Materi Geografi kelas X Cuaca dan Iklim

Materi Geografi kelas X (cuaca dan Iklim)

MATERI BAHAN AJAR ATMOSFIR

STANDAR KOMPETENSI: Menganalisis unsure-unsur geosfis

• KOMPETENSI DASAR : Menganalisis atmosfir dan dampaknya bagi kehidupan di muka bumi
• INDIKATOR :
  1. Menjelaskan cirri-ciri lapisan atmosfir dan pemanfaatannya
  
  2.Menganalisis dinamika unsure-unsur cuaca dan iklim
  3.Mengklasifikasikan berbagai tipe iklim

4.Menunjukkan tipe iklim di dunia

5 Menjelaskan informasi tentang persebaran curah hujan di Indonesia.

6.Menunjukkan persebaran iklim didunia

7. Mengidentifikasi terjadinya iklim global

LAPISAN ATMOSFIR DAN PEMANFAATANNYA

1. ATMOSFIR :
   
   Atmosfir : selimut gas tebal yang secara menyeluruh menutupi bumi.
   
   Beberapa sifat yang dimiliki Atmosfir adalah :
   
   
   1. Tidak berwarna ,tidak berbau dan tidak dapat dirasakan kecuali dalam bentuk angin.
      
   2. Ia mudah bergerak, dapat ditekan,dapat berkembang dan dapat menghasilkan /mengeluarkan gelombang-gelombang bertekanan (dinamis)
      
   3. Ia transparan untuk beberapa bentuk radiasi
      
   4. Mempunyai berat dan dapat memberikan tekanan,tetapi berat atmosfir berkurang dengan bertambahnya ketinggian (seluruh berat atmosfir kuranglebih 56 X 10 ¹⁴ ton.separuhnya dari berat ini berada dibawah ketinggian = 6000 m (18000 kaki) dan lebih dari 90% berada pada ketinggian 30 km).
      

Atmosfir mempunyai peranan sangat penting bagi kelangsungan mahluk hidup dimuka bumi,tanpa atmosfir tidak akan ada kehidupan dan tidak akan terjadi awan,angin dan cuaca,hal ini dengan alasan :

1. Atmosfir merupakan sumber gas-gas yang vital bagi kehidupan seperti oksigen dan karbon dioksida.
   
2. Atmosfir merupakan pelindung dari radiasi matahari berenergi tinggi.seandainya tidak ada atmosfir suhu bumi akan meningkat menjadi 93,30⁰ C disiag hari dan akan turun menjadi kira-kira minus 148,9⁰ C pada malam hari.
   
3. Atmosfir merupakan pelindung dari kemungkinan hujan meteor,karena sebagian meteor terbakar pada waktu melewati atmosfir.
   

Kompisisi Gas-Gas penyusun Atmosfir :

GAS		LAMBANG	KOMPOSISI DI ATMOSFIR (%)
Nitrogen Oksigen Ar gon Karbon dioksida Neon Helium Ozon Hidrogen Krypton Metana Xenon	N2 O2 Ar CO2 Ne He O3 H2 Kr CH4 Xe	78.08 20,95 0,93 0,0340 0,0018 0,0053 0,00006 0,00005 0,000011 0,000015 Sangat kecil

STRUKTUR VERTIKAL ATMOSFIR BUMI :

Berdasarkan cirri-ciri yang menonjol pada setiap bagian ,maka atmosfir dapat dibagi menjadi beberapa bagian.

1.Troposfir : troposfir merupakan lapisan terbawah.Diatas katulistiwa tingginya dapat mencapai 20 km,tetapi diatas kutub tingginya 10 km.Semua gejala cuaca antara lain awan,hujan,Guntur hanya terjadi dilapisan troposfir,pada lapisan ini terjad makin Gradient temperature Vertikal (makin tinggi tempat, suhunya makin rendah) penurunan suhu itu tergantung pula pada situasi meteorologik dan nilainya antara( 0,5⁰ C secara umum,0,6⁰ C didaerah Tropis setiap naik 100 meter.Bagian dari Troposfir yang terletak dibawah ketinggian 1,5 km – 2 km disebut lapisan geseran (friction layer) pad lapisan ini gerakan udara horizontal mengalami geseran dari permukaan bumi yang tidak teratur.

