MATERI 1 KSN GEOGRAFI : METEOROLOGI DAN KLIMATOLOGI

Hai sahabat smartgeo pada postingan kali ini, saya membagikan materi yang bersumber dari hasil pelatihan secara online. Pada Materi 1 teman-teman dapat mempelajari tentang Meteorologi dan Klimatologi. Selain mendapatkan materi teman-teman juga dapat berlatih soal dengan mengisi geoogel form yang terlampir di bawah materi. Jangan lupa untuk mengisi identitas ya. Selamat belajar...

1. Definisi dan perbedaan

Meteorologi merupakan ilmu yang mempelajari cuaca. Sementara itu, klimatologi merupakan ilmu yang mempelajari iklim. Iklim dan cuaca merupakan sebuah definisi yang berbeda. Cuaca merupakan keadaan sesaat dari unsur-unsur atmosfer, berbeda dengan iklim yang memilik definisi kondisi rerata dari unsur-unsur atmosfer dengan jangka waktu yang direkomendasikan WMO minimal adalah 30 tahun. Iklim dan cuaca secara skala area dapat sama ataupun berbeda. Satu-satunya pembeda dari kedua hal tersebut adalah jangka waktunya Sebagai contoh dari fenomena cuaca adalah ‘suhu udara di kecamatan A pada hari Minggu kemarin adalah 27 celcius’.contoh dari iklim adalah ‘suhu rata-rata dari Kecamatan A dari tahun 1980 s.d. 2020 adalah 26 celcius’. Maka dari itu, dapat disimpulkan bahwa fenomena cuaca ataupun iklim dapat memiliki cakupan area yang sama.

2.Atmosfer dan penyusunnya

Setelah mengetahui definisi dari cuaca dan iklim, hendaknya kita memami akan konsep atmosfer beserta Atmosfer merupakan selubung tipis di permukaan bumi. Atmosfer merupakan lapisan vital yang melindungi kehidupan manusia. Lalu apakah penyusun dari atmosfer? Atmosfer tersusun atas tiga hal penting. Berikut deskripsi singkat dari penyusun atmosfer

2.1. Gas

Gas merupakan penyusun utama atmosfer. Gas di dalam atmosfer dapat dibedakan menjadi gas permanen dan gas variabel, gas kering dan uap air, serta gas non rumah kaca dan gas rumah kaca.

2.1.1. Gas permanen dan gas variabel

Gas permanen merupakan gas yang proporsinya selalu sama baik secara spasial (ruang) maupun temporal (waktu). Sebagai contoh, proporsi gas oksigen baik di kala musim kemarau ataupun musim hujan, baik di Indonesia ataupun di Afrika Tengah, tetaplah sama, yakni 21%. Hal itu berbeda dengan gas variabel. Gas KSN 2021 variabel adalah gas yang secara proporsi berubah-ubah. Sebagai contoh, gas uap air cenderung memiliki proporsi lebih banyak di wilayah tropis dibandingkan di wilayah gurun.

2.1.2. Gas kering dan gas uap air

Gas kering atau udara kering merupakan seluruh gas kecuali uap air. Sementara itu, udara basah merupakan gas yang berasal dari uap air.

2.1.3. Gas rumah kaca dan gas non rumah kaca

Gas rumah kaca merupakan gas yang mampu meloloskan gelombang pendek namun tidak dapat meloloskan gelombang panjang. Sementara itu, gas non rumah kaca merupakan gas yang mampu meloloskan gelombang Panjang dan gelombang pendek dari suatu pancaran radiasi. Konsep ini sangat berpengaruh terhadap proses pemanasan global.

2.2. Partikel tersuspensi

Partikel tersuspensi merupakan benda padat maupun cair yang secara alami melayang-layang di udara. Beberapa contoh partikel tersuspensi adalah debu yang melayang-layang di udara serta awan. Awan merupakan kumpulan titik-titik air yang sangat kecil serta melayang-layang pula di udara

2.3. Presipitasi

Presipitasi dalam ilmu meteorologi dan klimatologi didefinisikan sebagai hasil kondensasi dari uap air di atmosfer dan jatuh ke bawah akibat gaya dari gravitasi. Presipitasi memiliki banyak jenis. Beberapa jenis dari presipitasi adalah hujan salju, sleet, freezing rain, dan hujan air. Diagram dari keempat jenis presipitasi terdapat pada lampiran gambar berikut. Selain itu, terdapat pula ice pellets, graupel, dan hailstone.

3. Klasifikasi atmosfer

Secara umum, atmosfer dapat diklasifikasikan berdasarkan suhu, komposisi, dan sifat listriknya. Pembahasan kali ini berfokus pada atmosfer berdasarkan suhunya yakni: troposfer, stratosfer, mesosfer, dan eksosfer. Adanya pola suhu yang berbeda disebabkan oleh perbedaan sumber dari pemanasan.

