31

BABV

TEKANAN UDARA

Pada prinsipnya, maka tekanan udara adalah sama dengan berat udara yang

berada tegak lurus diatas tempat penilik yang bersangkutan, dengan demikian, maka

dapatlah dimengerti bahwa, jika penilik makin tinggi, tekanan udara makin berkurang.

A = Permukaan bumi.

F = Batas atas atmosfera

Tekanan udara pada tingkat A =

berat udara setebal E-A, nilai tekanan

udara di B = lapisan udara beratnya

tabel F-B. Tekanan udara pada tingkat

C= berat lapisan udara setebal E + C.

Nilai tekanan udara pada tingkat D

adalah sama dengan berat lapisan

udara setebal E-D, tinggi rendahnya

nilai tekanan udara dinyatakan dengan

satuan millimeter air raksa atau satuan

milibar.

Persamaan antara kedua macam

satuan tekanan udar aitu adalah

sebagai berikut: 1 mm air raksa = 4/3

milibar.

750 mm air raksa = 1000 millibar

H2-H1=16000 x P1-P2 x (1+0,004 x tm) P1 +P2

Dimana:

H1 = tinggi batas lapisan udara yang bersangkutan dalam satuan meter. H2

= tinggi batas atas lapisan udara yang bersangkutan dalam satuan meter P1

= tekanan udara pada batas bawah lapisan udara dalam satuan millibar P2

= tekanan pada batas atas lapisan udara dalam satuan millibar tm

= temperatur rata-rata, lapisan udara yang bersangkutan dalam satuan derajat

celcius

32

Contoh-contoh:

1) Berapa meterkah kita harus naik. agar kita mengalami penurunan tekanan udara

sebanyak 1 millibar, kalau diketahui bahwa tekanan udara dipermukaan tanah =

1000,5 millibar dan temperatur rata-rata lapisan udara setebal 50 meter diatas

permukaan tanah = 250?

2) Sebuah pesawat terbang diudara mengalami tekaan udara sebesar 600 millibar

dan temperatur udara = 0C

Diketahui, bahwa dipermukaan bumi tekanan udara = 1000 mb, dan nNai

temperatur udara = 30 C. pada ketinggian beberapa ratus meterkah terbang

pesawat udara terse but?

33

PEMBAHAGIAN TEKANAN UDARA DIPERMUKAAN BUMI

1. Pembahagian tekanan udara dipermukaan bumi adalah sebagai berikut

dibawah equatorial, antara lintang 20 C utara dan 20 C selatan terdapat

tekanan rendah.

2. Termis

Dibawah ini subtropika, antara lintang 20 u/s dan lintang 50 U/S terdapat

tekanan tinggi subtropika

3. Didaerah sedang, antara 50 U/S dan lintang 70 U/S terdapat tekanan rendah

4. Didaerah kutub, antara 70 U/S dan lintang 90 U/S terdapat tekanan tinggi. (lihat

lukisan berikut)

KU = kutub utara bumi

KS = kutub selatan bumi

Pada lukisan dibawah, garis penuh menunjukkan grafik tekanan udara untuk

musim summer, sedangkan garis terputus menunjukkan grafik tekanan udara

untuk musim winter.

34

BENTUK-BENTUK ISOBAR

Garis isobar adalah sebuah garis yang menghubungkan tempat-tempat yang

mempunyai nilai tekanna udara yang sama besarnya. Kalau kita meneliti sebuah

peta isobar, maka secara sepintas lalu akan nampak pada kita, seolah-olah garis

isobar itu berjalan simpang siursaja, tanpa adanya suatu system tertentu. Akan tetapi

penelitian lebih lanjut membuktikan, bahwa hasil yang sebenarnya tidaklah demikian,

melainkan bentuk garis-garis isobar dapat dibagi dalam dua golongan, ialah sebagai

berikut:

System isobar TERTUTUP, dan

System isobar TIDAK TERTUTUP

Sistem tertutup terdiri atas :

System tekanan tinggi atau system tekanan Anticyconat, dan

System tekanan rendah atau system tekanan Cyclonal

Sistem isobar tidak tertutup terbagi alas

a. Sistem Tekanan PELANA simetris

b. Sistem Tekanan PELANA Anticyclonal, dan

c. Sistem Tekanan Pelana cyclonal, (lihat lukisan dibawah)

