suhu udara dan kehidupan

BAB
3
14
SUHU UDARA DAN KEHIDUPAN
Variasi Suhu Udara Harian
Pemanasan Siang Hari
Pemanasan permukaan bumi pada pagi hari secara konduksi juga memanaskan udara di
atasnya. Semakin siang, terjadi perbedaan suhu yang besar antara udara tepat di atas
permukaan bumi dan udara yang terletak jauh di atasnya.
Pemanasan yang tidak seimbang ini mengakibatkan terbentuknya konveksi. Konveksi, baik yang
dijalankan angin maupun yang dijalankan gelembung termal, pada akhirnya membuat energi
panas tersebar lebih merata.
Sore hari sebelum matahari terbenam merupakan saat paling panas karena radiasi yang datang
dari matahari melebihi radiasi yang dipancarkan oleh muka bumi (yang telah dipanaskan
sedemikian rupa sejak pagi hari)﴿ → surplus energi panas.
21
SUHU UDARA DAN KEHIDUPAN
Pendinginan Malam Hari
Permukaan bumi mendingin segera setelah matahari terbenam. Daratan menjadi lebih dingin
dibanding udara tepat di atasnya →udara memindahkan panasnya ke tanah secara konduksi,
sehingga mendingin→tanah melepaskan energi panas, yang diterimanya dari udara, dengan
cepat.
Pelepasan energi panas ini meradiasikan gelombang inframerah, maka pendinginan pada
malam hari (yang tenang) disebut radiational cooling.
Udara yang terletak jauh di atas permukaan bumi memindahkan panasnya secara konduksi ke
udara dingin di bawahnya, namun hal ini terjadi secara perlahan. Hal ini menjadi sebab
terjadinya inversi suhu ketika dini hari.
Udara Dingin Di Permukaan Bumi
Di Indonesia, terutama daerah pegunungan yang jauh dari khatulistiwa seperti Dieng, sering
mengalami embun es/embun upas di musim kemarau. Embun es ini dipicu oleh inversi suhu,
yaitu kenaikan suhu udara seiring naiknya ketinggian.
Inversi suhu ini sering terjadi di lembah, tempat lapisan udara dingin pada dasar lembah
dibatasi oleh lapisan udara hangat di lereng gunung yang mengapitnya. Inversi suhu ini terjadi
karena pada musim kemarau malam hari cenderung cerah, tenang dan panjang. Keberadaan
inversi suhu ini menjadi penghalang terbentuknya awan petir, namun jika tiba-tiba inversi ini
rusak karena suatu sebab maka awan petir dapat tumbuh dengan cepat di sana.
22
SUHU UDARA DAN KEHIDUPAN
Bagaimana Embun Upas Dieng Terjadi
Pada malam hari, suhu udara di lembah turun terus, dan lapisan udara hangat di lereng gunung
(yang suhunya terlambat turun) menciptakan sabuk termal.
Lapisan udara dingin di atas lembah tenggelam ke bawah dan sabuk termal di lereng gunung
tetap stabil di tempatnya. Hal ini karena udara dingin lebih padat dibanding udara hangat.
Seperti minyak dan air, lapisan udara dingin dan hangat ini tidak mengganggu satu sama lain.
Lapisan udara dingin ini dapat masuk ke sel tanaman dan membekukan air di dalamnya,
membuat sel tanaman menjadi rusak. Embun upas terbentuk ketika suhu tanaman sudah benarbenar dingin (selnya sudah rusak terlebih dahulu).
Inversi Suhu
Mengurangi Efek Inversi Suhu
1. Menutupi tanaman dengan plastik atau kertas.
2. Dengan menggunakan kipas besar yang mampu mencampurkan udara hangat di atas
dengan udara dingin di lembah.
3. Menggunakan pemanas kebun yang mengeluarkan udara hangat untuk memicu
terjadinya konveksi.
4. Membiarkan irigasi di kebun terendam semalaman.
5. Membuat gerimis buatan di kebun dengan sprinkler. Air gerimis ini akan melapisi
tanaman dan langsung membeku menjadi es. Es ini menjaga suhu tanaman 0oC
sepanjang malam dan menghindarkannya dari suhu yang lebih dingin.
23
SUHU UDARA DAN KEHIDUPAN
Rekor Suhu Udara
Suhu terdingin di Indonesia: -8oC, tercatat di Puncak Jaya. Suhu terpanas di Indonesia: 43,5oC –
tercatat di Bojonegoro, Jawa Timur.