3.1. Troposfer

Troposfer merupakan lapisan yang paling bawah. Berdasarkan suhunya, terdapat pola lapse rate. lapse rate merupakan istilah turunnya suhu udara seiring dengan ketinggian. Maka dari itu, suhu udara di atmosfer akan turun seiring naiknya ketinggian. Hal itu disebabkan oleh adanya sumber pemanasan berupa permukaan bumi. Sinar matahari memanaskan permukaan bumi secara radiasi mengingat udara

merupakan konduktor yang buruk. Maka dari itu, permukaan bumi yang mengalami pemanasan secara signifikan. Semakin jauh (semakin tinggi) dari permukaan bumi, maka suhu semakin turun.

Troposfer merupakan tempat terjadinya berbagai fenomena cuaca yang sering kita jumpai. Terdapat banyak variasi presipitasi, angin, maupun perawanan yang dapat kita jumpai di troposfer. Troposfer juga merupakan lapisan terkonsentrasinya udara.

3.2. Stratosfer

Stratosfer merupakan lapisan di atas troposfer. Suhu di stratosfer mengalami inversi. Inversi adalah fenomena naiknya suhu seiring kenaikan ketinggian. Penyebab dari adanya inversi adalah adanya lapisan ozon pada stratosfer bagian atas. Lapisan ozon memiliki sifat menyerap sinar UV yang memiliki energi yang besar, sehingga lapisan ozon relatif lebih panas. Semakin ke atas (mendekati lapisan ozon), maka suhu udara semakin tinggi.

Ozon di stratosfer sangat berpengaruh terhadap kehidupan manusia. Ozon tersebut menyerap sinar UV yang dapat bersifat berbahaya bagi kehidupan organisme. Ozon dengan energi yang tinggi mampu untuk menembus jaringan ataupun sel. Salah satu dampak dari paparan UV yang berlebihan bagi manusia adalah kanker kulit.

3.3. Mesosfer

Mesosfer merupakan lapisan di atas stratosfer. Mesosfer mengalami lapse rate, yakni turunnya suhu udara seiring kenaikan ketinggian. Hal itu disebabkan karena mesosfer sebenarnya tidak memiliki sumber panas tersendiri, melainkan tergantung pada lapisan ozon di stratosfer. Semakin menjauhi lapisan ozon di stratosfer (semakin naik), maka suhu udara semakin turun.

Mesosfer merupakan lapisan atmosfer yang berfungsi untuk melindungi manusia dari jatuhan meteor. Mesosfer memiliki jumlah gas yang cukup banyak untuk menjadikan meteor terbakar. Terbakarnya meteor tersebut disebabkan oleh friksi atau gesekan dari meteor dengan kecepatan yang tinggi dengan udara di mesosfer. Semakin kencang gesekannya, maka timbul api sehingga meteor dapat terbakar.

3.4. Thermosfer

Termosfer merupakan lapisan paling akhir dari atmosfer berdasarkan suhunya. Di termosfer, suhu udara mengalami inversi yang signifikan. Suhu udara di termosfer dapat menjadi sangat panas terutama saat siang hari. Pemanasan disebabkan oleh terserapnya energi dari berbagai gelombang berenergi tinggi. Panasnya suhu menyebabkan udara mengalami ionisasi. Ion-ion tersebut dapat membentuk aurora yang terlihat indah dari permukaan bumi.

4. Unsur atmosfer berikut alat ukurnya.

Anotasi dari unsur-unsur atmosfer terdapat pada gambar berikut.

4.1. Insolasi

Insolasi merupakan alih bahasa dari insolation atau incoming solar radiation. Insolasi atau penyinaran merujuk pada datangnya radiasi matahari ke permukaan bumi. Insolasi memiliki variasi spasial maupun variasi temporal. Secara spasial, insolasi terbesar terjadi pada wilayah tropis. Semakin tinggi lintangnya, maka insolasi semakin kecil. Hal tersebut erat kaitannya dengan sudut datang penyinaran. Semakin tinggi lintang suatu lokasi, maka sinar matahari jatuh pada area yang lebih luas dan menurunkan konsentrasi energi. Berikut merupakan gambaran sebaran insolasi.

Secara temporal, insolasi matahari disebabkan oleh variasi musim. Di tropis, insolasi maksimum terjadi pada musim kering karena tutupan awan yang menurun. Di wilayah empat musim, insolasi lebih tinggi terjadi pada musim panas karena perbedaan lama waktu siang dan malam. Variasi temporal insolasi juga disebabkan oleh siklus Milankovitch seperti gambar berikut.

Insolasi dapat diukur oleh berbagai alat, seperti campbell-stokes dan pyranometer. Chambell-stokes atau sun meter digunakan untuk mengukur lama penyinaran matahari. Pyranometer digunakan untuk mengukur tingkat radiasi matahari.

