makalah atmosfer

27

Click here to load reader

Transcript of makalah atmosfer

Page 1: makalah atmosfer

ATMOSFER, CUACA DAN IKLIM

Oleh

Diah Isnaini Purwaning T (4201409012)

Prasetya Kencana (4201409032)

Nur Aini Septyaningrum (4201409036)

Wika Fitriani (4201409058)

Elbin (4201407060)

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2011

Page 2: makalah atmosfer

ATMOSFER

A. PendahuluanBumi merupakan salah satu planet yang ada di tata surya yang memiliki

selubung yang berlapis-lapis. Selubung bumi tersebut berupa lapisan udara yang sering disebut dengan atmosfer. Atmosfer terdiri atas bermacam-macam unsur gas dan di dalamnya terjadi proses pembentukan dan perubahan cuaca dan iklim. Atmosfer melindungi manusia dari sinar matahari yang berlebihan dan meteor-meteor yang ada. Adanya atmosfer bumi memperkecil perbedaan temperatur siang dan malam. Gejala yang terjadi di atmosfer sangat banyak dan beragam. Pada lapisan bawah angin berhembus, angin terbentuk, hujan dan salju jatuh, dan terjadilah musim panas dan musim dingin. Semua ini merupakan gejala yang lazim terjadi yang sering disebut cuaca. Atmosfer sangat penting bagi kehidupan di bumi ini. Oleh karena itu, mengetahui dan memahami hekekat atmosfer sangatlah penting bagi kita agar kita dapat hidup dengan baik di bumi ini. Dalam makalah ini, akan dibahas tentang atmosfer dan gejala-gejala alam yang terjadi di atmosfer serta fungsi atmosfer itu sendiri bagi kehidupan manusia.

B. Pembahasan Atmosfer merupakan campuran berbagai gas yang tidak berwarna, tidak terlihat,

tidak berbau. Atmosfer bumi merupakan selubung gas yang menyelimuti permukaan padat dan cair pada bumi. Selubung ini membentang ke atas sejauh beratus-ratus kilometer, dan akhirnya bertemu dengan medium antar planet yang berkerapatan rendah dalam sistem tata surya. Atmosfer terdapat dari ketinggian 0 km di atas permukaan tanah sampai dengan sekitar 560 km dari atas permukaan bumi.

Atmosfer mengandung campuran gas-gas yang lebih terkenal dengan nama udara dan menutupi seluruh permukaan bumi. Campuran gas-gas ini menyatakan komposisi dari atmosfer bumi. Bagian bawah dari atmosfer bumi dibatasi oleh daratan, samudera, sungai, danau, es, dan permukaan salju. Gas pembentuk atmosfer disebut udara. Udara adalah campuran berbagai unsur dan senyawa kimia sehingga udara menjadi beragam. Keberagaman terjadi biasanya karena kandungan uap air dan susunan masing-masing bagian dari sisa udara (disebut udara kering). Atmosfer Bumi terdiri atas nitrogen (78.17%) dan oksigen (20.97%), dengan sedikit argon (0.9%), karbondioksida (variabel, tetapi sekitar 0.0357%), uap air, dan gas lainnya.

Tabel 1. Gas-gas penyusun atmosfer bumi.

Page 3: makalah atmosfer

Nitrogen bereaksi lambat, tetapi merupakan bagian penting dari kehidupan sehingga keseimbangan nitrogen di udara, di laut dan di dalam bumi sangat dipengaruhi oleh makhluk hidup. Karbondioksida yang berlimpah dari sinar matahari membuat karbohidrat dengan hasil sampingan oksigen (fotosintesis). Oksigen terakumulasi di udara kemudian berkembang makhluk yang membutuhkan oksigen. Gas nitrogen merupakan gas yang paling banyak terdapat dalam lapisan udara atau atmosfer bumi. Salah satu sumbernya yaitu berasal dari pembakaran sisa-sisa pertanian dan akibat letusan gunung api. Gas lain yang cukup banyak dalam lapisan udara atau atmosfer adalah oksigen. Oksigen antara lain berasal dari hasil proses fotosintesis pada tumbuhan yang berdaun hijau. Dalam proses fotosintesis, tumbuhan menyerap gas karbondioksida dari udara dan mengeluarkan oksigen. Gas karbondioksida secara alami besaral dari pernapasan mahkluk hidup, yaitu hewan dan manusia. Serta secara buatan gas karbondioksida berasal dari asap pembakaran industri, asap kendaraan bermotor, kebakaran hutan, dan lain-lain.

Selain keempat gas tersebut di atas ada beberapa gas lain yang terdapat di dalam atmosfer, yaitu di antaranya ozon. Walaupun ozon ini jumlahnya sangat sedikit namun sangat berguna bagi kehidupan di bumi, karena ozon yang dapat menyerap sinar ultra violet yang dipancarkan sinar matahari sehingga jumlahnya sudah sangat berkurang ketika sampai di permukaan bumi. Apabila radiasi ultra violet ini tidak terserap oleh ozon, maka akan menimbulkan malapetaka bagi kehidupan mahkluk hidup yang ada di bumi. Radiasi ini di antaranya dapat membakar kulit mahkluk hidup, memecahkan kulit pembuluh darah, dan menimbulkan penyakit kanker kulit. Atmosfer terdiri dari beberapa lapisan, antara lain:

Gambar 1.1 Lapisan atmosfer bumi

Page 4: makalah atmosfer

Gambar 1.2. Lapisan atmosfer bumi dengan ketinggian masing-masing

1. Troposfer Troposfer merupakan lapisan terbawah dari atmosfer, yaitu pada ketinggian 0 -

18 km di atas permukaan bumi. Tebal lapisan troposfer rata-rata ±10 km. Di daerah khatulistiwa, ketinggian lapisan troposfer sekitar 16 km dengan temperatur rata-rata 80°C. Daerah sedang ketinggian lapisan troposfer sekitar 11 km dengan temperatur rata-rata 54°C, sedangkan di daerah kutub ketinggiannya sekitar 8 km dengan temperatur rata-rata 46°C. Lapisan troposfer ini pengaruhnya sangat besar sekali terhadap kehidupan mahkluk hidup di muka bumi. Lapisan ini selain terjadi peristiwa-peristiwa seperti cuaca dan iklim, juga terdapat kira-kira 80% dari seluruh massa gas yang terkandung dalam atmosfer terdapat pada lapisan ini. Ciri khas yang terjadi pada lapisan troposfer adalah suhu (temperatur) udara menurun sesuai dengan perubahan ketinggian, yaitu setiap naik 100 meter dari permukaan bumi, suhu (temperatur) udara menurun sebesar ± 0,5°C.

Lapisan troposfer paling atas, yaitu tropopause yang menjadi batas antara troposfer dan stratosfer. Suhu (temperatur) udara di lapisan ini relatif konstan atau tetap, walaupan ada pertambahan ketinggian, yaitu berkisar antara -55°C sampai -60°C. Ketebalan lapisan tropopause ± 2 km.Pada lapisan ini, hampir semua jenis cuaca, perubahan suhu yang mendadak, angin, tekanan dan kelembaban udara 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. Pada troposfer ini terdapat gas-gas rumah kaca yang menyebabkan efek rumah kaca dan pemanasan global.

Troposfer terdiri atas:

Page 5: makalah atmosfer

a. Lapisan planetair : 0-1 km b. Lapisan konveksi : 1-8 km c. Lapisan tropopause : 8-12 km. Tropopause merupakan lapisan pembatas antara lapisan troposfer dengan stratosfer

yang temperatunya relatif konstan. Pada lapisan tropopause kegiatan udara secara vertikal terhenti.2. Stratosfer

Lapisan kedua dari atmosfer adalah stratosfer. Stratosfer terletak pada ketinggian antara 18 - 49 km dari permukaan bumi. Lapisan ini ditandai dengan adanya proses inversi suhu, artinya suhu udara bertambah tinggi seiring dengan kenaikan ketinggian dari permukaan bumi. Kenaikan suhu udara berdasarkan ketinggian mulai terhenti, yaitu pada puncak lapisan stratosfer yang disebut stratopause dengan suhu udara sekitar 0°C.

Stratopause adalah lapisan batas antara stratosfer dengan mesosfer. Lapisan ini terletak pada ketinggian sekitar 50 - 60 km dari permukaan bumi. Stratosfer terdiri atas tiga lapisan yaitu, lapisan isotermis, lapisan panas dan lapisan campuran teratas. Umumnya suhu (temperatur) udara pada lapisan stratosfer sampai ketinggian 20 km tetap. Lapisan ini disebut dengan lapisan isotermis. Lapisan isotermis merupakan lapisan paling bawah dari stratosfer. Setelah lapisan isotermis, berikutnya terjadi peningkatan suhu (temperatur) hingga ketinggian ± 45 km. Kenaikan temperatur pada lapisan ini disebabkan oleh adanya lapisan ozon yang menyerap sinar ultra violet yang dipancarkan sinar matahari. lapisan stratosfer ini tidak ada lagi uap air, awan ataupun debu atmosfer, dan biasanya pesawat-pesawat yang menggunakan mesin jet terbang pada lapisan ini. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari gangguan cuaca.

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 - 70°F atau sekitar - 57°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 cukup signifikan. Dari bagian tengah stratosfer keatas, 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 18°C pada ketinggian sekitar 40 km. Lapisan stratopause memisahkan stratosfer dengan lapisan berikutnya.

Ozon adalah hasil reaksi antara oksigen dengan sinar ultraviolet dari matahari. Ozon di udara berfungsi menahan radiasi sinar ultraviolet dari matahari pada tingkat yang aman untuk kesehatan. Ozon berwarna biru pucat yang terbentuk dari tiga atom oksigen (O3). Ozon adalah gas yang tidak berwarna dan dapat ditemukan di lapisan stratosfer yaitu lapisan awan yang terletak antara 15 hingga 35 km dari permukaan bumi. Lapisan ozon sangat penting karena ozon menyerap radiasi ultra violet (UV) dari matahari untuk melindungi radiasi yang tinggi sampai ke permukaan bumi. Radiasi dalam bentuk UV spektrum mempunyai jarak gelombang yang lebih pendek daripada cahaya. Radiasi UV dengan jarak gelombang adalah di antara 280 hingga 315 nanometer yang dikenali UV-B dan ia merusak hampir semua kehidupan. Adanya penyerapan

Page 6: makalah atmosfer

radiasi UV-B sebelum sinar UV sampai ke permukaan bumi, lapisan ozon melindungi bumi dari efek radiasi yang merusak kehidupan. 3. Mesosfer