Bagaimana Suhu Udara Diatur?
Ada beberapa faktor yang menyebabkan suhu udara di suatu tempat berbeda dengan di tempat
lain. Faktor-faktor tersebut antara lain:
1.
2.
3.
4.
Letak lintang,
Ketinggian,
Distribusi daratan dan perairan,
Arus laut yang mengitari tempat tersebut.
24
SUHU UDARA DAN KEHIDUPAN
Letak Lintang
Suhu udara merupakan rata-rata energi kinetik yang dimiliki sekumpulan molekul udara. Energi
kinetik udara bertambah apabila mendapatkan radiasi matahari. Di bumi, radiasi matahari
dipengaruhi letak lintang. Semakin tinggi lintang suatu tempat, maka fluks radiasi yang diterima
semakin kecil. Selain itu, panjang hari di tempat-tempat yang terletak di atas lintang 22,5
berubah secara ekstrim setiap pergantian musim; sehingga pada musim panas suhu dapat naik
sangat tinggi (gelombang panas) dan pada musim dingin suhu dapat turun di bawah nol derajat
Celsius.
Indonesia sebagai daerah yang terletak di khatulistiwa menerima energi matahari yang
jumlahnya hampir sama sepanjang tahun, membuat suhu di Indonesia tidak bergantung kepada
lintang, namun lebih kepada ketinggian.
Ketinggian
Udara merupakan konduktor yang buruk. Selain itu, jumlah molekul udara semakin ke atas
semakin menipis – sehingga panas yang diteruskan dari darat ke udara semakin sedikit. Hal ini
menyebabkan wilayah gunung secara umum lebih dingin dari wilayah dataran rendah.
Karena molekul udara di wilayah gunung lebih sedikit, maka tekanan udaranya juga lebih
rendah. Hal ini menyebabkan udara pantai yang naik ke gunung mendingin secara adiabatik –
menyebabkan kabut di sore hari.
Distribusi Daratan Dan Perairan
Air merupakan salah satu zat dengan kalor jenis yang besar. Hal ini mengakibatkan wilayahwilayah yang banyak memiliki danau dan sungai mengalami kenaikan suhu dan penurunan suhu
yang perlahan. Berbeda dengan gurun yang penurunan dan kenaikan suhunya terjadi secara
drastis
25
SUHU UDARA DAN KEHIDUPAN
Arus Laut Yang Mengitari Suatu Tempat
Laut merupakan sumber uap air, dan kembali pada konsep bahwa air memiliki kalor jenis yang
tinggi, daerah – daerah dengan uap air yang banyak memiliki suhu siang hari yang lebih rendah
dan suhu malam hari yang lebih hangat ketimbang daerah dengan uap air yang sedikit. Jumlah
uap air dikontrol salah satunya oleh arus laut yang mengalir di sekitar suatu tempat.
Tempat yang dialiri arus panas→uap air banyak→suhu udara siang terkontrol, suhu udara malam
cukup hangat→biasanya daerah tropis (﴾Indonesia)﴿ .
Tempat yang dialiri arus dingin→uap air sedikit→suhu udara siang sangat panas, suhu udara
malam sangat dingin→biasanya daerah gurun (﴾Namibia, Atacama)﴿ .
Data Suhu Udara
Suhu Udara Harian, Bulanan, Dan Tahunan
Selisih suhu udara terpanas dan terdingin dalam satu hari disebut diurnal range. Daerah yang
sering mendung mengalami diurnal range yang lebih kecil dibanding daerah yang cerah. Suhu
udara normal suatu daerah pada tanggal n:
𝑇
=
∑
𝑇
30
𝑇=suhu udara rata-rata pada tanggal n, didapatkan dari data suhu selama tanggal n
berlangsung dibagi jumlah pengukuran. Agar valid, pengukuran suhu sebaiknya dilakukan
sesering mungkin.
26
SUHU UDARA DAN KEHIDUPAN
Di Indonesia, perbedaan antara suhu udara maksimum dan minimum setiap hari kurang lebih 10
derajat Celsius. Karena Indonesia berada di daerah tropik, perbedaan suhu bulanan dan tahunan
kurang lebih sama seperti perbedaan suhu harian.
