Radiasi Matahari dan Awan

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Awan adalah massa terdiri dari tetesan air atau kristal beku tergantung di atmosfer di
atas permukaan bumi atau tubuh planet lain. Awan juga massa terlihat yang tertarik oleh
gravitasi, seperti massa materi dalam ruang yang disebut awan antar bintang dan nebula.
Awan dipelajari dalam ilmu awan atau fisika awan, suatu cabang meteorologi.
Di Bumi substansi biasanya kondensasi uap air. Dengan bantuan partikel higroskopis
udara seperti debu dan garam dari laut, tetesan air kecil terbentuk pada ketinggian rendah dan
kristal es pada ketinggian tinggi bila udara didinginkan jadi jenuh oleh konvektif lokal atau
lebih besar mengangkat non-konvektif skala.
Pada beberapa soal, awan tinggi mungkin sebagian terdiri dari tetesan air superdingin.
Tetesan dan kristal biasanya sekitar 0,01 mm (0,00039 in) diameter. Paling umum dari
pemanasan matahari di siang hari dari udara pada tingkat permukaan, angkat frontal yang
memaksa massa udara lebih hangat akan naik lebih keatas dan mengangkat orografik udara di
atas gunung. Ketika udara naik , mengembang sehingga tekanan berkurang.
Proses ini mengeluarkan energi yang menyebabkan udara dingin. Ketika dikelilingi oleh
milyaran tetesan lain atau kristal mereka menjadi terlihat sebagai awan. Dengan tidak adanya
inti kondensasi, udara menjadi jenuh dan pembentukan awan terhambat. dalam awan padat
memperlihatkan pantulan tinggi (70% sampai 95%) di seluruh awan terlihat berbagai panjang
gelombang, sehingga tampak putih, di atas.
Tetesan embun (titi-titik air) cenderung efisien menyebarkan cahaya, sehingga intensitas
radiasi matahari berkurang dengan kedalaman arah ke gas, maka warna abu-abu atau bahkan
gelap kadang-kadang tanpak di dasar awan. Awan tipis mungkin tampak telah memperoleh
warna dari lingkungan mereka atau latar belakang dan awan diterangi oleh cahaya non-putih,
seperti saat matahari terbit atau terbenam, mungkin tampak berwarna sesuai. Awan terlihat
lebih gelap di dekat-inframerah karena air menyerap radiasi matahari pada saat panjang
gelombang.
1
BAB II
PEMBAHASAN
Definisi Awan
Awan adalah massa terdiri dari tetesan air atau kristal beku tergantung di atmosfer di
atas permukaan bumi atau tubuh planet lain. Awan juga massa terlihat yang tertarik oleh
gravitasi, seperti massa materi dalam ruang yang disebut awan antar bintang dan nebula.
Awan dipelajari dalam ilmu awan atau fisika awan, suatu cabang meteorologi.
Di bumi substansi biasanya kondensasi uap air. Dengan bantuan partikel higroskopis
udara seperti debu dan garam dari laut, tetesan air kecil terbentuk pada ketinggian rendah dan
kristal es pada ketinggian tinggi bila udara didinginkan jadi jenuh oleh konvektif lokal atau
lebih besar mengangkat non konvektif skala.
Dengan tidak adanya inti kondensasi, udara menjadi jenuh dan pembentukan awan
terhambat. dalam awan padat memperlihatkan pantulan tinggi (70% sampai 95%) di seluruh
awan terlihat berbagai panjang gelombang, sehingga tampak putih, di atas.
Tetesan embun (titi-titik air) cenderung efisien menyebarkan cahaya, sehingga
intensitas radiasi matahari berkurang dengan kedalaman arah ke gas, maka warna abu-abu
atau bahkan gelap kadang-kadang tampak di dasar awan. Awan tipis mungkin tampak telah
