Cuaca adalah keadaan udara pada saat tertentu dan di wilayah
tertentu yang relatif sempit dan pada jangka waktu yang singkat. Cuaca itu
terbentuk dari gabungan unsur cuaca dan jangka waktu cuaca bisa hanya beberapa
jam saja. Misalnya: pagi hari, siang hari atau sore hari, dan keadaannya bisa berbeda-beda
untuk setiap tempat serta setiap jamnya. Di Indonesia keadaan cuaca selalu
diumumkan untuk jangka waktu sekitar 24 jam melalui prakiraan cuaca hasil
analisis Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG), Departemen Perhubungan. Untuk
negara negara yang sudah maju perubahan cuaca sudah diumumkan setiap jam dan
sangat akurat (tepat). Iklim adalah keadaan cuaca rata-rata dalam waktu satu
tahun yang penyelidikannya dilakukan dalam waktu yang lama (minimal 30 tahun)
dan meliputi wilayah yang luas. Matahari adalah kendali iklim yang sangat
penting dan sumber energi di bumi yang menimbulkan gerak udara dan arus laut.
Kendali iklim yang lain, misalnya distribusi darat dan air, tekanan tinggi dan
rendah, massa udara, pegunungan, arus laut dan badai. Perlu Anda ketahui bahwa
ilmu yang mempelajari tentang iklim disebut Klimatologi, sedangkan ilmu yang
mempelajari tentang keadaan cuaca disebut Meteorologi.
B. Unsur-Unsur Cuaca dan Iklim
Ada beberapa unsur yang mempengaruhi cuaca dan iklim, yaitu
suhu udara, tekanan udara, kelembaban udara dan curah hujan.
1. Suhu Udara
Suhu udara adalah keadaan panas atau dinginnya udara. Alat
untuk mengukur suhu udara atau derajat panas disebut thermometer. Biasanya
pengukuran dinyatakan dalam skala Celcius (C), Reamur (R), dan Fahrenheit (F).
Suhu udara tertinggi di muka bumi adalah di daerah tropis (sekitar ekuator) dan
makin ke kutub, makin dingin. Di lain pihak, pada waktu kita mendaki gunung,
suhu udara terasa dingin jika ketinggian bertambah. Kita sudah mengetahui bahwa
tiap kenaikan bertambah 100 meter, suhu udara berkurang (turun) rata-rata 0,6o
C. Penurunan suhu semacam ini disebut gradient temperatur vertikal atau lapse
rate. Pada udara kering, besar lapse rate adalah 1o C.
Faktor-faktor yang mempengaruhi tinggi rendahnya suhu udara
suatu daerah adalah:
a. Lama penyinaran matahari.
b. Sudut datang sinar matahari.
c. Relief permukaan bumi.
d. Banyak sedikitnya awan.
e. Perbedaan letak lintang.
Matahari merupakan sumber panas. Pemanasan udara dapat
terjadi melalui dua proses pemanasan, yaitu pemanasan langsung dan pemanasan
tidak langsung.
a. Pemanasan secara langsung
Pemanasan secara langsung dapat terjadi melalui beberapa
proses sebagai berikut:
1) Proses absorbsi adalah penyerapan unsur-unsur radiasi matahari,
misalnya sinar gama, sinar-X, dan ultra-violet. Unsur unsur yang menyerap
radiasi matahari tersebut adalah oksigen, nitrogen, ozon, hidrogen, dan debu.
2) Proses refleksi adalah pemanasan matahari terhadap udara
tetapi dipantulkan kembali ke angkasa oleh butir-butir air (H2O),
awan, dan partikel-partikel lain di atmosfer.
3) Proses difusi
Sinar matahari mengalami difusi berupa sinar gelombang
pendek biru dan lembayung berhamburan ke segala arah. Proses ini menyebabkan
langit berwarna biru.
b. Pemanasan tidak langsung
Pemanasan tidak langsung dapat terjadi dengan cara-cara
berikut:
1) Konduksi adalah pemberian panas oleh matahari pada
lapisan udara bagian bawah kemudian lapisan udara tersebut memberikan panas
pada lapisan udara di atasnya.
2) Konveksi adalah pemberian panas oleh gerak udara vertikal
ke atas.
3) Adveksi adalah pemberian panas oleh gerak udara yang
horizontal (mendatar).
4) Turbulensi adalah pemberian panas oleh gerak udara yang
tidak teratur dan berputar-putar ke atas tetapi ada sebagian panas yang
dipantulkan kembali ke atmosfer.
