cuaca dan iklim

CUACA DAN IKLIM

Cuaca adalah keadaan atau kelakuan atmosfer pada suatu waktu tertentu yang sifatnya berubah-ubah dari waktu ke waktu. Sedangkan iklim adalah rata-rata keadaan cuaca dalam jangka waktu lama, minimal 30 tahun yang sifatnya tetap. Ilmu yang mempelajari macam-macam iklim di muka bumi dan faktor-faktor yang menentukannya disebut dengan klimatologi. Klimatologi tidak dapat terlepas dari meteorologi, sehingga kadang-kadang meteorologi di anggap sama dengan klmimatologi. Meteorologi mempelajari proses cuaca lapisan atmosfer bawah (lapisan troposfer), sedangkan klimatologi terutama mempelajari hasil proses cuaca. Dalam perkembangannya sampai sekarang baik cabang meteorologi maupun klimatologi mempunyai beberapa cabang., masing-masing cabang mempelajari aspek-aspek khusus dari cuaca dan iklim.

 Cabang-cabang meteorologi antara lain:

1)Agrar meteorologi yang khusus mempelajari meteorologi yang berkaitan dengan pertanian.

2)Meteorologi maritim yang mempelajari hubungan antara cuaca dengan fenomea kelautan, antara lain gelombang, badai serta arus laut

3)Aerologi yang mempelajari keadaan cuaca di lapisan udara tinggi

Klimatologi dapat di bagi menjadi berbagai cabang keilmuan iklim berdasarkan:

a.Metode perndekatan keilmuan meliputi:

1)Klimatologi yang pembahasannya secara deskriptif (apa adanya) berdasarkan data, peta dan gambar/foto.

2)Klimatologi fisik (physical climatology) yaitu bagian dari klimatologi yang mempelajari penyebaran iklim di berbagai daerah di permukaan bumi atau klimatologi yang membahas perilaku dan geala-gejala cuaca yang terjadi di atmosfer dengan menggunakan dasar-dasar ilmu fisika dan matematika.

3)Klimtologi dinamik (physicakl climatology) yaitu bagian dari klimatologi yang mempelajari peyebaran iklim di berbagai daerah di permukaan bumi atau klimatologi yang membahas pergerakan atmosfer dalam berbagai skala terutama tentang peredaran atmosfer umum di berbagai wilayah di seluruh dunia.

4)Klimatologi terapan klimatologi yang membahas penerapan ilmu iklim untuk memecahkan berbagai masalah praktis yang dihadapi masyarakat. Berikut adalah beberapa contoh klimatologi terapan yaitu:

a.Klimatologi pertanian atau agroklimatologi (agricultural klimatology) klimatologi yang menekankan pembahasan tentang permasalahan iklim di bidang pertanian.

b.Klimatologi perkotaan (urban climatology) klimatologi yang membahas berbagai iklim dalam perencanaan maupun penataan kota. Tujuan utamanya adalah untuk memperoleh tingkat kenyamanan udara sebaik-baiknya.

c.Klimatologi kelautan (marine kilmatology) klimatologi yang menekankan penjelasan tentang pengaruh timbal balik iklim dan lautan.

d.Klimatologi bangunan (building climatology) klimatologi yang mempelajari hubungan timbal balik antara bentuk dan ukuran bangunan, dengan cuaca dan iklim di dalam maupun di luar bangunan.

e. Bio klimatologi (bioclimatology) klimatologi yang membahas pengaruh ilkim terhadap makhluk hayati atau mempelajari hubungan antara iklim dengan kehidupan tumbuh-tumbuhan dan hewan.

b. Ruang lingkupnya di atmosfer meliputi:

1. Mikro klimatologi yakni ilmu yang membahas atmosfer sebatas ruang antara perakaran hingga sekitar puncak tajuk tanaman, atau sifat atmosfer disekitar permukaan tanah atau mempelajari iklim pada lapisan udara terdekat dengan permukaan bumi (di bawah 2 m). Unsur-unsur iklim tersebut mudah terpengaruh oleh perubahan pemanasan dan pendinginan permukaan tanah dan benda atau tumbuhan setempat.

