Indonesia

Indonesia

VII. A N G I N

Disajikan Pada:PERKULIAHAN KLIMATOLOGI DASAR PROGRAM SARJANA FAPERTA UNLAM

Oleh:GUSTI RUSMAYADI

(Jurusan Budidaya Pertanian-Faperta Unlam)

gustiR@plasa.com

7.1. Tiga Hukum Gerak7.1. Tiga Hukum Gerak

Hukum Pertama Hukum Pertama Newton ; Newton ; KesetimbanganKesetimbangan““sebuah benda yang sebuah benda yang

dalam keadaan diam dalam keadaan diam atau bergerak akan atau bergerak akan tetap bertahan pada tetap bertahan pada keadaannya, kecuali keadaannya, kecuali ada gaya dari luar yang ada gaya dari luar yang bekerja terhadap benda bekerja terhadap benda tersebut”.tersebut”.

Hukum kelembamanHukum kelembaman

Hukum Kedua Newton ; Hukum Kedua Newton ; Percepatan Percepatan

Perubahan gerak terhadap suatu benda Perubahan gerak terhadap suatu benda berhubungan langsung dengan gaya berhubungan langsung dengan gaya yang menggerakkan benda tersebut.yang menggerakkan benda tersebut.

F = m ● aF = m ● aF : gaya yang bekerja pada benda (N, kgm F : gaya yang bekerja pada benda (N, kgm

detdet-1-1))

m : massa benda (kg)m : massa benda (kg)

a : percepatan benda (m deta : percepatan benda (m det-2)-2)

Hukum Ketiga Newton : Aksi-Hukum Ketiga Newton : Aksi-ReaksiReaksi

Setiap aksi akan Setiap aksi akan ada suatu reaksi ada suatu reaksi yang sama besar yang sama besar tetapi berlawanan tetapi berlawanan arahnya, sehingga arahnya, sehingga timbul gerak timbul gerak dengan kecepatan dengan kecepatan konstan.konstan.

F aksi = F reaksiF aksi = F reaksi

N

W

7.2. Gaya Utama Penggerak Angin

Angin adalah gerakan horizontal udara terhadap permukaan bumi.

Gaya primer yang menyebabkan aliran udara horizontal tersebut adalah gaya gradien tekanan (Fp,).

Udara bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan rendah dan semakin tinggi perbedaan tekanan akan semakin cepat udara bergerak.

Gaya gradien tekanan per satuan massa udara dapat dirumuskan sebagai :Fp = - 1/ρ ● (dp/dz)dp : perbedaan tekanan (Pa,mb) pada

jarak dz (m atau km) ρ : (1.2 kg m-3)

7.3. Gaya-Gaya Sekunder yang Mempengaruhi Angin

Gaya-gaya sekunder adalah gaya yang beraksi pada udara setelah udara mulai bergerak.

3 gaya sekunder yang menyebabkan terjadi jalur pada arah yang berbeda-beda. Gaya Coriolis Gaya Sentrifugal, dan Gaya Gesekan

Gaya Coriolis – gaya semu Gaya coriolis timbul karena

rotasi bumi. Pada belahan bumi utara

akan membelokkan udara yang bergerak ke kanan, sedang pada belahan bumi selatan ke kiri.

Gaya Coriolis (Fc) dirumuskan sbb:Fc = - 2Ω v sin Φ = - f vΩ : kecepatan sudut bumi (2π per

24 jam)v : kecepatan anginΦ : letak lintangf : paramater Coriolis = 2 Ω sin Φ

Gaya sentrifugal Gaya sentrifugal

adalah gaya dorong ke luar dan berlawanan dengan gaya sentripetal.

Gaya sentrifugal merupakan sebab terjadi sirkulasi udara yang berbeda pada daerah bertekanan tinggi dan rendah.

Gaya Gesekan

Gaya gesekan adalah gaya reaksi dengan arah yang berlawanan dengan arah gerak udara.

Kecepatan angin di atas permukaan air lebih tinggi daripada di permukaan daratan.

7.4. Keseimbangan Gaya-gaya Pengatur Angin

Angin geostropik adalah angin yang bergerak sejajar dengan isobar yang lurus.

vg = 1/(ρ f) ● (dp/dz)

Angin gradien

Angin gradien adalah angin yang bergerak dengan isobar yang melengkung.

Fp = Fc + Fr

Fp + Fr = Fc

Fr = vg2 / r

r : radius lengkungan isobar

Aliran angin pada isobar di bawah ambang gesekan

Pengaruh gaya gesekan terhadap arah angin sangat ditentukan oleh kekasapan permukaan bumi.

Pembelokan aliran udara di bawah ambang gesekan

Pada angin gradien, arah angin di belahan bumi utara searah jarum jam di sekeliling tekanan tinggi dan berlawanan dengan jarum jam di sekeliling tekanan rendah.

7.5. Sistem Angin Dunia

Pola angin umum dunia terdiri dari :1. Sistem skala makro; karena mempunyai dimensi yang lebih

besar.

