Lapisan Batas Planet adalah bagian terendah dari Troposfer di mana sifat udara dipengaruhi langsung oleh kedekatannya dengan permukaan bumi Gambar: https://skybrary.aero |
Pendahuluan
Meteorologi Lapisan Batas
Karakteristik Lapisan Batas Planet (PBL)
Deskripsi Umum
Planet Boundary Layer (PBL) membentang hingga ketinggian sekitar 1-2 km dari permukaan bumi. Meskipun hanya mengandung sekitar 2% dari total energi kinetik atmosfer, PBL memberikan kontribusi signifikan, yaitu 25% terhadap total generasi dan 35% terhadap total dissipasi energi atmosfer.
Semua aktivitas manusia dan biologis utama terjadi di dalam PBL, termasuk pelepasan polutan udara dari sumber alam dan antropogenik.
Proses pertukaran energi antara Bumi dan udara di atmosfer memegang peranan penting dalam pembentukan PBL. Pola Planet Boundary Layer juga dipengaruhi oleh kondisi udara, bentuk permukaan bumi, dan cara lahan digunakan.
PBL berfungsi sebagai tempat terjadinya perpindahan vertikal panas, gerakan, kelembapan, kekacauan, dan polutan udara antara permukaan Bumi dan atmosfer atas. Karena itu, PBL memiliki peranan kunci dalam peristiwa cuaca ekstrem dan dimanfaatkan dalam model prediksi cuaca numerik.
Seberapa Tebal PBL?
Proses Pertukaran Energi di PBL
Pertukaran energi di PBL dikendalikan oleh siklus harian anggaran energi permukaan. Keseimbangan energi di permukaan dapat diungkapkan sebagai:
di mana Rn adalah fluks radiasi bersih, G adalah fluks panas vertikal ke dalam tanah, dan H serta E adalah fluks panas sensor dan fluks panas laten ke atmosfer.
Fluks radiasi bersih Rn bersifat negatif (turun) selama siang hari, mencapai nilai minimum pada waktu tengah hari matahari lokal. Pada malam hari, Rn bersifat positif, mengilustrasikan kehilangan energi oleh radiasi terestrial.
Rn adalah nol tepat sebelum matahari terbenam dan tepat setelah matahari terbit. Pada malam hari, istilah E dapat menjadi negatif jika embun terbentuk.
Struktur PBL
Lapisan Batas Planet (PBL) terbagi menjadi tiga lapisan utama, yaitu:
- lapisan permukaan yang melekat pada permukaan bumi,
- lapisan campuran di tengah yang penuh dengan turbulensi dan pencampuran termal dan mekanis, dan
- zona penutup atau entrainment yang merupakan lapisan atas di mana udara masuk atau terseret ke tingkat yang lebih rendah melalui udara yang telah mendingin dan kembali ke permukaan.
Struktur lapisan batas planet berbasis waktu Gambar: https://www.weatherhawks.com/ |
PBL meluas dari permukaan hingga sekitar 1,5 kilometer (3000 kaki) di atas bumi. Malam hari membuat kedalaman PBL lebih dangkal karena pencampuran yang sedikit, membuat atmosfer menjadi lebih stabil dan padat seiring berjalannya malam.
Ada situasi di mana PBL bisa sangat tipis hingga hampir tidak terlihat. Saat matahari terbit, panas termal dipindahkan ke atmosfer, gerakan konvektif membawa panas ke atmosfer bawah, dan PBL mengembang. Di atas PBL, keadaannya tetap lebih seragam.
Kondisi di dalam PBL dapat dianggap sebagai mikrometeorologi, yang artinya dalam skala yang sangat kecil dan terlokalisasi. Mikrometeorologi melibatkan skala ruang kurang dari 3 kilometer dan skala waktu kurang dari satu jam.
Ini mencakup turbulensi mekanis, bulu-bulu, termal, bangun, awan kumulus, dan tentu saja, lapisan batas. Awan lapisan batas umumnya terdiri dari kumulus cuaca cerah, stratocumulus, dan kabut.
Dinamika Harian Lapisan Batas
Konveksi dan Distribusi Panas
Pencampuran konvektif ini akan menyebabkan PBL mengembang. Pada malam hari, PBL berkontraksi karena berkurangnya kenaikan panas dari permukaan. Udara dingin lebih padat dibandingkan udara hangat, oleh karena itu PBL akan cenderung lebih dangkal pada musim dingin.
Pengaruh Spiral Ekman
Pentingnya Studi Lapisan Batas Atmosfer
Studi intensif terhadap struktur lapisan batas atmosfer selama beberapa dekade terakhir telah membuka wawasan baru dalam pemahaman aliran udara, awan, dan pengaruhnya terhadap lingkungan, prediksi cuaca numerik, dan analisis iklim.
Pengetahuan ini diperoleh melalui eksperimen dan pemodelan numerik, termasuk simulasi eddy besar (LES).
Kesimpulan
Referensi:
0 Comments
Terima kasih atas komentarnya. Mohon tidak meletakkan link hidup yah.