Meteorologi Untuk Peserta Refreshing Ankapin III
Oleh : Ir. PRANOTO, M.Si
Widyaiswara Madya Balai Diklat Perikanan Tegal
Kementerian Kelautan dan Perikanan
1. Pengantar
Meteorologi berasal dari kata “meteoro”yang berarti udara atau iklim/cuaca dan “logos”yang berarti ilmu. Jadi “meteorologi” berarti ilmu yang mempelajari tentang udara atau iklim/ cuaca. Dalam meteorologi, terdapat beberapa peralatan yang umum digunakan untuk pengukuran/pengamatan meteorologi, yaitu :
- Anemometer, alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin.
- Thermometer, digunakan untuk mengukur suhu udara.
- Barometer, alat pengukur tekanan atmosfer/udara. Diukur dalam satuan milibar (mb). Ada 2 tipe barometer, yaitu barometer merkuri dan barometer aneroid.
Uraian berikut dapat digunakan sebagai bahan bacaan bagi peserta refreshing atau diklat untuk memperoleh sertifikat kepelautan Ahli Nautika Kapal Penangkapan Ikan Tingkat III (ANKAPIN III).
2. Unsur-Unsur Meteorologi
2.1. Suhu/ Temperatur
Suhu / temperatur udara diukur dengan alat termometer dengan satuan derajat (Celcius, Fahrenheit, Reamur, dan derajat Kelvin). Beberapa jenis termometer yang sering digunakan adalah :
- termometer air raksa (Hg) atau termometer alkohol ;
- termograf, yang dilengkapi dengan alat pencatat suhu secara otomatis ;
- termometer maksimum dan minimum.
2.2. Udara
Udara tersusun dari berbagai gas, dan mempunyai berat. Karenanya udara mempunyai tekanan. Tekanan udara adalah tekanan yang diberikan oleh udara karena beratnya terhadap setiap 1 cm2 bidang di permukaan laut hingga batas atmosfer. Satuan tekanan udara adalah atmosfer (atm) atau milibar (mb). Tekanan udara 1 atm adalah gaya yang diberikan oleh udara pada setiap 1 cm2 bidang di permukaan laut. Gaya tersebut sama dengan tekanan air raksa (Hg) dalam kolom setinggi 76 cm. Besarnya tekanan udara di setiap tempat pada suatu saat berubah-ubah. Makin tinggi suatu tempat dari permukaan laut, makin rendah tekanan udaranya. Hal ini disebabkan karena makin berkurangnya udara yang menekan. Tekanan udara diukur dengan alat barometer. Barometer terdiri dari berbagai macam :
1. Barometer air raksa, yang menggunakan skala milimeter air raksa (mm Hg). Barometer ini diciptakan oleh Torriceli (1643).
2. Barometer Aneroid, yang menggunakan skala milibar (mb).
3. Barograf, yaitu barometer yang secara otomatis mencatat sendiri tekanan udara setiap saat dalam jangka waktu tertentu dalam barogram dengan menggunakan skala milibar (mb).
Sementara itu tekanan udara dapat dibedakan menjadi 3 macam, yaitu:
1) Tekanan udara tinggi, lebih dari 1013 mb.
2) Tekanan udara rendah, kurang dari 1013 mb.
3) Tekanan di permukaan laut, sama dengan 1013 mb.
2.3. Angin
Angin terjadi karena adanya pergerakan udara kearah horisontal. Sedangkan pergerakan udara ke arah vertikal dinamakan aliran udara. Angin selalu bertiup dari udara tekanan tinggi ke arah udara tekanan rendah. Pergerakan ini mengikuti hukum Buys-Balot, yaitu di belahan bumi Utara angin berbelok kekanan, dan dibelahan bumi Selatan angin berbelok kekiri. Angin diberi nama berdasarkan arah darimana angin bertiup. Misalnya angin Barat, berarti angin yang bertiup dari barat. Angin Timur berarti angin yang bertiup dari Tmur, Angin laut berarti angin yang bertiup dari laut, dan sebagainya.
