menggunkan berbagai parameter meteorologi

MENGGUNKAN BERBAGAI PARAMETER METEOROLOGI
1.1. Komposisi, struktur, dan distribusi atmosfer
Atmosfer berasal dari dua kata Yunani yaitu atmos berarti uap dan sphaira berarti bulatan,
jadi atmosfer adalah lapisan gas yang menyelubungi bulatan bumi. Atmosfer bumi mempunyai
ketebalan sekitar 1000 km yang dibagi menjadi lapisan-lapisan berdasarkan profil temperatur,
komposisi atmosfer, sifat radioelektrik dan lain-lain. Karena sebaran panas tidak sama di dalam
atmosfer, maka terjadi gejala-gejala cuaca yaitu dari angin lemah sampai sangat kencang di
dalam badai atau siklon, dari cuaca cerah, cuaca berawan sampai hujan dan (shower). Kajian
tentang deskripsi dan pemahaman fenomena atmosfer disebut Sains Atmosfer yang secara tradisi
dibagi menjadi Meteorologi dan Klimatologi.
Berbagai pertimbangan yang menyebabkan ilmuwan tertarik mengkaji atmosfer bumi di
antaranya adalah:

Atmosfer melindungi penghuni bumi dari radiasi gelombang pendek matahari yang
sangat kuat. Jika tak ada atmosfer maka manusia, tumbuhan dan hewan akan menjadi
debu berserakan.

Banyak gejala atmosfer yang menarik dan perlu dikaji, misalnya terjadinya awan dan
hujan, badai guruh, badai tropis, perubahan iklim dan sebagainya.

Atmosfer sebagai bahan alam yang perlu dieksplorasi dan dieksploitasi, misalnya
teknologi hujan buatan, memanfaatkan energi angin dan sebagainya.

Atmosfer sebagai media transportasi udara yang peka terhadap cuaca. Awan
cumulonimbus (cb) merupakan jalan maut bagi dunia penerbangan harus dihindari.

Atmosfer sebagai tempat pembuangan zat pencemar diantaranya zat tersebut ada yang
beracun dan berbahaya bagi manusia.
Atmosfer tropis mencakup daerah antara 23,5º U (tropis Cancer) dan 23,5º S (tropis
Capricorn). Ahli meteorologi sering memakai batas lain untuk mendefiniskan atmosfer tropis
dengan memakai sumbu sel tekanan tinggi subtropis yaitu batas sirkulasi atmosfer yang
didominasi oleh angin timuran di tropis dan angin baratan di subtropis. Batas dari atmosfer tropis
tropis adalah lintang 30º U dan 30º S yang disebut "lintang kuda" (horse latitude). Atmosfer
ekuatorial dapat didefinisikan sebagai atmosfer yang dibatasi oleh lintang 10º U dan 10º S. Jadi
atmosfer di atas wilayah Indonesia dapat dikatakan sebagai "atmosfer ekuatorial".
Komposisi Atmosfer
Tanpa atmosfer, manusia, hewan dan tumbuh-tumbuhan akan mati. Atmosfer bertindak
sebagai pelindung kehidupan bumi dari radiasi matahari yang kuat pada siang hari dan mencegah
hilangnya panas ke ruang angkasa pada malam hari. Atmosfer menyebabkan hambatan bendabenda yang bergerak melaluinya sehingga sebagian meteor yang melalui atmosfer akan menjadi
hancur sebelum mencapai permukaan bumi. Atmosfer bersifat dapat dimampatkan (kompresibel)
sehingga lapisan atmosfer bawah lebih padat daripada lapisan di atasnya, akibatnya tekanan
udara berkurang sesuai dengan ketinggian. Massa total atmosfer sekitar 56 x 1014 ton, setengah
dari massanya kira-kira terletak dibawah 6.000 m dan lebih dari 99% terletak di dalam lapisan
35.000 m dari permukaan bumi.
Lapisan atmosfer merupakan campuran dari gas yang tidak tampak dan tidak berwarna.
Empat gas, nitrogen, oksigen, argon dan karbondioksida meliputi hampir seratus persen dari
volume udara kering, lihat tabel 1. Gas lain yang stabil adalah neon, helium, metana, kripton,
hidrogen, xenon dan yang kurang stabil termasuk ozon dan radon juga terdapat di atmosfer
dalam jumlah yang sangat kecil.
Selain udara kering, lapisan atmosfer mengandung air dalam ketiga fasanya dan aerosol
atmosfer.
Oleh karena itu, udara kering yang murni di alam tidak pernah ditemui karena 2 alasan,
yakni adanya uap air di udara yang jumlahnya berubah-ubah dan selalu ada injeksi zat ke dalam
udara, misalnya asap dan partikel debu. Udara seperti ini disebut udara alam.
Tabel 1. Gas utama dalam udara kering
Gas atmosfer yang penting dalam proses cuaca adalah uap air (H2O) karena dapat berubah
fasa menjadi fasa cair dan padat, karbondioksida (CO2) karena bertindak sebagai gas rumah kaca
dan ozon (O3) karena dapat menyerap radiasi ultraviolet matahari berenergi tinggi yang sangat
berbahaya bagi tubuh manusia.
Oksigen (O2) sangat penting bagi kehidupan, yaitu untuk mengubah zat makanan menjadi
energi hidup. Oksigen dapat bergabung dengan unsur kimia lain yang dibutuhkan untuk
pembakaran.