2. Stratosfer : lapisan ini terletak diatas troposfir sampai ketinggian 80 km.Di lapisan ini uap air dan partikel-partikel debu mikroskopik sangat sadikit arus konveksi dan presipitasi hampir tidak ada,gas-gas boleh dikatakan diam,lapisan ini terdiri dari:

1. Lapisan isotherm,merupakan lapisan terbawah sampai ketinggian 35 km temperatur lapisan ini berkisar -55⁰ C
   
2. Lapisan panas, lapisan ini terletak pada ketinggian 35 – 50 km Temperatur pada lapisan ini dibagian bawah sekitar – 50⁰ C dan dibagian atas dapat mencapai +50⁰ C, karena adanya pengaruh sinar ultra violet yang sangat kuat.Molekul-molekul zat asam (O₂)dapat berubah menjadi Ozon (O₃) pada proses terjadinya pelepasan panas.
   
3. Lapisan campuran terletak antara 50 – 80 km dpl temperaturnya berangsur-angsur turun dan mencapai – 80⁰ C.
   

3Termosfer : terletak diatas Stratosfer sampai ketinggian 750 km.Pada lapisan ini terjadi ionisasi atom-atom udara oleh radiasi berenergi tinggi yang menyebabkan terjadinya konsentrasi yang tinggi dari electron-elektron bebas.Lapisan ini dapat memantulkan gelombang radio. Berdasarkan penelitian ionosfir dibedakan atas :

1. Lapisan D: ketinggian 60-90 km.dapat memantulkan gelombang radio yang berfrekuensi rendah (300 KHz) atau panjang gelombang lebih dari 1 km.
   
2. Lapisan E : ketinggian 90 – 130 km,dapat memantulkan gelombang radio berfrekuensi medium 300 KHz – 3000 KHz atau panjang gelombang 1km100m
   
3. Lapisan F : ktinggian 130 km dapat memantulkan gelombang radio yang berfrekuensi tinggi (3 MHz – 30 MHz) atau panjang gelombang 100 m – 10 m.
   

1. Eksosfer : Lapisan atmosfir terluar batasnya tidak jelas, Lapisan ini mencapai ketinggian lebih dari 1000 km dpl.butir-butir gas pada lapisan ini sangat tipis bahkan hampir tidak ada ,lapisan udaranya sudah renggang dan merupakan batas antara Atmosfir dengan outer Space.
   

CUACA DAN IKLIM

Cuaca : Keadaan udara pada suatu saat yang meliputi daerah yang tidak begitu luas.

Iklim : Keadaan rata-rata udara dalam waktu yang lama (10 – 30 tahun ) meliputi daerah yang yang luas.

Unsur-unsur Cuaca dan Iklim :

1. Temperatur udara : sumber panas yang terbesar yang memanasi bumi berasal dari Matahari.Banyak sedikitnya panas matahari yang diterima bumi dipengaruhi oleh berbagai factor.
   
   1. Sudut datang sinar matahari
      
      
      
   2. Lamanya penyinaran / Panjangnya siang dan malam
      
      Panjang siang hari pada setiap hari tidak sama,kecuali tempat-tempat yang terletak di equator.Siang terpanjang terjadi pada waktu soltisium musim panas (summer solstice ) dan siang terpendek terjadi pada waktu soltisium musim dingin (winter solstice ) besarnya energi yang diterima berbanding lurus dengan dengan lamanya waktu penerimaan,karena itu makin panjang siang hari makin besar pula insolasinya. Siang Terpanjang Pada berbagai Lintang
      

