CUACA DAN IKLIM

1. Danang Adi Prasetyo CUACA DAN IKLIM Oleh: Danang Adi Prasetyo

2. Danang Adi Prasetyo Tujuan Pembelajaran Mengetahui komponen-komponen penyusun lapisan udara di bumi. Memehami unsur-unsur utama cuaca, yaitu sinar matahari, awan, hujan, angin, kelembapan udara, suhu udara, dan tekanan udara Mengetahui pembagian iklim di bumi Memahami hubungan iklim dengan kegiatan manusia Mengetahui kondisi perubahan iklim indonesia dan dunia

3. Danang Adi Prasetyo A. CUACA Cuaca mengacu pada kondisi lapisan udara (atmosfer) di suatu daerah atau wilayah dalam jangka waktu yang relatif pendek. Hal ini berbeda dengan iklim yang meliputi wilayah lebih laus dan jangka waktu yang lebih lama. Kondisi atmosfer yang merupakan unsur cuaca terutama adalah komponen gejala alam yang dapat mempengaruhi aktifitas manusia, seperti sinar matahari, awan, angin, hujan, kelembapan, tekanan, dan suhu.

4. 1. Strutur dan komposisi atmosfer A. STRUKTUR ATMOSFER Atmosfer merupakan lapisan udara yang menyelubungi bumi. Udara yang menyusun atmosfer terdiri atas bermacam-macam gas dan memiliki ketebalan lebih dari 560 km dari permukaan bumi. Atmosfer dapat dibedakan menjadi beberapa lapisan berdasarkan perbedaan karakter seperti komposisi gas, suhu, dan tekanan. Lapisan-lapisan tersebut adalah sebagai berikut : • Troposfer • Stratosfer • Mesosfer • Termosfer

5. Danang Adi Prasetyo TROPOSFER • Lapisan ini merupakan lapisan atmosfer paling bawah, dimulai dari permukaan bumi sampai ketinggian kira-kira 8-14 km. Suhu udara pada lapisan troposfer menurun sebanyak 6,4 oC setiap kenaikan setinggi 1.000 m karena panas matahari yang diterima bumi lebih terkumpul di permukaan bumi. Lapisan troposfer merupakan lapisan yang paling padat dan tidak stabil. Di lapisan inilah erkandung sebagian besar uap air, awan, debu dan polusi yang akan mempengaruhi perubahan cuaca. Pada troposfer terdapat lapisan tropopause yang membatasi lapisan troposfer dari lapisan di atasnya. Suhu pada tropopause tetap (tidak berubah seiring peningkatan ketinggian).

6. Danang Adi Prasetyo STRATOSFER • Lapisan ini terletak di atas troposfer, sampai ketinggian ± 50 km. Pada lapisan ini terjadi peningkatan suhu secara konstan karena terdapat ozon yang berfungsi menyerap radiasi ultraviolet (UV) dari matahari. Lapisan inilah yang melindungi manusia beserta seluruh isi bumi dari bahaya radiasi sinar ultraviolet. Udara di lapisan stratosfer relatif kering dibandingkan di lapisan troposfer. Sama halnya dengan tropopause di troposfer, pada stratosfer juga terdapat lapisan dengan suhu tetap, disebut stratopause, yang membatasi lapisan stratosfer dari lapisan di atasnya.

7. Danang Adi Prasetyo MESOSFER • Lapisan ini terletak di atas stratosfer, sampai ketinggian ± 85 km. Di lapisan ini tidak terdapat uap air, awan, debu ataupun ozon yang dapat menyerap radiasi sinar matahari sehingga suhu udara menurun drastis. Suhu dilapisan ini merupakan suhu atmosfer terendah, dapat mencapai -90 oC, dan hembusan anginnya dapat mencapai 3.000 km/jam. Lapisan yang membatasi mesosfer dari lapisan di atasnya disebut mesopause.

