OSEANOGRAF FISIKA V
Perubahan Temperatur Adiabatik Kompresibilitas Perubahan Tekanan Suhu adiabatik
P = 1 db
Energi Hilang Suhu menurun
Energi Bertambah Suhu Meningkat P = 1000 db Catatan : energi panas tidak boleh hilang atau bertambah dari luar
Menurut Kelvin perubahan temperatur (δT) akibat
perubahan tekanan (δp) :
T . T p JC p Dimana p
T ~ p
gz
Ingat s ,t , p
T gT z JC p
1
s ,t , p
Ada yang mau mencoba membuktikan pers. Di
atas???
= t - t
Kenaikan suhu adiabatik 9/22/2013
[email protected]
Specific Heat of Sea Water Bahang yang dibutuhkan untuk menaikkan 1 gr zat
sebesar 1o C Untuk gas atau fluida Cp : pada tek konstan Cv : pada vol. konstan
Cp Air laut tergantung dari Tekanan Salinitas Temperatur
Air murni : Sp. heat ↓ bila temp. ↑ (-2oC – 30oC)
berlaku juga bagi air laut bila salinitas rendah dan temperatur rendah.
Cv dapat dicari dari Cp da
T Cv C p KJ 2
rasio Cp/Cv pada sal. 34.85 o/oo bervariasi antara 1.004 pada 0oC dan 1.0207 pada 30oC
Total dari perubahan fluks bahang ke dalam atau ke luar volume air: Heat Budget (perimbangan bahang) Penting: Untuk mengerti iklim dunia variabilitas jangka pendek dan panjang Peran Lautan: •
• •
50% cahaya mthr diserap dan disimpan sementara pd perm bumi (drtn & ltn) Sbgn bahang yg tersimpan di laut: dilepas ke atm (evaporasi + radiasi ifr. mrh) Selebihnya disebarkan oleh arus ke lintang tinggi
Secara global: fluks bahang balance (berimbang) kalau tdk laut mkn hangat atau dingin Fluks Bahang lapisan permukaan >> lapisan dalam
Pentingnya Lautan dalam neraca bahang: Lautan : Summer (Menyerap bahang)
Winter (Melepas Bahang) • Cp laut >>
Cp darat (5:1) • Kontak atm lautan (100 m) >> daratan (< 1 m) Efeknya Suhu di lautan lebih konstan : daratan
Komponen utama heat budget permukaan
Sun
Net Infrared Radiation (Lost) Sensible Heat Flux (Lost) Qs Konduksi
QL
Latent Heat Flux (Lost) OCEAN Insolation (Gain)
Advection (Lost)
QT = QSW + WLW + QS + QL + QV
(Konservasi Bahang)
Insolation (QSW): Tinggi matahari di atas horizon, tergantung: lintang,
musim dan waktu pada siang hari (tidak ada malam hari) Lamanya waktu siang hari, tergantung: lintang dan musim Penampang melintang permukaan yang menyerap sinar matahari, tergantung: ketinggian matahari di atas horizon Attenuasi, yg tgt:
panjang lintasan di atm, yg bervariasi sbg csc , = sdt mthr di atas
horz awan : absorp dan scatter molekul gas yg absorp pd kanal tertentu. H2O, O3 dan CO2: penting aerosol: absorp dan scatter debu: scatter
Pantulan dari permukaan, tgt sdt elevasi mthr dan
kekasaran muka laut
Yg plg dominan: sudut inklinasi dan keawanan.
