Agroklimatologi Tekanan udara dan angin
Download as PPT, PDF1 like6,606 views
Dokumen ini menjelaskan tentang tekanan udara, perubahannya, dan pengaruhnya terhadap cuaca serta kehidupan. Tekanan udara tidak merata di berbagai ketinggian dan lokasi, yang berpengaruh pada gerakan angin dan fenomena cuaca lainnya, seperti angin muson dan puting beliung. Selain itu, dijelaskan juga tentang gaya-gaya yang mempengaruhi pergerakan udara dan dampak dari kondisi atmosfer terhadap tanaman.
Agroklimatologi Tekanan udara dan angin
- 3. Tekanan udara : tekanan yang ditimbulkan oleh udara karena beratnya kepada setiap 1 cm² bidang datar permukaan bumi sampai batas atmosfer. Dilukiskan dengan keseimbangan antara massa udara panas dan massa udara dingin atau ketinggian kolom air raksa yang akan naik dalam barometer akibat adanya perubahan tekanan udara di sekitarnya. Pengaruh tekanan udara : - terhadap mahluk hidup kecil sekali - sangat berpengaruh thd pergerakan angin. Tekanan udara berubah perubahan kecepatan dan arah angin perubahan suhu dan CH.
- 4. a. Berat suatu kolom udara dengan luas penampang 1 inci persegi dan terletak tegak lurus pada permukaan laut sampai puncak atm adalah 14,7 lb yang setara dengan berat kolom air raksa setinggi 29,92 inci atau 760 mm Hg dengan luas penampang yang sama. b. Milibar (mb) yang setara dengan gaya sebesar 1000 dyne/cm². 760 mmHg = 1013,2 mb
- 5. a.Tekanan rendah atau siklon (depresi/low) - Daerah ini mempunyai tekanan udara yang lebih rendah dari tekanan udara sekeliling- nya. - Pusat tekanan rendah yang memanjang disebut palung. b. Tekanan tinggi atau anti siklon (high) Pusat tekanan tinggi yang memanjang disebut ridge/wedge.
- 6. Tekanan udara pada permukaan bumi ditentukan oleh kerapatan massa udara makin rapat udara tekanan makin kerapatan berhubungan erat dengan T, radiasi matahari, RH dan gaya berat dRT p = ------ m p = tekanan udara d = kerapatan udara R = konstanta gas T = suhu mutlak (ºK) m = berat molekul (atm terdiri dari bbg campuran gas BM berbeda-beda
- 7. Gas-gas yang ada di atm tidak tersebar merata di berbagai ketinggian sehingga terjadi stratifikasi perbedaan udara yang ada di permukaan bumi (vertikal dan horisontal)
- 8. a. Distribusi Vertikal Berhubungan erat dengan ketinggian, sebab : - gas-gas yang menyelubungi permukaan bumi mempunyai sebaran yang tidak merata - bagian atm yang paling dekat dengan permukaan bumi mempunyai kerapatan yang lebih tinggi dibandingkan lapisan udara yang lebih tinggi adanya perbedaan massa dari berbagai macam - gas serta gaya gravitasinya menyebabkan gaya berat terjadi penekanan dari lapisan yang lebih atas pada lapisan di bawahnya
- 9. Distribusi vertikal : perbedaan tekanan udara yang terjadi pada daerah yang sama tapi berbeda ketinggiannya. Nilai rata-rata pengurangan tekanan udara pada bbrp ribu kaki pertama di atas permukaan laut adalah sekitar 1 inci atau 34 mb pada setiap kenaikan 900 sampai 1000 feet atau 11 mb pada setiap kenaikan 100 m
- 10. Tabel 1. Situasi tekanan udara pada beberapa ketinggian tempat Ketinggian tempat (m) Tekanan mm Hg Milibar (mb) 51.336 15.240 10.668 5.486 3.048 1.500 Permukaan laut 33 86 178 378 533 632 759 44.0 115.1 237.0 507.0 679.5 843.1 1013.2
- 11. b. Distribusi horisontal Perbedaan tekanan udara pada daerah yang berlainan tapi sama ketinggiannya Akibat adanya perbedaan tek udara di daerah satu dengan daerah lain, akibat perbedaan pemanasan permuk bumi yang terjadi pada beberapa daerah
- 12. Suatu daerah menerima energi radiasi matahari lebih tinggi Massa udara lebih panas Kerapatan udara lebih ranggang Tekanan udara lebih rendah
- 14. Distribusi tekanan atm dinyatakan dalam isobar- isobar Isobar : garis yang menghubungkan tempat-tempat yang mempunyai tekanan atm sama pada suatu ketinggian tertentu Kerapatan dan arah perubahan tekanan disebut: gradient tekanan /barometric slope Bila isobar-isobar rapat, perubahan tekanan dalam arah tegak lurus isobar adalah cepat Gradien tekanan horisontal : penurunan tekanan per satuan jarak dalam arah di mana tekanan berkurang dengan cepat
- 16. Angin (wind) : udara yang bergerak di mana arahnya paralel dengan permukaan bumi, dari daerah tekanan udara tinggi ke tekanan rendah. Gerakan udara secara vertikal lebih tepat disebut arus (currents).
