Apa yang kamu ketahui tentang tekanan udara?

Karakteristik penting dari atmosfer bumi adalah tekanan udaranya yang menentukan angin dan pola cuaca di seluruh dunia. Gravitasi memberikan gaya tarik pada atmosfer planet sebagaimana gaya tarik yang mempertahankan benda-benda di atas permukaan bumi. Gaya gravitasi menyebabkan atmosfer mendorong semua yang ada di sekitarnya, sehingga tekanan udara berfluktuasi naik dan turun saat Bumi berputar.

Apa itu tekanan udara?

Menurut definisi, tekanan atmosfer atau tekanan udara adalah gaya per unit area yang diberikan pada permukaan bumi dengan berat udara di atas permukaan . Gaya yang diberikan oleh massa udara diciptakan oleh molekul-molekul pembentuknya disertai ukuran, gerakan, dan jumlah molekul yang ada di udara. Faktor-faktor ini penting karena menentukan suhu dan kepadatan udara yang berpengaruh pada tekanannya.

Jumlah molekul udara di atas permukaan menentukan tekanan udara. Ketika jumlah molekul meningkat, maka terdapat lebih banyak tekanan pada permukaan dan tekanan atmosfer total meningkat. Sebaliknya, jika jumlah molekul berkurang, tekanan udara juga demikian.

Bagaimana cara mengukur tekanan udara?

Tekanan udara diukur dengan merkuri atau barometer aneroid. Barometer merkuri mengukur ketinggian kolom merkuri dalam tabung gelas vertikal. Ketika tekanan udara berubah, ketinggian kolom merkuri juga. Cara kerja barometer ini seperti termometer. Ahli meteorologi mengukur tekanan udara dalam satuan yang disebut atmosfer (atm). Satu atmosfer sama dengan 1.013 milibar (MB) di permukaan laut, yang diterjemahkan menjadi 760 milimeter quicksilver bila diukur pada barometer air raksa.

Barometer aneroid menggunakan koil tabung, dengan sebagian besar udara dihilangkan. Koil kemudian menekuk ke dalam saat tekanan naik dan sebaliknya ketika tekanan turun. Barometer aneroid menggunakan unit pengukuran yang sama dan menghasilkan bacaan yang sama dengan barometer merkuri, tetapi mereka tidak mengandung unsur apa pun.

Tekanan udara tidak seragam di seluruh planet ini. Kisaran normal tekanan udara Bumi adalah dari 970 MB hingga 1.050 MB. Perbedaan ini adalah hasil dari sistem tekanan udara rendah dan tinggi, yang disebabkan oleh pemanasan yang tidak merata di permukaan bumi dan gaya gradien tekanan ( pressure gradient force ).

Tekanan barometrik tertinggi yang tercatat adalah 1.083,8 MB (disesuaikan dengan permukaan laut), diukur di Agata, Siberia, pada tanggal 31 Desember 1968.2 Tekanan terendah yang pernah diukur adalah 870 MB, tercatat sebagai Topan yang menghantam Samudra Pasifik Barat pada 12 Oktober, 1979.

Sistem Tekanan Udara

  • Sistem Tekanan Rendah
    Sistem tekanan rendah, juga disebut depresi, adalah area di mana tekanan atmosfer lebih rendah daripada area di sekitarnya. Terendah biasanya dikaitkan dengan angin kencang, udara hangat, dan pengangkatan atmosfer. Dalam kondisi ini, posisi terendah biasanya menghasilkan awan, curah hujan, dan cuaca bergejolak lainnya, seperti badai tropis dan topan.

    Daerah yang rentan terhadap tekanan rendah tidak memiliki suhu diurnal ekstrem (perbedaan suhu siang dan malam) atau suhu musiman ekstrem karena awan yang ada di daerah tersebut memantulkan radiasi matahari yang masuk kembali ke atmosfer. Akibatnya, daerah tersebut tidak dapat menaikkan temperatur sepanjang hari (atau di musim panas), dan di malam hari, bertindak seperti selimut yang memerangkap panas di bawah.