Karbondioksida (CO2) dihasilkan dari pembakaran bahan bakar, pernafasan manusia dan
hewan, kemudian dibutuhkan oleh tanaman. Karbon dioksida menyebabkan efek rumah kaca
(greenhouse) transparan terhadap radiasi gelombang pendek dan menyerap radiasi gelombang
panjang. Kenaikan konsentrasi CO2 di dalam atmosfer akan menyebabkan kenaikan suhu
permukaan bumi dan menimbulkan pemanasan global. Sejak revolusi industri, konsentrasi CO2
terus naik yang antara lain disebabkan kenaikan pemakaian bahan bakar karbon dan hidrokarbon.
Nitrogen (N2) terdapat di udara dalam jumlah yang paling banyak yaitu, meliputi 78
bagian. Nitrogen tidak langsung bergabung dengan unsur lain, tetapi pada hakikatnya unsur ini
penting karena bagian dari senyawa organik.
Neon (Ne), argon (Ar), xenon (Xe) dan krypton (Kr) disebut gas mulia, karena tidak mudah
bergabung dengan unsur lain. Meskipun gas ini kurang penting di atmosfer, namun neon
biasanya dipakai dalam iklan dan argon dipakai untuk bola lampu cahaya listrik.
Helium (He) dan hidrogen (H2) sangat jarang di udara kecuali pada paras yang tinggi. Gas
ini adalah yang paling ringan dan sering dipakai untuk mengisi balon meteorologi.
Ozon (O3) adalah gas yang paling aktif dan merupakan bentuk lain dari oksigen. Gas ini
terdapat terutama pada ketinggian antara 20 dan 30 km di atas permukaan laut (dpl). Ozon dapat
menyerap radiasi ultra violet yang mempunyai energi besar dan berbahaya bagi tubuh manusia.
Uap air (H2O) sangat penting dalam proses cuaca atau iklim karena dapat berubah fasa
(wujud) menjadi fase cair atau padat melalui kondensasi dan deposisi. Perubahan fase air yang
mungkin dapat dilukiskan pada gambar 1. Uap air terdapat di atmosfer sebagai hasil penguapan
dari laut, danau, kolam, sungai dan transpirasi tanaman.
Dari waktu tinggal di atmosfer , maka unsur-unsur udara dapat diklasifikasikan menjadi 3
golongan:
1. Gas permanen dengan waktu tinggal sangat lama, misalnya waktu tinggal He = 2 juta tahun.
2. Gas semi permanen dengan waktu tinggal beberapa bulan sampai tahun misal: CO2 = 0,35
tahun dan CH4 = 3 tahun.
3. Gas variabel dengan waktu tinggal dari beberapa hari sampai minggu. Unsur-unsur ini adalah
gas aktif secara kimia. Siklusnya berkaitan dengan siklus air (cuaca),misalnya waktu tinggal
uap air berorde 10 hari.
Sampai pada ketinggian lebih dari 60 km, proporsi gas relatif masih tetap, kecuali fasa gas
air (uap air). Sekitar 99% didominasi oleh gas nitrogen dan oksigen, dan yang paling banyak
jumlahnya di atmosfer adalah nitrogen. Proporsi gas atmosfer berubah jika udara ditinjau
bersama dengan komposisi uap airnya. Secara praktis, atmosfer dapat berada pada tempat yang
langka uap air (kebasahan) dapat mencapai 4%. Meskipun berat molekuler uap air lebih kecil
daripada berat molekuler beberapa gas lain, namun uap air ini berada dalam ketebalan beberapa
kilometer atmosfer paling bawah. Hal ini dapat dimengerti bila disadari bahwa sumber uap air
atmosferik secara langsung adalah lautan yang mencakup 70% luas permukaan bumi dan bahwa
suhu udara di dalam troposfer sangat dingin sehingga air tak dapat mempertahankan wujudnya
dalam bentuk gas. Air dalam atmosfer dapat berada dalam ketiga wujud (fasa). Perubahan fasa
cair (air) menjadi gas (uap air) disebut penguapan (evaporasi) dan sebaliknya disebut
pengembunan (kondensasi). Perubahan fasa cair menjadi fasa padat (es) disebut pembekuan dan
sebaliknya disebut pencairan. Perubahan fasa es menjadi fasa uap disebut sumblimasi dan
sebaliknya disebut deposisi (Gambar 1).
Gambar 1. Perubahan fasa air
Atmosfer selalu dikotori oleh debu. Debu ialah istilah yang dipakai untuk benda yang
sangat kecil sehingga sebagian tidak nampak kecuali dengan mikroskop. Di pegunungan jumlah
debu hanya beberapa ratus partikel tiap cm3, tetapi di kota besar, daerah industri dan daerah
kering jumlah debu dapat mencapai 5 juta tiap cm3. Konsentrasi debu pada umumnya berkurang
dengan bertambahnya ketinggian, meskipun debu meteorik dapat dijumpai pada lapisan atmosfer
atas. Partikel debu yang bersifat higroskopis akan bertindak sebagai inti kondensasi. Debu
higroskopis yang penting adalah partikel garam, asap batu bara atau arang. Kabas (smog)
singkatan dari kabut dan asap (smoke and fog) adalah kabut tebal yang sering dijumpai di daerah
industri yang lembap. Debu dapat menyerap, memantulkan dan menghamburkan radiasi yang
datang. debu atmosferik dapat tersapu turun ke permukaan bumi oleh curah hujan, tetapi
kemudian atmosfer dapat terisi partikel debu kembali.