Proses terjadinya angin :
Akibat radiasi matahari, bumi mengalami pemanasan dan pendinginan. Karena permukaan bumi terdiri dari berbagai jenis benda, seperti benda padat, benda cair dan gas, maka akan terjadi perbedaan kekuatan penyerapan dan pantulan radiasi matahari. Daratan (benda padat) apabila mendapat radiasi matahari akan cepat panas, dan apabila tidak mendapat radiasi matahari maka daratan akan cepat dingin. Sedangkan lautan (benda cair) akan lama menjadi panas,dan akan lama pula melepaskan panasnya.
Jenis-jenis angin :
a. Angin darat dan angin laut.
Angin darat dan angin laut terjadi akibat perbedaan sifat pemanasan dari daratan dan lautan. Pada siang hari suhu udara diatas daratan lebih tinggi dari suhu udara diatas laut. Hal ini menyebabkan tekanan udara di atas daratan lebih rendah dari tekanan udara diatas lautan. Akibatnya erjadi pergerakan udara dari laut menuju daratan. Angin ini disebut angin laut. Demikian pula sebaliknya, akan terjadi angin darat, yaitu angin yang bertiup dari darat menuju laut, pada malam hari. Angin laut dapat timbul dari jarak 30 km dan dapat menyusup kedaratan hingga mencapai 48 km.
b. Angin musim.
Angin musim terjadi akibat perbedaan pemanasan antara daratan dan lautan dalam skala waktu dan tempat yang lebih besar, seperti dalam periode yang lama pada benua serta samudera. Di Indonesia, khususnya di Laut Jawa, dikenal adanya angin Barat dan angin Timur. Angin Barat bertepatan dengan musim hujan (Oktober – Maret), dan angin timur pada saat musim kemarau (April – September). Kedua angin tersebut disebut angin musim.
c. Angin pasat.
Angin ini terjadi akibat adanya perbedaan panas yang terus menerus di daerah katulistiwa dan didaerah sub tropis. Keadaan tersebut menyebabkan perbedaan tekanan udara yang konstan/tetap di kedua daerah tersebut yang mengarah ke katulistiwa. Perbedaan tekanan udara tersebut menimbulkan gerakan udara yang disebut angin pasat. Dibelahan bumi / lintang utara, terdapat angin pasat Timur laut, dan di belahan bumi / lintang selatan terjadi angin pasat Tenggara. Hal tersebut sebagai akibat adanya rotasi bumi.
d. Angin siklon dan anti siklon
Siklon adalah suatu tempat (pusat) tekanan rendah yang dilingkari oleh udara yang semakin besar tekanannya. Udara akan bergerak dari luar menuju pusat siklon. Sedangkan anti siklon adalah tempat tekanan tingi yang dilingkari udara yang bertekanan rendah. Udara akan bergerak dari dalam meninggalkan pusat siklon. Angin ini merupakan aliran udara berbentuk seperti pegas yang berputar.
e. Angin lembah dan angin gunung
Angin ini terjadi karena perbedaan jumlah panas pada lembah dan lereng gunung. Pada siang hari, karena radiasi matahari, terjadi pemanasan yang lebih cepat pada lereng gunung daripada di lembah, sehingga suhu lereng gunung lebih tinggi daripada suhu di lembah. Akibatnya terjadi erbedaan tekanan udara dan udara mengalir dari lembah ke lereng gunung. Angin ini disebut angin lembah. Pada malam hari terjadi hal sebaliknya. Udara di lereng gunung lebih cepat dingin daripada dilembah, sehingga udara akan mengalir dari lereng gunung ke lembah, disebut angin gunung.
f. Angin lokal
Angin ini terjadi karena pengaruh cuaca regional maupun lokal dan nama angin yang diberikan merupakan pencerminan dari proses-proses cuaca yang sangat luas. Ada 2 tipe angin lokal, yaitu angin panas dan angin dingin. Angin panas dapat disebabkan oleh pergerakan udara dari daerah sumber panas atau karena adanya pemanasan dinamis dari udara yang turun dari daerah yang lebih tinggi.
