Pengukuran Tekanan Udara Dan Ketinggian [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM METEOROLOGI DAN KLIMATOLOGI



ACARA IV PENGUKURAN TEKANAN UDARA DAN KETINGGIAN TEMPAT Fira (18405249002/A1)



A.



Tujuan 1. Mahasiswa dapat melakukan pengukuran tekanan udara dan ketinggian tempat. 2. Mahasiswa dapat menganalisis data hasil pengukuran tekanan udara dan ketinggian tempat.



B.



Dasar teori 1.



Pengertian Tekanan Udara Tekanan udara adalah tenaga yang bekerja untuk menggerakkan massa udara dalam satuan wilayah tertentu dari suatu tempat ke tempat lainnya. Tekanan udara sangat dipengaruhi tingkat kepadatan atau kerapatan (densitas) massa udara. Densitas udara adalah massa per satuan volume gas atmosfer . Hal ini dilambangkan dengan huruf Yunani rho ( ρ) . Kepadatan udara tergantung pada suhu dan tekanan udara . Satuan Si massa jenis udara adalah kilogram per meter kubik (kg·m-3) (Yulkifli, dkk. 2014:58). Kemudian Soejitno (1973 : 23) dalam Hadori dan Fise 2014 : 55 mengatakan bahwa tekanan atmosfer suatu ketinggian tertentu adalah gaya persatuan luas yang di usahanya oleh udara pada ketinggian tersebut. Udara memiliki massa meskipun sangt kecil. Akan tetapi dengan jumlah mereka yang sangat banyak massa mereka tidak bisa dianggap ringan. Di bumi ada yang namanya gravitasi yang menarik udara ini ke bawah sehingga dikenal namanya berat. Berat udara inilah yang akan menekan permukaan bumi sehingga timbul tekanan udara. Jadi pengertian tekanan udara adalah besarnya berat udara pada satu satuan luas bidanng tekan (Yulkifli, dkk. 2014:59).



Anonymousa , 2012) dalam Asrizal (2009 : 57) mengatakan bahwa 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. Udara memiliki massa meskipun sangt kecil. Akan tetapi dengan jumlah mereka yang sangat banyak massa mereka tidak bisa dianggap ringan. Di bumi ada yang namanya gravitasi yang menarik udara ini ke bawah sehingga dikenal namanya berat. Berat udara inilah yang akan menekan permukaan bumi sehingga timbul tekanan udara. Jadi pengertian tekanan udara adalah besarnya berat udara pada satu satuan luas bidanng tekan (Yulkifli, dkk. 2014:59). Alat untuk mengukur tekanan udara disebut barometer Terdapat beberapa macam barometer diantaranya adalah barometer raksa, barometer air, dan barometer aneroid. Satuan tekanan udara, selain dengan atm atau mmHg, juga dapat dan sering pula dinyatakan dalam satuan psi, bar, dan Pa (Fadholi, Ahmad. 2013 : 123). Hubungan



antara



tekanan



udara



dengan



ketinggian



tempat



dimanfaatkan dalam merancang alat untuk mengukur ketinggian tempat disebut Altimeter. Tekanan udara umumnya menurun sebesar 11 mbar untuk setiap bertambahnya ketinggian tempat sebesar 100 m. Dalam Hadori, di dekat permukaan bumi udara membentuk tekanan sebesar 10 o C Newton tiap m2 atau 1 bar. Karena perubahan tekanan udara sehari-hari kecil maka satuan yang digunakan harus sesuai hingga setiap kejadian yang berhubungan dengan tekanan udara dapat dilaporkan. Adapun atau yang digunakan dalam metodologi adalah milibar (Asrizal, 2009 : 59).



1 bar = 1000 mb 1 bar = 100 Newton/m2 1 mb = 100 N/m2 2.



Variasi Tekanan Udara Ada 2 hal yang sangat mempengaruhi tekanan udara yaitu suhu dan tinggi suatu daerah (Fadholi, Ahmad. 2013 : 124). 



Tinggi Suatu Tempat, semakin tinggi suatu tempat dari permukaan laut maka tekanannya akan rendah dan jika semakin rendah suatu tempat maka tekanannya akan semakin tinggi.







