2. Dinamika Cuaca dan Atmosfer

LINGKUP BAHASAN
1. Atmosfer
2. Sistem Cuaca
3. Proses Pembentukan Awan dan Hujan
4. Gangguan Cuaca di wilayah Tropis
STRUKTUR ATMOSFER
Troposfer : Pada lapisan inilah segala aktifitas cuaca dapat terbentuk seperti awan, angin, hujan. Ketebalan lalapisan ini
sekitar 20 km. Pada lapisan ini suhu menurun terhadap ketinggian hingga puncaknya bersuhu antara – 40  C s/d – 80 C
atau rata –rata – 50 C
Stratosfer : Pada laisan ini suhu naik terhadap ketinggian. hingga mendekati – 0 C pada ketinggian sekitar 60 km
Mesosfer : Lapisan dengan ketinggian antara 60 –85 km. Lapisan ini ditandai dengan penurunan suhu rata-rata 0,4 C
per 100 m
Thermosfer : Lapisan dengan ketinggian antara 85 km- 200 atau 300 km dan ditandai dengan kenaikan temperatur dari
sekitar –100  C sampai terus hingga ribuan derajat.
DISTRIBUSI RADIASI MATAHARI
DI PERMUKAAN BUMI
FAKTOR PEMICU DINAMIKA ATMOSFER
BUMI
PENYEBAB CUACA SECARA UMUM
1. Variasi Harian
2. Variasi Musiman
3. Variasi Lintang
4. Interaksi Laut - Atmosfer
Variasi Harian / Suhu
Variasi Musiman
Variasi Topografi dan
Interaksi Laut - Atmosfer
1.
Luas dan dalamnya perairan meminimalisasi
perubahan temperatur, sebaliknya semakin
besar daratan perubahan temperatur yang
akan terjadi semakin besar.
2.
Tanah
lembab,
seperti
rawa-rawa,
meminimalisai
perubahan
temperatur
mendekati perubahan pada perairan.
3.
Wilayah dengan banyak tanaman akan
terpelihara perubahan temperaturnya dari
perubahan secara mendadak, hal ini karena
perpindahan panas dari tanah tanah ke
atmosfer terhambat oleh tanaman tersebut.
4.
Perubahan temperatur terbesar terjadi di
atas wilayah tanah gersang, lading tandus
pegunungan, daerah berpassir.
5.
Perubahan temperatur secara mendadak
dapat terjadi di sepanjang danau dan garis
pantai.
6.
Kebanyakan
kepulauan
temperaturnya agak konstan.
Variasi Lintang
perubahan
SKEMATIK
POLA UMUM
PEREDARAN
ATMOSFER
DAERAH SABUK TEKANAN TINGGI SUB TROPIS
DAERAH PERTEMUAN ANGIN ANTAR TROPIS (ITCZ
DAERAH SABUK TEKANAN TINGGI SUB TROPIS
SIRKULASI WALKER
FAKTOR
PERBEDAAN
SUHU DAN
TEKANAN
UDARA
SEBAGAI
PEMICU
POLA
PEREDARAN
UMUM
ATMOSFER
MEMAHAMI CUACA DAN IKLIM
Cuaca merupakan keadaan / fenomena fisik dari atmosfer
di suatu tempat dan pada waktu tertentu.
Berskala jangka pendek.
Iklim merupakan aspek dari cuaca di suatu tempat dan
pada waktu tertentu dalam jangka panjang
Musim / Monsoon merupakan suatu pola sirkulasi angin
yang berhembus secara periodik pada suatu periode
(minimal 3 bulan) dan pada periode yang lain polanya
akan berlawanan. Oleh masyarakat awam sering
dikaitan dengan iklim dan curah hujan
FAKTOR - FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
CUACA / IKLIM DI INDONESIA
( SKALA METEOROLOGI )
GLOBAL
: GEJALA EL-NINO & LA-NINA
REGIONAL : PENGARUH ANGIN MONSOON ASIA (MUSIM HUJAN) DAN
MONSOON AUSTRALIA (MUSIM KEMARAU)
CONTOH : SEBAGIAN BESAR DAERAH INDONESIA
PENGARUH EQUATORIAL
CONTOH : DAERAH INDONESIA SEPANJANG KATULISTIWA
GANGGUAN TROPIS : BADAI TROPIS, VORTEX DAN SIRKULASI EDY
LOKAL
: PENGARUH ANGIN DARAT & LAUT,
CONTOH : DAERAH SEKITAR LAUT BANDA
PENGARUH GLOBAL : GEJALA EL-NINO & LA-NINA
Anomali Suhu Muka Laut (o C)
Kondisi
3
2-3
1-2
0 - 1.0
-1 - -2
-2 - - 3
≤-3
El Nino
kuat
Sedang
lemah
normal
-
-
-
La Nina
-
-
-
normal
lemah
sedang
Kuat
NILAI SOI (P TAHITI-P DARWIN)
FENOMENA YANG AKAN TERJADI
Di bawah - 10 selama 6 bulan
- 5 s/d - 10 selama 6 bulan
- 5 s/d + 5 selama 6 bulan
+ 5 s/d + 10 selama 6 bulan
Di atas + 10 selama 6 bulan
El Nino kuat
El Nino lemah-sedang
Normal
La Nina lemah-sedang
La Nina kuat
PENGARUH REGIONAL : PENGARUH ANGIN MONSOON
MUSIM KEMARAU
MUSIM HUJAN
PENGARUH LOKAL :PENGARUH BENTUK TOPOGRAPI & KEPULAUAN
UNSUR – UNSUR CUACA
TEMPERATUR/ SUHU UDARA
Merupakan ukuran dari panas yang dikandung
oleh suatu zat / benda
Dinyatakan dalam derajad Celsius atau Fahrenheit.