8. Danang Adi Prasetyo TERMOSFER • Lapisan ini terletak di atas mesosfer, sampai ketinggian lebih dari 500 km. Suhu dilapisan ini meningkat dengan cepat seiring dengan pertambahan ketinggian, dapat mencapai 1.500 oC. Hal tersebut disebabkan meningkatnya jumlah oksigen atomik di lapisan ini yang menyerap radiasi ultraviolet dari matahari

9. Danang Adi Prasetyo Profil Suhu Pada Berbagai Lapisan Atmosfer

10. Danang Adi Prasetyo b. Komposisi Atmosfer • Gas-gas yang terdapat di atmosfer terutama tersusun atas nitrogen (78,09%) dan oksigen (20,95%). Sebagian besar oksigen di atmosfer dihasilkan oleh tumbuhan. Deforesitasi/penebangan hutan akan menyebabkan kadar oksigen di atmosfer berkurang. Gas lain terdapat di atmosfer dalam jumlah sedikit, di antaranya adalah uap air (0,20-4,0%), karbon dioksida (0,03%), ozon (0,00006%), dan argon (0,93%). Selain itu, di atmosfer terdapat pula partikel debu yang terbawa oleh udara dan gas-gas polutan yang dihasilkan oleh asap kendaraan bermotor dan industri seperti sulfur oksida dan nitrogen oksida.

11. Danang Adi Prasetyo 2. UNSUR CUACA a. Sinar Matahari Bumi menerima energi matahari dalam bentuk pancaran radiasi sinar matahari. Sinar matahari yang dipancarkan ke bumi tersebut hanya sedikit diserap oleh lapisan atmosfer. Sebagian besar sinar matahari langsung diterima permukaan bumi, baru kemudian dipantulkan kembali sebagian ke atmosfer. Sebagian sinar matahari yang diterima permukaan bumi juga ditransfer secara horizontal ke arah kutub-kutub bumi melalui angin dan arus laut. Hal ini yang menjaga agar bagian ekuator tidak terlampau panas dan bagian kutub juga tidak terlampau dingin. Banyaknya panas matahari yang yang diterima permukaan bumi terutama dipengaruhi oleh :

12. Danang Adi Prasetyo Lamanya Penyinaran Matahari • Semakin lama matahari memancarkan sinarnya di suatu daerah, semakin banyak panas yang diterima bagian bumi ini. Keadaan udara yang cerah sepanjang hari akanteras lebih panas dari pada jika hari itu berawan sejak pagi. Di daerah lintang pertengahan, panjang siang hari pada musim panas lebih panjang daripada musim dingin, sehingga penyinaran matahari lebih lama saat musim panas. Hal ini yang menyebabkan lahirnya pambagina musim-musin tersebut.

13. Danang Adi Prasetyo Kemiringan Sinar Matahari • Jika datangnya cahaya matahari memancarkan di suatu daerah lebih tegak, panas di daerah itu akan lebih tinggi dari pada jika cahaya yang datang lebih miring. Hal ini desebabkan luas area yang terkena cahaya miring lebih besar dari cahaya tegak sehingga panasnya lebih tersebar.

14. Danang Adi Prasetyo Keadaan Permukaan Bumi • Yang dimaksud dengan keadaan permukaan bumi ialah perbedaan batuan dan perbedaan sifat daratan dan laut. Batuan yang berwarna cerah lebih cepat menerima panas dan lebih cepat pula melepaskan panas daripada batuan yang berwarna gelap. Permukaan darat lebih cepat menerima dan melepaskan panas daripada permukaan laut.

15. Danang Adi Prasetyo Keadaan Awan • Awan menyerap sebagian kecil radiasi sinar matahari. Keberadaan awan mengurangi sinar matahari yang mencapai permukaan bumi maupun yang dipantulkan kembali ke atmosfer. Semakin tebal awan, semakin banyak sinar matahari yang diserap. Awan dapat mengurangi panas saat siang hari, tapi juga dapat berperan seperti selimut yang menahan panas saat malam hari. Hal ini berarti, daerah yang memiliki langit cerah (hanya tertutup awan tipis) akan lenih panas pada siang hari dan lebih dingindi malam hari dibandingkan daerah yang tertutupi awan tebal.

16. Danang Adi Prasetyo b. Awan Awan adalah uap air yang terkondensasi dan di dalam atmosfer membentuk titik-titik air atau kristal es. Proses kondensasi uap air pada umunya terjadi apabila udara yang mengandung uap bergerak ke lapisan atmosfer yang lebih tinggi sehingga uap air mengalami pendinginan akibat penurunan suhu. Titik-titik air yang terbentuk begitu kecil dan ringan sihingga tetap berada di langit dalam bentuk awan dan terbawa arus udara. Ukuran titik air yang membentuk awan berdiametger anatara 0,004-0,008 mm. Pada tahun 1803, awan dikelompok kan berdasarkan bentuk dan ketinggiannya berada : a. Cumulus b. Stratus c. Cirrus

