09 Juli 2009

Pendinginan & Pemanasan Adiabatis Stabilitas Atmosfer Pembentukan Awan Sirkulasi Umum Gerak Atmosfer



PENDINGINAN DAN PEMANASAN ADIABATIS
Perubahan suhu yang dialami oleh udara yang bergerak vertikal, baik ke atas maupun ke bawah, paket udara yang bergerak tersebut dianggap kering. Apabila paket udara yang bergerak tadi mengandung uap air, maka proses adiabatik menyebabkan suhunya turun. Jika paket udara terus bergerak ke atas, penurunan suhunya juga berlangsung terus. Dengan turunnya suhu paket, kelembaban nisibinya akan bertambah, sehingga pada suatu saat uap air dalam paket menjadi jenuh dan setelah itu terjadi kondensasi. Selama belum terjadi kondensasi, penurunan suhu paket berlangsung dengan laju penurunan adiabatik kering, yaitu sebesar 1°C/100m. saat terjadi kondensasi, dilepaskanlah bahang laten. Karena proses adiabatik, maka bahang laten ini tidak keluar dari sistem atau paket, tetapi digunakan untuk memanaskan paket udara tersebut. Jadi pemanasan oleh bahang laten ini menghalangi pendinginan adiabatik sehingga penurunan suhu paket dengan ketinggian tidak lagi sama dengan laju penurunan adiabatik kering, tetapi lebih kecil. Laju penurunan suhu ini dinamakan laju penurunan adiabatik jenuh.
Selain tidak sama besar, kedua laju penurunan adiabatik mempunyai perbedaan lain, yaitu laju penurunan adiabatik kering yang konstan, sedangkan laju penurunan adiabatik jenuh besarnya tergantung pada suhu atau ketinggian. Hal ini disebabkan oleh karena massa udara yang suhunya lebih tinggi dapat menampung lebih banyak uap air, sehingga pada kondensasi melepaskan lebih banyak bahang laten, yang berarti pula pada suhu yang lebih tinggi laju penurunan adiabatik jenuh lebih kecil dari pada suhu yang lebih rendah. Meskipun demikian untuk troposfer bagian bawah dan menengah nilai adiabatik jenuhnya 0,5°C/100 m dapat dipakai untuk berbagai keperluan.
Bila paket udara terus dinaikan, maka kondensasi akan berlangsung terus sehingga akan tercapai keadaan semua uap air yang terdapat di dalam paket terkondensasi. Dengan tercapainya keadaan ini, paket udara menjadi kering. Setelah itu, kenaikan paket udara selanjutnya akan mengalami laju penurunan adiabatik kering kembali.
STABILITAS ATMOSFER
Paket udara yang mempunyai tekanan p dan suhu T yang sama dengan lingkungannya. Apabila paket ini mengalami gangguan vertikal ke atas atau ke bawah oleh angin mendadak dan singkat, maka akan ada dua kemungkinan yang terjadi :

Paket terus bergerak oleh dirinya sendiri meskipun ada gaya gesekan dari udara sekitarnya, keadaan ini disebut tidak stabil.
Paket tidak terus bergerak oleh dirinya sendiri, tetapi melawan perubahan, yang cenderung mencapai suatu keseimbangan dengan gerakan vertikal tidak akan ada, keadaan ini dinamakan stabil.
Udara tidak stabil memungkinkan terbentuknya awan, khususnya awan yang mempunyai ukuran vertikal yang mencolok dan yang biasanya menimbulkan cuaca jelek atau curahan. Sebaliknya dengan cuaca cerah tanpa awan dan disertai langit biru merupakan akibat udara yang stabil.
PROSES PEMBENTUKAN AWAN
Awan dapat terbentuk jika terjadi kondensasi uap air di atas permukaan bumi. Udara yang mengalami kenaikan akan mengembang secara adiabatik karena tekanan udara di atas lebih kecil daripada tekanan di bawah. Partikel-partikel yang disebut dengan aerosol inilah yang berfungsi sebagai perangkap air dan selanjutnya akan membentuk titik-titik air. Selanjutnya aerosol ini terangkat ke atmosfer, dan bila sejumlah besar udara terangkat ke lapisan yang lebih tinggi, maka ia akan mengalami pendinginan dan selanjutnya mengembun. Kumpulan titik-titik air hasil dari uap air dalam udara yang mengembun inilah yang terlihat sebagai awan. Makin banyak udara yang mengembun, makin besar awan yang terbentuk.

