Salah satu hal pertama yang mungkin Anda lakukan setiap pagi adalah melihat ke luar jendela untuk melihat seperti apa cuacanya. Melihat ke luar dan mendengarkan ramalan cuaca hari itu membantu Anda memutuskan pakaian apa yang akan Anda kenakan dan bahkan mungkin apa yang akan Anda lakukan sepanjang hari. Ini menceritakan pentingnya cuaca dalam kehidupan kita sehari-hari. Dalam pelajaran ini, kita akan mendapatkan pemahaman yang lebih dalam tentang hal-hal berikut:
Orang sering mengacaukan cuaca dengan iklim, padahal keduanya tidak sama, meski memiliki komponen yang sama.
| Cuaca | Iklim |
| Ini mewakili perubahan harian di atmosfer atau keadaan atmosfer di suatu tempat untuk waktu yang singkat sehubungan dengan satu atau lebih elemennya. | Ini mewakili kombinasi beberapa pola cuaca dari lokasi tertentu yang dirata-ratakan selama beberapa tahun. Misalnya, Greenland memiliki iklim gurun yang dingin dan iklim Asia Tengah adalah benua sedang. |
| Dua tempat yang terpisah jarak pendek sekalipun dapat memiliki jenis cuaca yang berbeda pada satu waktu yang sama. | Iklim suatu wilayah dianggap kurang lebih permanen. |
| Di beberapa lokasi, cuaca berubah setiap hari atau setiap jam. | Iklim tidak berubah secepat cuaca karena merupakan kompilasi dari kondisi cuaca yang tercatat selama beberapa tahun. |
Baik cuaca dan iklim memiliki elemen yang sama termasuk kecepatan dan arah angin, jenis hujan dan jumlahnya, tingkat kelembapan, tekanan udara, tutupan awan, dan jenis awan, serta suhu udara. Karena intervensi manusia yang sembrono, cuaca dan iklim berubah.
Pada hari tertentu, cuaca menentukan apa yang Anda kenakan. Misalnya, Anda melihat ke luar dan melihat hari yang cerah dan cerah, jadi Anda mengenakan sesuatu yang ringan; atau jika hujan Anda akan membawa payung sebelum melangkah keluar. Laporan cuaca harian juga memainkan peran penting dalam memberi tahu kami tentang kondisi cuaca buruk yang akan datang, jika ada.
Cuaca bisa cerah, hujan, berawan, berangin, bersalju atau cerah. Ini adalah bagian dari fenomena alam yang menjaga keseimbangan di atmosfer.
Cuaca bervariasi sesuai dengan ketinggian, garis lintang dan wilayah serta perbedaan tekanan. Ketika kondisi atmosfer ekstrim atau cukup kuat untuk menyebabkan kerugian harta benda atau nyawa, cuaca seperti itu disebut cuaca buruk. Cuaca buruk, seperti tornado, angin topan, dan badai salju, dapat mengganggu kehidupan banyak orang karena kerusakan yang ditimbulkannya.
Ada enam unsur atau komponen utama cuaca
Bersama-sama, elemen-elemen ini membentuk cuaca suatu tempat pada waktu tertentu. Ilmuwan yang mempelajari cuaca disebut 'ahli meteorologi' - mereka meramalkan cuaca berdasarkan pengetahuan tentang proses atmosfer dan unsur-unsur yang berubah.
Mari kita lihat keenam elemen ini secara lebih mendetail.
Suhu mengukur seberapa panas atau dinginnya atmosfer setiap hari. Suhu tergantung pada sudut matahari; karenanya dapat berubah berulang kali dalam sehari. Suhu diukur dengan termometer dan dilaporkan dalam dua cara: Celsius dan Fahrenheit. Cuaca terdingin biasanya terjadi di dekat kutub, sedangkan cuaca terhangat biasanya terjadi di dekat Khatulistiwa.
Tekanan atmosfer adalah berat udara di atmosfer. Naiknya udara hangat dan turunnya udara dingin mengakibatkan perubahan tekanan atmosfer. Tekanan atmosfer sebagian besar terjadi di daerah dekat badan air. Karena daerah pesisir dan pulau-pulau dekat dengan badan air, mereka sering mengalami badai yang parah.
Tekanan atmosfer dinyatakan dalam unit pengukuran yang disebut atmosfer dan diukur dalam milibar atau inci air raksa. Tekanan atmosfer rata-rata di permukaan laut adalah sekitar satu atmosfer (sekitar 1013 milibar atau 29,9 inci).
