Jelaskan mengapa makin tinggi suatu tempat tekanan udara semakin rendah
|
Jakarta, Borneo24.com – Mengapa semakin tinggi kita berada di suatu tempat, suhu udara menjadi semakin dingin? Saat berada di pegunungan, misalnya. Padahalkan, jika semakin tinggi, kita akan semakin dekat dengan matahari. Alih-alih merasa panas, yang kita rasakan justru semakin dingin. Show Mengapa Semakin Tinggi Semakin Dingin? Ada tiga hal yang perlu kita pahami untuk menjawab pertanyaan itu. Dan ketiga-tiganya saling berafiliasi dalam kaitannya dengan kenaikan suhu udara di tempat yang tinggi. Penasaran? Yuk, kita simak ulasan berikut ini. 1. Tekanan Udara Tekanan udara merupakan sebuah tenaga yang menggerakkan massa partikel udara, menekan searah gaya gravitasi bumi. Tekanan udara berbanding terbalik dengan ketinggian suatu tempat. Semakin tinggi suatu tempat dari permukaan laut, semakin rendah tekanan udaranya. Kondisi ini disebabkan karena semakin tinggi suatu tempat, maka semakin berkurang udara yang menekannya. Tekanan udara di puncak gunung berbeda dengan tekanan udara yang ada di pantai. Ini karena di puncak gunung jumlah partikel udaranya semakin kecil, yang mengakibatkan gaaya gravitasinya kecil, sehingga tekanan udaranya pun akan semakin kecil. Tekanan udara yang semakin ke atas semakin menurun ini disebut sebagai tekanan udara vertikal. Hal ini dipengaruhi oleh tiga faktor, antara lain:
2. Gaya Gravitasi Berdasarkan hukum gravitasi Newton, besar gaya gravitasi bumi pada suatu tempat berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara pusat bumi dengan tempat itu. Semakin jauh suatu tempat dari pusat bumi, semakin kecil gaya gravitasinya. Semakin tinggi suatu tempat dari permukaan laut, maka gaya gravitasi bumi yang berlaku pun akan semakin kecil. Gaya gravitasi bumi bersifat menarik udara, sehingga udara tetap berada di dekat permukaan bumi. Semakin besar gaya gravitasi bumi, maka semakin banyak udara yang ditarik, begitu pula sebaliknya. Gaya gravitasi pada tempat di dekat permukaan laut lebih besar, sehingga jumlah udara yang berada di tempat itu lebih banyak. Sebaliknya, gaya gravitasi bumi di puncak gunung lebih kecil, sehingga jumlah udara yang ada di puncak gunung lebih sedikit. 3. Energi Kinetik Udara, yang jumlahnya dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi tersebut, terdiri dari molekul-molekul gas yang selalu bergerak dengan kecepatan tertentu. Lalu, apa hubungannya molekul gas dengan suhu yang dingin? Semua itu berkaitan dengan teori Gerak Brown (Browning Motion). Setiap molekul gas yang bergerak memiliki energi kinetik. Semakin banyak udara, semakin besar energi kinetik. Semakin cepat gerakan molekul udara, semakin besar energi kinetik. Jumlah udara di puncak gunung lebih sedikit, sehingga energi kinetik udara lebih kecil. Molekul-molekul gas memiliki massa dan ketika bergerak dengan kecepatan tertentu, molekul gas mempunyai energi kinetik. Besar kecilnya energi kinetik menentukan banyak atau sedikitnya panas yang dihasilkan ketika terjadi tumbukan antara molekul-molekul gas. Udara di puncak gunung mempunyai energi kinetik lebih kecil, sehingga panas yang dihasilkan ketika terjadi tumbukan antar molekul gas juga sedikit. Itulah mengapa saat berada di tempat yang tinggi, bukannya panas yang kita rasakan, melainkan hawa dingin. (***) Tekanan udara akan berbanding terbalik dengan ketinggian suatu tempat sehingga semakin tinggi tempat dari permukaan laut maka akan semakin rendah tekanan udaranya. Kondisi ini disebabkan karena semakin tinggi suatu tempat maka akan semakin berkurang udara yang menekannya.
