DASAR KLIMATOLOGI

DASAR KLIMATOLOGI

• Tujuan Pembelajaran Umum Mahasiswa dapat menjelaskan pengaruh

radiasi matahari terhadap iklim pada udara di permukaan bumi

 • Tujuan Pembelajaran Khusus Mahasiswa dapat menjelaskan pengaruh

unsur-unsur iklim terhadap kondisi termal udara pada permukaan bumi

Materi Perkuliahan • Unsur- unsur iklim• Radiasi matahari ke permukaan bumi• Radiasi gelombang panjang dari permukaan bumi

ke angkasa• Pemanasan global• Temperatur dan kelembaban udara pada

permukaan bumi, pengembunan dan angin

Unsur-unsur iklim• Klimatologi : studi tentang iklim• Iklim : cuaca yang terjadi sepanjang waktu• Unsur-unsur iklim - radiasi matahari - radiasi gelombang panjang ke langit - kecerahan langit ( kondisi awan) - suhu udara, - kelembaban udara, - kecepatan dan arah angin - presipitasi (hujan, salju, dll).

Cuaca (weather)

• Nilai sesaat dari kondisi atmosfer di suatu tempat • Perubahan yang terjadi dalam jangka waktu yang

pendek( 1 jam< t < 24 jam)• Contoh : jam 10 tanggal 10/10 /2010, 6 º LS, 106º BT,

ketinggian 250 m dpl, penerimaan radiasi surya 150 W/m2, temperatur udara 24ºC, kelembaban udara 50%, tekanan udara 990 mbar, kecepatan angin 2,5 m/s, arah angin barat laut dan kondisi atmosfer atau kondisi awan 0,5.

Iklim• Nilai unsur-unsur cuaca waktu demi waktu selama

24 jam di suatu tempat akan menunjukkan pola siklus perubahan cuaca jurnal.

• Nilai tiap unsur cuaca dirata-ratakan menghasilkan cuaca pada tanggal tersebut.

• Pada tiap tempat, cuaca hari demi hari selalu berubah

• Dalam jangka waktu satu tahun perubahan cuaca biasanya membentuk pola siklus tertentu

• Setelah berlangsung beberapa tahun ( mencapai 30 tahun atau lebih ) rata-rata tiap unsur– unsur cuaca atau iklim mencerminkan sifat atmosfer disebut iklim.

• Unsur-unsur iklim mempengaruhi kenyamanan termal udara di dalam gedung, langsung maupun tak langsung

• Cuaca terus menerus direkam pada jam-jam pengamatan tertentu secara rutin, menghasilkan suatu seri data cuaca dan diolah secara statistika mejadi data iklim.

• Analisis dan penyajiannya dalam bentuk angka rata-rata atau angka sesaat sedangkan grafiknya dalam bentuk garis atau kurva

• Di Indinesia rekaman data cuaca dan iklim dapat diperoleh dari BMKG, LAPAN, atau stasiun cuaca di Lapangan udara .

Radiasi Matahari• gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh matahari • panjang gelombang 0,28 – 3,0 μm• dibagi atas 3 daerah yaitu : ultra violet, gelombang tampak ,

inframerah • Intensitas radiasi matahari pada lapisan luar atmosfir 1367 W/m2• Setelah menembus lapisan atmosfir, intensitas radiasi berkurang

Gelombang tampak

Radiasi Matahari• Awan memantulkan kembali sebagian besar

radiasi matahari ke angkasa • Sebagian lagi mencapai bumi dalam bentuk baur• Distribusi spectrum berubah karena adanya

absorpsi (penyerapan), refleksi (pemantulan) dan pembauran.

Penyerapan • Radiasi matahari diserap oleh atmosfir secara

selektip sesuai panjang gelombang• Hampir semua sinar ultraviolet diserap oleh uap

air dan CO2 Pemantulan• Oleh butiran butiran air dan tidak selektip • distribusi spectrum radiasi yang dipantulkan dan

sumber radiasi adalah sama.Pembauran• Jika radiasi mengenai molekul-molekul / partikel-

partikel dengan dimensi lebih kecil atau sama dengan panjamg gelombang radiasi, maka terjadi refraksi dan pembauran di angkasa

• Pembauran terjadi secara selektif • banyaknya radiasi yang dibaurkan oleh setiap

panjang gelombang adalah sebanding dengan 1/4

• Pada langit yang bersih, molekul-molekul udara lebih banyak membaurkan gelombang pendek warna biru dan violet, sehingga langit menjadi biru

• jika atmosfir berdebu, maka banyaknya panjang gelombang yang dibaurkan bertambah dan langit menjadi putih

