PEUBAH-PEUBAH METEOROLOGI UTAMA

1. PEUBAH-PEUBAHMETEOROLOGIUTAMA MATERI KULIAH KE-3 SET

2. Temperature (Suhu Udara) • Suhu udara didefinisikan sebagai ukuran energi kinetis rata-rata dari pergerakan molekul udara. • Suhu udara diukur dengan TERMOMETER dirancang Galileo Galilei (Italia) 1564-1642 berdasar pemuaian/pengerutan fluida akibat bertambah/berkurangnya panas.

3. KONVERSI SUHU • Reamur ke Kelvin 5/4 x oR + 273 • Fahrenheit ke Kelvin 5/9 x (oF-32) + 273 • Celcius ke Kelvin oC + 273

4. HASIL PENELITIAN POLA SUHU UDARA VERTIKAL • Kajian secara vertikal mengenai perubahan suhu udara dilakukan sejak penemuan balon terbang. Ditemukan pola secara umum bahwa setiap 1 km udara naik akan terjadi pengurangan suhu sebesar 7°. Pola ini berlaku hingga ketinggian 10 km • Kajian di atas 10 km yang dilakukan oleh de Bort dan Assman: - ada pola suhu konstan - ada pola suhu naik dengan naiknya ketinggian

5. HASIL PENELITIAN POLA SUHU UDARA VERTIKAL • Tahun 1927 Radiosonde ditemukan oleh Molchanov sehingga memungkinkan untuk mengukur suhu pada ketinggian atmosfer atas • Ditemukan roket sehingga memungkinkan untuk mendapat suhupada ketinggian > 80 km.

6. Termosfir Mesopouse Mesosfir Stratopause • Stratopouse Stratosfir • Stratosfer Tropopouse Troposfir -80 -60 -40 –20 0 +20 +40 POLA SUHU UDARA PADA LAPISAN ATMOSFER

7. Tiga Pola Suhu Udara di Lapisan Atmosfer Bumi • Pola lapse rate merupakan pola turunnya suhu udara dengan bertambahnya ketinggian dari permukaan, pada lapisan: Troposfer dan Mesosfer. Ditulis sbg: dT/dZ < 0 • Pola isotermal merupakan pola suhu udara yang relatif konstan pada berbagai ketinggian, pada lapisan langit-langit atmosfer seperti: Tropopause, Stratopause dan Mesopause. Dituliskan sbg: dT/dZ=0 • Pola inversi merupakan pola naiknya suhu udara dengan bertambahnya ketinggian. Pola ini terjadi di lapisan Stratosfer dan Termosfer. Dituliskan sbg: dT/dZ > 0

8. Macam-macam Suhu Udara dalam Kajian METEOROLOGI • Suhu udara maksimum (Maximum temperature): Nilai suhu udara tertinggi yang diukur thermometer maksimum (Six Bellani). • Suhu udara minimum (Minimum temparature): Nilai suhu udara terendah yang diukur thermometer minimum.

9. Suhu Udara • Suhu bola basah (Wet bulb temperature): suhu bola basah yang terukur oleh termometer bola basah, bernilai ≤ termometer bola kering karena berkaitan dengan hilangnya panas (bahang laten) akibat evaporasi • Suhu bola kering (Dry bulb temperature): suhu udara aktual yang terukur termometer bola kering. • Suhu titik embun (Dew point temperature) Td: adalah nilai suhu yang terukur atau terjadi saat peristiwa pengembunan/kondensasi.

10. Suhu Udara • Potensial temperature (θ):adalah suhu udara paket saat berpindah secara adiabatik pada ketinggian tertentu pada tekanan 1.000 mb: di mana: θ: suhu potensial T: suhu awal P:tekanan awal R:konstanta gas spesifik Cp: panas spesifik pada P konstan

11. Suhu Udara • Potensial temperature (θ): θz: suhu potensial pada ketinggian Z dapat dalam oC atau K T: suhu awal pada ketinggian Z dry adiabatic lapse rate 9.8oC/km atau 9.8K/km Z : ketinggian dalam (km)

12. Suhu Udara • Suhu virtual (Tv): suhu khayal didefinisikan sebagai suhu yang harus dimiliki oleh udara kering agar memiliki kerapatan seperti udara lembab pada tekanan yang sama. • Karena nilai kerapatan udara lembab < udara kering maka selalu nilai Tv > T di mana: Tv : suhu virtual dalam (K) T : suhu udara dalam (K) r : mixing ratio (g uap air/g udara kering)

13. Tekanan udara (air pressure) • Tekanan udara didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada atmosfer berbanding terbalik dengan luas permukaan atmosfir dari 1.2 m dpl hingga puncak atmosfer. • Tekanan udara diukur dengan alat Barometer (manual) dan Barograf (otomatis) yang menyajikan hasil grafik disebut Barogram.