  • Sistem Tekanan Tinggi
    Sistem tekanan tinggi, kadang-kadang disebut anticyclone , adalah area di mana tekanan atmosfer lebih besar daripada area di sekitarnya . Sistem ini bergerak searah jarum jam di belahan bumi utara dan berlawanan arah jarum jam di belahan bumi selatan karena efek Coriolis.

    Daerah bertekanan tinggi biasanya disebabkan oleh fenomena yang disebut subsidensi, yang berarti bahwa ketika udara dalam suhu tinggi mendingin, ia menjadi lebih padat dan bergerak ke arah tanah. Tekanan meningkat di sini karena lebih banyak udara mengisi ruang yang ditinggalkan. Subsiden juga menguapkan sebagian besar uap air atmosfer, sehingga sistem bertekanan tinggi biasanya dikaitkan dengan langit yang cerah dan cuaca yang tenang.

    Tidak seperti area dengan tekanan rendah, ketiadaan awan berarti bahwa area yang rentan terhadap tekanan tinggi mengalami diurnal dan temperatur musiman ekstrem karena tidak ada awan yang menghalangi radiasi sinar matahari yang masuk atau memerangkap radiasi gelombang panjang yang keluar di malam hari.

Wilayah Atmosfer

Di seluruh dunia, ada beberapa daerah di mana tekanan udara sangat konsisten sehingga menghasilkan pola cuaca yang sangat mudah dipredisksi di daerah seperti daerah tropis atau kutub.

  • Equatorial low-pressure trough :
    Area ini berada di wilayah ekuatorial Bumi (0 hingga 10 derajat utara dan selatan) dan terdiri dari udara hangat, ringan, dan konvergen. Karena udara konvergen basah dan penuh energi berlebih , ia mengembang dan mendingin saat naik sehingga menciptakan awan dan hujan lebat di seluruh area. Equatorial low-pressure trough ini juga membentuk Inter-Tropical Convergence Zone (ITCZ) dan trade winds.

  • Subtropical high-pressure cells
    Subtropical high-pressure cells terdapat pada 30 derajat utara / selatan. Zona ini merupakan zona udara panas yang kering yang terbentuk ketika udara hangat turun dari daerah tropis. Udara tersebut meningkat temperaturnya dan menjadi lebih panas. Karena udara panas dapat menampung lebih banyak uap air, maka daerah tersebut relatif kering. Hujan deras di sepanjang khatulistiwa juga menghilangkan sebagian besar kelembaban berlebih. Angin dominan di dataran tinggi subtropis disebut westerlies.

  • Subpolar low-pressure cells
    Subpolar low-pressure cell berada pada 60 derajat lintang utara / selatan dan memiliki fitur cuaca dingin dan basah. Subpolar low-pressure cells dibentuk oleh pertemuan massa udara dingin dari garis lintang yang lebih tinggi dengan massa udara lebih hangat dari garis lintang yang lebih rendah. Di belahan bumi utara, pertemuan ini membentuk garis depan kutub ( polar front ), yang menghasilkan badai siklon bertekanan rendah yang menghasilkan curah hujan di Pasifik Barat Laut dan sebagian besar Eropa. Di belahan bumi selatan, badai yang parah berkembang di sepanjang garis depan kutub dan menyebabkan angin kencang dan salju di Antartika.

  • Polar high-pressure cells
    Polar high-pressure cells ini terletak pada 90 derajat utara / selatan dan sangat dingin dan kering. Dengan sistem ini, angin bergerak menjauh dari kutub dalam anticyclone, yang turun dan menyebar membentuk polar easterlies. Namun sistem ini lemah, karena sedikit energi yang tersedia di kutub untuk membuat sistem kuat. Pada tinggian Antartika sistem ini lebih kuat, karena dapat terbentuk di atas daratan yang dingin alih-alih laut yang lebih hangat.

Dengan mempelajari pasang surut ini, para ilmuwan lebih mampu memahami pola sirkulasi Bumi dan memprediksi cuaca untuk digunakan dalam kehidupan sehari-hari, navigasi, pengiriman, dan kegiatan penting lainnya, sehingga tekanan udara merupakan komponen penting untuk meteorologi dan ilmu atmosfer lainnya.