POLA SIRKULASI UDARA DI DAERAH
TROPIKA
ITCZ, ANGIN PASAT, ANGIN MANSON
Indonesia & cuaca
Letak Geografis
Indonesia merupakan negara kepulauan yang terletak pada persilangan antara Samudera Hindia dan Samudera Pasifik serta Benua Asia dan Benua Australia serta terbentang pada koordinat 6°LU – 11°08’LS dan dari 95°’BT – 141°45’BT.
Berdasarkan koordinatnya maka Indonesia merupakan negara yang dilalui garis khatulistiwa dalam posisi persilangan 2 samudera dan 2 benua
Korelasi Antara Letak & Cuaca
Keadaan suatu tempat sangat mempengaruhi kondisi cuaca di wilayah tersebut. Hal ini disebabkan karena faktor pendukung cuaca dan iklim tidak selalu sama disetiap tempat dalam suatu area tertentu.
Memiliki 2 musim :
Indonesia yang terletak pada daerah khatulistiwa membuatnya selalu mendapat penyinaran matahari sepanjang tahun berbeda dari daerah lintang tinggi yang pada suatu periode sedikit mendapat penyinaran matahari sehingga lebih memiliki variasi musim.
Karena kecenderungan tersebut maka Indonesia hanya memiliki 2 musim yang sangat kita kenal yaitu musim hujan dan musim kemarau.
Hujan atau kemarau tersebut tergantung pada massa udara yang dibawanya. Pada saat musim hujan angin yang bertiup (Angin Muson Barat) akan membawa massa udara yang mengandung banyak titik-titik uap air yang berasal dari perairan samudera melewati wilayah Indonesia, massa udara ini akan turun menjadi hujan jika ada dukungan dari parameter-parameter cuaca lain.
Sedangkan pada saat musim kemarau angin yang bertiup (Angin Muson Timur) membawa massa udara yang mengandung sedikit titik-titik air sehingga bisa kita sebut massa udara kering. Massa udara ini berasal dari daratan benua yang dilaluinya, karena daratan mengandung lebih sedikit air dari pada lautan maka uap yang dibawa massa udara tersebut juga lebih sedikit.
Kapan musim harus berubah tergantung pada gerak semu matahari yang akan mempengaruhi perubahan parameter-parameter pendukung cuaca lainnya.
Pertumbuhan Awan-Awan Konvektif
Indonesia dapat dikatakan sebagai daerah pertemuan sirkulasi
utara-selatan (Hadley) dengan sirkulasi timur-barat (Walker)
serta letak geografis yang berada disekitar ekuator dan kaya
radiasi matahari sepanjang tahun, keadaan topografi dan
kondisi lingkungan (kontinen maritime banyak mengandung air),
sewajarnya Indonesia merupakan daerah banyak awan
konvektif (Cumulonimbus) yang dapat membangkitkan
terjadinya petir yang disertai badai guntur (thunderstorm),
hujan lebat, microburst serta wind shear.
Fenomena Alam
Beberapa fenomena alam seperti :
Monsun,
efek Dipole Mode,
El Nino dan La Nina terjadi karena letak Indonesia yang berada pada persilangan antara 2 samudera dan 2 benua.
Global Heating dan Sirkulasi Udara
Pemanasan yang tidak merata pada bagian bumi menyebabkan timbulnya Sirkulasi Udara.
Ada bagian bumi yang menerima radiasi secara langsung dan memiliki suhu yang lebih tinggi.
Massa udara ekuatorial akan naik dan bergerak ke daerah kutub (suhu massa udara akan turun selama perjalanannya).
Massa udara di kutub akan turun dan bergerak ke daerah ekuator
Coriolis Effect
Fakta bahwa bumi berotasi membuat sirkulasi global semakin kompleks. Partikel udara bergerak bebas dan menyimpang dari jalur lurus.
Penyimpangan ini terjadi karena rotasi bumi yang disebut dengan Coriolis Effect.
Pengaruhnya akan semakin besar jika dekat dengan kutub dan melemah jika mendekati ekuator.
Cell Types In The Global Circulation
Untuk Bumi yang tidak berotasi, konveksi akan membentuk satu sel simetris sederhana disetiap belahan Bumi.