2. Tekanan Udara
Kepadatan udara tidak sepadat tanah dan air. Namun udarapun
mempunyai berat dan tekanan. Besar atau kecilnya tekanan udara, dapat diukur
dengan menggunakan barometer. Orang pertama yang mengukur tekanan udara adalah
Torri Celli (1643). Alat yang digunakannya adalah barometer raksa. Tekanan
udara menunjukkan tenaga yang bekerja untuk menggerakkan masa udara dalam
setiap satuan luas tertentu. Tekanan udara semakin rendah apabila semakin
tinggi dari permukaan laut. Satuan ukuran tekanan udara adalah milibar (mb).
Garis pada peta yang menghubungkan tempat-tempat yang sama tekanan udaranya
disebut isobar. Bidang isobar ialah bidang yang tiap-tiap titiknya mempunyai
tekanan udara sama. Jadi perbedaan suhu akan menyebabkan perbedaan tekanan
udara. Daerah yang banyak menerima panas matahari, udaranya akan mengembang dan
naik. Oleh karena itu, daerah tersebut bertekanan udara rendah. Ditempat lain
terdapat tekanan udara tinggi sehingga terjadilah gerakan udara dari daerah
bertekanan tinggi ke daerah bertekanan udara rendah. Gerakan udara tersebut
dinamakan angin.
ANGIN
Angin adalah udara yang bergerak. Ada tiga hal penting yang
menyangkut sifat angin yaitu:
• Kekuatan angin
• Arah angin
• Kecepatan angin
a. Kekuatan Angin
Menurut hukum Stevenson, kekuatan angin berbanding lurus
dengan gradient barometriknya. Gradient baromatrik ialah angka yang menunjukkan
perbedaan tekanan udara dari dua isobar pada tiap jarak 15 meridian (111 km).
b. Arah Angin
Satuan yang digunakan untuk besaran arah angin biasanya
adalah derajat. 1 derajat untuk angin arah dari Utara. 90 derajat untuk angin
arah dari Timur. 180 derajat untuk angin arah dari Selatan. 270 derajat untuk
angin arah dari Barat. Angin menunjukkan dari mana datangnya angin dan bukan ke
mana angin itu bergerak. Menurut hukum Buys Ballot, udara bergerak dari daerah
yang bertekanan tinggi (maksimum) ke daerah bertekanan rendah (minimum), di
belahan bumi utara berbelok ke kanan sedangkan di belahan bumi selatan berbelok
ke kiri. Arah angin dipengaruhi oleh tiga faktor:
1) Gradient barometrik
2) Rotasi bumi
3) Kekuatan yang menahan (rintangan)
Makin besar gradient barometrik, makin besar pula
kekuatannya. Angin yang besar kekuatannya makin sulit berbelok arah. Rotasi
bumi, dengan bentuk bumi yang bulat, menyebabkan pembelokan arah angin.
Pembelokan angin di ekuator sama dengan 0 (nol). Makin ke arah kutub
pembelokannya makin besar. Pembelokan angin yang mencapai 90o
sehingga sejajar dengan garis isobar disebut angin geotropik. Hal ini banyak
terjadi di daerah beriklim sedang di atas samudra. Kekuatan yang menahan dapat
membelokan arah angin. Sebagai contoh, pada saat melalui gunung, angin akan
berbelok ke arah kiri, ke kanan atau ke atas.
c. Kecepatan angin
Atmosfer ikut berotasi dengan bumi. Molekul-molekul udara
mempunyai kecepatan gerak ke arah timur, sesuai dengan arah rotasi bumi.
Kecepatan gerak tersebut disebut kecepatan linier. Bentuk bumi yng bulat ini
menyebabkan kecepatan linier makin kecil jika makin dekat ke arah kutub.
Sistem Angin
1) Angin Passat
Angin passat adalah angin bertiup tetap sepanjang tahun dari
daerah subtropik menuju ke daerah ekuator (khatulistiwa).
a) Angin Passat Timur Laut bertiup di belahan bumi Utara.
b) Angin Passat Tenggara bertiup di belahan bumi Selatan.
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 Antar Tropik (DKAT). DKAT ditandai dengan
temperatur yang selalu tinggi. Akibat kenaikan massa udara ini, wilayah DKAT
terbebas dari adanya angin topan. Akibatnya daerah ini dinamakan daerah doldrum
(wilayah tenang).