2. Sistem skala meso; hanya bertahan untuk beberapa hari dalam suatu waktu tertentu dan hanya meliputi daerah yang kecil. Sistem ini terjadi sepanjang tahun. Contoh, angin lokal (angin laut, darat, angin lembah dan angin gunung.

3. Sistem skala mikro; merupakan angin yang bertahan beberapa menit. Contoh, olak (eddies), hembusan (gust) dan putaran debu (dust devils).

Pola angin umumPola angin umum

Proses sirkulasi Proses sirkulasi angin umum angin umum (model George (model George Hadley, 1735).Hadley, 1735).

Asumsi;Asumsi;a.a. Bumi tidak Bumi tidak

berotasiberotasib.b. Permukaan Permukaan

bumi rata dan bumi rata dan terdiri dari terdiri dari komposisi yang komposisi yang seragamseragam

c.c. Letak bumi Letak bumi tidak miring tidak miring pada pada sumbunya.sumbunya.

Model angin tiga selModel angin tiga sel

Model angin tiga sel Model angin tiga sel menyatakan bahwa menyatakan bahwa equator masih wilayah equator masih wilayah terpanas di permukaan terpanas di permukaan bumi dan udara pada bumi dan udara pada daerah ini naik mengalir daerah ini naik mengalir baik ke kutub utara baik ke kutub utara maupun ke ktub selatan.maupun ke ktub selatan.

Angin passat timur Angin passat timur laut/tenggaralaut/tenggara

Angin baratanAngin baratan

3 wilayah angin3 wilayah angin

Doldrums atau wilayah konvergensi Doldrums atau wilayah konvergensi intertropika (ITCZ) terletak sekitar equator.intertropika (ITCZ) terletak sekitar equator.

Lintang kuda atau wilayah sangat stabil Lintang kuda atau wilayah sangat stabil karena angin sangat tenang dan terletak karena angin sangat tenang dan terletak dekat 30dekat 30ººLU (atau LU (atau 3030ººLS).LS).

Front kutub merupakan wilayah tempat Front kutub merupakan wilayah tempat hampir semua front-front cuaca terbentuk.hampir semua front-front cuaca terbentuk.

Tabel 7.1. Sistem umum sirkulasi Cuaca dan anginTabel 7.1. Sistem umum sirkulasi Cuaca dan angin

WilayahWilayah NamaNama TekananTekanan Angin PermukaanAngin Permukaan CuacaCuaca

Equator (0Equator (0ºº)) DoldrumsDoldrums RendahRendah LemahLemah Berawan, curah Berawan, curah hujan tinggihujan tinggi

00ºº-3-300ººLU dan SLU dan S Angin passatAngin passat -- Timur laut di BBU, Timur laut di BBU, Tenggara di BBSTenggara di BBS

Jalur gangguan Jalur gangguan tropiktropik

3030ººLU dan LSLU dan LS Lintang kudaLintang kuda TinggiTinggi Lemah, angin Lemah, angin bervariasibervariasi

Keawanan Keawanan rendahrendah

3030ºº-6-600ººLU dan SLU dan S Angin baratanAngin baratan -- Barat daya di Barat daya di BBU, Barat laut di BBU, Barat laut di BBSBBS

Jalur tekanan Jalur tekanan tinggi dan tinggi dan rendah rendah subtropissubtropis

6060ººLU dan LSLU dan LS Front kutubFront kutub RendahRendah BervariasiBervariasi Badai, wilayah Badai, wilayah berawanberawan

6060ºº-9-900ººLU dan SLU dan S Kutub timuranKutub timuran -- Timur laut di BBU, Timur laut di BBU, Tenggara di BBSTenggara di BBS

Udara kutub Udara kutub yang dingin yang dingin dengan suhu dengan suhu sangat rendahsangat rendah

9090ººLU dan LSLU dan LS KutubKutub TinggiTinggi Selatan di BBU, Selatan di BBU, Utara di BBSUtara di BBS

Dingin, udara Dingin, udara keringkering

Angin aliran jet (jet stream)Angin aliran jet (jet stream)

Sepanjang front kutub perbedaan suhu Sepanjang front kutub perbedaan suhu sangat besar sehingga gradien tekanan sangat besar sehingga gradien tekanan yang tinggi akan timbul dan di atas yang tinggi akan timbul dan di atas wilayah ini muncul jet front kutub, yaitu wilayah ini muncul jet front kutub, yaitu suatu lingkaran (core) golak udara dengan suatu lingkaran (core) golak udara dengan kecepatan angin 250-500 km jamkecepatan angin 250-500 km jam-1-1..

Angin jet stream berfungsi dalam proses Angin jet stream berfungsi dalam proses pemindahan energi dari daerah equator ke pemindahan energi dari daerah equator ke daerah lintang tinggi.daerah lintang tinggi.

Aliran udara di sekitar tekananAliran udara di sekitar tekanan Konvergensi di pusat Konvergensi di pusat

sistem tekanan sistem tekanan rendah di dekat rendah di dekat permukaan bumi permukaan bumi udara dan berputar udara dan berputar berlawanan dengan berlawanan dengan arah jarum jam seperti arah jarum jam seperti spiral menuju ke spiral menuju ke dalam dan disebut dalam dan disebut aliran siklonik dan aliran siklonik dan sistem tekanan sistem tekanan rendahnya disebut rendahnya disebut siklon.siklon.