Karena pengaruh ukuran bumi, gaya Coriolis, ketebalan atmosfer, viskositas, radiasi Matahari, distribusi daratan- lautan dan lainnya maka terbentuk lah sel sirkulasi global.
Sel yang terletak sejajar bujur dan berada pada setiap belahan bumi antara lain sel Hadley, sel Ferrel dan sel Polar,
sedangkan sel yang terletak sejajar lintang disebut sel Walker yang terjadi di pasifik timur menuju pasifik barat(dekat kepulauan Indonesia).
Sel Hadley, Sel Ferrel, Sel Polar,Sel Walker sel ini terdistribusi di sepanjang permukaan bumi dan memperngaruhi sistem cuaca pada suatu wilayah.
Sirkulasi Global Atmosfer
Sel Hadley
Sel sirkulasi yang dibentuk oleh udara yang turun di daerah subtropics, kemuadian menjadi angin pasat yang bertiup menuju daerah ITCZ (Inter Tropical Convergence Zone), lalu udara tersebut naik dan menyebar sampai kelapisan troposfer atas.
ITCZ adalah sumbu arus angin pasat di daerah tropis yang memisahkan pasat timur laut dari pasat tenggara
Terdapat 2 Sel Hadley yaitu dibelahan bumi bagian utara dan selatan khatulistiwa.
Daerah naiknya udara pada ITCZ tersebut menjadi tempat pertumbuhan awan dan timbulnya presipitasi. Hujan lebat pada daerah ITCZ sangat mendukung untuk pertumbuhan hutan hujan pada daerah tropis.
Sedangkan pada daerah subtropics, udara kering dan hangat tersebut memungkinkan untuk terbentuknya daerah gurun.
Sel Ferrel
Sel Ferrel adalah sirkulasi pergerakan massa udara dari lintang 30ᵒ menuju lintang 60ᵒ dikarenakan di lintang 30ᵒ terdapat udara kering dan hangat yang turun lalu menyebar.
Massa udara yang sudah sampai pada daerah lintang 60ᵒ akan mangalami konvergensi kemudian naik, massa udara ini bersifat hangat dan lembab.
Sel Polar
Sel Polar adalah sirkulasi pergerakan massa udara dari kutub menuju lintang 60ᵒ, massa udara ini bersifat dingin dan kering.
Setelah sampai pada daerah lintang 60ᵒ massa udara ini akan mengalami konvergensi kemudian naik, massa udara yang naik ini bersifat hangat dan lembab.
Pada daerah pertemuan antara Sel Ferrel dan Sel Polar ini memiliki massa udara yang hangat dan lembab sehingga memungkinkan untuk pertumbuhan awan dan timbulnya presipitasi.
Sel Walker
Adalah sirkulasi zonal(sejajar lintang) arah timur barat yang terjadi di pasifik timur menuju pasifik barat(dekat kepulauan Indonesia).
Pada keadaan normal, sirkulasi ini ditandai dengan kenaikan udara di Pasifik Barat dekat kepulauan Indonesia dan penurunan udara yang terjadi di Pasifik Timur (Anomalinya positif(+)).
Menyebabkan daerah tempat kenaikan udara tersebut mengalami pertumbuhan awan dan timbulnya presipitasi.
Angin Global
Ketiga sel sirkulasi global (Sel Hadley, Sel Ferrel dan Sel Polar) tersebut menimbulkan pola angin global.
Pola angin global ini antara lain angin kutub timuran, baratan, angin pasat timur laut atau tenggara dan Doldrums (di ekuator). Berikut ini adalah penjelasan dari pola angin global:
Angin passat (Trade wind)
Angin passat adalah angin bertiup tetap sepanjang tahun dari daerah subtropik menuju ke daerah ekuator (khatulistiwa).
Angin ini berasal dari daerah maksimum subtropik menuju ke daerah minimum ekuator.
Sesuai dengan hukum Buys Ballot yaitu karena pengaruh gaya Corriolis (rotasi bumi), dibelahan bumi utara berbelok ke arah kanan dan di belahan bumi selatan bergerak ke arah kiri.
Angin passat yang datangnya dari arah timur laut (di daerah iklim tropis di belahan bumi utara) disebut angin passat timur, sedangkan angin passat yang bertiup dari arah tenggara disebut angin passat tenggara.