Berbagai angin lokal yang terjadi di Indonesia antara lain :
- angin Brubu di Sulawesi Selatan
- angin Bohorok di Sumatera Timur
- angin Gending di Jawa Tmur
- angin Kumbang di Jawa Barat.
g. Angin dingin
Angin dingin dapat berasal dari daerah dingin atau karena adanya aliran udara dari daerah tinggi (bukit) ke lembah.
2.4. Awan
Awan adalah kumpulan titik-titik air atau kristal es yang melayang-layang di atmosfer. Awan terjadi akibat proses kondensasi (berubahnya air dalam bentuk gas menjadi bentuk cair). Mula-mula udara yang mengandung uap air memiliki temperatur tinggi akan membumbung keatas (ke atmosfer), selanjutnya temperaturnya akan turun mencapai titik kondensasi atau melampaui titik kondensasi. Selanjutnya uap air akan menjadi awan. Awan yang terlihat dapat berwarna putih, coklat atau hitam tergantung dari materi apa yang terkandung dalam uap air tersebut. Butir-butir awan sangat halus, berdiameter sekitar 2 – 40 mikron.
Pendinginan uap air dapat terjadi karena :
- Adiabatis, yaitu penurunan suhu udara karena letak ketinggian ;
- Adveksi, yaitu penurunan suhu udara yang sedang bergerak horisontal.
Klasifikasi Awan
a. Awan tinggi, awan yang memiliki ketinggian rata-rata 6.000 meter ( +/- 20.000 kaki). Yang termasuk golongan awan ini adalah :
- Awan Cirrus (Ci) : jenis awan yang berbentuk benang-benang halus, kelompok besar atau kecil yang tersusun oleh kristal-kristal.
- Awan cirrostratus (Cs) : jenis awan yang tipis, nampak seperti kelambu, putih, halus, menutup seluruh angkasa. Terkadang berwarna agak pucat, nampak sebagai anyaman yang tidak teratur. Seringkali cirrostratus yang tipis menimbulkan lingkaran (halo) pada matahari atau bulan.
- Awan Cirrocomulus (Cc) : awan yang berbentuk seperti gerombolan domba, yang menyebabkan adanya sedikit bayangan atau tidak sama sekali.
b. Awan Sedang, yaitu awan yang terletak pada ketinggian 2000 – 6000 meter (+/- 6000 – 20.000 kaki). Yang termasuk golongan awan ini ialah :
- Awan Altostratus (As) : awan yang berbentuk seperti selendang yang tebal. Pada bagian yang menghadap matahari atau bulan awan ini nampak lebih erang.
- Awan Altocomulus (Ac) : jenis awan terlihat berbentuk seperti bulu burung. Oleh para nelayan adanya awan ini dianggap sebagai pertanda akan mendapat banyak ikan. Sebab saat awan tersebut muncul, kondisi cuaca cerah, angin bertiup tidak kencang, sehingga ombak laut relatif tenang. Kawanan ikan cenderung berenang ke permukaan laut sehingga mudah ditangkap oleh nelayan.
c. Awan Rendah, yaitu awan yang terletak pada ketinggian 0 – 2000 meter (+/- , 0 – 6000 kaki). Yang termasuk golongan awan ini ialah :
- Awan Stratocumulus (Sc) : awan yang berbentuk gumpalan-gumpalan kecil, berwarna putih sampai abu-abu. Langit yang berwarna biru sering masih nampak diantara awan ini.