17. Danang Adi Prasetyo Bentuk awan berdasarkan bentuk dan ketinggiannya

18. Berdasarkan ketinggiannya, awan dapat dikelompokkan sesuai dengan yang berlaku secara internasional, yaitu : • Awan tinggi (>6000 m), terdiri atas awan cirrus (Ci); awan cirrocumulus (Cc); dan awan cirrostratus (Cs) yang merupakan pertanda datangnya hujan. • Awan sedang (2000-6000 m), terdiri atas awan altocumulus (Ac); awan altostratus (As). • Awan rendah (0-2000 m) terdiri atas awan stratocumulus (Sc) yang merupakan pertanda datangnya hujan salju; awan stratus (St). • Awan dengan susunan vertikal (batas bawahnya 500-2000 m dan puncak sampai 10.000 m), terdiri atas awan nimbostratus (Ns) yang merupakan awan gerimis; awan cumulus (Cu); awan cumulonimbus (Cb) yang merupakan awan guntur pertanda datangnya badai.

19. Danang Adi Prasetyo c. Hujan Apabila kondensasi uap air di udara terus berlangsung, titik-titik air yang membentuk awan akan bertambah banyak dan bergulung menjadi lebih besar. Titik air yang besar akan menjadi labih berat sehingga kemudian jatuh ke permukaan bumi sebagai hujan. Titik-titik air hujan pada umumnya berjari-jari 0,3-3 mm, sedangkan pada hujan rintik-rintik berjari-jari antara 0,04-0,3 mm. Selain hujanyang berupa cairan, ada pula hujan yang berupa padatan, yaitu hujan salju dan hujan es. Hal ini terjadi karena uap air langsung menjadi padat berbentuk kristal, apabila terjadi penurunan suhu antara -15oC sampai -20oC. Proses itu dinamakan sublimasi.

20. Danang Adi Prasetyo d. Angin Angin adalah gerakan udara yang terjadi diatas permukaan bumi. Pada umumnya angin bergerak horizontal, namun dalam meteorologi ditemukan juga angin yang bergerak vertikal atau miring mengikuti lereng. Penyebab terjadinya angin adalah perbedaan tekanan udara di dua wilayah yang berdekatan. Angin bersifat meratakan/menyeimbangkan tekanan udara. Semakin besar perbedaaan tekanan udara, semakin kencang aliran angin. Rotasi bumi menyebabkan timbulnya gaya yang memengaruhi arah gerakan angin. Pengaruh ini (disebut coriolis) menyebabkan angin bergerak searah jarum jam mengitari daerah bertekanan rendah di belahan bumi utara.

21. Danang Adi Prasetyo • Angin sangat bermanfaat bagi kelangsungan hidup makhluk hidup, dari manusia hingga tumbuhan. Bagi manusia, angin dapat membantu dalam pelayaram karena adanya angin laut dan angin darat. Angin juga menggerakkan kincir angin untuk menghasilkan listrik. Bagi tumbuhan, angin dapat membentu penyebaran biji dan spora (pemencaran) sehingga kelnagsungan hidup tumbuhan dapat berjalan. Selain itu, angin dapat memengaruhi suhu dan kelembapan tanah, serta tubuh tumbuhan. • Selain menguntungkan, angin juga dapat merusak. Angin yang kuat dapat merusak tanaman dan menumbangkan, menghancurkan, dan merusak rumah.

22. Angin Darat Angin Laut

23. Danang Adi Prasetyo • Kelembapan Udara Kelembapan udara dinamakan juga kelengasan atau kebasahan udara, yaitu kandungan uap air dalam udara. Semakin rendah kandungan uap air, udara akan semakin kering. Daerah tropis indonesia memiliki kandungan uap air yang tinggi sehingga udara terasa sangat kering memiliki kandungan upa air yang sangat rendah. Uap air di udara merupakan hasil penguapan air di permukaan bumi, air tanah, atau air yang ada pada tumbuhan. Kandungan uap air di udara berubah-ubah. Uap air yang ada di atmosfer berasal dari siklus hidrologi sehingga jumlah air di suatu daerah akan memengaruhi jumlah air didaerah tersebut. Tekanan dan suhu udara juga dapat memengaruhi kandungan uap air udara.

