Cuaca adalah keadaan udara pada saat tertentu. Cuaca
terbentuk dari gabungan unsur cuaca di wilayah yang relatif sempit dan pada jangka waktu yang
singkat.Jangka waktu cuaca adalah 24 jam.Ilmu yang mempelajari cuaca disebut
meteorologi.
Iklim adalah rata-rata dari pergantian atau keadaan cuaca
dalam wilayah yang luas dan dalam jangka waktu yang lebih lama (Lebih kurang 30
tahun). Ilmu yang mempelajari tentang iklim disebut klimatologi.
Unsur-unsur cuaca dan iklim meliputi suhu udara,tekanan
udara,angin,kelembapan udara,perawanan dan curah hujan.
1. Suhu Udara
Matahari merupakan sumber panas utama bagi bumi dan
atmosfernya.Namun,panas matahari yang sampai ke permukaan bumi berbeda-beda di
setiap tempat.Hal itu menyebabkan suhu udara disetiap tempat berbeda-beda pula.
Faktor-faktor yang menyebabkan perbedaan suhu udara, antara
lain sebagai berikut :
a. Sudut datang
sinar matahari
yaitu sudut yang dibentuk oleh arah datangnya sinar Matahari
dengan permukaan bumi. Semakin tegak sudut datang sinar, semakin kuat
intensitas penyinaran Matahari dan semakin tinggi pula suhu udara di daerah
tersebut. Sebaliknya, semakin miring sudut datang sinar, semakin lemah
intensitas penyinarannya dan semakin rendah suhu udaranya. Oleh karena itu pada
tengah hari suhu udara kita rasakan sangat panas terik, sedangkan pada pagi dan
sore hari suhu udara kita rasakan sejuk.
b. Lamanya
penyinaran matahari
Lamanya penyinaran matahari di khatulistiwa sebenarnya
diukur selama 12 jam sejak matahari terbit hingga terbenam. Namun, dengan
adanya faktor penghalang misalnya pohon dan bangunan tinggi, pengukuran
tersebut sulit untuk dilakukan. Oleh karena itu, di Indonesia lamanya
penyinaran matahari diukur selama 8 jam mulai dari pukul 08.00 sampai dengan
pukul 16.00. Lamanya penyinaran matahari diukur dengan menggunakan alat
Heliograf. Heliograf dipasang dengan ketinggian 2 meter di atas permukaan
tanah.
c. Ketinggian
tempat
Kita tentu pernah merasakan perbedaan suhu udara di daerah
dataran rendah dengan daerah dataran tinggi atau pegunungan. Suhu udara di
daerah dataran rendah lebih tinggi daripada di daerah dataran tinggi atau
pegunungan. Keadaan tersebut sesuai dengan karakteristik atmosfer, terutama
pada lapisan troposfer, yaitu setiap kenaikan 100 meter suhu udaranya turun 0,5
°C.
d. Kejernihan
atmosfer
Kejernihan atmosfer mempengaruhi besarnya panas matahari
yang sampai ke permukaan bumi. Hal ini disebabkan gas-gas di dalam atmosfer
berpengaruh terhadap pemantulan dan penghamburan sinar matahari. Di daerah yang
atmosfernya kotor hanya menerima panas secara langsung dalam jumlah sedikit,
sedangkan di daerah yang tidak berawan akan menerima panas secara langsung
dalam jumlah yang banyak.
e.Jarak ke laut
Suatu tempat yang dekat dengan laut atau danau suhu udara rata-rata
hariannya tinggi, sedangkan tempat yang jauh dngan laut atau danau suhu udara
rata-rata hariannya rendah keadaan tersebut dipengaruhi oleh sifat air dan
tanah (daratan) dalam menerima panas. Air lebih lambat menerima dan melepaskan
panas, sedangkan daratan lebih cepat dalam menerimadan melepaskan panas panas.
Pengukuran suhu udara pada saat tertentu dapat dilakukan
dengan menggunakan termometer, sedangkan suhu rata-rata haarian diukur selama
satu hari (siang dan malam) dengan termograf. Jasil pencatatannya disebut
termogram.
2. Tekanan udara
Tekanan udara adalah tekanan yang diberikan udara setiap
satuan luas bidang datar dari oermukaan bumi sampai batas atmosfer. Makin tingi
suatu tempat makin rendak kerapatan udaranya. Oleh karena itu, tekanan udara
makin ke atas makin rendah.
