i. pendahuluan : ruang lingkup cuaca dan iklim · pdf file9/1/1989 · contoh dalam...

Meteorology for better life

Departemen Geofisika dan Meteotologi,

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Institut Pertanian Bogor

I. Pendahuluan :

Ruang Lingkup Cuaca dan Iklim

Meteorology for better life 2

PENJELASAN UMUM

Manfaat setelah mengikuti Mata MK. Klimatologi Mahasiswa diharapkan mampu memahami gejala dan perilaku cuaca maupun keadaan iklim dan dapat memanfaatkannya secara optimal

Strategi Perkuliahan

Seimbang antara ceramah dan diskusi, disertai dengan paparan contoh-contoh dalam bentuk kasus/soal, serta tampilan data spasial/grafik/tabular

Apabila mahasiswa mengalami bentrok jadwal dengan mata kuliah lain, yang bersangkutan dapat mengikuti kuliah pada kelas lain. Namun, pada saat ujian, mahasiswa harus mengikutinya pada kelas sesuai jadwal dari

AJMP

Penilaian NILAI = 0.5 x (UAS+UTS)

NILAI MUTU: A, B, C, D, berdasarkan statistik sebaran nilai seluruh peserta ujian pada tahun yang bersangkutan


• Memahami definisi cuaca (weather) dan iklim (climate) dan perbedaannya

• Mampu menjelaskan mekanisme pembentukan cuaca dan iklim

• Mampu menjelaskan pembagian ilmu iklim (klimatologi)

• Mengetahui beberapa isu kontemporer

• Mengetahui manfaat ilmu cuaca dan iklim bagi mahluk hidup

Tujuan Instruksional Khusus

BAB I. PENDAHULUAN: RUANG LINGKUP CUACA DAN IKLIM


A. Pengertian Cuaca dan Iklim dan mekanisme pembentukannya

Apa itu cuaca,

dan Apakah iklim?

Bagaimana mekanisme pembentukan cuaca dan iklim?

Apa perbedaan antara cuaca dan iklim?


Batasan Cuaca dan Iklim

Cuaca (weather) dan iklim (climate) dinyatakan dengan nilai unsur fisika

atmosfer yang selanjutnya disebut unsur cuaca atau unsur iklim


Unsur-unsur cuaca/iklim Satuan SI Satuan Lama

Penerimaan radiasi surya W m-2

Cal cm-2

men-1

Lama penyinaran surya Jam Jam, %

Suhu udara dan tanah oC, K

oC,

oF,

oR, K

Tekanan udara Pa mb, mmHg

Kelembaban udara % %

Penutupan awan persepuluh Oktaf (perdelapan)

Curah hujan mm mm, inch

Penguapan mm mm, inch

Kecepatan angin km jam-1

, m s-1

km jam-1

, knot (mil laut jam-1

)

Arah angin derajat mata angin (o) derajat mata angin (

o)

Contoh unsur-unsur cuaca/iklim dan satuannya


CUACA adalah nilai sesaat (aktual) dari keadaan atmosfer, serta perubahan dalam jangka

pendek (< 1 jam hingga 24 jam) di suatu tempat tertentu di bumi

Nilai sesaat (instantaneous, Tabel 1)

Perubahan dalam jangka pendek selama 24 jam membentuk pola siklus yang disebut perubahan

cuaca diurnal (siang-malam).

Nilai rata-rata 24 jam = cuaca pada tanggal tersebut


Tabel 1 Cuaca di suatu tempat X pada pukul 06.00 WIB dan 08.00

tanggal 1 September 1989, lokasi 06o3’ Lintang Selatan (LS), 106o45’ Bujur Timur (BT), ketinggian 290 m di atas permukaan laut (mdpl)

Unsur Cuaca Satuan Nilai Cuaca

6:00 08:00

Penerimaan radiasi surya, RG W m-2

140 145

Suhu udara, T oC 22.4 22.7

Kelembaban udara, RH % 85 83

Tekanan udara, P mb 995.1 994.9

Kecepatan angin, v m s-1

2 0 (calm)

Arah angin derajat 45o 40

o

Penutupan (langit oleh) awan persepuluhan 0.4 0.0 (cerah)


IKLIM yaitu sintesis atau kesimpulan atau rata-rata nilai

unsur-unsur cuaca (hari demi hari dan bulan demi bulan) dalam

jangka panjang di suatu tempat atau pada suatu wilayah.

