Cuaca dan Iklim

oleh:

Rinni Febriani, Lia Monica, Zahratun ,Asyerin Maria Ulfa, Miswatul Hasanah, Agil Dwi Cahhyani, Fathiya Rizqina, Nila Hurnita, Okke Astria, Santi Lestari, Zahratul Humaira, Ega Januarina, Khairun Nisa, Hasfrilla Yulanda, Vivi Andriani, Nelva Risky, Syamidar

Cuaca dan Iklim

A.Definisi Cuaca dan Iklim

Cuaca terdiri dari seluruh fenomena yang terjadi di atmosfer Bumi atau sebuah planet lainnya. Cuaca biasanya merupakan sebuah aktivitas fenomena ini dalam waktu beberapa hari. Cuaca rata-rata dengan jangka waktu yang lebih lama dikenal sebagai iklim.

Perbedaan utama di antara cuaca dan iklim terletak pada luasnya cakupan wilayah dan waktu.Cuaca cakupan wilayahnya lebih sempit serta waktunya lebih singkat, sedangkan iklim lebih luas dan untuk waktu yang relatif lama.Perbedaan lainnya terletak pada focus ilmu yang mempelajarinya.

Ilmu yang mempelajari  cuaca disebut meteorologi, sedangkan ilmu yang mempelajari iklim disebut klimatologi.Adapun persamaannya terletak pada unsur-unsur yang terkandung di dalamnya yang meliputi suhu udara, tekanan udara, angin, kelembapan udara, dan hujan.

B.Unsur-Unsur Pembentuk Cuaca dan Iklim

1. Radiasi Matahari 

Yang menyebabkan adanya panas di permukaan bumi adalah adanya Radiasi matahari datang ke bumi. Radiasi matahari datang ke bumi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Unsur radiasi matahari yang perlu diperhatikan adalah intensitas radiasi dan lamanya radiasi berlangsung.Intensitas radiasi matahari terbesar terjadi di daerah tropis.

2. Temperatur Udara

Suhu udara yaitu temperature udara yang ada di permukaan bumi.Setiap daerah di permukaan bumi biasanya akan memiliki suhu udara yang berbeda-beda, ada yang panas ada yang dingin. Perbedaan suhu udara di suatu daerah biasanya disebabkan oleh beberapa faktor di antaranya penyinaran matahari dan sudut jatuh sinar matahari.

Sinar matahari yang mencapai permukaan bumi akan menentukan suhu suatu wilayah, yang dampaknya membentuk pola iklim dan cuaca. Permukaan bumi yang melengkung mengakibatkan sinar matahari yang diterima oleh berbagai tempat di bumi berbeda-beda..Alat untuk mengukur temperature udara adalah termometer.

Faktor-faktor yang mempengaruhi suhu udara suatu daerah adalah :

a. Sudut datang sinar matahari

b. Cerah tidaknya cuaca

c. Lama penyinaran matahari

d. Letak lintang

e. Ketinggian tempat

3. Tekanan Udara

Tekanan udara adalah tekanan yang diberikan oleh setiap satuan luas bidang datar dari permukaan bumi sampai batas atmosfer. Alat untuk mengukur tekanan udara disebut barometer. Faktor utama yang mempengaruhi perbedaan tekenan udara adalah temperature udara. Daerah yang mendapat panas terus-menerus merupakan daerah yang mempunyai tekanan udara minimum sedangkan daerah yang pemanasannya kurang, bertekanan maksimum.

4. Angin

Angin adalah udara yang bergerak. Udara bergerak dari daerah yang bertekanan maksimum ke daerah yang bertekanan minimum. Angin terjadi akibat adanya perbedaan tekanan udara. Alat untuk mengukur kecepatan angin adalah anemometer.

Jenis-jenis angin dapat dibedakan :

a. Angin darat dan angin laut

Angin darat adalah angin yang bertiup dari daratan menuju laut. Pada malam hari, aliran udara berubah arah sebab laut lebih lama menyimpan panas daripada daratan.Udara berembus dari darat ke laut. Itulah yang disebut angin darat.

Adapun angin laut adalah angin yang bertiup dari laut menuju daratan. Pada siang hari, daratan lebih cepat panas daripada lautan. Ketika udara panas bergerak naik ke atas daratan, udara dingin berembus dari lautan ke daratan. Itulah yang disebut angin laut

b. Angin periodik

meliputi angin muson adalah angin yang setiap setengah tahun bertiupnya berganti arah angin muson dapat dibedakan menjadi angin muson laut dan angin muson darat selain angin muson ada angin darat dan angin laut, angin gunung dan angin lembah.

c. Angin siklon dan Antisiklon

Angin siklon yaitu angin di daerah depresi yang memiliki barometris minimum dan di kelilingi barometris maksimum.