24. Danang Adi Prasetyo • Suhu Udara Suhu udara dipengaruhi oleh penyinaran matahari. Suhu udara memengarufi kemempuan udara uap air. Semakin rendah suhu udara, kemampuan menahan uap air juga menurun. Misalnya, jika pada suhu 30oC udara di suatu area mengandung 25 g uap air/m3, kemudian suhu udara turun sampai 20oC, uap air yang 25 g/m3 itu telah melebihi batas maksimum. Hal ini menyebabkan udara menjadi jenuh uap air. Pada saat udara mencapai batas maksimum upa air, pengembunan mulai terjadi.

25. Danang Adi Prasetyo • Tekanan Udara Udara memberikan tekanan yang cukup besar pada permukaan bumi, yaitu sekitar 1kg untuk setiap luas bidang 1cm2. Tekanan ini berasal dari berat partikel-partikel udara yang menyusun atmosfer sampai ketinggian beratus-ratus kilometer dari permukaan bumi. Tekanan udara standar besarnya adalah 1 atm atau sama dengan 1,013 bar. Seiring dengan bertambahnya ketinggian, tekanan udara akan menurun. Oleh karena itu, tekanan udara di permukaan laut akan lebih besar dari di puncak gunung. Alat pengukur tekanan udara adalah barometer yang terdiri atas dua jenis, yaitu barometer raksa dan barometer kotak.

26. Udara cenderung bergerak dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah untuk mencapai keseimbangan. Oleh karena itu, di daerah bertekanan rendah udara cenderung berangin kerena udara mengalir ke daerah ini. Selain itu, di daerah bertekanan rendah, udara bergerak naik. Ketika udara mendingin sehingga terkondensasi membentuk awan dan jika cukup tebal akan menghasilkan hujan atau salju. Tekanan udara yang sangat rendah dapat menghasilkan badai dan topan. Sebaliknya, daerah yang bertekanan udara tinggi cenderung manghasilkan cuaca yang kering dan tidak berawan. Hal ini disebabkan udara di daerah bertekanan tinggi bergerak turun sehingga menghangat, mengakibatkan titik-titik air di udara mengalami penguapan sehingga tidak membentuk awan.

27. Kaji Ulang • Jelaskan pengertian cuaca! • Sebutkan lapisan-lapisan yang terdapat di atmosfer? • Dari manakah awan berasal? Jelaskan!! • Bagaimanakah proses terjadinya angin? Jelaskan!! • Apakah tekanan dan suhu udara dapat memengaruhi kandungan uap air di udara? Jelaskan!! • Bagaimanakah proses terjadinya hujan? Jelaskan!!

28. Danang Adi Prasetyo B. IKLIM Tidak ada suatu pemisahan yang jelas untuk membedakan iklim dengan cuaca. Iklim dapat dikatakan sebagai cuaca yang dialami sepanjang satu masa di suatu tempat. Iklim dapat juga diartikan sebagai susunan atau keadaan umum kondisi cuaca dari hari ke hari. Iklim merupakan kelanjutan darihasil pencatatan unsur cuaca dari hari ke hari dalam waktu yang lama, sehingga merupakan rata-rata dari unsur cuaca secara umum. Iklim bersifat stabil bila dibandingkan dengan cuaca. Perubahan iklim berlangsung dalam periode yang lama dan meliputi areal yang sangat luas.

29. Danang Adi Prasetyo 1. Klasifikasi Iklim Iklim di setiap wilayah di dunia tidak sama. Iklim di indonesia akan berbeda dengan iklim di afrika. Iklim di afrika akan berbeda dengan di kutub. Hal ini juga berlaku untuk wilayah-wilayah lain. Perbedaan iklim di berbagai wilayah dipengaruhi oleh perbedaan garis lintang serta proses rotasi dan revolusi bumi. Beberapa ahli telah mencoba mengklasifikasikan jenis-jenis iklim di dunia untuk memudahkan dalam memelajarinya. Seperti yang telah dipelajari pada pada bab terdahulu, sistem klasifikasi dapat berbeda satu dengan yang lain, tergantung pada dasar dan tujuan pengklasifikasian. Salah astu klasifikasi iklim yang banyak dikenal adalah sistem Klasifikasi kÖppen.

30. Danang Adi Prasetyo Köppen membagi iklim dunia menjadi 5 jenis utama. Dasar klasifikasinya adalah suhu dan hujan rata-rata tahunan di daerah iklim tersebut. Yaitu : • Iklim Hujan Tropis Daerah beriklim hujan tropis memiliki suhu rata-rata tiap bulan di atas 18oC. Iklim ini tidak memiliki musim dingin. Curah hujan tahunan tinggi dan melebihi tingkat penguapan rata-rata tahunan. Wilayah Indonesia memiliki iklim ini. • Iklim Kering Daerah beriklim kering memiliki tingkat penguapan yang melebihi curah hujan rata-rata tahunan. Pada daerah ini tidak ada air yang berlebih dan tidak ada sungai (aliran air) yang permanan.