memperoleh warna dari lingkungan mereka atau latar belakang dan awan diterangi oleh
cahaya non-putih, seperti saat matahari terbit atau terbenam, mungkin tampak berwarna
sesuai. Awan terlihat lebih gelap di dekat-inframerah karena air menyerap radiasi matahari
pada saat panjang gelombang .
Pembentukan awan
Udara selalu mengandung uap air. Apabila uap air ini
meluap menjadi titik-titik air, maka terbentuklah awan.
Peluapan ini bisa terjadi dengan dua cara:
1. Apabila udara panas, lebih banyak uap terkandung
di dalam udara karena air lebih cepat menyejat. Udara
panas yang sarat dengan air ini akan naik tinggi, hingga
tiba di satu lapisan dengan suhu yang lebih rendah, uap itu
akan mencair dan terbentuklah awan, molekul-molekul
titik air yang tak terhingga banyaknya.
2. Suhu udara tidak berubah, tetapi keadaan atmosfir
lembap. Udara makin lama akan menjadi semakin penuh
dengan uap air.
2
Apabila awan telah terbentuk, titik-titik air dalam awan akan menjadi semakin besar dan
awan itu akan menjadi semakin berat, dan perlahan-lahan daya tarik bumi menariknya ke
bawah. Hingga sampai satu titik dimana titik-titik air itu akan terus jatuh ke bawah dan
turunlah hujan.
Namun jika titik-titik air tersebut bertemu udara panas, titik-titik itu akan menguap dan
hilanglah awan itu. Inilah yang menyebabkan itu awan selalu berubah-ubah bentuknya. Air
yang terkandung di dalam awan silih berganti menguap dan mencair. Inilah juga yang
menyebabkan kadang-kadang ada awan yang tidak membawa hujan.
Jenis-jenis Awan
Awan dapat dikelompokkan menjadi beberapa jenis, tergantung pada bentuk dan
ketinggiannya.
a.
Pembagian Awan Menurut Bentuknya
1.
Cumulus yaitu awan yang bentuknya bergumpal-gumpal dan dasarnya horizontal.
Awan yang berbentuk bergumpal-gumpal menyerupai bulu domba dan bunga kol.
Awan ini terjadi karena proses konveksi. Secara lebih rinci awan ini terbagi dalam 3
jenis, yaitu: (1) strato kumulus yaitu awan kumulus yang baru tumbuh (2) kumulus
dan (3) kumulonimbus yaitu awan kumulus yang sangat besar dan mungkin terdiri
beberapa awan kumulus yang bergabung menjadi satu.
3
2. Stratus yaitu awan yang tipis, bergaris-garis seragam dan tersebar luas sehingga
menutupi langit secara merata. Awan stratus adalah awan yang dan berbentuk
seperti kabut tipis berupa bentuk garis sehingga matahari atau bulan dapat terlihat
jika awan stratus melewati matahari atau bulan. Awan ini menjadi kabut jika
menyentuh permukaan bumi
3. Cirrus. Awan cirrus terbentuk ketika uap air membeku menjadi kristal es pada
ketinggian diatas 8000 meter.Awan ini halus, dan berstruktur seperti serat dan
bentuknya mirip bulu burung. Awan ini juga sering tersusun seperti pita yang
melengkung di langit, sehingga seakan – akan tampak bertemu pada satu atau dua
titik horizon.Awan ini tidak menimbulkan hujan. Terdiri daripada hablor air yang
terjadi disebabkan suhu terlalu dingin pada atmosfer.Awan ini ditiupkan angin
timuran yang bergelora. Awan ini berwarna putih dengan pinggiran tidak jelas .
4
b. Pembagian Awan Berdasarkan Ketinggiannya
1. Awan tinggi (6-12 km)
Awan yang terletak pada ketinggian antara 6.000 – 12.000 meter diatas permukaan air
laut. Contoh: cirrus, cirrostratus dan cirrocumulus