Sebaran tekanan udara suatu daerah dapat digambarkan dala
peta yang ditunjukan oleh isobar. Isobar adakah garis yang menghubungkan
tempat-tempat yang mempunyai tekanan udara sama pada saat yang sama pula.
3. Angin
Angin adalah udara yang bergerak karena adanya perbedaan
tekanan udara antara satu tempat dengan tempat yang lain. Adapun penyebab
perbedaan tekanan udara adalah intensitas panas matahari. Udara yng terkena
panas matahari akan mengembang sehingga tekanan udaran menjadi rendah,
sedangkan daerah yang tidak mendapat sinar matahari tekanan udaranya tinggi.
Oleh karena itu, udara bergerak dari daerah yang bertekanan udara tingi menuju
daerah yang bertekanan udara rendah.
Di permukaan bumi daerah yang mempunyai tekanan udara rendah
adalah di daerah khatulitiwa karena selalu mendapatkan sinar matahari. Adapun
di daerah kutub utara dan kutub selatan tekanan udaranya lebih tinggi. Oleh
karena itu, aliran udara bergerak dari daerah kutub menuju khatulistiwa.
Hubunga antara tekanan udara dengan arah angin dinyatakan dalam Hukum Boys
Ballot bahwa udara mengalir dari daerah bertekanan maksimum ke daerah yang
bertekanan minimum.
1) Kecepatan Angin
Besar kecilnya kecepatan angin ditentukan oleh faktor-faktor
sebagai berikut :
a. Besar kecilnya
gaya gradien barometrik.
Gaya gradien barometrik adalah besarnya perbedaan tekanan
udara antara 2 isobar yang bejarak 11 km dan dinyatakasn dalam milibar (mb).
Makin besar perbedaan tekanan udara tersebut, makin cepat angin bergerak.
b. Banyak sedikinya
hambatan.
Faktor yang dapat menjadi hambatan gerakan angin antara lain
relief permukaan bumi, gedung-gedung (bangunan), dan pohon-pohon. Makin banyak
rintangnan yang menghalangi laju gerakan angin, makin lambat gerakan angin
tersebut.
Alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin adalah
anemometer. Ada beberapa jenis anemometer, salah satu jenis adalah anemometer
mangkok. Pada anemometer terdapat peralatan elektronik yang berfungsi mencatat
gerakan angin. Pembacaan alat itu harus dilakukan dalam jangka waktu tertentu,
misalnya harian.
2) Jenis Angin
Tekanan udara berbeda-beda antar tempat dan pada tempat
tertentu dapat berubah secara dinamis. Perbedaan tekanan udara itu menyebabkan
terjadinya angin. Oleh karena itu, angin sangat beragam bergantung tempatnya.
Angin selalu diberi nama sesuai dengan arah asalnnya. Ragam angin di bumi
antara lain sebagai berikut.
a. Angin Barat
Angin barat bertiup dari lintang 35° LU/LS menuju 60° LU/LS.
Karena pengaruh rotasi bumi (gaya coriolis), angin barat mengalami pembelokan
arah. Di belahan bumi utara angin itu menjadi angin barat daya, sedangkan di
belahan bumi selatan menjadi angin barat laut.
b. Angin Kutub
Angin kutub berembus dari daerah bertekanan tinggi di
sekitar kurub ke arah daerah sedang. Di belahan bumi utara, angin tersebut
berembus dari arah timur laut menjadi angin timur kaut, sedangkan di belahan
bumi selatan angin tersebut berembus dari arah arah tenggara menjadi angin
tenggara.
c. Angin Pasat
Angin pasat berembus dari daerah sub tropik (30° LU/LS)
menuju daerah khatulistiwa. Angin itu terbentuk karena adanya ruang kosong di
daerah khatulistiwa akibat pengembangan udara oleh sinar matahari. Ruang kosong
itu kemudia diisi udara yang bertekanan tinggi dari daerah sibtropik. Karena
pengaruh gaya coriolis, udara yang bergerak dari belahan bumi utara dibelokkan
ke kiri sehingga disebut angin pasat timur laut.
d. Angin Siklon
Angin siklon terjadi jika suatu daerah yang bertekanan
rendah dikelilingi oleh suatu daerah yang bertekanan tinggi. Akibatnya,udara
akan mengalir dari daerah bertekanan udara tinggi menuju daerah yang bertekanan
udara rendah. Karena pengaruh gaya coriolis, arah angin mengalami pembelokan.
