Unsur-unsur Cuaca dan Iklim

Unsur-unsur Cuaca dan Iklim

Unsur-unsur cuaca dan iklim meliputi suhu udara, radiasi, tekanan udara, kelembapan udara, keadaan awan, dan curah hujan.

Suhu udara

Matahari adalah sumber panas utama bagi bumi dan atmosfernya. Namun, panas matahari yang sampai ke permukaan bumi berbeda-beda di setiap tempat. Hal ini menyebabkan suhu udara di setiap tempat berbeda-beda pula. Faktor-faktor yang menyebabkan perbedaan suhu udara, antara lain sebagai berikut.

1)      Sudut Datang Sinar Matahari

Kita tentu mengetahui bahwa bumi berbentuk bulat. Dalam bentuk yang demikian sudut datang sinar matahari ke setiap daerah di bumi tidak sama karena terkait dengan letak lintang suatu wilayah. Sudut datang sinar matahari di wilayah yang berbeda di lintang rendah lebih besar daripada di wilayah yang berada di litang tinggi. Oleh karena itu, di daerah khatulistiwa suhunya lebih tinggi daripada di daerah subtropis dan kutub. Sudut datang sinar matahari adalah sudut yang dibentuk oleh arah datang sinar matahari dengan permukaan bumi.

Berdasarkan hasil pengamatan, fluktuasi suhu tahunan berbeda-beda antara daerah yang satu dengan yang lain. Karena suhu udara berkaitan dengan lintang bumi, fluktuasi suhu udara di permukaan bumi dapat dibedakan menjadi tiga pola sebagai berikut.

2)      Pola Khatulistiwa

Fluktuasi temperatur tahunan di daerah khatulistiwa kecil, lebih kecil daripada fluktuasi temperatur harian. Pola khatulstiwa mempunyai dua maksimum dan dua minimum, yaitu poda saat matahari berada di atas suatu daerah dan pada saat berada di garis balik.

3)      Pola Daerah Sedang

Fluktuasi temperatur tahunan di daerah ini besar, lebih besar daripada fluktuasi temperatur harian. Fluktuasi temperatur ini akan lebih besar jika suatu daerah terletak di tengah benua dan akan lebih kecil jika berdekatan dengan laut. Dalam pola ini ada satu maksimum dan satu minimum.

4)      Pola Daerah kutub
Fluktuasi temperatur tahunan di wilayah kutub sangant besar. Pola ini hanya mempunyai satu maksimum dan satu minimum.

5)      Lamanya Penyinaran Matahari

Lamanya penyinaran matahari di khatulistiwa sebenarnya diukur selama 12 jam sejak matahari terbit hingga terbenam. Namun, dengan adanya faktor penghalang misalnya pohon dan bangunan tinggi, pengukuran tersebut sulit untuk dilakukan. Oleh karena itu, di Indonesia lamanya penyinaran matahari diukur selama 8 jam mulai dari pukul 08.00 sampai dengan pukul 16.00.

Lamanya penyinaran matahari biasanya dinyatakan dalam persen (%). Dengan demikian lamanya penyinaran matahari = 100% jika matahari menyinari suatu daerah selama 8 jam dan berarti di daerah tersebut langit cerah atau tidak tertutup awan.

Lamanya penyinaran matahari diukur dengan menggunakan alat Heliograf. Heliograf dipasang dengan ketinggian 2 meter di atas permukaan tanah. Heliograf terdiri atas bola gekas padat dengan diameter 4 inchi (10,1 cm) yang dipasan di dalam bidang lengkung. Dengan demikian sinar matahari dapat dukumpulkan pada satu titik. Sinar itu akan membakar kartu yang dipasang pada alat tersebut sehingga membentuk tanda memanjang yang menunjukkan lamanya penyinaran matahari.

6)      Ketinggian Tempat

Kita tentu pernah merasakan perbedaan suhu udra di daerah dataran rendah dengan daerah dataran tinggi atau pegunungan. Suhu udara di daerah dataran rendah lebih tinggi daripada di daerah dataran tinggi atau pegunungan. Keadaan tersebut sesuai dengan karakteristik atmosfer, terutama pada lapisan troposfer, yaitu setiap kenaikan 100 meter suhu udaranya turun 0,5 °C.

7)      Kejernihan atmosfer

Kejernihan atmosfer mempengaruhi besarnya panas matahari yang sampai ke permukaan bumi. Hal ini disebabkan gas-gas di dalam atmosfer berpengaruh terhadap pemantulan dan penghamburan sinar matahari. Di daerah yang atmosfernya kotor hanya menerima panas secara langsung dalam jumlah sedikit, sedangkan di daerah yang tidak berawan akan menerima panas secara langsung dalam jumlah yang banyak.

