Cuaca : Pengertian & Unsur (Suhu/Temperatur, Tekanan Udara, Kelembapan, Angin, Awan, Curah Hujan)
Daftar Materi Geografi
1. Pengertian Cuaca
Cuaca adalah keadaan udara di suatu tempat yang relatif sempit dan jangka waktu yang relatif 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 dapat berbeda –beda untuk setiap tempat serta setiap jamnya.
Cuaca adalah suatu keadaan udara pada suatu saat di suatu tempat, yaitu keadaan berdasarkan gejala suhu, tekanan udara, kelembaban, angin, dan curah hujan.
Di Indonesia keadaan cuaca selalu diinformasikan untuk jangka waktu sekitar 24 jam melalui prakiraan cuaca hasil analisis Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG), Departemen Perhubungan. Untuk negara yang sudah maju perubahan cuaca sudah diumumkan setiap jam dan sangat akurat (tepat).
Sering kita lihat di suatu tempat cuacanya berawan bahkan hujan turun sangat lebat, tetapi di tempat lain cuaca sangat cerah. Keadaan cuaca hanya berlaku pada jangka waktu yang pendek. Contoh pada jam 12.00 siang keadaan di kota Medan cerah, dengan suhu udara 32 °C, angin bertiup lambat. Satu jam kemudian keadaan cuaca sudah dapat berubah, menjadi hujan lebat, bertiup angin kencang, dan suhu udara lebih sejuk (28 °C).
Keadaan cuaca hanya berlaku di suatu tempat yang tidak terlalu luas. Contoh pada jam 12.00 siang di pusat kota Yogyakarta udara cerah, tetapi di Bandara Adi Sucipto yang terletak 4 km dari pusat kota Yogyakarta terjadi hujan lebat serta angin kencang. Cuaca terjadi di lapisan troposfer, yaitu lapisan atmosfer yang paling tipis dan paling rendah.
Troposfer hampir seluruhnya terdiri atas uap air yang ada di atmosfer. Unsur –unsur ini diselidiki di Observatorium Meteorologi, di Indonesia berpusat di Jakarta dan di bawah pengawasan Direktorat Meteorologi dan Geofisika Departemen Perhubungan Udara. Stasiun –stasiun pembantunya tersebar di seluruh Indonesia.
2. Unsur –Unsur Cuaca
a. Suhu udara (Temperatur)
Temperatur udara adalah tingkat atau derajat panas dari kegiatan molekul dalam atmosfer yang dinyatakan dengan skala Celcius, Fahrenheit, atau skala Reamur. Suhu udara tertinggi di muka bumi adalah di daerah tropis (sekitar ekuator) dan semakin ke kutub, semakin dingin.
Perlu diketahui bahwa suhu udara antara daerah satu dengan daerah lain sangat berbeda. hal ini sangat dipengaruhi oleh hal –hal berikut.
- Sudut Datangnya Sinar Matahari
Sudut datang sinar matahari terkecil terjadi pada pagi dan sore hari, sedangkan sudut terbesar pada waktu siang hari tepatnya pukul 12.00 siang. Sudut datangnya sinar matahari yaitu sudut yang dibentuk oleh sinar matahari dan suatu bidang di permukaan bumi.
Semakin besar sudut datangnya sinar matahari, maka semakin tegak datangnya sinar sehingga suhu yang diterima bumi semakin tinggi. Sebaliknya, semakin kecil sudut datangnya sinar matahari, berarti semakin miring datangnya sinar dan suhu yang diterima bumi semakin rendah.
Radiasi yang dipancarkan matahari tidak seluruhnya diterima oleh bumi. Bumi menyerap radiasi sebesar 51%, selebihnya dipantulkan kembali oleh awan 20%, oleh bumi 4%, dan oleh atmosfer 6%, serta dibaurkan oleh molekul udara dan debu atmosfer sebesar 19%.
Persentase radiasi sinar matahari yang dipancarkan dan tidak seluruhnya diterima oleh bumi.