Cirrus yaitu awan yang berbentuk seperti bulu ayam.

Cirro stratus yaitu awan yang berwarna putih merata dan berbentuk menyerupai
kerudung tipis. Bentuknya seperti kelambu putih yang halus dan rata menutup
seluruh langit sehingga tampak cerah, bisa juga terlihat seperti anyaman yang
bentuknya tidak teratur. Awan ini juga menimbulkan hallo (lingkaran yang bulat)
yang mengelilingi matahari dan bulan yang biasa terjadi pada musim kering.

Cirro cumulus, yaitu awan yang muncul dalam gumpalan-gumpalan kecil (kadang
seperti riak kecil) yang berkelompok seperti sisik ikan, ekor kuda betina, atau bulu
domba.
2.
Awan menengah (2-6 km)
Awan yang terletak pada ketinggian antara 2.000 – 6.000 meter diatas permukaan air
laut. Contoh: altostratus dan altocumulus
5

Altocumulus, yaitu awan yang bergumpal-gumpal membentuk serangkaian
“perahu rakit” di langit. Oleh karena itu, langit yang terdapat awan ini sering
disebut langit makarel (mackarel sky). Awan ini memiliki ciri-ciri kecil–kecil, tapi
jumlahnya banyak. Bberwarna kelabu atau putih dilihat pada waktu senja.
Biasanya berbentuk seperti bola yang agak tebal.Awan ini bergerombol dan sering
berdekatan sehingga tampak saling bergandengan.Tiap–tiap elemen nampak jelas
tersisih antara satu sama lain dengan warna keputihan dan kelabu yang
membedakannya dengan Cirro Cumulus.

Altostratus yaitu awan yang berlapis-lapis tebal. Awan ini berwarna kekelabuan
dan meliputi hampir keseluruhan langit. Menghasilkan hujan apabila cukup
tebal. Awan – awan di atas terbentuk pada waktu senja dan malam hari dan
menghilang apabila matahari terbit di awal pagi.
3.
Awan rendah (<2 km)
Awan yang terletak pada ketinggian kurang dari 2.000 meter diatas permukaan air
laut. Contoh: cumulus, stratus, cumulonimbus, nimbostratus dan stratocumulus.

Stratus (St) yaitu awan yang rendah merata dan berlapis-lapis. Awan ini kadang
muncul dan bergerak cepat. Awan ini cukup rendah dan sangat luas. Tingginya di
bawah 2000 m. Lapisannya melebar seperti kabut dan berlapis.

Stratocumulus (St-Cu) yaitu awan yang tebal, luas, dan bergumpal-gumpal.
Berbentuk seperti bola–bola yang sering menutupi seluruh langit sehingga tampak
6
seperti gelombang. Awan ini berwarna kelabu / putih yang terjadi pada petang dan
senja apabila atmosfer stabil. Lapisan awan ini tipis dan tidak menghasilkan
hujan. Jika bergerak sendirian bernama cumulus, namun jika bersama-sama
disebut stratocumulus.

Nimbostratus (Ni-St) yaitu awan berwarna abu-abu putih hingga gelap dan luas.
Biasanya awan ini muncul dalam keadaan gelap dan tak berbentuk, serta sebagian
telah merupakan hujan. Bentuknya tidak menentu dengan pinggir compang–
camping. Di Indonesia awan ini hanya menimbulkan gerimis. Awan ini berwarna
putih kegelapan yang penyebarannya di langit cukup luas.
4.
Awan yang terjadi karena udara naik (500-1500 m)

Cumulus (Cu) yaitu awan yang bergumpal-gumpal dengan alas rata. Awan ini
tampak seperti balutan bulu domba. Merupakan awan tebal dengan puncak yang
agak tinggi. Terlihat gumpalan putih atau cahaya kelabu yang menyerupai bola
kapas mengambang, awan ini berbentuk garis besar yang tajam dan dasar yang
datar. Dasar ketinggian awan ini umumnya 1000m dan lebar 1km.