Atmosfer juga mengandung jenis bahan yang bukan bagian dari komposisi gas. Beberapa
jenis dari bahan ini adalah partikel garam, partikel debu dan tetes air. Bila uap air yaitu bagian
dari udara natural (alam) berubah menjadi cair atau padat (partikel air dan es) maka partikelpartikel ini menjadi benda asing dalam atmosfer,dan menyebabkan awan, kabut, hujan, salju,
embun atau batu es (hailstone). Perubahan wujud (fasa) uap air di udara sangat penting dalam
menentukan kondisi cuaca.
Struktur Vertikal Atmosfer
Jika suhu dipakai sebagai dasar pembagian atmosfer, maka diperoleh lapisan troposfer,
stratosfer, mesosfer dan termosfer (Gambar 2). Lapisan troposfer dan stratosfer dipisahkan
dipisahkan oleh lapisan tropopause. Lapisan stratosfer dan mesosfer dibatasi oleh lapisan
mesopause dan puncak termosfer disebut termopause.
Gambar 2. Pembagian lapisan atmosfer berdasarkan profil suhu vertikal. Garis titik-titik
menunjukkan puncak masing-masing lapisan
Perubahan suhu udara di atmosfer secara vertikal (menurut ketinggian) berbeda-beda yang
dapat dikelompokkan menjadi tiga hal. Perubahan suhu (dT) terhadap ketinggian (dz) dinyatakan
oleh dT/dz.
1) dT/dz > 0 suhu naik, dengan bertambahnya ketinggian. Hal ini disebut inversi suhu.
2) dT/dz = 0 suhu tetap walaupun ketinggian berubah. Hal ini disebut isotermal.
3) dT/dz < style="font-style: italic;">lapse rate.
Rincian tiap lapisan atmosfer adalah sebagai berikut :
1. Troposfer
Secara harafiah troposfer (tropo: berubah, dan sphaira: bulatan atau lapisan) adalah lapisan
yang berubah-ubah. Gejala cuaca, misalnya awan, hujan, badai guruh dan lain sebagainya terjadi
pada lapisan troposfer.
Beberapa ciri khas dari lapisan terbawah atmosfer ini diantaranya adalah :

Terdapat pada ketinggian mulai dari permukaan laut hingga ketinggian 8 km di daerah
kutub dan 16 km di ekuator. Rata-rata ketinggian puncak troposfer di seluruh dunia
adalah 12 km.

Satu-satunya lapisan atmosfer yang mengandung air (air, uap maupun es) dan
berlangsung evaporasi dan kondensasi.

Ruang terjadinya sirkulasi dan turbulensi seluruh bahan atmosfer sehingga menjadi satusatunya lapisan yang mengalami pembentukan dan perubahan cuaca seperti: angin, awan,
presipitasi, badai, kilat dan guntur.

Kecepatan angin bertambah dengan naiknya ketinggian dan di troposfer ini pemindahan
energi berlangsung. Radiasi surya menyebabkan pemanasan permukaan bumi yang
selanjutnya panas tersebut diserap oleh air untuk berubah menjadi uap. Oleh proses
evaporasi, energi panas diangkat oleh uap ke lapisan atas yang lebih tinggi berupa panas
laten. Setelah terjadi pendinginan akhirnya berlangsung proses kondensasi, uap air
berubah menjadi titik-titik air pembentuk awan, sedangkan panas latennya dilepas
memasuki atmosfer dan menaikkkan suhunya. Troposfer sangat sedikit menyerap radiasi
matahari, sebaliknya permukaan bumi banyak menyerap panas pada troposfer melalui
konduksi, konveksi dan panas laten kondensasi atau sublimasi yang dilepaskan ketika uap
air berubah wujud menjadi tetes air atau kristal es.

Pada lapisan ini suhu udara turun dengan bertambahnya ketinggian (dT/dz <0).

Pada atmosfer normal, suhu troposfer berubah dari 15 ºC pada permukaan laut menjadi 60 ºC di puncak atmosfer. Tekanan dan kerapatan udara di permukaan laut masingmasing adalah 1013,2 mb dan 1,23 kg/m 3
Gejala lapse rate berhenti pada ketinggian 8 km di atas kutub dan sekitar 16 km di atas
ekuator. Ketinggian itu disebut tropopause, yakni lapisan ketinggian atmosfer dengan dT/dz = 0.
Pada lapisan ini turbulensi udara tidak terjadi.
2. Stratosfer
Stratosfer (strata: lapisan, dan sphaira: bulatan) artinya bulatan (lapisan) yang berlapis,
karena pada lapisan stratosfer terdapat juga lapisan ozon (ozonosfer). Stratosfer terletak di atas
troposfer pada ketinggian 10 dan 60 km. Karena tropopause lebih tinggi di ekuator daripada di
kutub, maka stratosfer lebih tipis di ekuator daripada di kutub. Di ekuator, tropopause
mempunyai ketinggian 18 km dengan temperatur sekitar -80 ºC, sedangkan di kutub tropopause
hanya mencapai ketinggian 6 km dengan temperatur -40 ºC.