- Tinggi Rendahnya Tempat
Semakin tinggi kedudukan suatu tempat, temperatur udara di tempat tersebut akan semakin rendah, begitu juga sebaliknya semakin rendah kedudukan suatu tempat, temperatur udara akan semakin tinggi. Perbedaan temperature udara yang disebabkan adanya perbedaan tinggi rendah suatu daerah disebut amplitudo.
Alat yang digunakan untuk mengatur tekanan udara dinamakan termometer. Garis khayal yang menghubungkan tempat –tempat yangmempunyai tekanan udara sama disebut Garis isotherm.
Suhu Udara di Indonesia Menurut Ketinggian Tempat
No. | Daerah | Tinggi di Atas Permukaan Laut | Suhu (oC) |
1. | Panas | 0 – 650 | 26,3 – 22,6 |
2. | Sedang | 650 – 1.500 | 22,0 – 17,1 |
3. | Sejuk | 1.500 – 2.500 | 17,1 – 11,1 |
4. | Dingin | 2.500 – 3.500 | 11,1 – 6,2 |
Salah satu sifat khas udara yaitu bila kita naik 100 meter, suhu udara akan turun 0,6 °C. Di Indonesia suhu rata –rata tahunan pada ketinggian 0 meter adalah 26 °C. Misal, suatu daerah dengan ketinggian 5.000 m di atas permukaan laut suhunya adalah 26 °C × -0,6 °C = -4 °C, jadi suhu udara didaerah tersebut adalah -4 °C.
Perbedaan temperatur tinggi rendahnya suatu daerah dinamakan derajat geotermis. Suhu udara rata –rata tahunan pada setiap wilayah di Indonesia berbeda –beda sesuai dengan tinggi rendahnya tempat tersebut dari permukaan laut.
- Angin dan Arus Laut
Angin dan arus laut mempunyai pengaruh terhadap temperatur udara. Misalnya, angin dan arus dari daerah yang dingin, akan menyebabkan daerah yang dilalui angin tersebut juga akan menjadi dingin.
- Lamanya Penyinaran
Lamanya penyinaran matahari pada suatu tempat tergantung dari letak garis lintangnya. Semakin rendah letak garis lintangnya maka semakin lama daerah tersebut mendapatkan sinar matahari dan suhu udaranya semakin tinggi. Sebaliknya, semakin tinggi letak garis lintang maka intensitas penyinaran matahari semakin kecil sehingga suhu udaranya semakin rendah.
Indonesia yang terletak di daerah lintang rendah (6 °LU – 11 °LS) mendapatkan penyinaran matahari relatif lebih lama sehingga suhu rata –rata hariannya cukup tinggi.
- Awan
Awan merupakan penghalang pancaran sinar matahari ke bumi. Jika suatu daerah terjadi awan (mendung) maka panas yang diterima bumi relatif sedikit, hal ini disebabkan sinar matahari tertutup oleh awan dan kemampuan awan menyerap panas matahari.
Permukaan daratan lebih cepat menerima panasdan cepat pula melepaskan panas, sedangkan permukaan lautan lebih lambat menerima panas dan lambat pula melepaskan panas. Apabila udara pada siang hari diselimuti oleh awan, maka temperatur udara pada malam hari akan semakin dingin.
- Keadaan Permukaan Bumi
Hal yang berkaitan dengan keadaan permukaan bumi ialah perbedaan warna batuan dan perbedaan sifat darat dan laut. Batuan yang berwarna cerah lebih cepat menerima panas jika dibandingkan dengan jenis batuan yang berwarna gelap. Bentuk permukaan daratan lebih cepat menerima panas jika dibandingkan dengan permukaan laut. Pemanasan oleh bumi terjadi melalui proses sebagai berikut.
a) Pemanasan langsung terjadi karena kontak langsung.
b) Konveksi terjadi karena terjadi perpindahan udara.
c) Turbulensi terjadi karena pergerakan udara yang tidak teratur, pada umumnya berputar –putar.
d) Adveksi terjadi karena perpindahan udara ke arah horisontal atau mendatar.
Untuk mengetahui temperatur rata –rata suatu tempat digunakan rumus sebagai berikut.
Tx | = | To - 0,6 | x | h |
100 |
Keterangan:
Tx = temperatur rata –rata suatu tempat (x) yang dicari (oC).