Tekanan atmosfer berubah dengan ketinggian. Itu lebih tinggi di ketinggian yang lebih rendah dan lebih rendah di ketinggian yang lebih tinggi.
Angin adalah udara yang bergerak. Ini dihasilkan oleh pemanasan permukaan bumi yang tidak merata oleh matahari. Karena permukaan bumi terdiri dari berbagai formasi tanah dan air, ia menyerap radiasi matahari secara tidak merata. Dua faktor diperlukan untuk menentukan angin: kecepatan dan arah.
| Arah angin dijelaskan dengan menggunakan arah datangnya angin. Misalnya, angin selatan akan bertiup dari selatan ke utara. Arah angin diukur dalam beberapa cara menggunakan baling-baling cuaca, bendera, dan windsocks. |
| Kecepatan angin diukur dalam mil per jam atau kilometer per jam. Anemometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin. |
Saat matahari menghangatkan permukaan bumi, atmosfer juga menghangat. Beberapa bagian bumi menerima sinar matahari langsung sepanjang tahun dan selalu hangat. Tempat lain menerima sinar tidak langsung, sehingga iklimnya lebih dingin. Udara hangat yang beratnya kurang dari udara dingin naik. Kemudian udara dingin masuk dan menggantikan udara hangat yang naik. Pergerakan udara inilah yang membuat angin bertiup.
Kelembaban mengacu pada jumlah uap air di udara. Uap air hanya membentuk sebagian kecil dari massa atmosfer. Namun, uap air dalam jumlah kecil ini memiliki pengaruh penting pada cuaca dan iklim. Saat energi matahari memanaskan permukaan bumi, air di lautan dan badan air menguap. Uap air adalah gas di atmosfer yang membantu membuat awan, hujan, dan salju.
Jumlah air di udara dijelaskan menggunakan kelembaban relatif. Udara yang lebih hangat menampung lebih banyak uap air daripada udara dingin. Jika jumlah uap air di udara tetap, tetapi suhunya turun, kelembaban relatif akan meningkat. Ini karena udara yang lebih dingin tidak dapat menahan uap air sebanyak mungkin. Jika suhu menjadi cukup dingin, udara mencapai titik yang menahan uap air paling banyak yang dapat ditampungnya. Kelembaban relatif untuk suhu ini adalah 100 persen. Ini juga dikenal sebagai suhu titik embun. Kelebihan air jatuh sebagai presipitasi.
Pada malam yang lebih dingin, ketika suhu turun ke titik embun, sebagian uap air kembali menjadi air cair (ini disebut kondensasi) dan mengendap sebagai 'embun' di rerumputan dan jendela kaca.
Awan adalah sekelompok jutaan tetesan air kecil atau kristal es. Awan terbentuk saat udara naik dan mendingin. Saat udara mendingin di bawah titik embun, tetesan air atau kristal es terbentuk. Tetesan air terbentuk ketika air mengembun di atas 0°C. Kristal es terbentuk ketika air mengembun di bawah 0ºC. Tidak semua awan menghasilkan presipitasi. awan biasanya menandakan cuaca sedang.
Partikel air cair dan padat yang jatuh dari awan dan mencapai tanah dikenal sebagai presipitasi. Ini adalah fenomena yang sangat umum di atmosfer bumi. Presipitasi selalu berasal dari awan tetapi tidak semua awan membentuk presipitasi. Ini karena tetesan air dan kristal es yang ditemukan di sebagian besar awan terlalu kecil, sehingga tidak cukup berat untuk jatuh ke permukaan bumi. Tetesan hujan yang cukup besar untuk memiliki berat yang dibutuhkan untuk jatuh ke Bumi jutaan kali lebih besar daripada tetesan air individu yang ditemukan di sebagian besar awan.
Ada empat jenis presipitasi utama - hujan, salju, hujan es, dan hujan es. Hujan dan salju adalah jenis presipitasi yang paling umum. Hujan es dan hujan es lebih jarang terjadi.
| Hujan | Tetesan air cair yang berukuran 0,5 atau lebih besar dan jatuh dari awan di langit disebut hujan. Hujan sering mengambil salah satu dari dua bentuk utama - hujan dan gerimis.
