A. Definisi (pengertian) II. CUACA DAN IKLIM A. Definisi (pengertian) Cuaca adalah keadaan fisis atmosfer pada suatu saat di suatu tempat. Keadaan fisik atmosfer ini dinyatakan dengan hasil pengukuran berbagai unsur-unsurnya, misalnya suhu udara, curah hujan, tekanan, kelembaban, laju dan arah angin, perawanan, penyinaran matahari, dll.. Iklim adalah keadaan yang mencirikan atmosfer pada suatu daerah dalam jangka waktu cukup lama, yaitu kira- kira 30 tahun (?). Keadaan yang mencirikan itu diungkapkan dengan hasil pengukuran berbagai unsur cuaca yang dilakukan selama periode waktu tersebut. Iklim tidak hanya merupakan rata-rata dari kondisi atmosfer atau rata-rata cuaca, tetapi lebih dari itu iklim perlu diketahui fluktuasinya terhadap rata-ratanya, keadaan ekstrimnya, dan frequensi kejadiannnya.

Contoh Cuaca Cuaca di tempat A pada pukul 07.00 WIB tgl. 9/9/2010 Letak: 06o30’ LS; 105o40’ BT, 101 m dpl.. Unsur Cuaca Nilai 1. Penerimaan radiasi matahari 2. Suhu udara 3.Tekanan udara 4. Kelembaban udara 5. Kecepatan angin 6. Arah angin 7. Penutupan langit oleh awan 145 W/m2 22,7 oC 995,1 mb 85 % 2m/detik 45o 0,4

Contoh iklim Iklim di tempat A (letak: 06o30’ LS; 105o40’ BT, 101 m dpl.) selama 30 tahun Bulan RM suhu KN Hujan Peng-uapan angin Maks. Min. Rataan (%) mm hari Jan. Feb. Maret April Mei Juni Juli Agust. Sept. Okt. Nov. Des. 8,2 9,4 10,1 9,2 12,5 16,6 20,6 20,4 18,9 17,1 16,0 8,8 28,8 29,3 30,2 30,3 30,0 30,7 31,1 30,8 29,5 21,8 22,0 22,1 21,6 21,1 21,2 21,9 24,5 24,7 25,2 25,3 25,1 25,4 24,8 85 86 83 82 80 77 76 79 81 419 390 392 401 375 256 226 264 273 460 416 332 24,0 25,7 22,8 18,7 14,7 12,8 13,6 15,8 22,9 24,3 56 59 78 96 102 125 129 135 126 91 72 1,1 1,3 1,4 1,0 1,2 1,6 Jumlah 167,8 14,0 - 21,7 25,0 4.204 242,2 1.024 --

Misalnya dua tempat mempunyai suhu rata-rata yang sama Misalnya dua tempat mempunyai suhu rata-rata yang sama. Apa iklimnya sama? Tidak! Mengapa? Contoh lain ada dua tempat mempunyai CH tahunan rata-rata sama. Apakah iklimnya sama? Tidak! Mengapa? Pengetahuan yang mempelajari iklim disebut klimatologi. Kli- matologi ini menguraikan hakikat iklim, distribusinya terhadap ruang, serta variasinya terhadap waktu, hubungannya dengan unsur lain, dan aktivitas manusia. Pengetahuan yang membelajari cuaca disebut meteorologi. Meteorologi ilmu yang mempelajari keadaan fisik dan dina- misnya atmosfer, serta interaksinya dengan permukaan bumi di bawahnya.

B. Sistem iklim Kajian iklim pada pendekatan klimatologi tradisional baru menyangkut penjelasan sebagian dari iklim (partial), tetapi sekarang sudah berkembang pendekatan secara global . Sistem iklim adalah satu kesatuan keadaan alam yang me- nentukan keadaan iklim. Anasirnya terdiri atas: 1. Atmosfer, adalah gas atau campuran gas, merupakan kom- ponen peubah utama iklim 2. Biosfer, mencakup tetumbuhan dan makhluk hidup di da- ratan, laut dan udara. Semuanya peka terhadap iklim dan sebaliknya dapat memengaruhi iklm (kehidupan  iklim) 3. Hidrosfer, merupakan perairan yang teragihkan pada permukaan bumi, misalnya laut(an), danau, sungai, dan air tanah. Lautan paling dominan memengaruhi iklim

B. Sistem iklim … 4. Kriosfer, adalah masa es dan endapan salju. Misalnya lapisan es benua, gletser, es lautan, tutupan salju permukaan, es danau, dan es sungai. 5. Litosfer. Masa daratan dari permukaan bumi yang terdiri atas pegunungan, batuan, tanah, dan cekungan lautan Kelima komponen ini berinteraksi (saling pengaruh mempengaruhi) menghasilkan iklim (=pengendali iklim). Sistem iklim tersebut juga dapat berubah dipengaruhi dari luar sistem tersebut

