I. Pendahuluan : Ruang Lingkup Cuaca dan Iklim

(1)

Meteorology for better life

Departemen Geofisika dan Meteotologi,

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor

I. Pendahuluan :

Ruang Lingkup Cuaca dan Iklim

(2)

Meteorology for better life 2

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 contoh- contoh 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

(3)

• 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

Tujuan Instruksional Khusus BAB I.

PENDAHULUAN: RUANG LINGKUP CUACA DAN IKLIM

(4)

(5)

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?

(6)

Batasan Cuaca dan Iklim

Cuaca (weather) dan iklim (climate) dinyatakan dengan nilai unsur fisika

atmosfer yang selanjutnya disebut unsur cuaca atau unsur iklim

(7)

Unsur-unsur cuaca/iklim Satuan SI Satuan Lama Penerimaan radiasi surya W m^-2 Cal cm^-2men^-1

Lama penyinaran surya Jam Jam, %

Suhu udara dan tanah ôC, K ôC, ôF, ôR, K

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^-1, m s^-1 km jam^-1, knot (mil laut jam^-1) Arah angin derajat mata angin (^o) derajat mata angin (^o)

Contoh unsur-unsur cuaca/iklim dan satuannya

(8)

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

(9)

Tabel 1

Cuaca di suatu tempat X pada pukul 06.00 WIB dan 08.00

tanggal 1 September 1989, lokasi 06^o3’ Lintang Selatan (LS), 106^o45’

Bujur Timur (BT), ketinggian 290 m di atas permukaan laut (mdpl)

Unsur Cuaca Satuan Nilai Cuaca

6:00 08:00

Penerimaan radiasi surya, R^G W m^-2 140 145

Suhu udara, T ^oC 22.4 22.7

Kelembaban udara, RH % 85 83

Tekanan udara, P mb 995.1 994.9

Kecepatan angin, v m s^-1 2 0 (calm)

Arah angin derajat 45^o 40^o

Penutupan (langit oleh) awan persepuluhan 0.4 0.0 (cerah)

(10)

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)

(11)

11

Tabel 2

Data Iklim di suatu tempat X (06^o3’ LS, 106^o45’ BT, 290 mdpl) Selama 30 tahun (1931 – 1960)

Bulan Unsur iklim

R^G T^max T^rataan T^min 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 - - -

R_G 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)

(12)

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.

(13)

13

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:

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?

Blue planet

(14)

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

(15)

Earth-Sun Relations

(16)

16

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 rata- rata 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?

(17)

ENERGI SURYA

 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”)

(18)

Variasi posisi bumi terhadap surya

(19)

19

Earth-Sun Relations

(20)

Gambaran

Penerimaan Energi surya di Permukaan Bumi



Secara global, terjadi variasi penerimaan energi radiasi surya di permukaan bumi



Surplus energi pada lintang < 30

^o



Defisit energi pada lintang > 30

^o



Perlu adanya

mekanisme transport dari wilayah surplus menuju wilayah

defisit.

surplus

defisit

(21)

21

Transport Permukaan laut

Termohalin

Transport melalui atmosfir

 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

Mekanisme transport energi

antar lintang/bujur:

(22)

22

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 menambah pemanasan atmosfer.

(23)

23

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.

(24)

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

(25)

Sistem iklim, komponen pembentuk dan interaksinya

(26)

Mekanisme pembentukan cuaca dan iklim

(27)

27

Express your opinions, please…..

(28)

28

Bagaimana anda mendeskripsikan gambar ini dalam kaitannya dengan cuaca dan iklim?

(29)

29

(30)

30

Pemanasan Global (Global Warming)

Perubahan Iklim

(Climate Change)

(31)

31

(32)

32

Siklus perubahan suhu terjadi secara alami sebagai akibat adanya variasi jarak antara bumi – surya (Siklus Milankovitch).

Apa pengaruh aktifitas manusia terhadap perubahan iklim?

(33)

33

Pengaruh aktifitas manusia terhadap biosfer dan

sistem iklim

(34)

34

Kesehatan

Pertanian

Kehutanan

Sumber Daya Air

Spesies dan Ekosistem

Wilayah Pesisir

Kebutuhan energi

Transportasi

Suhu

Curah Hujan

Kenaikan Muka Air Laut

Dampak

Perubahan iklim

Mitigasi: tindakan mengurangi emisi dan meningkatkan absorpsi gas rumah

kaca .

Adaptasi:

menyesuaikan secara strategis aktivitas ekonomi terhadap

perubahan iklim

?

Mitigasi dan Adaptasi Perubahan

iklim

(35)

35 Suhu meningkat. Es mencair. Gletser runtuh.

(36)

36

El-Nino/La-Nina

(Tahun kering/basah)

(37)

37

(38)

38

D. Peran Ilmu Iklim dan Manfaat informasi data

cuaca dan data iklim adalah

(39)

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

(40)

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.

(41)

41

E. Kelembagaan Lokal dan International yang terkait dengan Cuaca dan Iklim

Indonesia: Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG) Dunia: World Meteorological Organization (WMO)

(42)

ISSC ICSU UNESCO WMO UN WB

IOC UNEP UNDP

IPCC UN FCCC/COP GEF

Organisasi Non-Pemerintah Internatioanl

Komite antar Lembaga untuk Agenda Iklim (IACCA)

PROGRAM IKLIM DUNIA (WCP)

WCRP WCDMP WCASP WCIRP

AGENDA IKLIM

GOOS

(IOC, WMO, UNEP, ICSU) IHDP IGBP

GCOS

(IOC, WMO, UNEP, ICSU)

GTOS

(UNEP, FAO, UNESCO, WMO ICSU)

PROGRAM SAINS INTERNASIONAL MAB

FAO WHO

Gambar. Keterkaitan berbagai kegiatan iklim internasinal (Nyenzi dan Lefale, 2005)

(43)

Meteorology for better life 43 Canada

http://www.weatheroffice.ec.gc.ca

Korea

http://web.kma.go.kr Perancis

http://www.meteofrance.com

Brazilia

http://www.cptec.inpe.br CIIFEN

http://www.ciifen-int.org/

International Research Institute for Climate and Society

http://iri.columbia.edu

Jepang

http://www.jma.go.jp Eropah

http://www.ecmwf.int

Inggris

http://www.metoffice.gov.uk

Australia

http://www.bom.gov.au Afrika Selatan

http://www.weathersa.co.za Amerika Serikat

http://www.nws.noaa.gov

Rusia

http://meteo.infospace.ru

India http://www.imd.gov.in Canada