Unsur-Unsur Cuaca dan Iklim

1. Pengertia cuaca dan iklim
Cuaca adalah keadaan atmosfer sehari-hari dan terjadi di daerah yang sempit. Adapun iklim adalah keadaan rata-rata cuaca dalam periode yang lama (umumnya sekitar 30 tahun) meliputi daerah yang luas. Perbedaan iklim di bumi disebabkan oleh adanya pengaruh rotasi dan revolusi bumi serta perbedaan letak lintang. Berdasarkan definisi tersebut, antara cuaca dan iklim hanya berbeda dalam hal waktu dan eilayah cakupan. Karena cuaca dan iklim merupakan fenomena atmosfer, maka tidak ada perbedaan antara unsur-unsur cuaca dan iklim.
2. Unsur-unsur cuaca dan iklim
Unsur-unsur cuaca dan iklim meliputi suhu udara, 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.
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.
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.
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.
Pola Daerah kutub
Fluktuasi temperatur tahunan di wilayah kutub sangant besar. Pola ini hanya mempunyai satu maksimum dan satu minimum.
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.
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.
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.
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.
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.
Kecepatan Angin
Besar kecilnya kecepatan angin tentukan oleh faktor-faktor sebagai berikut.
Besar kecilnya gaya gradien barometrik. Gaya gradien barometrik adalah besarnya perbedaan tekanan udara antara 2 isobar yang bejarak 11 km dan dinyatakasn dalam milibar (mb). Makin besar perbedaan tekanan udara tersebut, makin cepat angin bergerak.
Banyak sedikinya hambatan. Faktor yang dapat menjadi hambatan gerakan angin antara lain relief permukaan bumi, gedung-gedung (bangunan), dan pohon-pohon. Makin banyak rintangnan yang menghalangi laju gerakan angin, makin lambat gerakan angin tersebut.
Alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin adalan anemometer. Ada beberapa jenis anemometer, salah satu jenis adalah anemometer mangkok. Pada anemometer terdapat peralatan elektronik yang berfungsi mencatat gerakan angin. Pembacaan alat itu harus dilakukan dalam jangka waktu tertentu, misalnya harian.
Jenis Angin
Tekanan udara berbeda-beda antar tempat dan pada tempat tertentu dapat berubah secara dinamis. Perbedaan tekanan udara itu menyebabkan terjadinya angin. Oleh karena itu, angin sangat beragam bergantung tempatnya. Angin selalu diberi nama sesuai dengan arah asalnnya. Ragam angin di bumi antara lain sebagai berikut.
Angi Barat
Angin barat bertiup dari lintang 35° LU/LS menuju 60° LU/LS. Karena pengaruh rotasi bumi (gaya coriolis), angin barat mengalami pembelokan arah. Di belahan bumi utara angin itu menjadi angin barat daya, sedangkan di belahan bumi selatan menjadi angin barat laut.
Angin Kutub
Angin kutub berembus dari daerah bertekanan tinggi di sekitar kurub ke arah daerah sedang. Di belahan bumi utara, angin tersebut berembus dari arah timur laut menjadi angin timur kaut, sedangkan di belahan bumi selatan angin tersebut berembus dari arah arah tenggara menjadi angin tenggara.
Angin Pasat
Angin pasat berembus dari daerah sub tropik (30° LU/LS) menuju daerah khatulistiwa. Angin itu terbentuk karena adanya ruang kosong di daerah khatulistiwa akibat pengembangan udara oleh sinar matahari. Ruang kosong itu kemudia diisi udara yang bertekanan tinggi dari daerah sibtropik. Karena pengaruh gaya coriolis, udara yang bergerak dari belahan bumi utara dibelokkan ke kiri sehingga disebut angin pasat timur laut. Adapun udara yang bergerak dari arah belahan bumi selatan di belokkan ke kanan sehingga disebut angin pasat tenggara. Di Indonesia pada bulan Juli terjadi angin pasat tenggara dan pada bulan Januari terjadi angin pasat timur laut.
Di daerah khatulistiwa, karena massa udara yang selalu itnggi akibat pengembangan udara, udara akan bergerak naik yang disebut angin anti pasat. Angin anti pasat kemudian turun sebagai angin kering di daerah lintang 25° LU/LS – 30° LU/LS. Keadaan itulah yang menyebabkan terbentuknya gurun-gurun di daerah subtropis.
Angin Siklon
Anginsiklon terjadi jika suatu daerah yang bertekanan rendah dikelilingi oleh suatudaerah yang bertekanan tinggi. Akibatnya,udara akan mengalir dari daerah bertekanan udara tinggi menuju daerah yang bertekanan udara rendah. Karena pengaruh gaya coriolis, arah angin mengalami pembelokan. Jika anginsiklon berada di belahan bumi utara, arah angin berputar searah dengan putaran jarum jam. Jika angin siklon terjadi di belahan bumi selatan, arah perputarannya berlawanan dengan putaran jarum jam.
