BAB VI ANGIN
Angin adalah gerakan udara secara horizontal, angin mempunyai ARAH dan
KECEPATAN. Arah angin dinyatakan dengan arah dari mana angin datang, misalnya
Angin barat = angin yang datang dari jurusan barat dan angin tenggara = angin yang
datang dari jurusan tenggara dan sebagainya, kecepatan angin lazimnya dinyatakan
dalam satuan KNOT (=mil laut per jam) atau dinyatakan dengan satuan METER PER
DETIK. Arah angin diukur degan alat yang disebut WIND VANLE, dan KECEPATAN
ANGIN diukur dengan alat yang disebut ANEMOMETER. (lihat Iukisan-lukisan
dibawah).
Windvane terlukis disebelah dapat berputar atas
poros vretical a. ekor windvane c mempnyai daya
tangkap angin yang lebih besar dan ujung
windvane b. dengan demikian maka dari manapun
angin datang bertiup kepala. Windvane b
senantiasa mengambil kedudukan menuju kearah
dari mana angin datang.
ANEMOMETER terdiri dari beberapa
mangkuk-mangkuk yang tersusun sedemikian rupa,
sehingga mangkuk-mangkuk tersebut dapat
berputar hanya dalam satu arah apabila tertiup
oleh angin. Makin besar kecepatan angin, maka
makin besarlah pula kecepatan berputarnya
susunan mangkuk-mangkuk tersebut diatas.
Milsanya jari-jari lingkaran bidang
mangkuk-mangkuk yang bersangkutan adalah sebesar 1/2
meter, maka keliling lingkaran perputaran
mangkuk-mangkuk tersebut adalah sepanjang 211
x 1,72 meter = l.k.3 meter, kalau misalnya susunan
mangkuk-mangkuk tersebut berputar 20 kali dalam
waktu 10 detik. maka hal itu berarti bahwa
anemometer yang bersangkutan dalam wkatu 10
detik itu telah dilewati lajur udara sepanjang 20 x 3
Dengan demikian, maka kecepatan angin adalah 60 meter perdetik atau sama
dengan 6 meter per detik Angin tertiup dari tempat yang bertekanan udara tinggi
menuju ketempat yang bertekanan udara rendah. Dengan demikian maka dapat
diambil kesimpulan, bahwa GRADIEN TEKANAN UDARA merupakan gaya
pendorong angin. Oleh sebab arah gradien tekanan udara berkedudukan tegak lurus
pada garis-garis sobar (menuju kearah tekanan rendah) maka seharusnya arah
angin juga berkedudukan tegak lurus terhadap garis-garis isobar dan hal mi akan
terjadi apabila bumi tidak berputar atas sumbunya.
Akan tetapi oleb karena bumi berputar atas sumbunya dan barat ke timur, maka
arah angin menyamping terhadap arah gradien tekanan udaranya sebagai berikut
dibelahan bumi utara arah angin menyimpang kekanan dan belahan bumi selatan
arah angin menyimpang kekanan terhadpa arah gradien tekanan udaranya (lihat
KU = kutub utara bumi
Dengan berputarnya bumi kearah timur dengan kecepatan 360° per 24 jam itu, titik
permukaan bumi diequator mempunyai kecepatan gerak ketimur sebesar
jam
tinggi misalnya pada lintang 60° mempunyai gerak ketimur sebesar
jam km 24 20000
=833km perjam. Dengan demikian maka butir-butir udara yang bergerak
dilintang-lintang tinggi menuju ke equator “ketinggian” terhadap titik-titik permukaan
bumi di equator sehingga tidak dapat tiba pada tempat tujuanya, melainkan tiba
ditempat sebelah baratnya hal ini berarti bahwa dibelah bumi utara akan angin
menyimpang kekanan dan dibelahan bumi selatan arah angin menyimpang kekiri
terhadap arah gradien tekanan udara.