Lintang Tempat	Lamanya siang hari
00 170 410 490 630 660 30′ 670 21′ 690 51′ 780 11′ 900	12 jam 13 jam 15 jam 16 jam 20 jam 24 jam 1 bulan 2 bulan 4 bulan 6 bulan

1. Pengaruh ketinggian tempat (elevasi)
   
   Semakin tinggi tempat suhu udara semakin turun dimana setiap ketinggian tempat naik 100 m suhu udara akan turun 0,6⁰C .untuk menghitung suhu udara pada suatu daerah digunakan rumus :
   
   
   T = S – 0,6⁰C X H
   

Keterangan :

T =Temperatur yang dicari

S = Suhu daerah asal

0,6⁰C =konstanta

H = Ketinggian tempat

Kerjakan contoh soal :

Suhu di Ancol pada ketinggian 0 meter dpl adalah 26,3⁰C.Berapakah suhu didaerah puncak jika tempat tersebut berada pada ketinggian 1500 m dpl.

1. Keadaan permukaan bumi
   Bentuk muka bumi yang berupa daratan akan cepat menerima panas dan cepat pula memantulkannya,sebaliknya lautan akan lama menerima panas dan lama memantulkannya.Selain sifat tersebut pada musim dingin daratan lebih dingin dibandingkan dengan lautan sehingga terbentuklah pusat-pusat tekanan tinggi didaratan.Sedangkan pada musim panas,daratan lebih panas dibandingkan dengan lautan sehingga terbentuklah pusat-pusat tekanan rendah di daratan.

2. Kelembaban udara : banyaknya uap air yang terkandung diudara dalam waktu tertentu

Kandungan uap air dalam atmosfir dapat dinyatakan dalam beberapa cara yaitu :

1. Kelembaban Spesifik : yaitu berat uap air tiap kersatuan berat udara.Biasanya udara ,biasanya dinyatakan dengan gas uap air/kg udara.Untuk udara yang bergerak vertical apabila tidak terjadi perubahan banyaknya uap air,maka kelembaban spesifiknya tetap.
2. Kelembaban Absolut/lengas mutlak : yaitu banyaknya uap air yang dikandung udara dalam ruangan tertentu atau berat uap air (gram) persatuan Volume udara 1 m³ udara (gr/m³),misalnya 100 gr uap air/m³ udara. .Kelembaban Absolut kurang banyak digunakan dalam dalam meteorology karena volume berubah-ubah jika udara naik.
3. Kelembaban Relatif : yaitu perbandingan jumlah uap air yang benar-benar ada di udara dengan jumlah maksimum uap air yang terkandung dalam udara pada suhu dan tekanan tertentu yang biasanya dinyatakan dengan prosentase (%).
   Untu mengukur Kelembaban Relatif bisa dihitung dengan rumus :
   
   RH = e/E x 100 %
   
   Keterangan
   
   RH =Relatif Humadity = Kelembaban Relatif
   
   e = Kandungan uap air pada suhu udara tertentu
   
   E = Kandungan uap air maksimum pada suhu udara yang sama
   
   Kerjakan contoh soal : Dalam temperature 26⁰ C pada 1 m³ terdapat 18 gram uap air jumlah uap aiar maksimum yang dapat dikandung dalam uap air yang sama adalah 20 gram.Berapakah kelembaban relatifnya
   
4. Tekanan uap : bagian dari tekana atmosfir yang disebabkan oleh uap air.dinyatakan dalam atmosfir,milibar atau cm/mm Hg.dalam udara yang telah kenyang (pada temperature tertentu) tekanan uap adalah mencapai maksimum.Apabiladisuatu tempat telah mencapai pada tekanan uap maksimum maka udara tidak dapat lagi menampung uap air,uap itu akan dikondensasikan.Alat untuk mengukur tekanan uap adalah Psychrometer (thermometer basah dan thermometer kering ) untuk mencari tekannan uap menggunakan Rumus SPRUNG yaitu sebagai berikut : e= E- ½ ( t – t’ ) b/755
   
