03/04/2016

1

HIDROMETEOROLOGITatap Muka Keenam

(SUHU UDARA II)

Dosen :

DR. ERY SUHARTANTO, ST. MT.

JADFAN SIDQI FIDARI, ST. MT

5. Penyebaran Suhu Menurut Ruang danWaktuA. Penyebaran Suhu Vertikal

• Pada lapisan troposfer, secara umum suhu makin rendah menurutketinggian. Hal ini dapat dijelaskan dgn faktor‐faktor sbb:

1) Udara merupakan penyimpan panas terburuk, sehingga suhuudara sangat dipengaruhi oleh permukaan bumi tempatpersentuhan antara udara dgn daratan dan lautan. Permukaanbumi tsb merupakan pemasok panas terasa untuk pemanasanudara.

03/04/2016

2

A. Penyebaran Suhu Vertikal

2) Lautan mempunyai luas dan kapasitas panas yg lebih besardaripada daratan, sehingga meskipun daratan merupakanpenyimpanan panas yg lebih buruk tetapi karena udara bercampursecara dinamis, maka pengaruh permukaan lautan secara vertikalakan lebih dominan. Akibatnya suhu akan turun menurutketinggian baik di atas lautan maupun daratan.

A. Penyebaran Suhu Vertikal

• Rata‐rata penurunan suhu udara menurut ketinggian di Indonesia sekitar 5‐6 ˚C tiap kenaikan 1000 m.

03/04/2016

3

Kapasitas panas (C)Menunjukkan potensi panas yang dapat dikandung suatu benda

Kapasitas panas bendatergantung pada massa(m), jumlah mol (n) danpanas jenis (c). Untuk gaspanas jenis dapatdibedakan atas panas jenispada volume tetap (cv) dantekanan tetap (cp)

cv : 717 J/kg/Kcp : 1004 J/kg/K

Lautan penyimpan panas yang baik sementara udara penyimpan panas yang buruk

ctanah : 800 J/kg/K

cair : 4200 J/kg/K

H = - ρ cp/ra dT/dz

F = ε σ Ts4

G = - Қ dT/dz

03/04/2016

4

B. Penyebaran Suhu diPermukaan Bumi• Suhu di permukaan bumi makinrendah dgn bertambahnya lintangspt halnya penurunan suhumenurut ketinggian.

• Bedanya pada penyebaran suhusecara vertikal permukaan bumimerupakan sumber pemanasansehingga makin tinggi tempatmakin rendah suhunya (sampaitroposfer)

B. Penyebaran Suhu di Permukaan Bumi

• Sedangkan pada penyebaran suhu menurut letak lintang, sumberenergi utama berasal dari daerah tropika (antara 30˚LU – 30˚LS) ygmerupakan penerima energi radiasi surya terbanyak.

• Sebagian energi tersebut dipindahkan ke daerah lintang tinggi untukmenjaga keseimbangan energi secara global.

03/04/2016

5

B. Penyebaran Suhu di Permukaan Bumi

• Pemindahan energi dari daerah tropika ke daerah lintang tinggiterutama melalui sirkulasi udara umum yg dapat dijelaskan secarasederhana dgn tiga buah sel.

• Hadley Cell merupakan sirkulasi udara antara khatulistiwa (0˚) dgndaerah sekitar 30˚LU dan 30˚LS.

Faktor Penggerak Variasi Suhu Berdasarkan Letak Lintang

Hadley Cell Hadley Cell

03/04/2016

6

B. Penyebaran Suhu di Permukaan Bumi

• Pada sirkulasi ini, penguapan sangat intensif terjadi di sekitarkhatulistiwa pada pusat tekanan rendah yg disebut ITCZ (Inter Tropical Convergence Zone) yg dicirikan oleh banyaknya awan pada daerahtsb.

• ITCZ ini bergerak mengikuti matahari (matahari seolah‐olah bergerakdari 23,5˚LU sampai 23,5˚LS) sehingga posisinya selalu berubah‐ubahsesuai gerakan matahari menurut letak lintang.

B. Penyebaran Suhu di Permukaan Bumi

• Pada saat ITCZ berada pada suatu daerah maka daerah tsb akanmengalami musim hujan.

• Energi yg dibawa dari permukaan ke atas sebagai panas laten dalamproses penguapan akan dilepaskan di atmosfer pada saat terjadiawan.

