Mekanisma pergerakan atmosfera yang mengangkut partikel udara dan bahan terampai dari sesebuah tempat ke tempat yang lain bergantung kepada faktor-faktor iklim (i.e kelajuan angin, tekanan udara, kelembapan udara, hujan, suhu).

FISIKA ATMOSFERPUBLISHED OCTOBER 18, 2011 BY TARUNALANGITAN

Chapter I

Atmosfer adala selubung udara yang menyelimuti bumi akibat gravitasi bumi dengan berbagai macam proses didalamnya meliputi proses kimia, gerakan-gerakan dinamis maupun proses-proses fisika.

atmosfer terbentang dari permukaan daratan maupun lautan dipermukaan bumi sampai ketinggian tak terhingga (relatif), kerapatannya mendekati kecil tak terhingga pada ruang angkasa bebas.

pada ketinggian 80 km ( +/- 50 mile) atmosfer kerapatannya cukup hampa untuk menebarkan cahaya matahari menjadi sinar tampak.

pada ketinggian 600 km (+/- 330 mile) kerapatan atmosfer menjadi sangat rendah, gas-gas tertentu mulai berkurang keberadaannya dan lintasa-lintasan molekul gas cukup panjang membentuk orbit elip dalam medan gravitasi bumi.

pada ketinggian 1000 km (+/- 600 mile) kerapatan atmosfer masih cukup menghasilkan efek-efek aurora yang dapat diamati.

pada ketinggian 30.000 km (+/- 18.600 mile) diatas permukaan bumi, suatu gerakan molekul bagaikan dalam rotasi benda padat dan tidak dapat dipandang sebagai orbit akibat gaya gravitasi bumi, sehingga ketinggian ini bisa diambil sebagai kemungkinan batas limit lapisan atas atmosfer

Atmosfer secara vertikal dapat dibagi atas sejumlah lapisan-lapisan, tetapi secara umum pembagian lapisan-lapisan yang sering dipakai dan diakui adalah

1. Lapisan TROPOSFER dari permukaan +/- 10 km

2. Lapisan STRATOSFER dari +/- 10 km sampai +/- 80 km

3, Lapisan IONOSFER diatas +/- 80 km

dan masing-masing lapisan sering dibagi kedalam/ beberapa lapisan lagi. Troposfer berisikan bagian terbesar dari massa atmosfer (+/- 3/4) dan berisikan hampir semua uap air atmosfer, pada umumnya kejadian-kejadian cuaca sangat erat sekali dengan fenomena Troposfer.

pers. (2.4) : p1=p0 e.p (-z1/H)

disebut / dikenal sebagai persamaan barometer

p0= Tekanan udara Permukaan

z = Ketinggian Permukaan z=0

z1= Ketinggian

H = Skala Ketinggian, suatu ukuran dalam atmosfer

bila z1=H lalu p1=p0.e-1 —> p1=0,37 p0

karena itu H adalah ketinggian dimana tekanan udara 37% tekanan udara permukaan. Tekanan udara menurun 1/e untuk setiap penamabahan ketinggian sebesar skala ketinggian

FENOMENA ATMOSFER

1. Cuaca adalah keadaan atmosfer pada suatu saat tertentu dalam waktu yang relatif / tidak terlalu lama

unsur cuaca diantaranya adalah arah dan kecepatan angin, tekanan udara, suhu udara, endapan, dsb.

2. Angin adalah massa udara yang bergerak dari yang bertekanan tinggi ketekanan rendah.

arah angin dalam pengamatan ditentukan darimana angin itu datang, yang besarnya sudut datang dihitung dari arah utara (0o) searah jarum jam, dan kecepatannya dinyatakan dalam km/jam atau dalam knot (1,8 km/jam = 0,5 m/detik )

pengukuran arah dan kecepatan angin lazimnya adalah komponen horizontalnya, yang menarik dari fenomena angin adalah bila kecepatannya yang sangat lemah bila terjadi didaerah yang sedang mengalami polusi udara yang tinggi dapat sangat berbahaya,

begitu pula kecepatan angin yang sangat tinggi seperti pada daerah-daerah yang terjadi Defresi tropis, Low area, atau siklon dan sejenisnya.

