SISTEM ALAM SEMESTA

Siklus-siklus yang ada di Bumi Semua Materi yang ada di atas dan Di bawah permukaan bumi bergerak Dalam siklus

Sirkulasi Atmosfer Siklus Hidrologi Siklus Batuan Siklus Milankovitch

Siklus Atmosfer Sirkulasi Global Sirkulasi Walker (El Nino – La Nina) Siklon Tropis Tornado Angin darat – angin laut

Karena kemiringan sumbu rotasi bumi mengakibatkan: Gerak semu Matahari Distribusi temperatur udara permukaan yang tidak merata  Musim dan Iklim Season

Jumlah energi radiasi Matahari yang diterima permukaan Bumi bergantung pada posisi semu Matahari  represantasikan dalam bentuk Distribusi suhu permukaan, seperti yang ditunjukkan slide berikut

Distribusi suhu udara permukaan yang bergantung pada gerak semu Matahari, terlihat bahwa suhu maksimum bergerak mengikuti gerak semu Matahari

Udara yang bergerak naik Di Ekuator akan bergerak Ke arah kutub (Utara dan Selatan Jika Tidak ada rotasi Permukaan Bumi uniform Matahari diatas Ekuator Maka hanya ada SATU SEL Yaitu sel Hadley Tetapi dalam kenyataan dialam terbentuk 3 sel di masing- Masing belahan bumi

Sirkulasi Umum Atmosfer Corioli Gaya Coriolis akan membelokkan aliran udara (ke kanan di Belahan Bumi Utara (BBU), dan ke kiri di Belahan Bumi Selatan (BBS)), sehingga bukan satu sel saja yang terbentuk, melainkan 6 buah sel, masing-masing 3 sel disetiap belahan Bumi. Batas antar sel tidak tegas, bergantung pada musim atau gerak semu Matahari Rata-rata sabuk panas lebih banyak berada di Utara Ekuator, karena ketidak homogenan permukaan Bumi antara BBU dan BBS N.B. Gambar samping adalah bentuk penyederhanaan dari sirkulasi yang ada. Di Alam, sirkulasi tidak kontinyu terhadap ruang dan waktu. SUA Polar Cell Ferrel Cell 6 cell model does not account for all meridional heat transport – horizontal circulations are equally / more important. 9

Sirkulasi Walker Sirkulasi ini terjadi dalam arah Timur-Barat di wilayah Ekuator karena: 1. Distribusi daratan dan lautan di daerah Ekuatorial yang tidak sama 2. Sabuk angin pasat Sirkulasi Walker, sangat dominan untuk wilayah ekuatorial Pasifik (karean dimensi lautan Pasifik). Dalam kondisi normal, akan terbentuk kolam panas di pantai Barat lautan Pasik dengan beda tinggi muka air ± 50 CM

Jika terjadi gangguan terhadap sirkulasi Walker, sehingga sistem interaksi Atmosfer-laut terganggu, maka kolam panas akan bergerak kearah Timur, pusat konveksi akan bergerak kearah Pasifik tengah dan sirkulasi Walker akan pecah (seperti yang ditunjukkan oleh gambar di atas). Konsekuensi dari gangguan ini adalah cuaca diseluruh Permukaan Bumi akan terdistorsi. Fenomena ini disebut El Nino dan Sebaliknya adalah La Nina.

Siklon Tropis Gangguan Tropis Depresi Tropis Badai Tropis Siklon 4 tahap pertumbuhan Siklon Tropis: 1. Gangguan Tropis 2. Depresi Tropis 3. Badai Tropis dan 4. Siklon Tropis atau Taifun atau Hurricane

Siklon Tropis atau Hurricane atau Taifun Gangguan Tropis Kumpulan beberapa sistem hujan badai (thunderstorms) dengan isobar sedikit melengkung. Kecepatan angin kurang dari 20 knot Depresi Tropis Kumpulan Thunderstorm lebih terorganisir Ada satu isobar tertutup Kecapatan angin antara 20-34 knot. Badai Tropis Sistem berotasi berlawanan jarum jam di BBU dan sebaliknya di BBS, tetapi belum ada “MATA” Ada 2 (dua) isobar tertutup Kecapatan Angin antara 35-64 knot. Pada saat ini badai diberi nama. Siklon Tropis atau Hurricane atau Taifun Mata siklon sudah terbentuk Ada minimal 3 (tiga) isobar tertutup Kecepatan angin melebihi 64 knot (> 74 mph atau > 119 kmph)

Skala Kekuatan Siklon Tropis Skala Saffir-Simpson Skala numerik (1-5) yang menggambarkan potensial kerusakan yang dapat ditimbulkan oleh suatu siklon tropis atau hurricane atau Taifun SS1  64-82 knots SS4  114-135 knots SS2  83-95 knots SS5  > 136 knots SS3  96-113 knots Merupakan cara cepat dan mudah untuk memberikan gambaran mengenai kekuatan suatu siklon tropis.

