11Cuaca dan Iklim

Pada minggu kedua bulan Januari, dua kartu pos tiba di sekolah. Kartu pertama, dari sepupu Lena, bergambar anak-anak yang membuat istana pasir di pantai yang cerah di bawah pohon-pohon kelapa. Kartu kedua, dari nenek Tom, bergambar anak-anak yang membuat boneka salju di kebun yang bersalju. “Bagaimana bisa musim panas dan musim dingin terjadi pada minggu yang sama?” tanya Tom.

Yang begitu berbeda di antara kedua tempat itu bukanlah cuaca pada satu hari. Yang berbeda adalah cuaca yang mereka alami, dari tahun ke tahun: iklimnya.

Yang sudah kamu ketahui

Cuaca adalah keadaan udara di suatu tempat pada suatu waktu: cerah, berawan, hujan, bersalju, berangin (Bab 1). Termometer mengukur suhu udara, dalam derajat Celsius; penakar hujan mengukur hujan, dalam milimeter (Bab 7). Khatulistiwa melingkari bagian tengah bola dunia, di pertengahan antara Kutub Utara dan Kutub Selatan (Bab 6). Buku fisika telah menunjukkan bahwa Bumi mengelilingi Matahari dalam satu tahun, dan bahwa musim-musimnya berasal dari kemiringan sumbunya: pada musim panas, Matahari naik lebih tinggi di langit dan siang hari lebih panjang.

11.1 Cuaca adalah hari ini, iklim adalah yang biasa

Cuaca berubah dari hari ke hari, bahkan dari jam ke jam. Iklim adalah hal yang lain.

Definisi 11.1 (Iklim)

Yang disebut iklim suatu tempat adalah cuaca yang biasanya terjadi di sana, bulan demi bulan, selama bertahun-tahun: seberapa hangat atau dingin, seberapa basah atau kering setiap musimnya. Para ahli cuaca menghitungnya dengan merata-ratakan hasil pengukuran selama 30 tahun.

“Pagi ini hujan turun” adalah kalimat tentang cuaca. “Di sini banyak hujan pada musim gugur” adalah kalimat tentang iklim. Satu hari yang dingin di musim panas tidak mengubah iklim; itu hanyalah cuaca yang tidak biasa.

Para ahli cuaca di seluruh dunia memakai aturan yang sama: mereka merata-ratakan hasil pengukuran selama 30 tahun. Rata-rata yang dipakai sekarang adalah rata-rata tahun 1991 sampai 2020.

11.2 Diagram iklim

Untuk menunjukkan iklim suatu tempat dalam satu gambar, kita membuat sebuah diagram.

Definisi 11.2 (Diagram iklim)

Yang disebut diagram iklim menunjukkan, untuk setiap bulan dalam setahun, suhu rata-rata suatu tempat (sebuah kurva) dan jumlah rata-rata hujan dan salju yang turun di sana (batang-batang, dalam milimeter air).

Metode 11.3 (Membaca diagram iklim)

1. Cari bulan yang paling hangat dan yang paling dingin pada kurva merah, lalu baca suhunya pada skala kiri. Apakah kurvanya datar (suhunya sama sepanjang tahun) atau naik dan turun (ada musim hangat dan musim dingin)? Apakah kurvanya turun di bawah 0 $^\circ$C (membeku)?
2. Cari bulan yang paling basah dan yang paling kering di antara batang-batang biru, lalu baca nilainya pada skala kanan. Apakah batangnya tinggi atau pendek? Apakah ada musim kemarau?
3. Satukan semuanya dalam satu kalimat: “panas dan kering sepanjang tahun”, “sejuk dan basah, dengan musim panas yang kering”…

Contoh 11.4 (Seattle)

Di Seattle, bulan yang paling hangat adalah Agustus (kira-kira 20 $^\circ$C) dan yang paling dingin adalah Desember (kira-kira 6 $^\circ$C): kurvanya naik dan turun, tetapi tidak pernah turun di bawah titik beku. Batang yang paling tinggi adalah batang November (kira-kira 160 mm), yang paling pendek batang Juli (kira-kira 15 mm). Dalam satu kalimat: musim dingin yang sejuk, musim panas yang segar, basah pada musim gugur dan musim dingin, agak kering pada musim panas. Dalam satu tahun penuh, kira-kira 1 000 milimeter hujan turun: satu meter air.