Di sekitar khatulistiwa, kedua angin passat ini bertemu. Karena temperatur di daerah tropis selalu tinggi, maka massa udara tersebut dipaksa naik secara vertikal (konveksi).
Daerah pertemuan kedua angin passat tersebut dinamakan Daerah Konvergensi Antartropik (DKAT). DKAT ditandai dengan temperatur selalu tinggi. Akibat kenaikan massa udara ini, wilayah DKAT terbebas dari adanya angin topan. Akibatnya daerah ini dinamakan daerah Doldrum (wilayah tenang).
Angin anti passat
Udara di atas daerah ekuator yang mengalir ke daerah kutub dan turun di daerah maksimum subtropik merupakan angin anti passat.
Di belahan bumi Utara disebut angin anti passat barat daya dan di belahan bumi selatan disebut angin anti passat barat laut.
Pada daerah sekitar lintang 20o -30o LU dan LS, angin anti passat kembali turun secara vertikal sebagai angin kering.
Angin kering menyerap uap air di udara dan permukaan daratan. Akibatnya, terbentuklah gurun, misal gurun di Saudi Arabia, Gurun Sahara (Afrika), dan gurun di Australia.
Di daerah subtropik (30o–40o LU/LS) terdapat daerah teduh subtropik yang udaranya tenang, turun dari atas, dan tidak ada angin.
Sedangkan di daerah ekuator antara 10o LU-10o LS terdapat juga daerah tenang yang disebut daerah teduh ekuator atau daerah doldrum
Angin barat (Westerlies)
Angin barat adalah angin yang selalu berhembus dari arah barat sepanjang tahun pada daerah garis lintang 35oLU-60oLU dan 35oLS-60oLS.
Angin barat yang lebih stabil dan teratur adalah di daerah 40oLS-60oLS, sebab daerah ini letaknya lebih luas sehingga udaranya relatif merata.
Pengaruh angin barat di belahan bumi utara tidak begitu terasa karena hambatan dari benua.
Di belahan bumi selatan, pengaruh angin barat sangat besar, terutama pada daerah lintang 60oLS. Di sini bertiup angin barat yang sangat kencang yang oleh pelaut-pelaut disebut roaring forties.
Angin timur kutub (Polar Easterlies)
Di daerah kutub utara dan kutub selatan bumi, terdapat daerah dengan tekanan udara maksimum.
Dari daerah ini mengalirlah angin ke daerah minimum subpolar (60o LU/LS). Angin ini disebut angin timur.
Angin timur ini bersifat dingin karena berasal dari daerah kutub.
Angin muson (Monsoon)
Angin mosun ialah angin yang berganti arah secara berlawanan setiap setengah tahun.
Umumnya pada setengah tahun pertama bertiup angin darat yang kering dan setengah tahun berikutnya bertiup angin laut yang basah.
Pada bulan Oktober–April, matahari berada pada belahan langit selatan, sehingga benua Australia lebih banyak memperoleh pemanasan matahari daripada benua Asia.
Akibatnya di Australia terdapat pusat tekanan udara rendah (depresi), sedangkan di Asia terdapat pusat- pusat tekanan udara tinggi (kompresi). Keadaan ini menyebabkan arus angin dari benua Asia ke benua Australia.
Di Indonesia, angin ini merupakan angin musim timur laut di belahan bumi utara dan angin musim barat di belahan bumi selatan. Oleh karena angin ini melewati Samudera Pasifik dan Samudera Hindia maka banyak membawa uap air, sehingga pada umumnya di Indonesia terjadi musim hujan.
Musim penghujan meliputi hampir seluruh wilayah Indonesia, hanya saja persebarannya tidak merata. Makin ke Timur curah hujan makin berkurang karena kandungan uap airnya makin sedikit.
Pada bulan April–Oktober, matahari berada di belahan langit utara, sehingga benua Asia lebih panas daripada benua Australia. Akibatnya, di Asia terdapat pusat-pusat tekanan udara rendah, sedangkan di Australia terdapat pusat-pusat tekanan udara tinggi yang menyebabkan terjadinya angin dari Australia menuju Asia.
