বইগুলো এখনো বাংলা ভাষায় পাওয়া যায় না — Bahasa Indonesia সংস্করণ দেখানো হচ্ছে।
Ilmu Kebumian dan Antariksa Sekolah Dasar dan Menengah Pertama · শ্রেণি 1–9
25Massa Udara, Front, dan Peta Cuaca
Pagi itu cerah dan tenang. Menjelang tengah hari, guratan-guratan putih yang tipis muncul sangat tinggi di langit, lalu perlahan melebar menjadi selubung pucat yang meredupkan Matahari. Pada sore hari awan menebal dan turun makin rendah; menjelang malam turun hujan yang tetap. Pada malam hari udara menjadi hangat dan lembap, lalu sebuah garis awan yang gelap membawa hujan deras yang singkat dan embusan angin. Keesokan paginya cerah, segar, dan berangin. Dalam dua hari, sebuah depresi telah melintas di atas kota itu, beserta kedua frontnya.
Para prakirawan cuaca sudah melihatnya datang beberapa hari sebelumnya. Bab ini menunjukkan caranya: udara di langit kita datang dalam massa yang besar, massa-massa itu bertemu di sepanjang front, dan peta tekanan menunjukkan ke mana semuanya bergerak.
Yang sudah kamu ketahui
Udara menekan segala sesuatu yang disentuhnya; barometer mengukur tekanan ini dalam hektopascal (buku-buku fisika), dan di permukaan laut besarnya sekitar (Bab 23). Awan terbentuk ketika udara lembap naik dan mendingin (Bab 7). Di permukaan tanah, angin bertiup dari tekanan tinggi ke tekanan rendah, dan perputaran Bumi membelokkannya: ke kanan di belahan bumi utara. Di antara sekitar dan , angin baratan membawa badai yang datang silih berganti (Bab 24).
25.1 Massa udara
Udara yang berhari-hari diam di atas tempat yang sama memperoleh sifat permukaan di bawahnya. Di atas samudra yang hangat, udara itu menjadi hangat dan lembap; di atas daratan yang membeku, dingin dan kering. Ketika bergerak pergi, udara itu membawa sifat ini bersamanya, kadang-kadang sampai ribuan kilometer jauhnya.
Definisi 25.1 (Massa udara)
Yang disebut massa udara adalah tubuh udara yang sangat besar yang suhu dan kelembapannya hampir sama di mana-mana pada ketinggian tertentu. Massa udara memperoleh sifat-sifat itu dari wilayah tempat ia terbentuk, yaitu daerah sumbernya.
Para prakirawan menamai massa udara dengan dua huruf. Huruf pertama menyatakan tempat ia terbentuk: c (kontinental) di atas daratan, sehingga kering; m (maritim) di atas samudra, sehingga lembap. Huruf kedua menyatakan seberapa dinginnya: A (arktik) di atas wilayah kutub, P (polar) di atas lintang tinggi, T (tropis) di atas lintang rendah. Udara dari gurun yang panas adalah cT, panas dan kering; udara dari Arktik adalah cA, sangat dingin dan kering.
25.2 Front
Ketika sebuah massa udara bergerak, ia bertemu dengan massa udara yang lain. Keduanya tidak mudah bercampur: keduanya tetap terpisah, dengan batas yang sempit di antaranya, tempat cuaca berubah.
Definisi 25.2 (Front)
Yang disebut front adalah batas di permukaan tanah antara dua massa udara yang suhu dan kelembapannya berbeda. Pada front dingin, udara dingin mendesak masuk ke udara yang lebih hangat dan menggantikan tempatnya; pada front hangat, udara hangat mendesak masuk ke udara yang lebih dingin dan menggantikan tempatnya.