11.3 Empat iklim

Berikut ini diagram iklim empat kota di Amerika Serikat yang letaknya berjauhan: Phoenix, di gurun Arizona; Hilo, di Pulau Hawaii di tengah Samudra Pasifik; Seattle, di pesisir barat; dan Utqiaġvik, di ujung utara Alaska, di pesisir Samudra Arktik. Keempat diagram memakai skala yang sama, sehingga kita dapat membandingkannya sekilas.

Gurun. Di Phoenix, batang-batangnya begitu pendek sehingga kita hampir tidak dapat melihatnya: dalam satu tahun penuh, kurang dari 200 milimeter hujan turun. Musim panasnya sangat panas: pada bulan Juli suhu rata-ratanya 35 derajat.

Definisi 11.5 (Gurun)

Yang disebut gurun adalah tempat yang sangat sedikit menerima hujan: kurang dari 250 milimeter dalam setahun. Hanya sedikit tumbuhan yang dapat hidup di sana, dan tanahnya sering kali gundul.

Gurun tidak selalu panas. Lihatlah Utqiaġvik: kurang dari 150 milimeter hujan turun di sana dalam setahun, bahkan lebih sedikit daripada di Phoenix: tempat itu adalah gurun dingin. Gurun bisa panas atau dingin.

Hutan hujan. Hilo adalah kebalikan dari Phoenix. Batang-batangnya adalah yang paling tinggi di antara keempat diagram: lebih dari 3 000 milimeter hujan turun dalam setahun, dan setiap bulannya basah. Kurva merahnya pun hampir datar: antara 22 dan 25 derajat sepanjang tahun. Di sana sama sekali tidak ada musim dingin.

Definisi 11.6 (Hutan hujan)

Yang disebut hutan hujan adalah hutan lebat dengan pohon-pohon yang sangat tinggi, yang tumbuh di tempat yang hangat dan basah sepanjang tahun, dengan hujan lebat setiap bulan. Sebagian besar hutan hujan terletak di dekat khatulistiwa.

Iklim sedang. Seattle berada di antara keduanya: kurvanya naik pada musim panas dan turun pada musim dingin, tetapi tidak pernah terlalu jauh; hujannya cukup banyak, terutama pada musim gugur dan musim dingin. Inilah iklim sedang: tidak sangat panas, tidak sangat dingin.

Iklim kutub. Di Utqiaġvik, kurva merahnya tetap di bawah 0 $^\circ$C selama delapan bulan dalam setahun; pada bulan Februari rata-ratanya 24 derajat di bawah nol. Bahkan pada bulan Juli, bulan yang paling hangat, suhunya hanya kira-kira 5 derajat.

11.4 Zona panas, zona sedang, dan zona dingin

Mengapa di dekat khatulistiwa udaranya hangat dan di dekat kutub dingin? Karena Matahari. Di dekat khatulistiwa, Matahari tengah hari berada tinggi di langit sepanjang tahun: cahayanya jatuh hampir tegak lurus dan menghangatkan tanah dengan kuat. Di dekat kutub, Matahari selalu rendah: cahayanya datang miring, tersebar di atas daerah yang luas, dan hanya sedikit menghangatkan. Pada musim dingin di sana, Matahari bahkan mungkin tidak terbit sama sekali.

Dua pasang garis yang melingkari bola dunia membagi Bumi menjadi zona-zona iklim.

Definisi 11.7 (Garis balik dan lingkaran kutub)

Yang disebut kedua garis balik adalah garis-garis yang melingkari bola dunia, satu di utara dan satu di selatan khatulistiwa, yang menandai seberapa jauh dari khatulistiwa Matahari tengah hari dapat berada tepat di atas kepala: Garis Balik Utara di utara, Garis Balik Selatan di selatan. Yang disebut kedua lingkaran kutub adalah garis-garis yang melingkari bola dunia, di dekat kutub, yang di luarnya, pada pertengahan musim dingin, Matahari tidak terbit setidaknya selama satu hari, dan pada pertengahan musim panas Matahari tidak terbenam: Lingkaran Arktik di utara, Lingkaran Antarktik di selatan.

Kemiringan sumbu Bumi menentukan letak garis-garis ini.