   Keterangan
   
   e = tekanan uap air yang dicari
   
   E = tekanan uap maksimum
   

t = temperature pada thermometer kering

t’ = temperature pada thermometer basah

b = tinggi barometer dalam millimeter air raksa

kerjakan latihan soal :

Udara dalam suatau ruang (dimana pschrometer diletakkan) mempunyai temperature 20⁰ C sebagaiman terlihat dalam thermometer kering,sedang pada thermometer basah menunjuk angka 16⁰ C. Tekanan uap maksimum pada temperature 20⁰ C adalah 17,5 mm Hg.andaikata barometer menunjuk tekanan 755 mm/Hg hitung tekanan uap dengan menggunakan rumus Sprung.

3. Tekanan Udara : Berat udara persatuan luas.Tekanan udara dapat diukur denagan menggunakan Barometer ,besar tekanan udara dinyatakan dengan millibar (mb) Tekanan udara 76 cm raksa (cmHg) = 1013 mb=1 atmosfir (atm).Tekanan udara dibedakan menjadi dua yaitu sebaran tekanan udara secara Vertikal dan Horisontal

1. Sebaran tekanan udara secara vertical
   
   Udara dekat permukaan bumi lebih rapat dan lebih berat dibandingkan dengan lapisan udara di bagian atasnyasehingga semakin tinggi tempat tekanan udara semakin turun.Kerapatan udara sanat bergantung pada Temperatur,uap air diudara dan gaya berat.Hubungan antara tekanan udara dengan ketinggian tempat dapat dikemukakan bahwa tekanan udara akan turun 1/30 kali untuk setiap naik 300 meter pada lapisan atmosfir bagian bawah.
   
2. Sebaran tekanan udara secara horizontal
   
   Sebaran tersebut pada peta cuaca atau iklim dtunjukkan oleh isobar yaitu garis di Peta yang menghiubungkan tempat-tempat yang memiliki tekanan udara yang sama pada saat bersamaan. Sebaran tekanan udara depengaruhi oleh factor :
   
   
   1. Lintang bumi : meninjukkan Zona/mintakat suhu udara sehingga terbentuk zona tekanan udara disekitar khatulistiwa yang bertekanan rendah (doldrum),lintang kutub dingin yang bertekanan tinggi,lintang tengah (60⁰ – 70⁰) lingkaran tekanan rendah (sub-polar) dan lintang 25⁰ – 35⁰ merupakan mintakat bertekanan tinggi.
      
   2. Sebaran lautan dan daratan : jaluran tekanan yang benar-benar beraturan itu akan terdapat manakala permukaan bumi itu benar-benar seragam artinaya terdiri atas lautan semua.Tetapi karena muka bumi ada benua yang luas yang dipisahkan oleh lautan maka jaluran tekanan itu mengalami penyelingan (interupsi) oleh pembentukan tekanan tinggi di kontinen pada musim dingin contoh terbentuknya Siberian High,American high dan sebaliknya dipasifikutara dan Atlantik utara bertekanan rendah.Jaluran tekanan rendah pada musim panas di Asia dijumpai dibagian barat laut india
      

ANGIN

Angin adalah udara yang bergerak karena adanya perbedaan tekanan antara satu daerah dengan daerah lain.Hukum Buys ballot menyatakan bahwa,angin bergerak dari daerah bertekanan maksimum kedaerah bertekanan minimum.Di belahan bumi utara angin bergerak dari daerah kutub menuju khatulistiwa kemudian berbelok ke kekanan dan dibelahan bumi selatan angin dibelokkan kekiri.Pembelokan arh angin ini dinamakan gaya Coriolis.

Angin selalu diberi nama dari arah mana angin itu datang (angin barat,angin timur,angin darat,angin laut).

