TEKANAN UDARA INDIKATOR KOMPETENSI MAHASISWA MEMILIKI PENGUASAAN TENTANG PENENTU, FUNGSI, ZONASI, DAN KEDUDUKAN TEKANAN DALAM IKLIM SEBAGAI SISTEM DAN HUBUNGAN DENGAN SISTEM PERTANAMAN
KEPADATAN DAN TEKANAN UDARA Udara tidak terdistribusi merata di permukaan bumi. Di suatu area dengan kepadatan udara rendah (tipis/jarang), tekanan udara permukaan juga rendah, sebaliknya di area dengan kepadatan udara tinggi (tebal/padat), tekanan di permukaan juga tinggi. Udara bergerak dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah yang dipengaruhi oleh Gaya Corriolis.
Tekananudaraadalahgayaberatkolomudaradaripermukaantanahsampaipuncakatmosfer per satuanluas • P = m g/A • P: tekananudara • m: massa (r.V) • g: percepatangravitasi • A: luas • Hubunganperubahantekanan (∆p)denganperubahanketebalanlapisanudara (∆z): • Dp = -r g dz
TEKANAN UDARA SEBAGAI UNSUR DAN PENGENDALI IKLIM • Tekanan udara mempengaruhi perubahan kecepatan angin • Angin berperan langsung terhadap evapotranspirasi, suhu udara dan presipitasi (hujan) • Tekanan udara sebagai pengendali iklim : • Di daerah subtropikberperan sangat besar • Di daerah tropikberperan kecil/tidak nyata
PENYEBAB PERUBAHAN DAN PERBEDAAN TEKANAN UDARA FAKTOR TERMAL • Kerapatan (r) dan massa (m) udara bervariasi dengan suhu Udara yang mendapat pemanasan (suhu meningkat) volume meningkat, kerapatan turun, massa menjadi rendah sehingga tekanan berkurang FAKTOR DINAMIK Gaya Corriolis, gaya gesek
DISTRIBUSI TEKANAN UDARA Vertikal • Atmosferlapisanbawah memiliki kerapatanlebihbesar makinkeatas (menjauhi bumi) tekananudaramakinrendah • Hubungankerapatan, suhudantekananudara: dan P: tekananudara, V: volume udara, n: jumlah mol, m: massaudarakering, M: beratmolekuludarakering, T: suhumutlaklapisanudara (°K),, R: tetapan gas umum (8,3143 J/K/mol)
Gas yang dominan di udara adalah N2 (80%) dan O2 (20%) sehingga : M = (0,8x2x14) + (0,2x2x16) = 28,8 • Dengan memperhitungkan gas-gas yang lain M= 28,97 • P = r Ru T • Ru : tetapan gas untuk udara kering, besarnya = R/M = 8,3143/28,97 = 287 J/K/kg
Penyebaran Horisontal • Penyebaran horisontal berhubungan dengan gaya-gaya yang mengendalikan angin di atmosfer • Isobar: garis yang menghubungkan tempat- tempat bertekanan udara sama • Gradien tekanan: perbedaan tekanan secara horisontal, diukur dari tinggi ke rendah, tegak lurus isobar terdekat • Pada peta tekanan udara, pola yang tergambar muncul dalam bentuk panjang dan bergelombang. Daerah memanjang pada tekanan rendah disebut palung (trough), yang memanjang pada tekanan tinggi disebut punggung (ridge)
PENGUKURAN TEKANAN UDARA • Suatu kolom udara dengan luas penampang 6,45cm2 (1 inci persegi) pada permukaan laut sampai puncak atmosfer, mempunyai berat sekitar 6,66 kg, setara dengan berat kolom Hg setinggi 760 mm • Tekanan 760 mm Hg disebut tekanan normal • Standar tekanan atmosfer dapat dinyatakan dalam 760 mm Hg atau 1013,3 mb. Jadi 1 mm Hg = 4/3 mb • Alat pengukur tekanan udara : Barometer
ANGIN • Angin merupakan udara yang bergerak, mempunyai arah dan kecepatan, timbul karena ada perbedaan kerapatan udara yang menyebabkan perbedaan tekanan udara • Arah gerak udara adalah dari tempat bertekanan tinggi ke tempat bertekanan rendah • Kecepatan angin ditentukan oleh laju perubahan tekanan
GAYA PENGGERAK ANGIN • Gaya gradien tekanan: gaya yang terjadi karena perbedaan tekanan akibat perbedaan suhu. Makin besar perbedaan tekanan makin besar kecepatan angin. Fp = -1/r. dp/dz Fp : gaya gradien tekanan , r: kerapatan udara (1,2 kg/m3), dp/dz: perbedaan tekanan pada jarak tertentu • Gaya Corriolis, timbul karena rotasi bumi • Gaya Sentrifugal • Gaya gesekan
GAYA CORRIOLIS Angular momentum conservation (konservasi momentum angular): suatu obyek yang berputar dekat dengan pusat putaran, putaran harus cepatutk konservasi momentumangular. Sebaliknya jika obyek berputar menjauhi pusat putaran, maka putaran melambat.