Definisi 11.8 (Zona iklim)

Bumi terbagi menjadi tiga jenis zona iklim: zona panas, di antara kedua garis balik, di sekitar khatulistiwa; dua zona sedang, di antara sebuah garis balik dan sebuah lingkaran kutub, tempat musim panas dan musim dingin berbeda; dan dua zona dingin, di luar lingkaran kutub, di sekitar kutub.

Zona-zona itu memberikan gambaran awal yang kasar. Di dalam setiap zona, banyak hal lain yang mengubah iklim: seberapa jauh suatu tempat dari laut, seberapa tinggi letaknya, dari mana anginnya datang. Kamu akan mempelajarinya di kelas-kelas berikutnya.

Catatan 11.9 (Phoenix dan zona-zona)

Pada peta zona, Phoenix terletak sedikit di utara Garis Balik Utara, di zona sedang, tetapi kota itu adalah gurun panas. Zona-zona itu hanyalah gambaran awal yang kasar: banyak gurun panas yang besar terletak di dekat garis balik, di tepi zona panas, dan kamu akan mengetahui sebabnya dalam Bab 24.

11.5 Latihan

Latihan 11.1 ★

Cuaca atau iklim?

1. [(a)] Pagi ini salju turun di Utqiaġvik.
2. [(b)] Di Phoenix, musim panasnya sangat panas dan kering.
3. [(c)] Kemarin sore angin kencang bertiup di Seattle.
4. [(d)] Di Hilo, banyak hujan turun setiap bulan sepanjang tahun.

Solusi

Solusi Latihan 11.1.

(a) Cuaca (hanya pagi ini). (b) Iklim (setiap musim panas). (c) Cuaca (kemarin sore). (d) Iklim (setiap bulan, dari tahun ke tahun).

Latihan 11.2 ★

Apa yang dimaksud dengan iklim suatu tempat? Selama berapa tahun para ahli cuaca merata-ratakan hasil pengukurannya untuk menggambarkan iklim itu?

Solusi

Solusi Latihan 11.2.

Iklim suatu tempat adalah cuaca yang biasanya terjadi di sana, bulan demi bulan, selama bertahun-tahun. Para ahli cuaca merata-ratakan hasil pengukuran selama 30 tahun.

Latihan 11.3 ★

Pada diagram iklim Seattle, bulan apa yang paling dingin? Bulan apa yang paling basah? Apakah suhunya pernah turun di bawah 0 $^\circ$C?

Solusi

Solusi Latihan 11.3.

Bulan yang paling dingin adalah Desember (kira-kira 6 $^\circ$C; Januari hampir sama dinginnya). Bulan yang paling basah adalah November (kira-kira 160 mm). Tidak: kurvanya tidak pernah turun di bawah 0 $^\circ$C.

Latihan 11.4 ★

Pada diagram iklim Utqiaġvik, bulan apa yang paling hangat? Adakah bulan yang suhunya lebih dari 10 $^\circ$C?

Solusi

Solusi Latihan 11.4.

Juli adalah bulan yang paling hangat, kira-kira 5 $^\circ$C. Tidak ada bulan yang suhunya lebih dari 10 $^\circ$C.

Latihan 11.5 ★

Di zona iklim manakah setiap tempat berikut: khatulistiwa; Kutub Utara; sebuah tempat di pertengahan antara khatulistiwa dan Kutub Selatan?

Solusi

Solusi Latihan 11.5.

Khatulistiwa: zona panas. Kutub Utara: zona dingin (yang di utara). Di pertengahan antara khatulistiwa dan Kutub Selatan: zona sedang selatan (zona itu terletak di antara Garis Balik Selatan dan Lingkaran Antarktik).

Latihan 11.6 ★

Gunakan peta zona. Di zona iklim manakah setiap kota dari keempat kota itu: Phoenix, Hilo, Seattle, Utqiaġvik?

Solusi

Solusi Latihan 11.6.

Hilo: zona panas. Phoenix dan Seattle: zona sedang utara. Utqiaġvik: zona dingin utara, di luar Lingkaran Arktik.

Latihan 11.7 ★★

Berikut ini hujan rata-rata setiap bulan di Seattle, dalam milimeter, dibulatkan ke bilangan bulat:

J	F	M	A	M	J	J	A	S	O	N	D
147	96	106	81	48	37	15	25	41	99	160	145

Berapa banyak hujan yang turun di Seattle dalam satu tahun penuh? Berapa banyak yang turun dalam tiga bulan Desember, Januari, dan Februari?