• Pola dari variasi radiasi matahari untuk suatu daerah bumi tergantung dari intensitas dan lamanya penyinaran matahari

Pembauran gelombang pendek dan gelombang panjang

• Lamanya penyinaran matahari meningkat pada musim panas dan menurun pada musim dingin dengan naiknya latitude

• Intensitas radiasi pada suatu tempat di bumi tergantung pada:

- Tebalnya lapisan udara, rotasi bumi, perputaran terhadap matahari, inklinasi sumbu terhadap bidang putaran, sudut matahari diatas horizon yang berbeda beda menurut letak geografis dibumi, ketinggian tempat diatas permukaan laut. - Kebersihan langit terhadap awan (debu, co2 dan uap air)

Kerugian kalor dalam bentuk radiasi gelombang panjang.

• Radiasi gelombang pendek dari bumi diserap oleh atmosfir

• Radiasi gelombang panjang dipancarkan ke angkasa • Radiasi gelombang panjang dipancarkan oleh gas-

gas di atmosfir ke semua arah kemudian diserap oleh bumi

• kerugian radiasi netto adalah radiasi dari bumi dikurangi dengan radiasi yang dipancarkan kembali ke bumi oleh atmosfir

Kerugian kalor radiasi

288 Klong waveinfrared

• Kerugian kalor radiasi ini mengecil bila atmosfir banyak mengandung partikel-partikel debu, uap air dan awan

• partikel-partikel air dalam awan menyerap dan memancarkan seluruh gelombang panjang yang dipancarkan dari bumi .

• Kerugian kalor radiasi netto ini membesar bila atmosfir terang dan kering

• Di gurun pasir pada malam hari akan terasa dingin sekali karena radiasi yang dipancarkan oleh bumi keangkasa sangat besar

• Pada siang hari panas sekali karena radiasi yang diterima oleh permukaan bumi maksimum.Keadaan awan

(couldness)

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

% Radiasi yang

keluar

100 98 95 90 85 79 73 64 52 35 15

Temperatur udara• Faktor utama yang menentukan suhu

udara diatas bumi adalah laju aliran pada pada permukaan bumi

• Karena udara transparan, radiasi matahari hanya berpengaruh secara tak langsung

terhadap suhu udara.• Pada siang hari, lapisan udara yang kontak

langsung dengan tanah akan menerima panas secara konduksi

• Lapisan udara diatas tanah akan menerima panas secara konveksi, terjadi turbulensi dan aliran-aliran pusar di udara

• Terjadi pencampuran udara pada lapisan bawah dengan lapisan diatasnya

• Pada malam hari, permukaan bumi akan lebih dingin dari udara karena adanya radiasi gelombang panjang ke udara sehingga udara yang berkontak langsung akan didinginkan

• Tidak terjadi percampuran vertical dari lapisan udara

• Pola-pola dari variasi suhu udara bergantung pada variasi suhu permukaan bumi

• Untuk kondisi radiasi matahari yang sama air dengan massa yang besar lebih lambat dipengaruhi dibandingkan dengan daratan

• Pada garis lintang yang sama permukaan daratan akan lebih panas pada musim panas dan lebih dingin pada musim dingin

• Perbedaan dalam ketinggian juga mengubah suhu udara dan, perubahan temperatur adalah ±1º C untuk setiap perbedaan ketinggian 100 meter.

Tekanan udara dan angin • Sifat angin ditentukan oleh beberapa

keadaan dan faktor-faktor setempat seperti tekanan udara, perputaran bumi,

variasi pemanasan dan pendinginan daratan dan lautan

• Dibumi ini terdapat tempat dengan tekanan yang berbeda-beda dan ada yang pula suatu daerah dengan tekanan yang dapat dikatakan tetap

Kelembaban udara atmosfir • Uap air di udara terutama berasal dari permukaan

laut , penguapan permukaan yang basah, tumbuh-tumbuhan dan genangan air

• uap air ini tersebar dibumi karena angin • Uap air yang dikandung oleh udara pada suatu

tempat belum tentu sama, dan seringkali berlainan

• Kelembaban relative penting bagi kehidupan, kenyamanan, berpengaruh terhadap bahan-bahan

• Kelembaban relatip pada waktu pagi cukup tinggi, menurun pada waktu siang dan meninggi lagi pada waktu sore hari dan maksimum pada waktu malam hari

• keadaan yang jenuh yang dapat mengakibatkan timbulnya kabut ataupun pengembunan.

Pengembunan • Bila suhu udara turun, kapasitas udara

untuk mengandung atau menyerap air juga menurun, jika udara memasuki daerah saturasi, maka uap air akan mengembun

• Bila pendinginan mencapai dibawah keadaan saturasi maka akan terbentuk kabut