Stratosfer ditandai oleh susut temperatur negatif atau kenaikan temperatur terhadap
ketinggian (inversi suhu), disebabkan ozonosfer yang menyerap radiasi ultra violet berenergi
tinggi dari matahari. Pertukaran antara gas troposfer dan stratosfer sangat kecil karena stratosfer
adalah lapisan yang stabil/ inversi suhu. Lapisan ini tidak mengalami turbulensi atau sirkulasi.
Stratosfer merupakan lapisan atmosfer utama yang mengandung gas ozon. Proses
pembentukan dan penguraian mencapai kesetimbangan hingga membentuk lapisan ozon.
3. Mesosfer
Mesofer (meso: tengah, dan sphaira: bulatan) artinya lapisan gas bagian tengah yang
meyelubungi bulatan bumi. Mesosfer terletak di atas stratopause dari ketinggian 60 - 85 km,
dengan ditandai susut temperatur positif (perubahan suhu terhadap ketinggian (dT/dz) adalah
lapse rate) dengan gradien temperatur berorde 0,4 ºC per 100 meter. Puncak mesosfer dibatasi
oleh mesopause dengan perubahan suhu terhadap ketinggian mulai bersifat isotermal dan
permukaan yang mempunyai temperatur paling rendah di atmosfer, sekitar -100 ºC. Lapisan ini
tidak mengalami turbulensi/sirkulasi udara dan merupakan daerah penguraian O2 menjadi atom
O. Lapisan mesosfer tumpang tindih (overlaps) bersamaan dengan ionosfer bawah.
4. Termosfer
Termosfer (termo: panas, dan sphaira: bulatan) artinya lapisan panas yang menyelubungi
bulatan bumi pada ketinggian 85 km sampai 300 km. Termosfer ditandai oleh sifat susut
temperatur negatif (sifat perubahan suhu terhadap ketinggian adalah inversi suhu) atau kenaikan
temperatur dari -100 ºC sampai ratusan bahkan ribuan derajat. Lapisan ini berisi molekul dan
atom N2, O2, N dan O. Lapisan tempat berlangsungnya proses ionisasi gas N2 dan O2, sehingga
lapisan termosfer sering disebut lapisan ionosfer. Di atas ketinggian 100 km pengaruh radiasi
ultraviolet dan sinar X makin kuat. Kenaikan temperatur disebabkan termosfer menyerap radiasi
EUV (extreme ultravilolet). Karena semakin ke atas konsentrasi atmosfer makin kecil makin
kecil maka perpindahan panas menjadi sulit, sehingga temperatur konstan. Bagian atas mesosfer
disebut termopause yang meluas dari ketinggian 300 km sampai pada rumbai-rumbai bumi
(fringe of the earth) sekitar 1000 km.. Termopause adalah paras transisi ke profil temperatur
yang mendekati isotermal atau temperatur konstan. Termosfer dan termopause meluas ke atas
sampai berbaur dengan atmosfer matahari ribuan kilometer di atas permukaan bumi dan dalam
perluasannya sebagian gas ini terionisasi. Temperatur termopause adalah konstan terhadap
ketinggian tapi bervariasi terhadap aktivitas matahari.
Dampak aktivitas manusia terhadap atmosfer dan akibatnya pada kesehatan manusia dan
lingkungan sangat signifikan. Karbondioksida (CO2) sebagai rumah kaca mempunyai efek
pemanasan permukaan bumi. Karbonmonoksida (CO) secara kimia adalah gas aktif dan sangat
beracun. Gas ini sangat berbahaya bagi kesehatan jika kadar CO melebihi 100 ppm = 0,01%.
Belerang dioksida (SO2) dan asam belerang (H2SO4) lebih beracun lagi. Jika asam belerang
terhirup oleh pernafasan maka akan terjadi kerusakan jaringan secara permanen. Gas buang
industri hidrogen sulfida (H2S) dalam dosis tinggi sangat mematikan. Hidrogen fluorida (HF)
yang dihasilkan oleh proses industri adalah salah satu bahan kimia yang sangat korosif. Aerosol
atmosferik akibat aktivitas manusia maupun dihasilkan secara alamiah mempunyai dampak
pendinginan terhadap atmosfer jika partikel ini memantulkan kembali radiasi, atau mempunyai
dampak pemanasan jika partikel ini menyerap radiasi matahari. Reduksi kadar ozon stratosferik
atau penipisan ozonosfer dapat menyebabkan kanker kulit, meningkatkan penyakit katarak,
menurunkan sistem kekebalan tubuh, penurunan jumlah plankton di laut dan penurunan hasil
pertanian.
1.2. Parameter meteorologi
Meteorologi adalah ilmu yang mempelajari tentang atmosfer bumi. Atmosfer adalah
selubung gas yang menyelimuti bumi atau kumpulan partikel-partikel gas yang menyelimuti
permukaan bumi.
Atmosfer juga terdiri dari fluida dan partikel. Partikel-partikel dibagi menjadi 2 jenis, yaitu
:
1. Partikel basah, contohnya hujan.
2. Partikel kering, contohnya debu, uap air laut, gas pembakaran hutan.
Cuaca
adalah
keadaan
fisis
atmosfer
di
suatu
saat
pada
suatu
tempat.
Iklim adalah keadaan rata-rata cuaca pada suatu periode yang cukup lama atau daerah yang
cukup luas.
Observasi udara permukaan suatu pengamatan yang dilakukan oleh Badan Meteorologi
Klimatologi dan Geofisika. Observasi udara permukaan biasa disebut Observasi Synoptik.