Sintesis tersebut dapat dinyatakan pula sebagai nilai statistik (sebaran, rata-rata, maksimum, minimum,

frekuensi kejadian, pola, peluang kejadian)

11

Tabel 2 Data Iklim di suatu tempat X (06o3’ LS, 106o45’ BT, 290 mdpl)

Selama 30 tahun (1931 – 1960)

Bulan

Unsur iklim

RG Tmax Trataan Tmin V RH CH HH ETp

J 8.2 28.8 24.5 21.8 1.1 85 419 25.3 56

F 9.4 28.8 24.5 21.8 1.1 86 390 24 59

M 10.1 29.3 24.7 21.8 1.3 85 392 25.7 78

A 9.2 30.2 25.2 22.0 1.4 83 401 22.8 96

M 12.5 30.3 25.3 22.1 1.0 82 375 18.7 102

J 16.6 30.0 25.1 21.6 1.2 80 256 14.7 125

J 20.6 30.2 25.1 21.1 1.4 77 226 12.8 129

A 20.4 30.7 25.2 21.2 1.4 76 264 13.6 135

S 18.9 31.1 25.4 21.6 1.4 76 273 15.8 135

O 17.1 30.8 25.3 21.9 1.6 79 460 21.6 126

N 16.0 30.3 25.1 22.0 1.4 81 416 22.9 91

D 8.8 29.4 24.8 22.0 1.3 82 332 24.3 72

Jumlah 167.8 - - - - - 4204 242.2 1024

Rataan 14 30.0 25.0 21.7 1.3 81 - - -

RG penerimaan radiasi surya (MJ m-2 hr-1); Tmax, Trataan, Tmin suhu udara (oC) maksimum, rata-rata, minimum; V kecepatan angin (m s-1); RH kelembaban relatif udara (%): CH curah hujan (mm), HH hari hujan (hari); ETP evapotranspirasi potensial (mm)


Mekanisme Pembentukan Cuaca dan Iklim

Sistem cuaca dan iklim dibangun oleh berbagai

komponen yang mempengaruhi pembentukan cuaca dan iklim (a.l.: pancaran radiasi surya,

dinamika dan komposisi atmosfir, lautan, tutupan es dan salju, permukaan bumi dan bentuknya) dan

interaksi di dalam dan antar komponen tersebut melalui proses fisika, kimia dan biologi.

http://blog.cymtec.com/

13

Bumi bersifat unik (khas)

Tiga fase benda pada bumi :

A. HIDROSFER:

Hidro: air

sphere: ruang bola bumi

- ruang berisi air, sekitar

70% permukaan bumi

tertutup air, terutama

lautan

B. LITOSFER:

lithos: padatan

ruang berisi zat padat

yakni daratan

C. ATMOSFER

atmos: gas

Kumpulan berbagai

macam gas yang

menyelubungi bumi

Sebagai fluida (materi yang mampu mengalir; massa tetap, bentuk dan volume mudah berubah), hidrosfer dan atmosfer yang kita amati berifat dinamis. Indera kita dapat merasakan kondisi fisik atmosfer dan perubahannya: pada selang waktu singkat antar saat siang-malam “misal: udara - panas/sejuk; angin - kencang/sepoi”; serta pada periode waktu yang lebih panjang pada bulan Agustus (musim kemarau) dan Desember (musim hujan).

Apa penyebab dinamika dari atmosfer dan hidrosfer tersebut?

Blue planet


Daftar istilah:

Musim (season): menurut Oxford Dictionary

1. bagian dari peiode waktu satu tahun dengan kondisi cuaca tertentu; contoh: musim semi, musim panas, musim gugur, musim dingin; musim kemarau (kering) dan musim hujan (basah).

2. menggambarkan kondisi/kejadian berulang-ulang yang berhubungan dengan fenomena tertentu; contoh: musim kompetisi sepakbola, musim bertunas, musim vegetatif, musim bunga, musim panen; musim durian


Earth-Sun Relations

16

Apa yang dapat dipelajari dari animasi tersebut?

Jelaskan pengaruh rotasi dan revolusi terhadap cuaca?

Rotasi: perputaran bumi pada sumbu; menimbulkan gejala perubahan cuaca hasil proses fisika atmosfer selama periode 24 jam atau disebut

variasi cuaca diurnal

Revolusi: beredar pada orbit; gejala perubahan iklim sebagai hasil rata-rata cuaca bulan demi bulan yang membentuk pola siklus periode

setahun (siklus musiman/seasonal)

Perbedaan antara aspek cuaca dan aspek iklim di bumi terletak pada lingkup waktu dan ruang

Setiap proses di atmosfer dibangkitkan oleh energi (capacity for doing

work, daya kerja). Apa sumber utama energi tersebut?


ENERGI SURYA

Energi radiasi surya sebagai penggerak sistem cuaca dan iklim

Energi surya yang tersedia bervariasi, tergantung dari variasi energi surya yang dipancarkan oleh permukaan matahari dan variasi yang ditimbulkan oleh posisi dan pergerakan bumi terhadap matahari

Eccentricity (Earth‟s orbit around sun). Variations in the Earth‟s orbit are cyclic. These variations are called Milankovitch cycles.

