Angin adalah pergerakan udara melintasi permukaan bumi dan dihasilkan oleh perbedaan tekanan udara antara satu tempat dengan tempat lainnya . Kekuatan angin dapat bervariasi dari angin sepoi-sepoi hingga kekuatan badai dan diukur dengan Skala Angin Beaufort. Angin dinamai dari arah asalnya. Misalnya, angin barat adalah angin yang datang dari barat dan bertiup ke timur. Kecepatan angin diukur dengan anemometer dan arahnya ditentukan dengan baling-baling angin.
Angin dihasilkan oleh perbedaan tekanan udara, sehingga penting untuk memahami konsep tekanan udara ketika mempelajari angin. Tekanan udara diciptakan oleh gerakan, ukuran, dan jumlah molekul gas yang ada di udara. Tekanan udara bervariasi berdasarkan suhu dan kepadatan massa udara.
Pada 1643, Evangelista Torricelli, seorang murid Galileo mengembangkan barometer merkuri untuk mengukur tekanan udara setelah mempelajari air dan pompa dalam operasi penambangan. Dengan menggunakan instrumen serupa, hari ini para ilmuwan dapat mengukur tekanan permukaan laut normal pada sekitar 1013,2 milibar (kekuatan per meter persegi luas permukaan).
Gaya Gradien Tekanan dan Efek Lain pada Angin
Di dalam atmosfer, ada beberapa kekuatan yang mempengaruhi kecepatan dan arah angin. Yang paling besar pengaruhnya adalah gaya gravitasi bumi. Ketika gravitasi menekan atmosfer bumi, gravitasi menciptakan tekanan udara yang menghasilkan kekuatan pendorong angin. Tanpa gravitasi, tidak akan ada atmosfer atau tekanan udara, dengan kata lain tanpa graitasi tidak ada angin.
Gaya yang sebenarnya bertanggung jawab untuk menyebabkan pergerakan udara adalah gaya gradien tekanan ( pressure gradient force ). Perbedaan tekanan udara dan gaya gradien tekanan disebabkan oleh pemanasan permukaan bumi yang tidak merata ketika radiasi matahari yang masuk terkonsentrasi di ekuator . Karena surplus energi di lintang rendah misalnya, udara di sana lebih hangat daripada di kutub . Udara hangat kurang padat dan memiliki tekanan barometrik lebih rendah daripada udara dingin di lintang tinggi. Perbedaan-perbedaan dalam tekanan barometrik inilah yang menciptakan gaya gradien tekanan dan angin, ketika udara terus bergerak di antara daerah-daerah dengan tekanan tinggi dan rendah.
Untuk menunjukkan kecepatan angin, gradien tekanan diplot ke peta cuaca menggunakan isobar yang dipetakan antara area tekanan tinggi dan rendah. Balok yang berjarak berjauhan merepresentasikan gradien tekanan bertahap dan angin ringan. Balok yang lebih dekat menunjukkan gradien tekanan yang tinggi dan angin kencang.
Gaya Coriolis dan gaya gesek secara signifikan mempengaruhi angin di seluruh dunia. Gaya Coriolis membuat angin membelok dari lintasan lurus antara daerah bertekanan tinggi dan rendah dan gaya gesekan memperlambat angin saat bergerak di atas permukaan bumi .
Upper Level Winds
Di dalam atmosfer, ada berbagai tingkat sirkulasi udara. Namun, udara yang berada di troposfer tengah dan atas adalah bagian penting dari sirkulasi udara di seluruh atmosfer. Untuk memetakan pola sirkulasi ini, peta tekanan udara atas menggunakan 500 milibar (mb) sebagai titik referensi. Ini berarti bahwa ketinggian di atas permukaan laut hanya diplot di daerah dengan tingkat tekanan udara 500 mb. Sebagai contoh, di atas laut, 500 mb bisa menjadi 18.000 kaki ke atmosfer tetapi di atas tanah, itu 500 mb dapat berada di ketinggian 19.000 kaki. Sebaliknya, peta cuaca permukaan memplot perbedaan tekanan berdasarkan ketinggian tetap, biasanya berdasarkan ketinggian permukaan laut.
Level 500 mb penting untuk angin karena dengan menganalisis upper level winds , ahli meteorologi dapat mempelajari lebih lanjut tentang kondisi cuaca di permukaan Bumi. Seringkali, upper level winds ini menghasilkan pola cuaca dan angin di permukaan.
Dua pola upper level winds yang penting bagi ahli meteorologi adalah gelombang Rossby dan aliran jet. Gelombang Rossby sangat penting karena membawa udara dingin ke selatan dan udara hangat ke utara serta menyeababkan perbedaan tekanan udara dan angin. Gelombang-gelombang ini berkembang di sepanjang aliran jet.
Angin Lokal dan Regional
Selain pola angin global tingkat rendah dan atas, ada berbagai jenis angin lokal di seluruh dunia. Angin darat-laut yang terjadi di sebagian besar garis pantai adalah salah satu contohnya. Angin ini disebabkan oleh perbedaan suhu dan kepadatan udara di atas tanah versus air tetapi terbatas pada lokasi pantai.
Angin gunung-lembah adalah pola angin lokal lainnya. Angin ini disebabkan ketika udara gunung mendingin dengan cepat di malam hari dan mengalir ke lembah-lembah. Selain itu, udara lembah mendapatkan panas dengan cepat pada siang hari dan naik ke atas menciptakan angin sore.
Beberapa contoh angin lokal lainnya termasuk Santa Ana Winds California Selatan yang hangat dan kering, angin mistral yang dingin dan kering di Lembah Rhône Prancis, angin bora yang sangat dingin dan kering di pantai timur Laut Adriatik, dan angin Chinook di Utara Amerika.
Angin juga dapat terjadi dalam skala regional yang besar. Salah satu contoh dari jenis angin ini adalah angin katabatic. Ini adalah angin yang disebabkan oleh gravitasi dan kadang-kadang disebut angin drainase karena mengeringkan lembah atau kemiringan ketika padat. Angin ini dibentuk oleh udara dingin di dataran tinggi yang mengalir menuruni bukit oleh gravitasi. Angin ini biasanya lebih kuat dari angin lembah-gunung dan terjadi di daerah yang lebih besar seperti dataran tinggi atau dataran tinggi. Contoh angin katabatic adalah angin yang bertiup dari Antartika dan lapisan es Greenland yang luas.
Angin musiman yang bergeser secara musiman yang ditemukan di Asia Tenggara, Indonesia, India, Australia utara, dan Afrika khatulistiwa adalah contoh lain dari angin regional karena terbatas pada wilayah tropis yang lebih luas daripada hanya di India misalnya.
Apapun jenis anginnya, baik angin yang bersifat lokal, regional, atau global, mereka merupakan komponen penting bagi sirkulasi atmosfer dan memainkan peran penting dalam kehidupan manusia di Bumi karena alirannya melintasi wilayah yang luas mampu menggerakkan cuaca, polutan, dan benda-benda udara lainnya di seluruh dunia.