Misalnya di Jakarta, suhu minimum dan suhu maksimum antara Maret 2011-2012 adalah 22oC
dan 35oC. Antara 19 Februari – 19 Maret 2012 tercatat bahwa suhu udara minimum dan
maksimum di Jakarta adalah 24oC dan 34oC. Pada tanggal 19 Maret 2012 tercatat bahwa suhu
udara minimum dan maksimum di Jakarta adalah 23oC dan 30oC.
Kegunaan Data Suhu Udara
1. Untuk memprediksi penggunaan energi listrik, karena jika suhu semakin panas maka
pendingin akan semakin banyak memakai energi.
2. Mengetahui jenis tanaman yang cocok dibudidayakan di suatu daerah.
3. Sebagai bahan pertimbangan dalam membangun jalan, jembatan, rel. Hal ini karena
peningkatan dan penyusutan suhu di suatu tempat akan memengaruhi pemuaian
struktur-struktur tersebut.
4. Di negara-negara iklim sedang data suhu biasanya digunakan untuk menentukan waktu
penanaman dan waktu panen.
Suhu Udara dan Rasa Nyaman
Persepsi manusia akan suhu sangat bergantung pada bagaimana pertukaran panas antara
lingkungan dan tubuh kita berlangsung. Untuk menjaga suhu tubuh, tubuh kita mengadakan
suatu metabolisme yang memancarkan sinar inframerah ke lingkungan.
Ketika suhu udara dingin, tubuh membuat lapisan udara hangat yang tipis di sekitar permukaan
kulit sehingga kita merasa lebih hangat. Suhu udara yang kita rasakan ini dinamakan sensible
temperature. Ketika angin bertiup, lapisan udara hangat pada kulit kita akan tertiup dan
membuat tubuh mengeluarkan lebih banyak panas untuk menjaga tubuh kita tetap hangat.
27
SUHU UDARA DAN KEHIDUPAN
Untuk mengukur jumlah panas yang dikeluarkan tubuh saat angin bertiup, digunakan skala wind
chill.
Wind Chill
Wind chill ini menerangkan kemampuan udara dalam mengambil / memberikan panas dari/ke
kulit jika ia bertiup dengan kecepatan dan suhu tertentu. Misalkan suhu udara terukur 12oC dan
kecepatan angin 11 km/jam, maka panas yang diambil dari kulit kita kurang lebih = berada di
tempat bersuhu 10,87oC dengan kecepatan angin 0 km/jam.
Perumusan wind chill ini berbeda-beda antar negara, tergantung kondisi fisiologis umum
penduduk negara tersebut. Dalam presentasi ini dipakai perumusan wind chill dari dinas cuaca
Kanada (Indonesia belum memiliki skala serupa).
𝑇
= 13.12 + 0.6215𝑇 − 11.37𝑉
.
+ 0. 3965𝑇 𝑉
.
Pengukuran Suhu Udara
Suhu udara dapat diukur secara langsung menggunakan termometer air raksa. Termometer
maksimum merupakan termometer air raksa yang dilengkapi celah sempit yang mencegah
cairan turun setelah mengukur suhu udara terpanas. Termometer minimum merupakan
termometer yang dilengkapi barbel kecil untuk menunjukkan suhu udara terdingin yang pernah
terukur.
Selain dengan termometer air raksa, suhu udara dapat diukur dengan termometer listrik,
radiometer (pada satelit), dan termometer bimetal. Termometer bimetal menggunakan asas
pemuaian panjang logam. Ketika logam memuai, maka logam ini akan menggerakkan jarum
pencatat pada termograf. Gambar di bawah mrupakan gambar termometer Maksimum –
minimum, termograf, disertai termometer bimetal, termometer elektrik
Penempatan termometer cuaca yang baik, minimal 1,5 m – 2 m
dari permukaan bumi dan terlindungi dari panas serta hujan.
Suatu jaringan informasi cuaca yang ideal menaruh perkakas
cuaca dalam keadaan yang tepat sama, misalnya semua stasiun
dipasang pada ketinggian yang sama dari muka bumi, dengan
jenis permukaan yang sama dan jauh dari gangguan seperti
pohon, gedung, atau jalan raya.
28
SUHU UDARA DAN KEHIDUPAN
DATA RADIOMETER SATELIT
SIK
Citra satelit ini menunjukkan
siklon tropis Inigo sedang
menyerang Pulau Sumba,
NTT. Suhu awan badai -70oC
karena terjadi pelepasan
panas laten secara besarbesaran di dalam pusaran
awan.
29