Cumulonimbus, yaitu awan yang bergumpal-gumpal yang luas berwarna
putih/gelap. Terletak pada ketinggian kira-kira 1000 kaki dan puncaknya punya
ketinggian lebih dari 3500 kaki. Awan ini menimbulkan hujan dengan kilat dan
guntur. Berhubungan erat dengan hujan deras, petir, tornado dan badai. Awan ini
bisa membentuk “menara” berdiameter 10 km dengan puncak menyerupai
kembang kol. Umumnya awan ini muncul di siang hari saat musim panas.
Radiasi Matahari dan Awan
Efek yang diberikan awan terhadap radiasi matahari yang diterima permukaan Bumi
sebenarnya kompleks. Tidak sesederhana bahwa ada awan maka suhu udara akan turun.
Secara global, sistem perawanan memang berperan untuk menyaring, mengurangi, bahkan
mengeliminasi radiasi matahari sama sekali. Tapi, jika matahari tampak mengintip dari awan,
misalnya, pendaran radiasi matahari dari awan itu justru akan membuat radiasi matahari
meningkat dibanding tidak ada awan sama sekali.
Radiasi sinar matahari yang terbaur memang bisa menambah besar atau kecilnya
radiasi matahari yang datang. Tergantung tipe awannya. Lapisan awan yang tipis dan awan
yang tersebar akan memantulkan sinar matahari yang datang serta meningkatkan pembauran
radiasi. Sebaliknya, awan yang tebal akan mengurangi bauran itu.
Miliaran butiran air atau kristal es yang melayang-layang di udara menyusun awanawan itu. Berikut ini adalah tipe-tipe dan bagaimana mereka terbentuk.
7
Kabut
Kabut (Fog) adalah awan lembap yang terjadi pada permukaan bumi yang
mengandung jutaan butiran – butiran air yang sangat kecil dan melayang - layang di udara.
Kabut mirip dengan awan, perbedaannya awan tidak menyentuh permukaan bumi, sedangkan
kabut menyentuh permukaan bumi. Kabut terbentuk ketika udara yang jenuh akan uap air
didinginkan di bawah titik bekunya.Syarat terbentuknya kabut adalah udara yang sejuk
bercampur dengan udara yang lebih hangat (sebagai akibat dari aliran udara). Jika aliran
udaranya rendah, proses pendinginan akan berlangsung di dekat permukaan tanah dan
membentuk embun. Saat aliran udara meningkat dengan pesat, proses pendinginan
berlangsung di tempat yang tinggi dan membentuk awan. Jadi aliran udara yang
mencampurkan udara dingin ke dalam udara yang lebih hangat harus mengalir dengansepoisepoi agar kabut dapat terbentuk.Salah satu syarat agar hal itu terjadi adalah saat banyak
sekali udara yang hangat melewati sebuah wilayah atau laut yang bersuhu dingin. Atau bisa
saja sebaliknya, udara dingin melewati air yang hangat. Kondisi yang terakhir itu berlangsung
di pagi hari dalam musim gugur di dekat kumpulan air seperti danau atau kolam. Udara dingin
dan aliran udara yang hangat bercampur dan akan mendapatkan kabut yang seperti tergantung
di tengah-langit di atas kumpulan air.
Kabut juga dapat terbentuk dari uap air yang berasal dari tanah yang lembab, tanamantanaman, sungai, danau, dan lautan. Uap air ini berkembang dan menjadi dingin ketika naik
ke udara. Udara dapat menahan uap air hanya dalam jumlah tertentu pada suhu tertentu.
Udara pada suhu 30º C dapat mengandung uap air sebangyak 30 gr uap air per m 3, maka
udara itu mengandung jumlah maksimum uap air yang dapat ditahannya. Volume yang sama
pada suhu 20º C udara hanya dapat menahan 17 gr uap air. Sebanyak itulah yang dapat
ditahannya pada suhu tersebut. Udara yang mengandung uap air sebanyak yang dapat
dikandungnya disebut udara jenuh.
Sama dengan awan, kabut (Fog) terdiri dari tetesan-tetesan air yang sangat halus
namun pada kondisi tertentu dapat disertai kristal es. Tetesan-tetesan air akan
menghamburkan semua sinar matahari yang masuk ke dalam kabut ini, sehingga sukar sekali