Solusi

Solusi Latihan 11.7.

Satu tahun penuh: $147 + 96 + 106 + 81 + 48 + 37 + 15 + 25 + 41 + 99 + 160 + 145 = 1\,000$ milimeter. Desember, Januari, dan Februari: $145 + 147 + 96 = 388$ milimeter, lebih dari sepertiga hujan setahun dalam tiga bulan saja.

Latihan 11.8 ★★

Di Phoenix, suhu rata-ratanya 14 $^\circ$C pada bulan Januari dan 35 $^\circ$C pada bulan Juli. Di Hilo, suhunya 22 $^\circ$C pada bulan Januari dan 25 $^\circ$C pada bulan Juli. Hitunglah selisih antara Juli dan Januari di setiap kota. Di manakah musim lebih banyak mengubah suhu?

Solusi

Solusi Latihan 11.8.

Phoenix: $35 - 14 = 21$ derajat. Hilo: $25 - 22 = 3$ derajat. Musim jauh lebih banyak mengubah suhu di Phoenix; di Hilo suhunya hampir sama sepanjang tahun.

Latihan 11.9 ★★

Berikut ini rata-rata sebuah kota khayalan.

bulan	J	F	M	A	M	J	J	A	S	O	N	D
suhu ($^\circ$C)	27	27	28	28	28	27	27	27	27	27	27	27
hujan (mm)	250	230	280	290	260	180	170	160	190	230	250	260

Apakah iklimnya gurun, hutan hujan, iklim sedang, atau iklim kutub? Berikan dua alasan. Di zona manakah kota itu paling mungkin terletak?

Solusi

Solusi Latihan 11.9.

Iklim hutan hujan: udaranya panas sepanjang tahun (27 atau 28 $^\circ$C, tanpa musim dingin), dan banyak hujan turun setiap bulan (paling sedikit 160 mm, dan lebih dari 2 000 mm dalam setahun). Kota itu paling mungkin terletak di zona panas, di dekat khatulistiwa.

Latihan 11.10 ★★

Kembalilah ke dua kartu pos di awal bab, yang dikirim pada minggu yang sama di bulan Januari. Berikan dua penjelasan yang berbeda tentang bagaimana anak-anak dapat bermain di pantai yang cerah di satu tempat, sementara anak-anak lain membuat boneka salju di tempat lain.

Solusi

Solusi Latihan 11.10.

Penjelasan pertama: pantai itu terletak di zona panas, yang hangat sepanjang tahun, sedangkan kebun yang bersalju terletak di zona sedang atau zona dingin, tempat bulan Januari jatuh pada musim dingin. Penjelasan kedua: pantai itu terletak di belahan bumi selatan, tempat bulan Januari jatuh pada musim panas, sedangkan kebun yang bersalju terletak di belahan bumi utara, tempat bulan Januari jatuh pada musim dingin: musim-musimnya terbalik di antara kedua belahan bola dunia.

Latihan 11.11 ★★★

Noor berkata: “Phoenix dan Seattle sama-sama berada di zona sedang, jadi iklimnya pasti sama.” Gunakan diagram iklim untuk menunjukkan bahwa ia keliru: bandingkan suhu dan hujannya. Lalu jelaskan apa yang diberitahukan oleh zona-zona iklim kepada kita, dan apa yang tidak.

Solusi

Solusi Latihan 11.11.

Suhu: Phoenix jauh lebih panas, kira-kira 35 $^\circ$C pada bulan Juli, dibandingkan dengan kira-kira 20 $^\circ$C pada bulan Agustus di Seattle, dan bulan Januarinya (kira-kira 14 $^\circ$C) sudah sehangat bulan Mei di Seattle. Hujan: kurang dari 200 mm setahun di Phoenix, sebuah gurun, dibandingkan dengan kira-kira 1 000 mm di Seattle. Jadi iklim keduanya tidak sama. Zona-zona iklim memberi tahu kita, secara kasar, seberapa banyak Matahari menghangatkan suatu tempat, dari khatulistiwa sampai ke kutub; zona-zona itu tidak memberi tahu kita seberapa banyak hujan yang turun, atau pengaruh laut, pegunungan, dan angin.