- Awan Stratus (St) : awan yang berwarna keabu-abuan sampai keputih-putihan, bentuk mendatar rata dan tidak ada gumpalan diatasnya. Awan ini apabila letaknya dekat permukaan tanah dikenal dengan sebutan kabut.
d. Awan dengan Perkembangan Vertikal, yaitu awan yang terdapat pada ketingian 500 – 2.000 meter (+/- 1.600 kaki). Yang termasuk golongan awan ini ialah :
- Awan Nimbostratus (Ns) : suatu lapisan awan yang berwarna keabu-abuan, tebal dan sering gelap, sehingga dapat menutupi matahari, diiringi hujan air atau salju yang kontinyu. Pada umumnya awan ini mencapai permukaan tanah.
- Awan Cumulus (Cu) : adalah awan tebal dengan dasar horisontal dan puncak yang bermacam-macam bentuknya. Terbentuk pada siang hari dalam udara yang naik. Sebagian berwarna terang dan sebagian berwarna gelap.
- Awan Cumulunimbus (Cb) : merupakan awan yang memiliki volume sangat besar, padat yang mengembang ke atas, berbentuk seperti menara, gunung. Terdiri atas butir-butir air dan kristal-kristal es. Awan ini dapat menimbulkan hujan air, salju atau es yang lebat dan disertai petir.
Jenis awan yang lain adalah kabut. Kabut adalah awan jenis stratus yang berbentuk cair atau padat, yang terbentuk dekat permukaan bumi, karena kondensasi uap air di lapisan atmosfer terbawah. Kabut ini berbentuk butir-butir halus air, berdiameter +/- 40 mikron, yang nampak melayang-layang hampir sejajar dengan permukaan bumi.
Proses Pembentukan Awan
- Udara tidak jenuh (unsaturated) naik ke atmosfer.
- Semakin tinggi udara tersebut naik maka tekanan akan semakin rendah, akibatnya udara tersebut mengalami pendinginan adiabatik.
- Pendinginan terus berlanjut seiring dengan naiknya udara tersebut.
- Akibat pendinginan tersebut maka udara tidak jenuh akan berubah menjadi udara jenuh (saturated air) dan mengalami proses kondensasi.
- Akibat proses kondensasi tersebut maka uap air tersebut akan berubah menjadi awan.
2.5. Uap Air
Penguapan merupakan proses perubahan air atau es menjadi uap (uap air) karena adanya pemanasan. Penguapan terjadi karena adanya radiasi matahari yang memanasi benda-benda zat cair di permukaan bumi, seperti laut, sungai, tanah dan tanaman yang mengandung air. Uap tersebut akan bergerak keatas menuju atmosfer, yang selanjutnya akan membentuk awan, embun, kabut, dan lain lain.
Beberapa istilah yang terkait dengan penguapan air adalah :
- Evaporasi, ialah penguapan air dari benda-benda cair atau padat.
- Transpirasi, ialah penguapan air yang berlangsung melalui pori-pori tumbuhan.
- Evapotranspirasi, ialah gabungan penguapan air yang terjadi melalui tanah dan massa air di perairan dengan penguapan air melalui tumbuhan.
2.6. Kelembaban Udara
Kelembaban udara adalah banyaknya uap air dalam udara. Uap air dalam atmosfer hanya sekitar 0 % - 5 % dari jumlah massa udara, namun uap air merupakan komponen udara yang sangat penting ditinjau dari segi cuaca dan iklim. Kelemabab udara diukur dengan alat psikrometer, yang diletakkan dalam sangkar cuaca. Beberapa istilah kelembaban udara adalah :
- Kelembaban mutlak (absolut), ialah angka yang menunjukkan berat uap air per satuan volume udara dan dinyatakan sebagai gram/m3 udara. Ukuran ini kurang digunakan dalam meteorologi, karena volume udara selalu berubah-ubah jika suhu udara naik.
- Kelembaban relatif atau nisbi (Relative humidity, disingkat RH). Yaitu perbandingan antara uap air yang betul-betul ada di udara dengan jumlah uap air dalam udara tersebut jika pada suhu dan tekanan yang sama udara tersebut jenuh dengan uap air. Kelembaban ini dinyatakan dengan persen (%).