14. Tekanan udara (air pressure) • Pada lintang tinggi kajian perubahan tekanan udara dari waktu-ke waktu menjadi fokus perhatian banyak orang karena fluktuasi nilai tekanan yang relatif besar. Serta dampak yang diakibatkan oleh perubahan pola tekanan dari waktu ke waktu sangat signifikan.

15. Tekanan udara (air pressure)

16. Angin • Angin didefinisikan sebagai gerakan massa udara secara horisontal (gerak vertikal dapat diabaikan karena setara dengan gaya gravitasi). • Diukur dalam dua parameter, kecepatan dengan alat ukur Anemometer dan arah dengan alat ukur panah angin(win vane) serta kantong angin(wind sack).

17. Angin • Sebelum alat ukur anemometer ditemukan kecepatan dan arah angin dapat ditentukan dengan pendugaan. • Pendugaan kecepatan dan arah angin didasarkan pada indikator gerakan yang dapat diamati baik di daratan maupun di lautan. • Pendugaan seperti ini ditemukan pertama kali oleh Admiral Sir F. Beaufort.Penemuan ini dikenal dengan Skala Beaufort.

18. Angin • Mawar angin (wind rose): Penyajiaan hasil analisis kecepatan dan arah angin secara efisien dalam satu gambar

19. Kelembaban udara • Badan Meteorologi Dunia WMO (1947) membuat definisi dan spesifikasi uap air di atmosfer menjadi 15 istilah • Nisbah percampuran (Mixing ratio): r = mv / ma • Kelembaban spesifik (Specific humidity): • q = mv / (mv+ma) • Kelembaban mutlak (Absolut humidity) dikenal juga sebagai kerapatan uap air: dv = mv/V

20. Kelembaban udara • Tekanan uap air(Vapor pressure of water): p: tekanan udara r: mixing ratio • Tekanan uap jenuh pada udara lembab (Saturation vapor pressure of moist air) rs: mixing ratio jenuh

21. Kelembaban udara • Suhu titik embun (Dew point temperature): Td • Suhu titik beku (Frost point temperature): Tf • Kelembaban nisbi/relatif (Relatif humidity, RH): U satuan %, dengan dua formula:

22. EVAPOTRANSPIRASI • Peubah ini merupakan gabungan antara evaporasi: penguapan yang terjadi pada badan air, serta transpirasi: penguapan yang terjadi pada vegetasi. • Sehingga evapotranspirasi didefinisikan sebagai penguapan di lahan bervegetasi baik di daratan maupun di perairan. • Proses ini menjadi kunci bagi keberlanjutan proses daur hidrologi, merupakan sumber awan, kabut, embun, salju, rime, frost, rain.

23. EVAPOTRANSPIRASI • Tiga syarat terjadinya ET dan harus tersedia dalam waktu bersamaan: • Energi: berupa sinar radiasi surya • Input: badan air atau sumber air • Kondisi: atmosfir/udara tidak dalam kondisi jenuh uap air

24. EVAPOTRANSPIRASI • Evapotranspirasi diukur dengan alat ukur lisimeter pada lahan bervegetasi rumput pendek sehingga data yang didapatkan berupa ETo atau evapotranspirasi standar, sedangkan lisimeter pada lahan gundul data yang diperoleh berupa ETa(evapotranspirasi aktual). Pada saat pengukuran setelah hujan akan didapatkan data ETp (evapotranspirasi potensial). • Evaporasi diukur dengan panci kelas A, transpirasi diukur dengan transpirometer. • Metode pendugaan evapotranspirasi dengan model Penman dan Thorntwaite-Matter.

25. TUGAS 2 • CONVERT THE FOLLOWING TEMPERATURE: a. 15oC=K b. 20oR=K c. 77oF=K • Find the Virtual temperature for air of: a. T (20oC) and r (g/g)=0.01 b. T (10oC) and r (g/g)=0.005 c. T (30oC) and r (g/g)=0.0

26. TUGAS 2 • What is the potential temperature of air at height Z=500 m and the temperature T=10oC 4. Find the relative humidity (%) for air with T=20oC and e=1kPa (if at 20oC from the table saturation values vs actual temperature es=2.371kPa)

27. REFERENCES • AHRENS, C.D. 2007. METEOROLOGY TODAY. 8th An Introduction to Weather, Climate, and the Environment. International Student Edition. Thomson Brooks. United States. • AHRENS, C.D. 2005. ESSENTIAL OF METEOROLOGY. 4th. International Student Edition. Thomson Brooks. United States. • STULL, R.B. 1995. METEOROLOGY TODAY For Scientists and Enginners. West Publishing Company. USA.