Mesosfer adalah lapisan udara ketiga, di mana suhu atmosfer akan berkurang dengan pertambahan ketinggian hingga ke lapisan keempat. Mesosfer terletak pada ketinggian antara 49 - 82 km dari permukaan bumi. Lapisan ini merupakan lapisan pelindung bumi dari jatuhan meteor atau benda-benda angkasa luar lainnya. Udara yang terdapat di sini akan mengakibatkan pergeseran berlaku dengan objek yang datang dari angkasa dan menghasilkan suhu yang tinggi. Kebanyakan meteor yang sampai ke bumi biasanya terbakar di lapisan ini. Lapisan mesosfer ini ditandai dengan penurunan suhu (temperatur) udara, rata-rata 0,4°C per seratus meter. Penurunan suhu (temperatur) udara ini disebabkan karena mesosfer memiliki kesetimbangan radioaktif yang negatif. Temperatur terendah di mesosfer kurang dari -81°C. Bahkan di puncak mesosfer yang disebut mesopause, yaitu lapisan batas antara mesosfer dengan lapisan termosfer temperaturnya diperkirakan mencapai sekitar -100°C.4. Termosfer

Termosfer adalah lapisan udara keempat, peralihan dari mesosfer ke termosfer dimulai pada ketinggian sekitar 82 km. Termosfer terletak pada ketinggian antara 82 - 800 km dari permukaan bumi. Lapisan termosfer ini disebut juga lapisan ionosfer. Lapisan ini merupakan tempat terjadinya ionisasi partikel-partikel yang dapat memberikan efek pada perambatan/refleksi gelombang radio, baik gelombang panjang maupun pendek. Disebut dengan termosfer karena terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi pada lapisan ini yaitu sekitar 19820°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. 5. Eksosfer

Eksosfer adalah lapisan udara kelima, eksosfer terletak pada ketinggian antara 800 - 1000 km dari permukaan bumi. Pada lapisan ini merupakan tempat terjadinya gerakan atom-atom secara tidak beraturan. Lapisan ini merupakan lapisan paling panas dan molekul udara dapat meninggalkan atmosfer sampai ketinggian 3.150 km dari permukaan bumi. Lapisan ini sering disebut pula dengan ruang antar planet dan geostasioner. Lapisan ini sangat berbahaya, karena merupakan tempat terjadi kehancuran meteor dari angkasa luar.

Fungsi Atmosfer Bumi Setiap kali menghirup udara, manusia diingatkan bahwa tidak dapat hidup tanpa

udara. Udara bersih adalah kebutuhan fisik manusia yang merupakan hubungan timbal balik antara manusia dan lingkungan. Atmosfer membuat suhu bumi sesuai untuk kehidupan manusia. Adanya efek rumah kaca di atmosfer, sinar matahari yang masuk ke bumi dapat diserap dan menghangatkan udara. Suhu rata-rata di permukaan bumi naik 33°C lebih tinggi menjadi 15°C dari seandainya tidak ada efek rumah kaca (-18°C), suhu yang terlalu dingin bagi kehidupan mnusia. Efek rumah kaca disebabkan oleh gas-gas

Page 7: makalah atmosfer

rumah kaca. Atmosfer berguna untuk melindungi makhluk hidup yang yang ada di muka bumi karena membantu menjaga stabilitas suhu udara siang dan malam, menyerap radiasi dan sinar ultraviolet yang sangat berbahaya bagi manusia dan makhluk bumi lainnya. Atmosfir juga melindungi bumi dari suhu dingin membeku ruang angkasa, yang mencapai sekitar 270°C di bawah nol. Selain atmosfer, sabuk Van Allen, suatu lapisan yang tercipta akibat keberadaan medan magnet bumi, juga berperan sebagai perisai melawan radiasi berbahaya yang mengancam planet ini. Radiasi yang terus-menerus dipancarkan oleh matahari dan bintang-bintang lainnya, sangat mematikan bagi makhuk hidup. Apabila sabuk Van Allen tidak ada, semburan energi raksasa yang disebut jilatan api matahari yang terjadi berkali-berkali pada matahari akan menghancurkan seluruh kehidupan di muka bumi. Bumi memiliki kerapatan terbesar di antara planet-planet lain di tata surya kita. Inti bumi yang terdiri atas unsur nikel dan besi inilah yang menyebabkan keberadaan medan magnetnya yang besar. Medan magnet ini membentuk lapisan pelindung berupa radiasi Van-Allen, yang melindungi Bumi dari pancaran radiasi dari luar angkasa. Jika lapisan pelindung ini tidak ada, maka kehidupan takkan mungkin dapat berlangsung di Bumi. Satu-satunya planet berbatu lain yang berkemungkinan memiliki medan magnet adalah Merkurius tetapi kekuatan medan magnet planet ini 100 kali lebih kecil dari Bumi. Bahkan Venus, planet kembar Bumi, tidak memiliki medan magnet. Lapisan pelindung Van-Allen ini merupakan sebuah rancangan istimewa yang hanya ada pada Bumi.

