I. Pendahuluan : Ruang Lingkup Cuaca dan Iklim

I. Pendahuluan :
Ruang Lingkup Cuaca dan Iklim
Departemen Geofisika dan Meteotologi,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Meteorology for better life
PENJELASAN UMUM
Manfaat setelah mengikuti Mata MK. Klimatologi
Mahasiswa diharapkan mampu memahami gejala dan perilaku cuaca
maupun keadaan iklim dan dapat memanfaatkannya secara optimal
Strategi Perkuliahan
Seimbang antara ceramah dan diskusi, disertai dengan paparan contohcontoh dalam bentuk kasus/soal, serta tampilan data spasial/grafik/tabular
Apabila mahasiswa mengalami bentrok jadwal dengan mata kuliah lain,
yang bersangkutan dapat mengikuti kuliah pada kelas lain. Namun, pada
saat ujian, mahasiswa harus mengikutinya pada kelas sesuai jadwal dari
AJMP
Penilaian
NILAI = 0.5 x (UAS+UTS)
NILAI MUTU: A, B, C, D, berdasarkan statistik sebaran nilai seluruh peserta
ujian pada tahun yang bersangkutan
Meteorology for better life
2
Tujuan Instruksional Khusus
BAB I.
PENDAHULUAN: RUANG LINGKUP CUACA DAN IKLIM
•
•
•
•
•
Memahami definisi cuaca (weather) dan iklim
(climate) dan perbedaannya
Mampu menjelaskan mekanisme pembentukan
cuaca dan iklim
Mampu menjelaskan pembagian ilmu iklim
(klimatologi)
Mengetahui beberapa isu kontemporer
Mengetahui manfaat ilmu cuaca dan iklim bagi
mahluk hidup
Meteorology for better life
3
Meteorology for better life
4
A. Pengertian Cuaca dan Iklim dan mekanisme
pembentukannya
Apa itu cuaca,
dan
Apakah iklim?
Bagaimana mekanisme pembentukan cuaca dan iklim?
Apa perbedaan antara cuaca dan iklim?
Meteorology for better life
5
Batasan Cuaca dan Iklim
Cuaca (weather) dan iklim (climate)
dinyatakan dengan nilai unsur fisika
atmosfer yang selanjutnya disebut unsur
cuaca atau unsur iklim
Meteorology for better life
6
Contoh unsur-unsur cuaca/iklim dan satuannya
Unsur-unsur cuaca/iklim
Satuan SI
Satuan Lama
-2
-2
-1
Penerimaan radiasi surya
Wm
Lama penyinaran surya
Jam
Jam, %
Suhu udara dan tanah
o
o
Tekanan udara
Pa
mb, mmHg
Kelembaban udara
%
%
Penutupan awan
persepuluh
Oktaf (perdelapan)
Curah hujan
mm
mm, inch
Penguapan
mm
mm, inch
Kecepatan angin
km jam , m s
Arah angin
derajat mata angin ( )
Meteorology for better life
Cal cm men
C, K
-1
-1
o
o
C, F, R, K
-1
-1
km jam , knot (mil laut jam )
o
o
derajat mata angin ( )
7
CUACA adalah nilai sesaat
(aktual) dari keadaan atmosfer,
serta perubahan dalam jangka
pendek (< 1 jam hingga 24 jam)
di suatu tempat tertentu di bumi
Nilai sesaat (instantaneous, Tabel 1)
Perubahan dalam jangka pendek selama 24 jam
membentuk pola siklus yang disebut perubahan
cuaca diurnal (siang-malam).
Nilai rata-rata 24 jam = cuaca pada tanggal
tersebut
Meteorology for better life
8
Tabel 1
Cuaca di suatu tempat X pada pukul 06.00 WIB dan 08.00
tanggal 1 September 1989, lokasi 06o3’ Lintang Selatan (LS), 106o45’
Bujur Timur (BT), ketinggian 290 m di atas permukaan laut (mdpl)
Unsur Cuaca
Satuan
Penerimaan radiasi surya, RG
Wm
Suhu udara, T
o
-2
Nilai Cuaca
6:00
08:00
140
145
C
22.4
22.7
Kelembaban udara, RH
%
85
83
Tekanan udara, P
mb
995.1
994.9
Kecepatan angin, v
ms
2
0 (calm)
Arah angin
derajat
45
Penutupan (langit oleh) awan
persepuluhan
0.4
Meteorology for better life
-1
o
o
40
0.0 (cerah)
9
IKLIM yaitu sintesis atau
kesimpulan atau rata-rata nilai
unsur-unsur cuaca (hari demi hari
dan bulan demi bulan) dalam
jangka panjang di suatu tempat
atau pada suatu wilayah.
Sintesis tersebut dapat dinyatakan pula sebagai nilai
statistik (sebaran, rata-rata, maksimum, minimum,