2. Meso klimatologi yakni klimatologi yang membahas perilaku atmosfer dalam daerah yang relatif sempit, tetapi pola iklimnya sudah berbeda dari iklim wilayah sekitarnya. Sebagai contoh iklim perkotaan dan iklim pada daerah badai.

3. Makro klimatologi yakni klimatologi yang menekankan pembahasannya pada penelaahan iklim daerah luas skala besar. Wilayah lingkupnya mulai batas ruang iklim mikro hingga puncak atmosfer serta melipouti seluruh dunia.

Manusia hidup di dasar atmosfer yaitu pada pertemuan antara permukan bumi dan atmosfer. Iklim akan mempengaruhi berbagai aspek kehidupan manusia dan organisme lain yang hidup di muka bumi. Dalam kehidupan sehari-hari, iklim akan menjadi bahan pertimbangan dalam rancangan bangunan hunian atau kontruksi bangunan fisik lainnya, bahan dan desain pakaian, jenis dan porsi pangan yang dikonsumsi, dan ragam aktivitas sosial budaya yang dilakukan penduduk. Karena cuaca dan iklim merupakan salah satu unsur lingkungan hidup yang sangat besar pengaruhnya terhadap kehidupan manusia. Berbeda dengan unsur-unsur lingkungan hidup lainnya. Berkat kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi sekarang telah banyak yang dapat dikendalikan manusia. Tetapi dalam hal ini cuaca dan iklim sampai sekarang manusia belum dapat merubah sesuai dengan keinginannya. Aktifitas manusia dapat memberikan hasil yang optimal dengan mengurangi resiko sampai yang sekecil-kecilnya, perlu diketahui kondisi cuaca dan iklim terutama yang akan datang. Dalam hubungan tersebut penting sekali arti pengumpulan data dan perkiraan cuaca. Pengumpulan perkiraan cuaca di indonesia dilaksanakan oleh pusat meteorologi dan geofisika sanagt penting artinya bagi kehidupan manusia terutama dalam bidang penerbangan, pelayaran dan pertanian.

Kajian meteorologi dan klimatologi yang benar akan mengubah pandangan kita terhadap cuaca dan iklim dari faktor penghambat menjadi faktor penunjang yang sangat bermanfaat dalam perencanaan, pelaksanaan dan pendugaan hasil pada berbagai kegiatan. Penerapan ilmu cuaca dan iklim tersebut diantaranya pada bidang pertanian, kehutanan, peternakan ,perikanan, kelautan, teknik sipil, kesehatan, perhubungan serta pertahanan negara.

Tiga manfaat pokok dari informasi data cuaca dan iklim yakni:

a. Meningkatkan kewaspadaan terhadap akibat-akibat negatif yang dapat ditimbulkan oleh keadaan cuaca/iklim yang ekstrem misalnya kekeringan, banjir serta angin kencang.

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

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

UNSUR-UNSUR CUACA DAN IKLIM
Unsur cuaca dan iklim ialah radiasi matahari, temperatur udara, tekanan udara, penguapan, kelembaban udara, keawanan,presipitasi, dan beberapa unsur iklim lain yang kurang penting. Unsur-unsur cuaca dan iklim ini tidak tetap pada setiap saat dan tempat, selalu berubah-ubauh tergantung pada faktor-faktor fisis di alam yang disebut faktor pengendali cuaca. Faktor pengendali cuaca ini ada yang bersifat permanen dan ada yang bersifat sementara. Faktor tersebut adalah:
a. faktor pengendali cuaca yang bersifat permanen:
1. efek rotasi bumi
2. penyebaran dataran dan lautan di permukaan bumi
3. letak garis lintang bumi
4. faktor orografis (gunung dan pegunungan)
5. perbedaan ketinggian letak dari permukaan laut
b. faktor pengendali cuaca yang bersifat sementara:
1. pusat-pusat tekanan tinggi dan rendah
2. arus laut yang ditimbulkan oleh perbedaan musim
3. arus angin yang ditimbulkan oleh perbedaan tekanan udara
4. hujan badai
Cuaca dan iklim adalah faktor lingkunagn yangbear pengaruhnya terhadap kehidupanmakhluk hidup. Oleh sebab itu, informasi berupa data atau keterangantentang cuaca dan iklim akan sangat diperlukan. Data yang benar dan lengkap, melalui analisis meteorologi dan klimatologi akan membuka kejelasantentang gejala danperilaku cuaca maupun keadaan iklim setempat serta dapat membuat manusia melakukan usaha optimasi bidang kegiatannya. Cuaca bagaikan sebuah mesin raksasa yang dapat bekerja karena ada energi atau bahan bakar dari matahari, udara dan air merupakan hal amat rumit. Ketiga unsur tersebut membentuk dan mempengaruhi cuaca.