To = temperatur suatu tempat yang sudah diketahui (oC).
h = tinggi tempat (m dpl)
Contoh:
Temperatur daerah Sukamakmur 20°C. Ketinggian tempatnya 700 m di atas permukaan laut. Berapakah temperatur rata –rata daerah Suka makmur?
Jawab:
Diketahui:
To = 20°
Ch = 700 m dpl
Ditanyakan: Tx?
Tx = 20 – 0,6 ×
= 20 – (0,6 × 7)
= 20 – 4,2
= 15,8° C
b. Tekanan udara
Tekanan udara adalah berat massa udara pada suatu wilayah. Tekanan udara menunjukkan tenaga yang bekerja untuk menggerakkan massa udara dalam setiap satuan luas tertentu. Tekanan udara semakin rendah jika semakin tinggi dari permukaan laut. Alat untuk mengukur tekanan udara disebut barometer.
Satuan tekanan udara adalah bar. Satu bar = 1000 milibar (mb). Satu atmosfer (1 atm) sama besarnya dengan 1.013 bar atau 1013 mb. Orang yang kali pertama mengukur tekanan udara adalah Torri Celli (1643). Alat yang digunakannya adalah barometer raksa. Barometer yang banyak digunakan, yaitu menggunakan kolom air raksa. Tinggi kolom air raksa menyatakan besaran tekanan udara.
Barometer air raksa dan barometer aneroid
Barometer yang tidak menggunakan air raksa disebut barometer aneroid. Garis pada peta yang menghubungkan tempat –tempat yang sama tekanan udaranya disebut isobar. Bidang isobar ialah bidang yang tiap –tiap titiknya memiliki tekanan udara sama. Jadi perbedaan suhu akan menyebabkan perbedaan dari tekanan udara.
Daerah yang banyak menerima panas matahari, udaranya akan mengembang dan naik. Oleh karena itu, daerah tersebut bertekanan udara rendah. Di tempat lain terdapat tekanan udara tinggi sehingga terjadilah gerakan udara dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan udara rendah. Gerakan udara tersebut dinamakan angin.
c. Kelembapan
Kelembapan udara adalah besar kecilnya kandungan uap air dalam udara. Kelembapan dibedakan menjadi dua, yaitu kelembapan absolut (mutlak) dan kelembapan nisbi (relatif). Alat pengukur kelembapan udara disebut higrometer.
- Kelembapan mutlak (absolut): jumlah uap air terkandung dalam unit volume udara, dinyatakan dengan gram uap air setiap m3 udara.
- Kelembapan nisbi (relatif): perbandingan jumlah air dalam udara dengan jumlah uap air maksimum yang dikandung udara dalam suhu yang sama (dinyatakan dalam %).
Contoh: 1 m3 udara dengan suhu 30oC terdapat 20 gram uap air maka kelembapan mutlaknya adalah 20 gram.
Jika dalam suhu yang sama (30oC), 1 m3 udara maksimum mengandung 25 gram uap air,
maka kelembapan relatifnya | = | 20 | x | 100% | = | 80% |
25 |
d. Angin
Angin adalah udara yang bergerak dari tekanan maksimum ke tekanan minimum. Sesuai dengan hukum Buys Ballot, “Angin bergerak dari daerah maksimum ke daerah minimum dan di belahan bumi utara berbelok ke kanan, serta di belahan bumi selatan berbelok ke kiri.
Apabila gerakan angin itu terjadi secara vertikal disebut current, sedangkan gerakan angin yang tidak teratur disebut turbulensi. Alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin dinamakan anemometer, satuan yang digunakan adalah knot per jam.
Anemometer
Kecepatan angin mempunyai kekuatan yang berbeda, makin besar kekuatan angin, makin tinggi kecepatannya. Faktor –faktor yang dapat memengaruhi kecepatan arah angin adalah sebagai berikut.
1) Gradien Barometer
Gradien barometer adalah perbedaan tekanan udara antara dua isobar pada jarak lurus 111 km. Makin besar nilai gradien barometer, makin besar kekuatan angin bertiup.
