Atmospheric Influences

RESUME BAB 4

Dosen : Khomsin, S.T, M.T Oleh : Romadina Indah Wardani 3514100034

ATMOSPHERIC INFLUENCES (PENGARUH ATMOSFIR) 1. Matahari dan atmosphere, secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi hamper semua proses dinamika di laut 2. Sumber-sumber eksternal yang dominan dan melepas energi adalah sinar matahari, penguapan, emisi inframerah dari permukaan laut, dan pemanasan laut oleh angin panas atau dingin. 3. Angin mengendalikan sirkulasi permukaan laut ke kedalaman sekitar satu kilometer. 4. Laut adalah sumber panas dominan yang mengendalikan sirkulasi atmosfer. 5. Distribusi yang tidak merata kehilangan dan penambahan panas oleh laut menyebabkan angin di atmosfer. 4.1 THE EARTH IN SPACE Orbit bumi mengelilingi matahari berbentuk mendekati lingkaran dengan jarak rata-rata 1,5 x 108 km. dengaan eksentrisitas orbit yang kecil, yaitu 0,0168. Di aphelion, jarak bumi ke matahari 3,4% lebih jauh daripada di perihelion. Perihelion merupakan saat yang paling dekat antara bumi dan matahari. Perihelion terjadi setiap tahun pada bulan Januari, dan waktu perubahan yang tepat sekitar 20 menit per tahun. Hasil eksentrisitas orbit bumi, insolasi matahari maksimum rata-rata di atas permukaan bumi terjadi pada awal Januari setiap tahunnya. Akibatnya dari kemiringan sumbu rotasi bumi, insolasi maksimum pada setiap lokasi di luar daerah tropis terjadi sekitar 21 Juni di belahan bumi utara, dan sekitar 21 Desember di belahan bumi selatan. Jika panas matahari dengan cepat didistribusikan kembali ke bumi, suhu maksimum akan terjadi pada bulan Januari. Sebaliknya, jika panas yang didistribusikan sedikit, maksimum suhu di belahan bumi utara akan terjadi di musim panas. Jadi sudah jelas bahwapanas yang tidak cepat didistribusikan oleh angin dan arus.

4.2 ATMOSPHERIC WIND SYSTEM (SINSTEM ANGIN PADA ATMOSFER) Angin berhembus kencang dari barat antara lintang 40° dan lintang 60°, sedangkan angin berhembus lemah di daerah subtropis di dekat lintang 30°, sedangkan hembusan angina terlemah dari sepanjang timur equator. Kekuatan dana rah dari angina di atmosfir adalah hasil dari distribusi yang tidak rata dari panas matahari dan masa daratan benua dan sirkulasi angin di atmosfer. Angin di permukaan laut dipengaruhi oleh konfeksi di equator dan proses lainnya di atmosfer.