GAYA CORIOLIS
Gaya pembelokan arah angin terhadap arah gradien tekanan udaranya, yang
ditimbulkan oleh perputaran bumi atas sumbunya itu disebut gaya coriolis. Besarnya
nilai gaya coriolis tersebut tergantung pada
a) Kecepatan berputaranya bumi atas sumbunya (= w)
b) Lintang dimana angin yang bersangkutan tertiup (= 0 )
c) Kecepatan angin yang bersangkutan (= v)
Rumus gaya coriolis adalah sebagai berikut : C = 2w v sin 0 dan rumus gaya coniolis
tersebut diatsa nampak bahwa:
1. Makin tinggi lintang dimana angin yang bersangkutan bertiup, maka makin
Pada lintang 0° nilai gaya Coriolis adalah nol, sedangkan pada lintang 90° (=
diatas kutub-kutub) gaya Coriolis adalah maximal, ialah C = 2 w v.
2. Makin besar kecepatan angin (= v), maka makin besar pula nilai gaya Coriolis;
kalau v = 0 maka nilai C adalah nol.
ANGIN GEOSTROFIS
Angin Geotrofis adalah angin yang mengatir disekitar isobar-isobar yang lurus,
tanpa mengalami gaya gesekan dan permukaan bumi. Angin tersebut dapat dijumpai
pada ketinggian 500 meter ke atas.dimana gaya gesekan dengan permukaan bumi
dianggap bernilai amat kecil. Sebagaimana teIah dijelaskan diatas Gradien tekanan
udara merupakan gaya pendorong
Angin : dan selain itu telah dijelaskan pula bahwa karena putaran bumi atas
sumbunya. maka angin tidak dapat mengalir secara tegak lurus pada isobar-isobar,
angin tidak dapat mengikuti arah gradien tekanan udaranya, tetapi menyimpang
terhadap arah gaya pendorongnya. Lukisan dibawah menggambarkan angin
Geostrofis dibelah bumi utara. Pada lukisan tersebut nampak dua garis isobary lurus,
masing-masing 1008,0 milibar dan 1006,0 milibar. Gaya gradien tekanan udara G
menuju ke arah tekanan rendah secara tegak lurus pada isobar-isobar.
Segera setelah timbulnya gaya gradien tekanan udara G, angin (v) mulai
bergerak, mula-mula dengan kecepatan yang kecil, dan bermaksud untuk mengalir
mengikuti arah gaya gradien tekanan udaranya (= G). akan tetapi. segera setelah
timbulnya v, timbul pula gaya Coriolis C yang mula-mulanya bernilai kecil. Gaya C ini
menarik tegak lurus ke kanan udara yang sedang bergerak (ke kanan. karena
lukisan dibawah berlaku untuk belah bumi utara).
Dengan demikian, v tidak dapat mengalir menurut arah G, melainkan membelok ke
kanan dan berjalan menurut arah v1, kemudian angin v1 bermaksud bergerak terus
menurut arah vi dengan kecepatan yang makin membesar. Akan tetapi dengan
membesarnya kecepatan angin, angin Coriolis pun turut membesar dan tetap
menarik pada arah gerakan udara secara tegak lurus ke kanan. Dengan demikian,
selian kecepatan angin membesar secara berangsur-angsru. arah angin pun
terus-menerus membelok ke kanan yaitu dari arah v1 menjadi arah v2. lalu menjadi arah
v3, dan seterusnya. Kapankah pembelokan arah dan pertumbuhan kecepatan angin
itu akan berhenti? Pembelokan arah angin dan pertumbuhan kecepatan angin
tersebut akan terhenti pada saat gaya Coriolis memperoIeh arah yang berlawanan
dengan arah gaya Gradien tekanan udara, dan memperoIeh niai yang sama dengan
nilai gaya Gradien tekanan udara
Mulai saat itulah, arah angin dan kecepatan angin menjadi konstan (= v4). Pada
lukisan diatas, arah dan kecepatan angin Geostrifis menjadi konstan mulai saat v4,
dimana c4 = gaya G4, dan C4 memperoleh arah yang berlawanan dengan arah G4,
sehingga v4 mengalir sejajar dengan garis-garis isobar.
Dengan demikan. maka ada angin Geostrofis gaya G = gaya C, sehingga
rumus angina Geostrafis menjadi : G = 2 w v sin 0
Pertanyaan:
Dimanakah nilai gaya gradien tekanan dara yang sama besarnya akan menimbulkan
kecepatan angin yang lebih besar, didaerah lintang tinggi ataukah di daerah lintang
rendah?
