn, angin yang tidak mengandung uap air, sehingga panas dan kering, contoh:

-       Angin gending di Probolinggo dan Pasuruan

-       Angin Bohorok di Deli Serdang

-       Angin Brubu di Sulawesi Selatan

-       Angin Kumbang di Cirebon

-       Angin Wambrau di Pulau Biak dan Papua

e. Curah Hujan

Indonesia mempunyai tingkat curah hujan yang tinggi.

a.    Faktor yang mempengaruhi curah hujan di Indonesia

1. Terletak di daerah tropis

2. Banyak terdapat pegunungan tinggi

3. Terletak di antara dua Samudera

4. Dihembus angin muson barat

b.   Jenis-jenis hujan

1.    Hujan Zenithal (Hujan Konveksi)

Hujan yang disebabkan karena uap air naik secara vertical. Hal ini disebabkan karena adanya pemanasan matahari dalam jumlah besar sehingga udara renggang kemudian uap air naik biasanya terjadinya di daerah tropis (equator).

2.    Hujan Orografis (Hujan Gunung)

Hujan yang terjadi di lereng gunung.

3.    Hujan Frontal (Hujan Depresi)

Hujan yang terjadi pada bidang front, yang mana massa udaranya panas naik ke atas massa udara dingin.

Hujan frontal sering terjadi di daerah lintang sedang.

4.    Hujan Siklonal

Hujan yang terjadi karena udara panas naik dan disertai angin siklon. Hujan siklonal terjadi di daerah sedang.

5.    Hujan Musim

Hujan yang terjadi karena angin muson yang lembab naik ke darat atau pegunungan.

f. Awan

Awan berdasarkan ketinggiannya dapat dikelompokkan menjadi beberapa macam.

1.    Awan rendah (pada ketinggian sekitar 2.000 m di atas permukaan laut). Awan ini terbagi menjadi beberapa macam sebagai berikut :

a.       Awan stratocumulus adalah awan yang bergumpal-gumpal.

b.      Awan cumulonimbus adalah awan tebal dan berwarna kelabu kehitam-hitaman dan menimbulkan hujan lebat disertai petir dan badai.

c.       Awan Stratus adalah awan yang bentuknya berlapis-lapis seperti kabut yang tipis.

2.    Awan menengah (pada ketinggian antara 2000 m sampai 76.000 m). Awan  tersebut terbagi lagi menjadi beberapa macam sebagai berikut.

a.       Awan altocumulus adalah awan yang berwarna putih dan tampak seperti gumpalan kapas.

b.      Awan altostratus adalah awan yang berlapis-lapis seperti pita dan berwarna kelabu.

3.    Awan tinggi (pada ketinggian lebih dari 6.000 m)

a.       awan cirrus adalah awan yang berwarna putih tipis dan mengkilat karena banyak mengandung Kristal es.

b.      Awan cirrocumulus adalah awan yang berbentuk gumpalan-gumpalan kesil dan tampak seperti sisik ikan.

c.       Awan cirrostratus adalah awan yang berwarna putih tipis dan tampak seperti bulu-bulu ayam yang sangat halus.

g. Penggolongan Iklim

a)      Iklim Menurut Garis Lintang

1.      Iklim tropis = 0⁰-23½ ⁰ LU/LS

2.      Iklim subtropis = 23½ ⁰ LU/LS - 35⁰ LU/LS

3.      Iklim sedang = 35⁰ LU/LS - 66½ ⁰ LU/LS

4.      Iklim dingin (kutub) = 66½ ⁰ LU/LS - 90⁰ LU/LS 

b)     Iklim Koppen

1.      Iklim A yaitu iklim hujan tropis

Ciri-cirinya:

-       Suhu rata-rata bulan di atas 18⁰C

-       Hujan tahunan tinggi

Terbagi atas:

(a)    Iklim A_f, yaitu iklim hujan hutan tropis

Vegetasinya yaitu hutan hujan tropis (hutan heterogen)

(b)   Iklim A_m, yaitu iklim muson

Vegetasinya yaitu hutan musim (hutan homogeny)

(c)    Iklim A_w, yaitu iklim sabana.

Vegetasinya yaitu kayu cendana dan stepa

2.      Iklim B yaitu iklim kering

Ciri-cirinya:

- tidak ada surplus air

- tidak dijumpai sungai permanen

Terbagi atas:

(a) Iklim B_s yaitu iklim stepa

(b) Iklim B_w yaitu iklim gurun

3.      Iklim C yaitu iklim hujan sedang

Ciri-cirinya:

- bulan terdingin suhu rata-rata di bawah 10⁰C tetapi di atas (-3⁰C)

- sekurang-kurangnya satu bulan suhu rata-rata di atas 10⁰C

Terbagi atas:

(a) Iklim C_w yaitu iklim hujan sedang (musim dingin yang kering)

(b) Iklim C_f yaitu iklim hujan sedang, basah sepanjang tahun

(c) Iklim C_s yaitu iklim hujan sedang, panas yang kering.