Foto Satelit menampilkan ke-4 tahapan pertumbuhan siklon tropis Daniel

Animasi pergerakkan Siklon Tropis ketika mendekati garis pantai Storm Surge datang 3-5 jam sebelum pusat badai menerpa pantai Pantai curam Pantai Landai Di BBU Kecepatan Angin Sebelah Kanan ST > dari yang di Kiri dan Sebaliknya di BBS Kerusakan Lebih besar terjadi di Pantai yang landai

Tornado Apabila Udara panas dan lembab bergerak berlwanan arah atau lebih lambat dari pada udara dingin dan kering diatasnya, maka akan timbul gerak rotasi berbentuk pipa vorteks seperti yang ditunjukkan oleh gambar (a) Updraft kuat dalam thunderstorm, akan mengubah orientasi gerak rotasi pipa vorteks, dari horizontal menjadi vertikal yang memungkinkan terbentuknya tornado (gambar (b)) Figure 10.34: (a) Spinning vortex tubes created by wind shear. (b) The strong updraft in the thunderstorm carries the vortex tube into the thunderstorm, producing a rotating air column that is oriented in the vertical plane.

pipa vorteks yang apabila menyentuh tanah disebut ‘TORNADO’ Figure 10.37: A classic tornadic supercell thunderstorm showing updrafts and downdrafts, along with surface air flowing counterclockwise and in toward the tornado. The flanking line is a line of cumulus clouds that form as surface air is lifted into the storm. Apabila tekanan dalam pipa vorteks terus menurun akibat panas yang dilepaskan dalam proses kondensasi dan deposisi atau puncak awan mencapai jet stream (yang berfungsi seperti vacuum cleaner), maka akan muncul “belalai” kecil dari pipa vorteks yang apabila menyentuh tanah disebut ‘TORNADO’

Skala Tornado Menurut Fujita Katagori Kecepatan Anging (mph) Potensi Kerusakan F-0 40-72 Cerobong rusak, cabang bohon patah F-1 73-112 Rumah mobil tersapu/terguling dari fondasi F-2 113-157 Kerusakan besar, rumah mobil hancur, pohon tercabut F-3 158-205 Atap dan tembok roboh, kereta terguling, mobil terlempar F-4 207-260 Tembok dengan konstruksi bagus terangkat F-5 261-318 Rumah terangkat dari fondasi dan dibuang pada jarak yang cukup jauh, Mobil terlempar hingga lebih dari 100 meter bahkan belasan mil

Pada siang hari daratan lebih panas dari laut, tekanan udara di darat lebih rendah daripada di laut sehingga udara bergerak dari laut menuju daratan  angin laut Pada malam hari lautan lebih panas dari daratan, tekanan udara di darat lebih tinggi daripada di laut sehingga udara bergerak dari daratn menuju laut  angin darat Diskusi: Mengapa demikian

Siklus Hidrologi Distribusi Air di Bumi Siklus hidrologi

Distribusi Air di Bumi SH 16.1 Lautan 97% Air tawar 3% 77% 11% 1% Tudung es dan glasier Air tanah dangkal (<750 m) Air tanah dalam (750-4000 m) Danau, sungai, atmosfer, Kelembaban tanah Air terbanyak berupa air asin dan Es, sedangkan persentasi air di Atmosfer yang membentuk cuaca Dan iklim hanyalah 0.03 % dari air permukaan SH 16.1

Siklus Hidrologi Uap air yang bergerak keatas akibat penguapan baik di lautan maupun daratan akan mengalami kondensasi dan deposisi akibat pendinginan untuk membentuk awan. Awan akan menjatuhkan kandungannya dalam bentuk padat dan cair (es, salju, dan hujan) yang dilanjutkan dengan proses aliran permukaan, infiltrasi untuk kembali kesumber dan kemudian proses diulang kembali

Arus Laut Penyebab / penggerak adanya Arus Laut : Perbedaan panas matahari yang diterima Angin Perbedaan Densitas Air Laut Pasang Surut

Sirkulasi Termohalin Dalam proses pembekuan permukaan laut Artik, garam akan dilepaskan dari proses Sehingga kadar garam air laut Artik sangat tinggi, berat jenisnya meningkat sehingga menjadi berat dan secara perlahan akan tenggelam dan bergerak di dasar laut menuju Ekuator. Akibatnya akan ada aliran air laut dari arah Ekuator yang bergerak untuk mengisi kekosongan yang terjadi di laut Artik tersebut. Untuk menyelesaikan satu siklus Lengkap dibutuhkan waktu 1000 tahun dan sirkulasi ini disebut “Sirkulasi Termohalin” atau “sabuk konveyor” yang menghubungkan seluruh lautan dipermukaan bumi Arus ini merupakan salah satu faktor utama pembentuk iklim

Ketika melewati wilayah Indonesia, bagian dari sabuk konveyor dikenal sebagai Arus Lintas Indonesia (Arlindo) yang memberikan pengaruh terhadap iklim di wilayah Indonesia Timur

Arus Laut Utama (permukaan) Dunia yang digerakkan oleh angin

Siklus Batuan Apa itu Batuan Siklus Batuan

merupakan komponen pembentuk kerak bumi Batuan : merupakan komponen pembentuk kerak bumi - terdiri atas batuan beku (termasuk batuan piroklastik/batuan gunungapi), batuan sedimen, dan batuan metamorf. - proporsi batuan dipermukaan bumi : 75% batuan sedimen 25% batuan beku dan metamorf

Batuan beku terbentuk dari magma yang mendingin dan mengeras dengan atau tanpa proses kristalisasi - batuan beku ekstrusif : membeku dipermukaan contoh : aliran lava, tuf pumis (batu apung). - batuan beku intrusif : membeku di dalam bumi dan menerobos batuan yang sudah ada (terdahulu) contoh : granit, gabro, andesit.