Perubahan terbesar adalah di samudera hindia dan di barat dari samudera Pasifik. Kedua area tersebut besar dipengaruhi oleh angina laut Asia. Pada musim dingin, udara dingin di Siberia membentuk sebuah area dengan tekanan besar di permukaan laut, dan angina berhembus ke bagian tenggara Jepang dan melewati Kuroshio, mengekstrasi panas dari laut. Pada saat musim panas, panas menurun di Tibet menjadi hangat, angina lembab dari Samudera Hindia yang menyebabkan musim hujan di India 4.3 THE PLANETARY BOUNDARY LAYER Keadaan dalam 100 meter dari permukaan laut dipengaruhi oleh gangguan dari angina di laut dan fluks dari panas yang melewati permukaan laut. Ini yang disebut “atmospheric boundary layer”. Ketebalannya bervariasi dari puluhan meter untuk angin yang lemah yang berhembus melewati angin yang dingin daripada udara sekitar beberapa kilometer untuk angin yang kuat yang berhembus melewati air yang hangat daripada di udara. 4.4 MEASUREMENT OF WIND Angin di laut telah diukur selama berabad-abad.Maury (1855) adalah orang pertama yang sistematis mengumpulkan dan memetakan laporan angin. 1. SKALA BEAUFORT. Data tentang angin sampai tahun 1991 telah dilaporkan tentang kecepatannya berdasarkan skala Beaufort. Skala ini mengutamakan, seperti ulasan tentang buih dan bentuk dari ombak yang di amati dari kapal. Skala ini diperoleh dari Admiral Sir F. Beaufort tahun 1806. Kemudian dipakai untuk kalagan internasional pada tahun 1874. Pada tahun 1946 skala ini mengacu pada persamaan U10 = 0.836B3/2, dimana B = Nomor Beaufort dan U10 adalah kecepatan angin (m/s) dengan ketinggian 10 m. 2. SCATTEROMETERS Pengamatan ini menggunakan satelit. Scatterometers adalat alat seperti radar yang mengukur pancaran panjang gelombang dari gelombang radio di permukaan laut. Area dengan ombak kecil, amplitude dan orientasinya bergantung pada kecepatan angin dan arahnya. Scatterometer mengukur scatter dari 2-4 arah, dimana kecepatan dan arah angin dihitung. Karena scatterometers dapat melihat area laut dengan detail hanya dengan waktu sehari, datanya harus menggunakan model cuaca numerik untuk memperoleh 6 jam peta angin yang membutuhkan beberapa ilmu 3. WINDSAT Windsat mengukur jumlah dan polarisasi dari radiasi gelombang micro yang dipancarkan dari laut pada sudut antara 50° dan 55° ralif terhadap vertikal dan pada 5

frekuensi radio. Sinyal radio yang diterima adalah fungsi permukaan laut, uap air di atmosfer, curah hujan, dan jumlah Dengan mengamati beberapa frekuensi secara bersamaan, digunakan untuk menghitung kecepatan dan arah permukaan laut, jumlah air precipitable, integrasi cairan hujan di atas lautan lepas dari waktu siang atau mendung.

dari kecepatan angin, suhu air yang menetes dari awan. data dari instrumen yang permukaan angin, suhu awan dan air, dan curah

4. SENSOR SPESIAL GELOMBANG MIKRO SSM/1 Instrumen ini menggunakan satelit yang mengukur radiasi gelombang mikro yang dipancarkan dari laut pada sudut mendekati 60° dari vertikal. Sinyal radio adalah fungsi dari kecepatan angin, uap air di atmosfer dan jumlah air yang menetes dari awan. Dengan mengamati beberapa frekuensi secara bersamaan, data dari instrumen yang digunakan dapat menghitung kecepatan angin di permukaan, uap air, air di awan, dan curah huja. 5. ANEMOMETER PADA KAPAL Satelit pengamat dilengkapi laporan tentang angin dari lembaga meteorology dengan membaca anemometer yang ada di kapal. Anemometer di baca 4 kali sehari pada waktu standart Greenwich dan dilaporkan melalui radio ke lembaga meteorology. Kesalahan terbesar adalah kesalahan sampling. Sangat sedikit kapal yang membawa anemometers yang sudah dikalibrasi. Rata-rata yang berpartisipasi adalaha kapal komersial dalam Program Relawan Observing Ship. Kapal ini di pelabuhan bertamu dengan ilmuwan yang memeriksa instrument dan menggantinya jika perlu, dan yang mengumpulkan data yang diukur di laut. Keakuratan pengukuran angin dari kapal ini adalah sekitar ± 2 m / s. 6. ANEMOMETER TERKALIBRASI PADA WEATHER BUOYS Pengukur paling akurasi angin di laut adalah anemometer yang telah terkalibrasi yang dipasang di pelampung cuaca. Namun hanya beberapa pelampung yang seperti itu, mungkin hanya ratusan di dunia. Akurasi terbaik dari anemometer pada pelampung yang dioperasikan oleh Nasional Data Buoy Center Amerika adalah lebih besar dari ± 1 m / s atau 10% untuk kecepatan angin dan ± 10◦ untuk arah angin (Beardsley et al. 1997). 4.5 PERHITUNGAN ANGIN 1. ANALISIS PERMUKAAN DARI MODEL CUACA NUMERIK European Centre for Medium-range Weather Forecasts (ECMWF) menghitung analisis permukaan, termasuk permukaan angin dan fluks panas setiap enam jam pada grid 1° × 1° dari model batas-lapisan eksplisit. Nilai yg telah dihitung diarsipkan pada grid 2,5°.