frekuensi kejadian, pola, peluang kejadian)
Meteorology for better life
10
Tabel 2
Data Iklim di suatu tempat X (06o3’ LS, 106o45’ BT, 290 mdpl)
Selama 30 tahun (1931 – 1960)
Bulan
Unsur iklim
RG
Tmax
Trataan
Tmin
V
RH
CH
HH
ETp
J
8.2
28.8
24.5
21.8
1.1
85
419
25.3
56
F
9.4
28.8
24.5
21.8
1.1
86
390
24
59
M
10.1
29.3
24.7
21.8
1.3
85
392
25.7
78
A
9.2
30.2
25.2
22.0
1.4
83
401
22.8
96
M
12.5
30.3
25.3
22.1
1.0
82
375
18.7
102
J
16.6
30.0
25.1
21.6
1.2
80
256
14.7
125
J
20.6
30.2
25.1
21.1
1.4
77
226
12.8
129
A
20.4
30.7
25.2
21.2
1.4
76
264
13.6
135
S
18.9
31.1
25.4
21.6
1.4
76
273
15.8
135
O
17.1
30.8
25.3
21.9
1.6
79
460
21.6
126
N
16.0
30.3
25.1
22.0
1.4
81
416
22.9
91
D
8.8
29.4
24.8
22.0
1.3
82
332
24.3
72
Jumlah
167.8
-
-
-
-
-
4204
242.2
1024
Rataan
14
30.0
25.0
21.7
1.3
81
-
-
-
RG penerimaan radiasi surya (MJ m-2 hr-1); Tmax, Trataan, Tmin suhu udara (oC) maksimum,
rata-rata, minimum; V kecepatan angin (m s-1); RH kelembaban relatif udara (%):
CH curah hujan (mm), HH hari hujan (hari); ETP evapotranspirasi potensial (mm) 11
Mekanisme Pembentukan
Cuaca dan Iklim
Sistem cuaca dan iklim dibangun oleh berbagai
komponen yang mempengaruhi pembentukan
cuaca dan iklim (a.l.: pancaran radiasi surya,
dinamika dan komposisi atmosfir, lautan, tutupan
es dan salju, permukaan bumi dan bentuknya) dan
interaksi di dalam dan antar komponen tersebut
melalui proses fisika, kimia dan biologi.
Meteorology for better life
12
Bumi bersifat unik (khas)
Tiga fase benda pada bumi :
A.
HIDROSFER:
Hidro: air
sphere: ruang bola bumi
-
ruang berisi air, sekitar
70% permukaan bumi
tertutup air, terutama
lautan
B. LITOSFER:
Blue
planet
lithos: padatan
ruang berisi zat padat
yakni daratan
C. ATMOSFER
atmos: gas
Kumpulan berbagai
macam gas yang
menyelubungi bumi
Sebagai fluida (materi yang mampu mengalir; massa tetap, bentuk dan volume mudah berubah),
hidrosfer dan atmosfer yang kita amati berifat dinamis. Indera kita dapat merasakan kondisi fisik
atmosfer dan perubahannya: pada selang waktu singkat antar saat siang-malam “misal: udara panas/sejuk; angin - kencang/sepoi”; serta pada periode waktu yang lebih panjang pada bulan Agustus
(musim kemarau) dan Desember (musim hujan).
Apa penyebab dinamika dari atmosfer dan hidrosfer tersebut?
13
Daftar istilah:
Musim (season): menurut Oxford Dictionary
1. bagian dari peiode waktu satu tahun dengan kondisi cuaca tertentu;
contoh: musim semi, musim panas, musim gugur, musim dingin; musim
kemarau (kering) dan musim hujan (basah).
2. menggambarkan kondisi/kejadian berulang-ulang yang berhubungan
dengan fenomena tertentu; contoh: musim kompetisi sepakbola, musim
bertunas, musim vegetatif, musim bunga, musim panen; musim durian
Meteorology for better life
14
Earth-Sun Relations
Meteorology for better life
15
Apa yang dapat dipelajari dari animasi tersebut?
Jelaskan pengaruh rotasi dan revolusi terhadap cuaca?
Rotasi: perputaran bumi pada sumbu; menimbulkan gejala perubahan
cuaca hasil proses fisika atmosfer selama periode 24 jam atau disebut
variasi cuaca diurnal
Revolusi: beredar pada orbit; gejala perubahan iklim sebagai hasil ratarata cuaca bulan demi bulan yang membentuk pola siklus periode
setahun (siklus musiman/seasonal)
Perbedaan antara aspek cuaca dan aspek iklim di bumi terletak pada
lingkup waktu dan ruang
Setiap proses di atmosfer dibangkitkan oleh energi (capacity for doing
work, daya kerja). Apa sumber utama energi tersebut?
16
ENERGI SURYA





