CUACA DAN IKLIM

Pengertian Cuaca dan Iklim

Penulis : Dra. Cut Meurah Regariana
Penyunting Materi : Drs. Eko Triraharjo, M.Pd.
Penyunting Media : Drs. Waldopo, M.Pd.

        Cuaca adalah keadaan udara pada saat tertentu dan di wilayah tertentu yang relatif sempit dan pada jangka waktu yang singkat. Cuaca itu 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 berbedabeda untuk setiap tempat serta setiap jamnya. Di Indonesia keadaan cuaca selalu diumumkan untuk jangka waktu sekitar 24 jam melalui prakiraan cuaca hasil analisis Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG), Departemen Perhubungan. Untuk negara negara yang sudah maju perubahan cuaca sudah diumumkan setiap jam dan sangat akurat (tepat). Iklim adalah keadaan cuaca rata-rata dalam waktu satu tahun yang penyelidikannya dilakukan dalam waktu yang lama (minimal 30 tahun) dan meliputi wilayah yang luas. Matahari adalah kendali iklim yang sangat penting dan sumber energi di bumi yang menimbulkan gerak udara dan arus laut. Kendali iklim yang lain, misalnya distribusi darat dan air, tekanan tinggi dan rendah, massa udara, pegunungan, arus laut dan badai.
Perlu Anda ketahui bahwa ilmu yang mempelajari tentang iklim disebut Klimatologi, sedangkan ilmu yang mempelajari tentang keadaan cuaca disebut Meteorologi.

Unsur-Unsur Cuaca dan Iklim
Ada beberapa unsur yang mempengaruhi cuaca dan iklim, yaitu suhu udara, tekanan udara, kelembaban udara 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 mendakigunung, suhu udara terasa dingin jika ketinggian bertambah. Kita sudah mengetahui bahwa tiap kenaikan bertambah 100 meter, suhu udara berkurang (turun) rata-rata 0,6o C. Penurunan suhu semacam ini disebut gradient temperatur vertikal atau lapse rate. Pada udara kering, besar lapse rate adalah 1o C. 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.

2. Tekanan Udara
Kepadatan 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).

1 mb = 4/3 mm tekanan air raksa (t.a.r) atau 1.013 mb = 76 cm t.a.r. = 1 atmosfer

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. Angin
Angin adalah udara yang bergerak. Ada tiga hal penting yang menyangkut sifat angin yaitu :
• Kekuatan angin
• Arah angin
• Kecepatan angin 

     a. Kekuatan Angin
       Menurut hukum Stevenson, kekuatan angin berbanding lurus dengan gradient barometriknya. Gradient baromatrik ialah angka yang menunjukkan perbedaan tekanan udara dari dua isobar pada tiap jarak15 meridian (111 km).

      b. Arah Angin
          Satuan 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 barometrik
2) Rotasi bumi
3) Kekuatan yang menahan (rintangan)

Makin besar gradient barometrik, makin besar pula kekuatannya. Angin yang besar kekuatannya makin sulit berbelok arah. Rotasi bumi, dengan bentuk bumi yang bulat, menyebabkan pembelokan arah angin. Pembelokan angin di ekuator sama dengan 0 (nol). Makin ke arah kutub pembelokannya makin besar. Pembelokan angin yang mencapai 90o sehingga sejajar dengan garis isobar disebut angin geotropik. Hal ini banyak terjadi di daerah beriklim sedang di atas samudra. Kekuatan yang menahan dapat membelokan arah angin. Sebagai contoh, pada saat melalui gunung, angin akan berbelok ke arah kiri, ke kanan atau ke atas.