Angin Anti Siklon
Angin anti siklon terjadi jika suatu daerah yang bertekanan udara tinggi dikelilingi oleh darah yang bertekanan udara rendah. Di permukaan bumi daerah anti siklon terutama berada di atas laut atau lautan pada lintang 30° LU/LS. Karena pengaruh gaya coriolis, putaran angi ati siklon di belahan bumi utara searah dengan putaran jarum jam, sedangkan di belahan bumi selatan putaran angin anti siklon berlawanan dengan putaran jarum jam.
Angin Musim
Angin musim merupan suatu angin regional yang bertiup di daerah tropis. Angin musim itu terjadi karena perbedaan suhu udara yang mencolok antara daratan dan lautan. Pada periode April – Oktober, saat matahari di belahan bumi utara, Benua Asia mengalami pemanasan maksimal. Akibatnya, Benua Asia mempunyai tekanan udara rendah. Adapun di belahan bumi selatan (Benua Australia) mempunyai tekanan udara yang lebi tinggi sehingga angin bertiup dari Benua Australia menuju Benua Asia dan disebut angin muson tenggara. Angin itu hanya membawa sedikit uap air sehinga pada periode itu di Indonesia mengalami musim kemarau.
Pada periode Oktober – April, saat matahari berada di belahan bumi selatan, Benua Australia mengalami pemanasan maksimal. Akibatnya, Benua Australia mempunyai tekanan udara rendah. Adapun di belahan bumi utara (Benua Asia) mempunyai gtekanan udara yang lebih tinggi sehingga angin bertiup dari Benua Asia menuju Benua Autralia dan disebut angin muson timur.
Karena bertium melalui Samudera Hindia, angin ini banyak mengandung uap air sehingga pada periode tersebut di Indonesia mengalami musim hujan.
Angin Darat dan Angin Laut
Angin darat dan angin laut terjadi akibat adanya perbedaan sifat pemanasan antara daratan dan lautan. Pada malam hari karena temperatur laut lebih tinggi daripada daratan, tekanan udara di laut lebih rendah daripada tekanan udara di darat. Oleh karena itu, terjadi pergerakan udara dari darat menuju ke laut yang disebut angin darat.
Pada siang hari karena temperatur daratan lebih tinggi daripada lautan, tekanan udara di daratan lebih rendah daripada tekanan udara di lautan. Oleh karena itu, terjadi pergerakan udara dari laut menuju ke darat yang disebut angin laut.
Angin Lembah dan Angin Gunung
Angin lembah dan angin gunung terjadi karena adanya perbedaan pemanasan di daerah pegunungan. Perbedaan pemanasan itu disebabkan oleh perbedaan luas lereng gunung dan lembah sehingga terdapat perbedaan jumlah panas yang diterima pada satu satuan waktu.
Siang hari pemanasan lebih cepat terjaadi pada lereng gunung sehingga temperaturnya lebi tinggi daripada di lembah. Oleh karena itu, tekanan udara di lereng gunung menjadi lebih rendah daripada di lembah sehingga terjadi pergerakan udara dari lembah menuju ke lereng gunung. Pergerrakan udara itu disebut angin lembah.
Malam hari terjadi keadaan sebaliknya, yaitu suhu udara di lereng gunung lebih rendah daripada di lembah sehingga tekanan udara di gunung lebih besar daripada di lembah. Oelh karena itu, terjadi pergerakan udara dari lereng dari gunung menuju lembah. Pergerakan udara itu disebut angin gunung.
Angin Fohn
Angin fohn terjadi apabila ada gerakan massa udara yang menaiki suatu pegunungan dengan ketnggian lebih dari 2.000 meter.. massa udara yang sampai ke puncak gunung akan mengalami kondensasi dan akibatnya timbul hujan pada satu sisi lereng. Adapun pada lereng yang lain tidak menjadi hujan karena terhalang tingginya pengunungan. Daerah yang tidak mengalami hujan disebut daerah bayangan hujan.
Pada daerah bayangan hujan itu angin dari atas pegunungan akan bergerak menuruni lereng pegunungan dengan kecepatan tinggi. Halitu menyebabkan naiknya suhu udara karena setiap turun 100 meter udara naik 1° C. Dengan demikian angin yang turun bersifat panas dan kering. Angin itulah yang disebut angin lokal atau angin fohn atau angin terjun.
Angin fohn yang terjadi di Indonesia antara lain sebagai berikut.
Angin Bohorok di Deli. Angin itu dapat merusak perkebunan tembakau.
Angin Kumbang di Tegal dan Cirebon, bagi daerah tersebut angin kumbang menguntungkan untuk pertumbuhan tanaman bawang karena di daerah sekitarnya menjadi tidak lembab.
Angin Gending di Pasuruan Purbolinggo, Jawa Timur.
Angin Berubu di Sulawesi Selatan.
Angin Wambraw di Biak, Papua.
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.
Kwlompok Awan Tinggi (6 – 12 km) ditandai dengan kata siro atau sirus.
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.
Sirokumulus
Awan yang berbentuk gumpalan-gumpan kecil dan tampak seperti sisik ikan. Awan itu relatif jarang muncul dan selalu bergabung dengan Sirus atau Sirostratus.
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.
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).
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
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.
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.
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 awa 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.