8)      Jarak ke Laut

Suatu tempat yang dekat dengan laut atau danau suhu udara rata-rata hariannya tinggi, sedangkan tempat yang jauh dngan laut atau danau suhu udara rata-rata hariannya rendah keadaan tersebut dipengaruhi oleh sifat air dan tanah (daratan) dalam menerima panas. Air lebih lambat menerima dan melepaskan panas, sedangkan daratan lebih cepat dalam menerimadan melepaskan panas panas.

Pengukuran suhu udara pada saat tertentu dapat dilakukan dengan menggunakan termometer, sedangkan suhu rata-rata haarian diukur selama satu hari (siang dan malam) dengan termograf. Jasil pencatatannya disebut termogram.

Radiasi

Matahari sangat penting sebagai sumber energi pada bumi. Pancaran energi yang datangdalam bentuk gelombang elektromagnetik. Besarnya radiasi tergantung pada suhu atau temperatur. Makin tinggi temperatur, makin hebat radiasi dan makin pendek gelombang elektromagnetiknya. Radiasi matahari bergelombang pendek, sedangkan radiasi bumi bergelombang panjang karena energi matahari diserap oleh bumi dan diteruskan (dipancarkan) kembali menjadi radiasi yang bergelombang panjang.

Tekanan Udara

Tekana udara adalah tekanan yang diberikan udara setiap satuan luas bidang datar dari oermukaan bumi sampai batas atmosfer. Makin tingi suatu tempat makin rendak kerapatan udaranya. Oleh karena itu, tekanan udara makin ke atas makin rendah.

Sebaran tekanan udara suatu daerah dapat digambarkan dala peta yang ditunjukan oleh isobar. Isobar adakah garis yang menghubungkan tempat-tempat yang mempunyai tekanan udara sama pada saat yang sama pula.

Angin

Angin adalah udara yang bergerak karena adanya perbedaan tekanan udara antar asatu tempat dengan tempat yang lain. Adapun penyebab perbedaan tekanan udarara adalah intensitas panas matahari. Udara yng terkena panas matahri akan mengmbang sehingga tekanan udaran menjadi rendah, sedangkan daerah yang tidak mendapat sinar matahari tekanan udaranya tinggi. Oleh karena itu, udara bergerak dari daerah yang bertekanan udara tingi menuju daerah yang bertekanan udara rendah.

Di permukaan bumi daerah yang mempunyai tekanan udara rendah adalah di daerah khatulitiwa karena selalu mendapatkan sinar matahari. Adapun di daerah kutub utara dan kutub selatan tekanan udaranya lebih tinggi. Oleh karena itu, aliran udara bergerak dari daerah kutub menuju khatulistiwa. Hubunga antara tekanan udara dengan arah angin dinyatakan dalam Hukum Boys Ballot bahwa udara mengalir dari daerah bertekanan maksimum ke daerah yang bertekanan minimum. Arah angin akan memebelok ke kanan di belahan bumi utara dan membelok ke kiri di belahan bumi selatan.

Kelebapan Udara (Humidity)

Kelembapan udara digunakan untuk menyatakan banyaknya kandungan uap air di dalam udara. Sebenarnya jumlah uap air di dalam udara hanya sekitar 2 % dari massa atmosfer. Akan tetapi, uap air merupakan komponen utama yang sangat penting dari segi cuaca dan iklim. Hal itu disebabkan sebagai berikut.
Besarnya uap air merupakan potensi terjadinya hujan (presipitasi)
Uap air mempunyai sifat meresap radiasi sehingga menentukan cepatnya kehilangan panas. Dengan demikian uap air ikut mengatur temperatur.
Makin besar uap air di dalam udara, makin besar jumlah energi potensial yang tersedia di dalam atmosfer dan merupakan sumber atau awal terjadinya hujan angin ((ston = badai).
Kandungan uap air di udara dapat dinyatakan delam dua cara, yaitu kelembapan relatif dan kelempan absolut.
Kelembapan relatif
Kelembapan relatif adalah perbandingan antara jumlah uap air yang terkandung udara dan jumlah uap air maksimum (jenuh) di dalam udara pada temperatur dan tekanan udara yang sama. Kelembapan relatif dinyatakan dalam persen.
Kelembapan relatif dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut.
RH=e/es x 100%
RH = kelembapan relatif (Relative Humidity)
e = kandunga uap air yang ada
es = Tingkat kejenuhan untuk menampung air

Misalnya di dalam udara 1 m³ pada suhu 24° C mengandung 6 gram uap air, sedangkan tingakat kejenuhan 8 gram uap air. Kelembapan relatifnya adalah.
6/8 x 100%=75%
Kelembapan Mutlak
Kelembapan mutlak adalah jumlah uap air per satuan volume udara dan dinyatakan dalam g/m³ udaara. Kelembapan absolut tidak umum dipakai dalam perhitungan karena dapat berubah-ubah akibat perubahan suhu udara.