melihatnya. Kabut akan hilang ketika suhu udara meningkat dan kemampuan udara menahan
uap air bertambah. Ketika udara sangat bersih, jarak pandang bisa mencapai 160 km, bahkan
lebih.Ketika suhu udara turun dan jumlah uap air melewati jumlah maksimum uap air yang
dapat ditahan udara, maka sebagian uap air tersebut mulai berubah menjadi embun.
Secara umum , kabut (Fog) didefinisikan sebagai kondisi dimana visibility kurang dari
200 m dan kabut tebal (dense Fog) adalah kondisi visibility kurang dari 50 m. Di laut definisi
8
tersebut berbeda , kabut (Fog) adalah kondisi dengan visibility kurang dari 1000 m dan kabut
tebal (dense Fog) adalah kondisi dengan visibility kurang dari 200 m.
Saat ini ada empat jenis kabut yang diketahui, yaitu: kabut adveksi, kabutfrontal,
kabut radiasi, dan kabut gunung.
Kabut adveksi adalah kabut yang terbentuk dari aliran udara yang melewati suatu
permukaan yang memiliki suhu yang berbeda. Contoh kabut adveksi adalah kabut laut yang
terjadi ketika udara yang basah dan hangat mengalir di atas suatu permukaan yang dingin.
Kabut laut sering muncul di sepanjang pesisir pantai dan di tepi-tepi danau.
Kabut frontalterbentuk melalui suatu pertemuan antara dua masa udara yang berbeda
temperaturnya. Ketika hujan turun dari masa udara yang hangat ke masa udara yang dingin
tempat uap air menguap sehingga menyebabkan uap air pada udara dingin melampau titik
jenuh.
Kabut radiasi terbentuk pada malam yang tenang dan bersih, ketika tanah
memancarkan kembali panas ke dalam udara. Satu lapis kabut terbentuk di seluruh permukaan
tanah,dan secara bertahap bertambah menjadi tebal. Kabut Radiasi sering muncul di lembahlembah yang dalam.
Kabut gunung terbentuk ketika uap air bergerak menuju ke atas melewati lerenglereng gunung. Udara dingin bergerak ke atas lereng sampai tidak sanggup menahan uap
air.Titik-titik kabut kemudian terbentuk di sepanjang lereng gunung. Kabut, embun, dan awan
saling berhubungan.
Embun
Secara umum embun adalah proses terbentuknya partikel-partikel air karena
kondensasi uap air lebih kuat dari pada proses penguapan uap air dalam udara. atau dalam
kehidupan sehari hari dikatakan, embun adalah jatuhnya titik titik air yang kecil yang tak
tampak oleh mata.
Proses terjadinya embun
Embun terbentuk ketika udara yang berada di dekat permukaan tanah menjadi dingin
mendekati titik dimana udara tidak dapat lagi menahan semua uap air. Kelebihan uap air itu
kemudian berubah menjadi embun di atas benda-benda di dekat tanah. Sepanjang hari bendabenda menyerap panas dari matahari. Sedangkan di malam hari benda-benda kehilangan
panas tersebut melalui suatu proses yang disebut radiasi termal.
Ketika benda-benda di dekat tanah menjadi dingin, suhu udara disekitarnya juga
menjadi berkurang. Udara yang lebih dingin tidak dapat menahan uap air sebanyak udara
yang lebih hangat. Jika suhu udara bertambah semakin dingin, maka akhirnya akan mencapai
9
titik embun. Titik embun adalah suhu dimana udara masih sanggup menahan uap air sebanyak
mungkin. Bila suhu udara semakin bertambah dingin, sebagian uap air akan mengembun di
atas permukaan benda yang terdekat. Embun terbentuk dengan baik pada malam hari yang
cerah dan tenang. Ketika angin bertiup, udara tidak cukup waktu untuk bersentuhan dengan
benda-benda dingin, sehingga membutuhkan lebih banyak waktu untuk menjadi dingin
mendekati titik embun. Ketika langit berawan benda-benda menjadi dingin lebih lama karena
awan memancarkan kembali panas ke bumi. Embun juga terbentuk dengan baik ketika
