Pengertian Iklim Secara Umum dan Menurut Para Ahli

Pengertian Iklim 

Konfrensi Iklim didunia (World Climate Confrence) tahun 1979 menggunakan istilah Iklim yang didefinisikan sebagai “ Sintesis kejadian cuaca selama kurun waktu panjang yang secara statistis dapat dipakai untuk meyatakan statisik , misalnya nilai rata-rata, variasi, yang berbeda dengan keadan setiap saat”. Gleen T. Treartha (1980) mengemukakan bahwa “Iklim” tidak menyatakan keadaan, melainkan suatu bentuk konsep abstrak yang menyatakan kebiasaan cuaca dan unsur-unsur atmosfer disuatu daerah selam a kurun waktu yang panjang”. Mengingat bahwa penggunaan istilah tersebut sering dikacaukan, maka Gibbs dalam bulletin WMO nomor 4 tahun 1987 mengemukakan bahwa “Iklim” didefinisikan sebagai sesuatu yang digunakan untuk menunjukan peluang statistis berbagai keadaan atsmosfer yang terjadi du suatu tempat atau daerah dalam kurun waktu panjang. Kesimpulannya, “ Iklim” adalah nilai statistik unsur cuaca yang menyatakan ciri kecuacaan suatu wilayah. 

Secara umum iklim didefinisikan sebagai keragaman keadaan fisik atmosfer. Sistem iklim dalam hubungannya dengan perubahan iklim menurut United Nation Framework Convention on Climate Change adalah “Totalitas atmosfer, hidrosfer, biosfer dan geosfer dengan interaksinya”. 

Iklim (bahasa Yunani: klima) menurut kamus Oxford adalah: suatu daerah dengan kondisi suhu, kering, angin, cahaya dan lain-lain yang tertentu. Dalam istilah yang lebih ilmiah, iklim dapat didefinisikan sebagai integrasi keadaan fisik lingkungan atmosfir, karakteristik dari suatu lokasi geografi tertentu. Sedangkan cuaca adalah keadaan lingkungan atmosfir pada suatu masa tertentu pada suatu lokasi tertentu. Iklim dapat didefinisikan sebagai integrasi dari kondisi-kondisi cuaca. 

Iklim tropis adalah suatu kawasan dimana kalor merupakan masalah yang utama

E. RADIASI MATAHARI

Radiasi matahari adalah penyebab semua ciri umum iklim dan radiasi matahari sangat berpengaruh terhadap kehidupan manusia. Kekuatan efektifnya ditentukan oleh energi radiasi (insolasi) matahari, pemantulan pada permukaan bumi, berkurangnya radiasi oleh penguapan, dan arus radiasi di atmosfer. Semuanya membentuk keseimbangan termal pada bumi.

Dalam perjalanannya menuju permukaan bumi, radiasi matahari harus melewati atmosfer yang sebagian mengandung debu dan uap air. Jarak terpendek adalah radiasi vertical. Secara teoritis, insolasi tertinggi akan terjadi jika sampai di pemukaan bumi tegak lurus yaitu antara tropis Cancer dan Capricorn. Namun hal ini tidak akan mempertimbangkan sekumpulan faktor yang menyebabkan fluktuasi.

a) Perubahan insolasi absolute

• aktivitas bintik matahari yang miningkatkan radiasi ultraviolet sebesar 1-2%
• jarak matahari dan bumi yang selalu berubah, yang menyebabkan fluktuasi sebesar + 3,5%

b) Berkurangnya energi pada atmosfir oleh:

• perubahan sifat penyerapan atmosfir 
• perbedaan sifat penyebaran masa udara (uap air, ozon, debu)
• perbedaan jalan yang ditempuh oleh radiasi pada atmosfir
• jumlah hujan dan perbedaan pemantulan oleh awan dan debu

c) Berubahnya sudut jatuh radiasi yang disebabkan oleh:

• musim
• lama penyinaran dalam sehari
• ketinggian 

a) Radiasi matahari tidak lansung yang penting terutama pada saat langit berawan dan disebabkan oleh penyebaran radiasi matahari. Hal ini bergantung pada:

• kekuatan radiasi matahari lansung 
• garis lintang geografis tempat pengamatan
• bentuk permukaan (gelombang permukaan, tumbuhan, bangunan)
• tingkat kemurnian atmosfir serta density awan

Pengaruh radiasi matahari pada suatu tempat tertentu dapat ditentukan terutama oleh :

• durasi radiasi
• intensitas 
• sudut jatuh karena itu ketiga factor ini harus benar-benar diteliti pada setiap perencanaan proyek.

Radiasi matahari : kualitas 

Bumi menerima hampir semua energinya dari matahari dalam bentuk radiasi, matahari mendominasi pengaruh pada iklim. 

Spektrum radiasi surya berada pada 290 sampai dengan 2300 nm (nanometer = 10 -9 m). sesuai dengan kemampuan manusia, kita dapat membedakan : radiasi ultra violet, 290 s/d 380 nm, menghasilkan efek foto kimia, cahaya terlihat, 380 nm (ungu) s/d 700 nm (merah). radiasi infra merah pendek, 700 s/d 2300 nm, kalor radiasi dengan beberapa efek foto kimia. 

Distribusi energi spektrum bervariasi sesuai dengan garis lintang bumi, efek saringan atmosfir. Beberapa gelombang yang lebih pendek diserap oleh atmosfir dan diradiasikan kembali menjadi radiasi gelombang panjang, yaitu infra merah panjang , sampai dengan 10.000 nm. 

Durasi radiasi

Lamanya (durasi) penyinaran matahari setiap hari dapat di ukur dengan otogral sinar matahari secara fotgrafis dan termoelektris. Lama penyinaran maksimum dapat mencapai 90%, nilai 100% tidak mungkin.

Durasi harian penyinaran matahari tergantung pada:

• musim
• garis lintang geografis tmpat pengamatan
• density awan

Salah satu cirri khas daerah tropis adalah waktu remang pagi dan senja yang pendek, semakin jauh sebuah tempat dan khatulistiwa, semakin panjang dan waktu remangnya.. cahaya siang bermula dan berakhir bila matahari berada sekitar 180 dibawah garis horizon.

Radiasi matahari : kuantitas 

Intensitas radiasi yang mencapai permukaan atas atmosfir dianggap sebagai konstanta surya: 1.395 W/m2, namun dapat bervariasi + 2 % sesuai dengan variasi output dari matahari tersebut dan juga bervariasi 3 - 5 % sesuai dengan perubahan jarak bumi – matahari. 

Bumi mengitari matahari dalam bentuk orbit yang agak elips. Satu putaran diselesaikan dalam 365 hari, 5 jam, 48 menit, 46 detik. Orbit ini berasal dari tarikan gravitasi matahari dan gaya sentrifugal inersia bumi dan momentum. Pada aphelion jarak surya adalah 152 juta km dan perihelion 147 juta km. 

Intensitas radiasi

Data-data mengenai intensitas radiasi matahari dari stasiun meteorology sering tidak tersedia dalam bentuk yang diinginkan, sehingga harus dilakukan pengamatan khusus. Dalam hal ini harus selalu diperhatikan bahwa, disebabkan oleh variasi-variasi atmosfir, kondisi-kondisi setempat tidak pernah sama, meskipun berada pada garis lintang dan ketinggian yang sama.

Intensitas radiasi matahari ditentukan oleh:

• energi radiasi absolute
• hilangnya energi pada atmosfir
• sudut jatuh pada bidang yang disinari
• penyebaran radiasi

Sudut sumbu bumi 

Bumi berotasi mengelilingi sumbunya , setiap rotasi memakan waktu 24 jam hari. Sumbu rotasi ini (garis yang menghubungkan kutub Utara dan Selatan) berubah kepada bidang orbit elip, pada sudut 66,5 (yaitu 23,5 dari normal) dan arah dari sumbu ini adalah konstan. Intensitas maksimum yang diterima pada sebuah bidang normal terhadap radiasi matahari. Apabila sumbu bumi tegak lurus terhadap bidang orbit maka akan selalu menjadi daerah khalitulistiwa yang berkedudukan normal terhadap arah radiasi matahari. Daerah yang menerima intensitas maksimum bergerak ke utara dan selatan di antara tropic cancer juni/juli (lintang 23,5 LU) dan tropic Capricorn desember/ januari (lintang 23,5 LS) . Hal inilah yang menyebabkan perubahan iklim. 

Pada tanggal 21 Juni daerah sepanjang lintang 23,5 U normal terhadap sinar matahari , jalan matahari bergerak melalui zenith pada lintang ini, mengalami siang hari terpanjang. Pada waktu yang sama lintang 23,5 LS mengalami siang hari yang pendek dan radiasi minimum. 

Pada tanggal 21 Maret dan 23 September daerah sepanjang khalulistiwa normal terhadap sinar matahari dan mengalami perjalanan matahari pada zenith. Seluruh daerah di bumi adalah hari equinoks (siang dan malam sama lamanya). 

Radiasi pada permukaan bumi 

Hubungan bumi dan matahari mempengaruhi jumlah radiasi yang diterima pada suatu tempat tertentu di permukaan bumi dalam tiga cara:

• hukum kosinus, yang menyatakan bahwa intensitas pada permukaan miring sama dengan intensitas normal dikalikan dengan kosinus sudut datang. Gambar 2 menunjukkan bagaimana jumlah radiasi yang sama didistribusikan pada sebuah area yang lebih besar, oleh itu sedikit radiasi akan jatuh pada area tersebut. 
• Penyerapan atmosfir, yaitu penyerapan radiasi oleh ozon, uap air dan partikel debu dalam atmosfir (dengan faktor 0,2 s/d 0,7). Semakin rendah sudut lintang surya, semakin panjang jalan radiasi melalui atmosfir, sebagian kecil mencapai permukaan bumi. Gambar 3 menunjukkan hubungan geometris dan gambar 4 menunjukan pengaruh secara kuantitatif pada berbagai titik permukaan di atas permukaan laut. Penyerapan atmosfir juga disebabkan oleh keadaan tertentu atmosfir, seperti kemurniannya, uap air, debu, asap, 

c. Lama sinar matahari, yaitu lamanya siang hari. 

Sudut jatuh ditentukan oleh posisi relative matahari dan tempat pengamatan di bumi serta tergantung pada;

• sudut lintang geografis tempat pengamatan
• musim
• lama penyinaran harian, yang ditentukan oleh garis bujur geografis tempat pengamatan.

Keseimbangan termal bumi 

Jumlah total kalor yang diserap oleh bumi setiap tahun adalah seimbang dengan kalor yang hilang. Tanpa pendinginan ini keseimbangan termal bumi tidak dapat dijaga, suhu bumi dan atmosfirnya akan meningkat dan akan menyebabkan kesulitan bagi kehidupan. 

Gambar 5 menunjukan distribusi sinar matahari datang dan Gambar 6 menujukkan bagaimana bumi melepaskan kalor dengan tiga cara:

1. dengan radiasi gelombang panjang untuk mendinginkan angkasa luar (84% dari reradiasi ini diserap di atmosfir, hanya 16 % lepas ke angkasa)
2. dengan penguapan; permukaan bumi didinginkan, seperti air berubah menjadi uap dan bercampur dengan udara
3. dengan konveksi, udara dipanaskan melalui kontak dengan permukaan bumi yang panas menjadi lebih ringan dan naik ke atmosfir yang lebih tinggi, dimana ia melepaskan kalor ke angkasa.

Angin : gaya-gaya termal 

Angin pada prinsipnya merupakan aliran konveksi dalam atmosfir, cenderung untuk menyamakan perbedaan pemanasan dalam berbagai zona. Pola pergerakan dimodifikasi oleh berakan rotasi bumi. 

Pada zona pemanasan maksimum (yang berada di antara tropic cancer dan capricorn) udaradipanaskan oleh permukaan panas, berkembang, tekanannya menurun, ia menjadi lebih ringan , naik secara vertical dan mengalir pada ketinggian , menurun pada permukaan daerah subtropik , dimana udara yang lebih dingin dan lebih berat ditarik menuju khatulistiwa baik dari utara maupun dari selatan. 

Daerah dimana udara naik , dimana angin utara dan selatan bertemu , mengacu sebagai zona konvergensi antar tropis.(Inter-tropical convergence zone). Daerah ini mengalami kondisi udar tenang, angin yang bergerak tenang. Pola global gerakan termal angin ditunjukan dalam gambar 7. 

Atmosfir berotasi mengelilingi bumi. Disebabkan ringan dan cair, maka terdapat perbedaan gerakan antara gerakan bumi dan gerakan atmosfir. .

Angin yang sesungguhnya adalah merupakan resultante antara gaya termal dan gaya Coriolis. Angin timur laut bagian utara dan angin tenggara bagian selatan khatulistiwa. Ini dikenal dengan angin musim timur laut dan angin musim tenggara. 

Selama terjadinya perubahan pola angin global dari utara ke selatan dan sebaliknya, tetap bersifat simetri terhadap daerah konvergen antar tropis. 

Sebagai akibatnya banyak daerah di bumi mengalami perubahan musiman bukan hanya suhu udara tetapi juga arah angin dan curah hujan (sebagai akibat gerakan udara yang membawa uap air). 

Pengaruh topografi 

Dalam skala benua , angin dan cuaca merupakan akibat dari interaksi antar pola aliran global dan tekanan regional dan pola suhu yang diakibatkan oleh perbedaan pengaruh pemanasan matahari pada tanah, hutan dan angin. 

Gaya, arah dan kandungan air dari aliran udara sangat dipengaruhi oleh topografi. Udara dapat divrted dan funneled oleh deretan gunung. Aliran udara naik, kemudian menjadi dingin, melepaskan kandungan uap airnya. Massa udara yang menurun jarang membawa uap air, oleh karena itu karakteristik hujan bervariasi sangat tajam antara lokasi naik dan turun miring pada gunung. Kelembaban udara akan bervariasi sesuai dengan kadar penguapan uap air dari permukaan di bawahnya, yaitu ia tergantung kepada ketersedeiaan sumber air yang akan diuapkan. 

Gerakan udara dapat ditimbulkan oleh hal yang sangat kecil, yaitu antara danau dan pantainya, antara kauri dan hutan di sekatnya, antara kota dan daerah di sekelilingnya, atau bahkan daerah yang disinari dan gelap pada sekitar bangunan yang akan dijelaskan kemudian.