I. Pendahuluan : Ruang Lingkup Cuaca dan Iklim

I. Pendahuluan : Ruang Lingkup Cuaca dan Iklim Departemen Geofisika dan Meteotologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor

Meteorology for better life

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 contohcontoh 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


2

Tujuan Instruksional Khusus BAB I. PENDAHULUAN: RUANG LINGKUP CUACA DAN IKLIM

• • •

• •

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


3


4

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?


5

Batasan Cuaca dan Iklim Cuaca (weather) dan iklim (climate) dinyatakan dengan nilai unsur fisika atmosfer yang selanjutnya disebut unsur cuaca atau unsur iklim


6

Contoh unsur-unsur cuaca/iklim dan satuannya Unsur-unsur cuaca/iklim

Satuan SI

Satuan Lama

-2

-2

-1

Penerimaan radiasi surya

Wm

Lama penyinaran surya

Jam

Jam, %

Suhu udara dan tanah

o

o

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 , m s

Arah angin

derajat mata angin ( )


Cal cm men

C, K

-1

-1

o

o

C, F, R, K

-1

-1

km jam , knot (mil laut jam ) o

o

derajat mata angin ( )

7

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 Meteorology for better life

8

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

Penerimaan radiasi surya, RG

Wm

Suhu udara, T

o

-2

Nilai Cuaca 6:00

08:00 140

145

C

22.4

22.7

Kelembaban udara, RH

%

85

83

Tekanan udara, P

mb

995.1

994.9

Kecepatan angin, v

ms

2

0 (calm)

Arah angin

derajat

45

Penutupan (langit oleh) awan

persepuluhan

0.4


-1

o

o

40

0.0 (cerah)

9

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)


10

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) 11

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.


12

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:

Blue planet

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?

13

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


14

Earth-Sun Relations


15

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 ratarata 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? 16

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”)

17

Variasi posisi bumi terhadap surya


18

Earth-Sun Relations

19

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


20

Mekanisme transport energi antar lintang/bujur: 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 

Transport Permukaan laut

Transport melalui atmosfir

Termohalin

21

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 22 menambah pemanasan atmosfer.

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. 23

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


24

Sistem iklim, komponen pembentuk dan interaksinya


25

Mekanisme pembentukan cuaca dan iklim Meteorology for better life

26

Express your opinions, please….. 27

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

28

29

Pemanasan Global (Global Warming) Perubahan Iklim (Climate Change) 30

31

Siklus perubahan suhu terjadi secara alami sebagai akibat adanya variasi jarak antara bumi – surya (Siklus Milankovitch). Apa pengaruh aktifitas manusia terhadap perubahan iklim?

32

Pengaruh aktifitas manusia terhadap biosfer dan sistem iklim

33

Dampak

Kesehatan

Pertanian

Perubahan iklim Kehutanan Suhu

Wilayah Pesisir

Sumber Daya Air

? Mitigasi dan Adaptasi Perubahan iklim Mitigasi: tindakan

mengurangi emisi dan meningkatkan absorpsi gas rumah kaca .

Curah Hujan Adaptasi:

Spesies dan Ekosistem Kenaikan Muka Air Laut

Kebutuhan energi

menyesuaikan secara strategis aktivitas ekonomi terhadap perubahan iklim

Transportasi 34

Suhu meningkat. Es mencair. Gletser runtuh.

35

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

36

37

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

38

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 Meteorology for better life

39

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. Meteorology for better life

40

E. Kelembagaan Lokal dan International yang terkait dengan Cuaca dan Iklim Indonesia: Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG) Dunia: World Meteorological Organization (WMO)

41

ISSC

ICSU

Organisasi Non-Pemerintah Internatioanl

UNESCO

IOC

WMO

MAB

UN

UNEP

IPCC

WB

FAO

WHO

UNDP

UN FCCC/COP

GEF

Komite antar Lembaga untuk Agenda Iklim (IACCA)

PROGRAM IKLIM DUNIA (WCP)

IHDP

IGBP

WCRP

WCDMP

WCASP

WCIRP

AGENDA IKLIM

GOOS (IOC, WMO, UNEP, ICSU)

GCOS (IOC, WMO, UNEP, ICSU)

GTOS (UNEP, FAO, UNESCO, WMO ICSU)

PROGRAM SAINS INTERNASIONAL

Gambar. Keterkaitan berbagai kegiatan iklim internasinal (Nyenzi dan Lefale, 2005) Meteorology for better life

42

Canada http://www.weatheroffice.ec.gc.ca Perancis http://www.meteofrance.com

Eropah http://www.ecmwf.int

International Research Institute for Climate and Society http://iri.columbia.edu

Rusia http://meteo.infospace.ru

Jepang http://www.jma.go.jp

Amerika Serikat http://www.nws.noaa.gov

Inggris http://www.metoffice.gov.uk

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

India http://www.imd.gov.in

Korea http://web.kma.go.kr

Afrika Selatan http://www.weathersa.co.za

Brazilia http://www.cptec.inpe.br

Australia http://www.bom.gov.au

Gambar. Pusat prediksi iklim global Meteorology for better life

43

Departemen Geofisika dan Meteotologi, Gedung FMIPA Wing 19 Level 4 Kampus IPB Darmaga, Bogor – Indonesia 0251-8623850 - http://geomet.ipb.ac.id

TERIMA KASIH Meteorology for better life

I. Pendahuluan : Ruang Lingkup Cuaca dan Iklim

Recommend Documents