2.7. Presipitasi
Presipitasi (hujan) adalah air dalam bentuk cair padat yang jatuh dari atmodfer sampai permukaan bumi. Terjadinya presipitasi selalu didahului oleh proses kondensasi dan atau pembekuan uap air. Uap yang terkondensasi akan menjadi awan. Selama buir-butir uap air belum bersatu, ia akan tetap melayang-layang di udara dan tidak akan terjadi presipitasi. Sebaliknya jika butir-butir awan bersatu sehingga menjadi lebih besar dan berat maka awan menjadi tidak kekal dan akan terjadi presipitasi atau turun air hujan ke permukaan bumi.
Klasifikasi Presipitasi
a. Berdasarkan bentuk :
- Hujan (rain), adalah presipitasi yang berbentuk cair, berdiameter 0,5 – 4,0 mm.
- Salju (snow), adalah uap air yang mengalami sublimasi pada suhu udara dibawah titik beku air.
- Hujan es (hailstone), adalah hujan bongkah-bongkah es berdiameter 5 – 50 mm.
b. Berdasarkan proses terjadinya :
- Presipitasi konveksi, berasal dari awan yang terbentuk karena adanya konveksi. Hujan ini umumnya cukup lebat.
- Presipitasi orografis, terjad karena adanya awan yang terbentuk dalam angin yang melewati pegunungan. Hujan ini umumnya cukup lebat.
- Presipitasi frontal, terjadi dari awan yang terbentuk karena adanya pertemuan massa udara panas dan dingin. Hujan ini biasanya tidak lebat, terjadi di daerah sub tropis.
- Presipitasi konvergen, terjadi dari awan yang terbentuk karena adanya konvergen (pertemuan antar udara yang bergerak horisontal dan akhirnya perlahan-lahan bergerak ke atas menjadi awan). Hujan ini biasanya cukup lebat.
3. Beberapa Istilah dalam Meteorologi
Atmosfer, sfer atau ruang di atas permukaan bumi yang berisi percampuran berbagai macam gas sampai ketinggian sekitar 10.000 km dari permukaan bumi. Komposisi atmosfer terbesar adalah gas nitrogen (78%) dan gas Oksigen (21 %), sisanya yang 1 % terdiri dari gas Argon, Karbondioksida, dan lain lain.
- Troposfer, atmosfer pada ketinggian 0 – 14 km
- Statosfer, atmosfer pada ketinggian 14 – 50 km
- Mesosfer, atmosfer pada ketinggian 50 – 80 km
- Termosfer, atmosfer pada ketinggian 80 km keatas.
Isoterm, adalah garis-garis imajiner pada peta yang menghubungkan titik-titik yang memiliki suhu yang sama.
Isovent, adalah garis-garis imajiner pada peta yang menghubungkan titik-titik yang memiliki kecepatan angin yang sama.
Isohyet, adalah garis-garis imajiner pada peta yang menghubungkan titik-titik yang memiliki curah hujan yang sama.
Isogonik, adalah garis-garis imajiner pada peta yang menghubungkan titik-titik yang memiliki penyimpangan magnetik sama.
Isobar, adalah garis-garis imajiner pada peta yang menghubungkan titik-titik yang memiliki tekanan barometrik yang sama.
Monsoon, berasal dari bahasa Arab, yang berarti angin yang berubah secara musiman. Angin di Laut Arab yang berhembus dari lautan ke daratan selama musim panas dan dari daratan kearah lautan pada musim dingin.
Typhoon, nama untuk siklon tropis yang berkembang di Pasifik Utara bagian Barat dan perairan Asia Tenggara. =(Pran, 10/03/2011)
Referensi :
Setiyono, Heryoso. 1996. Kamus Oseanografi. Gajah Mada University Press. Yogyakarta.
Wardiyatmoko K, dan Bintarto HR. 2000. Geografi SUM 1. Penerbit Erlangga. Jakarta
- http://id.wikipedia.org/wiki/Fenomena_meteorologia
- http://id.wikipedia.org/wiki/Awan
- http://id.wikipedia.org/wiki/Meteorologi