1. radiasi matahari
Matahari adalah kontrol iklim yang sangat penting dan sumber energi utama di bumi yang menimbulkan gerak udara dan arus laut. Energi tersebut menyebabkan bumi tetap panas, memelihara pertumbuhan tanaman dan kehidupan hewan serta manusia, juga menimbulkan peredaran atmosfer, hampir tidakberarti dari seluruh energi matahari yang dipancarkannya lebuh dari 2,2 milyar kali jumlah yang diterima bumi.
2. radiasi bumi
permukaan bumi yang dipanaskan oleh penyerapan radiasi matahari iiakan mekadi sumber radiasi gelombang panjang dan dinamakan radiasi bumi. Radiasi bumi disebut juga radiasi malam, karena merupakan sumber radiasi utama pada malam hari.
3. temperatur udara
panas pada umumnya diukur dalam satuan joule (j) atau dalam satuan lama kalori (cal) adalah salah satu bentuk energi yang dikandung oleh suatu benda. Sedangkan suhu mencerminkan energi kinetik rata-rata dari gerakan molekul-molekul
3. tekanan udara
tekanan udara ialah tekanan yang diberikan oleh udara karena bertanya kepada bidang horizontal yang luasnya 1 cm. Tekanan udara pada suatu tempat tidak tetap, demikian pula tekanan udara berbeda-beda dari tempat ke tempoat baik dalam jarak pendek maupun dalam areal yang luas
4. angin
angin adalah pergerakan udara pada arah horizontal atauhampir horizontal. Sedangkan pergerakan udara arah vertikal dinamakan aliran udara. Angin diberi nama berdasarkan arah dari mana angin itu bertiup. Arah angin datang disebut winwardsedangkan tujuan angin disebut leeward. Angin selalu bertiuyp dari tempat yang bertekanan tionggi ke tempat yamg bertekanan rendah mengikuti hukum buys-ballot yaitu di belahan bumi utara ke arah angin membelok ke kanan dan di belahan bumi selatan arah angin membelok ke kiri penympangan ini disebaban oleh perputaran bumi pada porosnya (rotasi)
5. penguapan
penguapan adalah peristiwa perubahan wujud air dari cair atau padat menjadi wujud gas dan kemudian bergerak dari permukaan tanah atau permukaan air menuju atmosfer. Penguapan membutuhkan panas, panas ini hanya digunakan untuk mengubah wujud dari cair menjadi gas, dan tidak mempengaruhi suhu gas itu sendiri. Karena itu dalam uap air tersimpan panas yang yang disebut panas latent.

6. kelembaban udara
 dari jumlah massa) uap air ini merupakan komponen udara yang sangat penting ditinjau dari segi cuaca dan iklim.%kelembaban udara menyatakan banyaknya uap air dalam udara. Jumlah uap air dalam udara ini sebetulnya hanya merupakan sebagian kecil saja dari seluruh atmosfer (kira-kira 2

7. awan
awan adalahkumpulan butir-butir air,kristal es atau campuran keduanya, yang masih melekat pada inti-inti kondensasi dan tetap melayang-layang di udara. Butir-butir aor atau kristal-kristal es tersebut sangat halus, berdiameter sekitar 2-40 mikron. Awan dapat dilihat, berwarna putih, coklat atau hitam perbedaan warna ini adalah semata-mata karena perbedaan ketebalan awan, ukuran butir-butir air atau kristal es yang menyusunnya dan efek penyinaran matahari
8. presipitasi
presipitasi adalah istilah umum semua bentuk air yang berasal dari atmosfer dan mengendap dipermukaan bumi. Presipitasi selalu diawali oleh proses kondensasi, sublimasi atau gabungan kedua-duanya dari uap air yang ada di atmosfer. Presipitasi adalah air baik dalambentuk cair atau oadat yang mengendap kepermukaan bumi dan selalu didahului oleh proses kondensasi atau sublimasi

