TEKANAN UDARA

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Udara adalah campuran berbagai gas, jadi mempunyai berat dan memberikan efek tekanan yang biasa dinamakan tekanan udara. Tekanan udara adalah tekanan yang diberikan oleh udara karena beratnya kepada tiap-tiap 1 cm² bidang mendatar sampai permukaan bumi sampai batas atmosfer. Jika kita naik maka tekanan makin rendah karena kerapatan udara makin kecil, kolom udaranya makin pendek. Pada lapisan bawah atmosfer, kecepatan penurunan tekanan adalah 1 mmHg untuk tiap naik 11 m .

Oleh karena tekanan udara pada titik mana pun hampir tepat sama dengan bobot udara di atasnya, per satuan luas dan karena kerapatan berbanding terbalik pada suhu, kita dapat mengharapkan adanya hubungan yang erat antara suhu dan tekanan, dengan daerah memiliki tekanan rendah dan daerah sejuk bertekanan tinggi. Dalam beberapa hal (wilayah bertekanan rendah akibat bahan di atas padang pasir benua dalam musim dan wilayah benua bertekanan tinggi pada lintang tinggi dalam musim dingin), keadaaan ini dominan. Akan tetapi secara keseluruhan keadaannya lebih rumit yaitu dengan kolom udara di atas suatu tempat tertentu dingin pada beberapa ketinggian dan pada ketinggian lain kolom udaranya panas. Sebagai contoh, di atas khatulistiwa suhu pada 1 atm (di troposfer) lebih rendah daripada 60°U atau 60°S, yaitu di strafosfer .

Konsep dari tekanan udara dan fakta bahwa tekanan udara menurun dengan ketinggian dapat lebih disadari jika kita menguji sifat gas dan prinsip yang menunjukkan sifat ini. Molekul gas, tidak seperti cairan dan fase padat, tidak terikat satu sama lain tetapi bergerak bebas mengisi semua ruang yang tersedia untuknya. Saat dua molekul gas bertubrukan, yang sering terjadi di bawah kondisi normal dekat permukaan bumi, mereka menolak satu sama lain seolah-olah mereka adalah bola yang sangat elastis. Jika gas dibatasi pada suatu wadah, gerak ini dibatasi oleh sisi wadah. Cara yang sama bahwa dinding dari bola tangan menarik secara tidak langsung dari gerak bola. Tubrukan yang terus berlangsung dari molekul gas melawan dinding wadah yang berusaha mendorong keluar inilah yang kita sebut tekanan udara. Walaupun atmosfer tidak berdinding, ini dibatasi dari bawah daratan bumi permukaan laut dan dari atas oleh paksaan gravitasi yang mencegahnya keluar. Di sini kita mendefinisikan tekanan udara sebagai kekuatan usaha melawan permukaan dengan tubrukan yang terus terjadi pada molekul gas.

Satuan tekanan yang paling luas digunakan dalam ilmu fisika adalah Newton (N) : 1 N adalah tekanan yang akan mempercepat 1 kg massa dengan 1 m/s. Pengukuran tekanan udara dalam satuan ini didapat di atas rata-rata tekanan diusahakan dalam satuan tingkat laut kira-kira 101325 N/m². Sebenarnya udara menemukan jalannya dalam banyak lokasi dalam cairan, permukaan-permukaan pusat, bahkan pada tubuh kita tekanan ini seimbang dan kita tidak sadar dengan keberadaannya. Tekanan udara jarang digunakan dalam istilah newton per meter kuadrat (N/m²). Para meteolog lebih memilih menggunakan satuan yang dikenal sebagai milibar (mt) dimana 1 mt = 100 N/m . Tekanan rata-rata pada tingkat laut adalah 1013,2 mt .

Tujuan Percobaan

1. Untuk mengetahui tekanan udara secara lokal.

2. Untuk mengetahui tekanan udara secara global.

3. Untuk megetahui pengaruh tekanan udara dengan pengendali iklim yang terdapat dalam agroklimatologi

Kegunaan Percobaan

- Sebagai salah satu syarat untuk dapat mengikuti Praktikal Test di Laboratorium Agroklimatologi Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.

- Sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan.