Jika angin siklon berada di belahan bumi utara, arah angin berputar searah
dengan putaran jarum jam. Jika angin siklon terjadi di belahan bumi selatan,
arah perputarannya berlawanan dengan putaran jarum jam.
e. Angin Anti Siklon
Angin anti siklon terjadi jika suatu daerah yang bertekanan
udara tinggi dikelilingi oleh darah yang bertekanan udara rendah. Di permukaan
bumi daerah anti siklon terutama berada di atas laut atau lautan pada lintang
30° LU/LS. Karena pengaruh gaya coriolis, putaran angi ati siklon di belahan
bumi utara searah dengan putaran jarum jam, sedangkan di belahan bumi selatan
putaran angin anti siklon berlawanan dengan putaran jarum jam.
f. Angin Musim
Angin musim merupakan suatu angin regional yang bertiup di
daerah tropis. Angin musim itu terjadi karena perbedaan suhu udara yang
mencolok antara daratan dan lautan.
Pada periode April –
Oktober, saat matahari di belahan bumi utara, Benua Asia mengalami pemanasan
maksimal. Akibatnya, Benua Asia mempunyai tekanan udara rendah. Adapun di
belahan bumi selatan (Benua Australia) mempunyai tekanan udara yang lebih
tinggi sehingga angin bertiup dari Benua Australia menuju Benua Asia dan
disebut angin muson tenggara. Angin itu hanya membawa sedikit uap air sehinga
pada periode itu di Indonesia mengalami musim kemarau.
Pada periode Oktober – April, saat matahari berada di
belahan bumi selatan, Benua Australia mengalami pemanasan maksimal. Akibatnya,
Benua Australia mempunyai tekanan udara rendah. Adapun di belahan bumi utara
(Benua Asia) mempunyai tekanan udara yang lebih tinggi sehingga angin bertiup
dari Benua Asia menuju Benua Autralia dan disebut angin muson timur.
Karena bertiup melalui Samudera Hindia, angin ini banyak
mengandung uap air sehingga pada periode tersebut di Indonesia mengalami musim
hujan.
g. Angin Darat dan
Angin Laut
Angin darat dan angin laut terjadi akibat adanya perbedaan
sifat pemanasan antara daratan dan lautan. Pada malam hari karena temperatur
laut lebih tinggi daripada daratan, tekanan udara di laut lebih rendah daripada
tekanan udara di darat. Oleh karena itu, terjadi pergerakan udara dari darat
menuju ke laut yang disebut angin darat.
Pada siang hari karena temperatur daratan lebih tinggi
daripada lautan, tekanan udara di daratan lebih rendah daripada tekanan udara
di lautan. Oleh karena itu, terjadi pergerakan udara dari laut menuju ke darat
yang disebut angin laut.
h. Angin Lembah dan
Angin Gunung
Angin lembah dan angin gunung terjadi karena adanya
perbedaan pemanasan di daerah pegunungan. Perbedaan pemanasan itu disebabkan
oleh perbedaan luas lereng gunung dan lembah sehingga terdapat perbedaan jumlah
panas yang diterima pada satu satuan waktu.
Siang hari pemanasan lebih cepat terjaadi pada lereng gunung
sehingga temperaturnya lebi tinggi daripada di lembah. Oleh karena itu, tekanan
udara di lereng gunung menjadi lebih rendah daripada di lembah sehingga terjadi
pergerakan udara dari lembah menuju ke lereng gunung. Pergerakan udara itu
disebut angin lembah.
Malam hari terjadi keadaan sebaliknya, yaitu suhu udara di
lereng gunung lebih rendah daripada di lembah sehingga tekanan udara di gunung
lebih besar daripada di lembah. Oleh karena itu, terjadi pergerakan udara dari
lereng dari gunung menuju lembah. Pergerakan udara itu disebut angin gunung.
i. Angin Fohn
Angin fohn terjadi apabila ada gerakan massa udara yang
menaiki suatu pegunungan dengan ketinggian lebih dari 2.000 meter.Massa udara
yang sampai ke puncak gunung akan mengalami kondensasi dan akibatnya timbul
hujan pada satu sisi lereng. Adapun pada lereng yang lain tidak menjadi hujan
karena terhalang tingginya pengunungan. Daerah yang tidak mengalami hujan
disebut daerah bayangan hujan.
