Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Widget Atas Posting

Dinamika Atmosfer dan Dampaknya terhadap Kehidupan

Pengertian

Atmosfer adalah lapisan gas yang melingkupi sebuah planet, termasuk bumi, dari permukaan planet tersebut sampai jauh di luar angkasa. Di bumi, atmosfer terdapat dari ketinggian 0 km di atas permukaan tanah, sampai dengan sekitar 560 km dari atas permukaan bumi.

Lapisan Atmosfer
Lapisan Atmosfer sebagai selimut Bumi

Lapisan Atmosfer                     

1) Troposfer

Lapisan ini berada pada level yang paling rendah, di mana campuran gas-gasnya adalah yang paling ideal untuk menopang kehidupan di bumi. Di lapisan ini kehidupan juga terlindung dari sengatan radiasi yang dipancarkan oleh benda-benda langit lain. Dibandingkan dengan lapisan atmosfer yang lain, lapisan ini adalah yang paling tipis (kurang lebih 15 kilometer dari permukaan tanah). Di dalam lapisan ini, hampir semua jenis cuaca, perubahan suhu yang mendadak, angin tekanan dan kelembapan yang kita rasakan sehari-hari terjadi.
Ketinggian yang paling rendah adalah bagian yang paling hangat dari troposfer, karena permukaan bumi menyerap radiasi panas dari matahari dan menyalurkan panasnya ke udara. Biasanya, jika ketinggian bertambah, maka suhu udara akan berkurang secara lunak (steady), dari sekitar 17º  sampai -52º C. Namun topografi di permukaan bumi, seperti pegunungan dan plato (dataran tinggi) dapat menyebabkan anomali terhadap gradien suhu tersebut.
Lapisan tropopause memisahkan troposfer dengan lapisan berikutnya.

2) Stratosfer

Perubahan secara bertahap dari troposfer ke stratosfer dimulai dari ketinggian sekitar 11 km. Suhu di lapisan stratosfer yang paling bawah relatif stabil dan sangat dingin yaitu sekitar - 57º C. Pada lapisan ini angin yang sangat kencang terjadi dengan pola aliran yang tertentu. Awan tinggi jenis cirrus kadang-kadang terjadi di lapisan paling bawah, namun tidak ada pola cuaca yang signifikan yang terjadi pada lapisan ini.
Dari bagian tengah stratosfer ke atas, pola suhunya berubah menjadi semakin bertambah semakin naik, karena bertambahnya lapisan dengan konsentrasi ozon yang bertambah. Lapisan ozon ini menyerap radiasi sinar ultra ungu. Suhu pada lapisan ini bisa mencapai sekitar 18º C pada ketinggian sekitar 40 km. Lapisan stratopause memisahkan stratosfer dengan lapisan berikutnya.

3) Mesosfer

Kurang lebih 25 mil atau 40 km di atas permukaan bumi terdapat lapisan transisi menuju lapisan mesosfer. Pada lapisan ini, suhu kembali turun ketika ketinggian bertambah, sampai menjadi sekitar -143º C di dekat bagian atas dari lapisan ini, yaitu kurang lebih 81 km di atas permukaan bumi. Suhu serendah ini memungkinkan terjadi awan noctilucent, yang terbentuk dari kristal es. Banyak meteor terbakar di lapisan ini.

4) Termosfer/Ionosfer

Transisi dari mesosfer ke termosfer dimulai pada ketinggian sekitar 81 km. Dinamai termosfer karena terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi pada lapisan ini yaitu sekitar 82º C. Perubahan ini terjadi karena serapan radiasi sinar ultra ungu. Radiasi ini menyebabkan reaksi kimia sehingga membentuk lapisan bermuatan listrik yang dikenal dengan nama ionosfer, yang dapat memantulkan gelombang radio. Sebelum munculnya era satelit, lapisan ini berguna untuk membantu memancarkan gelombang radio jarak jauh.
Fenomena aurora yang dikenal juga dengan cahaya utara atau cahaya selatan terjadi disini.