C. Pengertian dan perlapisan atmosfer Atmosfer adalah lapisan gas atau campuran gas yang menyeli-muti bumi dan terikat pada bumi oleh gravitasi Perlapisan , komposisi, karakteristik, sumber bahang (kalor), dan ketebalan atmosfer adalah sebagai berikut. Lapisan Komposisi Ciri-ciri Sumber bahang dari Tebal (km) Keterangan Troposfer 80 % gas H2O, Aerosol penurunan suhu permukaaan bumi 0-10 Lap pembangkit cuaca Stratosfer Ozon (O3) (max. 22 km) Peningkatan suhu penyerapan radiasi UV oleh ozon 10-50 Penyaring radiasi UV

Perlapisan , komposisi, karakteristik, suberbahan, dan ketebalan atmosfer adalah sebagai berikut (lanjutan) Lapisan Komposisi Ciri-ciri Sumber bahang dari Tebal (km) Ketrangan Mesosfer O2, CO2 penurunan suhu Penyerapan radiasi Snr. Mth. Oleh O2 50-100 Komposisinya homogen Termosfer (ionosfer) N2, O2 ( >100 km) peningkatan suhu penyerapan radiasi UV oleh O2 100-500 Komposisinya tidak homogen -ionisasi oleh sinar X Eksosfer O2, H2, He tumbukan antar atom > 1000 1 % gas terionkan

Struktur tekanan dan suhu vertikal 1000 10-13 ionosfer termosfer 500 10-8 200 mesopaue 100 mesosfer stratopause 10-3 50 Ketinggian (km) tekanan (atm) stratosfer 20 10-1 tropopaus 10 8,883 troposfer 5 altokumulus 2 kumulus 1 Peg. Himalaya stratus 1 -100 -50 50 100 Suhu ( oC)

D. Komposi Kimia Atmosfer (kering) Nama Gas Kadar (%) Keterangan Nitrogen (N2) 78,0800 99,03 % 80 % terdapat di troposfer Oksigen (O2) 20,9500 Argon (Ar) 0,9300 Karbon dioksida (CO2) 0,0340 Neon (Ne) 0,0018 Helium (He) 0,00052 Ozon (O3) 0,00006 Hidrogen (H2) 0,00005 Kripton (Kr) 0,00011 Metane (CH4) 0,00015 Xenon (Xe) Sangat kecil

E. Pembentukan cuaca Cuaca terbentuk karena ada energi dari luar sistem dan dari interaksi antar sistem iklim. Peran energi dari luar sistem iklim lebih besar daripada dari dalam sistem iklim. Energi dari luar sistem hanyalah radiasi matahari. Radiasi mthr. adalah energi yang berasal dari reaksi inti (fusi nuklir) yang mengubah H menjadi He. Mthr. setiap menit memancarkan 56 x1026 kalori (= 73,5 juta watt/m2, bumi menerima energi itu hanya 2,5 x 1018 kalori (1360 watt/m2 ) = ½ x 10-9 nya. Radiasi yang jatuh ke bumi disebut INSOLASI, dan energi radi- asi yang diterima di puncak atmosfer bumi/cm2 adalah rata- rata 2,0 kal/menit/cm2 Variasi energi radiasi mthr. yang masuk ke atmosfer, misalnya siang-malam, gerak semu matahari, menyebabkan perbedaan sudut datang di permukaan bumi, maka keadaan ini menye- babkan perbedaan energi yang diterima di atmosfer dan di per- mukaan bumi.

Sistem Tata Surya bumi 147-152 juta km

E. Pembentukan Cuaca … B Keragaman Radiasi mthr.,  keragaman pemanasan-pendinginan di permukaan bumi, maka (1) Penerimaan radiasi yang diterima juga berragam (2) Suhu udara dan tanah berragam (3) Tekanan udara ke samping berragam (4) Penguapan berragam (5) Kelembab(p)an udara berragam (6) Awan dan hujan berragam

E. Pembentukan Cuaca …. troposfer Pkl. 12.00 Pkl. 09.00 Pkl. 15.00 siang Pkl. 18.00 Pkl. 06.00 Malam hari

E. Pembentukan cuaca (lanjutan) Perbedaan sudut datang radiasi matahari menyebabkan perbedaan pemanasan-pendinginan, peningkatan–penurunan tekanan, penguap-an-kondensasi, kelembaban-kekeringan, pembentukkan awal- curahan. Perubahan sudut datang sinar harian (pagi,siang, sore, mu- siman) menyebabkan perubahan jumlah energi yang masuk ke atmosfer bumi. Akibatnya terjadi perubahan dalam pema- nasan-pendinginan, peningkatan–penurunan tekanan, peng- uapan-kondensasi, kelembaban –kekeringan, harian, bulanan, dan tahunan. Keadaan fisik atmosfer ini dapat diukur. Keadaan fisik yang dapat diukur adalah (1) radiasi yang diterima, (2) suhu udara, (3) tekanan udara, (4) penguapan, (4) kelembab(p)an, (5) curah hujan, (6) arah dan kecepatan pergerakan udara. Keadaan fisik atmosfer yang dapat diukur ini disebut UNSUR CUACA. Jadi unsur cuaca adalah keadaan fisik atmos- fer yang dapat diukur.