31. Danang Adi Prasetyo • Iklim Suhu Sedang Daerah beriklim suhu sedang memiliki suhu rata-rata pada bulan terdingin dibawah 18oC tapi di atas -3oC. Suhu rata-rata pada bulan terhangat di atas 10oC. Iklim ini memiliki musim dingin dan musim panas. • Iklim Hujan Salju Daerah beriklim hutan salju memiliki suhu rata-rata bulan terdingin di bawah -3oC. Suhu rata-rata pada bulan terhangat di atas 10oC. • Iklim Kutub Daerah beriklim kutub memiliki suhu rata-rata pada bulan terhangat di bawah 10oC. Iklim ini tidak memiliki musim panas.

32. Danang Adi Prasetyo 2. Perubahan Iklim Bumi Berbagaimana perubahan iklim bumi saat ini? Akankan masih sama dengan beberapa tahun atau bahkan berpuluh-puluh tahun yang lalu? • Hubungan Iklim Dengan Kegiatan Manusia Meningkatnya suhu udara dibumi saat ini adalah akibat akumulasi gas-gas berbasis karbon di atmosfer, seperti karbon dioksida (CO2), metan, hidrofluoroksida, dan klorofluorokarbon (CFC) yang dihasilkan dari kegiatan manusia. Zat CFC juga menyebabkan tidak ada penghalang terhadap radiasi sinar ultrafiolet yang dipancarkan matahari ke permukaan bumi. Radiasi sinar ultraviolet yang dipancarkan matahari ke permukaan bumi. Radiasi ultraviolet ini sangat berbahaya bagi Makhluk Hidup.

33. Gas-gas karbon meningkatkan suhu udara melalui mekanisme yang disebut efek rumah kaca peningkatan suhu dibumi dan perubahan berbagai siklus di bumi dan perubahan cuaca. Hal ini pada akhirnya akan menyebabkan perubahan iklim.

34. Danang Adi Prasetyo • Perubahan Iklim Indonesia dan Dunia Berdasarkan data IPPC (Intergovermental Panel On Climate Change), Di Indonesia anatara tahun 1970 sampai 2004 terjadi kenaikan suhu rata-rata tahunan antara 0,2oC-1oC. Menurut laporan IPPC, kenaikan suhu mengindifikasikan jutaan pulau, terutama di wilayah pesisir, akan hilang. Secara geografis, Indonesia dengan lebih dari 17 ribu pulau berada pada posisi amat rentan. Bahkan secara pasti laporan IPPC menyebutkan “telah terjadi perubahan fisik alam di Papua”. Perubahan sistem fisik dan biologis alam adalah gejala lanjutan terjadinya perubahan iklim.

35. Dalam laporan kelompok kerja II IPPC awal april 2007 dinyatakan juga bahwa : “jika suhu bumi tidak dapat dipertahankan dan naik melampaui 2oC, maka sejumlah katastrofi akan muncul di berbagai belahan bumi. Fenomena yang muncul antara lain ; kenaikan permukaan air laut setinggi 1-6m yang dapat menenggelamkan wilayah pantai di seluruh bumi, meningkatnya kejadian banjir, serta berubahnya siklus hujan. Musim kering akan semakin panjang dan musim hujan dengan intensitas tinggi akan semakin pendek. Banjir dan kekeringan merupakan suatu fenomena umum dalam seabad ke depan, dan bahkan tak lagi bisa dihindari. Selain itu, sejumlah penyakit baru yang menjadi ciri khas daerah tropis akan menyebarkan ke wilayah sub-tropis dan kutub, yang berpotensi mengakibatkan jatuhnya korban.

36. Mencairnya es di daerah kutub merupakan salah satu tanda perubahan iklim di dunia

37. Kaji Ulang • Jelaskan perbedaan antara cuaca dan iklim? • Sebutkan pembagian iklim berdasarkan klasifikasi kÖppen! • Apa saja pengaruh perubahan iklim bumi bagi kehidupan manusia? • Sebutkan kegiatan manusia yang dapat merusak atau mencemari udara? • Bagaimanakah cara penanggulangan atau pencegahan terjadinya peningkatan suhu udara di bumi?

38. Danang Adi Prasetyo