5) Eksosfer   

Adanya refleksi cahaya matahari yang dipantulkan oleh partikel debu meteoritik. Cahaya matahari yang dipantulkan tersebut juga disebut sebagai cahaya Zodiakal

Lapisan Atmosfer
Lapisan Atmosfer

Gas-gas penyusun atmosfer

Atmosfer tersusun oleh:

  • Nitrogen (N₂) : 78%
  • Oksigen (O₂) : 21%
  • Argon (Ar) : 1%
  • Air (H₂O) : 0 – 7%
  • Ozon (O₃) : 0 – 0,01%
  • Karbondioksida (CO₂) : 0,01 – 0,1%


Istilah yang berkaitan dengan Cuaca dan Iklim

  • Klimatologi; ilmu yang mempelajari iklim
  • Meteorology; ilmu yang mempelajari cuaca
  • Isotherm; garis khayal yang menghubungkan tempat-tempat yang mempunyai temperature yang sama
  • Isobar; garis khayal yang menghubungkan tempat-tempat yang tekanan udara yang sama
  • Isohyet; garis khayal yang menghubungkan tempat-tempat yang mempunyai tingkat curah hujan yang sama
  • Termograf; alat pengukur suhu udara
  • Higrograf; alat pengukur kelembaban udara
  • Fluviograf; alat pengukur curah hujan
  • Anemometer; alat pengukur kecepatan angina
  • Psyrometer; alat pengukur kelembaban udara
  • Wind vane; alat pengukur arah angin
  • Barometer; alat pengukur tekanan udara


* Cuaca adalah rata rata keadaan udara pada suatu wilayah yang sempit dan waktu yang singkat 

* Iklim adalah keadaan rata-rata cuaca pada tempat yang luas dan waktu yang lama

Unsur – unsur Cuaca dan Iklim

1. Suhu udara (temperatur)

Sinar Matahari
Sudut datang sinar matahari

Pada umumnya suhu di permukaan bumi dipengaruhi oleh banyak sedikitnya panas matahari.
Faktor yang mempengaruhi banyak sedikitnya panas yang diterima bumi antara lain:

  • Sudut datang matahari
  • Lamanya penyinaran
  • Awan
  • Keadaan tanah
  • Angin dan arus laut
  • Relief bumi


Pemanasan udara didapat melalui dua proses, yaitu (1) pemanasan langsung melalui proses absorpsi, refleksi, difusi dan (2) pemanasan tidak langsung melalui proses konduksi, konveksi, turbulensi.
Keterangan:

  • Absorpsi adalah penyerapan unsur-unsur radiasi matahari, misalnya sinar gama, sinar-X, dan ultraviolet. Unsure-unsur yang menyerap radiasi matahari tersebut adalah oksigen, nitrogen, ozon, hydrogen dan debu.
  • Refleksi adalah pemanasan matahari terhadap udara tetapi dipantulkan kembali ke angkasa oleh butir-butir air (H₂O, awan, dan partikel-partikel lain di atmosfer)
  • Difusi; matahari mengalami difusi berupa sinar gelombang pendek biru dan lembayung berhamburan ke segala arah. Proses ini menyebabkan langit berwarna biru.
  • Konduksi; adalah pemberian panas oleh matahari pada lapisan udara bagian bawah kemudian lapisan udara tersebut memberikan panas pada lapisan udara di atasnya.
  • Konveksi adalah pemberian panas oleh gerak udara vertical ke atas
  • Adveksi adalah pemberian panas oleh gerak udara yang horizontal (mendatar)
  • Turbulensi adalah pemberian panas oleh gerak udara yang tidak teratur dan berputar-putar ke atas.


2. Tekanan Udara

Tekanan udara adalah tekanan yang diberikan udara (karena  beratnya) kepada setiap luas 1 cm² bidang datar di permukaan bumi sampai batas atmosfer. Semakin ke atas tekanan udara semakin rendah. Tekanan udara dipermukaan laut akan lebih besar daripada di puncak gunung. Alat pengukur tekanan udara adalah barometer. Ada barometer air raksa dan ada pula barometer kotak atau aneroid.

3. Kelembapan udara

Kelembapan udara adalah kandungan uap air yang terdapat dalam 1 m³ massa udara. Alat pengukur kelembaban udara disebut hygrometer. Ada dua macam kelembaban, yaitu kelembaban absolut (mutlak) dan kelembaban relatif (nisbi)

  1. Kelembaban absolut (mutlak) adalah bilangan yang menunjukkan berapa gram berat uap air yang tertampung  dalam satu meter kubik udara.
  2. Kelembaban nisbi (relatif) adalah bilangan yang menunjukkan berapa persen perbandingan antara jumlah uap air yang ada dalam udara saat pengukuran dan jumlah uap air maksimum yang dapat ditampung oleh udara tersebut, dengan kata lain :

     

Kelembapan Relatif atau Nisbi
Persamaan Kelembapan Relatif
 
4. Angin

Angin adalah udara yang bergerak dari daerah bertekanan maksimum menuju daerah bertekanan minimum. Angin diberi nama berdasarkan dari mana angin itu datang bertiup.
Hukum Buys Ballot: “ Angin bergerak dari daerah bertekanan udara maksimum ke daerah bertekanan udara minimum. Di belahan bumi utara angin dibelokkan ke kanan dan dibelahan bumi selatan dibelokkan ke kiri”. Besarnya kecepatan angin diukur dengan anemometer.