F. Unsur-unsur cuaca (iklim) UNSUR CUACA keadaan fisik atmosfer yang dapat diukur (1) radiasi yang diterima (energi dan penyinaran matahari), - Energi -- radiometer (piranometer, pirhilometer, dan difusometer) -Piranometer (solarimeter) mengukur energi mthr semua panjang gelombang (radiasi global) -Penyinaran matahari – Campbell-Stokes (mengukur lamanya penyinaran matahari) (2) suhu udara-termometer (t. maksimum--air raksa) dan minimum--alkohol) (3) tekanan udara-barometer (bar= 1000 mb, 1 atm= 1013,2 mb) (4) penguapan--tangki penguapan klas A (pan Evaporimeter)

F. Unsur cuaca (iklim) – (lanjutan) UNSUR CUACA keadaan fisik atmosfer yang dapat diukur (5) kelembab(p)an-psikrometer Asman dan ayun (t. bola basah dan kering) (6) curah hujan- penakar hujan (ombrometer). Penakar hujan non rekam (O = 100, 200, 500 cm2 ) dan rekam (tilting siphon, tipping bucket, dan kolektor timbang) (7) pergerakan udara permukaan (arah dan kecepatan) – Anemometer (jenis mangkok dan jenis baling- baling). Bila taka ada alat kec. Angin dapat ditaksir dengan sekala BEAUFORT (0-12 sekala, dasarnya benda yang bisa bergerak oleh angin)

G. Pengendali cuaca Cuaca dan iklim tidak sama, tetapi keduanya dinyatakan dengan unsur yang sama. Keadaannya ditentukan oleh keadaan dari komponen dalam dan luar sistem iklim, misalnya keadaan atmosfer, biosfer, hidrosfer, litosfer, dan kriosfer, dan keadaan matahari. Perubahan dalam komponen sistem iklim yang menyebabkan perubahan proses fisika atmosfer (unsur cuaca atau iklim) disebut sebagai pengendali cuaca (iklim). Dari luar sistem – radiasi sinar matahari -Daya pancar gelombang elektro. sangat beragam anatar lokasi dan antar waktu -jarak bumi –matahari berkoncah antara 147 dan 152 juta km -noda matahari (sun spot) berubah dengan daur 11 tahun Ketiga keadaan ini berpengaruh terhadap penerimaan radiasi di atmosfer maupun di permukaan bumi cuaca berubah.

G. Pengendali cuaca (lanjutan) Dari litosfer – fisografi (bentuk dan ukuran) -ketinggian tempat, -- makin tinggi tempat, nilai rho makin kecil menyebabkan penurunan tekanan dan suhu udara (…) -derajat lintang, -- posisi matahari terhadap bumi yang menyebab- kan keragaman penerimaan radiasi matahari (…) -posisi terhadap lautan, -- laut (an) sumber uap air. Makin dekat dengan sumber air, maka makin berpeluang mendapat tiupan angin. Akibatnya unsur cuaca berubah -pusat tekanan tinggi dan rendah,-- perbedaan panas jenis daratan (tanah) dan perairan menyebabkan perbedaan suhu udara di atasnya, maka menyebabkan perbedaan tekanan udara. -masa udara, -- masa atmosfer radius 1000 km adalah raksasa bila masa itu bersifat dingin dan kering, dingin dan lembab, panas dan lembab, panas dan kering, maka apabila mengalir dapat mempengaruhi dan mengubah cuaca. (batas kuliah)

G. Pengendali cuaca (lanjutan) -topografi, -- lereng-lereng perbukitan, dan pegunungan yang meng- hadap ke arah angin dari laut memberikan efek orografi pada curah hujan. -kegiatan kegunungapian, -- hasil kegunungapian memberikan debu, gas-gas, dan panas memberikan efek terhadap fisika atm. Dari hidrosfer – arus lautan adalah aliran masa air di samudra dalam volume raksasa yang berlangsung secara rutin/musiman. Ada arus panas dan dingin, maka arus itu menentukan suhu udara di atasnya Dari biosfer – kegiatan kehidupan (alami maupun buatan, tradisional – industri canggih) menghasilkan gas-gas rumah kaca. Dari atmosfer-- perubahan orbit bumi, keluaran matahari, distribusi daratan dan lautan, dan peningkatan jumlah gas dalam atmosfer. Dari kriosfer – kriosfer menyediakan masa es dan endapan salju.

Tugas Agroklimatologi 1. Tuliskan dan jelaskan pengertian cuaca dan iklim 2. Jelaskan bahwa radiasi sianar matahari disebut unsur cuaca (iklim) dan pengendali cuaca (iklim) 3. Jelaskan karakteristik atmosfer bumi 4. Bagaimana cuaca dan iklim terbentuk

Struktur tekanan dan suhu vertikal 1000 10-13 ionosfer termosfer 500 200 10-8 mesopaue 100 mesosfer stratopause 10-3 50 20 stratosfer 10-1 tropopaus 10 8,883 Ketinggian (km) troposfer tekanan (atm) 5 altokumulus 2 kumulus 1 Peg. Himalaya stratus 1 -100 -50 50 100 Suhu ( oC) Struktur tekanan dan suhu vertikal