Permukaan bumi melengkung mengakibatkan suatu obyek bergerak dengan kecepatan berbeda tergantung pada latitud: Di ekuator (latitud 0°), suatu obyek bergerak pada kecepatan sekitar1700 km/jam Di kutub (latitud 90°), suatu obyek bergerak lamban Di latitude 34°N (Los Angeles), suatu obyek bergerak pada kecepatan1400 km/jam (=860 miles/jam)
Jika suatu benda diam bergerak dari ekuator ke Utaraakan mendekati pusat rotasi bumi, dan akanmemperoleh kecepatan searah rotasi bumi. Ini mengakibatkan pembelokan ke kanan. Hal yang sama, jika suatu benda diam bergerak dari ekuator ke Selatanakan berbelok ke kiri
Sebaliknyasemua obyekdi hemisfer Utara bergerak ke ekuator akan berbelok ke kanan oleh gayaCorriolis, sedangkan semua obyek bergerak ke ekuator di hemisfer Selatanberbelok ke kiri
Topan Katrina 2005 Udara bergerak ke tekanan rendah di pusat topan berbelok ke kanan, menghasilkan gerakan udara spiral ke pusat topan. Arah angin/badai tervisualisasikan oleh awan yang terbentuk
SISTEM ANGIN DUNIA • Skala makro: pola angin umum dunia • Skala meso: pola angin yang terjadi hanya beberapa hari dan meliputi daerah yang kecil, spt angin darat – laut, angin lembah – gunung. • Skala mikro: angin yang bertahan beberapa menit saja, seperti olak, hembusan dan putaran debu.
POLA ANGIN UMUM • Teori Hadley (sirkulasi satu sel): udara hangat dari daerah equator yang bertekanan rendah naik dan mengalir ke arah kutub dan udara kutub yang berat turun dan mengalir di permukaan menuju ke equator. Dengan asumsi: 1. Tidak ada gaya Coriolis, 2. Permukaan bumi rata dan komposisi seragam 3. Letak bumi tidak miring padasumbu (tidak ada perubahan musim)
Secara klimatologi, angin permukaan adalah gerakan udara dari tekanan tinggi ke rendah. Daerah subtropik sebagai daerah bertekanan tinggi terutama diatas lautakibat dari suhu rendah
POLA ANGIN LOKAL Angin lokal terjadi akibat kondisi lokalkarena perbedaan pemanasan (suhu udara) dan topografi. Contoh: angin Bohorok, gending, dsb • Angin Muson (Monsoon) • Angin darat dan angin laut • Angin lembah dan angin gunung
PERAN ANGIN BAGI TUMBUHAN • Dalam klimatologi angin berfungsi pokok memindahkan panas, uap air dan CO2 serta mengendalikan unsur cuaca: kelembaban udara, suhu, dan evapotranspirasi • Sehingga pada tanaman: 1. Transpirasi meningkat dengan peningkatan kecepatan angin 2. Absorpsi CO2 3. Kerusakan mekanik akibat angin kencang
Klasifikasi tanaman berdasar tanggapan terhadap kondisi angin: Exposure evader, toleran dan sensitif • Windbreaker atau shelterbelt : - mengurangi kecepatan angin sehingga bisa mengurangi erosi tanah dan kerusakan mekanik pada tanaman - mencegah fluktuasi suhu siang dan malam yang terlalu besar - mengurangi evapotranspirasi - menekan bahaya frost