4.      Iklim D yaitu iklim hujan bersalju dingin

Ciri-cirinya:

- suhu rata-rata pada bulan terdingin di bawah -3⁰C

- suhu rata-rata bulan terpanas di atas 10⁰C

Terbagi atas:

(a) Iklim D_f yaitu iklim hujan bersalju, basah sepanjang tahun.

(b) Iklim D_w yaitu iklim hujan bersalju, musim kering dingin.

5.      Iklim E yaitu iklim kutub (es)

Ciri-cirinya:

- suhu rata-rata pada bulan terpanas di atas (10⁰C)

Terbagi atas:

(a) Iklim ET yaitu iklim tundra (lumut)

(b) Iklim EF yaitu iklim es abadi

(c) Iklim EH yaitu iklim daerah tinggi (lebih dari 300 m).

Penyebaran tipe iklim Koppen

(a)      Iklim A_f yaitu Sumatera, Kalimantan, Sulawesi, Kepulauan Maluku dan Irian Jaya.

(b)      Iklim A_m yaitu Jawa Tengah, Jawa Barat, Sulawesi Selatan dan Tenggara, Kepulauan Arum, Kepulauan Kai dan Irian Jaya bagian selatan.

(c)      Iklim A_w yaitu Jawa Tengah bagian Timur, Jawa Timur dan Nusa Tenggara.

(d)     Iklim C_f yaitu Sumatera, Kalimantan, Sulawesi dan Irian Jaya.

(e)      Iklim C_w yaitu di pegunungan-pegunungan Jawa Timur dan Irian Jaya.

(f)       Iklim D yaitu di pegunungan salju Irian Jaya.

(g)      Iklim E yaitu di Irian Jaya dan puncak-puncak gunung tinggi.

c)      Iklim Menurut Junghun

Junghun membagi daerah pegunungan di Jawa menjadi 4 daerah :

1.      Zona panas yaitu 0-650 m

Jenis vegetasi : Jagung, padi, kelapa dan tebu

2.      Zona sedang yaitu 650-1.500 m

Jenis vegetasi : sayur-sayuran, buah-buahan, kopi, kina, teh, tebu, tembakau, cokelat.

3.      Zona sejuk yaitu 1.500-2.500 m

Jenis vegetasi : pinus dan cemara

4.      Zona dingin yaitu lebih dari 2.500 m

Jenis vegetasi : lumut

Klasifikasi iklim menurut Junghuhn didasarkan ketinggian, tempat dan vegetasi.

d)     Klasifikasi Menurut Schmidt-Ferguson

Pada tahun 1951 Schmidt-Ferguson mengadakan pembagian iklim di Indonesia berdasarkan sifat basah dan keringnya bulan (curah hujan). Dalam pembagian iklim digunakan simbul huruf A-H.

Untuk menentukan perbandingan bulan kering dan bulan basah digunakan rumus:

Q = jumlah rata-rata bulan kering    x 100 %

 jumlah rata-rata bulan basah

Keterangan :

1.      Bulan kering yaitu bulan yang rata-rata curah hujannya kurang dari 60 mm.

2.      Bulan lembab yaitu bulan yang rata-rata curah hujannya antara 60-100 mm.

3.      Bulan basah yaitu bulan yang rata-rata curah hujannya lebih dari 100 mm

Tabel pembagian Iklim Schmidt-Ferguson

Simbol	Indeks	Q (%)
A B C D E F G H	1 2 3 4 5 6 7 8	0 – 14,3 14,33-33,33 33,33-60 60-100 100-167,5 167,5-300 300-700 >700

Ciri-ciri kedelapan iklim:

-   Iklim A            = sangat basah vegetasinya hutan hujan tropis

-   Iklim B            = basah vegetasinya hutan hujan tropis

-   Iklim C                        = agak basah, vegetasinya hutan rimba

-   Iklim D            = sedang, vegetasinya hutan musim

-   Iklim E             = agak kering, vegetasinya sabana

-   Iklim F             = kering, vegetasinya sabana

-   Iklim G            = sangat kering, vegetasinya padang ilalang

-   Iklim H            = ekstrim kering, vegetasinya padang ilalang

e)      Iklim Fisis

Iklim fisis ialah iklim suatu daerah yang dipengaruhi oleh:

a.       Permukaan Bumi

b.      Angin panas dan dingin

c.       Arus panas dan dingin

d.      Relief bumi