Suhu Udara, sangat mempengaruhi tekanan udaranya. Ketika suhu tinggii molekul udara akan mengembang dan volume udara menjadi lebih besar. Jika volume di udara di atas suatu tempat adalah tetap maka ketika suhu udara naik, massa udara total akan berkurang, berat udara berkurang, demikian juga dengan tekanan udara. Sebaliknya, ketika suhu rendah makan tekanan udaraakan semakin tinggi.Tekanan udara di berbagai tempat berbeda-beda terutama tergantung pada tinggi daerah tersebut dari



permukaan



air



laut.



Perbedaan



tekanan udara inilah



yang



mengakibatkan berbagai fenomena cuaca seperti angin, topan, badai, dan sebagainya.



3.



Sistem Tekanan Udara Sistem-sistem tekanan udara sangat bervariasi dalam ukuran dan lamanya. Tipe-tipe sistem tekanan udara yang penting yaitu (Asrizal. 2009 : 59). 



Sistem tekanan (udara) rendah atau juga disebut siklon atau depresi atau low, daerah ini mempunyai tekanan udara yang lebih rendah daripada tekanan udara daerah sekitarnya. Jika daerah tekanan ini memanjang maka disebut Palung. 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.







Sistem tekanan (udara) tinggi atau juga disebut antisiklon atau high, daerah ini mempunyai tekanan udara daerah disekitarnya. Jika daerah



tekanan ini memenjang maka disebut ridge atau weige . Contoh-contoh sistem tekanan udara yang disebabkan oleh perubahan suhu permukaan bumi adalah akibat perubahan insolasi yang berbeda menurut lintang dan waktu/musim. Misalnya pada musim dingin yang terjadi di Asia dan Amerika Utara, Asia Tengah, dan India bagian Utara akan menyebabkan sistem tekanan udara tinggi di wilayah tersebut. Tempat-tempat yang mempunyai tekanan udara yang mempunyai tekanan udara yang sama biasanya dihubungkan dengan suatu garis di peta yang disebut isobar. 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. Anonymousc (2008) dalam Asrizal (2009 : 60) mengatakan bahwa 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 yang bertekanan rendah.



4.



Faktor yang Mempengaruhi variasi tekanan udara Anonymousd (2012) dalam Asrizal (2009 : 62) mengatakan bahwa terdapat tiga faktor yang mempengaruhi variasi tekanan udara antara lain yaitu : 



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.



5.



Penyebaran Tekanan Udara Seperti halnya suhu udara, tekanan udara juga bebeda menurut ketinggian tempat (altitude) dan lintang. Oleh karenanya dikenal penyebaran tekanan udara secara vertikal dan horizontal (Asrizal. 2009 : 60) 



Penyebaran



secara



vertical



:



bahwa



tekanan



udara



pada



suhu



bidang/ketinggian adalah tekanan yang disebabkan oleh berat udara bidang atau ketinggian tersebut. Makin tinggi tempat sebaliknya semakin ringan udara, sehingga semakin rendah tekanannya. Bertambah ringannya udara tersebut bukan hanya disebabkan oleh semakin pendeknya kolom udara sampai puncak atmosfer, Tetapi juga karena semakin renggangnya udara. Berdasarkan pengukuran menunjukkan bahwa tiap naik 100 m akan turun tekanan udaranya setinggi 11 mb. 



Penyebaran secara Horizontal ; perbedaan/perubahan tekanan udara secara



horizontal



mengakibatkan



disebabkan



terjadinya



oleh



perbedaan



perbedaan, suhu



dan



lintang



selanjutnya



yang akan



mengakibatkan perbedaan tekanan udara. Untuk daerah yang beriklim subtropika atau kutub, variasi tekanan udara menurut lintang sangat menentukan perubahan cuaca/iklim di daerah tersebut. Tetapi bagi daerah yang beriklim tropika, variasi tekanan udara menurut lintang relative kecil, sehingga jarang menimbulkan gejala-gejala yang berarti bagi pertanian. Mungkin karena itulah sebabnya pengukuran tekanan udara di Stasiun Klimatologi Pertanian jarang sekali dilakukan.



6.