2) Ketinggian Tempat
Makin tinggi kedudukan suatu tempat, maka kecepatan angin akan semakin cepat pula, sebaliknya semakin rendah kedudukan suatu tempat maka kecepatan anginnya semakin lambat.
3) Letak Tempat di Bumi
Letak tempat di bumi yang dimaksud adalah letak suatu tempat terhadap garis lintang di bumi. Kecepatan arah angin disekitar daerah ekuator lebih besar bila dibandingkan dengan daerah yang terletak jauh dari daerah ekuator. Hal ini disebabkan adanya rotasi bumi, di mana saat bumi berotasi menimbulkan gaya dorong keluar lebih besar dari gaya dorong ke dalam.
Manfaat Penentuan arah dan kecepatan angin antara lain sebagai berikut.
1) Untuk penerbangan, dengan mengetahui arah dan kecepatan angin dipermukaan bumi membantu penentuan arah dan panjang landasan pesawat terbang.
2) Untuk ramalan cuaca, dengan cara pengumpulan data mengenai arah dan kecepatan angin, suhu dan kelembapan udara pada setiap lapisan atmosfer, dipancarkan ke stasiun penerima di bumi oleh satelit. Data ini digunakan untuk meramalkan keadaan cuaca.
3) Untuk tenaga penggerak. Angin dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan kincir angin dan mendorong perahu atau kapal layar.
Jenis –jenis angin yang ada di Indonesia adalah sebagai berikut.
1) Angin Darat dan Angin Laut
Angin darat adalah angin yang bertiup dari darat ke laut, dan terjadi padamalam hari. Pada malam hari daratan lebih cepat dingin, sehingga bertekanan maksimum dan lautan masih panas, sehingga bertekanan minimum. Angin bertiup dari tempat yang bertekanan maksimum (darat) menuju ke tempat yang bertekanan minimum (laut), maka terjadilah angin darat.
Angin laut adalah angin yang bertiup dari laut ke darat, dan terjadi pada siang hari. Pada siang hari lautan lebih cepat dingin, sehingga bertekanan maksimum dan daratan masih panas, sehingga bertekanan minimum. Angin bertiup dari tempat bertekanan maksimum (laut) ke tempat bertekanan minimum (darat), maka terjadilah angin laut.
2) Angin Lembah
Angin lembah adalah angin yang bergerak dari lembah ke gunung. Terjadi pada waktu siang hari, di mana pemanasan udara bergerak ke atas sepanjang lereng, akibat perbedan temperatur maka tekanan udara juga berbeda, sehingga terjadi aliran udara dari lembah ke gunung.
3) Angin Pasat
Angin pasat adalah angin yang bertiup dari wilayah subtropik ke arah khatulistiwa. Di belahan bumi utara bertiup angin pasat timur laut, dan di belahan bumi selatan bertiup angin pasat tenggara.
4) Angin Gunung
Angin gunung adalah angin yang bergerak dari gunung ke lembah. Terjadi pada malam hari karena adanya perbedaan temperatur yang mengakibatkan perbedaan tekanan, di mana gunung mempunyai tekanan maksimum dan lembah tekanan minimum, sehingga angin bergerak dari gunung menuju lembah.
5) Angin Fohn
Angin fohn terjadi karena udara yang mengandung uap air membentur pegunungan atau gunung yang tinggi sehingga naik. Semakin ke atas, suhu semakin dingin dan terjadilah kondensasi yang selanjutnya terbentuk titik-titik air.
Titik –titik air itu kemudian jatuh sebagai hujan sebelum mencapai puncak pada lereng pertama. Angin ini terus bergerak menuju puncak, kemudian menuruni lereng berikutnya sampai ke lembah. Karena sudah menjatuhkan hujan maka angin yang menuruni lereng ini bersifat kering. Akibat cepatnya gerakan menuruni lereng, angin menjadi panas sehingga angin fohn memiliki sifat menurun, kering, dan panas.
Sifat angin fohn tersebut tidak menguntungkan bagi pertanian karena dapat melayukan tanaman. Contoh angin fohn di Indonesia antara lain angin Bohorok di Deli, angin Kumbang di Cirebon, angin Gending di Pasuruan, angin Brubudi Ujung pandang, dan angin Wambrau di Biak.