Angin antisiklon adalah angin di daerah kompresi yang memiliki barometris maksimum dan di kelilingi barometris minimum .

d. Angin fohn

Angin fohn angin yang bersifat panas dan kering yang turun di daerah pegunungan.

5. Kelembaban Udara

Kelembapan udara yaitu tingkat kandungan air yang ada dalam udara.Setiap daerah biasanya memiliki tingkat kandungan udara yang berbeda-beda. Secara umum, kandungan udara dibedakan menjadi kelembapan udara relative dan kelembapan udara mutlak.

Kelembapan udara relative adalah jumlah kandungan uap air yang terkandung dalam satu meter kubik udara pada temperature tertentu dibandingkan dengan jumlah uap air yang ditampung udara tersebut. Adapun kelembapan mutlak adalah perbandingan kandungan uap air dalam setiap unit berat udara. Alat yang biasa digunakan untuk mengetahui kelembapan udara adalah higrometer.

6. Awan

Awan terjadi akibat adanya proses kondensasi dari uap air. Awan yang mencapai permukaan bumi disebut kabut

7. Hujan

Hujan adalah peristiwa jatuhnya titik air dari atmosfer ke permukaan bumi secara alami.Alat untuk  mengukur besarnya curah hujan adalah ombrometer atau disebut raingauge. Berdasarkan bentuknya hujan dibedakan sebagai berikut yaitu hujan air, hujan salju, hujan es. Berdasar proses terjadinya hujan dibedakan yaitu hujan orografis yaitu hujan yang terjadi di daerah pegunungan, hujan konveksi, hujan frontal hujan yang terjadi di daerah sub tropis, hujan konvergen hujan yang terjadi karena adanya pengumpulan awan yang disebabkan oleh angin.

Jenis-jenis hujan dapat dibedakan :

a.Hujan zenital atau konveksi

hujan yang terjadi karena masa udara yang banyak mengandung uap air secara vertical sehingga menyebabkan penurunan suhu sampai akhirnya terjadi pengembunan dan membentuk awan konveksi. Awan tersebut akhirnya jatuh sebagai hujan .

b.Hujan orografis

Hujan yang terjadi karena masa udara yang mengandung uap air bergerak menaiki pegunungan. Kemudian, mengalami pengembunan yang akhirnya jatuh sebagai hujan.

c.Hujan asam

Hujan yang airnya memiliki tingkat keasaman yang tinggi. Hujan asam ini terjadi apabila dalam air hujan terlarut zat-zat buangan yang bertebaran di udara sehingga keasaman air hujan menjadi lebih besar daripada air hujan pada umumnya. Hujan asam ini biasanya berbahaya Karena dapat menyebabkan kerusakan tanah, tumbuhan, dan bangunan.

d. Hujan Frontal

hujan yang terjadi akibat pertemuan antara masa udara panas dan masa udara dingin. Masa udara panas yang kurang pada takan naik ke atas masa udara dingin yang lebih padat. Setelah pengalami pengembunan, kemudian membentuk awan yang akhirnya turun sebagai hujan

coba kita lihat video ini !!!!!!!

Gravitasi menurut Newton dan Einstein

Menurut Newton Gaya Gravitasi adalah gaya yang di timbulkan karena ada dua benda yang bermassa , gaya gravitasi itu akan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya.

Kita akan moncoba sedikit melihat dari masa lalu bagaimana seorang newton mendapatkan sebuah persamaan yang sudah banyak kita ketahui bahwa ketika seorang Newton mendapati apel yang jatuh di halaman.Akhirnya dia berfikir kenapa kok apel bisa jatuh ke bumi .. akhirnya, singkat cerita beliau mendapatkan bahwa gaya gravitasi merupakan gaya tarik-menarik antar kedua benda yang bermassa .

coba kita perhatikan video di bawah ini !!!!

Hal ini dalam kasus apel jatuh tadi itu dikarenakan massa bumi yang sangat besar sehingga apel tertarik ke bumi ….. persamaan bias dilihat sperti di bawah :

Dari perumusan tersebut terlihat bhawa gaya gravitasi disebabkan oleh dua massa yang di pisahkan dengan sejauh r , yang gaya akan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar benda. Newton merupakan fisikawan yang paling mashur yang menjelaskan tentang alam semesta ini dengan ketiga hukum yang ia temukan .