Variasi Tekanan Udara dengan Ketinggian Tekanan



udara akan berkurang terhadap ketinggian, oleh karena itu



tekanan terbesar ada pada permukaan bumi. Dapat dikatakan tekanan udara adalah berat udara pada satuan luas tertentu pada suatu permukaan bumi. Adapun volume udara dihitung dari permukaan bumi sampai atmosfer paling



atas. Masa udara semakin tipis, sehingga semakin keras tekanannya semakin rendah (Hadori, dkk. 2014 : 58). Tabel 4.1 Tabel Hubungan Ketinggian Terhadap Tekanan Udara ALTITUDE (Ketinggian)



TEKANAN (Milibar)



dalam km Dekat permukaan air laut 10



1000



20



265



30



55,3



40



12,0



50



2,87



60



0,798



70



0,225



80



0,0552



90



0,0104



1000



0.0016



Penurunan tekanan udara terhadap ketinggian bersifat tidak tetap. Sebagai contoh diatas permukaan air laut setiap naik 0,5 m maka tekanan akan turun 1 mb. Tetapi pada ketinggian 5,5 km maka penurunan 1 mb akan dicapai bila kenaikan 15 m (Hadori, dkk. : 58).



C.



Alat dan Bahan Untuk melakukan identifikasi suhu udara maka diperlukan alat dan bahan sebagai berikut: Alat : 1.



Altimeter Thommen untuk mengukur tekanan udara dan ketinggian tempat.



2.



Barometer untuk mengukur tekanan udara.



Bahan : -



D.



Langkah Kerja a. Altimeter Thommen 1. Memerhatikan dan baca angka yang terdapat pada lubang. 2. Memerhatikan angka yang ditunjuk oleh jarum pada lingkaran paling luar. 3. Memerhatikan angka yang ditunjuk oleh jarum pada lingkaran di bagian dalam. 4. Mencatat hasil praktikum. 5. Menganalisis hasil praktikum. b. Barometer



c.



1.



Menggantungkan barometer selama ±10 menit.



2.



Memperhatikan angka yang ditunjuk oleh jarum.



3.



Mencatat hasil praktikum.



4.



Menganalisis hasil praktikum.



Pengukuran Tekanan Udara Secara Teoritik 1.



Pastikan sudah mengetahui ketinggian tempat.



2.



Menentukan penurunan udara yang terjadi berdasarkan ketinggian tempat. Rumus mencari besar tekanan udara :



Tekanan Udara = 1.010 – Penurunan Tekanan Udara



Penurunan Tekanan Udara =



Ketinggian tempat 10



x 1mb



E.



Hasil dan Pembahasan Hasil Berikut



ini



adalah



hasil



praktikum



yang



diperoleh



berdasarkan



pengukuran tekanan udara di empat tempat dengan menggunakan Altimeter Thommen, Barometer, dan Pengukuran Teoritik :



Tabel 4.1 Data Tekanan Udara di Laboratorium Geospasial FIS UNY pada 5 oktober 2018 No. 1. 2. 3.



Alat Pengukuran Tekanan Udara Altimeter Thommen Barometer



Hasil 1017 mb Pukul 09.00 = 1050 hpa



Teori



Pukul 18.00 = 1030 mb 997 mb



Secara teoritis tekanan udara dapat diukur menggunakan rumus sebagai berikut : Tekanan Udara = 1.010 – 13 mb = 997 mb Penurunan Tekanan Udara =



130 mdpl ×1 mb=13 mb 10



Tabel 4.2 Data Tekanan Udara di Ngaglik Sleman pada 5 oktober 2018



No. 1. 2. 3.



Alat Pengukuran Tekanan Udara Altimeter Thommen Barometer Teori



Hasil 1035 mb 1041 hpa 992 mb



Secara teoritis tekanan udara dapat diukur menggunakan rumus sebagai berikut : Tekanan Udara = 1.010 – 18 mb = 992 mb Penurunan Tekanan Udara =



180 mdpl ×1 mb=18 mb 10



Tabel 4.3 Data Tekanan Udara di Kabupaten Bantul pada 8 oktober 2018 No. 1. 2. 3.



Alat Pengukuran Tekanan Udara Altimeter Thommen Barometer Teori



Hasil 1034 mb 1058 hpa 1008,8 mb



Secara teoritis tekanan udara dapat diukur menggunakan rumus sebagai berikut : Tekanan Udara = 1.010 – 1,2 mb =1008,8 mb Penurunan Tekanan Udara =