Kecepatan angin ditentukan oleh hal-hal berikut:

(1) Gradien barometik; adalah angka yang menunjukkan perbedaan tekanan udara melalui dua garis isobar yang dihitung untuk tiap 111 km = 1º di ekuator. (1º /360º x 40.000 km = 111 km)
Contoh soal:
Bila diketahui garis isobar I tekanan udaranya 2.010 mb dan garis isobar II tekanan udaranya 2.000 mb, serta jarak kedua isobar adalah 333 km, tentukan gradient barometriknya?
Jawab:
Garis isobar I  = 2.010
Garis isobar II = 2.000
Selisih tekanan = 10 mb dan jarak antar garis isobar = 333 km. Maka gradient barometriknya =
10 : (333:111) = 3,3 mb.
(2) Hukum Stevenson; kecepatan angin berbanding lurus dengan gradient barometriknya. Semakin besar gradient barometriknya semakin besar kecepatannya.
(3) Relief permukaan bumi
(4) Ada tidaknya pohon – pohon yang tinggi dan dapat menghambat kecepatan angin
Kekuatan dan kecepatan angin dapat ditentukan dengan skala beufort.
Gerakan udara ada 3 yaitu:
1. Konveksi adalah perpindahan udara secara vertical
2. Adveksi adalah perpindahan udara secara horizontal (mendatar)
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 katulistiwa dan berbias menurut hukum buys ballot. Selengkapnya disini!

Sirkulasi angin di dunia
Sirkulasi angin pasat


B. Angin muson; angin yang berganti arah setiap enam bulan sekali (angin muson barat dan angin muson tenggara). Selengkapnya lihat ini!

Angin Muson
Angin muson


C. Angin lokal

  • Angin darat, bertiup pada malam hari dari darat ke laut
  • Angin laut, bertiup pada siang hari dari laut ke darat
  • Angin gunung, bertiup malam hari dari gunung ke lembah
  • Angin lembah, bertiup siang hari dari lembah ke gunung
  • Angin fohn, angin yang tidak mengandung uap air sehingga panas dan kering,

Contoh:

  1. Angin Gending di Probolinggo, Jawa Timur
  2. Angin Bahorok di Deli Serdang Sumatra Utara
  3. Angin Brubu di Sulawesi Selatan
  4. Angin Kumbang di Cirebon dan Brebes
  5. Angin Wambrau di Biak Papua


Angin
Angin lokal

Angin
Angin Fohn


5. Curah Hujan

Indonesia mempunyai curah hujan yang tinggi, faktor yang mempengaruhi curah hujan di Indonesia:

  • Terletak di daerah tropis
  • Banyak terdapat pegunungan tinggi
  • Terletak diantara dua samudra
  • Dihembus angin muson barat


Jenis – jenis hujan:

  • Hujan zenithal (hujan konveksi); hujan yang disebabkan karena uap air naik secara vertical
  • Hujan orografis; hujan yang terjadi di lereng gunung
  • Hujan frontal (hujan depresi); hujan yang terjadi pada bidang front/ pertemuan masa udara panas dengan masa udara dingin, yang mana masa udaranya panas naik ke atas masa udara dingin.
  • Hujan sinklonal; hujan yang terjadi karena udara panas naik dan disertai angin siklon.
  • Hujan musim; hujan yang terjadi karena angin muson yang lembab naik ke darat.

Hujan
Jenis Hujan

6. Awan

Awan
Jenis Awan

Awan adalah kumpulan tetesan air (kristal-kristal es) di dalam udara di atmosfer yang terjadi karena adanya pengembunan / pemadatan uap air yang terdapat dalam udara setelah melampaui keadaan jenuh. (baca: Awan)
Klasifikasi awan:
a) Awan tinggi; terdapat pada ketinggian antara 6 – 12 km. Awan yang termasuk tergolong awan tinggi yaitu;

  1. awan cirrus : awan halus dan berstruktur seperti serat, berbentuk seperti bulu burung.
  2. awan cirro stratus : bentuknya seperti kelambu putih yang halus dan rata menutup seluruh langit sehingga tampak cerah atau terbentuk seperti anyaman yang tidak teratur. Awan ini sering menimbulkan terjadinya hallo (lingkaran yang bulat) yang mengelilingi  matahari atau bulan.
  3. awan cirro cumulus; awan ini terputus-putus dan penuh dengan kristal-kristal es sehingga bentuknya seperti segerombolan domba dan sering dapat menimbulkan bayangan

b) Awan menengah, terdapat pada ketinggian antara 3 - 6 km.