Pada daerah bayangan hujan itu angin dari atas pegunungan
akan bergerak menuruni lereng pegunungan dengan kecepatan tinggi. Halitu
menyebabkan naiknya suhu udara karena setiap turun 100 meter udara naik 1° C.
Dengan demikian angin yang turun bersifat panas dan kering. Angin itulah yang
disebut angin lokal atau angin fohn atau angin terjun.
4. Kelembapan Udara
(Humidity)
Kelembapan udara digunakan untuk menyatakan banyaknya
kandungan uap air di dalam udara.
Uap air merupakan komponen utama yang sangat penting dari
segi cuaca dan iklim. Hal itu disebabkan sebagai berikut :
v Besarnya uap air
merupakan potensi terjadinya hujan (presipitasi).
v Uap air mempunyai
sifat meresap radiasi sehingga menentukan cepatnya kehilangan panas. Dengan
demikian uap air ikut mengatur temperatur.
v Makin besar uap
air di dalam udara, makin besar jumlah energi potensial yang tersedia di dalam
atmosfer dan merupakan sumber atau awal terjadinya hujan angin (storm = badai).
Kandungan uap air di udara dapat dinyatakan delam dua cara,
yaitu kelembapan relatif dan kelembapan absolut.
1) Kelembapan
Relatif
Kelembapan relatif adalah perbandingan antara jumlah uap air
yang terkandung udara dan jumlah uap air maksimum (jenuh) di dalam udara pada
temperatur dan tekanan udara yang sama. Kelembapan relatif dinyatakan dalam
persen.
2) Kelembapan
Mutlak
Kelembapan mutlak adalah jumlah uap air per satuan volume
udara dan dinyatakan dalam g/m³ udaara. Kelembapan absolut tidak umum dipakai
dalam perhitungan karena dapat berubah-ubah akibat perubahan suhu udara.
5. Perawanan
(Cloudness)
Awan terbentuk sebagai akibat adanya kondensasi, yaitu
proses perubahan wujud dari uap air menjadi titik-titik air. Jadi, awan
merupakan kumpulan titik-titik air atau kristal-kristal es yang melayang-layang
di atmosfer. Titik-titk air atau kristal-kristal es itu bukanlah air murni,
melainkan titik-titik air yang mengumpul di sekeliling kondensasi. Inti
kondesasi berupa kristal-kristal garam yang berkumpul 0,1 – 1 mikron yang
berasal dari deburan ombak pantai (surf), debu, serta asap pabrik dan kendaraan
bermotor.
Awan dibagi menjadi 4 kelompok utama,yaitu awan tinggi,awan
sedang,awan rendah dan awan dengan perkembangan vertical.
1) Awan Tinggi (6
-12 km) ditandai dengan kata siro atau sirus.
a. Sirus
Awan yang berwarna putih tipis pada siang hari dan mengkilat
karena banyak mengandung Kristal es.Awan ini sering berwarna merah atau kuning
cerah menjelang dan saat matahari terbit atau setelah matahari terbenam.
b. Awan Sirokumulus
Awan ini berbentuk gumpalan-gumpalan kecil dan tampak
seperti sisik ikan.Awan ini relatif jarang muncul dan selalu bergabung dengan
sirus atau sirostratus.
c. Sirostratus.
Awan ini berwarna putih tipis dan tampak seperti tirai
kelambu yang sangat halus.Oleh karena itu,awan ini dapat membuat langit
kelihatan seperti susu atau memperlihatkan susunan berserat.
2) Awan Sedang
(2-6 km) ditandai dengan kata alto.
a. Altokumulus
Awan yang berwarna putih atau kelabu dan tampak seperti
gumpalan kapas pipih.
b. Altostratus
Awan yang berlapis-lapis seperti pita dan berwarna kelabu.