- 17. Dalam klimatologi, angin mempunyai 2 fungsi mendasar : a. Pemindahan panas : dari latitude/lintang yang lebih rendah ke yang lebih tinggi dan akan membuat seimbang neraca radiasi matahari antara lintang rendah dan tingggi. b. Pemindahan uap air : yang dievaporasikan dari laut ke daratan di mana sebagian besar dikondensasaikan untuk menyediakan kebutuhan air yang turun kembali sebagai hujan, kabut atau embun.
- 18. a.Gaya gradien tekanan (gaya primer) : - karena adanya perbedaan tekanan akibat perbedaan suhu. b. Gaya sekunder (gaya-gaya yang beraksi pada udara hanya setelah udara mulai bergerak, yaitu
- 19. b.1. Gaya Coriolis : - gaya timbul karena rotasi bumi yang kadang-kadang disebut gaya semu. - rotasi bumi mengakibatkan perbedaan penerimaan rad matahari di bbg tempat di permuk bum - besarnya gaya coriolis tgt kecepatan angin dan letak geografis suatu tempat. - makin cepat gerakan angin dan makin ke utara/selatan dari equator maka makin besar gaya coriolis. - di equator gaya coriolis = 0 dan maksimum di kedua kutub tad - Hukum Buys Ballot : pergerakan angin di belahan bumi (hemisfer) utara menyimpang/membelok ke kiri dan di hemisfer selatan menyim pang ke arah kanan. Hal ini akibat rotasi bumi.
- 20. - Gaya Coriolis (Fc) per satuan massa udara : Fc = - 2 Ω V sin Φ = - f V Ω = kecepatan sudut bumi (2π per 24 jam) V = kecepatan angin (ms- ¹) Φ = letak lintang f = merupakan parameter coriolis (2Ω sin Φ) b.2. Gaya sentrifugal : - merupakan salah satu sebab terjadinya sirkulasi udara yang berbeda pada daerah bertekanan rendah dan tinggi. Gaya sentrifugal Gaya sentripetal
- 21. b.3. Gaya gesekan : - gesekan cenderung memperlambat gesekan udara, sebab gesekan ini bekerja dengan arah yang berlawanan dengan arah gerak udara - akibat gaya gesekan ini, kecepatan angin lebih besar pada lapisan atmosfer yang lebih tinggi daripada dekat permukaan bumi.
- 25. Siang hari Malam hari Angin laut Angin darat
- 26. mulai pada jarak 30 km dpl menyusup sampai sejauh 48 km mulai jam 10.44 pagi tek udara di laut lebih tinggi drpd darat jarak tempuh < angin laut menyusup sampai 8-10 km ke laut (krn ∆ P antara daratan dan lautan lbh kecil pd mlm hari drpd siang hari tek udara di daratan > drpd lautan
- 27. Terjadi karena keadaan topografi. Kedua angin ini merupakan hasil dari perbedaan suhu antara lembah dan puncak gunung.
- 28. Malam hariSiang hari Angin gunungAngin lembah Gunung Gunung Lembah Lembah
- 30. Siang hari Malam hari Puncak gunung menerima E surya > lembah Proses pemanasan berhenti & udara di puncak gunung mengalami pendinginan lebih cepat Udara di permukaan mengembang, tekanan udara rendah udara yang dingin ini turun ke dasar lembah, menumpuk dan mendorong udara di lembah keluar menuju ke sisi yang terbuka Angin lembah Udara di lembah naik ke puncak gunung Angin gunungUdara dari sisi gunung yg terbuka masuk ke lembah menggantikan udara yg ke atas
- 31. Terjadi akibat perbedaan pemanasan antara daratan dan lautan dalam skala yang lebih besar, terjadi antara benua dan samudra. Arah angin berubah-ubah setiap musim tgt letak matahari. Di Jawa dikenal, angin musim barat pada waktu musim hujan dan angin musim timur pada waktu musim kemarau.