  1. awan alto stratus; awan ini kecil-kecil tetapi banyak. Biasanya berbentuk seperti bola yang agak tebal berwarna putih sampai pucat dan ada bagian yang kelabu. Awan ini bergerombol dan tampak saling bergandengan.
  2. awan alto stratus; awan ini bersifat luas dan tebal, warnanya kelabu.

c) Awan rendah; terdapat pada ketinggian kurang dari 3 km.

  1. awan strato cumulus; awan ini bentuknya seperti bola-bola yang sering menutupi seluruh langit sehingga tampak seperti gelombang lautan.
  2. awan stratus; awan rendah dan sangat luas, tingginya di bawah 2.000 meter. Lapisannya melebar seperti kabut dan berlapis-lapis.
  3. awan nimbo stratus; awan ini bentuknya tidak menentu, tepinya compang – camping tak beraturan. Menimbulkan hujan gerimis.

d) Awan yang terjadi karena udara naik, terdapat pada ketinggian antara 500 m – 1.500 meter.

  1. awan cumulus; merupakan awan tebal dengan puncak-puncak yang agak tinggi, terbentuk pada siang hari karena udara yang naik
  2. awan cumulunimbus; awan ini dapat menimbulkan hujan dengan kilat dan guntur.


Kasifikasi Berbagai Tipe Iklim

1. Faktor – faktor yang mempengaruhi iklim

  • Letak garis lintang
  • Letak tinggi tempat
  • Pengaruh daratan yang luas
  • Lokasi daerah; dekat laut, danau, dan daerah padang pasir
  • Daerah gunung/pegunungan
  • Suhu udara dan awan
  • Kelembaban udara dan awan
  • Banyak sedikitnya curah hujan
  • Pengaruh arus laut
  • Panjang pendeknya musim
  • Pengaruh topografi dan vegetasi


Macam – macam iklim

1. Iklim matahari

Dasar pembagian iklim : banyaknya sinar matahari yang diterima oleh permukaan bumi.
Pembagian iklimnya:

  1. Iklim tropis       = 0º - 23,5º LU/LS
  2. Iklim subtropic = 23,5º LU/LS - 35º LU/LS
  3. Iklim sedang     = 35º LU/LS – 66,5º LU/LS
  4. Iklim dingin/ kutub = 66,5º LU/LS - 90º LU/LS              

Iklim
Iklim Matahari


2. Iklim Fisis

Iklim fisis adalah iklim yang di dasarkan pada pembagian daerah menurut kenyataan sesungguhnya sebagai pengaruh dari factor – factor fisik sebagai berikut:

  1. pengaruh daratan yang luas
  2. pengaruh lautan
  3. pengaruh angin
  4. pengaruh vegetasi
  5. pengaruh topografi
  6. pengaruh arus laut

Menurut pembagian iklim fisis ada daerah iklim continental, iklim laut, daerah iklim gurun, daerah iklim pegunungan, dan daerah iklim tundra.

3. Iklim menurut para ahli

A. Iklim menurut Koppen
Dasar pembagiannya: Temperatur dan Curah Hujan
Koppen membedakan iklim menjadi lima kelompok utama sebagai berikut:
I. Iklim A, Yaitu iklim khatulistiwa/iklim hutan hujan tropis
Ciri-cirinya:

  • suhu rata-rata bulan di atas 18º C, hujan tahunan tinggi. Terdiri atas:
  • Af : Iklim hujan tropis (vegetasinya hutan hujan tropis)
  • Am: Iklim muson/musim (vegetasinya hutan musim)
  • Aw: Iklim sabana (vegetasinya kayu cendana dan padang rumput)

II.  Iklim B, yaitu iklim subtropik/iklim kering
Ciri-cirinya:

  • suhu rata-rata bulan terdingin antara 18º C - 3º C, tidak dijumpai surplus air, tidak dijumpai sungai permanent. Terdiri atas:
  • Bs : Iklim stepa
  • Bw : iklim gurun