Dengan demikian peta angin dari model cuaca numerik ini kekurangannya terlihat dalam peta dari data Scatterometer, yang memiliki grid 1/4°. 2. DATA REANALISA DARI MODEL CUACA NUMERIK Analisis permukaan dihitung dengan model numerik dari sirkulasi atmosfer yang telah tersedia selama beberapa decade. Selama periode ini, metode untuk menghitung analisa permukaanterus-menerus dirubah sementara ahli meteorologi bekerja untuk membuat perkiraan semakin akurat. Fluks dihitung dari analisis yang tidak konsisten terhadap waktu. Perubahan dapat lebih besar dari variabilitas dari fluks (White, 1996).Untuk meminimalkan masalah ini, badan meteorologi telah mengambil semua arsip data cuaca dan mengkaji kembali dengan menggunakan model numerik terbaik agar seragam, internal konsisten, analisis permukaan. Data yang dianalisa digunakan untuk mempelajari prosesproses kelautan dan atmosfer di masa lalu. Analisis permukaan dikeluarkan setiap enam jam dari lembaga cuaca digunakan hanya untuk masalah yang memerlukan informasi terbaru. 3. SUMBER DATA DARI REANALISA Data fluks permukaan reanalisa yang tersedia dari Pusat Meteorologi Nasional yang beroperasi Model Prediksi Cuaca Numerik yaitu: 1. The US National Centers Nasional for Environmental Predictions. Reanalisis menggunakan permukaan dan pengamatan kapal ditambah data yang lebih akurat dari satelit. Produk reanalisis tersedia setiap enam jam pada grid T62 memiliki 192 × 94 titik grid dengan resolusi spasial 209 km dan dengan 28 tingkat vertikal. Penting untuk menghimpun bagian dari analisis ulang, termasuk fluks permukaan, yang tersedia di cd-rom

2. The European Centre for Medium-range Weather Forecasts (ECMWF) memiliki data cuaca reanalyzed 45 tahun dari September 1957 sampai Agustus 2002 (era-40) dengan menggunakan model perkiraan mereka tahun 2001 (Uppala et al. 2005). Reanalisis menggunakan sebagian besar data permukaan dan kapal yang sama dengan yang digunakan oleh reanalysis NCEP/NCAR ditambah data dari ERS-1 dan ERS-2 satelit dan SSM/I

4.6 WIND STRESS Kekuatan angin horizontal di permukaan laut disebut stres angin, yaitu transfer vertikal momentum horizontal. Jadi momentum ditransfer dari atmosfer ke laut oleh stres angin. Stres angin T dihitung dari: T = ρaCDU210 di mana ρ sebuah = 1,3 kg / m 3 adalah densitas udara, U10 adalah kecepatan angin pada 10 meter, dan CD adalah koefisien hambatan.

4.7 KONSEP PENTING 1. Sinar matahari adalah sumber energi utama yang mengendalikan atmosfer dan lautan. 2. Ada boundary layer di bagian bawah atmosfer di mana kecepatan angin menurun mendekati batas, dan di mana fluks panas dan momentum konstan di bawah 10-20 meter. 3. Angin diukur dengan berbagai cara. Yang paling umum sampai tahun 1995 dari pengamatan yang dilakukan di laut Beaufort dari kekuatan angin. 4. Sejak tahun 1995, sumber yang paling penting dari pengukuran angin adalah dari scatterometers pada satelit. Mereka menghasilkan peta global setiap hari dengan Resolusi 25 km. 5. Analisis permukaan dari model numerik dari atmosfer adalah sumber global yang paling berguna, peta grid dari kecepatan angin sebelum 1995. Ini juga merupakan sumber yang berguna untuk peta 6 jam-an. Resolusinya adalah 100-250 km. 6. Fluks momentum dari atmosfer ke laut, stres angin, yang dihitung dari kecepatan angin menggunakan koefisien drag.