Tekanan Udara dan Angin - Spada UNS

TEKANAN UDARA DAN ANGIN

Klimatologi Hutan Pertemuan 6

Pengertian Tekanan Udara

•

Gaya berat kolom udara dari permukaan bumi sampai puncak atmosfer per satuan luas

•

Gaya ini ditimbulkan oleh percepatan ke bawah berupa gravitasi (g) dan massa udara (m)

𝑃 = 𝑚. 𝑔 𝐴

p = tekanan udara m = massa

g = percepatan gravitasi

A = luas

Satuan tekanan udara

• 1 Atmosfer (atm)

• 760 mmHg

• 1013,2 Milibar (mb)

Mekanisme perubahan tekanan udara

• Tekanan udara pada permukaan bumi ditentukan oleh kerapatan massa udara. Makin rapat udara, tekanannya semakin tinggi

• Kerapatan udara berhubungan erat dengan suhu, radiasi matahari, kelembaban dan gaya berat

p =

^𝑑𝑅𝑇

𝑚 p = tekanan udara

d = kerapatan udara R = konstanta gas T = suhu mutlak

m = berat molekul (atmosfer terdiri dari berbagai campuran gas  dengan berat molekul yang berbeda

Kepadatan udara dan tekanan

•

Udara tidak terdistribusi merata di permukaan bumi

•

Di suatu area dengan udara tipis/jarang, tekanan udara permukaan rendah. Di area dengan udara tebal/padat, tekanan di permukaan tinggi

•

Udara bergerak dari daerah bertekanan tinggi ke

daerah bertekanan rendah

Distribusi tekanan udara di permukaan bumi

Gas-gas yang ada di atmosfer tidak tersebar merata di berbagai ketinggian sehingga terjadi stratifikasi perbedaan

udara yang ada di permukaan bumi (vertikal dan horizontal)

Distribusi tekanan udara vertikal

• Hubungan tekanan dan tinggi

• Perbedaan tekanan udara yang terjadi pada daerah yang sama dengan ketinggian yang

berbeda

• Bagian atmosfer yang paling dekat dengan permukaan bumi mempunyai kerapatan yang lebih tinggi dibandingkan

lapisan udara yang lebih tinggi

• Tekanan udara selalu turun dengan naiknya ketinggian

• Tekanan udara turun 1/30 kali untuk setiap naik 300 m atau 1 mmHg setiap naik 11 m pada lapisan atmosfer bawah

Distribusi tekanan udara vertikal

Ketinggian (m)

Tekanan mmHg milibar

(mb)

51.336 33 44,0

15.240 86 115,1

10.668 178 237,0

5.486 378 507,0

3.048 533 679,5

1.500 632 843,1

Permukaan laut

759 1013,2

Distribusi tekanan udara horizontal

• Perbedaan tekanan udara pada daerah yang berbeda dengan ketinggian yang sama

• Akibat dari penerimaan radiasi matahari yang berbeda

Daerah dengan radiasi matahari

lebih tinggi

Massa udara lebih panas

Kerapatan udara renggang

Tekanan udara lebih rendah

Distribusi tekanan udara horizontal

• Ditunjukkan oleh garis isobar

• Isobar adalah garis yang menghubungkan tempat-tempat pada saat yang sama mempunyai tekanan yang sama

Distribusi tekanan udara horizontal

• Gradien tekanan  perubahan permukaan tekanan

secara horizontal (diukur dari tinggi ke rendah, tegak lurus isobar terdekat)

• Tekanan rendah atau siklon (depresi/low)

• Daerah ini mempunyai tekanan udara lebih rendah dari tekanan udara sekelilingnya

• Pusat tekanan rendah yang memanjang disebut palung (trough)

• Tekanan tinggi atau anti siklon (high)

• Pusat tekanan tinggi yang memanjang disebut punggung (ridge/wedge)

Distribusi tekanan udara horizontal

Tekanan udara sebagai unsur dan pengendali iklim

• Tekanan udara mempengaruhi

perubahan kecepatan angin

• Angin berperan langsung terhadap

evapotranspirasi, suhu udara, dan presiptasi (hujan)

• Lebih terasa di daerah

subtropis dibanding tropis

• Fluktuasi penerimaan radiasi matahari yang terlalu besar (perbedaan suhu yang besar)