Synoptik sendiri berasal dari bahasa Yunani dan terdiri atas dua kata, yaitu Syn yang artinya
bersama dan Optik yang artinya melihat. Jadi, Synoptik dapat diartikan dengan pengamatan
secara serentak pada waktu yang sama.
Dalam kaitannya dengan obsevasi synoptik kita tidak akan pernah lepas dari observasi atau
pengamatan dan obsever. Observasi atau pengamatan didefinisikan sebagai suatau rangkaian
proses kegiatan mengadakan, berdasarkan aturan atau prosedur yang ditetapkan untuk menilai
suatu atau lebih parameter tertentu untuk mendapatkan hasil (output) secara kuantitatif dan atau
kualitatif. Kegiatan mengadakan adalah kegiatan untuk membuat ada dari tidak ada. Aturan atau
prosedur sendiri adalah suatau tahapan yang harus dilalui, parameter - parameter yang diamati
atau dinilai dalam pengamatan synoptik antara lain :
• Suhu atau Temperatur Udara (T)
• Kelembaban Udara (RH)
• Penynaran Matahari (S)
• Penguapan (E)
• Precepitation
• Visibiliti
• Awan Rendah
• Keadan Tanah
Dari hasil pengamatan ini akan diperoleh output berupa data cuaca. Data adalah sesuatu
yang tidak bisa dirubah, berupa informasi, angka, tulisan konsep,gambar, dan lain - lain. Sifat
data ada dua, yakni :

Kuantitatif, hasil pengukuran berupa angka.

Kualitatif, hasil pengukurannya berupa informasi atau keterangan-keterangan.
Data ini nantinya diolah dikode, di sandi atau dihitung untuk menjadi berita cuaca (berita
Synoptik) yang merupakan informasi cuaca berupa angka – angka sandi dari hasil pengamatan
synoptik.
Cuaca adalah gabungan dari gejala – gejala alam yang menentukan kondisi udara pada
suatu tempat dan dalam waktu yang sangat singkat. Cuaca hanya terjadi pada lapisan terbawah
atmosfer yaitu Troposfer.
Cuaca utamanya terjadi akibat akibat penyinatan matahari. Energi radiasi matahari
memasuki bumi melalui atmosfer. Radiasi matahari ini sampai di permukaan bumi sehingga
membuat suhu di permukaan bumi meningkat. Namun energi radiasi matahari yang diterima
tidak sama di permukaan bumi yang satu dengan yang lainnya, sehingga suhu di permukaan pun
tidak sama.
Perbedaan suhu ini menyebabkan perbedaan tekanan sehingga, timbulah angin. Panas
radiasi matahari juga menyebabkan terjadinya penguapan (evaporasi) baik dilaut maupun di
perairan darat. Menguapnya air meningkatkan kelembaban udara. Uap air terus - menerus naik
hingga ketinggian tertentu. Pada ketinggian tertentu uap air berkondensi menjadi awan, awann
semakin besar, setelah tidak bisa menahan bobot air, maka turunlah hujan. Berbagai fenomena
cuaca ini juga mempengaruhi jarak pandang (visibiliti) dan keadaan tanah.
Sinar matahari yang sampai ke permukaan bumi mempengaruhi berbagai unsur cuaca,
diantaranya :
1. Suhu Udara
Sinar matahari dapat mempengaruhi suhu di permukaan bumi. Sinar matahari yang sampai
ke permukaan bumi akan menyebabkan permukaan bumi menjadi panas yang akibatnya suhu
meningkat. Dalam pengamatan synoptic, suhu udara diukur dengan menggunakan thermometer
dengan satuan derajat celcius (C).
2. Tekanan Udara
Satuan yang dipakai dalam mengukur tekanan udara adalah milibar (mb) dengan membaca
skala barometer.
3. Angin (Wind)
Dalam pengamatan synoptic, angin yang diamati meliputi arah (dd) dan kecepatan (ff).
Adapun alat yang dipergunakan adalah anemometer.
4. Penguapan (Evaporasi)
Sinar matahari yang sampai ke permukaan bumi terutama pada permukaan laut akan
menyebabkan terjadinya penguapan. Dalam pengamatan synop, penguapan diukur menggunakan
evaporimeter (panci penguapan).
5. Awan (Cloud)
Dalam synop, pengamatan awan meliputi jumlah awan (N), tinggi awan (h), jenis awan
(C), arah awan (D), dan sudut elevasi puncak awan. Jumlah awan maksimum yang diamati
sebanyak 8 oktas. Tinggi awan mencakup tinggi dasar awan (base cloud) dan tinggi puncak awan
(top cloud). Jenis awan terdiri dari Cirrus (Ci), Cirrocumulus (Cc), Cirrostratus (Cs),
Altocumulus (Ac), Altostratus (As), Nimbustratus (Ns), Stratocumulus (Sc), Stratus (St),
Cumulus (Cu), dan Cumulusnimbus (Cb). Arah awan yang diamati meliputi arah mata angin,
sedangkan sudut elevasi puncak awan diamati hanya pada awan konventif,yaitu Cumulus (Cu),
dan Cumulusnimbus (Cb).
6. Curah Hujan
Alat yang dipakai untuk mengukur curah hujan adalah penakar hujan dengan satuan
millimeter (mm).
7. Visibility
Visibility adalah jarak pandang mendatar.
8. Kelembaban Udara (RH)
Kelembaban udara dapat diamati dengan memperhatikan thermometer bola basah dan bola
kering atau dengan menggunakan hygrometer.