Temperatur Standard pada permukaan laut 59 °F / 15 °C
TEKANAN UDARA
Adalah representasi dari berat
atmosfer yang dipengaruhi oleh
proses - proses penumpukan
massa udara dan pengurangan
massa udara.
Berubah terhadap ketinggian
Diukur
dengan
barometer,
dengan mempergunakan acuan
tekanan udara pada permukaan
laut setara – 30 inc mercury dan
1013.25 mb.
ANGIN
merupakan pergerakan udara yang dipicu oleh adanya perbedaan
tekanan udara sebagai akibat dari perbedaan temperatur di permukaan
bumi, dinyatakan dalam arah dan kecepatan. Arah angin dinyatakan
dalam derajat sedangkan kecepatan dinyatakan dalam satuan
Internasional dan sering menggunakan table / skala yang lebih dikenal
dengan sebutan “Beaufort Scale / Skala Beaufort” dengan satuan
“knots”. (1 knots = 0.5 m/s atau 1.8 – 1.9 km/jam)
Pembentukan Angin
Dalam Skala Synoptic
SKALA
BEAUFORT
MENGUKUR ARAH DAN KECEPATAN ANGIN
PENENTUAN ARAH ANGIN
U
360°/0°
BL
315°
45°
B 270°
225°
BD
TL
90° T
180°
S
135°
TG
SYMBOL PLOTTING DATA ANGIN
KELEMBAPAN UDARA
Banyaknya uap air yang terkandung di udara Dinyatakan dalam %
Massa uap air yang ada di atmosfer
Kelembapan Relatif (RH) =
X 100 %
Massa uap air jenuh
Adanya proses pemanasan dan pendinginan di atmosfer, menyebabkan
uap air selalu berubah-ubah baik jumlah dan bentuknya (gas, cair, padat).
Kelembapan udara sangat dipengaruhi oleh temperatur. Semakin tinggi
temperatur semakin besar daya tampung udara terhadap uap air, yang
akhirnya pada suhu dan tekanan tertentu akan tercapai kondisi jenuh.
1. AWAN BENTUK CUMULUS (CUMULIFORM CLOUD) :
AWAN DALAM PEMBENTUKAN BERKEMBANG KEATAS,
KARENA ARUS KONVEKSI, UMUMNYA TERPISAH ANTARA
YANG SATU DENGAN YANG LAIN.
2. AWAN BENTUK STRATUS ( STRATIFORM) :
AWAN DALAM PEMBENTUKANNYA BERKEMBANG MERATA
YANG BERUPA LEMBARAN ATAU LAPISAN YANG MENUTUP
SEBAGIAN BESAR DARI LANGIT
DAERAH AWAN
KUTUB
SEDANG
TROPIS
RENDAH
Dari
Permukaan
buni – 2 km
Dari
Permukaan
buni – 2 km
Dari
Permukaan
buni – 2 km
MENENGAH
3 – 8 KM
2 – 7 KM
2 – 8 KM
TINGGI
5 – 8 KM
5 – 13 KM
6 – 18 KM
Kelompok Awan Tinggi
Cirrus
Tidak ada icing yang siknifikan; ada
turbulensi lemah dalam cirrus yang
tebal
Cirrostratus
Icing lemah jika ada ; tidak ada
turbulensi; menghalangi jarak
pandang (visibility)
Cirrocumulus
Kemungkinan berisi bintik air
superdingin menghasilkan
turbulensi dan icing lemah.
Kelompok Awan Menengah
Altocumulus
Terdapat icing lemah;
turbulensi lemah
Altostratus
Terdapat icing dengan intensitas
sedang; tidak ada turbulensi
atau lemah; menghalangi sinar
matahari.
Nimbostratus
Turbulensi sangnat lemah; dapat
menyebabkan adanya masalah
icing yang serius apabila
suhunya mendekati atau dibawah
titik beku (freezing).
Kelompok Awan Rendah
Stratus
Lemah atau tidak ada turbulensi; bahaya icing
jika suhu mendekati atau dibawah freezing;
apabila bergabung dengan fog atau terjadi
endapan ( hujan/salju) dapat menyebabkan
penurunan. visibility yang siknifikan.
