Komponen cuaca antara lain terdiri atas temperatur udara, tekanan udara, curah hujan, angin, awan, kelembapan udara, dan curah hujan
a) Suhu atau Temperatur Udara
Panas bumi bersumber dari matahari. Tingkat dan derajat panas matahari diukur dengan menggunakan alat termometer. Suhu udara di bumi semakin naik ke atmosfer semakin turun, dengan teori setiap kita naik 100 m suhu akan turun 1°C (udara dalam keadaan kering). Secara horizontal, suhu di berbagai tempat di permukaan bumi tidak sama. Dengan menggunakan peta isoterm perbandingan suhu satu tempat dengan tempat yang lain akan mudah dilihat. Garis isoterm adalah garis yang menghubungkan tempat-tempat dengan suhu rata-rata yang sama. Perubahan suhu sepanjang hari dapat diketahui dengan melihat catatan suhu pada termograf dan termometer. Suhu tertinggi biasa terjadi pada pukul satu atau dua siang, sedangkan suhu terendah biasa terjadi pukul empat atau lima pagi. Dari rata-rata derajat panas sepanjang harinya didapatkan suhu harian.
Dalam satu bulan terdapat catatan suhu harian yang tidak sama setiap harinya. Dari catatan suhu harian selama satu bulan kemudian diambil rata-rata dan dihasilkan suhu bulanan. Suhu bulanan juga tidak sama setiap bulannya. Daerah dengan topografi rendah relatif lebih panas dibandingkan daerah berbukit dan pegunungan. Daerah khatulistiwa yang bersifat tropis lebih panas dibanding daerah subtropis dan kutub
b) Tekanan Udara
Permukaan bumi ini secara langsung ditekan oleh udara karena udara memiliki massa. Karena udara adalah benda gas yang menyelubungi bumi dan mempunyai massa, akan terjadi peristiwa di bawah ini.
- Massa udara menumpuk di permukaan bumi dan udara di atas menindih udara di bawahnya, tekanan ini dinamakan tekanan udara.
- Massa udara dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi. Hal ini menyebabkan semakin dekat dengan bumi udara semakin mampat dan semakin ke atas semakin renggang. Akibatnya, semakin dekat dengan bumi tekanan udara semakin besar dan sebaliknya.
- Massa udara jika mendapatkan panas akan memuai dan jika mendapatkan dingin akan menyusut
Tekanan udara dapat diukur dengan menggunakan barometer. Toricelli pada tahun 1643 menciptakan barometer air raksa. Karena barometer air raksa tidak mudah dibawa ke mana-mana, dapat menggunakan barometer aneroid sebagai penggantinya.
Tekanan udara akan berbanding terbalik dengan ketinggian suatu tempat sehingga semakin tinggi tempat dari permukaan laut semakin rendah tekanan udarannya. Kondisi ini karena makin tinggi tempat akan makin berkurang udara yang menekannya. Satuan hitung tekanan udara adalah milibar, sedangkan garis pada peta yang menghubungkan tempat-tempat dengan tekanan udara yang sama disebut isobar.
Ketinggian suatu tempat dari permukaan laut juga dapat diukur dengan menggunakan barometer. Kenaikan 10 m suatu tempat akan menurunkan permukaan air raksa dalam tabung sebesar 1 mm. Dalam satuan milibar (mb), setiap kenaikan 8 m pada lapisan atmosfer bawah, tekanan udara turun 1 mb, sedangkan pada atmosfer atas dengan kenaikan > 8 m tekanan udara akan turun 1 mb.
Barometer aneroid sebagai alat pengukur ketinggian tempat dinamakan juga altimeter yang biasa digunakan untuk mengukur ketinggian kapal udara yang sedang terbang.
c) Angin
Perbedaan tekanan udara di satu tempat dengan tempat yang lain menimbulkan aliran udara. Pada dasarnya angin terjadi disebabkan oleh perbedaan penyinaran matahari pada tempat-tempat yang berlainan di muka bumi. Perbedaan temperatur menyebabkan perbedaan tekanan udara. Aliran udara berlangsung dari tempat dengan tekanan udara tinggi ke tempat dengan tekanan udara yang lebih rendah. Udara yang bergerak inilah yang disebut angin.
