Dalam kehidupan sehari-hari baik secara langsung ataupun tidak kita selalu membutuhkanudara baik untuk bernafas ataupun melakukan kegiatan lain. Udara adalah salah satu zat yangberbentuk gas. Gas adalah materi yang encer. Sifat ini di sebabkan Interaksi yang lemah diantara partikel – partikel penyusunnya sehingga perilaku termalnya relatif sederhana. Sebuah gas memiliki volume dantekanan. Kedua komponen tersebut saling mempengaruhi satu sama lain. Jika volume berubah makatekanan pun berubah. Begitu pula sebaliknya.
Angin terjadi karena adanya perbedaan tekanan udara atau perbedaan suhu udara pada suatu daerah atau wilayah. Hal ini berkaitan dengan besarnya energi panas matahari yang di terima oleh permukaan bumi. Pada suatu wilayah, daerah yang menerima energi panas matahari lebih besar akan mempunyai suhu udara yang lebih panas dan tekanan udara yang cenderung lebih rendah. Sehingga akan terjadi perbedaan suhu dan tekanan udara antara daerah yang menerima energi panas lebih besar dengan daerah lain yang lebih sedikit menerima energi panas, akibatnya akan terjadi aliran udara pada wilayah tersebut. Tekanan udara ialah tekanan yg diberikan oleh suatu satuan kolom udara karena beratnya, kepada luasan permukaan bidang mendatar seluas 1 cm2 dari permukaan bumi sampai batas terluar atmosfer.
Tekanan udara merupakan tenaga yang bekerja untuk menggerakkan massa udara dalam setiap satuan luas tertentu. Diukur dengan menggunakan barometer. Satuan tekanan udara adalah milibar (mb). Garis yang menghubungkan tempat-tempat yang sama tekanan udaranya disebut sebagai isobar.
Tekanan udara diukur berdasarkan tekanan gaya pada permukaan dengan luas tertentu, misalnya 1 cm2. Satuan yang digunakan adalah atmosfer (atm),millimeter kolom air raksa (mmHg) atau milibar (mbar). Tekanan udara patokan (sering juga disebut) tekanan udara normal) adalah tekanan kolom udara setinggi lapisan atmosfer bumi pada garis lintang 450 dan suhu 00C. besarnya tekanan udara tersebut dinyatakan sebagai 1 atm. Tekanan sebesar 1 atm ini setara dengan tekanan yang diberikan oleh kolom air raksa setinggi 760 mm. satuan tekanan selain dengan atm atau mmHg juga dapat dan sering dinyatakan dalam satuan kg/m2.
(Anonymousa , 2012)
Tekanan udara dibatasi oleh ruang dan waktu. Artinya pada tempat dan waktu yang berbeda, besarnya juga berbeda. Tekanan udara secara vertikal yaitu makin ke atas semakin menurun. Hal ini dipengaruhi oleh komposisi gas penyusunnya makin ke atas makin berkurang , sifat udara yang dapat dimampatkan, kekuatan gravitasi makin ke atas makin lemah , dan adanya variasi suhu secara vertikal di atas troposfer (>32 km) sehingga makin tinggi tempat suhu makin naik.
Tekanan udara secara horizontal yaitu variasi tekanan udara dipengaruhi suhu udara, bahwa daerah yang suhu udaranya tinggi akan bertekanan rendah dan daerah yang bersuhu udara rendah tekanannya tinggi. Pola penyebaran tekanan udara horizontal dipengaruhi oleh lintang tempat , penyebaran daratan dan lautan , dan pergeseran posisi matahari tahunan.
(Anonymousb , 2012)
Dua system tekanan udara yang utama mengontrol cuaca kita. Tekanan tinggi (antisiklon) terbentuk ketika udara dingin turun. Biasanya tekanan tinggi berarti cuacanya kering dan baik panas di musim panas dan dingin di musim dingin. Tekanan rendah (siklon atau depresi) terjadi ketika udara panas naik,membawa awan hujan dan cuaca yang tidak mementu. Angin bertiup dari zona bertekanan tinggi ke zona bertekanan randah. Kekuatan angin tergantung pada besarnya perbedaan tekanan. Jika perbedaannya besar,maka anginnya kuat.