Radiasi Matahari

Radiasi Matahari adalah pancaran energi yang berasal dari proses thermonuklir yang terjadi di Matahari. Energi radiasi Matahari berbentuk sinar dan gelombang elektromagnetik. Spektrum radiasi Matahari sendiri terdiri dari dua yaitu, sinar bergelombang pendek dan sinar bergelombang panjang. Sinar yang termasuk gelombang pendek adalah sinar x, sinar gamma, sinar ultra violet, sedangkan sinar gelombang panjang adalah sinar infra merah.

Jumlah total radiasi yang diterima di permukaan bumi tergantung 4 (empat) faktor.:

 1.Jarak Matahari. Setiap perubahan jarak bumi dan Matahari menimbulkan variasi terhadap penerimaan energi Matahari

2.Intensitas radiasi Matahari yaitu besar kecilnya sudut datang sinar Matahari pada permukaan bumi. Jumlah yang diterima berbanding lurus dengan sudut besarnya sudut datang. Sinar dengan sudut datang yang miring kurang memberikan energi pada permukaan bumi disebabkan karena energinya tersebar pada permukaan yang luas dan juga karena sinar tersebut harus menempuh lapisan atmosphir yang lebih jauh ketimbang jika sinar dengan sudut datang yang tegak lurus.

 3. Panjang hari (sun duration), yaitu jarak dan lamanya antara Matahari terbit dan Matahari terbenam.

 4. Pengaruh atmosfer. Sinar yang melalui atmosfer sebagian akan diadsorbsi oleh gas-gas, debu dan uap air, dipantulkan kembali, dipancarkan dan sisanya diteruskan ke permukaan bumi

Mikro klimatologi ialah ilmu yang mempelajari tentang iklim mikro atau iklim yang terdapat di dalam daerah yang cukup kecil. salah satu peredaran antara mikrometeorologi dan mikroklimatologi ialah mikrometeorologi memerlukan dasar matematika dan dasar fisika yang kompleks sehingga dapat mempelajari proses fisis atmosfer, lagipula mikrometeorologi tidak terbatas pada atmosfer dekat permukaan bumi, tetapi mungkin dapat mempelajari mikrofisika dari awan.

Sedangkan mikroklimatologi tidak ditunjukkan kepada ahli meteorologi saja, tetapi juga untuk melayani ahli lain yang berminat untuk mempelajari hubungan antara kehidupan dengan iklim mikro tanpa mempunyai dasar matematika dan fisika yang kokoh. Perbedan antara iklim mikro dan iklim makro, terutama disebabkan oleh jarak dengan permukaan bumi. Faktor-faktor yang mempengaruhi dapat disebabkan oleh macam tanah, yaitu tanah hitam, tanah abu-abu, tanah lembek, dan tanah keras, oleh bentuk yaitu bentuk konkaf (lembah), bentuk konveks (gunung) dan danau, kemudian juga ditentukan oleh tanam-tanaman yang tumbuh diatasnya, yaitu rawa, hutan dan lain-lain. Setelah itu juga dipengaruhi oleh jumlah radiasi dan profil angin yang terakhir dipengaruhi oleh aktivitas manusia yaitu daerah industri, kawasan kota, pedesaan, dan sebagainya. Sebenarnya diantara iklim makro dan iklim mikro terdapat iklim meso, akan tetapi istilah iklim meso kurang umum dipakai dan dimengerti sehingga istilah meso klimatologi sangat jarang dijumpai dalam pustaka (Tjasjono,1999).