Terbentuk dari sedimen yang mengalami litifikasi Batuan Sedimen Terbentuk dari sedimen yang mengalami litifikasi - batuan sedimen klastik; terdiri dari fragmen-fragmen hasil rombakan batuan terdahulu contoh : batupasir, konglomerat, breksi - batuan sedimen non klastik : hasil proses kimiawi; contoh : batugamping Batuan metamorf batuan hasil proses metamorfosis (perubahan akibat temperatur, tekanan, atau keduanya);bisa berasal dari batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorf itu sendiri. contoh : Sekis,marmer,batusabak.

Siklus batuan Sediment Sedimentary Rocks Igneous Rocks Lithification Deposition 3 Transport Sedimentary Rocks 2 6 Erosion Metamorphism Weathering 7 4 Igneous Rocks Metamorphic Rocks 6 Crystallization Melting 1 5 Magma

Siklus Batuan : Magma  batuan beku (igneous rocks) : proses pendinginan (kristalisasi) magma menghasilkan batuan beku Batuan beku  sedimen (sediment) : - batuan beku mengalami pelapukan (weathering) sehingga batuan menjadi rapuh atau terurai (secara kimiawi ataupun mekanis) - terjadi erosi terhadap batuan lapuk kemudian pecahan-pecahan tertransportasi oleh air,atau angin kemudian diendapkan (disebut sedimen ) 3. Sedimen mengalami litifikasi (istilahnya diagenesis) menjadi batuan sedimen (sedimentary rocks). Batuan sedimen  Batuan metamorf (metamorphic rocks) : proses metamorfosis menjadi batuan metamorf. Batuan metamorf  magma : proses peleburan (melting). 6. Batuan sedimen dan batuan metamorf mengalami pelapukan , dst ,dst (seperti no.2) menghasilkan sedimen;kemudian terulang lagi proses litifikasi sedimen menjadi batuan sedimen. Batuan beku mengalami proses metamorfosis menjadi batuan metamorf ;demikian seterusnya terjadi perulangan.

Contoh batuan beku Aliran lava Volcanic neck (bekas pusat erupsi gunungapi) Marmer Aliran lava

Contoh singkapan batuan sedimen Singkapan (outcrop) batupasir berlapis Batupasir berlapis Singkapan batugamping-rijang Berselingan (berlapis)

Contoh batuan metamorf (singkapan di lapangan & hand specimen) Hand specimen sekis mika ) Stress is an applied force acting on a rock (over a particular cross-sectional area) Strain is the response of the rock to an applied stress (= yielding or deformation) Deviatoric stress affects the textures and structures, but not the equilibrium mineral assemblage Strain energy may overcome kinetic barriers to reactions Singkapan batuan Metamorf

Siklus Milankovitch Merupakan gabungan dari tiga macam siklus yaitu: Eksentrisitas orbit Bumi Kemiringan sumbu rotasi Bumi Presisi Bumi Milankov

Siklus Eksentrisitas orbit Bumi Bidang orbit bumi tidak selalu berbentuk elips (eksentrisitas 0,167) tetapi berubah terhadap waktu, dengan eksentrisitas yang bergerak mendekati atau menjauhi nilai “nol”. Gerak ini memiliki periode 100.000 tahun. (lihat gambar)

Kemiringan Sumbu Rotasi Bumi Besar nilai kemiringan sumbu rotasi bumi bergerak antara 21,50 – 24,50 dengan periode 41.000 tahun dan saat ini kemiringannya adalah 23,50

Presisi Bumi Adalah gerak bumi yang berputar seperti gasing pada sumbu rotasinya. Gerak ini memiliki periode 23.000 tahun (lihat gambar) Saat ini, musim panas BBU terjadi pada titik aphelion dan musin dingin pada perhelion 5.250 tahun yad, musim panas dan musim dingin di BBU akan terjadi pada saat Bumi berada antara aphelion dan perhelion 10.500 tahun yad, musim panas BBU terjadi pada titik perhelion dan Musim dingin pada abhelion.

Bukti dari siklus Milankovitch, adalah suhu rerata bumi masih berada dibawah rerata, Karena bentuk orbit bumi adalah elips, kenaikan yang ditunjukkan setelah tahun 1930an disebabkan karene pemanasan global akibat ulah manusia dalam mengeksploitasi SDA