Sifat Atmosfer Bumi 1) Merupakan selimut gas tebal yang secara menyeluruh menutupi bumi sampai

ketinggian 560 km dari permukaan bumi. 2) Atmosfer bumi tidak mempunyai batas mendadak, tetapi menipis lambat laun dengan

menambah ketinggian, tidak ada batas pasti antara atmosfer dan angkasa luar. 3) Tidak berwarna, tidak berbau, tidak dapat dirasakan, tidak dapat diraba (kecuali

bergerak sebagai angin). 4) Mudah bergerak, dapat ditekan, dapat berkembang. 5) Mempunyai berat (56 x 1014 ton) dan dapat memberikan tekanan. 99% dari

beratnya berada sampai ketinggian 30 km, dan separuhnya berada di bawah 6000 m. 6) Memberikan tahanan jika suatu benda melewatinya berupa panas akibat pergesekan

(misalnya meteor hancur sebelum mencapai permukaan bumi).Sangat penting untuk kehidupan dan sebagai media untuk proses cuaca. Sebagai selimut yang melindungi bumi terhadap tenaga penuh dari matahari pada waktu siang, menghalangi hilangnya panas pada waktu malam. Tanpa atmosfer suhu bumi pada siang hari 93,3°C dan pada malam hari -148,9°C.

Cuaca dan IklimCuaca dan iklim merupakan gejala alamiah yang sangattpenting bagi kehidupan

manusia, dengan mengetahui pola cuaca dan iklim seperti periode musim hujan dan kemarau, maka para petani dapat menentukan musim tanam yang tepat agar produksi pertaniannya baik. Selain itu, kondisi cuaca dan iklim seperti arah dan kecepatan

Page 8: makalah atmosfer

angin sangat diperlukan bagi para nelayan untuk menentukan saat-saat yang tepat pergi ke laut mencari ikan serta masih banyak sektor-sektor kehidupan yang berkaitan dengan kondisi cuaca dan iklim. Cuaca dan iklim merupakan akibat dari proses-proses yang terjadi di atmosfer yang menyelubungi bumi.

Cuaca adalah keadaan udara pada saat tertentu dan di wilayah tertentu yang relatif sempit dan pada jangka waktu yang singkat. Cuaca terbentuk dari gabungan unsur cuaca dan jangka waktu cuaca bisa hanya beberapa jam saja. Misalnya: pagi hari, siang hari atau sore hari, dan keadaannya bisa berbeda-beda untuk setiap tempat serta setiap jam.

Iklim adalah keadaan cuaca rata-rata dalam waktu satu tahun yang penyelidikannya dilakukan dalam waktu yang lama dan meliputi wilayah yang luas. Iklim dapat terbentuk karena adanya: a) Rotasi dan revolusi bumi sehingga terjadi pergeseran semu harian matahari dan

tahunan. b) Perbedaan lintang geografi dan lingkungan fisis.

Ilmu yang mempelajari tentang iklim disebut Klimatologi, sedangkan ilmu yang mempelajari tentang keadaan cuaca disebut Meteorologi. Ada beberapa unsur yang mempengaruhi keadaan cuaca dan iklim suatu daerah atau wilayah, yaitu: suhu atau temperatur udara, tekanan udara, kelembaban udara, angin, dan curah hujan. 1. Suhu Udara

Suhu udara adalah keadaan panas atau dinginnya udara. Alat untuk mengukur suhu udara atau derajat panas disebut thermometer. Biasanya pengukuran dinyatakan dalam skala Celcius (C), Reamur (R), dan Fahrenheit (F). Suhu udara tertinggi di muka bumi adalah di daerah tropis (sekitar ekuator) dan makin ke kutub, makin dingin. Di lain pihak, pada waktu kita mendaki gunung, suhu udara terasa dingin jika ketinggian bertambah. Kita sudah mengetahui bahwa tiap kenaikan bertambah 100 meter, suhu udara berkurang (turun) rata-rata 0,6oC. Penurunan suhusemacam ini disebut gradient temperatur vertikal atau lapse rate. Pada udara kering, besar lapse rate adalah 1oC.Faktor-faktor yang mempengaruhi tinggi rendahnya suhu udara suatu daerah adalah:a. Lama penyinaran matahari.b. Sudut datang sinar matahari.c. Relief permukaan bumi.d. Banyak sedikitnya awan.e. Perbedaan letak lintang.Matahari merupakan sumber panas. Pemanasan udara dapat terjadi melalui dua proses pemanasan, yaitu pemanasan langsung dan pemanasan tidak langsung.1) Pemanasan secara langsung

Pemanasan secara langsung dapat terjadi melalui beberapa proses sebagai berikut:a) Proses absorbsi

adalah penyerapan unsur-unsur radiasi matahari, misalnya sinar gama, sinar-X, dan ultra-violet. Unsur unsur yang menyerap radiasi matahari tersebut adalah oksigen, nitrogen, ozon, hidrogen, dan debu.

b) Proses refleksi adalah pemanasan matahari terhadap udara tetapi dipantulkan kembali ke angkasa oleh butir-butir air (H2O), awan, dan partikel-partikel lain di atmosfer.

Page 9: makalah atmosfer

c) Proses difusiSinar matahari mengalami difusi berupa sinar gelombang pendek biru dan lembayung berhamburan ke segala arah. Proses ini menyebabkan langit berwarna biru.