Selanjutnya …. Berawal dari prinsip equivalence massa yang dikemukakan oleh Galelio bahwa dimana massa adalah besaran yang tidak berubah  terhadap kerangka inersia apapun.kerangka inersia apapun.. coba tinjau kasus hukum newton II bahwa F= mi a —- artinya gaya sebanding dengan percepatan dikalikan dengan massa… dan kasus lain yaitu gaya berat  W = me g .. coba kita sibstitusikan persamaan untuk gaya berat ke persaman newton II

F = mi a —- >maka kita akan mendapatkan – >>>>> a = F/mi, dimana F adalah W

a = (me/ mi) g  maka didapatkan besar a setara dengan percepatan gravitasi ..artinya konsekuensinya adalah mi equipalence dengan me

me ≡ mi

terus selanjutnya Einstein mencoba mendefnisikan gaya gravitasi itu sebagai benda yang di percepat secara konstan.. coba liat kasus apel yang jatuh . ketika dari titik awal kita jatuhkan dia akan mempunyai kecepatan yang kecil, dan semakin ke bawah maka akan semakin cepat artinya benda tersebut dipercepat secara konstan..

mari kita  menganalogikan sebuah percobaan misalnya  kita ada di sebuah pesawat ulang-alik menuju luar angkasa dimana pesawat yang kita gunakan itu tidak mempunyai jendela..jadi benar-benar tertutup dan kita tidak tahu apapun di luarsana.. nah jika pesawat tersebut di terbangkan  dari bumi menuju luar angkassa dengan percepatan misalnya a, nah ketika di luar angkasa pesawat diperpcepat terus-menerus misalnya hingga mendapatkan nilai percepatannya 9,8 m/s^2…

maka kita akan mendapatkan bahwa  benda tersebut dipercepat dan menurut einstein  sama halnya dengan gravitasi à sehingga secara teoritis masuk akal apa yang di ungkapkan oleh einstein..

oke sekarang kita mendapatkan sebuah definisi bahwa gaya gravitasi itu sama halnya  suatu benda yang dipercepat ….

Eintein melakukan percobaan khayal pada tatasurya kita..

oke… jika paradigma kita bahwa gaya gravitasi disebabkan oleh dua buah benda yang bermassa yang terpisah sejauh r .. kita  tinjau kasus dimna  bumi berevolusi mengelilingi matahari selama setahun selain itu juga bumi juga berotasi. Jarak bumi ke matahari sekitar 150 juta Km..artinya cahaya yang kita terima di bumi  butuh 8 menit merambat dari matahari sampai bumi…

Coba bayangkan jika matahari tiba-tiba  mati atau hilang secara tiba-tiba ..  konsekuensinya apa ???

Artinya tidak ada gaya gravitasi antar keduanya .. maka bumi akan terlempar karena tidak ada yang menariik di garis edarnya … menurut hukum newton benda tersebut akan bergerak lurus beraturan atau GLB. Nah ketika matahari mati artinya bumi langsung bergerak secara GLB..artinya tidak ada jeda waktu antara matahari yang mati dengan bumi yang bergerak lurus beraturan   dalam satu keadaan, artinya pembawa informasi sampai bumi itu melebihi kecepatan cahaya .. menurut Relativiitas khusus .. tidak ada sesuatu yang bergerak melebihi kecepatan cahaya .. artinya teori gravitasi newton tidak kompatibel dengan Relativitas Khusus..

Dengan dalih tersebut Einstein mencoba melakukan percobaan khayal lagi…misalkan ada sebuah lift yang berada di ruang vakum yang didalam lift tersebut terdapat laser dan detector dan dipercepat dengan percepatan a

ketika laser itu ditembakkan maka kita akan mendapatkan lintasan cahaya seperti di gambar 1, dimana kecepatan cahaya laser adalah kecepatan cahaya yaitu  à  maka kita akan mendapatkan lintasan menjadi misalnya sebut saja x sebagai lintasannya

x = v t —> = c t artinya lintasannya selalu meminimkan waktu tempuh dalam hal ini adalah garis lurus hal ini mengikuti kaedah fermat bahwa cahaya akan selalu meminimkan waktu tempuh jika bergerak dari satu tempat ketempat yang lain..buktinya dari apa yang dikatakan oleh fermat adalah hukum yang dikemukakan oleh sinelius secara matematis..

sekarang kita ingin mencari lintasan vertical dari lift yang bergerak pada gambar 2. 

Dengan percepatan a ..dengan menggunakan persamaan y = (½)a t² , dan kita substitusikan t dari persamaan sebelumnya

maka kita akan mendapatkan y = (½)a (x/c)² —–>artinya y = x² dalam hal ini lintasan y seperti parabola..

tapi yang masih menjadi pertanyaan adalah kenapa cahaya memiliki lintasan seperti setengah parabola.. padahal menurut prinsip fermat cahaya akan selalu meminimkan waktu tempuh dari satu posisi ke posisi yang lainnya. Prinsip lebih kuat karena telah di buktikan secara matematis oleh sinelius…. Artinya apa ????

menurut Einstein bahwa bukan lintasan cahaya yang lengkung tetapi ruangannya-lah yang melengkung karena dari prinsip fermat tadi cahaya akan meminimkan waktu tempuh…dalam artian lintasannya itu adalah linier

akhirnya  Einstein mendapatkan sebuah kesimpulan bahwa  Gravitasi tidak lain adalah akibat dari kelengkungan ruang

coba kita lihat video di bawah ini dengan seksama !!!!!!