            Berdasarkan faktor pengendali sifat, luasan atau wilayah identifikasi dan dampaknya terhadap kegiatan manusia, studi klimatologi dapat dibedakan atas tiga sifat umumnya yaitu (Bey dan Las, 1991):

1.    Iklim global/cuaca sinoptik (global climate/ sinoptic weather) yaitu keadaan fisika dan dinamika atmosfer bagian atas hingga lapisan troposfer antara belahan bumi (kawasan yang sangat luas). Iklim/cuaca ini dikendalikan oleh pusat-pusat tekanan rendah dinamakan massa udara dalam besar dan peredaran arus dari satu samudera ke samudera yang lain.

2.    Iklim meso/ makro (scren climate) yaitu keadaan atmosfer lapisan agak dekat permukaan pada suatu lokasi (tapak) dengan luasan tertentu yang bisa dipantau melalui stasiun klimatologi/ meteorologi di lapangan atau  dekat permukaan tanah (10m). keadaan fisika atmosfer padastrata ini telah banyak dipengaruhi oleh sifat fisik permukaan bumi, gejala golak-galik (turbulensi) udara adalah dominan.

3.    Iklim mikro (micro climate) menggambarkan keadaan fisik atmosfer sekitar objek yang spesifik atau dekat permukaan (< 2m). Dalam skala ini telah terjadi interaksi fisika antara objek dengan lingkungan atmosfernya seperti di sekitar / di bawah tajuk tanaman dalam kandang terakhir

Iklim menunjukkan keadaan semula jadi yang berakitan dengan atmosfer di setiap kawasan yang berkait rapat dengan cuaca seperti suhu, kelembaban, taburan hujan, arah dan kelajuan angin. Iklim mikro pula menunjukkan kepada kedaan iklim bagi suatu kawasan kecil atau iklim tempatan, misalnya iklimMalaysia adalah salah satu dari keadaan iklim mikro yang menjadi pecahan kepada iklim dunia (Ahmad, 2003).

Iklim mikro memang sangat penting untuk memperbesar peluang keberhasilan  budidaya tanaman. Salah satu caranya adalah dengan substitusi unsur iklim partial. Substitusi unsur iklim partial tersebut dapat dilaksanakan sampai batas tertentu. Walaupun begitu ada beberapa subtitusi unsur iklim partial yang belum dapat dilalaikan. Hal tersebut mungkin dilaksanakan dengan biaya yang cukup tinggi, tidak adanya unsur pengganti atau karena adanya unsur yang berlebihan. Misalnya radiasi matahari yang terlalu terik, suhu yang terlalu rendah, atau hujan yang terlalu banyak dan merata. Dalam keadaan yang semacam itu yang realistik dan relatif akan lebih mudah adalah modifikasi cuaca atau iklim yang semula tidak sesuai menjadi sesuai dengan tanaman tertentu. Misalnya dengan membuat naungan yang baik, naungan fisik maupun naungan biologis untuk radiasi matahari yang terlalu tinggi, membangun green house untuk suhu yang terlalu rendah atau hujan yang terlalu banyak, meratakan angin dan lain-lain (Wisnubroto, 2000).

Modifikasi iklim mikro disekitar tanaman terutama tanaman hortikultura merupakan suatu usaha yang telah banyak dilakukan agar tanaman yang dibudidayakan dapat tumbuh dan berkembang dengan baik. Kelembaban udara dan tanah, suhu udara dan tanah merupakan komponen iklim mikro yang sangat mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan masing-masing berkaitan mewujudkan keadaan lingkunganoptimal bagi tanaman (Noorhadi dan Sudadi, 2003).

Penyebaran berbagai jenis tumbuhan akan dibatasi oleh kondisi iklim dan tanah serta daya adaptasi dari masing-masing spesies tumbuhan tersebut. Sesungguhnya hubungan antara vegetasi dan iklim merupakan hubungan saling pengaruh. Selain iklim dapat mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tanaman, keberadaan vegetasi juga dapat mempengaruhi iklim di sekitarnya. Semakin besar total biomassa vegetasi yang terlibat dan semakin nyata pengaruhnya terhadap iklim wilayah tersebut. Peran vegetasi mirip bentang dan air. Hal ini disebabkan karena tumbuhan mengandung banyakair dan tumbuhan menyumbang banyak uap air ke atmosfer melalui proses transpirasi (Lakitan, 1994).