2) Pemanasan tidak langsungPemanasan tidak langsung dapat terjadi dengan cara-cara berikut:a) Konduksi adalah pemberian panas oleh matahari pada lapisan udara bagian bawah

kemudian lapisan udara tersebut memberikan panas pada lapisan udara di atasnya.b) Konveksi adalah pemberian panas oleh gerak udara vertikal ke atas.c) Adveksi adalah pemberian panas oleh gerak udara yang horizontal (mendatar).d) Turbulensi adalah pemberian panas oleh gerak udara yang tidak teratur dan

berputar-putar ke atas tetapi ada sebagian panas yang dipantulkan kembali ke atmosfer.

2. Tekanan UdaraKepadatan udara tidak sepadat tanah dan air. Namun udarapun mempunyai berat

dan tekanan. Besar atau kecilnya tekanan udara, dapat diukur dengan menggunakan barometer. Orang pertama yang mengukur tekanan udara adalah Torri Celli (1643). Alat yang digunakannya adalah barometer raksa. Tekanan udara menunjukkan tenaga yang bekerja untuk menggerakkan masa udara dalam setiap satuan luas tertentu. Tekanan udara semakin rendah apabila semakin tinggi dari permukaan laut. Satuan ukuran tekanan udara adalah milibar (mb).

Garis pada peta yang menghubungkan tempat-tempat yang sama tekanan udaranya disebut isobar. Bidang isobar ialah bidang yang tiap-tiap titiknya mempunyai tekanan udara sama. Jadi perbedaan suhu akan menyebabkan perbedaan tekanan udara. Daerah yang banyak menerima panas matahari, udaranya akan mengembang dan naik. Oleh karena itu, daerah tersebut bertekanan udara rendah. Ditempat lain terdapat tekanan udara tinggi sehingga terjadilah gerakan udara dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan udara rendah. Gerakan udara tersebut dinamakan angin.

3. Kelembaban UdaraDi udara terdapat uap air yang berasal dari penguapan samudra (sumber yang

utama). Sumber lainnya berasal dari danau-danau, sungai-sungai, tumbuh-tumbuhan, dan sebagainya. Makin tinggi suhu udara, makin banyak uap air yang dapat dikandungnya. Hal ini berarti makin lembablah udara tersebut. Alat untuk mengukur kelembaban udara dinamakan hygrometer atau psychrometer.Ada dua macam kelembaban udara:a) Kelembaban udara absolut, ialah banyaknya uap air yang terdapat di udara pada suatu

tempat. Dinyatakan dengan banyaknya gram uap air dalam 1 m³ udara.b) Kelembaban udara relatif, ialah perbandingan jumlah uap air dalam udara

(kelembaban absolut) dengan jumlah uap air maksimum yang dapat dikandung oleh udara tersebut dalam suhu yang sama dan dinyatakan dalam persen (%).

4. AnginAngin adalah udara yang bergerak. Ada tiga hal penting yang menyangkut sifat angin yaitu:

Page 10: makalah atmosfer

a. Kekuatan anginMenurut hukum Stevenson, kekuatan angin berbanding lurus dengan gradient barometriknya. Gradient baromatrik ialah angka yang menunjukkan perbedaan tekanan udara dari dua isobar pada tiap jarak 15 meridian (111 km).

b. Arah anginSatuan yang digunakan untuk besaran arah angin biasanya adalah derajat.- 1 derajat untuk angin arah dari Utara.- 90 derajat untuk angin arah dari Timur.- 180 derajat untuk angin arah dari Selatan.- 270 derajat untuk angin arah dari Barat.Angin menunjukkan dari mana datangnya angin dan bukan ke mana angin itu bergerak. Menurut hukum Buys Ballot, udara bergerak dari daerah yang bertekanan tinggi (maksimum) ke daerah bertekanan rendah (minimum), di belahan bumi utara berbelok ke kanan sedangkan di belahan bumi selatan berbelok ke kiri.Arah angin dipengaruhi oleh tiga faktor:1) Gradient barometrik2) Rotasi bumi3) Kekuatan yang menahan (rintangan)

c. Kecepatan anginAtmosfer ikut berotasi dengan bumi. Molekul-molekul udara mempunyai kecepatan gerak ke arah timur, sesuai dengan arah rotasi bumi. Kecepatan gerak tersebut disebut kecepatan linier. Bentuk bumi yng bulat ini menyebabkan kecepatan linier makin kecil jika makin dekat ke arah kutub. Alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin disebut anemometer.

Jenis-jenis Angin

1. Angin PassatAngin passat adalah angin bertiup tetap sepanjang tahun dari daerah subtropik menuju ke daerah ekuator (khatulistiwa), terdiri dari:a) Angin Passat Timur Laut bertiup di belahan bumi Utara.b) Angin Passat Tenggara bertiup di belahan bumi Selatan.Di sekitar khatulistiwa, kedua angin passat ini bertemu. Karena temperatur di daerah tropis selalu tinggi, maka massa udara tersebut dipaksa naik secara vertikal (konveksi). Daerah pertemuan kedua angin passat tersebut dinamakan Daerah Konvergensi Antar Tropik (DKAT). DKAT ditandai dengan temperatur yang selalu tinggi. Akibat kenaikan massa udara ini, wilayah DKAT terbebas dari adanya angin topan. Akibatnya daerah ini dinamakan daerah doldrum (wilayah tenang).

