SUHU

SUHU UDARA
Pengertian
Panas = Bentuk energi yang dikandung oleh sebuah
benda dalam satuan kalori (cal) atau joule (J)
► Suhu mencerminkan energi kinetik rata-rata dari gerakan
molekukl-molekul,
►
Ek = ½ m v2 = 3/2 NkT
Ek = energi kinetik rata-rata dari molekul gas
m = massa sebuah molekul
V2 = kecepatan kuadrat rata-rata dari gerakan molekul
N = jumlah molekul per satuan volume
k = tetapan Boltzman
T = Suhu Mutlak (K)
Satuan Suhu
► Celcius
= 0 – 100 oC
► Fahrenheit = 32 – 212 oF
► REamur = 0 – 80 oR
► Kelvin = 0 – 273 K
x oC = (9/5 x + 32) oF
= (4/5 x) oR
= (x + 273) K
Kapasitas Panas dan Panas Jenis
C = ∆Q/∆T
C = kapasitas panas (J Co-1 = J K-1 )
∆Q = penambahan (+) atau pengurangan panas (J)
∆T = perubahan suhu (K), naik (+) atau turun (-)
C=mc
m = massa, c = panas jenis
cv = panas jenis pada volume tetap, cp = panas
jenis pada tekanan tetap
Kapasitas Panas dan Panas Jenis
∆Q/m = cv. ∆T
► Penambahan/pengurangan panas yang sama (∆Q)
akan menghasilkan perubahan (kenaikan/penurunan)
suhu yang lebih besar pada benda dengan panas jenis
c yang lebih besar pula
► Air merupakan penyimpan panas terbaik karena
kapasitas panas yang besar c = 4200 J /kg K,
dibandingkan tanah dengan c = 800 J /kg K
► Udara merupakan penyimpan panas terburuk c = 717
J /kg K (paling cepat panas dan dingin) dibandingkan
daratan dan lautan.
► Kerapatan udara lebih rendah dibandinkan air dan
tanah
► KApasitas panas udara sangat rendah, suhu akan
sangat peka terhadap perubahan energi di permukaan
bumi
►
Proses Pemindahan Panas
► Konduksi
Proses pemindahan panas pada benda-benda
padat seperti tanah
Sebagian energi kinetik benda/medium yang
bersuhu lebih tinggi dipindahkan ke molekul
benda yang bersuhu lebih rendah.
Energi panas seolah-olah merambat melalui
medium tersebut
Konduksi
G = -κ dT/dz
G = fluks panas (W m-2)
κ = konduktivitas panas (W m-2 K-1 )
dT/dz = gradien suhu (K m-1 )
►
►
►
Udara merupakan konduktor terburuk dibandingkan air dan
tanah
Pemindahan panas di udara efektif melalui konveksi
Proses pemindahan panas melalui konduksi di udara
terjadi, terjadi pada lapisan tipis di atas permukaan tanah
(beberapa milimeter) atau konduksi semu.
Konveksi
► Terjadi
pada fluida (cairan dan gas) atau benda
mengalir/bergerak
► Konveksi paksa (forced convection), udara
bergerak melalui lapisan perbatas pada
permukaan kasar sehingga terjadi gerak edi yang
acak
► Konveksi bebas (free covection), udara dipanaskan
oleh permukaan bumi akibat penerimaan radiasi
surya, sehingga udara mengembang dan naik
menuju tekanan yang lebih rendah
Radiasi
F = ε σ T4
►
►
►
►
►
Radiasi yang dipancarkan oleh suatu permukaan
berbanding lurus denganpangkat empat suhu mutlak
permukaan tersebut (hukum Stefan-Boltzman)
Energi radiasi yang dipancarkan oleh permukaan bumi
sebagian diserap oleh atmosferdan sisanya akan keluar dari
sistem atmosfer bumi
Penyerap radiasi gelombang panjang yang efektif adalah
uap air (juga awan) dan CO2
Pada malam hari Awan dapat menjadi menahan jumlah
radiasi bumi yang dipancarkan ke angkasa sehingga
mengurangi penurunan suhu yang ekstrim
Pada pagi hingga sore bumi banyak menerima energi
radiasi surya, sehingga keberadaan awan dapat
menimbulkan pengaruh rumah kaca, karena energi radiasi
gelombang panjang ke angkasa tertahan oleh awan.
Penyebaran Suhu
► Pada
Lapisan Troposfer suhu semakin rendah
menurut ketinggian
► Udara merupakan penyimpan panas terburuk,
suhu sangat dipengaruhi oleh persentuhan
antara daratan dan lautan. Permukaan bumi
merupakan pemasok panas terasa untuk
pemanasan udara.
► Lautan mempunyai luas dan kapasitas panas
terbesar, daratan penyimpan panas yang
lebih buruk. Karena ucara bercampur secara
dinamis, maka pengaruh permukaan lautan
secara vertikal akan lebih dominan
Penyebaran Suhu Global
► Secara
horisontal Suhu permukaan bumi makin
rendah dengan bertambahnya lintang.
► Daerah tropika ( 30oLU-30oLS)merupakan
wilayah penerima radiasi terbanyak.
► Sebagian energi tersebut dipindahkan ke daerah
lintang tinggi untuk menjaga keseimbangan
energi secara global.
► Daerah benua lebih mempunyai suhu lebih
rendah daripada kepulauan pada musim dingin
(winter) tetapi lebih tinggi pada musim panas
Suhu Diurnal dan Harian
► Pada
daerah Tropika suhu rata-rata harian relatif
konstan.dibandingkan Suhu diurnal (variasi siangmalam) yang lebih besar.
► Suhu rata-rata harian di daerah lintang tinggi lebih
besar daripada tropika, karena perbedaan suhu
yang tinggi pada musim panas dan musim dingin.
► Disebabkan perbedaan penerimaan radiasi baik
kerapatan fluksnya maupun panjang/periode
penerimaannya.
Radiasi surya maksimum terjadi pada pukul 12.00.
► Sebelum suhu maksimum, radiasi surya datang masih lebih
besar daripada radiasi keluar berupa pantulan gelombang
pendek dan pancaran radiasi bumi berupa radiasi
gelombang panjang (radiasi netto positif).
► Pemanasan udara berlangsung terus hingga suhu
maksimum tercapai pada pukul 14.00
► Terjadi keterlambaan waktu (time lag) antara radiasi surya
maksimum dan suhu maksimum.
► Suhu akan terus menurun, dan mencapai minimum pada
pagi hari (sekitar 04.00)
►
Alat Pengukur Suhu
► Manual
= Termometer
► Otomatis = termograf, dengan kertas pias
(termogram) sebagai perekam data.
► Alat harus terlindung dari hujan,
pengembunan dan radiasi surya langsung
► Pada stasiun klimatologi, alat diletakkan
pada sangkar cuaca, Stevenson screen.