• Di tropis rata-rata suhu tahunan lebih tinggi dan stabil

Penyebab perubahan dan perbedaan tekanan udara

1. Faktor Termal

Udara mendapat pemanasan

Volume meningkat

Kerapatan turun

Masa menjadi

rendah

Tekanan udara berkurang

2. Faktor Dinamik

• Gaya Coriolis

• Gaya gesek

Angin

•

Udara yang bergerak

•

Memiliki arah dan kecepatan

•

Bergerak dari tekanan udara tinggi ke tekanan udara rendah

•

Kecepatan angin ditentukan oleh laju perubahan

tekanan

Gaya penggerak angin

Gaya primer

(gradien tekanan)

Karena adanya perbedaan tekanan akibat perbedaan suhu

Gaya sekunder

Gaya yang beraksi pada udara hanya

setelah udara mulai bergerak

1. Gaya Coriolis 2. Gaya sentrifugal 3. Gaya gesek

Gaya coriolis

•

Rotasi bumi dari barat ke bumi

•

Equator memiliki kecepatan yang lebih tinggi

•

Semakin ke arah kutub

Kecepatan rotasi semakin pelan

•

Gaya coriolis  gerak semu

yang mengakibatkan angin

tidak searah dengan gradien

tekanan dan tidak tegak lurus

dengan isobar

Gaya sentrifugal

Merupakan salah satu sebab terjadinya sirkulasi udara yang berbeda pada daerah bertekanan rendah dan tinggi

Gaya gesek

• Gaya gesek cenderung memperlambat gesekan udara

• Kecepatan angin lebih besar pada lapisan atmosfer yang lebih tinggi daripada dekat dengan bumi

Kecepatan rata-rata angin laut (tidak ada kekasaran pada

permukaan, gaya gesek rendah

 leboh smooth)

Kecepatan rata-rata angin darat (terdapat kekasaran permukaan

 berbagai bangunan, gunung, dsb sehingga ada gaya gesek lebih tingi

Sistem angin dunia

Skala makro Skala meso Skala mikro

Pola angin umum dunia

Pola angin yang terjadi hanya

beberapa hari dan meliputi daerah kecil, akibat

perbedaan

pemanasan seperti angin darat-laut, angin lembah- gunung

Angin bertahan beberpa menit saja, seperti olak, hembusan dan putaran debu

Pola angin umum

• Teori Hadley (sirkulasi satu sel): udara hangat dari daerah equator yang bertekanan rendah naik dan mengalir ke arah kutub dan udara kutub yang berat turun dan mengalir di permukaan menuju ke equator. Dengan asumsi:

1. Tidak ada gaya Coriolis,

2. Permukaan bumi rata dan komposisi seragam

3. Letak bumi tidak miring pada sumbu (tidak ada perubahan musim)

Pola angin lokal

• Terjadi akibat kondisi lokal karena perbedaan pemanasan (suhu udara) dan topografi. Contoh : angin bahorok,

gending, dsb

Angin darat dan angin laut

Angin lembah dan angin gunung

Angin musim (monsoon)

•

Terjadi akibat perbedaan pemanasan antara

daratan dan lautan

dalam skala yang lebih besar (benua dan

samudera)

•

Arah angin berubah

setiap musim tergantung letak matahari

•

Musim barat  musim hujan

•

Musim timur  musim

kemarau

Angin Fohn

• Angin yang terjadi setelah hujan orografis

Alat pengukur angin

Anemometer Wind vane Windsock

Peran angin bagi tumbuhan

• Memindahkan panas, uap air, CO₂

• Mengendalikan unsur cuaca : kelembaban udara, suhu, dan evapotranspirasi

• Pada tanaman :

• Transpirasi meningkat dengan peningkatan kecepatan angin

• Absorpsi CO₂

• Kerusakan mekanik akibat angin kencang

Windbreaker (Pematah angin)

Kemampuan pohon dalam memodifikasi angin

Karakteristik struktural vegetasi yang dapat mempengaruhi kecepatan angin adalah bentuk tajuk, penanaman, ukuran tanaman , dan kepadatan tajuk

Pengaruh pematah angin terhadap unsur iklim mikro

• Angin  mengurangi kecepatan angin

• Evaporasi  kecepatan angin berkurang dapat

mengurangi penguapan lengas dari permukaan tanah

• Temprature udara  udara di daerah terlindung lebih dingin dari pada daerah terbuka

• Kelembaban udara dan tekanan uap Gradient dan

tekanan uap lebih besar di dalam daerah terlindung, RH lebih besar pada daerah terlindung baik siang maupun malam hari

TERIMA KASIH