 Udara disekitar kita memiliki berat, semakin banyak udara yang ada di atas kita, maka semakin berat pula udara yang kita rasakan. Hal ini kerap dikenal dengan istilah tekanan udara atau air pressure. Konsep tekanan udara ini sangat penting karena merupakan salah satu komponen yang mempengaruhi iklim dan cuaca di suatu wilayah. Selain itu, tekanan ini juga berperan besar dalam menggerakkan udara dari suatu tempat ke tempat lain, membawa awan, dan mendorong terciptanya hujan. Tanpa adanya tekanan udara, maka tidak akan ada angin, tidak akan ada awan, serta akan sangat sulit terbentuk hujan. Oleh karena itu, sebagai geografer sangat penting bagi kita untuk memahami apa itu tekanan udara, faktor apa saja yang mempengaruhi, serta cara mengukurnya. Pengertian Tekanan UdaraTekanan udara adalah tekanan yang ada pada suatu lokasi yang disebabkan oleh berat dari udara yang ditarik oleh gravitasi ke permukaan bumi. Artinya, semakin banyak udara yang ada di suatu wilayah, maka semakin tinggi pula tekanan atmosfer. Tentu saja, terdapat lebih banyak udara di daerah dataran rendah dibandingkan daerah dataran tinggi. Oleh karena itu, daerah dataran rendah memiliki tekanan udara yang lebih tinggi dibandingkan dengan daerah dataran tinggi. Umumnya, tekanan udara ini dihitung dengan menggunakan barometer yang menggunakan kolom merkuri untuk menentukan tekanan udara di suatu lokasi. Seiring dengan naik-turunnya tekanan, kolom merkuri tersebut juga akan berubah-ubah ketinggiannya. Satuan yang kerap digunakan oleh para meteorologist untuk menghitung tekanan udara adalah Bar. Namun, dalam kegiatan sehari-hari, umumnya ukuran yang digunakan adalah mb atau milibar. Garis IsobarGaris Isobar pada dasarnya adalah garis yang menghubungkan wilayah-wilayah yang memiliki tekanan udara yang sama. Pemanfaatan garis ini sangat penting dalam keilmuan geografi fisik, terutama meteorologi untuk menjelaskan persebaran fenomena cuaca di suatu wilayah tertentu. Garis ini sering ditempatkan dalam peta-peta meteorologis untuk membantu geografer menganalisis pola yang terbentuk. Garis ini juga dapat diprediksi untuk melihat arah gerak angin, karena kita tahu bahwa angin bergerak dari daerah yang memiliki tekanan tinggi ke daerah yang memiliki tekanan rendah. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Tekanan UdaraTerdapat banyak sekali faktor yang mempengaruhi tekanan udara di suatu wilayah tertentu. Namun, setidaknya terdapat 3 faktor besar yang mempengaruhi tekanan atmosfer di suatu wilayah. Ketiga faktor tersebut adalah ketinggian dari wilayah tersebut, suhu udara, serta kelembaban udara yang ada pada wilayah tersebut. Ketinggian Suatu WilayahSalah satu hukum dasar dari tekanan udara adalah semakin tinggi lokasi kalian, semakin rendah pula tekanan udaranya. Artinya, tekanan udara ini berbanding terbalik dengan ketinggian suatu wilayah. Kita tahu bahwa mayoritas udara berada di lapisan terbawah Atmosfer dengan ketinggian sekitar 8 km. Oleh karena itu, kalian yang berdiri di tepi pantai setidaknya akan merasakan tekanan dari udara setebal 8 km diatas kalian. Sedangkan, ketika kalian berdiri diatas puncak gunung dengan ketinggian 4 km, maka kalian hanya akan merasakan tekanan dari udara setebal 4 km diatas kalian. Tentu saja, udara setebal 8 km lebih berat dibandingkan dengan udara setebal 4 km bukan? Kurang lebih, inilah alasan mengapa terdapat perbedaan tekanan antara daerah ketinggian rendah dengan daerah ketinggian tinggi. Suhu yang ada di Wilayah TersebutSecara umum, suhu memiliki hubungan yang terbalik dengan tekanan udara yang ada di wilayah tertentu. Semakin tinggi suhu yang ada di suatu wilayah, maka semakin rendah tekanan udaranya. Hal ini terjadi karena udara yang panas umumnya lebih renggang dibandingkan dengan udara dingin. Inilah yang menyebabkan udara hangat dapat mengambang ke atas atmosfer. Di lain sisi, udara dingin memiliki kerapatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan udara hangat. Semakin tinggi kerapatan, maka semakin banyak pula udara yang ada di suatu tempat, sehingga beratnya pun meningkat. Hal inilah yang menyebabkan udara hangat bergerak ke atas dan udara dingin bergerak ke bawah di suatu lokasi. Paparan Sinar MatahariSalah satu hal yang mempengaruhi suhu di suatu wilayah tentu saja adalah posisi matahari di wilayah tersebut. Semakin banyak suatu wilayah terpapar oleh matahari, maka akan semakin tinggi pula suhu yang ada di wilayah tersebut. Salah satu perwujudan dari hal ini adalah jenis-jenis iklim yang berbeda-beda diseluruh dunia, sesuai dengan paparan sinar mataharinya dan dinamika lingkungan lokal di wilayah tersebut. Salah satu hal yang yang mempengaruhi paparan sinar matahari ini adalah lintang dan bujur suatu lokasi. Daerah kutub memiliki suhu yang lebih dingin dibandingkan dengan daerah tropis karena lebih sedikit terpapar sinar matahari. Selain itu, gerak semu tahunan matahari juga mempengaruhi pola persebaran sinar matahari dengan skala musiman. Sedangkan, gerak semu harian matahari mempengaruhi pola siang dan malam dari suatu wilayah. Kelembaban Udara di Wilayah TersebutSeperti kedua faktor diatas, kelembaban udara juga memiliki hubungan yang terbalik dengan tekanan udara. Artinya, semakin tinggi kelembaban udara, maka semakin rendah tekanan yang ada di wilayah tersebut. Hal ini terjadi karena semakin lembab udara di suatu wilayah, maka semakin renggang pula udara tersebut. Jika udara tersebut renggang, maka partikel udara yang ada di wilayah tersebut menjadi semakin sedikit, sehingga bebannya pun berkurang. Karena berat dari udara berkurang, maka otomatis tekanan udara juga akan berkurang. Oleh karena itu, udara yang lembab memiliki tekanan yang lebih rendah dibandingkan dengan udara kering. Umumnya, udara yang dingin bersifat lebih kering dibandingkan dengan udara hangat yang mengandung banyak uap air dan partikel air hasil proses-proses di siklus air seperti evaporasi dan transpirasi. Cara Mengukur Tekanan UdaraDalam melaksanakan penelitian geografis yang memiliki aspek meteorologis, kita harus mampu menganalisis dan memahami apa itu tekanan udara. Namun, sebelum menganalisis, kita harus mampu untuk mengukur terlebih dahulu tekanan atmosfer di suatu wilayah. Berikut ini adalah beberapa hal penting yang harus dipahami sebelum mengukur tekanan udara. Yang pertama adalah rumus, lalu alat ukur, serta yang terakhir satuan-satuan ukur yang digunakan dalam tekanan atmosfer. Rumus Tekanan UdaraUntuk menghitung tekanan udara di suatu lokasi, kita dapat menggunakan rumus sebagai berikut untuk menghitung tekanan atmosfer di suatu lokasi dengan satuan ukur hPa (Hectopascal) KeteranganP : Tekanan yang ingin dicari dalam hPaPo : Tekanan awal (umumnya di permukaan laut) T : Temperatur dalam celsius h : Ketinggian suatu lokasi Untuk mendapatkan hasil dalam satuan atmosfer, milibar, atau mmHg, kalian hanya perlu untuk mengkonversikan nilai yang didapatkan dari perhitungan rumus diatas. Oke, sekarang kita akan coba latihan soal sedikit ya, agar kalian lebih paham bagaimana cara menghitung tekanan udara di suatu wilayah. Coba kerjakan soal berikut ini! Hitunglah tekanan udara di suatu gunung berketinggian 2500 mdpl yang memiliki suhu udara sekitar 10’c jika diketahui bahwa tekanan di pesisir pantai adalah 1013,25 hPa Berdasarkan informasi diatas, kita dapat mengerjakan soal tersebut dengan memasukkan ketinggian 2500 meter, suhu udara 10’c dan tekanan udara awal sekitar 1013,25 hPa. Jika dihitung, maka akan didapatkan bahwa tekanan udara di ketinggian 2500 meter adalah sekitar 755.63 hPa. Jika ini dikonversi kedalam atmosfer, maka akan didapatkan sekitar 0,7458 atm. Jika kalian ingin menggunakan satuan mmHg, maka didapatkan tekanan sekitar 566,76 mmHg. Untuk mengukur tekanan udara, umumnya digunakan alat ukur berupa barometer. Alat ini berguna untuk menentukan nilai serta perubahan tekanan atmosfer di