Di Indonesia, terjadi angin musim timur di belahan bumi selatan dan angin musim barat daya di belahan bumi utara. Oleh karena tidak melewati lautan yang luas maka angin tidak banyak mengandung uap air. Oleh karena itu, pada umumnya di Indonesia terjadi musim kemarau, kecuali pantai barat Sumatera, Sulawesi Tenggara, dan pantai Selatan Irian Jaya.
Antara kedua musim tersebut, ada musim yang disebut musim pancaroba, yaitu musim kemareng dan musim labuh.
Musim kemareng merupakan peralihan dari musim penghujan ke musim kemarau, sedangkan musim labuh merupakan peralihan musim kemarau ke musim penghujan.
Adapun ciri-ciri musim pancaroba, yaitu udara terasa panas, arah angin tidak teratur, dan terjadi hujan secara tiba-tiba dalam waktu singkat dan lebat
What is ENSO?
El Niño and Southern Oscillation atau biasa disebut dengan ENSO adalah fluktuasi secara periodik pada suhu permukaan laut (El Niño) dan perbedaan tekanan udara (Southern Oscillation) sepanjang ekuator samudra Pasifik.
El Niño mencapai kekuatan yang penuh biasanya pada akhir tahun di perairan Amerika Selatan. El Niño berperan besar terhadadp perubahan cuaca di seluruh dunia.
Southern Oscillation menjelaskan variasi bimodal pada tekanan udara permukaan laut antara stasiun pengamatan di Darwin, Australia dan Tahiti. Hal dinyatakan dalam Southern Oscillation Index (SOI), yang merupakan perbedaan standar antara dua tekanan barometrik.
Biasanya, tekanan rendah di Darwin dan tekanan tinggi di Tahiti mendorong sirkulasi udara dari timur ke barat, menarik permukaan air hangat ke arah barat dan membawa curah hujan ke Australia dan Pasifik Barat.
Ketika perbedaan tekanan melemah, yang sangat identik dengan kondisi El Nino, bagian dari Pasifik barat, seperti Australia mengalami kekeringan parah, sementara di seberang lautan, hujan lebat dapat menyebabkan banjir ke pantai barat khatulistiwa Amerika Selatan.
Indikator untuk melihat terjadinya fenomena El Niño antara lain:
Suhu permukaan air laut/ Sea Surface Temperatures (SST)
Radiasi gelombang panjang yang keluar/Outgoing Longwave Radiation (OLR)
Indeks osilasi selatan/Southern Oscillation Index (SOI)
Anomali tinggi muka laut/Sea Level Anomalies
Data parameter cuaca laut lainnya
Kondisi Normal
Angin passat bertiup ke barat sepanjang ekuator dari Amerika Selatan ke Asia.
Angin ini mengangkat permukaan laut yang hangat sehingga ketinggian laut di Indonesia 1/2 meter lebih tinggi dari Ekuador di Amerika Selatan.
Suhu permukaan laut sekitar 8ºC (14ºF) di perairan Asia lebih hangat dari Pasifik timur, hal ini juga didukung oleh upwelling air dingin dari dalam laut di Pasifik timur.
Air yang lebih dingin di Amerika Selatan kaya akan nutrisi yang sangat mendukung dalam produktifitas ekosistem laut. Awan dan hujan meningkat di daerah air hangat dekat Asia, yang berarti daerah Pasifik timur relatif kering.
Dalam skema diagram di bagian bawah, warna biru menunjukan lapisan Termoklin.
Selama kondisi normal, lapisan Termoklin ini mengalir dari Asia ke Amerika Selatan seperti angin passat yang membawa air hangat ke perairan Asia
Selama El Niño
Angin Passat melemah di Pasifik bagian tengah dan barat sehingga menimbulkan lapisan Termoklin mendatar seperti di skema bagian atas karena perbedaan depresi lapisan ini di Pasifik bagian timur dan ketinggian lapisan Termoklin di Pasifik bagian barat.
Pengamatan pada bujur 110ºW menunjukan selama 1982-1983, isoterm turun 17 derajat pada kedalaman 150 meter. Hal ini mengurangi efisiensi dari upwelling untuk mendinginkan permukaan air dan mengurangi suplai nutrisi di perairan. Hasilnya adalah kenaikan suhu permukaan air dan penurunan produktifitas perikanan.