9. Weather (Keadaan Cuaca)
Dalam pengamatan, keadaan cuaca meliputi cuaca sekarang (present weather) dan cuaca
yang lalu (past weather).
10. Radiasi matahari
Pengamatan radiasi matahari meliputi lama penyinaran (duration) dengan alat Campbell
Stokes dan intensitas dengan alat Actinograph.
Beberapa pengertian pengamtan synop adalah :
1.
Kegiatan penilaian cuaca lebih dari 1 (satu) jenis parameter atau unsur - unsur
cuaca yang mengambarkan udara baik yang ada di udara atau di atmosfer.
2.
Merupakan kegiatan penilaian lebih dari 1 (satu) jenis parameter atau unsur – unsur
cuaca yang dilakukan secara serentak di permukaan bumi dan wajib dilaporkan.
3.
Kegiatan pengamatan cuaca yangdilakukan secara serentak pada jam yang sama
dengan alat ukur standar atau tanpa alat ukur dalam aturan yang telah ditetapkakn
oleh WMO, yang hasil pengamatannya wajib dipertukarkan secara global pada jam
– jam yang telah di tentukan.
Pengertian pengamatan secara mendetail :
“Rangkaian proses pengamatan cuaca yang dikerjakan oleh obsever secara serentak pada jam
yang sama berdasarkan aturan atau prosedur yang ditetapkan, dengan menggunakan alat ukur
yang standar maupun tanpa alat ukur untuk mengadakan data cuaca yang lengkap yang
lengkap, tepat dan akurat baik dari segi kulitas maupun kuantitas yang hasil akhirnya berupa
berita synop yang wajib dikirimkan secara real time pada jam – jam yang sudah ditetapkan.”
1.3. Lapisan atmosfir
Lapisan-lapisan Atmosfer dibagi menjadi 5 macam menurut ketinggiannya. yaitu:
Troposfer (0–15 km)
Troposfer berada pada lapisan atmosfer paling bawah. Manusia dan makhluk hidup lain
hidup di lapisan ini. Lapisan ini menjadi tempat akumulasi gas-gas oksigen, nitrogen, dan karbon
dioksida. Uap air dan karbon dioksida yang banyak terdapat pada lapisan ini berfungsi menjaga
keseimbangan panas permukaan Bumi, terutama yang ditimbulkan oleh radiasi sinar inframerah
dari Matahari. Pada lapisan ini terjadi penurunan suhu seiring dengan peningkatan ketinggian
karena sangat sedikit penyerapan radiasi gelombang pendek dari Matahari.
Stratosfer (15–50 km)
Stratosfer mempunyai dua lapisan molekul-molekul gas tipis yang tidak terdapat troposfer.
Lapisan bawah mengandung bahan sulfat yang memengaruhi terjadinya hujan. Di stratosfer
bagian atas terdapat lapisan ozon terbesar. Stratosfer adalah lapisan inversi, yaitu semakin tinggi
dari permukaan Bumi, suhu udara akan meningkat. Kenaikan suhu ini disebabkan oleh lapisan
ozon yang menyerap radiasi ultraviolet dari Matahari. Bagian stratosfer paling atas disebut
stratopause, yaitu lapisan yang membatasi stratosfer dan mesosfer.
Mesosfer (50–85 km)
Suhu udara di lapisan mesosfer sangat dingin mencapai –100°C. Suhu yang sangat dingin
ini menyebabkan meteor-meteor dari luar angkasa yang sangat panas pecah dan berubah menjadi
batuan-batuan kecil yang tidak membahayakan kehidupan di Bumi. Di mesosfer terdapat lapisan
ion atau udara bermuatan listrik yang disebut lapisan D. Lapisan D terbentuk karena sinar
ultraviolet pada molekul-molekul udara bertemu dengan elektron bermuatan listrik negatif.
Awan sinar malam yang berasal dari uap air atau debu meteorit muncul pada lapisan ini.
Termosfer (85–500 km)
Pada lapisan termosfer terjadi ionisasi gas-gas oleh radiasi matahari sehingga lapisan ini
dikenal juga dengan ionosfer. Berkat adanya gasgas yang mengalami ionisasi ini, sinyal-sinyal
radio komunikasi dari permukaan Bumi dapat dipantulkan kembali ke Bumi, sehingga aktivitas
komunikasi dapat terjadi. Pada lapisan ini terdapat pula sinar kutub (aurora) yang muncul di kala
fajar atau petang.
Eksosfer (lebih dari 500 km)
Kandungan gas utama pada lapisan eksosfer adalah hidrogen. Kerapatan udaranya semakin
tipis sampai hampir habis di ambang luar angkasa. Cahaya redup yaitu cahaya zodiakal dan
gegenschein muncul pada lapisan eksosfer. Cahaya ini sebenarnya merupakan pantulan sinar
matahari oleh partikel debu meteorit yang jumlahnya banyak dan melayang di angkasa. Satelitsatelit buatan biasanya berada di lapisan ini
1.4. Jenis-jenis awan
Bentuk awan bermacam macam tergantung dari keadaan cuaca dan ketinggiannya. Tapi
bentuk utamanya ada tiga jenis yaitu, yang berlapis-lapis dalam bahasa latin disebut stratus, yang
bentuknya berserat-serat disebut cirrus, dan yang bergumpal-gumpal disebut cumulus (ejaan
Indonesia: stratus, sirus, dan kumulus).