Arah angin dapat diketahui dengan menggunakan beberapa cara, salah satunya adalah dengan menggunakan bendera angin. Arah angin juga dapat diketahui dengan menggunakan baling-baling angin. Pada saat ini telah ditemukan alat yang mampu mengukur arah dan kecepatan angin secara bersamaan. Arah angin biasanya dinyatakan dalam derajat, 360° atau 0° berarti angin utara; 90° angin timur; 180° angin selatan; dan 270° angin barat.
Kecepatan angin
Kecepatan angin dapat diukur dengan menggunakan alat yang disebut anemometer. Biasanya digunakan anemometer mangkuk, yang terdiri atas bagian inti berupa tiga sampai empat mangkuk yang dapat berputar pada sumbu tegak lurus. Mangkuk-mangkuk tersebut akan berputar jika bagian yang cekung ditiup angin. Arah dan kecepatan angin pada suatu waktu dapat diketahui melalui anemometer dan hasil catatannya anemogram yang berupa skala.
Studi dan penelitian tentang angin biasa meng gunakan balon udara yang diikuti arah geraknya dengan menggunakan alat theodolit. Theodolit merupakan teropong yang berfungsi untuk mengukur sudut harizontal dan vertikal. Dengan mengetahui kedudukan balon tiap menitnya akan diketahui pula arah dan kecepatan angin pada ketinggian tertentu. Cara ini hanya terbatas pada ketinggian 6 sampai 7 km. Pengukuran di atas ketinggian tersebut dilakukan dengan alat yang disebut rawin. Alat ini terdiri atas balon yang lebih besar dan dilengkapi dengan reflektor atau pemancar radio. Dalam penelitian-penelitian modern sekarang ini, satelit mempunyai peranan penting di dalam melakukan pengukuran pada lapisan-lapisan udara, termasuk penelitian tentang angin
Baca juga: Dinamika Perubahan Atmosfer dan Dampaknya terhadap Kehidupan (LKPD Geografi X)
Kecepatan angin dipengaruhi oleh beberapa hal, antara lain, sebagai berikut.
- Gradien barometrik Gradien barometrik yaitu angka yang menunjukkan perbedaan tekanan udara melalui dua garis isobar yang dihitung untuk tiap-tiap 111 km = 1° di ekuator. Satuan jarak diambil dari 1° di ekuator yang panjangnya sama dengan 111 km (1/360 × 40.000 km = 111 km).
- Hukum Stevenson Hukum ini menyatakan bahwa kecepatan angin bertiup berbanding lurus dengan gradien barometriknya. Semakin besar gradien barometriknya semakin besar kecepatannya.
- Relief permukaan bumi Angin bertiup kencang pada daerah yang reliefnya rata dan tidak ada rintangan dan sebaliknya.
- Ada tidaknya pohon-pohon yang lebat dan tinggi Kecepatan angin dapat dihambat oleh adanya pohon-pohon yang lebat dan tinggi.
Buys Ballot seorang meteorolog berkebangsaan Belanda membuat hukum mengenai arah angin, yaitu:
- ”Udara mengalir dari daerah bertekanan maksimum ke daerah bertekanan minimum. Arah angin akan membelok ke kanan di belahan bumi utara, serta membelok ke kiri di belahan bumi selatan”. Pembiasan arah angin terjadi disebabkan oleh rotasi bumi dari barat ke timur, serta bentuk bumi yang bulat.
d) Awan
Awan ialah kumpulan titik-titik air atau kristal-kristal es yang halus dalam udara di atmosfer yang terjadi karena adanya pengembunan dan pemadatan uap air yang terdapat di udara setelah melampaui keadaan jenuh. Kondisi awan dapat berupa cair, gas, atau padat karena sangat dipengaruhi oleh keadaan suhu.