2) 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 yang
kering. Angin kering ini menyerap uap air di udara dan permukaan daratan.
Akibatnya, terbentuk gurun di muka bumi, misalnya 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”
3) Angin Barat
Sebagian udara yang berasal dari daerah maksimum subtropis
Utara dan Selatan mengalir ke daerah sedang Utara dan daerah sedang Selatan
sebagai angin Barat. Pengaruh angin Barat di belahan bumi Utara tidak begitu
terasa karena hambatan dari benua. Di belahan bumi Selatan pengaruh angin Barat
ini sangat besar, tertama pada daerah lintang 60o LS. Di sini
bertiup angin Barat yang sangat kencang yang oleh pelaut-pelaut disebut roaring
forties.
4) Angin Timur
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.
5) Angin Muson (Monsun)
Angin muson 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.
Adapun ciri-ciri musim pancaroba yaitu: Udara terasa panas,
arah angin tidak teratur dan terjadi hujan secara tiba-tiba dalam waktu singkat
dan lebat.
Angin Lokal
Di samping angin musim, di Indonesia juga terdapat angin
lokal (setempat) yaitu sebagai berikut:
1. Angin darat dan angin laut
Angin ini terjadi di daerah pantai. Pada siang hari daratan
lebih cepat menerima panas dibandingkan dengan lautan. Angin bertiup dari laut ke
darat, disebut angin laut. Sebaliknya, pada malam hari daratan lebih cepat
melepaskan panas dibandingkan dengan lautan. Daratan bertekanan maksimum dan
lautan bertekanan minimum. Angin bertiup dari darat ke laut, disebut angin
darat.
2. Angin lembah dan angin gunung
Pada siang hari udara yang seolah-olah terkurung pada dasar
lembah lebih cepat panas dibandingkan dengan udara di puncak gunung yang lebih
terbuka (bebas), maka udara mengalir dari lembah ke puncak gunung menjadi angin
lembah. Sebaliknya pada malam hari udara mengalir dari gunung ke lembah menjadi
angin gunung.
3. Angin Jatuh yang sifatnya kering dan panas
Angin jatuh atau Fohn ialah angin jatuh bersifatnya kering
dan panas terdapat di lereng pegunungan Alpine. Sejenis angin ini banyak
terdapat di Indonesia dengan nama angin Bahorok (Deli), angin Kumbang
(Cirebon), angin Gending di Pasuruan (Jawa Timur), dan Angin Brubu di Sulawesi
Selatan).
3. Kelembaban Udara
Di udara terdapat uap air yang berasal dari penguapan
samudra (sumber yang utama). Sumber lainnya berasal dari danau-danau,
sungai-sungai, tumbuh-tumbuhan, dan sebagainya. Makin tinggi suhu udara, makin
banyak uap air yang dapat dikandungnya. Hal ini berarti makin lembablah udara tersebut.
Alat untuk mengukur kelembaban udara dinamakan hygrometer atau psychrometer.
Ada dua macam kelembaban udara:
1) Kelembaban udara absolut, ialah banyaknya uap air yang
terdapat di udara pada suatu tempat. Dinyatakan dengan banyaknya gram uap air dalam
1 m³ udara.
2) Kelembaban udara relatif, ialah perbandingan jumlah uap air
dalam udara (kelembaban absolut) dengan jumlah uap air maksimum yang dapat dikandung
oleh udara tersebut dalam suhu yang sama dan dinyatakan dalam persen
4. Curah Hujan
Curah hujan yaitu jumlah air hujan yang turun pada suatu
daerah dalam waktu tertentu. Alat untuk mengukur banyaknya curah hujan disebut
Rain gauge. Curah hujan diukur dalam harian, bulanan, dan tahunan. Curah hujan
yang jatuh di wilayah Indonesia dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:
-bentuk medan/topografi
-arah lereng medan
-arah angin yang sejajar dengan garis pantai
-jarak perjalanan angin di atas medan datar
Hujan ialah peristiwa sampainya air dalam bentuk cair maupun
padat yang dicurahkan dari atmosfer ke permukaan bumi. Garis pada peta yang menghubungkan
tempat-tempat yang mempunyai curah hujan yang sama disebut Isohyet.