Tilt (Earth‟s rotation axis)

Precession (rotational “wobble”)


Variasi posisi bumi terhadap surya

19

Earth-Sun Relations


Gambaran

Penerimaan Energi surya di Permukaan Bumi

Secara global, terjadi variasi penerimaan energi radiasi surya di permukaan bumi

Surplus energi pada lintang < 30o

Defisit energi pada lintang > 30o

Perlu adanya mekanisme transport dari wilayah surplus menuju wilayah defisit.

surplus

defisit

21

Transport Permukaan laut

Termohalin

Transport melalui atmosfir

atmosfer: siklus pergerakan massa udara

Arus laut: siklus massa air pada permukaan dan antar lapisan

Hal ini akan diikuti oleh perubahan cuaca dan iklim secara global

Mekanisme transport energi antar lintang/bujur:

22

Atmosfir Berperan penting di dalam mengatur

iklim bumi sebagai faktor penyangga sehingga mencegah adanya perubahan ekstrim dari seluruh unsur-unsur fisika di daratan, lautan, atmosfer

Merupakan campuran dari aerosols dan berbagai gas (termasuk gas-gas rumah kaca - GRK: misal: CO2, N2O, metan)

GRK akan „menyerap‟ sebagian pancaran radiasi gelombang panjang dari permukaan bumi dan memancarkannya balik. Proses ini disebut greenhouse effect/efek rumah kaca

GRK mempunyai pengaruh yang besar terhadap jumlah energi yang disimpan di atmosfir, dan akan mempengaruhi suhu bumi

Peningkatan konsentrasi GRK di atmosfer telah meningkatkan intensitas greenhouse effect.

Disamping itu, adanya penipisan lapisan ozon akan meningkatkan penerimaan radiasi ultra violet di bumi; sehingga menaikkan suhu permukaan bumi yang akhirnya juga menambah pemanasan atmosfer.

23

Hidrosfer/Lautan Lautan menyimpan panas yang lebih besar dibandingkan atmosfir.

Lapisan bagian atas lautan dunia (200 meter) menyimpan panas 30 kali lebih besar dari atmosfir. Oleh karena itu, aliran energi antara lautan dan atmosfir akan mempengaruhi iklim global

Atmosfir dan lautan saling bertukar energi dan massa. Sebagai

contoh, air menguap dari laut ke atmosfir. Uap air ini kemudian jatuh ke permukaan bumi melalui proses presipitasi

Lapisan Es Lapisan es mempunyai dampak yang besar terhadap iklim dunia Termasuk Antartika, Arctic Ocean, Greenland, Northern Canada,

Northern Siberia dan wilayah pegunungan tinggi, dimana suhu di bawah nol terjadi sepanjang masa

Salju dan lapisan es yang berwarna putih, memantulkan radiasi surya dalam jumlah besar. Tanpa lapisan es ini, radiasi surya yang diserap bumi akan lebih besar dan menyebabkan kenaikan suhu

Lapisan es merupakan sumber air segar di permukaan bumi. Lapisan ini bersifat reflektif dan insulating, maka lapisan es mempunyai peran regulasi iklim yang penting.


Daratan Daratan menutupi 27 persen dari permukaan

bumi.

Topografi daratan mempengaruhi iklim

Cuaca dan iklim wilayah pegunungan akan berbeda dengan wilayah dengan topografi rata

Perbedaan panas jenis dan kapasitas panas antara zat padat pada daratan, zat cair pada lautan, dan gas pada atmosfer berpengaruh terhadap karakteristik pemanasan dan pendinginan, yang pada proses selanjutnya akan mempengaruhi neraca dan transfer energi pada permukaan bumi

Secara fisik, perubahan permukaan telah terjadi sebagai akibat dari adanya perubahan penutupan vegetasi maupun adanya pengembangan pemukiman dan bangunan fisik lainnya


Sistem iklim, komponen pembentuk dan interaksinya


Mekanisme pembentukan cuaca dan iklim

27

Express your opinions, please…..

28

Bagaimana anda mendeskripsikan gambar ini dalam kaitannya dengan cuaca dan iklim?

30

Pemanasan Global (Global Warming) Perubahan Iklim (Climate Change)

32

Siklus perubahan suhu terjadi secara alami sebagai akibat adanya variasi jarak antara bumi – surya (Siklus Milankovitch).

Apa pengaruh aktifitas manusia terhadap perubahan iklim?

33

Pengaruh aktifitas manusia

terhadap biosfer dan sistem iklim

34

Kesehatan

Pertanian

Kehutanan

Sumber Daya Air

Spesies dan

Ekosistem

Wilayah Pesisir

Kebutuhan

energi

Transportasi

Suhu

Curah Hujan

Kenaikan

Muka Air

Laut

Dampak

Perubahan iklim

Mitigasi: tindakan mengurangi emisi dan meningkatkan absorpsi gas rumah

kaca .