Sistem Tekanan Tinggi

Pada system tekanan tinggi, dipusatnya

terdapat tekanan tinggi dan makin jauh

dari pusat. tekanan udara makin

berkurang, H = High, mb = milibar

Sistem Tekanan Rendah

Pada system tekanan rendah, dipusatnya

terdapat tekanan udara rendah, dan makin

jauh dari pusat : tekanan udara makin

bertambah tinggi, L = low, mb = milibar

Sistem Tekanan Pelana Simmetris

35

Sebuah system tekanan pelana terdiri dari

dua buah tekanan rendah, yang

berhadapan. Dalam hal ini sistem tekanan

pelana simmetrsi. maka lengkungan

isobar-isobar tekanan rendah adalah sama

tajamnya dengan lengkungan isobar-

isobar tekanan tinggi, H = High L = Low

mb = millibar.

Sistem Tekanan Pelana Anti Cyclonal

Pada system tekanan pelana Anti

Cyclonal. Maka lengkungan isobar-isobar

daerah tekanan tinggi adalah lebih tajam

dan pada lengkungan isobar-isobar

daerah tekanan rendah.

Sistem Tekanan Pelana Cyclonal

Pada system tekanan pelana Cyclonal

lengkungan isobar-isobar, daerah tekanan

rendah adalah lebih tajam dan pada

lengkungan isobar-isobar daerah-daerah

tekanan tinggi.

Jalan HARlAN Tekanan Udara adalah sebagai berikut:

Nilai minimum pertama dicapai pada jam 04.00 pagi

Nilai miximum pertama dicapai pada jam 10.00 pagi

Nilai minimum kedua dicapai pada jam 04.00 sore

Nilai maximum kedua dicapai pada jam 10.00 malam.

36

ALAT-ALAT PENGUKUR TEKANAN UDARA

Alat-alat pengukur tekanan udara antara lain adalah

1. Barometer air raksa

2. Barometer Aneroid atau barometer logam dan

3. Barograf, ialah barometer aneroid yang dapat mencatat sendiri

BAROMETER AIR RAKSA

Prinsip bekerjanya barometer air raksa adalah sebagai berikut (lihat lukisan berikut).

Sebuah pipa dan kaca diisi penuh dengan air raksa. Pipa kaca tersebut lalu dibalik,

dalam keadaan terbalik termasuk kedalam sebuah tabung yang berisikan air raksa

pula. Setelah penutup ujung pipa kaca tersebut dibuka, maka air raksa didalam pipa

tersebut akan turun sampai berapa jauhnya air raksa didalam pipa itu akan turun? Air

raksa didalam pipa itu akan turun sedemikian jauh, sehingga tekanan air raksa

didalam pipa pada tingkat A mengimbangi tekanan udara diluar pipa pada

tinqkatA.

37

Kalau kemudian tekanan udara pada tingkat A diluar pipa turun, maka air raksa dan

dalam pipa mendapat kesempatan untuk turun pula, sedemikian jauh sehingga

tekanan air raksa pada tingkat A didalam pipa tetap mengimbangi tekanan udara

pada tingkat A diluar pipa. Kalau kemudian tekanan udara pada tingkat A diluar pipa

naik, maka air raksa didalam pipa terdesak naik kembali sedemikian jauh sehingga

tekanan air raksa pada tingkat A didalam pipa tetap mengimbangi tekanan udara

pada tingkat A diluar pipa.

OIeh sebab tekanan lajur air raksa pada tingkat A didalam pipa senantiasa

mengimbangi tekanan udara pada tingkat A diluar pipa, maka panjang tegak urus

lajur air raksa didalam pipa dapat dipakai sebagai ukuran untuk menyatakan tinggi

rendahnya nilal tekanan udara secara rata-rata, maka tekanan udara dipermukaan

bumi adalah sebesar 760 mm, air raksa, yaitu sama dengan 1013,3 milibar.

BAROMETER ANEROID

Cara kerjanya Barometer Anoroid adalah didasarkan atas kotak VIDi yaitu

sebuah yang terbuat dari polat logam, kotak vidi akan menjadi kembang kalau

tekanan udara berkembang (=turun), dan akan menjadi kempis, kalau nilai tekanan

udara bertambah besar (=naik). Gerakan mengembung-ngempis kotak vidi tersebut

disalurkan masih kepada sebuah jarum penunjuk berputar-putar diatas skala tekanan

udara. (lihat lukisan berikut).

A = Landasan yang berkedudukan

tetap.

B = Kotak Vidi

C = tangkai penerus perakan

D = poros perputaran jarum penunjuk

E = jarum penunjuk

F = skala tekanan udara

…………………………………….B akan mengembang, sehingga tangkai C tertolak

keatas, dengan akibat, bahwa jarum peunjuk E berputar kebawah untuk

menunjukkan nilai tekanan udara yang lebih rendah. Kalau tekanan udara naik,

maka kotak vidi B akan mengempis. sehingga tangkai C tertarik kebawah, dengan

akibat, jarum penunjuk keatas untuk menunjukan nilai tekanna udara yang lebih

tinggi.

38

BAROGRAF pada prinsipnya sama dengan barometer anoroid, hanya pada

berograf, jarum penunjuknya diganti dengan sebuah tangkai pencatat, dan skala

tekanan udaranya, diganti dengan sebuah silinder yang dapat berputar sendiri.

Sebelum digunakan, maka terlebih dahulu silinder tersebut harus dilingkari dengan

sebuah kertas grafik tekanan udara blanko, kemudian tangkai pencatat yang telah

dilengkapi dengan tinta disandarkan pada silinder tersebut. Dengan berputarnya

selinder tersebut maka tangkai pencatat meninggakan garis bekas pada kertas grafik

yang bersangkutan dan garis grafik tersebut dapat diketahui nilai tekanan udara

untuk tiap saat dari hari yang sudah lalu.

39

a) = Microbarogram, dan b), Barograrn biasa

Pada microbarogram maka perubahan-perubahan tekanan udara nampak lebih

jelas. Kedua barogram-barogram diatas adalah barogram-barogram mingguan untuk

minggu yang sama, dan menunjukan lewatnya dua buah Deppresi daerah sedang.

PEMBACAAN BAROMETER AIR RAKSA

Pada pembacaan barometer air raksa perlu diadakan beberapa koreksi.

Koreksi-koreksi tersebut adalah

1. Koreksi Kapilaritas

2. Koreksi index ( koreksi kesalahan alat barometer yang bersangkutan)

3. Koreksi temperature

4. Koreksi grafitasi atau koreksi lintang

5. Koreksi tinggi

Koreksi Kapilaritas

Nilai koreksi kapilaritas untuk pipa barometer air raksa yang berdiameter 8

millimeter ke atas biasanya konstap. Dengan demikian maka nilai koreksi kapilaritas

dapat digabungkan dengan barometer koreksi-koreksi lain yang bersifat konstan pula

dan nilai gabungan koreksi konstan itu disebut koreksi index.

Koreksi Index

Tiap-tiap barometer air raksa yang keluar dan pabrik mempunyai kesalahan (=error:

sendiri-sendiri). Nilai koreksi index ml diperoleh dengan membandingkan penunjukan

nilai tekanan. Udara barometer yang bersangkutan dengan sebuah barometer

standard (=barometer index). Nilai perbedaan penunjukan tekanan udara antara

kedua antara kedua barometer itu dicatat, dan nilai ini disebut koreksi index, dalam

koreksi index ini telah termasuk pula koreksi kapilaritas.

Koreksi Temperatur

Apabila tekanan udara tidak berubah. Akan tetapi temperatur naik, maka penunjukan

udara oleh yang barometer yang bersangkutan berubah pula. Perubahan

penunjukan tekanan udara ini disebabkan oleh dua faktor, yaitu

1. Kalau temperatur naik, maka air raksa akan memuai sehingga berat jenisnya

mengecil dengan demikian, maka untuk mengimbangi tekanan udara yang tidak

40

berubah itu. Dibutuhkan lajur air raksa yang lebih panjang. Perpanjangan ini

adalah sebesar 0,138 mm. untuk tiap satu derajat celcius. pada tekanan udara

disekitar 760 mm, air raksa.

2. Garis skala pada tembaga juga beruba menjadi panjang sebesar 0,014 mm.

untuk tiap satu derajat celcius; hal ini memperkecil nilai pembaca tekanan udara

pada barometer yang bersangkutan. Dengan demikian. maka kenaikan tiap

derajat celcius akan mengakibatkan penunjukan tekanan udara bertambah

dengan 0,138 mm - 0,014mm = 0,124 mm.

Dalam meteorology, semua pembaca barometer air raksa harus dikoreksi sehingga 0

C pada temperatur diatas 0 C nilai penunjukan tekanan udara dikurangi. Sedangkan

pada temperatur dibawah 0 C nilai penunjuk udara harus ditambah dengan nilai

koreksi temperatur.

Koreksi grafitasi atau koreksi lintang

Pembacaan-pembacaan barometer air raksa harus dikoreksi terhadap lintang 45 C,

sebab hanya dengan nilai grafitasi untuk lintang 45 Clah, berlaku persamaan : satu

millimeter air raksa = 4/3 mi/I/bar. Pada lintang Iebih tinggi dan 45 C hasil

pembacaan tekanan udara pada barometer air raksa harus ditambah dengan nilai

koreksi lintang; sedangkan pada lintang Iebih rendah dan 45 C hash pembacaan

tekanan udara harus dikurangi dengan nilai koreksi hilang. (lihat dibawah).

41

Koreksi Evaluasi atau Koreksi Tinggi

Pembahasan barometer air raksa harus dikoreksi terhadap tingkat permukaan

laut. Pada tingkat-tingkat sekitar permukaan laut nilai beratjenis udara l.k 0,00129

sedangkan berat jenis air raksa pada temperatur 0C adalah sebesar 13,60. OIeh

seab itu, maka untuk mengimbangi tekanna lapisan udara setebal 00129,0

60.13=I.k 10,5

meter dibutuhkan lajur air raksa sepanjang satu

millimeter. Dengan demikian maka nilai Koreksi tinggi untuk tingkat disekitar

permukaan bumi adalah sebesar 5,10

lim1 raksaairetermi= 0.09 mihmeter air raksa

Untuk tiap satu meter. sama dengan x 0.09mm = 0,12mb untuk tiap 1 meter.

Contoh:

Sebuah kapal berada lintang 10 selatan dan bujur 118° timur : Pembacaan

barometer air raksa = 102 8 mb Temperatur 2500. koreksi index = + 0,3 mb. Tinggi

tabung air raksa barometer yang bersangkutan = 16 m dipermukaan laut. Hitunglah

nilai tekana udara pada Rapal tersebut.

Jawaban

Hasil pembacaan barometer = 1012.8 mb

Koreksi index = mb

mb

1,1013

3,0

Koreksi temperatur = mb

mb

9,1009

1,4 (=25 x 0,165 mb)

Koreksi tinggi = mb

mb

9,1010

9,1 (= 16 x 0,12 mb)

Koreksi lintang = -2,5 mb

Tekanan udara = 1008,4 mb

PEMBACAAN BAROMETER ANOROIT

Koreksi-koreksi yang perlu diadakan pada pembacaan niiai tekanan udara pada

barometer anoroit adalah hanya

1. Koreksi index dan

2. Koreksi tinggi

42

Hal ini mudah dimengerti, karena nilai grafitasi dan temperatur tidak berpengaruh

terhadap barometer anoroid.

HUBUNGAN ANTARA TEKANAN UDARA DAN ANGIN

Angin adalah gerakan udara secara horizontal, angin mengalir dan tempat-tempat

yang bertekanan udara. tinggi menuju ketempat-tempat dimana tekanan udaranya

lebih rendah. Makin besar nilai perbedaan tekanan udara antara dua tempat, maka

makin besar pula kecepatan angin, besar kecilnya nilai perbedaan tekanan udara itu

disebut GRADIEN TEKANAN UDARA, dengan demikian, maka gradien tekanan

udara merupakan GAYA PENDORONG ANGIN. Definisi Gradien Tekanan Udara

adalah sebagai berikut:

GRADIEN TEKANAN UDARA ADALAH NILAI PENGURANGAN TEKANAN UDARA

UNTUK JARAK 60 MIL LAUT. (Lihat lukisan dibawah).

Pada lukisan diatas nampak dua garis isobar, masing-masing dan 1010 milibar, dan

1008 millibar, disekitar stasion A jarak antara kedua isobar itu adalah 90 mu laut,

sedangkan disekitar stasion B, jarak antara kedua isobar tersebut adalah 30 mu laut.

Nilai Gradien tekanan udara disekitar A = m

mb

90

2 =

Im

mb

.601

3/4

Nilai Gra,41en tekanan udara disekitar B = Im

mb

.30

2=

Im

mb

.60

3/4

Pada lukisan tersebut nampak bahwa gradien tekanan udara mempunyai arah yang

tegak lurus terhadap garis-garis isobar dan menuju kearah tekanan rendah. Jelaslah

pula makin besar jarak antara isobar-isobar, maka nilai gradien tekanan udara makin

kecil dan kecepatan angin makin kecil pula, sedangkan makin kecil jarak antara

43

isobar-isobar, maka makin besarlah nilai gradien tekanan udara dan makin besarlah

besar pula kecepatan angin.

Berdasarkan uraian diatas, maka jelaslah bahwa gradien tekanan udara merupakan

GAYA pendorong angin.

Arah gaya gradien tekanan udara berkedudukan tegak lurus pada garis-garis

isobar (menuju ketekanan rendah) dan oleh sebab itu, maka seharusnya arah angin

juga tegak lurus pada garis-garis isobar. Akan tetapi, sekalipun gaya gradien tekanan

udara merupakan gaya pendoron angin, angin tidak mengalir mengikuti arah gaya

gradien tekanan udara, tetapi menyimpang terhadap arah gradien tekanan udara

tersebut. Hukum Buys Ballot mengenal angin adalah sebagal berikut : Dl BELAH

BUMI UTARA, arah angin menyimpang kekanan. dan di BELAH BUMI SELATAN

arah angin menimpang kekiri terhadap arah gaya gradien tekanan udaranya. Gaya

yang menyebabkan penyimpangan arah angn terhadap arah gradien tekanan udara

itu, ditimbulkan oleh PERPUTARAN BU.U ATAS SUMBERNYA, dan disebut GAYA

CORIOLIS.

Rinqkasan :

Pada prinsipnya tekanan udara sama dengan berat udara yang berada tegak

lurus diatas tempat penilik. Tekanan udara dinyatakan dengan satuan milibar air

raksa atau dengan satuan milibar berkurangnya tekanan udara kearah atas

mengikuti hukum atau dengan. Pada permukaan bumi bumi tekanan udara dibagi

menurut daerah yang dibatasi oleh garis-garis lintang tertentu yang mempunyai

tekanan rendah tinggi. Garis isobar adalah suatu garis yang menghubungkan

tempat-tempat yang mempunyai tekanan udara yang sama besarnya. Ada dua

system isobar yaitu system-system isobar tertutup dan yang tidak tertutup. Setiap

system ini terbagi lagi dalam tekanan udara diukur dengan menggunakan alat-alat

ukur yang diantaranya barometer air raksa barometer anoroid/logam dan barograf.

Pembacaan pada barograf harus menggunakan beberapa koreksi. Angin adalah

gerakan udara secara horizontal yang diakibatkan oleh Gradien Tekanan Udara.

Pertanyaan-pertanyaan:

1. Pada prinsipnya apakah tekanan udara itu?

2. Apakah kegunaan hukum babinet dan bagaimana rumusnya?

44

3. Jelaskan pembagian tekanan udara menurut daerah-daerah diatas bumi

termasuk sifat-sifatnya pada setiap daerah?

4. Apakah garis isobar?

5. Sebutkah system dan sub system isobar beserta penjelasan dan sifatnya, berikut

gambar-gambarnya?

6. Diketahui bahwa tekanan udara dipermukaan bumi 1002,0 millibar dan

temperatur rata-rata dan lapisan udara setebal 50 meter diatas permukaan humi

200C. berapa meterkah seseorang harus naik sampaI mengalami penurunan

tekanan udara sebesar 1 milibar?

7. Diketahui suatu pesawat terbang diudara mengalami tekanan udara sebesar 610

millibar dan temperatur udara 250C. dipermukaan bumi tekanan udara 1016

milibar dan temperatur udara 25°C. berapakah ketinggian dan pesawat udara

tersebut?

8. Sebutkan komponen-komponen dasar dan cara kerja serta koreksi-koreksi

pembacaan (apakah ada) dan barometer air raksa barometer anoroit/logam dan

barograf?

9. Sebuah kapal berada pada lintang 20°C dan bujur O.15° barat pembacaan

barometer air raksa 1031,5 milibar. Temperatur 15°C dan koreksi index 0,2

milibar. Barometer air raksa tersebut berada 17 meter diatas permukaan laut

hitunglah tekanan udara pada kapal tersebut?

10. Apakah gradien tekanan udara dan apakah hubungannya dengan angin?