Meteorology for better life
Energi radiasi surya sebagai penggerak sistem cuaca
dan iklim
Energi surya yang tersedia bervariasi,
tergantung dari variasi energi surya yang
dipancarkan oleh permukaan matahari dan
variasi yang ditimbulkan oleh posisi dan
pergerakan bumi terhadap matahari
Eccentricity (Earth‟s orbit around sun).
Variations in the Earth‟s orbit are cyclic. These
variations are called Milankovitch cycles.
Tilt (Earth‟s rotation axis)
Precession (rotational “wobble”)
17
Variasi posisi bumi terhadap surya
Meteorology for better life
18
Earth-Sun Relations
19
Gambaran
Penerimaan Energi surya di Permukaan Bumi
Secara global, terjadi
variasi penerimaan
energi radiasi surya
di permukaan bumi
 Surplus energi pada
lintang < 30o
 Defisit energi pada
lintang > 30o
 Perlu adanya
mekanisme transport
dari wilayah surplus
menuju wilayah
defisit.

surplus
defisit
Meteorology for better life
20
Mekanisme transport energi
antar lintang/bujur:
atmosfer: siklus pergerakan
massa udara
 Arus laut: siklus massa air
pada permukaan dan antar
lapisan
 Hal ini akan diikuti oleh
perubahan cuaca dan iklim
secara global

Transport Permukaan laut
Transport melalui atmosfir
Termohalin
21
Atmosfir






Berperan penting di dalam mengatur
iklim bumi sebagai faktor penyangga
sehingga mencegah adanya
perubahan ekstrim dari seluruh
unsur-unsur fisika di daratan,
lautan, atmosfer
Merupakan campuran dari aerosols
dan berbagai gas (termasuk gas-gas
rumah kaca - GRK: misal: CO2, N2O,
metan)
GRK akan „menyerap‟ sebagian
pancaran radiasi gelombang panjang
dari permukaan bumi dan
memancarkannya balik. Proses ini
disebut greenhouse effect/efek
rumah kaca
GRK mempunyai pengaruh yang
besar terhadap jumlah energi yang
disimpan di atmosfir, dan akan
mempengaruhi suhu bumi
Peningkatan konsentrasi GRK di
atmosfer telah meningkatkan
intensitas greenhouse effect.
Disamping itu, adanya penipisan
lapisan ozon akan meningkatkan
penerimaan radiasi ultra violet di
bumi; sehingga menaikkan suhu
permukaan bumi yang akhirnya juga
22
menambah pemanasan atmosfer.
Hidrosfer/Lautan

Lautan menyimpan panas yang lebih besar dibandingkan atmosfir.
Lapisan bagian atas lautan dunia (200 meter) menyimpan panas 30
kali lebih besar dari atmosfir. Oleh karena itu, aliran energi antara
lautan dan atmosfir akan mempengaruhi iklim global

Atmosfir dan lautan saling bertukar energi dan massa. Sebagai
contoh, air menguap dari laut ke atmosfir. Uap air ini kemudian jatuh
ke permukaan bumi melalui proses presipitasi
Lapisan Es

Lapisan es mempunyai dampak yang besar terhadap iklim dunia

Termasuk Antartika, Arctic Ocean, Greenland, Northern Canada,
Northern Siberia dan wilayah pegunungan tinggi, dimana suhu di
bawah nol terjadi sepanjang masa

Salju dan lapisan es yang berwarna putih, memantulkan radiasi
surya dalam jumlah besar. Tanpa lapisan es ini, radiasi surya yang
diserap bumi akan lebih besar dan menyebabkan kenaikan suhu

Lapisan es merupakan sumber air segar di permukaan bumi. Lapisan
ini bersifat reflektif dan insulating, maka lapisan es mempunyai
peran regulasi iklim yang penting.
23
Daratan