6) Angin Muson
Angin muson terjadi karena perbedaan tekanan udara antara daratan (benua) dengan samudra. Ada dua macam angin muson, yaitu angin muson timur dan barat.
e. Awan
Awan adalah kumpulan tetesan air di udara. Awan terjadi karena adanya pengembunan (kondensasi) uap air di udara yang melampaui titik jenuh. Awan mempunyai bentuk yang bermacam –macam.
- Awan bulu (cirroform), adalah awan tipis seperti serat atau bulu yang terdiri atas Kristal –kristal es pada udara yang tinggi.
- Awan berlapis (stratiform), adalah awan yang rata, hampir tidak mempunyai bentuk tertentu, biasanya berwarna kelabu dan meliputi daerah yang luas.
- Awan berkumpul (cumuliform), adalah awan tebal dengan gerakan vertikal, pada bagian atas terbentuk setengah bulatan (dome) atau seperti kubah dan bagian bawahnya rata.
Berdasarkan letak atau ketinggiaannya awan dibedakan sebagai berikut.
1) Awan tinggi, yaitu awan dengan ketinggian mencapai 6 - 12 km. Karena tingginya, awan ini dapat berupa Kristal –kristal es. Awan ini dikelompokkan menjadi:
a) cirrus berwarna putih, tipis seperti bulu ayam;
b) cirrostratus, berwarna putih merata;
c) cirro cumulus, berkelompok putih seperti domba atau sisik ikan.
2) Awan menengah, yaitu awan dengan ketinggian 3 - 6 km. Awan ini dikelompokkan menjadi:
a) alto cumulus, bentuknya bergumpal –gumpal;
b) alto stratus, bentuknya berlapis –lapisan tebal.
3) Awan rendah, yaitu awan dengan ketinggian kurang dari 3 km. Awan ini dikelompokkan menjadi:
a) strato cumulus, bentuknya bergumpal –gumpal, berwarna putih sampai abu –abu kehitaman dan tebal;
b)stratos, awan rendah merata dan berlapis –lapis;
c) nimbus stratos, berwarna abu –abu putih meluas sudah berupa titik –titik air hujan.
f. Curah hujan
Curah hujan di Indonesia tidak merata. Curah hujan di Nusa Tenggara Timur lebih sedikit daripada di Jawa dan Sumatra. Dengan kata lain, curah hujan di Indonesia bagian barat lebih banyak apabila dibandingkan dengan curah hujan di Indonesia bagian timur.
Jenis –jenis hujan :
1) Hujan pegunungan atau hujan orografis
Udara yang mengandung uap air naik ke pegunungan. Uap air mengalami kondensasi lalu jatuh hujan pada lereng yang berhadapan dengan arah datangnya angin. Udara terus naik lalu turun di lereng belakangnya, udara yang turun ini sudah tidak mengandung uap air (kering).
Lereng yang dilalui angin kering disebut daerah bayangan hujan. Di Deli Sumatra Utara, angin semacam ini disebut angin bohorok. Angin ini merusakkan tanaman tembakau, angin fohn di Pegunungan Alpen, dan angin pasat tenggara di Pegunungan Pantai Timur Brasil.
2) Hujan frontal
Hujan frontal terjadi karena pertemuan antara massa udara panas dan dingin yang membentuk awan. Setelah awan mengalami proses kondensasi, jatuhlah hujan. Hujan frontal biasa terjadi di daerah tropis.
3) Hujan konveksi
Hujan konveksi terjadi pada saat udara panas naik ke lapisan atmosfer karena suhu di atmosfer rendah lalu menjadi dingin dan setelah mencapai kondensasi jatuhlah menjadi hujan.
4) Hujan siklon
Hujan siklon terjadi di daerah sedang. Angin di daerah sedang selalu disertai hujan. Di sini, udara bergerak ke atas lalu mengalami pendinginan maka jatuhlah hujan.
5) Hujan muson
Hujan muson terjadi pada bulan Oktober – April di daerah muson. Proses terjadinya angin ini telah kita bahas pada pelajaran yang lalu.