Udara dingin lebih rapat daripada udara hangat. Pada front dingin, udara dingin menyusup ke bawah udara hangat seperti baji dan mengangkatnya dengan tajam. Udara yang hangat dan lembap naik dengan cepat dan membentuk awan yang menjulang, kumulus dan kumulonimbus: front ini membawa hujan deras, kadang-kadang hujan es dan guntur, embusan angin, serta penurunan suhu yang mendadak. Setelah front lewat, hujan berhenti dan langit menjadi cerah. Front dingin bergerak cepat, sampai dua kali lebih cepat daripada front hangat.
Pada front hangat, udara hangat yang ringan tidak dapat mendorong udara dingin dari permukaan tanah: udara itu naik perlahan-lahan di atasnya, pada lereng yang panjang dan landai. Karena itu, awannya muncul jauh di depan front, tinggi di langit: mula-mula guratan tipis awan sirus, lalu selubung sirostratus, lalu altostratus yang kelabu. Makin dekat front itu, awan makin rendah dan tebal, dan hujan yang panjang dan tetap pun mulai turun. Setelah front lewat, udara lebih hangat dan lebih lembap.
Pada peta cuaca, front dingin digambar sebagai garis biru bersegitiga, dan front hangat sebagai garis merah berhiaskan setengah lingkaran. Lambang-lambang itu terletak di sisi ke arah mana front bergerak. Ketika front dingin yang cepat menyusul front hangat, keduanya bergabung menjadi front oklusi, yang digambar dengan warna ungu dan memuat kedua lambang itu.
25.3 Depresi dan antisiklon
Front lahir di dalam pusaran udara raksasa yang melintasi lintang tengah. Di tempat udara naik, tekanan di permukaan tanah lebih rendah daripada di sekelilingnya; di tempat udara turun, tekanannya lebih tinggi.
Definisi 25.3 (Depresi dan antisiklon)
Yang disebut depresi, atau daerah tekanan rendah, adalah wilayah yang tekanannya di permukaan laut lebih rendah daripada di sekelilingnya. Yang disebut antisiklon, atau daerah tekanan tinggi, adalah wilayah yang tekanannya lebih tinggi daripada di sekelilingnya.
Angin bertiup dari daerah tekanan tinggi ke daerah tekanan rendah, tetapi perputaran Bumi membelokkannya, sehingga akhirnya angin bertiup hampir mengelilingi pusat-pusatnya. Di belahan bumi utara, angin berputar berlawanan arah jarum jam di sekitar depresi dan searah jarum jam di sekitar antisiklon; di belahan bumi selatan, sebaliknya. Di dalam depresi, udara mengalir masuk di dekat tanah, naik, mendingin, dan membentuk awan: depresi membawa awan, hujan, dan angin, beserta front-frontnya. Di dalam antisiklon, udara turun dan menghangat selama turun: antisiklon membawa cuaca yang kering dan tenang dengan angin yang lemah. Antisiklon yang khas mempunyai tekanan sekitar atau lebih di pusatnya; depresi yang dalam turun di bawah .

25.4 Isobar dan peta cuaca
Untuk melihat depresi dan antisiklon, para prakirawan menggambar peta tekanan. Setiap stasiun mengukur tekanannya dan mengoreksinya ke permukaan laut, sehingga stasiun di puncak gunung dapat dibandingkan dengan stasiun di pantai. Lalu digambarlah garis-garis yang melalui semua tempat yang tekanannya sama.
Definisi 25.4 (Isobar)
Yang disebut isobar adalah garis pada peta yang menghubungkan tempat-tempat yang tekanannya di permukaan laut sama. Isobar diberi angka dalam hektopascal dan sering digambar setiap .
Di sekitar depresi, isobar membentuk lingkaran-lingkaran tertutup, dengan tekanan terendah di pusatnya, yang ditandai R; di sekitar antisiklon, isobar membentuk lingkaran dengan tekanan tertinggi di pusatnya, yang ditandai T. Di tempat isobar-isobar saling berdekatan, tekanan berubah dengan cepat dari satu tempat ke tempat berikutnya, dan anginnya kencang; di tempat isobar-isobar berjauhan, anginnya lemah.
Metode 25.5 (Membaca peta cuaca)
- Temukan pusat-pusatnya: R untuk depresi, T untuk antisiklon, beserta tekanannya.
- Bacalah isobarnya: nilainya naik ke arah T dan turun ke arah R. Isobar yang berdekatan berarti angin yang kencang.
- Temukan arah angin: di belahan bumi utara, angin bertiup hampir sejajar dengan isobar, dengan tekanan rendah di sebelah kirinya, sedikit membelok ke arah tekanan rendah.
- Temukan front-frontnya dan arah geraknya (sisi lambang-lambangnya), lalu udara di kedua sisinya: apa yang akan datang berikutnya?
Contoh 25.6 (Cuaca di kota K)
Pada peta, K terletak di selatan front hangat dan di timur front dingin: di dalam udara hangat di antara kedua front. Front hangat sudah melewatinya. Di sana isobar-isobar membentang dari barat daya ke timur laut, dengan tekanan rendah di barat laut: angin bertiup dari barat daya, hangat dan lembap. Front dingin datang dari barat. Segitiga-segitiganya menghadap ke timur, ke arah kota: dalam beberapa jam akan datang hujan deras yang singkat dan embusan angin, lalu angin akan berbalik dari barat atau barat laut, udara akan menjadi lebih sejuk, dan langit akan cerah.
Barometer memberi peringatannya sendiri, bahkan tanpa peta. Misalkan seluruh peta di atas bergeser ke timur, tanpa berubah, dengan kecepatan per jam, dan sebuah barometer perekam berdiri di stasiun S, di sebelah timur front-front itu. Selama dua setengah hari, barometer itu akan menggambar rekaman di bawah ini.
Contoh 25.7 (Membaca rekaman barometer)
Selama 8 jam pertama tekanan naik sampai sekitar : antisiklon melintas di atas S, dengan cuaca yang tenang. Lalu tekanan turun selama 30 jam, sebesar sekitar : depresi sedang datang. Tekanan turun paling cepat beberapa jam sebelum front hangat lewat, lebih lambat di dalam udara hangat di belakangnya, dan mencapai titik terendahnya, sekitar , tepat ketika front dingin lewat. Lalu tekanan naik: depresi sedang menjauh, dan udara yang lebih sejuk dan lebih cerah di belakang front dingin tiba.
25.5 Bagaimana prakiraan cuaca dibuat
Definisi 25.8 (Prakiraan cuaca)
Yang disebut prakiraan cuaca adalah pernyataan tentang cuaca yang diharapkan di suatu tempat dalam beberapa jam atau hari mendatang, yang disusun dari pengamatan atmosfer dan dari hukum-hukum fisika.
Prakiraan cuaca dibuat dalam tiga langkah. Pertama, dinas-dinas cuaca di seluruh dunia melakukan jutaan pengamatan setiap hari: suhu, curah hujan, tekanan, angin, dan kelembapan, yang diukur di stasiun darat, di laut, dengan balon cuaca, dengan radar, dan dari satelit. Kemudian pengamatan-pengamatan ini dimasukkan ke dalam model komputer: komputer yang sangat kuat menghitung, langkah demi langkah, bagaimana atmosfer akan berubah dari keadaannya sekarang. Akhirnya, para prakirawan membaca hasilnya, membandingkannya dengan apa yang mereka ketahui tentang wilayah mereka, lalu menulis prakiraannya.
Sejarah — Prakiraan cuaca publik yang pertama
Pada tahun 1854, seorang perwira angkatan laut, Robert FitzRoy, diangkat menjadi kepala sebuah kantor cuaca baru di London. Setiap pagi pukul 09.00, stasiun-stasiun di sepanjang pantai mengukur cuaca dan mengirimkan hasilnya ke London lewat telegraf, penemuan terbaru pada masa itu. Pada tahun 1859, sebuah badai dahsyat, badai Royal Charter, menenggelamkan banyak kapal; FitzRoy lalu mendirikan layanan peringatan badai bagi para pelaut, yang dimulai pada bulan Februari 1861. Pada 1 Agustus 1861 ia melangkah lebih jauh dan menerbitkan prakiraan cuaca publik yang pertama di sebuah surat kabar, The Times. Prakiraan-prakiraannya melihat satu atau dua hari ke depan dan sangat umum; prakiraan-prakiraan itulah awal dari prakiraan cuaca yang kita baca sekarang.
Prakiraan cuaca sudah menjadi jauh lebih baik. Selama beberapa dasawarsa terakhir, para prakirawan memperoleh kira-kira satu hari tambahan prakiraan yang baik setiap sepuluh tahun: prakiraan untuk empat hari ke depan sekarang sama baiknya dengan prakiraan untuk satu hari ke depan tiga puluh tahun yang lalu. Namun, makin jauh ke depan sebuah prakiraan melihat, makin tidak pasti prakiraan itu, karena kesalahan-kesalahan kecil dalam pengamatan awal membesar selagi komputer melangkah maju dalam waktu.
Di lapangan — Mengamati datangnya front
Pada hari ketika prakiraan cuaca mengumumkan datangnya sebuah front, amati langit setiap beberapa jam dan catat waktunya, awannya, anginnya, dan suhunya. Sebelum front hangat, apakah guratan tinggi awan sirus datang lebih dulu? Ketika front dingin lewat, apakah suhu turun dan angin berubah arah? Bandingkan catatanmu dengan peta cuaca hari itu.
25.6 Latihan
Latihan 25.1 ★
Berikan arti setiap pasangan huruf dan katakan apakah massa udaranya hangat atau dingin, lembap atau kering: (a) mT; (b) cP; (c) cT; (d) mP.
Solusi
Solusi Latihan 25.1.
(a) Maritim tropis: hangat dan lembap. (b) Kontinental polar: dingin dan kering. (c) Kontinental tropis: panas dan kering. (d) Maritim polar: dingin dan lembap.
Latihan 25.2 ★
Pasangkan setiap tanda pada peta cuaca dengan artinya: garis biru bersegitiga; garis merah berhiaskan setengah lingkaran; garis yang menghubungkan tempat-tempat yang tekanannya sama; huruf T; huruf R.
Solusi
Solusi Latihan 25.2.
Garis biru bersegitiga: front dingin. Garis merah berhiaskan setengah lingkaran: front hangat. Garis yang menghubungkan tempat-tempat yang tekanannya sama: isobar. T: pusat antisiklon (tekanan tinggi). R: pusat depresi (tekanan rendah).
Latihan 25.3 ★
Benar atau salah? Perbaiki kalimat yang salah. (a) Antisiklon biasanya membawa cuaca yang tenang. (b) Awan front hangat datang sesudah frontnya. (c) Isobar yang berdekatan berarti angin yang lemah. (d) Udara dingin lebih rapat daripada udara hangat.
Latihan 25.4 ★
Pada peta cuaca bab ini: (a) berapa tekanan di pusat depresi? (b) Di pusat antisiklon? (c) Berapa hektopascal selisih antara dua isobar yang bersebelahan? (d) Berapa hektopascal selisih tekanan antara kedua pusat itu?
Solusi
Solusi Latihan 25.4.
(a) . (b) . (c) . (d) .
Latihan 25.5 ★★
Urutkan peristiwa-peristiwa ini sesuai urutan terjadinya ketika sebuah front hangat mendekat lalu lewat: hujan yang tetap; guratan tipis awan sirus; selubung kelabu altostratus; udara yang lebih hangat dan lebih lembap; awan yang makin rendah dan tebal.
Latihan 25.6 ★★
Jelaskan mengapa awan front dingin menjulang tinggi, sedangkan awan front hangat menyebar berlapis-lapis. Gunakan kata-kata baji, curam, lereng landai.
Solusi
Solusi Latihan 25.6.
Pada front dingin, udara dingin yang rapat menyusup ke bawah udara hangat seperti baji: udara hangat terangkat pada lereng yang curam, naik dengan cepat, dan membentuk awan yang tinggi. Pada front hangat, udara hangat naik perlahan-lahan di atas udara dingin pada lereng landai: udara itu naik sedikit demi sedikit sepanjang jarak yang jauh, dan awannya menyebar berlapis-lapis.
Latihan 25.7 ★★
Pada peta cuaca: (a) di mana angin paling kencang, di dekat R atau di dekat T? Bagaimana kamu mengetahuinya? (b) Di utara R, dari arah mana angin bertiup? (c) Di selatan T? (d) Apakah angin berputar searah atau berlawanan arah jarum jam di sekitar R?
Solusi
Solusi Latihan 25.7.
(a) Di dekat R: di sana isobar-isobar lebih berdekatan, dan panahnya lebih panjang. (b) Dari timur (panah-panahnya menunjuk ke barat, sedikit ke arah barat daya). (c) Dari timur (panah-panahnya menunjuk ke barat). (d) Berlawanan arah jarum jam.
Latihan 25.8 ★★
Sebuah barometer di sebuah kota menunjukkan pada pukul 06.00, pada pukul 12.00, dan pada pukul 18.00. (a) Berapa besar penurunan tekanan dalam 12 jam? (b) Apa yang sedang datang ke arah kota itu, depresi atau antisiklon? (c) Cuaca apa yang dapat diperkirakan kota itu?
Latihan 25.9 ★★
Udara yang sudah seminggu diam di atas Sahara bergerak ke utara melintasi Laut Tengah. (a) Namai massa udara ini dengan kedua hurufnya. (b) Apakah udara itu panas atau dingin, lembap atau kering, ketika berangkat? (c) Apa yang dapat berubah pada sifatnya selagi ia menyeberangi laut?
Latihan 25.10 ★★
Prakiraan untuk empat hari ke depan sekarang sama baiknya dengan prakiraan untuk satu hari ke depan tiga puluh tahun yang lalu. (a) Berapa hari prakiraan yang baik telah diperoleh dalam tiga puluh tahun? (b) Berapa hari itu untuk setiap sepuluh tahun? (c) Jika kemajuan yang sama terus berlanjut, dalam berapa tahun prakiraan lima hari akan sama baiknya dengan prakiraan satu hari sekarang?
Solusi
Solusi Latihan 25.10.
(a) hari. (b) hari untuk setiap sepuluh tahun. (c) Diperlukan hari lagi: sekitar 40 tahun.
Latihan 25.11 ★★★
Pada peta cuaca, gunakan batang skalanya. (a) Kira-kira berapa kilometer jarak antara pusat R dan pusat T? (b) Di dekat R, dua isobar yang bersebelahan berjarak sekitar . Berapa hektopascal tekanan berubah sepanjang di sana? (c) Di dekat T, dua isobar yang bersebelahan berjarak sekitar . Pertanyaan yang sama. (d) Di mana angin lebih kencang? Apakah panah-panah pada peta sesuai?
Solusi
Solusi Latihan 25.11.
(a) Sekitar (empat setengah kali batang skala). (b) sepanjang : per . (c) per . (d) Di dekat R, tempat tekanan berubah lebih cepat; ya, panah-panahnya lebih panjang di dekat R.
Latihan 25.12 ★★★
Sebuah front dingin berada di sebelah barat sebuah kota dan bergerak ke timur dengan kecepatan per jam; sebuah front hangat berada di sebelah barat kota lain dan bergerak dengan kecepatan separuhnya. (a) Front mana yang lebih dulu mencapai kotanya, dan berapa jam lebih awal? (b) Gambarkan cuaca yang akan dialami setiap kota ketika frontnya lewat. (c) Kota mana yang akan lebih hangat setelah frontnya lewat?
Solusi
Solusi Latihan 25.12.
(a) Front dingin: jam. Front hangat bergerak dengan kecepatan per jam: jam. Front dingin tiba 2 jam lebih awal. (b) Kota pertama: awan yang menjulang, hujan deras, embusan angin, lalu udara yang lebih sejuk dan langit yang makin cerah. Kota kedua: awan berlapis yang makin rendah dan hujan yang panjang dan tetap, lalu udara yang lebih hangat dan lebih lembap. (c) Kota kedua, yang didatangi udara hangat.
25.7 Soal: Apakah pertandingan akan batal karena hujan?
Soal 25.1
Soal akhir pekan — sebuah pertandingan sepak bola dijadwalkan pukul 15.00 di kota K pada peta cuaca; front dingin sedang datang: kecepatannya diukur pada dua peta, dan jam tibanya di kota itu diprakirakan
Pada pukul 09.00, seorang prakirawan muda melihat peta cuaca bab ini, lalu peta di bawah: peta ini menunjukkan front dingin di dekat kota pada pukul 06.00 dan pukul 09.00, pada kisi persegi berukuran .
Bagian I — Membaca peta.
- Pada peta cuaca bab ini, apakah kota itu berada di dalam udara hangat atau udara dingin? Front mana yang sudah melewatinya?
- Dari arah mana angin bertiup di kota itu?
- Ke arah mana front dingin bergerak? Bagaimana kamu mengetahuinya dari lambang-lambangnya?
- Cuaca apa yang akan dibawa front dingin ketika lewat?
Bagian II — Kecepatan front.
- Pada peta di atas, setinggi letak kota, berapa jauh ke timur front itu berada pada pukul 06.00? Pada pukul 09.00?
- Berapa kilometer front itu bergerak dalam tiga jam ini?
- Berapa kecepatannya, dalam kilometer per jam?
- Pada pukul 09.00, berapa kilometer jarak antara front dan kota?
Bagian III — Prakiraan.
- Jika front itu mempertahankan kecepatannya, berapa jam yang diperlukannya untuk mencapai kota?
- Pukul berapa front itu akan mencapai kota?
- Misalkan hujan deras berlangsung sekitar satu jam setelah front lewat. Apakah masih akan hujan pada pukul 15.00?
- Front itu bisa melambat menjadi per jam. Kapan front itu akan mencapai kota dalam keadaan itu? Tulislah prakiraan untuk pertandingan itu dalam satu atau dua kalimat, dengan menyebutkan kedua kemungkinan jamnya.
Solusi
Solusi Soal 25.1.
1. Di dalam udara hangat, di antara kedua front. Front hangat sudah lewat.
2. Dari barat daya.
3. Ke timur: segitiga-segitiga front dingin terletak di sisi ke arah mana front itu bergerak, dan segitiga-segitiga itu menghadap ke timur, ke arah kota.
4. Awan yang menjulang, hujan deras, mungkin guntur dan hujan es, embusan angin; lalu udara yang lebih sejuk, angin dari barat atau barat laut, dan langit yang makin cerah.
5. Di pada pukul 06.00 dan di pada pukul 09.00.
6. .
7. per jam.
8. Kota itu berada di : .
9. jam, yaitu 4 jam 30 menit.
10. 09.00 + 4 jam 30 menit = pukul 13.30.
11. Tidak: hujan deras seharusnya berhenti sekitar pukul 14.30, sebelum sepak mula.
12. jam: pada pukul 15.00, tepat pada saat sepak mula. Prakiraan: “Front dingin diperkirakan mencapai kota sekitar pukul 13.30, disertai hujan deras dan embusan angin selama satu jam, lalu langit akan cerah: pertandingan kemungkinan besar dapat dimainkan. Jika front melambat, front itu bisa tiba pada pukul 15.00 dan menunda pertandingan.”