       c. Kecepatan angin

           Atmosfer 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. Anemometer Instrumen yang mengukur kecepatan angin atau kecepatan dan arah angin. Piala anemometer digunakan untuk mengukur angin dengan kecepatan dari kecepatan rotasi kincir angin yang terdiri dari 3 atau 4 cangkir hemispherical atau kerucut, masing-masing tetap sampai ke ujung lengan horizontal menempel pada sumbu vertikal. anemometer Byram adalah berbagai dari anemometer cangkir. Menghitung anemometer memiliki cangkir atau penggemar rotasi yang ditransmisikan ke counter teknis yang terintegrasi langsung kecepatan gerakan udara. Tangan adalah anemometer anemometer portabel kecil diadakan di lengan panjang oleh seorang pengamat membuat pengukuran kecepatan angin. Tekanan tabung anemometer (Dines anemometer) merupakan instrumen yang berasal dari pengukuran kecepatan angin dari tekanan angin yang dinamis. Angin bertiup ke dalam tabung yang mengembangkan tekanan yang lebih besar dari tekanan statis, sementara angin bertiup di tabung mengembangkan tekanan yang kurang dari statis. Perbedaan tekanan sebanding dengan kuadrat kecepatan angin.

Lintang tempat    Kecepatan linier
0o(ekuator)          461 meter/detik
30o                       402 meter/detik
60o                       232 meter/detik
90o(kutub)                0 meter/detik

3. Kelembaban Udara
Di 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:
1) Kelembaban udara absolut, ialah banyaknya uap air yang terdapat di udara pada suatu tempat. Dinyatakan dengan banyaknya gram uap air dalam 1 m³ udara.
2) 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 alam persen (%).

Contoh:
Dalam 1 m³ udara yang suhunya 20o C terdapat 14 gram uap air (basah absolut = 14 gram), sedangkan uap air maksimum yang dapat dikandungnya pada suhu 20o C = 20 gram.

Jadi kelembaban relatif udara itu = 20/14 x 100% = 70%

 4. Curah Hujan
Curah 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 datar.

 
Hujan 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 hujan 

 
a. Berdasarkan ukuran butirannya ,hujan dibedakan menjadi:
1) hujan gerimis/drizzle, diameter butir-butirannya kurang dari 0,5 mm;
2) hujan salju/snow, terdiri dari kristal-kristal es yang temperatur udaranya berada di bawah titik beku;
3) hujan batu es, merupakan curahan batu es yang turun di dalam cuaca panas dari awan yang temperaturnya di bawah titik beku; dan
4) 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 Frontal hujan 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 berkondensasi dan terjadilah hujan.
2) Hujan Zenithal/ Ekuatorial/ Konveksi/ Naik Tropis Jenis 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 ekuatorial atau hujan konveksi. Disebut juga hujan zenithal karena pada umumnya hujan terjadi pada waktu matahari melalui zenit daerah itu. Semua tempat di daerah tropis itu mendapat dua kali hujan zenithal dalam satu tahun.
3) Hujan Orografis/Hujan Naik Pegunungan
Terjadi 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. 

5. Awan
 Awan 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.

a. Menurut morfologinya (bentuknya) Berdasatkan morfologinya, awan dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu:
1) Awan Commulus yaitu awan yang bentuknya bergumpal-gumpal (bundar-bundar) dan dasarnya horizontal.
2) 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.
3) Awan Cirrus yaitu awan yang berdiri sendiri yang halus dan berserat, berbentuk seperti bulu burung. Sering terdapat kristal es tapi tidak dapat menimbulkan hujan.

b. Berdasarkan ketinggiannya
Berdasarkan ketinggiannya, awan dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu:
1) Awan tinggi (lebih dari 6000 m – 9000 m), karena tingginya selalu terdiri dari kristal-kristal es.
a) Cirrus (Ci) : awan tipis seperti bulu burung.
b) Cirro stratus (Ci-St) : awan putih merata seperti tabir.
c) Cirro Cumulus (Ci-Cu) : seperti sisik ikan. 

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

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

4) Awan yang terjadi karena udara naik, terdapat pada ketinggian 500 m–1500 m
a) Cummulus (Cu) : awan bergumpal-gumpal, dasarnya rata.
b) Cumulo Nimbus (Cu-Ni): awan yang bergumpal gumpal luas dan sebagian telah merupakan hujan, sering terjadi angin ribut.