Seperti dibelahan bumi utara,angin berputar melawan arah jarum jam menuju zona bertekanan rendah dan berputar-putar searah jarum jam dari zona bertekanan tinggi dan dibelahan bumi selatan,angin berputar berlawanan arah dengan angin di belahan bumi utara,berputar menuju zona bertekanan rendah.
(Anonymousc , 2008)
Lintang bumi : semakin tinggi kerapatan udara, semakin besar udara yang ditimbulkan. Perbedaan dalam menerima energy matahari pada berbagai permukaan bumi pada lintang tempat yang berbeda membawa konsentrasi terhadap perbedaan kerapatan udara ,
Sebaran lautan dan daratan : pengaruh sebaran daratan dan lautan ini sangat jelas pada lintang pertengahan, pada musim dingin benua relatif lebih dingin dan mempunyai tendensi membentuk pusat-pusat tekanan tinggi,
Ketinggian tempat : pergeseran garis edar matahari akan menyebabkan fluktasi suhu musiman terutama untuk daerah garis lintang pertengahan. Suhu akan berpengaruh terhadap pemuaian dan penyusutan volume udara. Jika suhu udara memuai maka udara menjadi lebih renggang dan tekanan udara menurun, demikian sebaliknya
(Anonymousd , 2012)
Satuan tekanan adalah milibar (mb), Pascal (Pa), Atmosfer (Atm), cmHg, dll, sementara alat untuk mengukur tekanan disebut barometer. Istilah ‘barometer’ diperkenalkan pada 1665-1666 oleh seorang ilmuwan alam dari Irlandia bernama Robert Boyle. Kata tersebut diturunkan dari istilahYunani báros yang berarti ‘berat, bobot’ dan métron yang berarti ‘ukuran’, yang berarti ukuranberat udara.
Barometer ada dua jenis yaitu barometer raksa dan barometer aneroid.Tetapi kegunaan mereka tetap sama yaitu mengukur tekanan udara.barometer termasuk peralatan metereologi non recording yang pada waktu tertentu harus dibaca agar mendapat data yang diinginkan.Barometer baik raksa maupun aneroid dipengaruhi oleh ketinggian,mengingat tekanan udara akan berkurang seiring pertambahan ketinggian,sehingga perlu selalu pensetting awal.
Barometer raksa ada dua jenis yaitu wheel barometer dan stick barometer.Prinsip kerja wheel barometer adalah peningkatan tekanan udara akan berpengaruh pada kolom merkuri menyebabkan ketinggian raksa di tuba sebelah kiri meningkat disebelah kanan menurun.Terdapat pemberat kecil yng mengapung di atas merkuri,yang mengikuti pergerakan turun naik merkuri ini menyebabkan darongan yang terhubung pada pointer dimana akan mengidentifikasi kenaikan tekanan.Jika terjadi penurunan tekanan maka akan terjadi proses sebaliknya,barometer jenis ini sebaiknya diguncang dulu sebelum digunakan.
Stik barometer mempunyai prinsip kerja sebagai berikut barometer jenis ini dirancang untuk dapat membaca tekanan pada sea level dan juga dapat langsung dibaca oleh pengguna pada skala yang biasanya tercatat pada stick barometer tersebut,sehinngga memerlukan pengaturan yang lebih rumit disbanding wheel barometer untuk menyesuaikan dengan ketinggian.Prinsip kerjanya hampir sama dengan wheel barometer karena sama-sama menggunakan air raksa.
Intinya barometer didasarkan pada pemahaman bahwa tekanan udara akan berkurang dengan menambah ketinggian.