 Perawanan (Cluodness)

Awan terbentuk sebagai akibat adanya kondensasi, yaitu proses perubahan wujud dari uap air menjadi titik-titik air. Jadi, awan merupakan kumpulan titik-titik air atau kristal-kristal es yang melayang-layang di atmosfer. Titik-titk air atau kristal-kristal es itu bukanlah air murni, melainkan titik-titik air yang mengumpul di sekeliling kondensasi. Inti kondesasi berupa kristal-kristal garam yang berkumpul 0,1 – 1 mikron yang berasal dari deburan ombak pantai (surf), debu, serta asap pabrik dan kendaraan bermotor.

Kelompok Awan Tinggi (6 – 12 km) ditandai dengan kata siro atau sirus.

1.     Sirus
Awan yang berwarna putih tipis pada siang hari dan mengkilap karena banyak mengandung kristal es. Awan itu sering berwarna merah atau kuning cerah menjelang dan saat matahari terbit atau setelah matahari terbenam.

2.     Sirokumulus
Awan yang berbentuk gumpalan-gumpan kecil dan tampak seperti sisik ikan. Awan itu relatif jarang muncul dan selalu bergabung dengan Sirus atau Sirostratus.

3.     Sirostratus
Awan yang berwarna putih tipis dan tampak seperti tirai kelambu yang sangat halus. Oleh karena itu, awan itu dapat membuat langit kelihatan seperti susu atau memperlihatkan susunan berserat. Jika terkena sinar matahari awan itu akan menimbulakan bayangan di tanah.

Kelompok awan Sedang (2 – 6 km) ditandai dengan kata alto.

1.     Altokumulus
Awan yang berwarna putih atau kelabu dan tampak seperti gumpalan kapas pipih. Altokumulus terutama terdiri dari tetesan air, namun pada suhu yang sangat rendah dapat berbentuk kristal es. Altokumulus dapat membentuk suatu lapisan yang seragam dan cukup luas (strafi formis).

2.     Altostratus
Awan yang berlapis-lapis seperti pita dan berwarna kelabu, jika awan terkena sinar matahari atau bulan tidak akan menimbulakan bayangan.
Kelompok Awan Rendah (0,8 – 2 km) ditandai dengan kata strato

3.     Stratokumulus
Awan yang bergumpal-gumpal lembut berwarna abu-abu. Stratokumulus terdiri dari tetes awan dan kadang-kadang mengadunng tetes hujan. Awan jenis ini terkadang juga disertai curahan hujan, namun intensitasnya kecil.

4.     Stratus
Awan-awan seragam yang berlapis-lapis seperti kabut tipis. Jika awan itu melewati matahari atau bulan, garis bentuk matahari atau bulan dapat dilihat. Awan itu dapat mejadi kabut jika menyentuh permukaan bumi.

5.     Nimbostratus
Suatu lapisan awan rendah berwarna abu-abu gelap, tidak berbentuk, dan kelihata basah. Oleh karena berwarna gelap dan tebal sehingga matahari yang ada di baiknya tidak terlihat. Pada cuaca yang buruk suatu lapisan nombostratus dapat bergabung dengan awan rendah yang berada di bawahnya.

Kelompok Awan dengan Perkembangn Vertikal (< 2 km) Kumulus Awan padat yang berkembang secaara vertikal berbentuk kubah atau menyerupai bunga kol dengan lengkungan bulat berwarna putih cemerlang jika terkena sinar matahari. Bagian dalam yang hampir horizontal berwarna gelap. Di atas daratan, kumulus biasanya muncul pada pagi hari dan menghilang sebelum malam. Kumulonimbus Awan besar yang berkembang secara vertikal berbentuk seprti gunung atau menara.

Pada bagian atas awan kumulonimbus berserat dan sering menyebar. Kumulonimbus mengandung tetes hujan yang besar sehingga dapat menimbulakan terjadinya hujan secara tiba-tiba.

Curah Hujan (Presipitasi)

Hujan adalah peristiwa jatuhnya titik-titik air dari atmosfer dalam bentuk cair atau padat menuju bumi.

   Hubungan antara unsur cuaca dan iklim

Unsur utama cuaca ialah suhu udara, radiasi, tekanan udara, kelembapan udara, angin, dan curah hujan. Selain itu, terdapat unsur cuaca yang lain, seperti intensitas penyinaran matahari, keadaan awan, embun, dan petir.

Iklim merupakan kelanjutan hasil pencatatan unsur cuaca dari hari ke hari dalam waktu yang lama sehingga merupakan rata-rata dari unsur cuaca. Unsur-unsur iklim sama dengan unsur-unsur cuaca, yaitu suhu udara, radiasi, tekanan udara, kelembapan udara, angin, curah hujan, intensitas penyinaran matahari, keadaan awan, embun, dan petir. Oleh karena itu, unsur iklim bersifat stabil, tidak seperti unsur cuaca yang selalu berubah