Pembagian awan berdasarkan hasil kongres international tentang awan yang dilaksanakan di Munchen, Jerman pada tahun 1802 dan Uppsala, Swedia pada tahun 1894, sampai saat ini masih digunakan sebagai acuan utama.
Pembagian awan menurut para pakar tersebut adalah sebagai berikut.
Awan tinggi
- Awan tinggi, berada pada ketinggian antara 6 km 12 km, terdiri dari kristal kristal es karena ke tinggiannya. Kelompok awan tinggi, antara lain sebagai berikut.
- Cirrus (Ci): Awan ini halus dengan struktur seperti serat, berbentuk menyerupai bulu burung dan tersusun seperti pita yang melengkung di langit sehingga tampak bertemu di satu atau dua titik pada horizon, dan sering terdapat kristal es. Awan ini tidak me nimbulkan hujan.
- Cirro Stratus (Ci-St): Awan ini berbentuk menyerupai kelambu putih yang halus dan rata menutup seluruh langit sehingga tampak cerah, atau terlihat seperti anyaman yang bentuknya tidak beraturan. Awan ini sering menimbulkan terjadinya hallo, yaitu lingkaran yang bulat dan mengelilingi matahari atau bulan, dan biasa terjadi pada musim kering.
- Cirro Cumulus (Ci-Cu): Awan ini berpola terputus-putus dan penuh dengan kristal-kristal es sering kali berbentuk seperti segerombolan domba dan sering dapat menimbulkan bayangan di permukaan bumi.
Awan menengah dan Rendah
- Awan menengah, berada pada ketinggian antara 3–6 km. Kelompok awan menengah, antara lain sebagai berikut.
- Alto Cumulus (A-Cu): Awan ini berukuran kecil-kecil, tetapi berjumlah banyak dan berbentuk seperti bola yang agak tebal berwarna putih sampai pucat dan ada bagian yang kelabu. Awan ini bergerombol dan sering berdekatan sehingga tampak saling bergandengan.
- Alto Stratus (A-St): Awan ini bersifat luas dan tebal dengan warna awan adalah kelabu.
- Awan rendah, berada pada ketinggian kurang dari 3 km. Kelompok awan rendah, antara lain sebagai berikut.
- Strato Cumulus (St-Cu): Awan ini berbentuk bola-bola yang sering menutupi seluruh langit sehingga tampak menyerupai gelombang di lautan. Jenis awan ini relatif tipis dan tidak menimbulkan hujan.
- Stratus (St): Awan ini berada pada posisi yang rendah dan agihan yang sangat luas dengan ketinggian <2000 m. Jenis awan ini menyebar seperti kabut dan tampak berlapis-lapis. Antara kabut dan awan stratus pada dasarnya tidak berbeda. Awan ini tidak menimbulkan hujan.
- Nimbo Stratus (Ni-St): Awan ini berbentuk tidak menentu dengan tepi compang-camping tak beraturan. Awan ini hanya menimbulkan hujan gerimis, berwarna putih kegelapan, dan penyebarannya di langit cukup luas.
- Awan yang terjadi karena udara naik, berada pada ketinggian antara 500 m–1.500 m. Kelompok awan ini, antara lain sebagai berikut.
- Cumulus (Cu): Awan tebal dengan puncak-puncak yang agak tinggi, terbentuk pada siang hari karena udara yang naik, dan akan tampak terang jika mendapat sinar langsung dari matahari dan terlihat bayangan berwarna kelabu jika mendapat sinar matahari dari samping atau sebagian saja.