Stratocumulus
Terjadi turbulensi lemah; dimunkinkan ada
icing di suhu freezing; tinggi awan dan
visibility lebih baik daripada awan stratus
Kelompok Awan Rendah yang Menjulang
Cumulus
Ketidak stabilan udara
dilapisan bagian bawah
akan menghasilkan
turbulensi, tetapi tidak
terjadi icing yang
siknifikan.
Towering Cumulus
Terjadi turbulensi kuat dan
disertai hujan lebat ( rain
showers) ; terjadi icing lemah
diatas lapisan freezing.
Cumulonimbus
Seluruh udaranya tidak stabil,
terjadi turbulensi sangat hebat;
kemungkinan terjadii icing yang
kuat.
PROSES TERBENTUKNYA AWAN & HUJAN
INTENSITAS CURAH HUJAN
INTENSITAS
HUJAN (mm)
KEADAAN HUJAN
1 JAM
24 JAM
HUJAN SANGAT RINGAN
<1
<5
HUJAN RINGAN
1-5
5 – 20
HUJAN NORMAL/SEDANG
5 – 10
20 – 50
HUJAN LEBAT
10 – 20
50 – 100
HUJAN SANGAT LEBAT
> 20
> 100
SATUAN HUJAN : milimeter adalah tinggi air (mm) yang mewakili luasan 1 m2
Diameter Curah Hujan = 0,5 mm atau kurang
Hujan Es mempunyai diameter 5mm
Virga partikel yang tidak sampai ketanah/permukaan bumi
Lamanya hujan ditentukan oleh jenis awannya, hujan lebat biasanya dari jenis awan rendah
Sedangkan hujan ringan dan lama biasanya dari jenis awan menengah
POLA UMUM TYPE HUJAN
DI INDONESIA
EQUATORIAL TYPE
600
450
300
150
0
JAN
FEB
MAR
APR
MAY
JUN
JUL
AUG
SEPT
OCT
NOV
DEC
MONSOON TYPE
450
300
150
0
JAN
FEB
MAR
APR
MAY
JUN
JUL
AUG
SEP
OCT
NOV
DEC
LOCAL TYPE
600
450
300
150
0
JAN
FEB
MAR
APR
MAY
JUN
JUL
AUG
SEP
OCT
NOV
DEC
DATA MASUKAN
DATA :
MODEL PRAKIRAAN
>HASIL PENGAMATAN - DI
DARAT, LAUT, UDARA
FILTERING
:
1.
GLOBAL : GASP, ECMWF, EGGR, DLS
2.
SINOPTIK / REGIONAL : TLAPS
3.
MESO
VALIDASI
PLOTTING
BRIEFING/
DISKUSI/BRIEFING
PEMBAHASAN
PRAKIRAAN CUACA
ANALISIS/[PROGNOSIS
PENGGUNA
PENYAJIAN
SISTEM IDEAL OPERASIONAL PELAYANAN CUACA
LAYANAN METEOROLOGI PENERBANGAN
QAM
METAR/SPECI
TAFOR
BRIEFING
LAYANAN METEOROLOGI MARITIM
GEJALA EL-NINO & LA-NINA
Anomali Suhu Muka Laut (o C)
Kondisi
3
2-3
1-2
0 - 1.0
-1 - -2
-2 - - 3
≤-3
El Nino
kuat
Sedang
lemah
normal
-
-
-
La Nina
-
-
-
normal
lemah
sedang
Kuat
NILAI SOI (P TAHITI-P DARWIN)
FENOMENA YANG AKAN TERJADI
Di bawah - 10 selama 6 bulan
- 5 s/d - 10 selama 6 bulan
- 5 s/d + 5 selama 6 bulan
+ 5 s/d + 10 selama 6 bulan
Di atas + 10 selama 6 bulan
El Nino kuat
El Nino lemah-sedang
Normal
La Nina lemah-sedang
La Nina kuat
“Hail” (Hujan Es)
“Heavy Rain” (Hujan lebat)
Squall dan Gust umumnya dihasilkan dari akhir tahap matang awan Cumulo Nimbus
dimana sebagian besar gerakan udara dalam awan adalah ke bawah setelah menyentuh
/ memukul permukaan bumi mengalir mendatar.
Squall
Gusty
Perbandingan Energi Kinetik
dari Energi Guntur
SISTEM
Gust
Dust Devil
Tornado
Thunderstorm
Bom Atom (Nagasaki)
Hurricane
Bom Hidrogen
Energi Kinetik
(Kilo Watt / Jam)
10o
10
104
106
107
1010
1010
Pada dasarnya semua Badai Guntur (Thunderstorm) terdiri dari beberapa sel
dan ukuran pertumbuhan awannya dapat mencapai panjang 90 km, lebar 30
km dan tebal 5 – 8 km
Tingkatan Tahap Pertumbuhan / Hidup Badai Guntur
BMG