Melemahnya angin passat timur selama El Niño di tunjukan pada gambar. Hujan berada pada perairan timur yang menyebabkan banjir di Peru dan kekeringan di Indonesia dan Australia.
Perpindahan sumber panas di daerah timur mengakibatkan perubahan besar terhadap sirkulasi atmosfer global, yang pada akhirnya terjadi perubahan cuaca di daerah yang jauh dari Pasifik Tropis.
Intensitas El Nino
Masing-masing kejadian El Nino adalah unik dalam hal kekuatannya sebagaimana dampaknya pada pola turunnya hujan maupun panjang durasinya. Berdasar intensitasnya El Nino dikategorikan sebagai :
El Nino Lemah (Weak El Nino), jika penyimpangan suhu muka laut di Pasifik ekuator +0.5º C s/d +1,0º C dan berlangsung minimal selama 3 bulan berturut-turut.
El Nino sedang (Moderate El Nino), jika penyimpangan suhu muka laut di Pasifik ekuator +1,1º C s/d 1,5º C dan berlangsung minimal selama 3 bulan berturut-turut.
El Nino kuat (Strong El Nino), jika penyimpangan suhu muka laut di Pasifik ekuator > 1,5º C dan berlangsung minimal selama 3 bulan berturut-turut.
Daerah El Niño
Pemantauan kondisi ENSO terutama berfokus pada anomali suhu permukaan laut (SST) di 4 wilayah geografis dari Pasifik ekuatorial.
Anomali SST sama atau lebih besar dari 0,5°C (0,9°F) di wilayah Niño 3.4 (yang terdiri dari Niño daerah 3 dan 4, dari bujur 170°W sampai 120°W ) adalah indikasi dari ENSO fase hangat, sementara anomali kurang dari atau sama dengan -0,5 ° C (-0,9 ° F) berhubungan dengan fase dingin (La Niña).
Daerah Nino 3.4 anomali SST dirata-ratakan selama tiga bulan yang diakhiri dengan bulan - bulan terakhir, dan nilai itu disebut Oceanic Nino Index (ONI). Jika ONI menunjukkan kondisi fase hangat atau dingin selama minimal lima nilai berturut-turut, dapat dipastikan terjadi El Niño atau La Niña.
Selain itu, ekspansi termal air hangat di bagian timur cekungan yang terukur menyebabkan naiknya permukaan laut di wilayah ini, dan perubahan permukaan laut ini dapat diukur oleh sensor satelit.
Oleh karena itu, variasi permukaan laut merupakan indikator yang baik dari datangnya El Niño. Selama El Niño, permukaan laut di Pasifik timur jauh di atas rata-rata, sementara selama La Niña peningkatan aliran air dingin dari dalam laut ke permukaan bertindak sebagai penurun suhu muka laut.
Dampak El Niño
El Nino merupakan fenomena cuaca skala global dan mempengaruhi kondisi iklim di berbagai tempat.
1. Dampak El Nino terhadap kondisi cuaca globalAngin pasat timuran melemah
Sirkulasi Monsoon melemah
Akumulasi curah hujan berkurang di wilayah Indonesia, Amerika Tengah dan amerika Selatan bagian Utara. Cuaca di daerah ini cenderung lebih dingin dan kering.
Potensi hujan terdapat di sepanjang Pasifik Ekuatorial Tengah dan Barat serta wilayah Argentina. Cuaca cenderung hangat dan lembab.
2. Dampak El Nino terhadap kondisi cuaca Indonesia
Fenomena El Nino menyebabkan curah hujan di sebagian besar wilayah Indonesia berkurang, tingkat berkurangnya curah hujan ini sangat tergantung dari intensitas El Nino tersebut.
Namun karena posisi geografis Indonesia yang dikenal sebagai benua maritim, maka tidak seluruh wilayah Indonesia dipengaruhi oleh fenomena El Nino.
El Nino pernah menimbulkan kekeringan panjang di Indonesia. Curah hujan berkurang dan keadaan bertambah menjadi lebih buruk dengan meluasnya kebakaran hutan dan asap yang ditimbulkannya.