4.2. Suhu

Suhu merupakan ukuran panas atau tidaknya suatu benda. Suhu dipengaruhi berbagai faktor seperti energi panas, massa benda, dan kalor jenis. Suhu di permukaan bumi dapat dipengaruhi berbagai hal seperti insolasi, posisi relatif, musim, dan lain sebagainya. Secara umum, wilayah tropis memiliki suhu lebih besar karena memiliki insolasi yang lebih tinggi. Selain itu, area yang berada di dekat badan air cenderung memiliki suhu yang relatif stabil karena adanya uap air sebagai buffer. Sebagai contoh, wilayah dekat pantai cenderung hangat di malam hari dan tidak terlalu panas di siang hari. Hal tersebut berbeda jika suatu area berada di tengah daratan yang umumnya memiliki suhu lebih dingin saat malam hari, namun lebih panas di siang hari. Lautan dengan dengan kalor jenis yang lebih tinggi juga memiliki pola suhu yang berbeda dengan daratan yang memiliki kalor jenis lebih rendah. Di lautan, suhu cenderung lebih hangat saat malam hari dan lebih dingin saat siang hari daripada daratan. Suhu udara dapat diukur dengan termometer ruang, termometer maksimum minimum, dan juga termometer bola basah bola kering.

4.3. Tekanan udara

Tekanan udara merupakan konsep tekanan hidrostatis akibat berat dari udara di atasnya. Secara umum, tekanan udara menurun seiring dengan ketinggian karena berkurangnya beban udara. Sementara itu, tekanan udara juga dapat dipengaruhi oleh suhu udara. Udara yang dingin membuat tekanan menjadi lebih besar akibat pemampatan udara dan sebaliknya, udara yang panas mampu merenggangkan udara sehingga tekanan menjadi lebih rendah. Tekanan udara dapat diukur melalui barometer maupun barograf

4.4. Angin

Angin merupakan udara yang bergerak. Secara umum, angin disebabkan oleh tiga hal yakni gradien barometrik, gaya koriolis, dan gaya gesek. Gradien barometrik merupakan perbedaan tekanan udara. Semakin besar perbedaan tekanan udara, maka semakin besar pula kecepatan angin yang dihasilkan. Gaya Koriolis merupakan gaya semu yang membelokkan benda bergerak. Di belahan bumi utara, gaya Koriolis membelokkan benda bergerak ke arah kanan dan di bumi selatan, gaya Koriolis membelokkan benda bergerak ke arah kiri. Terakhir, gaya gesek dapat memperlambat angin. Saat kita di pantai yang minim akan gaya gesek seperti pohon dan bangunan, angin dapat bertiup dengan kencang. Saat berada di dalam hutan, vegetasi menambah friksi sehingga angin bertiup dengan pelan

Hukum buys bullot merupakan hukum tentang angin yang berisi dua poin. Poin pertama adalah ‘angin bertiup dari tekanan udara yang lebih tinggi ke tekanan udara yang lebih rendah’. Poin kedua adalah ‘angin di belahan bumi utara dibelokkan ke kanan, sementara angin di belahan bumi selatan dibelokkan ke kiri’. Perlu dicatat bahwa gaya Koriolis yang membelokkan angin paling besar adalah di kutub. Sementara itu, gaya Koriolis di tropis adalah 0.

4.5. Evaporasi

Evaporasi merupakan penguapan dari air. Evaporasi dapat disebabkan banyak faktor, seperti input energi, luas permukaan, dan angin. Evaporasi secara spasial memiliki nilai yang tinggi di lautan tropis akibat energi dari matahari yang besar, permukaan air yang luas, serta angin yang relatif kencang. Evaporasi dapat diukur secara sederhana dengan panci evaporasi

4.6. Kelembaban udara

Kelembaban udara menyatakan kandungan baik proporsi maupun jumlah uap air dalam suatu parsel udara. Kelembaban udara dapat dibagi menjadi kelembaban udara mutlak, relatif, spesifik, dan campuran. Kelembaban udara dapat diukur melalui hygrograph.

4.6.1. Kelembaban mutlak

Kelembaban mutlak menyatakan massa uap air pada volume ruang tertentu. Kelembaban ini umumnya dinyatakan dalam satuan g/m3. Berikut rumus dari kelembaban mutlak

4.6.2. Kelembaban relatif

Kelembaban relatif menyatakan persentase uap air aktual per uap air potensial pada suatu suhu tertentu. Kelembaban ini dinyatakan dalam satuan persen. Berikut merupakan rumusnya

4.6.3. Kelembaban campuran

Kelembaban campuran menyatakan perbandingan massa uap air dengan massa udara total. Berikut merupakan rumus kelembaban campuran.

4.7. Presipitasi

Presipitasi merupakan jatuhnya hasil kondensasi ke bawah akibat gaya gravitasi. Presipitasi memiliki beberapa jenis seperti yang terdapat pada gambar pada pembahasan penyusun atmosfer.

4.8. Perawanan

Awan merupakan titik-titik air ataupun es kecil yang tersuspensi di udara. Titik-titik air tersebut dihasilkan oleh adanya kondensasi dari uap-uap air. Secara umum, awan terdapat di troposfer, stratosfer, maupun di mesosfer. Awan di stratosfer yang terkenal adalah awan nacreus sementara awan di mesosfer yang terkenal adalah awan noctlucent. Jenis awan di troposfer dapat dilihat pada gambar berikut.

Sumber :Modul KSN Geografi Active Learning Center