Jawabnya:
Dengan hal ini, yang dipersoalkan adalah kecepatan angin (= v), sehingga rumus
angin geostrafis tersebut di atas harus ditulis sebagai berikut:
G = 2 w v sin 0 menjadi v =
lintangnya tinggi (0 = besar). maka v menjadi kecil. Dengan demikian, jawaban atas
petanyaan tersebut di atas menjadi sebagai berikut I Gaya Gradien tekanan udara
yang sama besarnya akan menimbulkan kecepatan angin yang lebih besar di daerah
ANGIN GRADIEN
Angin gradien adalah angin yang mengalir di sekitar isobar-isobar yang
lengkung, tanpa mengalami gaya gesekan dan permukaan bumi. Angin sedemikian
dapat dijumpai pada ketinggian 500 meter ke atas ,dimana gaya gesekan dan
permukaan bumi dianggap tidak ada lagi. Karena adanya gaya Coriolis, maka angin
gradien pun tidak dapat mengalir secara tegak lurus terhadap garis-garis isobar (=
mengikuti arah gaya gradien tekanan udaranya), melainkan mengalir sejajar dengan
garis-garis isobar. dengan penyimpangan ke arah ke kanan di belah bumi utara dank
e kiri belah bumi selatan (terhadap arah gaya gradien tekanan udaranya).
Oleh sebab pada Angin Gradien garis-garis isobarnya berbentuk lengkung, maka
gerakan udara yang bersangkutan, juga melengkung. Pada tiap gerakan yang
lengkung akan timbul gaya tarik keluar yang dikelan dengan sebutan : GAYA
SENTRIFUGAL besar nilai gaya senttrifugal tersebut tergantung pada dua buah
faktor :
1. Kecepatan gerak ( = v), da
2. Jari-jari lengkung gerakan yang bersangkutan (= R)
Rumus gaya Sentrifugal (S) adalah sebagai berikut : S = R
Angin Gradien keliling sistem tekanan tinggi Dalam hal angin Gradien keliling tekanan
tinggi, maka gaya C harus mengimbangi
gaya G + gaya s sehingga C = G + S
(lihat lukisan).
Dengan demikian, maka rumus Angin
Gradien Keliling sistem tekanan tinggi
adalah sebagai berikut:
G = C - S,atau
Angin Gradien keliling sistem tekanan rendah
(lihat lukisan b di seelah). Pada angin Gradien keliling sistem tekanan rendah, maka
Gaya C + gaya S harus mengimbangi gaya G, sehingga G = C + S.
Dengan demikian, maka rumus Angin Gradien keliling sistem tekanan rendah adalah
sebagai berikut : G = C + S, atau G = 2 w v sin 0 + R V2
Pertanyaan:
Kalau nilai gaya Gradien tekanan (G) sama besarnya, dan Iintangnya (0) pun sama,
dimanakah akan ditimbulkan kecepatan angin yang lebih besar, disekeliling sistem
Tekanan Rendah ataukah disekeliling Tekanan Tinggi?
Jawaban
Dalam pertanyaan ini yang dipersoalkan adalah kecepatan angin (= v) oleh sebab tu
maka rumus Agin Gradien sistem tekanan tinggi harus ditulis sebagai berikut :
0
Dan rumus Angin Gradien sekeliIing sistem Tekanan Rendah harus ditulis sebagai
berikut:
Dari kedua rumus tersebut di atas maka jelaslah, bahwa Vh adalah lebih besar dan
pada v1, dan hal ini berarti bahwa Gaya Gradien Tekanan yang sama besarnya pada
lintang yang sama, akan menimbulkan kecepatan angin yang Iebih besar keliling
sistem Tekanan Tinggi dan pada keliling sistem Tekanan Rendah.
ANGIN PADA PERMUKAAN BUMI
Pada permukaan bumi, maka angin mengalami gaya gesekan dan permukaan bumi.
Makin kasar permukaan bumi yang bersangkutan, maka makin besarlah gaya
gesekan yang dialami oleh angin yang bertiup di atasnya. Diatas daratan, maka gaya
gesekan yang dialami oleh angin lebih besar dari pada di atas permukaan laut.