(Anonymouse , 2011)
Barometer
Barometer merupakan alat pengukur tekanan udara dan dapat digunakan untuk meramal cuaca dalam kurun waktu 12 sampai 24 jam. Tekanan udara dapat diukur dalam satuan inci air raksa, milimeter air raksa, atau hektopascal, tergantung lokasi dan skala alat tersebut.[1] Untuk mengetahui apakah tekanan udara naik atau turun, Anda harus mengalibrasi barometer dengan benar. Setelah membeli barometer, alat tersebut harus disesuaikan terlebih dahulu sebelum dapat digunakan untuk mengukur tekanan udara dengan akurat
Berkat penemuan dari fisikawan bernama Evangelista Torricelli, tekanan atmosfer dapat diukur menggunakan alat yang disebut barometer. Tahun diciptakannya alat tersebut sekitar 1643 dan mulai dimanfaatkan pada abad 19.
Nama tersebut merupakan gabungan dua kata dari bahasa Yunani yaitu ‘baros’ yang bermakna bobot dan ‘metron’ yang bermakna ukuran. Sejak dikenal luas, pengembangan terus dilakukan dan tetap digunakan sampai sekarang. Apa saja fungsi dan bagaimana cara kerja dari barometer ini? Baca selengkapnya penjelasan berikut ini.
Fungsi Barometer
Fungsi utama barometer adalah sebagai alat untuk mengukur tekanan udara, namun masih ada kegunaan yang lebih spesifik tergantung dari jenisnya, yaitu:
- Jenis barometer air raksa berguna untuk melakukan pemantauan dan penghitungan apakah udara memiliki potensi dalam menyebabkan badai;
- Jenis barograf berfungsi untuk meneliti iklim jangka panjang yang melingkupi suatu wilayah;
- Jenis barometer aneroid berguna untuk membaca perubahan yang terjadi pada tekanan udara/atmosfer.
Sedangkan berdasarkan penerapannya dalam kehidupan, alat pengukur udara tersebut mempunyai fungsi yang berbeda sesuai bidang tertentu, antara lain:
a. Bidang Penerbangan dan Pelayaran
Kondisi cuaca sangat berpengaruh pada jadwal penerbangan dan pelayaran sehingga membutuhkan alat untuk memperkirakan cuaca apakah akan ekstrim atau aman untuk perjalanan.
Fungsi lainnya adalah sebagai penunjuk ketinggian pada pesawat terbang. Umumnya, alat yang digunakan disebut dengan istilah altimeter barometric.
b. Bidang Meteorologi
Para ahli meteorologi menggunakan data variasi tekanan udara di wilayah tertentu untuk memprediksi cuaca seakurat mungkin. Selain itu, data tersebut dapat dijadikan acuan untuk mempelajari pola iklim di suatu daerah.
c. Bidang Ilmu Pengetahuan
Data mengenai tekanan udara sangat dibutuhkan oleh para ilmuwan dalam melakukan suatu penelitian. Sebab, variabel tekanan udara tersebut harus dihitung dengan tepat untuk demi keberhasilan eksperimen.
d. Bidang Teknologi
Teknologi yang meliputi smartphone dan jam tangan juga membutuhkan alat pengukur tekanan udara. Dengan begitu, pengguna dapat memanfaatkan alat tersebut untuk kepentingan contohnya saat menyelam.
Para ahli meteorologi biasa menggunakan milibar (mb) sebagai satuan tekanan udara. Selain itu, satuan lain yakni pascal (Pa) ditentukan oleh Sistem Satuan Internasional. Apabila dikonversikan, maka 1 mb memiliki nilai yang sama dengan 100.000 Pa.
Cara Membaca Barometrik
Lalu, bagaimana barometric dibaca? Secara garis besar, berikut contoh sederhana dalam menerjemahkan pergerakan yang ditunjukkan barometrik:
- Cuaca yang secara umum baik diindikasikan oleh barometrik yang bergerak naik
- Cuaca yang secara umum memburuk akan ditunjukkan oleh barometrik yang pergerakannya turun
- Badai yang datang akan diindikasikan oleh tekanan udara yang turun drastis secara tiba-tiba
- Perubahan cuaca tidak akan terjadi dalam waktu dekat apabila tekanan udara menunjukkan angka yang stabil.
Agar semakin paham, berikut cara pembacaan barometrik berdasarkan 3 tingkat tekanan udara yaitu normal, rendah dan tinggi:
a. Tekanan Udara Normal
Angka yang menunjukkan tekanan udara normal berkisar antara 1022,689 mb – 1009,144 mb atau 10091,4 Pa – 102268,9 Pa. Pembacaan tekanan tersebut mengindikasikan cuaca yang stabil.
Apabila tidak ada perubahan dan malah cenderung naik, maka kondisi tersebut kemungkinan akan bertahan lama.
Namun, jika angkanya sedikit turun maka diprediksikan akan terjadi perubahan cuaca. Sedangkan penurunan angka yang jauh menandakan akan terjadi hujan.
b. Tekanan Udara Rendah
Apabila barometrik menunjukan angka di bawah 1009,144 mb atau 100914,4 Pa maka tekanan udara dinyatakan rendah.
Saat angka semakin menurun maka dapat ditafsirkan bahwa hujan akan segera turun. Sedangkan penurunan tekanan yang drastis menjadi penanda badai akan datang.
c. Tekanan Udara Tinggi
Barometrik yang menunjuk angka di atas 1022,689 mb atau 102268,9 Pa maka menunjukan tekanan udara yang tinggi.
Apabila tekanan terbaca stabil ataupun cenderung naik sedikit, maka mengindikasikan cuaca cerah yang berlangsung cukup lama. Namun, angka yang semakin menurun penanda akan terjadi mendung.
Prinsip dan Prosedur Kerja Barometer
Prinsip kerja barometer menggunakan teori fisika khususnya tentang hukum kontinuitas, tekanan dan manometer. Alat tersebut didesain dengan tabung kaca setinggi minimal 84 cm.
Pada bagian pangkal dibiarkan terbuka sedangkan bagian ujung lain dipasangi dengan reservoir merkuri. Secara garis besar, barometrik bekerja dengan cara menyeimbangkan massa merkuri terhadap tekanan udara. Persis seperti cara kerja timbangan yang Anda sering jumpai.
Berikut prosedur kerja 2 jenis barometrik yaitu air raksa dan aneroid:
1. Prosedur Kerja Barometer Air Raksa
- Pertama, alat diposisikan dengan tegak menggunakan bantuan reservoir yang terlebih dahulu diisi dengan air raksa;
- Selanjutnya, bagian tabung yang kosong akan menghasilkan efek vakum;
- Ketiga, proses pengukuran tekanan udara akan dimulai saat air raksa menunjukan pergerakan;
- Apabila air raksa lebih berat dibandingkan tekanan udara di luar, maka level air raksa dalam tabung akan mengalami penurunan;
- Apabila tekanan air raksa lebih kecil dibandingkan tekanan udara di luar, maka akan mengalami kenaikan level dalam tabung.
2. Prosedur Kerja Barometer Aneroid
- Pertama, strip pada kedua sisi lempengan logam aneroid dihubungkan ke aliran listrik sebab jenis ini memiliki bentuk berupa cakram tipis dari logam;
- Selanjutnya, pembacaan tekanan udara terjadi apabila terjadi variasi jarak antara 2 strip pada lempengan logam;
- Apabila terjadi kenaikan maupun penurunan tekanan udara, maka lempengan logam akan ikut memuai atau menyusut.
Barometer sebagai alat penentu tekanan udara memang bermanfaat bagi kehidupan manusia. Berkat alat tersebut, para ahli dapat mengetahui pola iklim suatu daerah dan memprediksi cuaca. Dengan begitu, Anda bisa memperoleh informasi mengenai prakiraan cuaca harian hingga beberapa bulan yang akan datang.