• Panas yg dilepaskan ini selanjutnya dibawa ke lintang yg lebih tinggi(30˚LU dan 30˚LS) dalam sirkulasi Hadley Cell.

03/04/2016

7

B. Penyebaran Suhu di Permukaan Bumi

• Pada daerah lintang tsb yg merupakan pusat tekanan tinggi dipermukaan bumi, udara bersama‐sama udara dari equator ygmembawa panas bergerak turun sehingga awan jarang atau tidakpernah terjadi di daerah ini.

• Perlu dicatat bahwa bila aliran udara bergerak ke bawah, maka suhuudara akan meningkat sehingga tidak terjadi proses kondensasi untukterjadi awan.

B. Penyebaran Suhu di Permukaan Bumi

• Karena pada daerah‐daerah sekitar 30˚LU dan 30˚LS jarang terjadihujan maka daerah tersebut umumnya adalah daerah gurun pasirseperti di Australia tengah, Afrika dan daratan Cina.

• Selanjutnya energi panas tsb dipindahkan ke daerah lintang yg lebihtinggi (daerah temperate) menuju pusat tekanan rendah pada FerrelCell.

03/04/2016

8

B. Penyebaran Suhu di Permukaan Bumi

• Pada daerah tekanan rendah tsb terjadi banyak hujan dan biasanyabanyak dijumpai pusat‐pusat pemukiman spt pada kota‐kota Eropabarat dan Australia bagian selatan.

• Proses pemindahan panas tsb berlanjut sampai mendekati kutub, tetapi energi panasnya telah sangat berkurang. Oleh sebab itu kutubselalu dingin.

B. Penyebaran Suhu di Permukaan Bumi

• Variasi suhu menurut tempat juga dipengaruhi oleh posisi daerahterhadap daratan dan lautan serta keadaan unsur iklim seperti per‐awanan.

• Variasi menurut tempat ini juga sangat ditentukan oleh waktu.Sebagaicontoh, daerah daratan (benua) akan mempunyai suhu lebih rendahdari kepulauan pada musim dingin (winter) tetapi lebih tinggi padamusim panas (summer) karena kapasitas panas tanah dari benua ygluas tsb lebih rendah daripada lautan.

03/04/2016

9

c. Suhu Diurnal dan Harian

• Di daerah tropika fluktuasi suhu rata‐rata harian relatif konstansepanjang tahun sedangkan fluktuasi suhu diurnal (variasi antarasiang dan malam hari) lebih besar daripada fluktuasi suhu rata‐rata harian.

• Fluktuasi suhu rata‐rata harian di daerah lintang tinggi jauh lebihbesar daripada daerah tropika. Hal ini disebabkan perbedaan suhu ygtinggi antara musim panas (summer) dgn musim dingin (winter) padadaerah lintang tinggi.

c. Suhu Diurnal dan Harian

• Perbedaan tsb terjadi karena perbedaanpenerimaan energi radiasi surya antarakedua musim tsb, baik kerapatanfluksnya maupun periodepenerimaannya (panjang hari) akibatposisi matahari terhadap lintang.

• Pada bulan Juni‐Agustus belahan bumiutara (misalnya di negara‐negara Eropa) akan mengalami musim terpanassedangkan belahan bumi selatan(misalnya di Australia dan New Zealand) akan mengalami musim terdingin.

03/04/2016

10

c. Suhu Diurnal dan Harian

• Demikian halnya, pada bulan‐bulan Desember‐Februari belahan bumiutara akan mengalami musim terdingin tetapi belahan bumi selatanakan mengalami musim terpanas.

• Perlu diperhatikan bahwa tercapainya suhu tertinggi pada musimpanas atau terendah pada musim dingin tidak terjadi pada saatmatahari berada posisi terjauh dari equator (lintang 23,5˚LU sampai23,5˚LS), melainkan terjadi keterlambatan waktu (time lag) sekitar 1‐2 bulan.

c. Suhu Diurnal dan Harian

• Pada variasi diurnal, suhu maksimum tercapai sekitar pukul 14.00 yaitu setelah radiasi maksimum. Sebelum suhu maksimum, radiasisurya datang masih lebih besar daripada radiasi keluar berupapantulan gelombang pendek dan pancaran radiasi bumi berupagelombang panjang (radiasi netto positif).