suatu lokasi. Dahulu, barometer menggunakan tabung-tabung air raksa yang bergerak-gerak seiring dengan berubahnya tekanan udara di suatu lokasi. Barometer seperti ini digunakan oleh Torricelli dan menjadi salah satu barometer pertama yang ada. Barometer inilah yang mendorong adanya satuan ukur mmHg untuk memudahkan dalam menghitung perubahan ketinggian bejana air raksa yang berubah seiring dengan perubahan tekanan atmosfer. Ada pula barometer yang menggunakan air untuk mengukur tekanan udara. Barometer seperti ini digunakan oleh Johann Wolfgang van Goethe dengan memanfaatkan prinsip-prinsip yang sudah diteliti oleh Torricelli. Barometer air juga dikenal sebagai le baromètre Liègeois karena memang asal mula barometer ini dari kota Liege di Belgia. Selain itu, ada pula barometer aneroid yang memanfaatkan tabung-tabung vakum yang memiliki tekanan sangat rendah. Ketika tekanan udara berubah di suatu wilayah, maka tabung-tabung tersebut akan memuai seiring dengan perubahan tekanannya. Perubahan ukuran inilah yang akan dihitung dan diinferensikan untuk mengetahui nilai tekanan atmosfer di suatu wilayah. Umumnya, barometer ini berbentuk lingkaran-lingkaran yang memiliki jarum penunjuk tekanan atmosfer di suatu wilayah. Barometer micro electro mechanical systems atau MEMS adalah barometer digital baru yang memiliki stasiun cuaca mini didalamnya. Barometer seperti ini dibuat menggunakan proses photomachining atau photolithography. Barometer seperti ini dapat ditemukan di smartwatch dan smartphone yang kita gunakan setiap hari. Terutama, jika gadget tersebut memiliki fitur pengukuran ketinggian, suhu, dan tekanan udara yang relatif akurat. Secara umum, terdapat 4 satuan ukur yang sangat sering digunakan dalam menentukan dan menyatakan tekanan udara di suatu lokasi. Keempat standar ukur ini adalah pascal, mmHg, bar, dan atmosfer. Sekarang, kita akan membahas keempat satuan ukur ini secara lebih mendalam. Pascal merupakan salah satu satuan ukur tekanan udara yang paling sering digunakan. Umumnya, satuan pascal yang sering digunakan adalah hPa (hectopascal) dan kPa (kilopascal). Pascal sendiri dinamakan berdasarkan pencetusnya, yaitu Blaise Pascal yang menyatakan bahwa 1 pascal adalah 1 newton per meter persegi. Umumnya, meteorologist menggunakan hPa dalam mengukur tekanan atmosfer di suatu wilayah. 1 milimeter merkuri (air raksa) atau lebih dikenal sebagai mmHg adalah salah satu satuan hitung tekanan udara yang paling sering digunakan. Hal ini terjadi karena barometer pada zaman dahulu semuanya menggunakan tabung merkuri untuk mengukur tekanan atmosfer di suatu lokasi. 1 mm merkuri ini setara dengan sekitar 133 pascal, sehingga, tekanan di permukaan air laut adalah 760 mmHg atau sekitar 1013,25 hPa. Bar adalah salah satu satuan ukur tekanan atmosfer yang diciptakan oleh Vilhelm Bjerknes, seorang meteorologist dari Norwegia. Satuan ini tidak masuk kedalam SI (Standard International) yang digunakan secara global oleh ilmuwan di seluruh dunia. Namun, masih banyak ilmuwan yang menggunakan standar ini. Satu bar setara dengan 100 kPa atau 100.000 pascal. Karena ukurannya yang sangat besar, umumnya dalam mengukur tekanan atmosfer, satuan yang digunakan adalah milibar atau (mb). Kita diatas sudah membahas bahwa tekanan udara umumnya diukur dengan menggunakan satuan mmHg, bar, ataupun pascal. Namun, para meteorologist juga kerap menggunakan satuan atm atau Atmosfer untuk menyatakan tekanan udara di suatu lokasi. Pengertian dari atmosfer (atm) adalah satuan hitung yang setara dengan tekanan udara pada pesisir pantai atau ketinggian 0 m dengan suhu 15 derajat celsius. 1 Atmosfer setara dengan 1,013 milibar, 760 mmHg, atau 101325 Pascal (1013,25 hPa) Kita harus memahami satuan atmosfer karena kerap dijadikan patokan ketika ingin membanding-bandingkan tekanan udara di berbagai lokasi. Atmospheric Pressure Calculator – Keisan Casio Atmospheric Pressure – Encyclopedia Britannica |