Insolasi tahunan rata-rata berada pada kisaran: 30 W/m2 – 260 W/m2
Figure 5.8 a. Annual-mean insolation QSW through the sea surface during 1989 calculated by the Satellite Data Analysis Center at the NASA Langley Research Center using data from the International Satellite Cloud Climatology Project. Units are W/m2, contour interval is 10 W/m2. (Sumber Stewart, 2003)
Fluks Inframerah (QLW): Perm laut mengemisi bahang spt black body dgn
suhu air ~ 290 oK. Puncak emisi ~ 10 m. Emisi REM pada ini diserap awan dan uap air pd bgn ttt dari spektrum dan pd bgn lain di teruskan jendela atm Transmissi: 8 – 13 m tgt uap air
Absorpsi: 3.5 – 4.0 m, tgt konsentrasi
CO2
Atm spt rumah kaca green house effect (bebas sr
mthr msk, sbgn emisi bumi terperangkap) ~ suhu perm bumi 33 oC lebih hangat bila dibandingkan dengan tidak ada atm. Gas : CO2, Uap air, methane dan O3
CO2 Increase green house Global Warming Green House Gases CO2, H2O, O3, CH4
Net Fluks Infra merah tgtg: Kecerahan jendela atm. : ketebalan awan,
ketinggian awan dan kandungan uap air di atm Suhu air Penutupan es dan salju mengisolasi muka laut uap air dan awan pengaruh >> variasi suhu permukaan bumi dalam menentukan radiasi balik. Dari kutub ke ekuator terdapat kenaikan radiasi kembali ~ 42 %, tetapi pada jarak yg sama, uap air dapat mempengaruhi emisi radiasi bersih ~ 200 %,
Figure 5.8 b. Annual-mean infrared radiation QLW through the sea surface during 1989 calculated by the Satellite Data Analysis Center at the NASA Langley Research Center using data from the International Satellite Cloud Climatology Project. Units are W/m2, contour interval is 10 W/m2. Annual mean of QLW : - 60 W/m2 till - 30 W/m2
Fluks Latent Heat (QL) tgtg: Kecepatan Angin Kelembaban Udara Ada tidaknya es
Fluks evaporasi tahunan rata-rata berkisar: - 130 W/m2 sampai - 10 W/m2
Figure. Annual-mean latent heat flux from the sea surface QL in W/m2 during 1989 calculated from data compiled by the Data Assimilation Office of NASA’S Goddard Space Flight Center using reanalyzed output from the ECMWF numerical weather prediction model. Contour interval is 10 W/m2.
Sensible Heat Flux (QS) tgtg: Kecepatan Angin Perbedaan temperatur Udara dgn Air
Fluks Sensible Heat tahunan rata-rata berkisar: 42 W/m2 sampai - 2 W/m2
Fig. 5.10 a. Sensible heat fluxes are dominated by cold air blowing off continents.
Figure. Annual-mean upward sensible heat flux QS through the sea surface in W/m2 calculated by DaSilva, Young, and Levitus (1995) using the COADS data set from 1945 to 1989. Contour interval is 2 W/m2.
Max in Equator
Small Flux
Balance Insolantion
Why The Total Heat Flux isn't Balance?
Direct Method A. Gust Probe Measurement
Calculating fluxes of sensible and latent heat u & w components of wind, humidity, and air temperature Made by gust probes on low-flying aircraft or offshore platforms Expensive cannot used for many days & Large Area (Per second /every meter) to calibrate other methods of calculating fluxes
B. Radiometer Measurements of Radiative Fluxes To make direct measurements of radiative fluxes Wideband radiometers sensitive to radiation from 0.3
μm to 50 μm can measure incoming solar and infrared radiation with an accuracy of around 3% (well calibrated and maintained) Other specialized incoming solar radiation, the downward infrared radiation, and the upward infrared radiation Error salt spray and rime on the aperture, failure to keep the instrument horizontal, and variations in heat loss due to wind on the instrument
Indirect Method With Observing correlations between fluxes and
variables that can be measured globally
Global Data Sets for Fluxes Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set
Collected from observers on ships Data Satellite NOAA (GOES), Japan (GMS). the European Space Agency (METEOSATS), Nimbus-7, ADEOS, Quicksat, Topex/Poseidon
International Satellite Cloud Climatology Project Global Precipitation Climatology Project
Reanalyzed Data From Numerical Weather Models Data From Numerical Weather Models