Partikel awan kecil menyerang dan mengikat bersama menciptakan tetesan yang lebih besar. Saat proses ini berlanjut, tetesan menjadi semakin besar hingga menjadi terlalu berat untuk digantung di udara. Akibatnya, gravitasi menarik mereka ke bumi. Beginilah tetesan air hujan jatuh. Saat tinggi di udara, tetesan hujan mulai jatuh sebagai kristal es atau salju tetapi mencair saat turun ke bumi melalui udara yang lebih hangat. |
| Hujan es | Sleet terbentuk ketika hujan turun melalui lapisan udara yang sangat dingin. Jika udara cukup dingin, hujan membeku di udara dan menjadi es yang jatuh. Sleet juga dikenal sebagai pelet es, karena terdiri dari bola es kecil dan semitransparan. |
| Memanggil | Hujan es adalah bongkahan es besar dan tidak beraturan yang jatuh dari badai besar. Ini adalah presipitasi padat. Hujan es terbentuk di awan cumulonimbus. Berbeda dengan hujan es yang dapat terbentuk dalam cuaca apa pun saat terjadi badai petir, hujan es lebih banyak dialami pada musim dingin atau cuaca dingin. Batu es sebagian besar terdiri dari es air dan berdiameter antara 0,2 inci (5 milimeter) dan 6 inci (15 sentimeter). Mereka sangat merusak tanaman. |
| Salju | Salju terbentuk ketika suhu sangat rendah sehingga uap air langsung berubah menjadi padat. Itu terjadi hampir setiap kali ada hujan. Namun, salju seringkali mencair sebelum mencapai permukaan bumi. Biasanya terlihat bersama dengan awan cirrus yang tinggi, tipis dan lemah. Salju bisa jatuh sebagai kristal es tunggal. Dalam banyak kasus, kristal bergabung bersama untuk membentuk kepingan salju yang lebih besar. Kepingan salju terjadi pada suhu di bawah titik beku. |
Massa udara
Massa udara adalah volume udara yang sangat besar yang memiliki suhu dan kadar air yang relatif stabil. Massa udara biasanya mencakup area mulai dari ratusan ribu hingga jutaan mil persegi.
Massa udara terbentuk ketika badan udara berhenti di area yang memiliki fitur permukaan yang konsisten. Ini disebut wilayah sumber yang hanya merupakan wilayah geografis dengan komposisi permukaan datar yang seragam dengan angin permukaan ringan tempat massa udara berasal. Misalnya, gurun, dataran, dan lautan biasanya mencakup wilayah yang sangat luas dengan variasi topografi yang relatif sedikit – ini adalah wilayah sumber. Daerah ini memberikan suasana yang stabil di mana tidak ada angin kencang. Di area seperti itu, massa udara yang besar dapat terakumulasi tanpa pecah oleh pegunungan, persimpangan darat/air, atau kenampakan permukaan lainnya.
Semakin lama massa udara berada di atas wilayah sumbernya, semakin besar kemungkinan ia memperoleh sifat-sifat permukaan di bawahnya.
Ada 4 massa udara umum yang diklasifikasikan menurut wilayah sumber:
| Garis lintang kutub P | terletak di kutub 60 derajat utara dan selatan |
| Garis lintang tropis T | terletak sekitar 25 derajat dari garis khatulistiwa |
| Continental c | terletak di atas daratan besar - kering |
| Kelautan m | terletak di atas lautan - lembab |
Kami kemudian dapat membuat kombinasi di atas untuk menggambarkan berbagai jenis massa udara.
Massa udara dingin – Sebagian besar cuaca musim dingin di Amerika Serikat berasal dari tiga massa udara kutub:
Massa udara hangat – Empat massa udara hangat memengaruhi cuaca di Amerika Serikat.
Di peta, ahli meteorologi menggunakan simbol dua huruf untuk mewakili massa udara yang berbeda. Huruf pertama menunjukkan kandungan air dari massa udara. Huruf kedua menunjukkan suhunya.
Massa udara dapat mengendalikan cuaca dalam jangka waktu yang relatif lama: dari jangka waktu hari hingga bulan. Sebagian besar cuaca terjadi di sepanjang pinggiran massa udara ini pada batas yang disebut front.
Depan
Batas di mana dua massa udara dengan suhu dan kadar air yang berbeda bertemu disebut front. Ketika massa udara bertemu, massa udara yang kurang padat naik di atas massa udara yang lebih padat. Udara hangat kurang padat daripada udara dingin. Oleh karena itu, massa udara hangat umumnya akan naik di atas massa udara dingin.