Adaptasi: menyesuaikan secara

strategis aktivitas ekonomi terhadap perubahan iklim

? Mitigasi dan

Adaptasi Perubahan

iklim

http://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.american.edu/cas/images/caduceus.gif&imgrefurl=http://www.american.edu/cas/postbac.html&h=1100&w=1109&sz=19&tbnid=OjNASK3rA_IJ:&tbnh=148&tbnw=149&prev=/images%3Fq%3Dcaduceus%26hl%3Den%26lr%3D&oi=imagesr&start=1

35

Suhu meningkat. Es mencair. Gletser runtuh.

36

El-Nino/La-Nina (Tahun kering/basah)

38

D. Peran Ilmu Iklim dan Manfaat informasi data cuaca dan data iklim adalah


Peran ilmu iklim

Iklim tidak mudah berubah, cuaca berfluktuatif.

Di daearh subbtropika : umumnya cuaca berubah

sangat fluktuatif sehingga sangat menentukan

sukses atau kegagalan diwaktu panen.

Kapasitas produksi pertanian ditentukan oleh

iklim, sedangkan kualitas hasil panen atau sukses

dan gagalnya panen sangat ditentukan oleh cuaca

hari demi hari-demi hari selama growing season


Tiga manfaat pokok informasi data cuaca dan data iklim adalah:

• Meningkatkan kewaspadaan terhadap akibat-akibat

negatif yang dapat ditimbulkan oleh cuaca ataupun iklim ekstrim misalnya kekeringan, banjir serta angin kencang.

• Menyesuaikan diri atau berusaha untuk menyelenggarakan kegiatan dan usaha yang serasi dengan sifat cuaca dan iklim sehingga terhindar dari hambatan atau kerugian yang diakibatkannya.

• Menyelenggarakan kegiatan dan usaha di bidang teknik, sosial dan ekonomi dengan menerapkan teknologi pemanfaatan sumber daya cuaca dan iklim.

41

E. Kelembagaan Lokal dan International yang terkait dengan Cuaca dan Iklim

Indonesia: Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG) Dunia: World Meteorological Organization (WMO)


ISSC ICSU UNESCO WMO UN WB

IOC UNEP UNDP

IPCC GEF UN FCCC/COP

Organisasi Non-Pemerintah

Internatioanl

Komite antar Lembaga untuk Agenda Iklim (IACCA)

PROGRAM IKLIM DUNIA (WCP)

WCRP WCDMP WCASP WCIRP

AGENDA IKLIM

GOOS

(IOC, WMO, UNEP, ICSU)

IHDP IGBP

GCOS

(IOC, WMO, UNEP, ICSU)

GTOS

(UNEP, FAO, UNESCO, WMO ICSU)

PROGRAM SAINS INTERNASIONAL

MAB

FAO WHO

Gambar. Keterkaitan berbagai kegiatan iklim internasinal (Nyenzi dan Lefale, 2005)


Canada

http://www.weatheroffice.ec.gc.ca

Korea

http://web.kma.go.kr

Perancis

http://www.meteofrance.com

Brazilia

http://www.cptec.inpe.br

CIIFEN

http://www.ciifen-int.org/

International Research Institute

for Climate and Society

http://iri.columbia.edu

Jepang

http://www.jma.go.jp

Eropah

http://www.ecmwf.int

Inggris

http://www.metoffice.gov.uk

Australia

http://www.bom.gov.au

Afrika Selatan

http://www.weathersa.co.za

Amerika Serikat

http://www.nws.noaa.gov

Rusia

http://meteo.infospace.ru

India

http://www.imd.gov.in

Canada

http://www.weatheroffice.ec.gc.ca

Korea

http://web.kma.go.kr

Perancis

http://www.meteofrance.com

Brazilia

http://www.cptec.inpe.br

CIIFEN

http://www.ciifen-int.org/

International Research Institute

for Climate and Society

http://iri.columbia.edu

Jepang

http://www.jma.go.jp

Eropah

http://www.ecmwf.int

Inggris

http://www.metoffice.gov.uk

Australia

http://www.bom.gov.au

Afrika Selatan

http://www.weathersa.co.za

Amerika Serikat

http://www.nws.noaa.gov

Rusia

http://meteo.infospace.ru

India

http://www.imd.gov.in

Gambar. Pusat prediksi iklim global

Meteorology for better life

Departemen Geofisika dan Meteotologi,

Gedung FMIPA Wing 19 Level 4

Kampus IPB Darmaga, Bogor – Indonesia

0251-8623850 - http://geomet.ipb.ac.id

TERIMA KASIH

mp22fateta.blogspot.com

http://geomet.ipb.ac.id/

i. pendahuluan : ruang lingkup cuaca dan iklim · pdf file9/1/1989 · contoh dalam...

Documents