- 32. Musim dingin : Benua dingin > cepat P daratan lbh tinggi Terjadi aliran udara yg konstan dari daratan ke lautan Angin dari daratan cukup kering, sedikit menimbulkan awan dan hujan Musim panas : Daratan panas > cepat P lautan lbh tinggi Terjadi aliran udara dari lautan ke daratan Angin membawa udara lemabab. Kelembaban udara meningkat Keawanan dan CH meningkat pd daerah yg dilalui
- 33. Adalah angin yang berhembus dengan kecepatan konstan dan terus-menerus dengan arah yang sama, melalui lintasan yang sama pula. Pergerakan angin daerah sub-tropis dari kedua belahan bumi menuju ke equator dan pergerakan itu bersifat kekal sepanjang tahun. Andaikan bumi tidak berputar, maka angin pasat akan bertiup langsung dari utara ke selatan. Perputaran bumi membelokkan pergerakan udara di kedua belahan bumi, sehingga di hemisfer utara angin pasat timur laut dan di hemisfer selatan angin pasat tenggara.
- 34. Terjadi karena pengaruh keadaan regional dan karena efek lokal. Contoh : - angin di laut Tengah : Siroco - di daerah peg. Alpen Utara : angin Fohn - di Sumut : angin bahorok - di Jawa Timur : angin gending - di Sulsel : angin brubu - di Argentina : Zondo - di Amerika Serikat : Chinook - di lembah sungai Santa Ana, California : Santa Ana/angin setan
- 35. angin yang berputar dengan kecepatan lebih dari 63 km/jam yang bergerak secara garis lurus dengan lama kejadian maksimum 5 menit. 1. Puting Beliung
- 36. 1. Puting Beliung Proses terjadinya biasanya terjadi pada musim pancaroba pada siang hari suhu udara panas, pengap, dan awan hitam mengumpul, akibat radiasi matahari di siang hari tumbuh awan secara vertikal, selanjutnya di dalam awan tersebut terjadi pergolakan arus udara naik dan turun dengan kecepatan yang cukup tinggi. Arus udara yang turun dengan kecepatan yang tinggi menghembus ke permukaan bumi secara tiba-tiba dan berjalan secara acak.
- 37. 1. Puting Beliung Proses terjadinya • Pancaroba baik dari hujan ke kemarau maupun sebaliknya, • Musim penghujan dengan kriteria sbb : * 1 – 2 atau lebih kondisi cuacanya clear atau panas, biasanya hujan pada hari berikutnya akan lebat disertai petir dan angin kencang. * Biasanya pada Pagi hari cerah dan berawan, maka sore harinya berpeluang terjadi angin kencang/puting beliung
- 38. 1. Puting Beliung Sifat angin puting beliung • Tidak bisa diprediksi secara spesifik, hanya peluang dalam batasan wilayah , setelah melihat atau merasakan tanda- tandanya baru bisa diprediksi 0.5 – 1jam sebelumnya dengan tingkat kekuatan kurang dari 50 % (berdasarkan pengalaman) • Angin puting beliung hanya berasal dari awan Cumulusnimbus (CB), bukan dari pergerakan angin monsun maupun pergerakan angin pada umumnya, sehingga dapat berpindah/bergeser seusai dengan tekanan tinggi ke tekanan rendah dalam skala luas
- 39. 1. Puting Beliung Sifat angin putting beliung • Tidak semua jenis awan CB menimbulkan puting beliung • Suatu daerah atau tempat terlanda puting beliung maka kecil kemungkinan terjadi yang kedua kalinya, atau tidak ada puting beliung susulan karena berasal dari awan CB yang sifat tumbuhnya tergantung dari intensitas konvektif yang juga sulit diperkirakan.
- 40. 1. Puting Beliung Sifat angin putting beliung • Sangat lokal • bergerak secara garis lurus • waktunya singkat sekitar 3 menit dan tiba-tiba • terjadi pada siang atau sore hari, • malam jarang terjadi • Puting Beliung sangat sulit diprediksi, namun tanda-tandanya dapat diketahui di luar rumah • Terjadi pada tanah lapang yang vegetasinya kurang • Jarang terjadi pada daerah perbukitan atau hutan yang lebat
- 41. 1. Tornado Suatu kolom udara yang berputar dengan kencang yang timbul dari dasar awan comulunimbus atau cumulus (dalam beberapa kejadian) dan sering (tidak selalu) tampak seperti “corong awan”. Sebuah pusaran angin dapat dianggap sebagai tornado jika pusaran angin tersebut menyentuh tanah dari dasar awan comulunimbus.
- 42. 1. Tornado Tornado muncul dalam banyak bentuk, tetapi umumnya berbentuk corong kondensasi dengan ujung tornado yang menyempit yang menyentuh tanah. Seringkali terdapat gumpalan-gumpalan awan yang mengelilingi bagian tornado yang menyentuh atau hampir menyentuh tanah.