12mdpl ×1 mb=1,2 mb 10



Pembahasan Tekanan udara adalah tenaga yang bekerja untuk menggerakkan massa udara dalam satuan wilayah tertentu dari suatu tempat ke tempat lainnya. Kemudian ada beberapa faktor yang mempengaruhi tekanan udara suatu tempat antara lain ketinggian dan cuaca berhubungan dengan ketinggian. Pada praktikum mengukur tekanan udara dan ketinggian kali ini, pengukuran dilakukan di tiga lokasi yang berbeda, yaitu di laboratorium Geospasial FIS UNY, Ngaglik Sleman, dan Bantul. Pengukuran juga dilakukan pada waktu yang berbeda yaitu tanggal 5 untuk pengukuran di laboratorium Geospasial dan Ngaglik Sleman dan tanggal 8 untuk daerah Bantul, serta menggunaka dua alat pengukuran yaitu menggunakan altimeter thommen dan Barometer. Pengukuran di Geospasial dilakukan pada ketinggian 130 mdpl dengan perolehan hasil pada altimeter yaitu 1017, sedangkan pada barometer pengukuran dilakukan pada dua waktu yang berbeda yaitu pada pukul 09.00 dan pukul 18.00, dengan perolehan hasil yaitu secara berturut-turut yakni 1050 hpa dan 1030 hpa. Sementara secara teoritik, hasilnya yaitu 997 mb. Kemudian pada daerah Ngaglik Sleman pengukuran dilakukan pada ketinggian 180 mdpl. Dengan perolehan hasil pengukuran menggunakan altimeter yaitu 1035 mb dan pada barometer yaitu 1041 hpa. Sementara secara teoritik yaitu 992 mb. Sedangkan pada daerah Bantul, pengukuran dilakukan pada ketinggian 12 mdpl. Dengan perolehan hasil



pengukuran yaitu menggunakan altimeter yakni 1034 mb dan barometer yaitu 1058 hpa. Sementara secara teoritik yakni 1008,8 mb. Dari perolehan data hasil pengukuran yang dipaparkan maka dapa dilihat terdapat perbandingan tekanan udara yang sangat nampak antara Lab. Geospasial, Sleman dan Bantul. Perbandingan ini terlihat sangat jelas pada perhitungan tekanan udara secara teoritis. Tekanan udara pada daerah Bantul sangat tinggi yaitu 1008,8 mb dibandingkan tekanan di Lab. Geospasial dan Ngaglik Sleman. Hal ini di karenakan pengukuran di daerah Bantul ketinggiannya lebih rendah yaitu 12 mdpl sedangkan di Lab. Geospasial dan di Ngaklik Sleman secara berturut-turut yaitu pada ketinggian 130 mpdl dan 180 mdpl. Sehingganya pada perbandingan hasil pengukuran ini dapat disimpulkan bahwa ketinggian tempat sangat mempengaruhi tekanan udara. Semakin tinggi tempat maka tekanan udaranya akan semakin rendah dan sebaliknya jika semakin rendah suatu tempat maka tekanan udaranya akan semakin tinggi. Namun pada data pengukuran di Lab. Geospasial, data yang diperoleh kurang akurat dikarenakan simpang siur nya data yang diberikan. Ada sebagian yang menggunaka data dari kelompok B dan juga ada sebagian yang menggunakan data keompok A.



F.



Kesimpulan 1. Tekanan udara adalah tenaga yang bekerja untuk menggerakkan massa udara dalam satuan wilayah tertentu dari suatu tempat ke tempat lainnya 2. Tekanan udara dapat diukur menggunakan Alimeter Thommen dan Barometer serta juga bias melakukan perhitungan secara teoritis yaitu dengan rumus : Tekanan Udara = 1.010 – pengurangan tekanan udara Penurunan Tekanan Udara =



ketinggian tempat ×1 mb 10



3. Ketinggian merupakan salah satu factor yang sangat mempengaruhi tekanan udara suatu tempat.



4. Semakin tinggi tempat maka tekanan udaranya akan semakin rendah dan sebaliknya jika semakin rendah suatu tempat maka tekanan udaranya akan semakin tinggi.



G.



Daftar Pustaka Asrizal. 2009. Klimatologi (suatu pengantar). Surabaya : Aksara. Fadholi, Ahmad. 2013. Study Pengaruh Suhu dan Tekanan Udara. Jurnal Teori dan Aplikasi Fisika. Vol 1. Nomor 2 : 123-124. Hadori, dkk. 2014. Pengantar Meteorologi. Yogyakarta : UNY Press. Yulkifli, dkk. 2014. Pengukuran Tekanan Udara menggunakan DT sense Barometrik



berbasis sensor HPO3. Jurnal Saintek. Vol 6. Nomor 2 : 110-115.



Lampiran I



Lampiran II