2. Angin Anti PassatUdara di atas daerah ekuator yang mengalir ke daerah kutub dan turun di daerah maksimum subtropik merupakan angin Anti Passat. Di belahan bumi Utara disebut Angin Anti Passat Barat Daya dan di belahan bumi Selatan disebut Angin Anti Passat Barat Laut. Pada daerah sekitar lintang 20o - 30o LU dan LS, angin anti passat kembali

Page 11: makalah atmosfer

turun secara vertikal sebagai angin yang kering. Angin kering ini menyerap uap air di udara dan permukaan daratan. Akibatnya, terbentuk gurun di muka bumi, misalnya gurun di Saudi Arabia, Gurun Sahara (Afrika), dan gurun di Australia.

3. Angin BaratSebagian udara yang berasal dari daerah maksimum subtropis Utara dan Selatan mengalir ke daerah sedang Utara dan daerah sedang Selatan sebagai angin Barat. Pengaruh angin Barat di belahan bumi Utara tidak begitu terasa karena hambatan dari benua. Di belahan bumi Selatan pengaruh angin Barat ini sangat besar, tertama padadaerah lintang 60o LS. Di sini bertiup angin Barat yang sangat kencang yang oleh pelaut-pelaut disebut roaring forties.

4. Angin TimurDi daerah Kutub Utara dan Kutub Selatan bumi terdapat daerah dengan tekanan udara maksimum. Dari daerah ini mengalirlah angin ke daerah minimum subpolar (60o

LU/LS). Angin ini disebut angin Timur. Angin timur ini bersifat dingin karena berasal dari daerah kutub.

5. Angin Muson (Monsun)Angin muson ialah angin yang berganti arah secara berlawanan setiap setengah tahun. Umumnya pada setengah tahun pertama bertiup angin darat yang kering dan setengah tahun berikutnya bertiup angin laut yang basah.

6. Angin LokalDi samping angin musim, di Indonesia juga terdapat angin lokal (setempat) yaitu sebagai berikut:a) Angin darat dan angin laut

Angin ini terjadi di daerah pantai. Pada siang hari daratan lebih cepat menerima panas dibandingkan dengan lautan. Angin bertiup dari laut ke darat, disebut angin laut. Sebaliknya, pada malam hari daratan lebih cepat melepaskan panas dibandingkan dengan lautan. Daratan bertekanan maksimum dan lautan bertekanan minimum. Angin bertiup dari darat ke laut, disebut angin darat. Lihat gambar 1.3.

Page 12: makalah atmosfer

Gambar 1.3 Angin darat dan angin lautb) Angin lembah dan angin gunung

Pada siang hari udara yang seolah-olah terkurung pada dasar lembah lebih cepat panas dibandingkan dengan udara di puncak gunung yang lebih terbuka (bebas), maka udara mengalir dari lembah ke puncak gunung menjadi angin lembah. Sebaliknya pada malam hari udara mengalir dari gunung ke lembah menjadi angin gunung.

Gambar 1.4 angin gunung dan angin lembah

c) Angin Jatuh yang sifatnya kering dan panas

Page 13: makalah atmosfer

Angin jatuh atau Fohn ialah angin jatuh bersifatnya kering dan panas terdapat di lereng pegunungan Alpine. Sejenis angin ini banyak terdapat di Indonesia dengan nama angin Bahorok (Deli), angin Kumbang (Cirebon), angin Gending di Pasuruan (Jawa Timur), dan Angin Brubu di Sulawesi Selatan).

5. Curah HujanCurah hujan yaitu jumlah air hujan yang turun pada suatu daerah dalam waktu

tertentu. Alat untuk mengukur banyaknya curah hujan disebut Rain gauge. Curah hujan diukur dalam harian, bulanan, dan tahunan.Curah hujan yang jatuh di wilayah Indonesia dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:- bentuk medan/topografi- arah lereng medan- arah angin yang sejajar dengan garis pantai- jarak perjalanan angin di atas medan datarHujan ialah peristiwa sampainya air dalam bentuk cair maupun padat yang dicurahkan dari atmosfer ke permukaan bumi. Garis pada peta yang menghubungkan tempat-tempat yang mempunyai curah hujan yang sama disebut Isohyet.Klasifikasi hujana. Berdasarkan ukuran butirannya ,hujan dibedakan menjadi:

hujan gerimis/drizzle, diameter butir-butirannya kurang dari 0,5 mm; hujan salju/snow, terdiri dari kristal-kristal es yang temperatur udaranya berada di

bawah titik beku; hujan batu es, merupakan curahan batu es yang turun di dalam cuaca panas dari

awan yang temperaturnya di bawah titik beku; dan hujan deras/rain, yaitu curahan air yang turun dari awan yang temperaturnya di atas

titik beku dan diameter butirannya kurang lebih 7 mm.b. Berdasarkan proses terjadinya, hujan dibedakan atas:

1) Hujan FrontalHujan frontal adalah hujan yang terjadi di daerah front, yang disebabkan oleh pertemuan dua massa udara yang berbeda temperaturnya. Massa udara panas/lembab bertemu dengan massa udara dingin/padat sehingga berkondensasidan terjadilah hujan.

Page 14: makalah atmosfer

2) Hujan Zenithal/ Ekuatorial/ Konveksi/ Naik TropisJenis hujan ini terjadi karena udara naik disebabkan adanya pemanasan tinggi. Terdapat di daerah tropis antara 23,5o LU - 23,5o LS. Oleh karena itu disebut juga hujan naik tropis. Arus konveksi menyebabkan uap air di ekuator naik secara vertikal sebagai akibat pemanasan air laut terus menerus. Terjadilah kondensasi dan turun hujan. Itulah sebabnya jenis hujan ini dinamakan juga hujan ekuatorialatau hujan konveksi. Disebut juga hujan zenithal karena pada umumnya hujan terjadi pada waktu matahari melalui zenith daerah itu. Semua tempat di daerah tropis itu mendapat dua kali hujan zenithal dalam satu tahun.