Daratan menutupi 27 persen dari permukaan
bumi.
Topografi daratan mempengaruhi iklim
Cuaca dan iklim wilayah pegunungan akan
berbeda dengan wilayah dengan topografi
rata
Perbedaan panas jenis dan kapasitas panas
antara zat padat pada daratan, zat cair pada
lautan, dan gas pada atmosfer berpengaruh
terhadap karakteristik pemanasan dan
pendinginan, yang pada proses selanjutnya
akan mempengaruhi neraca dan transfer
energi pada permukaan bumi
Secara fisik, perubahan permukaan telah
terjadi sebagai akibat dari adanya perubahan
penutupan vegetasi maupun adanya
pengembangan pemukiman dan bangunan
fisik lainnya
Meteorology for better life
24
Sistem iklim, komponen pembentuk dan interaksinya
Meteorology for better life
25
Mekanisme pembentukan cuaca dan iklim
Meteorology for better life
26
Express your opinions, please…..
27
Bagaimana anda mendeskripsikan gambar ini dalam kaitannya dengan cuaca dan iklim?
28
29
Pemanasan Global
(Global Warming)
Perubahan Iklim
(Climate Change)
30
31
Siklus perubahan suhu terjadi secara alami sebagai akibat adanya variasi jarak antara bumi –
surya (Siklus Milankovitch).
Apa pengaruh aktifitas manusia terhadap perubahan iklim?
32
Pengaruh
aktifitas manusia
terhadap biosfer dan
sistem iklim
33
Dampak
Kesehatan
Pertanian
Perubahan iklim
Kehutanan
Suhu
Wilayah Pesisir
Sumber Daya Air
?
Mitigasi dan
Adaptasi
Perubahan
iklim
Mitigasi: tindakan
mengurangi emisi
dan meningkatkan
absorpsi gas rumah
kaca .
Curah Hujan
Adaptasi:
Spesies dan
Ekosistem
Kenaikan
Muka Air
Laut
Kebutuhan
energi
menyesuaikan secara
strategis aktivitas
ekonomi terhadap
perubahan iklim
Transportasi
34
Suhu meningkat. Es mencair. Gletser runtuh.
35
El-Nino/La-Nina
(Tahun kering/basah)
36
37
D. Peran Ilmu Iklim dan Manfaat informasi data
cuaca dan data iklim adalah
38
Peran ilmu iklim
 Iklim
tidak mudah berubah, cuaca berfluktuatif.
 Di daearh subbtropika : umumnya cuaca berubah
sangat fluktuatif sehingga sangat menentukan
sukses atau kegagalan diwaktu panen.
 Kapasitas produksi pertanian ditentukan oleh
iklim, sedangkan kualitas hasil panen atau sukses
dan gagalnya panen sangat ditentukan oleh cuaca
hari demi hari-demi hari selama growing season
Meteorology for better life
39
Tiga manfaat pokok informasi data cuaca dan
data iklim adalah:
• Meningkatkan kewaspadaan terhadap akibat-akibat
negatif yang dapat ditimbulkan oleh cuaca
ataupun iklim ekstrim misalnya kekeringan, banjir
serta angin kencang.
• Menyesuaikan diri atau berusaha untuk
menyelenggarakan kegiatan dan usaha yang serasi
dengan sifat cuaca dan iklim sehingga terhindar
dari hambatan atau kerugian yang diakibatkannya.
• Menyelenggarakan kegiatan dan usaha di bidang
teknik, sosial dan ekonomi dengan menerapkan
teknologi pemanfaatan sumber daya cuaca dan
iklim.
Meteorology for better life
40
E. Kelembagaan Lokal dan International
yang terkait dengan Cuaca dan Iklim
Indonesia: Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG)
Dunia: World Meteorological Organization (WMO)
41
ISSC
ICSU
Organisasi Non-Pemerintah
Internatioanl
UNESCO
IOC
WMO
MAB
UN
UNEP
IPCC
WB
FAO
WHO
UNDP
UN FCCC/COP
GEF
Komite antar Lembaga untuk Agenda Iklim (IACCA)
PROGRAM IKLIM DUNIA (WCP)
IHDP
IGBP
WCRP
WCDMP
WCASP
WCIRP
AGENDA IKLIM
GOOS
(IOC, WMO, UNEP, ICSU)
GCOS
(IOC, WMO, UNEP, ICSU)
GTOS
(UNEP, FAO, UNESCO, WMO ICSU)
PROGRAM SAINS INTERNASIONAL
Gambar. Keterkaitan berbagai kegiatan iklim internasinal
(Nyenzi dan Lefale, 2005)
Meteorology for better life
42
Canada
http://www.weatheroffice.ec.gc.ca
Perancis
http://www.meteofrance.com
Eropah
http://www.ecmwf.int
International Research Institute
for Climate and Society
http://iri.columbia.edu
Rusia
http://meteo.infospace.ru
Jepang
http://www.jma.go.jp
Amerika Serikat
http://www.nws.noaa.gov
Inggris
http://www.metoffice.gov.uk
CIIFEN
http://www.ciifen-int.org/
India
http://www.imd.gov.in
Korea
http://web.kma.go.kr
Afrika Selatan
http://www.weathersa.co.za
Brazilia
http://www.cptec.inpe.br
Australia
http://www.bom.gov.au
Gambar. Pusat prediksi iklim global
Meteorology for better life
43
Departemen Geofisika dan Meteotologi,
Gedung FMIPA Wing 19 Level 4
Kampus IPB Darmaga, Bogor – Indonesia
0251-8623850 - http://geomet.ipb.ac.id
TERIMA KASIH
Meteorology for better life