Anasir iklim mikro yang mempengaruhi pertumbuhan, antara lain:

1. Kecepatan Angin

Kecepatan angin dapat diukur dengan suatu alat yang disebut Anemometer. Kecepatan angin dapat ditentukan oleh beberapa faktor, antara lain:

a.   Besar kecilnya gradien barometrik.

Gradien Barometrik, yaitu angka yang menunjukkan perbedaan tekanan udara melalui dua garis isobar pada garis lurus, dihitung untuk tiap-tiap 111 km (jarak 111 km di equator 1 ( atau 1/360 x 40.000 km = 111 km). Menurut hukum Stevenson bahwa kecepatan angin bertiup berbanding lurus dengan gradien barometriknya. Semakin besar gradien barometriknya, semakin besar pula kecepatannya.

b.      Relief Permukaan Bumi.

Angin bertiup kencang pada daerah yang reliefnya rata dan tidak ada rintangan. Sebaliknya bila bertiup pada daerah yang reliefnya besar dan rintangannya banyak, maka angin akan berkurang kecepatannya.

c.       Ada Tidaknya Tanaman.

Banyaknya pohon-pohonan akan menghambat kecepatan angin dan sebaliknya, bila pohon-pohonannya jarang maka sedikit sekali memberi hambatan pada kecepatan angin

d.      Tinggi Tempat dari Permukaan Tanah.

Angin yang bertiup dekat dengan permukaan bumi akan mendapatkan hambatan karena bergesekan dengan muka bumi, sedangkan angin yang bertiup jauh di atas permukaan bumi bebas dari hambatan.

2. Suhu atau Temperatur Udara

Suhu atau temperatur udara adalah derajat panas dari aktivitas molekul dalam atmosfer. Alat untuk mengukur suhu atau temperatur udara atau derajat panas disebut Termometer. Biasanya pengukuran suhu atau temperatur udara dinyatakan dalam skala Celcius (C), Reamur (R), dan Fahrenheit (F). Udara timbul karena adanya radiasi panas matahari yang diterima bumi. Tingkat penerimaan panas oleh bumi dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain:

1.    Sudut datang sinar matahari, yaitu sudut yang dibentuk oleh permukaan bumi dengan arah datangnya sinar matahari. Makin kecil sudut datang sinar matahari, semakin sedikit panas yang diterima oleh bumi dibandingkan sudut yang datangnya tegak lurus.

2.    Lama waktu penyinaran matahari, makin lama matahari bersinar, semakin banyak panas yang diterima bumi.

3.    Keadaan muka bumi (daratan dan lautan), daratan cepat menerima panas dan cepat pula melepaskannya, sedangkan sifat lautan kebalikan dari sifat daratan.

4.    Banyak sedikitnya awan, ketebalan awan mempengaruhi panas yang diterima bumi. Makin banyak atau makin tebal awan, semakin sedikit panas yang diterima.

3.  Kelembaban Udara.

Kelembaban udara adalah banyaknya uap air yang terkandung dalam massa udara pada saat dan tempat tertentu. Alat untuk mengukur kelembaban udara disebut psychrometer atau hygrometer.

Kelembaban udara dapat dibedakan menjadi:

1.  Kelembaban mutlak atau kelembaban absolut, yaitu kelembaban yang menunjukkan berapa gram berat uap air yang terkandung dalam satu meter kubik (1 m³) udara.

2.  Kelembaban nisbi atau kelembaban relatif, yaitu bilangan yang menunjukkan berapa persen perbandingan antara jumlah uap air yang terkandung dalam udara dan jumlah uap air maksimum yang dapat ditampung oleh udara tersebut.

4.  Radiasi Matahari

Matahari adalah sumber energi pada peristiwa yang terjadi dalam atmosfer yang dianggap penting bagi sumber kehidupan. Energi matahari merupakan penyebab utama dari perubahan dan pergerakan dalam atmosfer sehingga dapat dianggap sebagai pengendali iklim dan cuaca yang besar. Dari matahari dipancarkan sinar yang pada umumnya mempunyai gelombang pendek, sedangkan dari bumi dipancarkan sinar dengan gelombang panjang. Bagian radiasi matahari yang sampai ke permukaan bumi disebut insolasi.