Adanya gaya gesekan yang dialami oleh angin dan permukaan bumi itu,
menyebabkan angin tidak dapat mengalir sejajar dengan isobar-isobar, seperti
halnya dengan angin GEOSTROFIS, dan Angin Gradien, meliankan arahnya
Makin besar gaya gesekan (K) yang
dialam oeh angin, maka makin besar
pua sudut penyimpangannya
terhadap arah isobar.
a) Bagan gaya-gaya angin pada permukaan Bumi di belahan bumi utara
Gaya gesekan (K) tersebut senantiasa berlawanan arah dengan arah gerakan
udara yang bersangkutan. Dengan demikian. maka selain menyebabkan
penyimpangan arah angin, maka gaya gesekan tersebut juga memperkecil
keckepatan angin. Pada lukisa a) disebelah nampak, bahwa adengan timbulnya
gaya gesekan (K), maka gaya Coriolisk C harus mengimbangi RESULTANTE
gaya G + gaya K, yaitu gaya Ck. dan oleh sebab arah gaya Conchs senantiasa
berkedudukan tegak lurus terhadap arah.
Bahagian gaya-gaya yang
sebelumnya, dimana gaya gesekan K
berlawanan arah dengan arah angin.
Sudut penyimpangan arah dengan VK
makin besar jika gesekannya makin
besar.
b) Bagan gaya-gaya angin yang sebenarnya pada permukaan bumi untuk belah
bumi untuk belah bumi utara. Disini tampak gaya Gesekan K betul-betul
HUKUM-HUKUM BUYS BALLOT MENGENAI ANGIN
1. Hukum 1 Buys Ballot dibelah bumi utara arah angin menyimpang ke kanan dan di
2. Hukum II Buys Ballot: Di belah Bumi Utara, disekeliling tekanan udara Tinggi
angin mengalir secara clockwise, dan dikeliling sistem tekanan udara rendah,
angin mengalir secara counter clockwise; Sedangkan dibelah Bumi Selatan, di
sekeliling sistem tekanan udara Tinggi angin mengalir secara clockwise.
3. Hukum Ill Buys Ballot : di belah utara. kalau kita membelakangi angin, maka
pusat tekanan rendah terletak dalam arah tangan kiri agak kedepan, dan pusat
tekanan tinggi terletak dalam arah tangan kanan agak kebelakang.
Kalau di belah bumi selatan kita membelakangi angin. maka pusat tekanan
rendah terletak dalam arah tangan kanan agak ke depan. dan pusat tekanan
tinggi terletak dalam arah tangankiri agak ke belakang.
Belah Bumi Utara Belah Bumi Selatan
Hukum II Buys Ballot untuk aliran udara di sekeliling tekanan rendah
ANGIN BUMI
Angin di bumi dibagi dalam beberapa golongan, sebagai berikut:
1. AnginTetap
2. Angin Periodik
3. Angin Lokal atau Angin setempat
Angin Tetap adalah angin yang sepanjang tahun terus-menerus tertiup dalam satu
arah. tanpa berbalik atau berganti arah
Kita kenal 2 (dua) buah angin Tetap ialah :
1) Angin Pasat. Dan
Angin Pasat adalah angin tetap yang bersumber pada daerah tekanan Tinggi
Subtropika dan menuju ke daerah Equatorial.
Kita kenal dua buah angin Pasat, ialah
1. Angin Pasat Tlmur laut yang terdapat dibelah bumi Utara, dan
2. Angin Pasat Tenggara yang terdapat dibelah bumi Selatan
Angin Pasat tersebut dapat dijumpai pada ilmu daerah dibumi, ialah
1. Di Samudera Pasifik sebelah Utara Equator: Angin Pasat Timur Laut
2. Di Samudera Pasifik sebelah Selatan Equator: Angin Pasat Timur Tenggara
3. Di Samudera Atlantic sebelah Utara Equator: Angin Pasat Timur Laut
4. Di Samudera Atlantic sebelah Selatan Equator: Angin Pasat Tenggara
5. Di Samudera Hindia sebelah Selatan Equator: Angin Pasat Tenggara
Di Samudera Hindia sebelah Utara Equator Angin pasat tidak mencapai daerah
subtropika: sedangkan sumber angin pasat ialah daerah tekanan tinggi subtropika.