Ada empat jenis front utama:
| Front dingin | Front dingin terbentuk ketika massa udara dingin bergerak di bawah massa udara hangat. Udara dingin mendorong massa udara hangat ke atas. Massa udara dingin menggantikan massa udara hangat. Front dingin dapat bergerak cepat dan membawa curah hujan yang tinggi. Saat cuaca dingin telah berlalu, cuaca biasanya lebih dingin. Ini karena massa udara yang dingin dan kering bergerak di belakang bagian depan yang dingin. |
| Bagian depan yang hangat | Bagian depan yang hangat terbentuk ketika massa udara hangat bergerak di atas massa udara dingin yang meninggalkan suatu area. Udara hangat menggantikan udara dingin saat udara dingin bergerak menjauh. Bagian depan yang hangat dapat membawa hujan ringan. Mereka diikuti oleh cuaca cerah dan hangat. |
| Bagian depan yang tersumbat | Sebuah front tersumbat terbentuk ketika massa udara hangat terperangkap di antara dua massa udara dingin. Massa udara dingin bergerak bersama dan mendorong udara hangat keluar dari jalan. Bagian depan yang tersumbat membawa suhu dingin dan hujan serta salju dalam jumlah besar. |
| Bagian depan stasiun | Bagian depan yang diam terbentuk ketika massa udara dingin dan massa udara hangat bergerak menuju satu sama lain. Tidak ada massa udara yang memiliki energi yang cukup untuk mendorong yang lain menyingkir. Oleh karena itu, kedua massa udara tetap berada di tempat yang sama. Front stasioner menyebabkan cuaca berawan dan basah selama berhari-hari. |
Udara menghasilkan tekanan. Namun, tekanan udara tidak selalu sama di semua tempat. Daerah dengan tekanan yang berbeda dapat menyebabkan perubahan cuaca. Daerah ini mungkin memiliki tekanan udara yang lebih rendah atau lebih tinggi dari sekitarnya.
| Topan | Antisiklon |
| Siklon adalah sistem angin yang berputar di sekitar pusat tekanan atmosfer rendah. Siklon umumnya dikenal sebagai posisi terendah. Mereka umumnya merupakan indikator hujan, awan, dan bentuk cuaca buruk lainnya. Angin dalam siklon bertiup berlawanan arah jarum jam di belahan bumi utara dan searah jarum jam di belahan bumi selatan. | Anticyclone adalah sistem angin yang berputar di sekitar pusat tekanan atmosfer tinggi. Anticyclones umumnya dikenal sebagai yang tertinggi. Umumnya, mereka adalah prediktor cuaca cerah. Angin antisiklon bertiup searah jarum jam di belahan bumi utara dan berlawanan arah jarum jam di belahan bumi selatan. |
Pergerakan udara vertikal dikaitkan dengan siklon dan antisiklon. Dalam siklon, udara yang dekat dengan tanah dipaksa ke dalam menuju pusat siklon, di mana tekanannya paling rendah. Kemudian mulai naik ke atas, mengembang dan mendingin dalam prosesnya. Pendinginan ini meningkatkan kelembapan udara yang naik, yang menghasilkan kekeruhan dan kelembapan tinggi di siklon. Di antiklon, situasinya terbalik. Udara di tengah anticyclone dipaksa menjauh dari tekanan tinggi yang terjadi di sana. Udara itu digantikan di tengah oleh hembusan udara ke bawah dari ketinggian yang lebih tinggi. Saat udara ini bergerak ke bawah, ia dikompresi dan dihangatkan. Pemanasan ini mengurangi kelembapan udara yang turun, yang menghasilkan sedikit awan dan kelembapan rendah di antisiklon.
Badai petir adalah badai yang intens dengan angin kencang, hujan lebat, kilat, dan guntur. Itu dihasilkan oleh awan cumulonimbus, biasanya menghasilkan angin kencang, hujan lebat dan terkadang hujan es. Kondisi dasar yang diperlukan untuk pembentukan badai petir adalah - kelembapan, udara tidak stabil, dan gaya angkat. Atmosfer menjadi tidak stabil ketika kumpulan udara dingin ditemukan di atas kumpulan udara hangat. Udara hangat naik dan mendingin saat bercampur dengan udara dingin. Ketika udara hangat mencapai titik embunnya, uap air mengembun dan membentuk awan kumulus. Jika udara hangat terus naik, awan bisa menjadi awan cumulonimbus gelap. Badai petir dapat terjadi sepanjang tahun dan setiap saat. Tapi mereka kemungkinan besar terjadi pada musim semi dan musim panas dan selama sore dan malam hari.