TINJAUAN PUSTAKA

Variasi tekanan, baik dalam waktu dan ruang. Hasil dari perubahan energi dan sejumlah pengaruh-pengaruh molekul, secara utama ditentukan oleh kerapatan dan suhu dari gas. Variasi kerapatan yang paling mendasar adalah menurun dengan ketinggian pada atmosfer dengan demikian pada level laut, tekanan umumnya berkisar 1013,2 hpa yang dikenal sebagai tekanan tingkat laut standar. Pada 3000 m itu kira-kira 300 hpa. Dekat permukaan perubahan ketinggian kira-kira 100 m akan merunkan tekanan kira-kira 10 hpa. Seperti perubahan kecepatan vertikal bisa menutup perubahan kecepatan horizontal kecuali seluruh pengamatan tekanan berada pada ketinggian yang seragam. Karena di atas daratan sehingga merupakan ketidakmungkinan praktik, maka pengamatan dimodifikasi menggunakan hubungan antara ketinggian dan tekanan sehingga menunjukkan tingkat laut, proses perubahan ini dikenal sebagai penurunan tekanan laut .

Udara merupakan faktor yang penting di dalam proses pembagian panas matahari kepada seluruh atmosfer. Ini tidaklah berarti bahwa peranan lautan sehubungan itu boleh diremehkan. Arus-arus laut yang pada dasarnya merupakan akibat dari gerakan angin-angin yang bertiupan secara acak menggerakkan permukaan air lautan. Arus-arus lautan tersebut kemudian dipengaruhi oleh perputaran bumi dengan ketentuan bahwa di hemisfera Utara ia membelok ke kanan dan di hemisfera Selatan ke kiri .

Karena udara merupakan gas, tekanan yang ditimbulkan oleh atmosfer dapat juga dihubungkan dengan jumlah dan kecepatan molekul-molekul yang menerpa permukaan. Kita dapat menghubungkan tekanan baik dengan suhu maupun dengan perubahan kerapatan karena faktor-faktor ini mempengaruhi jumlah molekul pada volume udara tertentu dan kecepatan bergeraknya. Kerapatan udara rendah yang disebabkan oleh jumlah molekul yang sedikit persatuan volume, berakibat pada tekanan udara yang rendah. Kerapatan dapat diubah dengan mengurangi jumlah energi kinetik molekul-molekul udara pada suatu volume udara tanpa merubah jumlah massanya. Kecepatan gerak molekul-molekul udara dipengaruhi oleh suhu, apabila suhu meningkat energi kinetiknya makin tinggi, sehingga semakin cepat molekul-molekul udara bergerak. Oleh karena itu untuk suatu volume udara tetap, tekanannya akan semakin tinggi dengan bertambahnya suhu. Namun demikian, tekanan dan suhu dapat dijelaskan dengan the equation of state, yang akan dijelaskan oleh hukum-hukum gas.

Tekanan udara berbeda antara lokasi yang satu dengan yang lain dan pada lokasi tertentu dapat berubah secara dinamis dari waktu ke waktu. Perbedaan atau perubahan tekanan udara ini terutama disebabkan oleh pergeseran garis edar matahari, keberadaan bentang laut, dan ketinggian tempat (altitute). Pergeseran garis edar matahari akan menyebabkan fluktuasi suhu maksimum, terutama untuk daerah garis lintang pertengahan. Suhu akan berpengaruh terhadap pemuaian dan penyusutan volume udara. Jika udara memuai maka udara menjadi lebih renggang dan akibatnya tekanannya akan menurun, sebaliknya jika volume udara menyusut, maka kerapatan udara tersebut menjadi lebih tinggi dan akibatnya tekanannya akan meningkat.

Keberadaan bentang laut besar perananya dalam mempengaruhi fluktuasi tekanan udara, karena laut merupakan pemasok uap air ke udara (melalui proses evaporasi). Penambahan uap air ke udara akan menyebabkan tekanan udara tersebut meningkat. Fenomena ini akan menyebabkan terjadinya angin laut pada siang hari. Lebih rinci tentang angin lokal (termasuk angin laut) akan diuraikan kemudian. Perbedaan tekanan dihubungkan dengan perbedaan ketinggian tempat lebih dijelaskan sebelumnya. Karena adanya pengaruh beberapa faktor di atas maka akan terbentuk pusat-pusat tekanan rendah dan pusat-pusat tekanan tinggi. Pusat-pusat ini tidak bersifat permanen,akan tetapi lebih bersifat temporer,sesuai dengan dinamika unsur-unsur iklim yang mempengaruhi tekanan udara tersebut .

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat Percobaan

Adapun percobaan tekanan udara dilaksanakan di Laboratorium Agroklimatologi dan Taman Alat Fakultas Pertanian Departemen Budidaya Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan dengan ketinggian tempat ± 25 m dpl pada hari Senin 27 Oktober 2009.

Bahan dan Alat

Adapun bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah udara sebagai media percobaan dalam pengamatan tekanan udara dan kertas pias sebagai media untuk menunjukkan besarnya tekanan udara dan suhu.

Adapun alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah barograf sebagai alat untuk mengukur tekanan udara, sangkar meteo sebagai tempat meletakkan barograf tinta cina sebagai alat untuk menandai besarnya tekanan udara pada kertas pias, buku data untuk mencatat hasil, stopwatch untuk mengukur waktu.

Gambar Alat

Gbr.1 . Barograf

Gbr.2. Kertas Pias Pada Barograf

Gbr.3. Sangkar Meteo

Prosedur Percobaan

- Dipasang kertas pias pada barograf.

- Diisi tinta pada jarum penunjuk kaki dan jarum penunjuk tekanan udara .

- Dipastikan Termohigrograf pada keadaan normal.

- Dimasukkan Termohigrograf ke dalam sangkar meteo.

- Jarum panjang menunjukkan tekanan udara.

- Jarum pendek menunjukkan suhu.

- Dicatat data sesuai dengan hasil yang didapat.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil

Data Pengamatan Harian

No	Waktu Pengamatan	Angka yang Terlihat	Keterangan
1	09.15 – 09.30	785 mb	23oC
2	09.30 – 09.45	782 mb	22oC

Data BMG

NO	Tekanan Udara Dalam mb
1	1011,2
2	1011,8
3	1013,1
4	1013,0
5	1013,0
6	1013,4
7	1013,8
8	1013,3
9	1013,1
10	1012,2
11	1012,9
12	1011,7
13	1011,5
14	1011,9
15	1012,2
16	1013,2
17	1012,5
18	1011,9
19	1010,4
20	1010,7
21	1010,3
22	1010,1
23	1009,8
24	1010,2
25	1010,2
26	1010,3
27	1010,9
28	1010,7
29	1009,7
30	1000,9
31	1010,7
JLH	31359
X	1011,6

Pembahasan

Dari data harian diperoleh bahwa data tekanan udara tertinggi adalah 785 mb yang pada saat itu suhunya 23°C. Hal ini disebabkan pada saat itu curah hujannya tinggi sehingga tekanan udaranya tinggi pula. Hal ini sesusai dengan literatur Lakitan (1994) yang menyatakan bahwa perubahan tekanan udara akan menyebabkan perubahan suhu dan curah hujan.

Data pengamatan hari terendah adalah 782 mb dengan suhu 22° C. Hal ini mungkin dikarenakan curah hujan tinggi sehingga tekanan udaranya rendah. Hal ini sesuai dengan literatur Daldjoeni (1986) yang menyatakan bahwa angin yang berasal dari lautan atau melewati laut pada sebagian besar perjalanananya akan lebih banyak mendatangkan hujan karena uap air yang dibawanya. Dengan demikian penyebaran curah hujan di seluruh permukaan bumi berhubungan sangat erat dengan sistem tekanan udara dan angin.

Dari data BMG dapat dilihat bahwa data tertinggi yaitu 1013,8 mb, yaitu pada tanggal 7. Hal ini dikarenakan tingginya suhu pada waktu pengamatan, sehingga tekanan udara menjadi tinggi. Hal ini sesuai dengan literatur Handoko (1995) yang menyatakan bahwa kecepatan gerak molekul-molekul udara dipengaruhi oleh suhu, apabila suhu meningkat energi kinetiknya makin tinggi, sehingga semakin cepat molekul-molekul udara bergerak. Oleh karena itu untuk suatu volume udaran tetap, tekanannya akan semakin tinggi dengan bertambahnya suhu.

Dari data BMG dapat dilihat bahwa tekanan udara terendah adalah 1000,9 pada tanggal 30. Hal ini disebabkan karena kerapatan udaranya rendah, sehingga tekanan udaranya tinggi. Hal ini sesuai dengan literatur Handoko (1995) yang menyatakan bahwa Kerapatan udara rendah yang disebabkan oleh jumlah molekul yang sedikit persatuan volmue, berakibat pada tekanan udara yang rendah. Kerapatan dapat diubah dengan mengurangi jumlah energi kinetik molekul-molekul udara pada suatu volume udara tanpa merubah jumlah massanya.

Dari data BMG diperoleh data tekanan udara pada tanggal 1 adalah 1011,2 mb dan pada tanggal 31 sebesar 1010,7 mb. Hal ini terjadi dikarenakan pada tanggal 31 suhunya lebih rendah daripada besar suhu pada tanggal 1. sehingga tekanan udara pada tanggal 1 lebih tinggi daripada tekanan udara pada tanggal 31. hal ini sesuai dengna literatur Handoko (1995) yang menyatakan bahwa kecepatan gerak molekul-molekul udara dipengaruhi oleh suhu, apabila suhu meningkat energi kinetiknya makin tinggi, sehingga semakin cepat molekul-molekul udara bergerak. Oleh karena itu untuk suatu volume udara tetap, tekanannya akan semakin tinggi dengan bertambahnya suhu.

Dari data BMG diperoleh tekanan udara rata-rata selama 31 hari adalah 1011,6. Rata-rata ini dapat disebabkan karena banyaknya partikel di udara dan molekul yang beterbangan di udara bermacam-macam beratnya selama 31 hari, sehingga suhu udara menjadi dingin dan mengakibatkan tekanan udaranya menjadi tinggi. Hal ini sesuai dengan literatur Daldjoeni (1986). Pada musim dingin di atas benua-benua luas (yang suhu umumnya lebih dingin daripada di samudera-samudera) berkembang banyak daerah bertekanan tinggi. Sebaliknya pada musim panas, apabila benua lebih panas daripada samudra terbentuklah daerah-daerah bertekanan rendah.

Faktor-faktor yang mempengaruhi tekanan udara antara lain adalah suhu, kecepatan angin dan curah hujan. Hal ini sesuai dengan literatur Handoko (1995) yang menyatakan bahwa dengan demikian penyebaran hujan diseluruh permukaan bumi berhubungan erat dengan sistem tekanana udara dan angin.

Tekanan udara berperan sangat erat dengan unsur pengendali iklim. Hal ini dikarenakan tekanan udara berpengaruh terhadap pergerakan angin. Hal ini sesuai denga literatur dari Handoko (1995) yang menyatakan bahwa tekanan udara berpengaruh terhadap pergerakan angin dan angin inilah yang lebih penting sebagai pengendali iklim secara langsung, terutama terhadap penguapan, suhu, dan curah hujan. Perubahan tekanan udara akan menyebabkan perubahan kecepatan dan arah angin, perubahan ini akan membawa pada perubahan suhu dan curah hujan. Angin yang bergerak berlawanan mempunyai pengaruh yang besar terhadap keadaan iklim karena perbedaan suhu yang disebabkan, dan angin berasal dari lautan atau melewati laut pada sebagian besar perjalanannya akan lebih banyak mendatangkan hujan karena uap air yang dibawanya.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Data pengamatan harian tertinggi adalah 785 mb dengan suhu 23°C

2. Data pengamatan harian terendah adalah 782 mb dengan suhu 22^oC

3. Dari data BMG diperoleh data tertinggi 1013,8 mb pada tanggal 07

4. Dari data BMG diperoleh data terendah 109,7 mb pada tanggal 30

5. Dari data BMG diperoleh tekanan udara pada tanggal 01 adalah 1011,2 mb dan pada tanggal 31 adalah 1009,9 mb

Saran

Sebaiknya pada pelaksanaan praktikum kelompok yang mendapat judul tekanan udara harus lebih teliti dalam melihat pergerakan dari jarum pada barograf agar hasil yang diperoleh akurat.