Arah angin dinyatakan dengan derajat yaitu

00 : Angin tenang 22, 50 : utara timur laut(ttl) 450 : Timur laut (TL) 67,50 :timur Timur laut(TTL) 900 : Timur (T) 112,50 : timur tenggara (ttg)

13500 : Tenggara (tg) 157,50 : Selatan tenggara(Stg) 1800 : Selatan (S) 202,50 : Sel.barat daya (SBD) 2250 : Barat Daya (BD) 247,50 :Barat barat daya(BBD)

2700 : Barat (B) 292,50: Barat barat laut (BBL) 3150 : barat laut (BL) 337,50 :Utara barat laut (UBL) 360 : Utara (U)

Kecepatan angin dinyatakan dalam meter/detik atau km/jam (knot)yang diukur dengan menggunakan Anemometer,sedangkan kecepatan angin dipengaruhi oleh beberapa factor :

1. Gradient barometric yaitu angka yang menunjukkan perbedaan tekanan udara antara
   
   dua isobar melalui garis lurus yang dihitung tiap 111 km.satuan jarak diambil dari 1/360×40 000km = 111 km (360 banyaknya lintang dan 40 000 km keliling bola bumi di khatulistiwa.
   
   Cara menghitung Gradient barometric adalah :
   
   Isobar I dan II berjarak 30 km dengan masing-masing tekanan udaranya adalah 1.010 mb dan 1.000 mb.jadi gradient barometric-nya adalah (1010-1000):30/111=0,37 mb.
   
   Kecepatan anginm bertiup berbanding lurus dengan gradient barometric-nya semakin besar gradient barometric-nyamaka semakin besar kecepatannya.
   
2. Relief permukaan bumi : relief permukaan bumi yang kasar mengakibatkan banyaknya rintangan bagi angin yang bertiup kecepatan nya lebih rendah dibandingkan dengan daerah relief halus.
   
3. Faktor tumbuh-tumbuhan :Tumbuhan berperan sebagai rintangan bagi hembusan angin oleh karena itu angin yang bertiup didaerah yang banyak tumbuhan akan lebih lambat jika dibandingkan dengan di daerah tumbuh-tumbuhan.
   
4. Faktor jarak dari permukaan tanah:Angin yang bertiup didekat permukaan tanah kecepatannya akan terhambat karena gesekan dengan tanah.
   
   Pola gerakan massa udara dimuka pada umumnya terdiri tiga jenis yaitu :
   
   
   1. Adveksi yaitu massa udara yang bergerak secara mendatar.
      
   2. Konveksi yaitu massa udara yang bergerak naik secara vertical
      
   3. Turbulensi yaitu massa udara yang bergerak tidak teratur dan biasanya terjadi dilapisan atmosfir bagian bawah sampai ketinggian sekitar 600 meter.
      

KLASIFIKASI ANGIN BERDASARKAN KEKUATANNYA (Skala BEAUFORT)

Kekuatan Angin Skala Beaufort	Kecepatan Angin m/detik	Kecepatan Angin km/jam	Kategori	Keterangan
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12	0,0 – 0,7 0,6 – 0,7 1,8 – 3,3 3,4 – 5,2 5,3 – 7,4 7,5 – 9,8 9,9 – 12,4 12,5-15,2 15,3-18,2 18,3-21,5 21,6-25,1 25,2-29,0 29 keatas	0 – 1 2 – 6 7-12 13-18 19-26 27-35 36-44 45-54 55-65 66-77 78-90 91-104 104 keatas	Angin reda Angin sepoi2 Angin lemah Angin sedang Angin tegang Angin keras Angin keras skali Angin rebut Angin rbt hebat Angin badai Angin badai hbt Angin taifun Angin taifun hbt	Tiang tdk gerak Tiang miring Daun bergerak Rantinggerak Dahan bergerak Btg pohon gerak Btg Phn bsr gerak Dahan patah Phn kcl patah Phn besar patah Rumah roboh Bnd bsr bterbang Bnd bsr bterbang sampai km