- 43. 1. Tornado Sebagian besar angin tornado memiliki kecepatan angin mencapai 110 mph (175 km/jam) atau lebih, dengan ketinggian kurang lebih 250 kaki (75 m) dan menempuh jarak bermil-mil sebelum menghilang. Akan tetapi sebagaian besar angin tornado dapat mencapai kecepatan lebih dari 300 mph (480 km/jam), yang jangkauan anginnya lebih dari 1 mil (1,6 km) dan dapat melaju di permukaan tanah hingga 100 km.
- 44. 1. Puting Beliung Antisipasi Mengadakan penghijauan Membuat rumah yang permanen dan kuat. Membuat tempat perlindungan di bawah
- 45. Puting beliung di Oklahoma.Puting beliung di jogya
- 48. Tornado dekat Seymour, Texas.
- 50. Sebuah tornado multivortex di bagian luar Dallas, Texas pada 2 April 1957. Angin Puting Beliung di dekat Florida Keys.
- 52. Tornado oklahoma
- 60. Skala beaufort Kecepatan (km/jam) Ciri-ciri Nama 0 1 2 3 4 5 < 1 1-5 6-8 12-19 20-29 29-38 calm, asap naik secara vertikal Arah angin dpt dilihat dr condongnya asap, tp tdk terlihat dr wind vane Angin terasa pd kulit kita, daun bergoyang & wind vane bergerak Daun & ranting bergerak, bendera dpt berkibar Debu & kertas beterbangan & cabang- cabang kecil bergerak Pohon-pohon kecil berayun-ayun & terjadi gelombang di air Calm Light air Light breeze Gentle breeze Moderate breeze Fresh breeze
- 61. Skala beaufort Kecepatan (km/jam) Ciri-ciri Nama 6 7 8 9 10 11 12 39-49 50-61 62-74 75-88 89-102 103-117 > 117 Cabang-cabang besar bergerak-gerak, terdengar desingan pd kawat-kawat tlp, payung sukit dipakai Seluruh bagian pohon bergerak Cabang-cabang pohon patah Terjadi kerusakan strukturil, dpt menerbangkan atap Pohon-pohon tumbang & merusak bangunan Kerusakan terjadi secara meluas, jarang sekali terjadi Kerusakan scr menyeluruh yang sangat hebat Strong breeze Moderate gale Fresh gale Strong gale Whole gale Storm Hurricane
- 62. angin musim (monsoon) : Juni-Juli-Agustus - di Asia panas pd bulan-bulan tsb. - angin berhembus ke utara (Asia) dari benua Australia januari : matahari berada di hemisfer selatan, tekanan minimum di benua Australia, angin bertiup ke arah Tenggara menuju benua Australia
- 63. b. Kecepatan angin ditunjukkan oleh kecuraman gradien tekanan atau kecepatan perubahan tekanan. Jika gradien tekanan curam, maka angin cepat dan jika gradien tekanan lemah maka angin juga lemah. Dua hukum prinsip mengenai hubungan antara gradien tekanan udara dengan angin a. Arah angin datang dari daerah yang densitasnya besar ke daerah yang densitasnya kecil, yaitu dari tekanan tinggi ke tekanan rendah atau barometrik slope yang menurun, dinyatakan oleh sebuah garis yang ditarik tegak lurus dengan isobar.
- 64. Windbreak pematah/penaham angin yaitu suatu struktur yang dapat mengurangi kecepatan angin Shelter barisan tanaman yang ditanam untuk melindungi tanaman dari angin
- 65. 1. Mengubah mikroklimat 2. Mengurangi evapotranspirasi potensial 3. Mengurangi evapotranspirasi aktual 4. Memperbaiki hubungan air internal (sbg contoh potensial air internal lebih besar, resistensi stomata lebih rendah) 5. Memberikan peluang perbaikan fotosintesis 6. Secara umum meningkatkan hasil Pengaruh shelter terhadap tanaman
- 66. 1. Konsentrasi CO2 di udara meningkat 2. Lebih besarnya kecepatan flux CO2 dari atas dan bawah kanopi 3. Lebih panjangnya durasi harian dari fotosintesis 4. Lebih rendahnya respirasi dan atau fotorespirasi malam hari Pengaruh shelter terhadap fotosintesis
- 67. Contoh : hasil penelitian Radke dan Hagstrom (1974) Pertanaman kedelai Setiap 12 baris tananaman kedelai diberi windbreaks : - 2 baris jagung - 2 baris “snow” - 2 baris bunga matahari - 1 pagar papan padat Penghalang yang porous : memecahkan pusaran angin yang besar menjadi lebih kecil menurunkan kecepatan angin mengurangi jumlah energi turbulensi pada frekuensi yang lebih rendah Penghalang pagar (“snow* dan tanaman): sama responnya terhadap pengurangan kecepatan angin tetapi energi turbulensi, frekuensi dan skala turbulensi berbeda. Kecepatan angin dan energi turbulensi di antara penghalang padat : tingginya sedang.