Sirkulasi Umum

SIRKULASI UMUM

The various processes with take place in the atmosphere and result in large-scale air motions are so extremely complex in their operation that up to the present time no rational theory approaching any degree of completeness has been devised to explain what we may call the general cicrculation.(An Essay on the General Circulation of the Earths Atmosphereby Victor P.Starr, 1948)

Berbagai proses dengan mengambil tempat di atmosfer dan dalam skala besar menghasilkan gerakan udara yang sangat kompleks dalam pergerakaannya dan bahwa sampai saat ini tidak ada teori rasional mendekati setiap tingkat kelengkapan telah dirancang untuk menjelaskan apa yang mungkin kita sebut sirkulasi umum.

The general circulation is defined to be the complete statistical description of large-scale atmospheric motion. A complete understanding of the general circulation requires an understanding of the role of small scale motions,radiation, convection, and interaction with the ocean and land surface.(The Atmospheric General Circulation and Its Variability by Dennis L.Hartmann,2007)

Sirkulasi umum didefinisikan sebagai Deskripsi Statistik lengkap gerak atmosfer skala besar (global).Pemahaman lengkap tentang sirkulasi umum memerlukan pemahaman tentang perangerakan skala kecil (lokal), radiasi, konveksi dan interaksi dengan permukaan laut dan darat.

Sirkulasi atmosfer merupakan gerak massa udara di atas permukaan bumi yang membentuk pola tertentu. Sebagian besar dari gerak tersebut terus menerus terbentuk, berkembang, bergerak dan ada pula yang meluruh (Neiburger, et. al., 1995). Menurut Soenarmo (1999), menyatakan penyebab utama adanya gerakan atmosfer baik horizontal maupun vertikal adalah :

1.      Ketidakseimbangan panas dan momentum antara lintang tinggi dengan lintang rendah dan antara permukaan bumi dan atmosfer.

2.      Topografi permukaan bumi.

3.      Distribusi permukaan, darat dan air.

Beberapa model sirkulasi atmosfer adalah :

·         Model sel tunggal, yang didasarkan pada asumsi :

Ø Permukaan bumi dianggap sama yang tertutup air sehingga perbedaan panas daratan dan lautan diabaikan.

Ø  Matahari dianggap selalu berada di atas ekuator sehingga tidak ada pergantian pola angin.

Ø  Bumi dianggap tidak berotasi sehingga faktor utama hanya gradien tekanan.

Model Sirkulasi 3 sel, Sumber : Ahrens

Model SirkulasiSel Tunggal Sumber : Ahrens

·         Model 3 Sel, lebih kompleks dari model sel tunggal namun ada beberapa kemiripan. Pada model ini wilayah ekuator digambarkan selalu kelebihan cahaya matahari sebaliknya wilayah kutub selalu kekurangan. Daerah tekanan tinggi berada di kutub sedang tekanan rendah di ekuator.

Adapun sirkulasi udara yang berperan dalam pembentukan cuaca dan iklim di Indonesia antara lain Sirkulasi Monsun Asia-Australia, Sirkulasi Hadley dan Sirkulasi Walker.

1. Monsun

Pola monsoon, sumber :www.smhi.se

Monsun adalah daerah tempat arah angin yang berperan kemudian berbalik arah sedikitnya 1200 pada antara bulan Januari dan Juli. Januari adalah puncak musim dingin di Bumi Bagian Utara (BBU) dan puncak musim panas di Bumi Belahan Selatan (BBS). Sebaliknya pada Juli adalah puncak musim panas di BBU dan puncak musim dingin di BBS (Prawirowardoyo, 1996).

Perbedaan tekanan udara akibat pemanasan yang berbeda menyebabkan pergerakan massa udara. Sifat massa udara yang berasal dari monsun asia umumnya basah dan tidak stabil karena melewati lautan tropis yang luas dan hangat sehingga menghasilkan sejumlah besar presipitasi (Soenarmo, 1999).

Monsun di Indonesia merupakan bagian monsun Asia Timur dan Asia Tenggara. Pada periode April – Oktober, kedudukan matahari semu berada di atas wilayah Bumi Bagian Utara (BBU) sehingga wilayah daratan Asia mengalami pemanasan besar-besaran dan suhu udara menjadi lebih tinggi yang menyebabkan tekanan udaranya  menjadi lebih rendah dibanding tekanan udara di Bumi Bagian Selatan (BBS). Gaya gardien tekanan yang timbul akibat perbedaan suhu ini menyebabkan aliran udara yang konstan dari wilayah Australia menuju Asia. Dengan demikian terjadilah angin muson timuran. Karena melewati lautan yang sempit kandungan uap air yang mengalir bersama arus angin relatif kering. Pada fase inilah terjadi musim kemarau di Indonesia.

