Stabilitas atmosfer, penentu ketebalan awan

Climate4life.info - Kali ini kita akan membahas bagaimana stabilitas atmosfer menjadi penentu terjadinya perbedaan ketinggian awan.
Jenis-jenis awan dan perbedaan ketebalannya (Ahrens - Essential of Meteorology)


Stabilitas atmosfer berkaitan dengan sifat fisis atmosfer yang tentunya mengandung perhitungan termodinamika atmosfer serta keberadaan uap air di atmosfer.

Artikel lain yang berkaitan dapat dibaca juga pada : Mengapa bentuk awan berbeda-beda?

Faktor utama stabilitas atmosfer adalah hubungan suhu dengan ketinggian. Tingkat di mana suhu bervariasi terhadap ketinggian disebut lajusurut. Lajusurut mempunyai pengaruh yang signifikan pada gerak vertikal udara.

Mekanisme di mana udara dipindahkan secara vertikal terikat pada konsep lajusurut adiabatik (Fritz, 2003), sebagaimana telah dirumuskan pada artikel Mengapa setiap naik 100 m suhu udara turun 1 derajat celcius


Stabilitas atmosfer memungkinkan untuk mengetahui kecenderungan gerakan vertikal dari suatu massa udara di atmosfer. Perbedaan-perbedaan yang kecil dalam gerakan vertikal tersebut penting untuk menerangkan atau meramalkan pembentukan awan-awan konvektif, hujan ataupun wilayah daerah tekanan rendah (Pawitan, 1989).

Udara yang tidak stabil memungkinkan terbentuknya awan khususnya awan yang mempunyai ukuran vertikal yang mencolok dan yang biasanya menimbulkan cuaca buruk. Sebaliknya dengan cuaca cerah, tanpa awan adalah sebagai akibat udara yang stabil (Prawirowardoyo, 1996).

Ahrens dalam "Essential of Meteorology menjelaskan tingkat stabilitas atmosfer  yaitu dengan cara membandingkan laju penurunan lingkungan (γ) dengan laju penurunan adiabatik kering (γd) dan adiabatik jenuh (γs). Dengan demikian akan di dapat 3 keadaan yaitu:


1. γd > γs > γ, keadan stabil mutlak

Suhu lingkungan lebih besar dibanding laju adiabatik kering dan adiabatik jenuh. Pada lapisan ini stabil baik untuk udara tidak jenuh maupun udara jenuh.

Keadaan stabil mutlak dalam konteks stabilitas atmosfer tersebut dapat diamati pada gambar berikut ini.
Gambar 1. Kondisi atmosfer stabil (Sumber gambar : di sini)


Kondisi stabil tercapai jika paket udara  suhunya lebih dingin dibanding suhu lingkungannya. Karena lebih dingin maka paket udara tersebut menjadi lebih berat sehingga tidak dapat bergerak vertikal. 

Jika dipaksa naik oleh faktor lain, maka paket akan mengembang secara horizontal. Pada kondisi kondensasi tercapai, maka awan yang terbentuk akan melebar berupa lapisan awan tipis. 

Maka jenis awan yang terbentuk pada kondisi atmosfer stabil adalah cirrostratus, altostratus, nimbostratus, atau stratus.




2. γ > γd > γs, keadaan tidak stabil mutlak

Laju penurunan suhu paket baik secara adiabatik kering maupun jenuh  lebih kecil sehingga suhunya lebih tinggi dibanding suhu lingkungan.

Dengan demikian paket akan terus bergerak ke atas dan tidak stabil. Ilustrasinya keadaan tidak stabil mutlak dalam konsep stabilitas atmosfer seperti tersaji di bawah ini.

Gambar 2. Kondisi atmosfer tidak stabil mutlak (Sumber gambar : di sini)


Awan yang terbentuk pada kondisi tidak stabil mutlak ini adalah awan yang menjulang tinggi dengan jenis cumulus dan cumulonimbus. Salah satu dampak dari kondisi ini adalah hujan es yang terjadi di Yogyakarta


3. γd  > γ > γs, keadaan tidak stabil bersyarat

Suhu lingkungan lebih besar dibanding laju adiabatik kering tetapi lebih kecil adiabatik jenuh. Artinya pada lapisan ini stabil untuk udara tidak jenuh tapi tidak stabil untuk udara jenuh.

Mekanisme keadaan tidak stabil bersyarat dalam konsep stabilitas atmosfer seperti pada gambar berikut.

Gambar 3. Kondisi atmosfer tidak stabil bersyarat (Sumber gambar : di sini)


Awan-awan yang terbentuk pada kondisi atmosfer tidak stabil bersyarat berupa awan-awan konvektif yang terjadi pada beberapa ketinggian.


Demikianlah mengapa ketebalan awan dan juga bentuknya selalu tidak sama. Referensi mengenai Stabilitas atmosfer, penentu ketebalan awan ini bersumber dari:
  • Fritz, B.K., 2003, Measurement and Analysis  of   Atmospheric   Stability   in   Two   Texas   Regions,     2003     ASAE/NAAA     Technical     Session,  37th  Annual  National  Agricultural  Aviation Association Convention, Reno, NV
  • Ahrens, Essential of Meteorology
  • Pawitan, H., 1989,  Termodinamika Atmosfer, Pusat Antar Ilmu Hayat, Institut Pertanian Bogor.
  • Prawirowardoyo, S., 1996,  Meteorologi, Penerbit ITB, Bandung.
  •  University of Georgia web site : CHARACTERISTICS OF AIR PARCELS AND AIR MASSES; CLOUDS

Post a Comment

2 Comments

  1. Ternyata atmosfer penentu dari bentuk2nya awan yg kita lihat. Hihi keren :D

    ReplyDelete
    Replies
    1. Tuhan sudh mendesain alam semesta dengan sempurna yah

      Delete

Terima kasih atas komentarnya. Mohon tidak meletakkan link hidup yah.