TEKANAN UDARA

Tekanan Udara

Tekanan Udara adalah tekanan pada titik manapun di atmosfer bumi. Umumnya, tekanan udara hampir sama dengan tekanan hidrostatik yang disebabkan oleh berat udara di atas titik pengukuran. Massa udara dipengaruhi tekanan udara umum di dalam massa tersebut, yang menciptakan daerah dengan tekanan tinggi (antisiklon) dan tekanan rendah (depresi). Daerah bertekanan rendah memiliki massa atmosfer yang lebih sedikit di atas lokasinya, di mana sebaliknya, daerah bertekanan tinggi memiliki massa atmosfer lebih besar di atas lokasinya.

Dua system tekanan udara yang utama menngontrol cuaca kita,seperti yang telah disebutkan diatas.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.

Meningkatnya ketinggian menyebabkan berkurangnya jumlah molekul udara secara eksponensial. Karenanya, tekanan udara menurun seiring meningkatnya ketinggian dengan laju yang menurun pula. Berikut adalah rumus hampiran untuk tekanan udara:

,

Di mana P adalah tekanan dalam pascal dan h adalah ketinggian dalam meter. Persamaan ini menunjukkan bahwa tekanan pada ketinggian 31 km asalah sekitar 10^(5-2) Pa = 1000 Pa, atau 1% dari tekanan pada permukaan laut. Secara kasar, untuk beberapa kilometer di atas permukaan laut, tekanan berkurang 100.

Barometer

Alat yang di pakai untuk mengukur tekanan udara dinamakan barometer Barometer umum digunakan dalam peramalan cuaca, dimana tekanan udara yang tinggi menandakan cuaca yang "bersahabat", sedangkan tekanan udara rendah menandakan kemungkinan badai.

Istilah 'barometer' diperkenalkan pada 1665-1666 oleh seorang ilmuwan alam dari Irlandia bernama Robert Boyle. Kata tersebut diturunkan dari istilah Yunani báros yang berarti 'berat, bobot' dan métron yang berarti 'ukuran', yang berarti ukuran berat 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.

Tekanan Udara, Rumus dan Alat Ukurnya- 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.

Besarnya tekanan udara di suatu tempat sangat bergantung pada jumlah udara di atasnya. Semakin tinggi suatu tempat maka semakin sedikit jumlah udara di atasnya, semakin sedikit berat udara yang ditahan wilayah tersebut sehingga tekanannya semakin sedikit. Berbanding terbalik dengan daerah atau dataran rendah, mereka mempunyai tekanan udara yang lebih besar. Jadi tekanan udara di suatu wilayah sangat ditentukan oleh ketinggian tempat atau wilayah tersebut dari permukaan air laut.

Faktor-faktor yang mempengaruhi tekanan udara

ada 2 hal yang sangat mempengaruhi tekanan udara yaitu suhu dan tinggi suatu daerah

1. Tinggi Suatu Tempat
   Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya tinggi suatu tempat berbanding terbalik dengan tekanan udara di daerah tersebut.
2. Suhu Udara
   Suhu udara sangat mempengaruhi tekanan udaranya. Ketika suhu tinggi 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 udara akan 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.

Rumus Tekanan Udara

Bagaimana menetukan tinggi suatu tempat bila diketahui tekanannya? Bagaimana pula menentukan tekanan jika yang kita ketahui adalah tekanannya. Tekanan udara dipermukaan air laut adalah 76 cmHg yang akan jadi patokan dan setiap perubahan tinggi 100 m maka akan terjadi perubahan tekanan sebesaar 1 mmHg.

Ph = (Pu – h/100) cmHg

Ph = tekanan pada ketinggian h
Pu = tekanan udara permukaan air laut
h  = tinggi suatu tempat

untuk mencari ketinggian

h = (Pu-Ph) x 100 m

Contoh Soal

Wilayah Jakarta utara memiliki ketinggian 10 m dibawah permukaan airl laut. Berapakah tekanan udara di tempat tersebut.

Jawab

Ph = (Pu – h/100) cmHg
Ph = (76 – 10/100) = 76 – 0,1 = 75,9 ccmHg

jika disuatu puncak gunung tekanan udaranya adalah 45 cmHg, berapa ketinggian gunung tersebut dari permukaan air laut?

h = (Pu-Ph) x 100
h = (76-45 x 100 = 31 x 100 = 3100 m di atas permukaan laut.

Alat Ukur Tekanan Udara

Tekanan udara merupakan besaran turunan yang dapat diukur dengan alat ukur yang dinamakan barometer yang berasal dari bahasa yunani baros = berat dan metron = udara. Barometer ada beberapa jenis seperti barometer. Alat yang ditemukan oleh Ilmuwan asal Irlandia (Robert Boyle) ini memiliki beberapa jenis seperti barometer air raksa, barometer air, barometer aneroid, dan beberapa jenis barometer lainnya. Pada umumnya dunia menggunakan hektopascal untuk menyatakan nilai tekanan udara. Akan tetapi sobat hitung mungkin masih ada yang menjumpai satuan cmHg pada barometer tua dengan konversi satuan 1 cmHg = 1,103 x 10⁵ Pa = 1 x 1,013 x 10³ hektopascal. Penggunaan hektopascal sebagai pengganti milibar. Hektopascal adalah satuan pengukuran langsung dari tekanan udara (gaya/luas alas) seperti halnya newton/cm persegi tetapi dalam satuan metrik. 1 Hektopascal = 100 Pascal sedangkan 1 bar = 100.000 newton/m2 = 100.000 Pa.

Faktor kedua yang mempengaruhi dinamika cuaca adalah tekanan udara, yaitu 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.

Semakin tinggi kerapatan udara, semakin tinggi pula tekanannya. Berbeda dengan ting kat kerapatan yang berbanding lurus dengan tekanan udara, suhu di suatu wilayah berbanding terbalik dengan tekanan udaranya. Semakin tinggi suhu udara, semakin rendah tekanan udaranya. Hal ini dikarenakan suhu yang tinggi menyebabkan udara di daerah itu memuai dan menjadi renggang.

Alat yang digunakan untuk mengukur tekanan udara di suatu tempat dinamakan Barometer, yang menggunakan skala milimeter air raksa (mm Hg), milibar (mb), atau atmosfer (atm). Perbandingan ketiga skala tersebut adalah 1 atm = 760 mm Hg = 1013,25 mb. Ada 3 macam barometer yang biasa kita temui di stasiun-stasiun pengamat cuaca, yaitu sebagai berikut.

1. Barometer Air Raksa, yang menggunakan skala milimeter air raksa.
2. Barometer Aneroid, yang menggunakan skala milibar.
3. Barograf, yaitu barometer otomatis yang mencatat sendiri tekanan udara setiap waktu pada kertas barogram dengan skala milibar.

Berbagai daerah di muka Bumi ada yang memiliki tekanan udara sama, namun ada pula yang berbeda. Pada peta, wilayah yang memiliki tekanan udara paling tinggi dibandingkan dengan daerah-daerah tekanan tinggi, biasanya digunakan simbol (+).

Wilayah yang memiliki tekanan udara paling rendah dibandingkan dengan daerah-daerah lain di sekitarnya dinamakan daerah pusat tekanan minimum atau tekanan rendah, biasanya digunakan simbol (-). Pada peta cuaca, daerah-daerah yang memiliki tekanan udara sama dihubungkan dengan garis-garis konsentris yang dinamakan isobar.