3) Hujan Orografis/Hujan Naik PegununganTerjadi karena udara yang mengandung uap air dipaksa oleh angin mendaki lereng pegunungan yang makin ke atas makin dingin sehingga terjadi kondensasi, terbentuklah awan dan jatuh sebagai hujan. Hujan yang jatuh pada lereng yang dilaluinya disebut hujan orografis, sedangkan di lereng sebelahnya bertiup angin jatuh yang kering dan disebut daerah bayangan hujan.

Page 15: makalah atmosfer

AwanAwan ialah kumpulan titik-titik air/kristal es di dalam udara yang terjadi karena adanya kondensasi/sublimasi dari uap air yang terdapat dalam udara. Awan yang menempel di permukaan bumi disebut kabut.1. Menurut morfologinya (bentuknya)

Berdasatkan morfologinya, awan dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu:a) Awan Commulus yaitu awan yang bentuknya bergumpal-gumpal (bunar-bundar) dan

dasarnya horizontal.b) Awan Stratus yaitu awan yang tipis dan tersebar luas sehingga dapat menutupi langit

secara merata. Dalam arti khusus awan stratus adalah awan yang rendah dan luas.c) Awan Cirrus yaitu awan yang berdiri sendiri yang halus dan berserat, berbentuk

seperti bulu burung. Sering terdapat kristal es tapi tidak dapat menimbulkan hujan.2. Berdasarkan ketinggiannya

Berdasarkan ketinggiannya, awan dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu:a) Awan tinggi (lebih dari 6000 m – 9000 m), karena tingginya selalu terdiri dari

kristal-kristal es. Cirrus (Ci) : awan tipis seperti bulu burung. Cirro stratus (Ci-St) : awan putih merata seperti tabir. Cirro Cumulus (Ci-Cu) : seperti sisik ikan.

b) Awan sedang (2000 m – 6000 m) Alto Comulus (A-Cu) : awan bergumpal gumpal tebal. Alto Stratus (A- St) : awan berlapis-lapis tebal.

c) Awan rendah (di bawah 200 m) Strato Comulus (St-Cu) : awan yang tebal luas dan bergumpal- gumpal. Stratus (St) : awan merata rendah dan berlapis-lapis. Nimbo Stratus (No-St) : lapisan awan yang luas, sebagian telah merupakan

hujan.d) Awan yang terjadi karena udara naik, terdapat pada ketinggian 500m–1500 m

Cummulus (Cu) : awan bergumpal-gumpal, dasarnya rata. Comulo Nimbus (Cu-Ni): awan yang bergumpal gumpal luas dan sebagian

telah merupakan hujan, sering terjadi angin rebut.

Iklim Terjadinya iklim yang bermacam-macam di muka bumi, disebabkan karena rotasi dan revolusi bumi dan adanya perbedaan garis lintang. Beberapa macam iklim antara lain:1. Iklim Matahari

Klasifikasi iklim matahari, didasarkan pada banyak sedikitnya sinar matahari yang diterima oleh permukaan bumi. Pembagian daerah iklimnya adalah :a. Daerah iklim tropis : 0o– 23,5oLU/LSb. Daerah iklim sub tropis : 23,5o–40o LU/LSc. Daerah iklim sedang : 40o– 66,5o LU/LSd. Daerah iklim dingin : 66,5o–90o LU/LS

Page 16: makalah atmosfer

2. Iklim KodratPembagian iklim ini disesuaikan dengan batas kehidupan tumbuh-tumbuhan dan sebagai batas daerah iklimnya dipergunakan garis isotherm pada bulan terpanas dan terdingin selama satu tahun.

3. Iklim KoppenIklim ini paling banyak dipergunakan orang. Klasifikasinya berdasarkan curah hujan dan temperatur. Koppen membagi iklim dalam 5 daerah iklim, dinyatakan dengan simbol huruf.a. Iklim A (Iklim Hujan Tropis)

Temperatur bulan terdingin tidak kurang dari 18oC, curah hujan tahunan tinggi, rata rata lebih dari 70 cm/tahun. Tumbuhan beraneka ragam.

b. Iklim B (Iklim Kering/Gurun) Terdapat di daerah gurun atau semiarid (steppa), curah hujan terendah 25,5 mm/tahun. Penguapan besar.

c. Iklim C (Iklim Sedang) Temperatur bulan terdingin 18oC sampai –3oC.

d. Iklim D (Iklim Salju atau Mikrothermal)Suhu rata-rata bulan terpanas lebih dari 10oC, sedangkan suhu rata ratabulan terdingin – 3oC.

e. Iklim E atau iklim KutubTerdapat di diderah Arctic dan Antartika. Suhu tidak pernah lebih dari 10o. Tidak mempunyai musim panas yang benar-benar panas.