- Cumulus Nimbus (Cu-Ni): Awan inilah yang dapat menimbulkan hujan dengan kilat dan guntur, bervolume besar dengan ketebalan yang tinggi, posisi rendah dan puncak yang tinggi sebagai menara atau gunung dengan puncaknya yang melebar.
Terjadinya hujan tidak tergantung pada tebal tipisnya awan, tetapi lebih tergantung pada musim. Pada waktu musim kering, meskipun ketebalan awan tinggi belum tentu mendatangkan hujan disebabkan oleh faktor angin yang dominan, begitu sebaliknya pada musim hujan. Awan yang rendah pada permukaan bumi disebut kabut.
e) Kelembapan Udara
Dapat dibedakan menjadi dua yaitu: kelembapan mutlak dan kelembapan nisbi. Kelembapan mutlak (absolut) ialah jumlah massa uap air yang ada dalam suatu satuan volume di udara. Kelembapan nisbi (relatif) ialah banyaknya uap air di dalam udara berupa perbandingan antara jumlah uap air yang ada dalam udara saat pengukuran dan jumlah uap air maksimum yang dapat ditampung oleh udara tersebut.
f) Curah Hujan
Hujan atau presipitasi ialah peristiwa jatuhnya butir-butir air atau es dari lapisan-lapisan troposfer ke permukaan bumi. Banyaknya hujan yang jatuh pada suatu tempat di bumi dapat diketahui dengan mengukur besarnya curah hujan tersebut menggunakan alat penakar hujan. Ada pula beberapa sebutan untuk alat penakar hujan yaitu sering disebut fluviometer ataupun ombrometer. Curah hujan atau presipitasi adalah banyaknya air hujan atau kristal es yang jatuh hingga permukaan bumi. Alat pengukur curah hujan berfungsi untuk mengukur jumlah hujan yang jatuh selama sehari di dalam suatu gelas ukur. Alat pencatat hujan otomatik berfungsi mencatat secara otomatis jumlah curah hujan pada kertas pencatat yang setiap hari atau minggu diganti dengan yang baru. Cara menghitung curah hujan dalam sebulan adalah dengan menjumlah curah hujan di tiap hari dalam satu bulan.
Besarnya curah hujan tidak merata di setiap wilayah Indonesia. Jumlah curah hujan tidak sama sepanjang tahun, paling banyak ialah selama bertiup angin musim barat.
Macam-macam jenis hujan
Ada bermacam-macam jenis hujan yang dapat dijelaskan berikut ini.
- Hujan zenithal, adalah hujan yang terjadi di daerah tropis, disebut juga hujan naik ekuatorial, biasa terjadi pada waktu sore hari setelah terjadi pemanasan maksimal antara pukul 14.00–15.00. Di daerah tropis selama setahun mengalami dua kali hujan zenithal, sedangkan daerah lintang 23½° LU/LS mengalami satu kali hujan zenithal. Di daerah tropis, daerah lintang 10° LU–10° LS, hujan ini terjadi bersamaan waktunya dengan kedudukan matahari pada titik zenitnya, atau beberapa waktu sesudahnya.
- Hujan muson, adalah hujan yang terjadi di daerah-daerah muson. Hujan zenithal di daerah muson mengalami perubahan karena daerah daerah ini dipengaruhi oleh angin muson.
- Hujan siklonal, adalah hujan yang terjadi karena udara panas naik disertai angin berputar atau cyclon. Karena kondisi di atas dingin, udara menjadi jenuh, dan setelah itu terjadilah prosesi kondensasi yang menimbulkan awan dan akhirnya hujan siklonal terjadi.
- Hujan musim dingin, adalah hujan yang terjadi di daerah-daerah subtropis. Daerah subtropis di pesisir barat kontinen-kontinen pada waktu musim dingin mengalami hujan, ketika matahari berada pada posisi nadir. Daerah hujan musim dingin, antara lain: Portugal, Spanyol, Afrika Utara, Palestina, Mesopotamia, dan California Barat Daya.