3) Awan Rendah
(0,8 – 2 km) ditandai dengan kata strato.
a. Stratokumulus
Awan yang bergumpal-gumpal lembut berwarna
abu-abu.Stratokumulus terdiri dari tetes awan dan kadang-kadang mengandung
tetes hujan.Awan jenis ini kadang-kadang juga disertai curahan hujan,namun
intensitasnya kecil.
b. Stratus
Awan-awan seragam
yang berlapis-lapis seperti kabut tipis.Jika awan ini melewati matahari atau
bulan,garis bentuk matahari dan bulan dapat dilihat.
c. Nimbostratus
Suatu lapisan awan rendah berwarna abu-abu gelap,tidak
berbentuk, dan kelihatan basah.Oleh karena berwarna gelap dan tebal sehingga
matahari yang ada dibaliknya tidak terlihat.
4) Awan dengan
Perkembangan Vertikal (<2 km).
a. Kumulus
Awan padat yang berkembang secara vertikal berbentuk kubah
atau menyerupai bunga kol dengan lengkungan bulat berwarna putih cemerlang jika
terkena sinar matahari.
b. Kumulonimbus
Awan besar yang berkembang secara vertikal berbentuk seperti
gunung atau menara.Pada bagian atas berserat dan sering menyebar.Mengandung
tetes hujan yang besar sehingga dapat menimbulkan terjadinya hujan secara
tiba-tiba.
6. Curah Hujan
(Presipitasi)
Hujan adalah curahan butiran air dari atmosfer sampai ke
permukaan bumi, baik berbentuk cair maupun padat (es dan salju). Butiran air
tersebut berasal dari uap air yang mengalami penggabungan antara partikelnya
melalui inti kondensasi dan mengalami penurunan suhu sampai titik embun atau
titik beku.
Berdasarkan proses terjadinya, hujan dikelompokkan menjadi
5, yaitu hujan konveksi (Zenitkal),hujan orografis,hujan frontal,hujan siklonal
dan hujan muson.
1) Hujan Konveksi
(Zenitkal)
Hujan ini terjadi karena massa udara panas membumbung ke atas. Massa udara yang
mengandung uap air tersebut setelah sampai pada lapisan atas, suhunya menjadi
turun dan mengakibatkan kondensasi menjadi awan cumulus atau cumulonimbus. Jika
penguapan tersebut bertambah besar, awan yang hujan-zenithal1.jpgterbentuk juga
semakin tinggi. Pada batas tertentu terjadilah turun hujan mendadak(dapat
disertai dengan adanya petir).
2) Hujan Orografis
hujan-orografik1.jpgProses hujan orografis adalah hujan yang
terjadi karena awan yang membawa hujan diarak oleh angin dari bagian permukaan
bumi yang rendah menaiki lereng gunung atau pegunungan. Pada ketinggian
tertentu, uap air mengalami pendinginan dan mengalami kondensasi, maka
terjadilah hujan di lereng pegunungan tersebut. Jika angin bertiup pada suatu
lereng pegunungan itu, maka hujan orografis (hujan pegunungan) akan terjadi
pula sepanjang tahun. Lereng gunung yang selalu mendapat curah hujan orografis
disebut lereng hadap hujan, sedangkan lereng sebelahnya yang tidak kebagian
curah hujan disebut lereng bayangan hujan.
3) Hujan Frontal
Hujan ini terjadi sebagai akibat pertemuanantara dua massa
udara yang berbeda suhunya,yaitu yang satu panas, sedangkan yang laindingin.
Massa udara yang panas danmengandung uap air bergerak naik sepertimenaiki
lereng di atas massa udara yang dingin.
Udara dingin yang berada di bagian bawah seperti merunduk
menyusup di bawah udara panas. Pertemuan antara udara panas yang membawa uap
air tentu saja sangat terpengaruh. Uap air yang dibawanya mengalami pengembunan
akibat diturunkan suhunya oleh udara dingin. Karena terjadi pengembunan maka
erjadilah hujan yang dinamakan hujan frontal.
4) Hujan
Cyclonal/Siklonal
Hujan yang terjadi karena udara panas yang naik disertai
angin berputar (cyclon). Karena di atas dingin,udara menjadi jenuh.Kemudian
terjadi kondensasi,lalu timbul awan dan turunlah hujan cyclnal.
5) Hujan Muson
Hujan yang terjadi karena
angin muson, udara yang lembab naik ke daratan/pegunungan sehingga
terjadi hujan.Di indonesia,hujan muson terjadi pada bulam oktober sampai april.