4. Iklim OldemanSeperti halnya metode Schmidt-Ferguson, metode Oldeman (1975) hanya memakai unsur curah hujan sebagai dasar klasifikasi iklim. Bulan basah dan bulan kering secara berturut turut yang dikaitkan dengan pertanian untuk daerah daerah tertentu. Maka penggolongan iklimnya dikenal dengan sebutan zona agroklimat (agro-climatic classification). Misalnya jumlah curah hujan sebesar 200 mm tiap bulan dipandang cukup untuk membudidayakan padi sawah, sedangkan untuk sebagian besar palawija maka jumlah curah hujan minimal yang diperlukan adalah 100 mm tiap bulan. Musim hujan selama 5 bulan dianggap cukup untuk membudidayakan padi sawah selama satu musim. Dalam metode ini, bulan basah didefinisikan sebagai bulan yang mempunyai jumlah curah hujan sekurang-kurangnya 200 mm. Meskipun lamanya periode pertumbuhan padi terutama ditentukan oleh jenis yang digunakan, periode 5 bulan basah berurutan dalam satu tahun dipandang optimal untuk satu kali tanam. Jika lebih dari 9 bulan basah maka petani dapat menanam padi sebanyak 2 kali masa tanam. Jika kurang dari 3 bulan basah berurutan, maka tidak dapat membududayakan padi tanpa irigasi tambahan.Dari tinjauan di atas, Oldeman membagi 5 daerah agroklimat utama, yaitu:A : Jika terdapat lebih dari 9 bulan basah berurutan.B : Jika terdapat 7 – 9 bulan basah berurutan.C : Jika terdapat 5 – 6 bulan basah berurutan.D : Jika terdapat 3 – 4 bulan basah berurutan.E : Jika terdapat kurang dari 3 bulan basah berurutan.

Page 17: makalah atmosfer

Bulan basah yang digunakan Oldeman adalah sebagai berikut: Bulan basah apabila curah hujan lebih dari 200 mm. Bulan lembab apabila curah hujannya 100 - 200 mm. Bulan kering apabila curah hujannya kurang dari 100 mm.

5. Iklim F.JunghuhnJunghuhn mengklasifikasi daerah iklim di Pulau Jawa secara vertikal sesuai dengan kehidupan tumbuh-tumbuhan.Pembagian daerah iklim F.Junghuhn tersebut adalah:a. Daerah panas/tropis

Tinggi tempat : 0 - 600 m dari permukaan laut.Suhu : 26,3o C - 22o C.Tanaman : padi, jagung, kopi, tembakau, tebu, karet, kelapa, coklat.

b. Daerah sedangTinggi tempat : 600 m - 1500 m dari permukaan laut.Suhu : 22o C - 17,1o C.Tanaman : padi, tembakau, teh, kopi, coklat, kina, sayur-sayuran.

c. Daerah sejukTinggi tempat : 1500 - 2500 m dari permukaan laut.Suhu : 17,1o C - 11,1o C.Tanaman : kopi, teh, kina, sayur-sayuran.

d. Daerah dinginTinggi tempat : lebih dari 2500 m dari permukaan laut.Suhu : 11,1o C - 6,2o C.Tanaman : Tidak ada tanaman budidaya.

C. Penutup Simpulan

Atmosfer merupakan campuran berbagai gas yang tidak berwarna, tidak terlihat, tidak berbau. Atmosfer bumi merupakan selubung gas yang menyelimuti permukaan padat dan cair pada bumi. Atmosfer terdiri atas bermacam-macam unsur gas dan di dalamnya terjadi proses pembentukan dan perubahan cuaca dan iklim. Atmosfer melindungi manusia dari sinar matahari yang berlebihan dan meteor-meteor yang ada. Adanya atmosfer bumi memperkecil perbedaan temperatur siang dan malam. Gejala yang terjadi di atmosfer sangat banyak dan beragam. Pada lapisan bawah angin berhembus, angin terbentuk, hujan dan salju jatuh, dan terjadilah musim panas dan musim dingin. Semua ini merupakan gejala yang lazim terjadi yang sering disebut cuaca.

Cuaca adalah keadaan udara pada saat tertentu dan di wilayah tertentu yang relatif sempit dan pada jangka waktu yang singkat. Cuaca terbentuk dari gabungan unsur cuaca dan jangka waktu cuaca bisa hanya beberapa jam saja. Misalnya: pagi hari, siang hari atau sore hari, dan keadaannya bisa berbeda-beda untuk setiap tempat serta setiap

Page 18: makalah atmosfer

jam. Iklim adalah keadaan cuaca rata-rata dalam waktu satu tahun yang penyelidikannya dilakukan dalam waktu yang lama dan meliputi wilayah yang luas.

Ilmu yang mempelajari tentang iklim disebut Klimatologi, sedangkan ilmu yang mempelajari tentang keadaan cuaca disebut Meteorologi. Ada beberapa unsur yang mempengaruhi keadaan cuaca dan iklim suatu daerah atau wilayah, yaitu: suhu atau temperatur udara, tekanan udara, kelembaban udara, angin, dan curah hujan.

D. Daftar Pustaka

Bayong Tjasyono, Dr.1999. Klimatologi Umum. Bandung: FMIPA – ITB

Totok Gunawan, Dr, dkk.2004. Fakta dan Konsep Geografi 1.Bandung: Ganeca Exact.

Tanudidjaja, Moh Ma’mur. 1996. Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa. Jakarta: Perum

Balai Pustaka.

Ramalis, Taufik Ramlan. 2000. Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa. Bandung: FMIPA

UPI

Page 19: makalah atmosfer