Pada periode Oktober - April  merupakan sistem kebalikan dari periode di atas, di mana aliran udara justru bergerak menuju wilayah Australia yang merupakan daerah tekanan rendah. Karena melewati wilayah lautan yang cukup luas aliran udara ini sarat dengan kandungan uap air. Pada saat ini merupakan periode terjadinya musim penghujan di Indonesia. Angin monsun ini lebih dikenal sebagai angin baratan karena komponen arah datangnya dari barat.

2. Sirkulasi Hadley

Sirkulasi Hadley terdapat di tiap belahan bumi. Pada bagian bawah setiap sel Hadley, udara mengalir menuju khatulistiwa. Aliran udara dari masing-masing belahan bumi bertemu disuatu pita yang disebut ITCZ (Intertropical Convergence Zone). Di ITCZ, aliran tersebut kemudian naik ke atas dan menimbulkan perawanan dan hujan. Setelah sampai di tropopause, udara ini mengalami divergensi menuju kutub. Aliran udara ini akan menjadi dingin karena pemancaran gelombang pendek, sehingga densitasnya bertambah dan bergerak turun pada sekitar lintang 300. Pada saat turun udara ini mengalami pemanasan adiabatik dan menuju permukaan bumi sebagai udara yang panas dan kering (Prawirowardoyo, 1996). 

Di lihat dari komponennya maka sirkulasi Hadley bergerak pada arah utara-selatan sebagai mana terlihat pada Gambar 1 di atas. Gerak sirkulasi ini ditandai sebagai angin komponen v atau angin meridional, yang dapat dihitung dengan persamaan berikut :

3. Sirkulasi Walker

Sirkulasi Walker menandai adanya gerak massa udara pada arah zonal barat-timur. Pemicu gerak ini adalah tekanan udara di sekitar ekuator di atas wilayah Indonesia yang relatif hangat sehingga densitasnya rendah yang menyebabkan mengalirnya massa udara dari arah timur dan barat ekuator yang merupakan lautan dengan densitas udara lebih tinggi. Adanya sirkulasi ini menyebabkan terjadinya proses konvektif di atas Indonesia yang menyebabkan pertumbuhan awan dan hujan.

Sirkulasi Walker di tandai sebagai komponen angin u atau angin zonal yang di hitung dengan persamaan berikut :

 

KESIMPULAN

(a). Sirkulasi Walker pada tahun non El nino; (b). pada saat El nino, sumber : Tjasono HK

Berdasarkan pendapat beberapa para ahli mengenai sirkulasi umum, dapat disimpulkan bahwa Sirkulasi umum adalah suatu mekanisme gerak atmosfer global yang membentuk pola tertentu,gerak tersebut terus menerus terbentuk, berkembang, bergerak dan ada pula yang meluruh, dimana pergerakan ini sebagai dasar untuk memindahkan energy serta pemicunya antara lain ketidakseimbangan panas dan momentum, topografi permukaan dan distribusi permukaan.

            Pada umumnya, terdapat 2 model mengenai sirkulasi umum yaitu model sel tunggal dan model 3 sel. Pada dasarnya kedua model ini memiliki kemiripan, hanya saja pada model 3 sel penjelasan lebih kompleks. Untuk wilayah Indonesia, sirkulasi udara yang berperan dalam pembentukan cuaca dan iklim nya antara lain Sirkulasi Monsun Asia-Australia, Sirkulasi Hadley dan Sirkulasi Walker.

DaftarPustaka

Starr,Victor P. 1948. An Essay on the general circulation of the earths atmosphere. Journal of Meteorology:Vol.5,No.2

Hartmann, Dennis L. 2007. The Atmospheric General circulation and Its Variability.journal of meteorological society of Japan,Vol. 85B, pp. 123-143, 2007.

Soenarmo, Sri Hartati., 1999, Diktat Meteorologi Tropis, Departemen Geofisika dan Meteorologi, ITB: Bandung

Neiburger, M., Edinger, J.G., Bonner, W.D., 1995, Memahami Lingkungan Atmosfer Kita, Edisi kedua, Penerbit ITB:Bandung

Ahrens dalam "Essential of Meteorology”

Tjasono HK, Meteorologi Indonesia Volume 1