Di daerah rendah (kurang dari 3.000 m) yang terendah, awan stratus menutupi puncak
gunung yang tidak terlalu tinggi. Di daerah rendah tengah, awan berbentuk strato-kumulus, dan
yang dekat ketinggian 3.000 m awan berbentuk kumulus. Awan besar dan tebal di daerah rendah
disebut kumulo-nimbus berpotensi menjadi hujan, menyebabkan terjadinya guruh dan petir.
Awan pada ketinggian menengah dapat terbentuk di atas gunung yang tingginya lebih dari
3.000 m, membentuk payung di atas puncaknya. Misalnya di atas Gunung Ciremai (3.078 m), di
puncak-puncak pegunungan Jaya Wijaya di Irian yang tingginya antara 4.000-5.000 m, bahkan
selalu diliputi salju. Demikian juga Gunung Fuji (3.776 m) puncaknya selalu diliputi salju putih
cemerlang sangat indah. Pada ketinggian menengah ini dapat terbentuk awan alto-stratus yang
berderet-deret, alto kumulus, dan alto-sirus.
Bagaimana dengan awan di daerah tinggi (di atas 6.000 m)? Di sana terbentuk awan sirostratus yang tampak sebagai teja di sekitar matahari atau bulan. Juga terbentuk awan sirokumulus yang bentuknya berkeping keping terhampar luas. Juga dapat terbentuk awan sirus yang
tipis bertebar seperti asap.
Jenis-jenis awan
1.
Stratus; Letaknya rendah, berwarna abu-abu dan pinggirnya bergerigi dan
menghasilkan hujan gerimis salju.
2.
Kumulus; Letaknya rendah, tidak menyatu / terpisah-pisah. Bagian dasarnya
berwarna hitam dan di atasnya putih. Awan ini biasanya menghasilkan hujan
3.
Stratokumulus; Letaknya rendah, berwarna putih atau keabua-abuan. Bentuknya
bergelombang dan tidak membawa hujan.
4.
Kumulonimbus; Letaknya rendah sperti menara, berwarna putih dan hitam,
membawa badai.
5.
Nimbostratus; Letaknya tidak terlalu tinggi, gelap, lapisannya pekat, bagian bawah
bergerigi serta membawa hujan atau salju.
6.
Altostratus; Ketinggian sedang, awan berwarna keabu-abuan, tipis, mengandung
hujan.
7.
Altokumulus; Ketinggian sedang, putih atau abu-abu, bergulung-gulung atau
melingkar seperti makaroni.
8.
Sirus; Tinggi, putih atau sebagian besar putih seperti sutra tipis, bergaris-garis
9.
Sirostratus; Tinggi, putih seperti cadar, bisa juga seperi untaian, luas menutupi
langit
10.
Sirokumulus; Tinggi, tebal, putih, terpecah-pecah, mengandung butir-butir es kecil.
Ketinggian Awan
Berikut ini adalah ketinggian jenis awan utama yang diukur dari bagian dasar ;
1. Stratus, di bawah 450 m
2. Kumulus, Stratokumulus dan Kumulonimbus berada di ketinggian 450 - 2000 m
3. Nimbostratus, 900 - 3000 m
4. Altostratus dan Altokumulus berada di ketinggian 2000 - 7000m
5. Sirus, Sirostratus dan Sirokumulus berada di ketinggian 5000 - 13.500 m
1.5. Mengidentifikasi kondisi cuaca yang membahayakan kapal
Keselamatan, keamanan, dan kenyamanan adalah hal yang selalu dijaga bagi semua kapal
pada umumnya; tetapi kondisi cuaca laut tidak dirasakan sama bagi setiap kapal melainkan
bergantung kepada besar dan desain serta perlengkapan masing-masing kapal. Namun demikian
keselamatan adalah yang paling diutamakan bagi semua kapal. Fungsi utama dari informasi
meteorologi bagi pelayaran adalah memberi petunjuk pemilihan jalan agar dapat berlayar dengan
aman, nyaman, selamat sampai tujuan, dan tepat waktu.
Dalam kegiatan perdagangan dunia, hampir 90 % menggunakan sarana angkutan laut untuk
pengangkutan barang. Selain itu pengangkut barang umumnya berkaitan dengan masalah
perjanjian pengiriman barang yang memerlukan waktu yang tepat; oleh karena itu sebelum
pelayaran perlu dibuat rencana pelayaran yang teliti dengan memasukkan faktor klimatologi dan
meteorologi laut. Di kawasan luar tropik informasi unsur klimatologi yang penting adalah angin,
suhu, banglas, arus laut, es laut, dan tinggi gelombang. Untuk pelayaran di kawasan tropik yang
sangat penting adalah klimatologi siklon tropis. Siklon tropis timbul secara musiman, terdapat di
daerah-daerah tertentu, dan mempunyai lintasan tertentu. Dengan informasi klimatologi dapat
dibuat rencana kapan pelayaran dilakukan, route mana yang akan dilalui, perlengkapan apa saja
yang diperlukan, dan lain sebagainya.
Bagi kapal angkut barang, selain untuk keselamatan informasi cuaca laut digunakan untuk
upaya melindungi barang-barang yang diangkut, karena barang-barang dapat rusak dengan
adanya kondisi cuaca laut tertentu. Misalnya, barang-barang dapat rusak karena suhu udara
sangat rendah melampaui titik embun; barang-barang yang higroskopik dapat rusak karena
kelembapan tinggi, barang-barang dapat rusak karena angin dan percikan-percikan ombak laut.