kelembaban tinggi. Embun menguap ketika matahari bersinar. Matahari memanaskan tanah
dan kembali menghangatkan udara. Udara yang lebih hangat dapat menahan uap air lebih
banyak, dan embun menguap ke dalam udara ini.
Embun beku
Biasanya embun terbentuk pada titik embun dan kemudian membeku, disebut embun
beku atau embun putih. Embun beku terbentuk ketika titik embun berada dibawah titik beku,
sehingga mengakibatkan uap air yang lebih langsung membeku di atas benda-benda di dekat
tanah.
Embun beku adalah sebuah pola dari kristal-kristal es yang terbentuk dari uap air di
atas rumput, daun, dan benda-benda lainnya yang berada di dekat tanah. Embun beku
terbentuk terutama pada malam yang dingin dan tak berawan ketika suhu udara turun di
bawah 0 C yakni suhu titik beku air.
Embun beku dan embun terbentuk dengan cara yang tidak jauh berbeda. Sepanjang
hari permukaan bumi menyerap panas dari matahari, ketika matahari terbenam bumi mulai
menjadi dingin. Turunnya suhu jauh lebih besar pada malam yang cerah dibandingkan dengan
malam yang berawan, karena tidak ada awan yang memantulkan kembali panas yang dilepas
oleh permukaan bumi.
Ketika proses pendinginan berlanjut, uap air di udara mengembun membentuk titiktitik embun pada benda-benda. Sebagian titik-titik embun ini membeku ketika suhu turun di
bawah 0 C. Titik-titik embun yang membeku semakin bertambah ukurannya, menjadi kristal
beku ketika titik-titik embun di sekelilingnya menguap dan mengumpulkan uap air di atas
kristal. Pada saat suhu berada di bawah titik beku uap air kadangkala langsung berubah
menjadi kristal es, tanpa harus berubah menjadi titik embun. Kristal-kristal beku muncul
dalam dua macam bentuk, menyerupai piring dan pilar. Kristal yang menyerupai piring
berbentuk rata dan menyerupai kristal salju. Kristal-kristal pilar berupa tiang es kosong
berbentuk segi enam.
10
BAB III
PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
Dari beberapa penjelasan diatas , dapat disimpukan bahwa awan adalah kumpulan uap
air di langit yang berasal dari penguapan bisa dari laut, danau, ataupun sungai. Kumpulan uap
air ini pula yang dapat menyebabkan hujan. Sementara awan yang letaknya sangat tinggi,
menyebabkan uap air menjadi beku dan jatuh ke bumi sebagai salju. Awan dibedakan
menurut bentuk dan ketinggianya,
Memunyai peranan sangat penting dalam terjainya proses alam yaitu hujan, karena
awan tempat terjadinya proses evaporasi, dan kondensasi. Yang nantinya akan jatuh dan
menjadi hujan dimana hujan ini akan dimanfaatkan mahluk hidup yang berada di permukaan
bumi.
3.2 SARAN
Dengan membaca makalah ini pembaca diharapkan selalu menjaga lingkunga
sehingga kelamgsungan ekosistem dapat terjaga, khususnya awan yang berada di atmosfer
dapat dijaga dengan baik,karena di awan lah terjadi proses alam yang bermanfaat bagi
manusia.
11
DAFTAR PUSTAKA
Ricky.2011.Terjadinya Proses Terbentuknya
Awan.http://rickyth.blogspot.com/2011/05/terjadinya-proses-terbentuknya-awan.html.diakses
pada 10 April 2013
Aris.2011.Awan dan Jenis-jenisnya.http://arisudev.wordpress.com/2011/12/19/awan-danjenis-jenisnya.diakses pada 10 April
Nesty.2012.Awan.http://nesty-hasmadya.blogspot.com/2012/01/awan.html.diakses pada 10
April 2013
Rizal, Fahmi.2009.Pengertian Awan.http://mfachmirizal.blogspot.com/2009/04/pengertianawan.html
Agna.2012.Kabut dan Penyebabnya.http://agnazgeograph.wordpress.com/2012/07/22/kabutdan-penyebabnya/
http://id.shvoong.com/f/exact-sciences/physics/2118086-pengertian-embun-dan-prosesterjadinya/#ixzz2R9M5986L
Maulana.2013.PengertianEmbun.http://holgeralaba.blogspot.com/2013/02/pengertianembun.html
12