Klasifikasi hujan
a. Berdasarkan ukuran butirannya ,hujan dibedakan menjadi:
1) hujan gerimis/drizzle, diameter butir-butirannya kurang
dari 0,5 mm;
2) hujan salju/snow, terdiri dari kristal-kristal es yang
temperatur udaranya berada di bawah titik beku;
3) hujan batu es, merupakan curahan batu es yang turun di
dalam cuaca panas dari awan yang temperaturnya di bawah titik beku; dan
4) hujan deras/rain, yaitu curahan air yang turun dari awan
yang temperaturnya di atas titik beku dan diameter butirannya kurang lebih 7
mm.
b. Berdasarkan proses terjadinya, hujan dibedakan atas:
1) Hujan Frontal
Hujan frontal adalah hujan yang terjadi di daerah front,
yang disebabkan oleh pertemuan dua massa udara yang berbeda temperaturnya.
Massa udara panas/lembab bertemu dengan massa massa udara panas massa udara
dingin udara dingin/padat sehingga berkondensasi
2) Hujan Zenithal/ Ekuatorial/ Konveksi/ Naik Tropis
Jenis hujan ini terjadi karena udara naik disebabkan adanya pemanasan
tinggi. Terdapat di daerah tropis antara 23,5o LU - 23,5o
LS. Oleh karena itu disebut juga hujan naik tropis. Arus konveksi menyebabkan
uap air di ekuator naik secara vertikal sebagai akibat pemanasan air laut terus
menerus. Terjadilah kondensasi dan turun hujan. Itulah sebabnya jenis hujan ini
dinamakan juga hujan ekuatorial atau hujan konveksi. Disebut juga hujan
zenithal karena pada umumnya hujan terjadi pada waktu matahari melalui zenit
daerah itu
3) Hujan Orografis/Hujan Naik Pegunungan
Terjadi karena udara yang mengandung uap air dipaksa oleh
angin mendaki lereng pegunungan yang makin ke atas makin dingin sehingga terjadi
kondensasi, terbentuklah awan dan jatuh sebagai hujan. Hujan yang jatuh pada
lereng yang dilaluinya disebut hujan orografis, sedangkan di lereng sebelahnya
bertiup angin jatuh yang kering dan disebut daerah bayangan hujan
5. Awan
Awan ialah kumpulan titik-titik air/kristal es di dalam
udara yang terjadi karena adanya kondensasi/sublimasi dari uap air yang
terdapat dalam udara. Awan yang menempel di permukaan bumi disebut kabut.
a. Menurut morfologinya (bentuknya)
Berdasatkan morfologinya, awan dibedakan menjadi tiga jenis,
yaitu:
1) Awan Commulus yaitu awan yang bentuknya bergumpal-gumpal (bunar-bundar)
dan dasarnya horizontal.
2) Awan Stratus yaitu awan yang tipis dan tersebar luas
sehingga dapat menutupi langit secara merata. Dalam arti khusus awan stratus
adalah awan yang rendah dan luas.
3) Awan Cirrus yaitu awan yang berdiri sendiri yang halus
dan berserat, berbentuk seperti bulu burung. Sering terdapat kristal es tapi
tidak dapat menimbulkan hujan.
b. Berdasarkan ketinggiannya
Berdasarkan ketinggiannya, awan dibedakan menjadi tiga
jenis, yaitu:
1) Awan tinggi (lebih dari 6000 m – 9000 m), karena
tingginya selalu terdiri dari kristal-kristal es.
a) Cirrus (Ci) : awan tipis seperti bulu burung.
b) Cirro stratus (Ci-St) : awan putih merata seperti tabir.
c) Cirro Cumulus (Ci-Cu) : seperti sisik ikan.
2) Awan sedang (2000 m – 6000 m)
a) Alto Comulus (A-Cu) : awan bergumpal gumpal tebal.
b) Alto Stratus (A- St) : awan berlapis-lapis tebal.
3) Awan rendah (di bawah 200 m)
a) Strato Comulus (St-Cu) : awan yang tebal luas dan bergumpalgumpal.
b) Stratus (St) : awan merata rendah dan berlapis-lapis.
c) Nimbo Stratus (No-St) : lapisan awan yang luas, sebagian
telah merupakan hujan.
4) Awan yang terjadi karena udara naik, terdapat pada
ketinggian 500 m–1500 m
a) Cummulus (Cu) : awan bergumpal-gumpal, dasarnya rata.
b) Comulo Nimbus (Cu-Ni): awan yang bergumpal
gumpal luas dan sebagian telah merupakan hujan, sering terjadi angin ribut.