Jenis Hujan Lainnya
- Hujan musim panas, adalah hujan yang terjadi di daerah subtropis, di sekitar pesisir timur kontinen-kontinen. Daerahnya terletak antara 30°– 40° LU/LS, yaitu sebelah tenggara Amerika Serikat, Argentina Utara, Uruguay, Cina Timur, Jepang, dan lain-lain.
- Hujan frontal, adalah hujan yang terjadi jika massa udara yang dingin dengan kekuatan besar memecah massa udara yang panas dan kemudian massa yang lebih ringan terangkat ke atas. Pergolakan udara dengan pusaran-pusaran bergerak ke atas sehingga bertemulah massa udara panas dan dingin yang dibatasi oleh garis yang disebut garis front. Di sekitar garis inilah terbentuk awan yang bergumpal dan bergerak ke atas dengan cepat sehingga terjadilah hujan lebat atau hujan frontal.
- Hujan pegunungan atau hujan orografis, adalah hujan yang terjadi di daerah pegunungan, di mana udara yang mengandung uap air bergerak naik ke atas pegunungan. Gerakan itu menurunkan suhu udara tersebut sehingga terjadi kondensasi dan turunlah hujan pada lereng yang ber hadapan dengan arah datangnya angin.
Daerah Jarang Hujan
Beberapa daerah yang jarang turun hujan adalah di daerah pedalaman benua. Misalnya, Gurun Sahara, Gurun Gobi, Daerah Tibet, Semenanjung Arabia, pedalaman Persia, Turkistan, bagian barat Afrika Selatan, dan di sebagian daerah subtropis.
Sebutan daerah basah dan kering sangat dipengaruhi oleh banyak sedikitnya curah hujan yang turun di daerah tersebut. Daerah basah mempunyai curah hujan tinggi, di atas 3.000 mm/tahun. Contohnya adalah Dataran Tinggi Sumatra Barat, Sibolga, Ambon, Bogor, Batu Raden, dan Dataran Tinggi Irian Jaya (Papua). Daerah kering mempunyai curah hujan rendah, kurang dari 1.000 mm/tahun. Contohnya adalah daerah padang rumput di Nusa Tenggara dan sekitar Palu dan Luwuk di Sulawesi Tengah.
Daerah di sekitar garis ekuator 0°–10° LU/LS secara umum merupakan daerah panas dan daerah dingin terletak antara 66 ½°–90° LU/LS
Di samping itu, letak lintang dan tinggi tempat menentukan panas dinginnya suatu daerah di muka bumi. Misalnya:
- Zona panas, terletak di ketinggian 0–700 meter dpl.
- Zona sedang terletak di ketinggian antara 700–1.500 meter dpl.
- Zona sejuk terletak di ketinggian antara 1500–2.500 meter dpl.
- Zona dingin terletak di ketinggian antara 2.500–3.300 meter dpl.
Rincian Aktivitas Pembelajaran
- Baca materi pelajaran diatas dengan seksama termasuk dari sumber lain yang relevan baik buku pegangan atau sumber online lainnya.
- Diskusikan dengan anggota kelompokmu yang telah dibentuk sebelumnya, mengenai
- Suhu atau Temperatur Udara, Tekanan Udara, Angin, awan, Kelembapan Udara, dan Curah Hujan
- Jenis-jenis hujan
Pertanyaan
- Jelaskan proses terjadinya angin!
- Sebutkan 4 (empat) hal yang mempengaruhi kecepatan angin?
- Jelaskan prinsip dasar yang menyebabkan udara bergerak dari satu wilayah ke wilayah lainnya. Hubungkan jawaban Anda dengan konsep perbedaan tekanan udara!
- Teori menyebutkan bahwa arah angin mengalami pembelokan (defleksi) saat bergerak di belahan bumi utara dan selatan. Jelaskan mengapa arah pembelokan tersebut berbeda di antara kedua belahan bumi tersebut!