Petir adalah kilatan listrik yang terang yang dihasilkan oleh badai petir. Semua badai menghasilkan petir dan sangat berbahaya. Saat awan tumbuh lebih besar, bagian-bagiannya mulai mengembangkan muatan listrik. Bagian atas awan cenderung bermuatan positif. Bagian bawah cenderung bermuatan negatif. Ketika muatan menjadi cukup besar, listrik mengalir dari satu area ke area lain. Listrik juga dapat mengalir di antara awan dan tanah. Arus listrik ini adalah petir. Jika Anda mendengar suara guntur, maka Anda dalam bahaya petir.
Petir kemungkinan besar akan mengenai benda-benda tinggi, termasuk pohon, gunung, dan manusia – apa pun yang berdiri dari tanah.
Kurang dari 1% badai petir menghasilkan tornado. Tornado adalah angin kencang yang berputar sangat cepat saat menyentuh tanah. Kolom udara yang berputar cepat sebelum menyentuh tanah disebut awan corong. Mereka meluas dari dasar badai ke tanah dan dapat memiliki angin hingga 300 mil per jam. Tornado lebih kecil dari badai dan terbentuk di atas daratan daripada di laut. Mereka mendapatkan energi dari badai besar. Tornado yang terbentuk di atas air disebut puting beliung. Udara di tengah tornado memiliki tekanan rendah. Saat area bertekanan rendah menyentuh tanah, material dari tanah bisa tersedot ke dalam tornado.
Siklon yang terbentuk di atas lautan tropis yang hangat disebut siklon tropis . Mereka juga dikenal sebagai badai tropis atau depresi tropis.
Siklon tropis yang intensitasnya meningkat secara drastis dikenal sebagai badai ketika terjadi di Samudra Atlantik atau laut yang berdekatan. Di Samudra Pasifik bagian barat dan laut yang berdekatan, angin topan dikenal sebagai topan . Untuk diklasifikasikan sebagai badai, siklon tropis harus menghasilkan angin lebih dari 74 mil per jam. Sebagian besar badai terbentuk antara garis lintang 5°N dan 20°LU atau antara garis lintang 5°S dan 20°S. Mereka terbentuk di atas lautan tropis yang hangat yang ditemukan di garis lintang ini. Di garis lintang yang lebih tinggi, airnya terlalu dingin untuk membentuk badai.
Rotasi Bumi menimbulkan fenomena menarik pada benda-benda yang bergerak bebas di Bumi. Benda di belahan bumi utara dibelokkan ke kanan, sedangkan benda di belahan bumi selatan dibelokkan ke kiri. Efek Coriolis dengan demikian mencoba memaksa angin untuk bergeser ke kanan atau ke kiri. Badai dimulai sebagai sekelompok badai petir yang melintasi perairan laut tropis. Angin yang bergerak dalam dua arah yang berbeda bertemu dan menyebabkan badai berputar. Karena efek Coriolis, badai berputar berlawanan arah jarum jam di Belahan Bumi Utara dan searah jarum jam di Belahan Bumi Selatan.
Badai ditenagai oleh energi matahari. Energi matahari menyebabkan air laut menguap. Saat uap air naik di udara, ia mendingin dan mengembun.
Di tengah badai adalah mata. Mata adalah inti dari udara yang hangat dan relatif tenang dengan tekanan rendah dan angin sepoi-sepoi. Ada updrafts dan downdrafts di mata. Updraft adalah aliran udara yang naik. Downdraft adalah aliran udara yang tenggelam.
Di sekitar mata terdapat sekumpulan awan cumulonimbus yang disebut eyewall. Awan ini menghasilkan hujan lebat dan angin kencang. Kecepatan angin bisa mencapai 300 km/jam. Dinding mata adalah bagian terkuat dari badai. Di luar dinding mata ada kumpulan awan spiral yang disebut pita hujan . Band-band ini juga menghasilkan hujan lebat dan angin kencang. Mereka mengelilingi pusat badai.
Badai akan terus bertambah selama melewati air laut yang hangat. Saat badai bergerak di atas perairan yang lebih dingin atau di atas daratan, badai tersebut kehilangan energi. Inilah sebabnya mengapa angin topan tidak umum terjadi di tengah benua. Badai kehilangan energinya dengan cepat saat bergerak di atas daratan. Badai membawa angin kencang, hujan lebat, banjir, dan gelombang badai dari lautan yang dapat menyebabkan kehancuran yang mengerikan.
Prediksi kondisi cuaca selama beberapa hari ke depan dikenal dengan prakiraan cuaca. Ahli meteorologi membuat prakiraan cuaca menggunakan informasi tentang kondisi atmosfer. Mereka menggunakan berbagai instrumen yang berbeda untuk mengukur kondisi cuaca.
Ada berbagai jenis peta cuaca:
