Mengapa Peta Cuaca Menggunakan Tekanan Udara Sebagai Fungsi Ketinggian

Climate4life.info - Mengapa peta cuaca menggunakan tekanan udara sebagai fungsi ketinggian?

Kita tidak akan menemukan peta angin, peta suhu ataupun kontur elemen meteorologi lainnya pada lapisan vertikal dengan ketinggian dalam satuan meter atau kilometer.

Gambar 1. Lapisan atmosfer berdasarkan tekanan udara sebagai fungsi ketinggian

Gambar: https://www.weather.gov/jetstream/verses

Seperti pada gambar di atas, peta cuaca akan ditampilkan berdasarkan lapisan ketinggian pada fungsi tekanan, seperti pada 1000 mb, 850 mb, 500 mb, dan seterusnya. 

Lapisan 1000mb mewakili lapisan dekat permukaan di mana proses cuaca di rasakan langsung oleh makhluk hidup. Lapisan 850 mb dianggap sebagai lapisan batas planet (planetary boundary layer; PBL) yang mewakili sebuah lapisan di mana efek  kekasaran permukaan bumi sudah kecil. 

Level 500 mb penting karena sangat dekat dengan level non-divergence. Hal ini memungkinkan untuk analisis vortisitas yang efisien. Sebenarnya level non-divergence rata-rata mendekati level 550 mb, tapi 500 mb adalah angka yang lebih “bulat” dibandingkan dengan 550 mb. 

Lapisan 300 dan 200 mb merupakan ketinggian di mana jet stream terjadi. Pada musim dingin, bagan 300 mb berfungsi paling baik dan di musim panas bagan 200 mb berfungsi paling baik untuk menganalisis inti jet. 

Aliran jet berada pada tingkat tekanan yang lebih tinggi (lebih dekat ke permukaan) di musim dingin karena udara yang lebih dingin lebih padat dan memeluk lebih dekat ke permukaan bumi.

Ketika meteorologis berbicara ketinggian dalam meter, itu maksudnya adalah ketinggian geopotensial. 1000 mb dekat permukaan (permukaan laut), 850 mb setara dengan 1.500 meter (5.000 kaki), 700 mb dekat 3.000 meter (10.000 kaki), 500 mb dekat 5.500 meter (18.000 kaki), 300 mb dekat 9.300 meter (30.000 kaki).

Ketinggian geopotensial adalah koordinat vertikal yang dihitung dari rata-rata permukaan laut berdasarkan variasi gravitasi pada fungsi lintang dan elevasi. alert-info

Pada permukaan bumi, ketinggian merujuk pada tinggi muka laut sebagai standar nol ketinggian. Sehingga, pada semua tempat ketinggian dianggap 0 meter. 

Tekanan dipetakan antar titik/stasiun dengan menghubungkan tekanan yang  bernilai sama. Garis ini disebut isobar; iso artinya sama, bar adalah satuan dari tekanan, seperti pada gambar di bawah ini.

Gambar 2. Peta Isobar dari BMKG

Udara bergerak dari tekanan tinggi ke rendah saat atmosfer mencoba mencapai keseimbangan. Dalam penjalarannya, udara yang bergerak tersebut akan memiliki banyak variasi seperti perbedaan suhu, kelembapan, dan stabilitas.

Tekanan tinggi dikaitkan dengan kolom udara yang lebih hangat dan tekanan rendah dikaitkan dengan kolom udara yang lebih dingin. Saat udara menghangat, ia mengembang dan saat udara mendingin, ia berkontraksi. 

Jadi kolom udara yang lebih hangat menjadi "lebih tinggi" dan kolom udara yang lebih dingin menjadi "lebih pendek", seperti tampak pada gambar di bawah ini.

Gambar 3. Ilustrasi lapisan tekanan udara terhadap ketinggian
Gambar: https://www.weather.gov/

Umumnya tekanan rata-rata lebih besar di ekuator pada permukaan ketinggian tertentu daripada di kutub. Kemiringan ini sejalan persamaan kesetimbangan hidrostatik karena suhu di ekuator lebih besar daripada di kutub. Oleh karena itu, pada setiap ketinggian, tekanan akan menurun dari ekuator ke arah kutub.

• Susunan atmofer bumi berdasarkan tekanan udara dan kerapatannya
• Kalkulator Tekanan Udara versus Ketinggian

Pada grafik tekanan konstan tertentu seperti pada Gambar 1 di atas, tekanan udara akan sama pada  semua lokasi. Yang bervariasi pada grafik tekanan konstan adalah ketinggian di mana tekanan tertentu terjadi. 

Akibatnya, ini berarti grafik tekanan konstan ini benar-benar menunjukkan undulasi tiga dimensi di atmosfer seperti pada Gambar 3. Undulasi ini mewakili kepadatan yang berbeda karena memang suhu udara yang berbeda. 

Ketinggian setiap tingkat tekanan ditentukan oleh kerapatan udara di bawahnya. Saat suhu udara menurun, kerapatan udara meningkat.

Suhu kolom udara biasanya dianalisis pada lapisan 500 milibar dengan memeriksa ketinggian permukaan tekanan itu. Lapisan tekanan ini dianggap penting untuk menentukan pola cuaca karena berada di tengah atmosfer, antara 0 dan 1000 milibar. 

Lapisan tekanan 500 milibar umumnya bervariasi dari sekitar 5.000 hingga 5.500 meter. Ahli meteorologi menggunakan tingkat ini untuk menentukan di mana palung (trough)  sebagai tekanan terendah dan punggung (ridge) sebagai tekanan tinggi terbentuk yang memberi informasi tentang pola suhu.

Untuk dicatat, level 500 milibar tidak tetap terhadap permukaan bumi karena akan bervariasi berdasarkan suhu di lokasi tertentu. Sehingga, ketinggian permukaan itu akan turun pada udara yang lebih dingin dan akan naik dengan udara yang lebih hangat.

Pada lapisan 500 mb tersebut kondisi cuaca yang baik umumnya terjadi antara punggung bukit dan palung melawan arah angin. Cuaca yang tidak menentu (atau memburuk) umumnya terjadi antara palung dan punggungan arah angin.

Referensi

• https://spectrumnews1.com/ca/la-west/weather/2020/07/22/why-pressure-matters--and-how-it-relates-to-temperature-
• https://content.meteoblue.com/en/specifications/weather-variables/pressure
• https://www.e-education.psu.edu/meteo300/node/733
• https://home.chpc.utah.edu/~hallar/Thermo/Lectures/Lecture5.pdf
• https://www.weather.gov/source/zhu/ZHU_Training_Page/winds/pressure_winds/Pressure.htm#HEIGHT

Climate4life.info mendapat sedikit keuntungan dari penayangan iklan dan digunakan untuk operasional blog ini.

Jika menurut anda artikel ini bermanfaat, maukah mentraktir kami secangkir kopi melalu "trakteer id"?