Karakteristik dari arus udara vertikal akan menentukan jenis dan bentuk awa. Berdasarkan sebab-sebab kenaikan udara, maka awan dapat diklasifikasikan menurut ketinggian dasar awan dan metode formasinya: (sumber : Meteorologi Indonesia Vol 1)



Sirkulasi Umum
Sirkulasi umum atmosfer yaitu pola skala besar atau global dari angin dan tekanan yang tetap sepanjang tahun atau berulang secara musiman. Sirkulasi ini disebabkan oleh adanya ketidakseimbangan radiasi, kelengasan dan momentum bersih antara lintang rendah dan lintang tinggi disatu pihak dan antara permukaan bumi dan atmosfer di lain pihak.
Gerak - Gerak Atmosfer
Ada dua jenis gerak Atmosfer yaitu gerak nisbi terhadap permukaan bumi yang dinamakn dengan angin, dan gerak bersama - sama dengan bumi yang berotasi terhadap sumbunya, yang berpengaruh terhadap arah angin nisbi terhadap permukaan bumi.

Faktor yang mempengaruhi gerak atmosfer antara lain topografi, distribusi antara permukaan daratan dan lautan serta arus laut.

A. Angin Permukaan
Radiasi matahari yang mencapai bumi akhirnya akan dirubah menjadi energi kinetik dari gas – gas atmosfer dan akan menyebabkan gerakan – gerakan molekulnya menjadi tetap.
I.1. Prinsip umum pengukuran angin permukaan
Kebesaran vektor angin disebut kecepatan angin, sedangkan arah angin adalah arah darimana angin berhembus. Laju angin permukaan biasanya mudah mengalami gangguan yang cepat. Perkembangan daripada gangguan yang terjadi disebut Gustiness.


I.2. Penempatan alat pengukur angin permukaan
Standar penempatan alat pengukur angin permukaan adalah sebagai berikut dipasang setinggi 10 meter di atas suatu lapangan terbuka, dengan jarak paling sedikit 10 kali tinggi bangunan – bangunan atau penghalang yang ada disekitarnya.


I.3. Satuan arah dan kecepatan angin permukaan
Arah angin dinyatakan dalam derajat, yang diukur searah dengan arah jarum jam, mulai dari titik utara bumi. Sedangkan kecepatan angin dinyatakan dalam knots, dimana 1 knot sama dengan 0,5 m/s.


I.4. Pengukuran arah dan kecepatan angin permukaan
Arah angin permukaan ditentukan dengan wind vane. Wind vane berfungsi dengan baik apabila ditempatkan pada suatu tangga yang licin serta kedudukannya harus seimbang terhadap sumbunya. Dan perlu diperhatikan bahwa sumbunya harus benar – benar vertikal juga benar – benar berpedoman titik utara yang sebenarnya. Alat yang dipergunakan untuk mengukur kecepatan angin disebut anemometer. Anemometer yang umum digunakan adalah anemometer tipe putaran yaitu Cup anemometer, dimana sensor laju anginnya terdiri atas 3 Cup yang dihubungkan oleh lengan yang ditempelkan pada as. Seluruh Cup menghadap ke satu arah melingkar sehingga apabila angin bertiup maka rotor berputar pada arah tetap. Alat ini memberi tanggapan atas gaya dinamik yang berasak dari angin yang bekerja pada alat tersebut. Gaya dinamik yang berasal dari angin pada permukaan cekung lebih besar daripada permukaan cembung cup. Perputaran sumbu sistem cup dihubungkan secara mekanik atau elektronik dengan suatu alat yang dinamakan generator sinyal, untuk keperluan pencatatan generator sinyal ini berupa penghitung putaran.

B. Angin Lokal
Angin lokal dapat terjadi akibat perbedaan suhu lokal. Angin lokal ini mempengaruhi daerah yang nisbi kecil dan terbatas pada lapisan troposfer bawah. Kombinasi angin lokal yang mempunyai periode harian antara lain angin darat, angin laut dan angin gunung, angin lembah.


video

Tidak ada komentar:

Posting Komentar