III.  Iklim C, yaitu iklim sedang maritim
Ciri-cirinya:

  • suhu rata-rata bulan terdingin  kurang dari 3º C, Terdiri atas:
  • Cf : Iklim sedang maritim tidak dengan musim kering
  • Cw : Iklim sedang maritime dengan musim dingin yang kering
  • Cs : Iklim sedang maritime dengan musim panas yang kering

IV. Iklim D, yaitu iklim sedang continental
Ciri-cirinya:

  • Suhu bulan terpanas di atas 0º C, Terdiri atas:
  • Df : Iklim sedang continental yang selalu basah
  • Dw : Iklim sedang continental dengan musim dingin yang kering

V. Iklim E, yaitu iklim arktis atau iklim salju
Ciri-cirinya:

  • suhu rata-rata bulan terpanas di bawah 10º C, Terdiri atas;
  • Et :  Iklim tundra
  • Ef :  Iklim dengan es abadi
  • EH :  Iklim dataran tinggi (lebih dari 3.000 m)


B. Iklim merurut Schmidt-Ferguson

Dasar pembagian iklim: curah hujan (bulan kering dan bulan basah)

Langkah-langkah penentuan iklim:
1. Untuk menentukan tipe curah hujan mendasarkan pada tingkat kebasahan yang disebut gradient (Q)
2. Untuk menentukan nilai Q ditetapkan dengan rumus:

Klasifikasi Iklim Schmidth-Fergusson
Rumus menentukan nilai Q

Bulan kering adalah bulan yang curah hujannya kurang dari 60 mm
Bulan basah adalah bulan yang curah hujannya lebih dari 100 mm
3. Berdasarkan besarnya rasio Q, maka tipe curah hujan digolongkan sebagai berikut:

  • Tipe A jika Q    = 0 % - 14,3 %
  • Tipe B jika Q    = 14,3 % - 33,3 %
  • Tipe C jika Q    = 33,3 % - 60 %
  • Tipe D jika Q    = 60 % - 100 %
  • Tipe E jika Q    = 100 % - 167 %
  • Tipe F jika Q    = 167 % - 300 %
  • Tipe G jika Q    = 300 % - 700 %
  • Tipe H jika Q    = lebih dari 700 %


C. Iklim menurut Junghun

Dasar pembagian iklim: ketinggian suatu tempat
Pembagian iklim menurut Junghun:
1. Zona panas    : 0 – 650 m
Vegetasi; jagung, padi, kelapa, tebu
2. Zona sedang    : 650 – 1500 m
Vegetasi; sayuran, buah-buahan, kopi, kina, teh, tembakau, coklat
3. Zona sejuk    : 1500 – 2500 m
Vegetasi; pinus dan cemara
4. Zona dingin    : lebih dari 2500 m
Vegetasi; lumut         

Klasifikasi Iklim Junghun
Klasifikasi Iklim Junghun
          

D. Iklim menurut Oldemen

Dasar pembagian iklim: banyaknya bulan basah dan bulan kering secara berturut-turut yang dikaitkan dengan sistem pertanian untuk daerah-daerah tertentu

EL Nino dan La Nina serta Dampaknya Terhadap Kehidupan

El Nino terjadi ketika Samudra Pasifik mulai dari Pasifik tengah sampai dengan pantai Peru di Amerika Selatan menjadi hangat, tetapi di perairan Australia sebelah utara dan Indonesia lebih dingin. Hal ini akan menyebabkan turunnya hujan di Samudra Pasifik sedangkan di Australia dan Indonesia jumlah hujannya berkurang, akibatnya timbul kekeringan di Australia dan Indonesia. Kekeringan ini sering disertai kebakaran rumput dan hutan. (baca juga: El Nino).

El Nino
Sirkulasi El Nino

La Nina terjadi ketika angin pasat berhembus dengan keras dan terus menerus melintasi Samudra Pasifik ke arah Australia. angin tersebut mendorong lebih banyak air hangat ke arah Australia sebelah utara dibandingkan biasanya. Akibatnya, hujan turun lebih banyak di Australia, di Pasifik bagian barat, dan di Indonesia. Daerah tersebut terjadi hujan deras yang mengakibatkan banjir dan air pasang. (baca juga: La Nina)

La Nina
Kondisi La Nina

Silahkan lihat!

Sumber : Berbagai sumber dan referensi yang relevan

Joko Sunaryanto
Joko Sunaryanto Jangan lupakan jati dirimu. "Sangkan paraning dumadi"

Posting Komentar untuk "Dinamika Atmosfer dan Dampaknya terhadap Kehidupan"