• Sehingga pemanasan udara (H) berlangsung terus meskipun radiasisurya maksimum telah terjadi sekitar pukul 12.00.

03/04/2016

11

c. Suhu Diurnal dan Harian

• Dalam hal ini keterlambatan waktu (time lag) antara radiasi suryamaksimum dan suhu maksimum sekitar 2 jam.

• Setelah suhu maksimum tercapai, radiasi keluar akan lebih besar dariyg datang (radiasi netto negatif) sehingga suhu akan terus turunsampai tercapainya suhu minimum pada pagi hari (sekitar pukul04.00).

c. Suhu Diurnal dan Harian

• Setelah itu suhu naik kembali pertama‐tama karena adanya tambahanenergi dari proses pengembunan yg melepaskan panas laten ygdikandung uap air.

• Selanjutnya energi berasal dari radiasi surya dari pagi hingga sore hariberikutnya.

• Proses ini berlangsung bila tidak ada pengaruh perpindahan panassecara horizontal seperti front panas dan front dingin yg melewatidaerah tersebut.

03/04/2016

12

c. Suhu Diurnal dan Harian

• Di daerah temperate, fluktuasi suhu diurnal tidak hanya ditentukanoleh neraca energi seperti sebelumnya, tetapi juga oleh pergerakanmassa udara panas dan dingin.

• Front adalah bagian terdepan dari massa udara yg bergerak, sehinggaada front panas (bila massa udara tsb lebih panas dari udara sekitar) serta front dingin (bila massa udara bersuhu lebih rendah).

c. Suhu Diurnal dan Harian

• Front panas berasal dari daerah tropika sedangkan front dinginberasal dari daerah kutub.

• Keduanya bertemu di daerah temperate dan mempengaruhi keadaancuaca serta sifat‐sifat iklim di daerah tsb.

03/04/2016

13

6. Alat‐alat Pengukur Suhu

• Alat pengukur suhu secaraumum disebut termometer.

• Sedangkan alat pengukursuhu otomatis ygmenggunakan kertas piassebagai perekam datanyadisebut termograf.

• Termogram adalah tempatpencatatan data tersebut(kertas pias).

6. Alat‐alat Pengukur Suhu

• Alat‐alat pengukur suhu tsb harus terpasang pada tempat ygterlindung dari hujan, pengembunan dan radiasi surya langsung.

• Pada stasiun klimatologi, alat‐alat tersebut diletakkan di dalamsangkar cuaca yg disebut Stevenson screen.

• Variasi suhu musiman dan tahunan dihitung dari suhu rata‐rata harianyg berbeda dari hari ke hari. Ada beberapa cara untuk menghitungsuhu rata‐rata harian (T), misalnya :

03/04/2016

14

6. Alat‐alat Pengukur Suhu

T = (Tmaks + Tmin)/2

T = ΣTi i = 0,1,2, … , 23

T = (2T07.30 + T13.30 + T17.30)/4

Dengan :

Tmaks dan Tmin = suhu udara maksimum dan minimum (˚C)

Ti = suhu udara pada pukul i

T07.30;T13.30;T17.30 = suhu udara pada pukul 07.30, 13.30 atau 17.30 (˚C)

6. Alat‐alat Pengukur Suhu

• Semua cara tsb menggambarkankeadaan suhu rata‐rata pada haritertentu berdasarkan suhu ygdiamati (Tmaks dan Tmin,Ti,T07.30;T13.30dan T17.30).

• Waktu pengamatan dilakukanberdasarkan waktu setempat (WS) ygjuga berlaku untuk unsur‐unsur iklimlainnya.

• Waktu setempat tergantung padaletak bujur stasiun klimatologi sertatanggal pengamatan untuk koreksiwaktu.

03/04/2016

15

6. Alat‐alat Pengukur Suhu

• Dengan kemajuan bidang elektronika dewasa ini alat pengukur suhuotomatis tidak lagi menggunakan kertas pias tetapi data tersebutdapat direkam pada penyimpan data elektronik (data logger)

• Dengan alat ini, pengukuran dapat dilakukan secara kontinyu (tiapjam, menit, detik) yg kemudian datanya dapat diambil dan diolahsecara langsung menggunakan komputer.

03/04/2016

16