Pertanyaan:
Apakah sebabnya Angin Pasat hanya dijumpai di atas samudera, tidak di atas
benua?
Jawab:
Oleh sebab sumber angin pasat adalah Sistem Tekanan Tinggi Subtropika yang
dapat bertahan sepanjang tahun terus-menerus hanya di atas samudera, sedangkan
di atas benua sistem tekanan tinggi subtropika itu di waktu musim Summer akan
LENYAP dan berubah menjadi sistem tekanan rendha, sehingga Subtropika dimusim
Winter menyebabkan angin mengalir KELUAR, sedangkan di waktu musim Summer
MENYEDOT angin untuk mengalir masuk. Dengan demikian, maka angin berbalik
arah tiap enam bulan sekali, dan angin yang berbalik arah tiap enam bulan itu
disebut angina MUSON.
ANGIN TETAP
Angin barat tetap hanya dijumpai di belah bumi Selatan, ialah daerah-daerah antara
40° dan 60° Selatan. Di belah bumi utara tidak dijumpai angin barat tetap, karena di
belah bumi utara pada lintang-lintang antara 400 dan 600 terdapat banyak benua
ANGIN-ANGIN PERIODIK
Kita kenal 3 (tiga) macam Angin Periodik,yaitu
- Angin MUSON dengan periode enam bulan
- Angin DARAT/LAUT dengan periode satu hari
- Angin LEMBAH/GUNUNG dengan periode satu hari
ANGIN MUSON
Adalah angin periodik yang diwaktu musim Summer mengalir masuk ke dalam
benua, dan waktu musim Winter mengalir ke luar dari benua. Di Indonesia sebelah
Utara Equator mengalami angin Muson Timur Laut antara bulan Oktober sampai
bulan Mei, dan angin Muson Barat Daya antara bulan Mei sampai bulan Oktober. Di
Indonesia sebelah selatan Equator mengalami angin Muson Barat laut antara bulan
Oktober sampai bulan Mei, dan angin Muson Tenggara antara bulan Mei sampai
bulan OKtober.
ANGIN DARAT DAN ANGIN LAUT
Angin Darat dan Angin Laut adalah angin Periodik yang terdapat di daerah
pantai. Pada suatu hari terdapat angin laut, yang bertiup dari laut masuk ke daratan,
dan pada malam hari terdapat angin darat yang beritup dari darat menuju ke laut.
Dengan demikian, maka angin darat/laut adalah angin periodik yang berperiode
satu hari. Angin Darat/Laut Iebih nampak di daerah Equator dan pada daerah
sedang, karena di daerah Equator amplitudo harian temperatur Iebih besar dan pada
daerah sedang. Besarnya Amplitudo harian temperatur udara itu mempengaruhi nilai
perbedaan tekanan udara antara daerah permukaan laut di sekitar garis pantai,
makin besar nilai Amplitudo temperatur harian maka makin besar pula nilai
perbedaan tekanan darat antara permukaan daratan dan permukaan laut, dan
dengan perbedaan tekanan udara yang besar berarti pula bahwa nilai Gradien dan
udara adalah besar. Dengan demikian maka mudahlah dimengerti bahwa Angin
darat dan Angin Laut nampak lebih jelas di peroleh Equator daripada di daerah
sedang.
Pada siang hari permukaan darat menjadi Iebih panas dan pada permukaan
laut. OIeh sebab itu tekanan udara di atas darat pada siang hari menjadi Iebih
rendah dari pada adi di atas permukaan laut, sehingga udara menglair dan laut
dair pada permukaan a: air laut dapta menyimpan PANAS Iebih dahulu daripada
darat. Hal ini menyebabkan temperatur udara di atas darat lebih rendah dari pada di
atas permukaan laut, hal mana mengakibatkan tekanan udara pada malam hari di
atas permukaan laut menjadi lebih rendah dan pada di atas darat, sehingga udara
dan daratan mengalir turun ke laut.
ANGIN GUNUGN DAN ANGIN LEMBAH
ANGIN FOHN adalah angin yang terjun dari gunung-gunung menyebabkan kenaikan temperatur udara di daratan rendah atau dilembah. dimana angin terjun itu
tiba.