Aliran konveksiAliran konveksi

Aliran Konveks

i

Aliran udara di sekitar tekananAliran udara di sekitar tekanan

Divergensi Divergensi permukaan (pada permukaan (pada sistem tekanan sistem tekanan tinggi) sehingga tinggi) sehingga disebut antisiklon.disebut antisiklon.

Subsidensi atau Subsidensi atau pergerakkan massa pergerakkan massa udara turunudara turun

Subsidensi

Sistem angin lokal

Angin lokal merupakan angin akibat kondisi lokal yang disebabkan oleh perbedaan suhu dan topografi.

Contoh angin lokal adalah (a) angin darat dan angin laut, (b) angin muson, (c) angin gunung dan angin lembah, (d) angin Chinok (Fohn).

Angin laut Peningkatan suhu

permukaan daratan lebih cepat dan menciptakan sistem tekanan rendah dibandingkan dengan permukaan laut.

Terjadi pada siang hari dan musim panas

Angin laut lebih kuat dari angin darat dan dapat mencapai 50 km ke darat?

Angin darat Pendinginan

daratan lebih cepat yang menyebabkan sistem tekanan tinggi dibandingkan dengan lautan

Terjadi pada malam hari dan musim dingin.

Angin Monsoon Angin muson dicirikan

dengan perubahan arah angin akibat perubahan musim.

Contoh, pada musim panas (summer) permukaan benua mengalami pemanasan (sistem tekanan rendah) lebih cepat daripada permukaan lautan (sistem tekanan tinggi).

Contoh pada wilayah India dan Asia Tenggara.

Angin Lembah Pada siang hari,

puncak gunung menerima radiasi matahari lebih banyak daripada lembah yang terlindung di bawahnya.

Gradien tekanan yang terjadi menyebabkan udara di lembah naik ke puncak gunung.

Angin Gunung Pada malam hari, proses

pemanasan berhenti dan udara di dekat permukaan puncak gunung mengalami pendinginan lebih cepat karena lebih banyak energi yang hilang melalui pancaran radiasi gelombang panjang.

Udara yang dingin turun ke dasar lembah, menumpuk dan mendorong udara di lembah ke luar menuju sisi yang terbuka

Angin Chinok/Foehn/Katabatik Udara dipaksa naik melewati

puncak gunung dari arah timur (wind ward) ke barat dan melepaskan uap air dalam bentuk awan atau hujan di bagian ini, sehingga udara yang telah melewati puncak gunung akan menjadi kering.

Pada waktu udara kering ini turun di sebelah barat (lee ward) udara mengalami pemanasan secara adiabatik dan suhu akhirnya lebih tinggi daripada mulai bergerak.

Alat Pengukur Angin

Gb 19

Distribusi Frekuensi Angin Angin besaran vektor yang

mempunyai arah dan kecepatan Arah angin dinyatakan

dalam derajat

Kecepatan angin dinyatakan dalam satuan m s-1, km jam-1 dan knot (1 knot≈0,5 m s-1)

360360ºº Utara (U)Utara (U)

22,522,5ºº Utara Timur Laut (UTL)Utara Timur Laut (UTL)

4545ºº Timur Laut (TL)Timur Laut (TL)

67,567,5ºº Timur Timut Laut (TTL)Timur Timut Laut (TTL)

9090ºº Timur (T)Timur (T)

122,5122,5ºº Timur Tenggara (TT)Timur Tenggara (TT)

135135ºº Tenggara (Tg)Tenggara (Tg)

157,5157,5ºº Selatan Tenggara (STg)Selatan Tenggara (STg)

180180 Selatan (S)Selatan (S)

202,5202,5ºº Selatan Barat Daya (SBD)Selatan Barat Daya (SBD)

225225ºº Barat Daya (BD)Barat Daya (BD)

247,5247,5ºº Barat Barat Daya (BBD)Barat Barat Daya (BBD)

270270ºº Barat (B)Barat (B)

292,5292,5ºº Barat Barat Laut (BBL)Barat Barat Laut (BBL)

315315ºº Barat Laut (BL)Barat Laut (BL)

337,5337,5ºº Utara Barat Laut (UBL)Utara Barat Laut (UBL)

00ºº Angin Tenang (Calm)Angin Tenang (Calm)

Mawar Angin (Windrose)

Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des

Kecepatan 3.3 3.7 3.2 3.1 2.6 2.6 2.8 3.9 3.5 3.4 3.2 3.5

Arah 309 306 330 328 239 235 208 180 188 185 232 242

BL BL BL BL BBD BBD BD S S SBD BBD BBD

35

5

D

0

4 - 71 - 3 ≥ 7 knot (1 knot = 0,5 m s-1)

Arah kec. Knot

Tenang U TL T Tg S SBD BD BBD B BL

0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

1 - 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.17 0.08 0.08 0.33 0.00 0.33

4 - 6 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

≥ 7 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Total 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.17 0.08 0.08 0.33 0.00 0.33

Diolah dari data Sta. Stagen – Kotabaru, 1993 - 2006