Oleh karena itu informasi cuaca laut tidak hanya yang ekstrem saja; kondisi yang tidak
ekstrempun sangat diperlukan untuk menentukan teknik perlindungan sesuai dengan macam dan
sifat barang yang diangkut.
Pemilihan alur pelayaran merupakan salah satu upaya dalam pelayaran yang berkaitan
dengan kondisi cuaca laut dengan maksud agar pelayaran dapat dilakukan dengan selamat, aman,
nyaman, dan efisien menggunakan waktu pelayaran sehingga diperoleh penghematan biaya
operasional. Unsur dan fenomena caua laut yang perlu dalam pemilihan alur pelayaran adalah
angin dan gelombang, awan dan hujan, suhu udara dan suhu laut, pertambahan es laut, gunung
es.
Kapal-kapal besar untuk pelayaran di laut dalam umumnya telah dirancang tahan angin,
gelombang, dan badai. Namun demikian tidak kecil kemungkinannya ada keadaan ekstrem yang
melampaui batas toleransi dan batas ketahanan yang digunakan. Umumnya kapal-kapal yang
digunakan untuk pelayaran internsional atau pelayaran di laut dalam telah dirancang tahan
kepada gelombang yang tingginya kurang dari 2 meter. Oleh karena itu bagi kapal-kapal di laut
dalam, informasi yang diperlukan adalah gelombang yang tingginya > 2 meter. Tetapi bagi
kapal-kapal yang beroperasi di laut lepas pantai umumnya lebih kecil dan perlengkapannya lebih
sederhana dibandingkan kapal yang digunakan untuk pelayaran di laut dalam. Oleh karena itu
informasi gelombang yang lebih kecil dari 2 meter juga diperlukan.
Informasi angin dan gelombang perlu memuat keterangan mengenai lokasinya,
keberadaanya dan atau yang diprakirakan akan adanya. Prakiraan dan gawar (warning)
gelombang hendaknya memberi gambaran mengenai daerah di mana adanya atau akan adanya,
tingginya dan batas maksimumnya, arahnya, dan periode gelombangnya.
Pencari ikan di laut dalam pada dasarnya mempunyai tiga bagian kegiatan, yakni kegiatan
pelayaran menuju lokasi penangkapan ikan, kegiatan di lokasi penagkapan, dan kegiatan kembali
setelah kegiatan penagkapan. Oleh karena itu para pencari ikan terlebih dahulu harus mengetahui
lokasi yang berpotensi banyak ikan yang diinginkan; untuk itu diperlukan informasi cuaca laut
yang sesuai dengan yang diperlukan bagi kehidupan ikan yang dimakksud. Kemudian diperlukan
informasi mengenai kondisi laut ke arah lokasi penangkapan ikan, kondisi cuaca laut di lokasi
penangkapan untuk mempersiapkan peralatan dan teknik penangkapan dan berapa lama kondisi
cuaca lautnya yang memungkinkan kegiatan penangkapan ikan dapat dilakukan; dan selanjutnya
informasi cuaca laut setelah kegiatan penagkapan untuk upaya perlindungan hasil-hasil
penangkapan.
Bagi kegiatan nelayan di laut dekat pantai informasi angin laut dan angin darat serta pasang
surut laut sngat membantu untuk menetapkan waktu melaut dan waktu ke darat. Kegiatan
perikanan memperhatikan berbagai faktor utamanya faktor lingkungan, faktor meteorologi, dan
faktor oseanografi.
Faktor lingkungan meliputi :
(a) sifat , sebaran, migrasi, dan kelompok jenis ikan,
(b) hasil penangkapan,
(c) pendinginan tempat,
(d) waktu pencarian,
(e) pembiakan telor dan larva.
Faktor meteorologi meliputi :
(a) suhu muka laut,
(b) landaian (horizontal, vertikal) suhu laut,
(c) lain-lain yang berkaitan dengan suhu dan salinitas air laut.
Faktor oseanografi meliputi :
(a) salinitas air laut,
(b) oksigen,
(c) warna air,
(d) arus laut,
(e) massa air laut.
Suhu laut adalah faktor meteorologi-oseanografi yang sangat penting bagi kegiatan
penangkapan ikan. Informasi sebaran suhu dibuat dalam peta isotherm seperti pada contoh
gambar berikut.
Kelompok ikan hidupnya ada yang di dekat permukaan laut, jenis hidupnya di dalam atau
di dekat dasar laut. Oleh karena itu informasi mengenai suhu sangat diperlukan.
Suhu laut berkaitan dengan banyak faktor, antara lain :
(a) lataan (advection) massa air laut,
(b) penyinaran matahari,
(c) pertukaran bahang antar laut – atmosfer,
(d) percampuran antar lapisan air laut,
(e) gerak naik air laut (upwelling),
(f) pembekuan dan pelelehan es laut,
(g) hujan.
Untuk kegiatan perikanan di kawasan lintang tinggi, bahaya yang paling banyak dalam
musim dingin karena badai, penumpukan es di kapal dan di laut. Sering bahwa kegiatan
penangkapan ikan memerlukan waktu lama dan kapal perlu menurunkan jangkar. Keadaan laut,
tingginya gelombang dan arus laut sangat diperlukan untuk menetapkan panjang tali jangkar
yang diperlukan.