ANGIN BORA adalah angin terjun dari gunung yang membawa penurunan
temperatur udara di daratan rendah atau di Iembah dimana angin Bora itu tiba. Kata “Fohn” berasal dan Austria. dan kata Bora benasal dari Dalmatia; akan tetapi angin terjun yang bersifat seperti Fohn dan seperti Bora itu juga dijumpai di lain negara
yang namanya berbeda-beda sesuai dengan bahasa penduduk negara yang
bersangkutan.
MISTRAL adalah angin yang kencang dan dingin yang beritup di teluk Du Lion
di laut tengah bagian barat dengan arah Barat Laut atau Utara.
SCIROCCO adalah angin kering dan panas yang berasal dan Sahara, angin ini
dapat dijumpai di Laut Tenggara bahagian tengah.
MARMATTAN adalah angin Timur Laut yang bertiup di Afrika barat laut di
musim windung banyak pasir dan debu, hal ini disebut “Kabut Merah.
Ringkasan :
Angin mempunyai arah dan kecepatan. Arah angin dinyatakan dengan arah dari
mana angin tersebut datang, sedangkan kecepatannya dinyatakan dalam satuan
knot atau meter per detik. Arah angin diukur dengan menggunakan wind vane dan
kecepatannya dengan menggunakan Anemometer. Angin terjadi karena adanya
gradien tekanan udara tetapi arahnya dipengaruhijuga oleh gaya coniolis. Gaya
coniolis tergantung pada kecepatan berputar bumi atas sumbunya, lintang dimana
angin yang bersangkutan bertiup, dan kecepatan dan angin yang bersangkutan,
angin geostrafis adalah angin yang bertiup disekitar isobar-isobar yang lurus tanpa
mengalami gaya gesekan dan permukaan bumi. Angin mi mengalami
mempunyai arah yang berlawanan dan kekuatan yang sama dengan gaya gradien
tekanan udaranya.
Angin Gradien adalah angin yang bertiup di sekitar isobar-isobar yang
lengkung tanpa mengalami gaya gesekan dan permukaan bumi. Oleh karena
gerakannya melengkung angin gradien mempengaruhi juga gaya sentrifugal.
Pada permukaan bumi angin mengalami gaya gesekan dan permukaan bumi
sehingga arah gaya tidak dapat sejajar dengan arah isobar-isobarnya seperti halnya
angin geostrafis dan angin Buys Ballot. Di bumi angin dibagi dalam beberapa
golongan Angin Tetap, Angin Periodik dan Angin Lokal. Setiap golongan dibagi lagi
dalam beberapa macam.
Pertanyaan-pertanyaan :
1. Apakah yang dimaksud dengan arah angina dan satuan-satuan apakah yang
digunakan untuk menyatakan kecepatannya ?
2. Gaya-gaya apa sajakah yang bekerja pada angin-angin
- Geostrofis ?
- Gradien ?
- Di permukaan bumi ?
3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan gaya-gaya:
- Gradien tekanan udara
- Goriolis
- Sentrifugal
- Gesekan dan permukaan bumi
4. Jelaskan proses terhentinya pembelokan dan pertumbuhan kecepatan angin
geostrofis?
5. Sebutkan hukum-hukum Buys Ballot?
6. Tuliskan rumus-rumus dan gaya-gaya : Coriolis. Sentrifugal, Gradien tekanan
udara sekeliling system tekanan tinggi dan system tekanan rendah (pada angin
gradien?
7. Jelaskan mengapa dengan gaya gradien tekanan udara yang sama akan
menimbulkan kecepatan angin yang lebih besar pada daerah lintang rendah
8. Jelaskan pula mengapa kecepatan angin yang ditimbulkan di sekeliling system
tekanan tinggi lebih besar dan pada di sekeliling sistem tekanan rendah,
walaupun gaya gradien tekanan udara dan lintangnya sama?
9. Sebutkan penggolongan angin-angin di bumi dan macam dan setiap golongan
beserta proses terjadi dan sifat-sifatnya?
10. Dimanakah akan ditemui angina gostrofis dan angina gradient dan kenapa
demikian?
11. Sebutkan factor-faktor yang menyebabkan terjadinya angina darat/laut?
12. Mengapa anginpasat tidak terdapat di atas benua?