3. Hujan ( fenomena paling komplek )

satu diantara jenis endapan dalam atmosfer berbenuk partikel air yang jauh kepermukaan bumi. ( R= 0,5 mm ). Partikel air yang tidak sampai jatuh kepermukaan bumi = VIAGA ( R<0,5 mm )

4. Awan merupakan kumpulan partikel uap air dan berbagai polutan lainya didalamnya. Jenis awan secara garis besar adalah

1. Awan rendah = Cu,Cb,St,Sc

2. Awan menengah = Ac, As, Ns

3. awan tinggi = Cs,Cc,Ci

pembentukan awan tergantung kepada faktor makro fisis dan mikro fisis atmosfer. Dapat dikategorikan kedalam 4 kelompok genetika mekanisme pergerakan vertikal yang dapat mendukung terbentuknya awan

a. aliran keatas secara perlahan-lahan diatas wilayah udara yang luas diasosiasikan dengan adanya tekanan tinggi dan sistim tekanan rendah

b. konveksi thermal

c. aliran udara keatas oleh mekanisme turbulensi

d. kenaikana / aliran keatas akibat kondisi orografi

5. Cuaca Daerah Tropis

> perubahan suhu udara antara musim dingin dan musim panas sangat rendah dibandingkan daerah lintang menengah ataupun lintang tinggi.

> sebagian besar daerah tropis terdiri dari lautan dengan variasi suhu +/- 3o c dan diatas kontinental variasinya +/- 10oc. Pembentukan daerah hujan, badai guntur dari jenis endapan lainnya lebih didominasi oleh kondisi lokal ( orografi ) dengan sebagian dipengaruhi oleh kondisi daerah-daerah intang menengah terdekat.

6. Peta Cuaca

a. peta cuaca sipnotik permukaan

b. peta cuaca sipnotik upper-air

c. peta / aerological diagram.

1.Pengertian AtmosferLapisan udara yang mengelilingi bumi dinamakan “Atmosfer”. Atmosfer memiliki tujuh lapisan. Setiap lapisan memiliki susunan gas-gas yang berbeda, semua berada dalam keselarasan yang sempurna antara satu dengan lainnya. Dalam Al Qur’an Allah menyatakan bahwa Dia menyusun langit dalam tujuh lapisan.dan Dia menjadikan tujuh langit dalam dua masa … (Surah Fushilat: 12)Kata “sama” yang dipakai dalam beberapa ayat Al Qur’an juga diartikan sebagai “langit”. Ia juga dianggap mengacu pada lapisan ruang angkasa seperti halnya pada langit bumi. Jika makna digunakan makna yang kedua, maka ayat tersebut menyatakan bahwa Atmosfer terdiri atas tujuh lapisan. Tentu saja, ayat ini dapat memiliki makna lain, menariknya adalah ketika kita mempelajari langit, kita temukan bahwa langit terdiri atas tujuh lapisan:      -Troposphere: merupakan lapisan terdekat dengan permukaan bumi. Ketebalan lapisan ini bervariasi tergantung pada iklim. Semakin tinggi dari permukaan maka suhunya akan semakin turun, pada ketinggian maksimal suhunya antara -51°C (-60°F) dan -79°C (-110°F).- Stratosfer: merupakan lapisan di atas troposfer. Semakin ke atas suhupun akan meningkat.- Mesosfer: lapisan di atas stratosfer. Disini suhu udara turun hingga mencapai -73°C (-100°F).- Thermosfer: merupakan lapisan di atas Mesosphere. Suhunya meningkat dengan perlahan. Perbedaan suhu antara malam dan siang hari lebih dari 100°C (212°F).- Exosfer: lapisan yang dimulai dari ketinggian 500 kilometer (310 mil) diatas muka bumi.- Ionosfer: gas dalam wilayah ini ditemukan dalam bentuk ion.

2.Peranan AtmosferA. mengurangi radiasi matahari yang sampai kepermukaan bumi Panas matahari yang sampai ke permukaan bumi akan berangsur memanasi udara di sekitarnya . Pemanasan terhadap udara melalui beberapa cara, yaitu turbulensi, konveksi, kondensasi, dan adveksi.

Turbulensi  ialah penyebaran panas secara berputar-putar dan penyebaran panasnya

menyebabkan udara yang sudah panas bercampur dengan udara yang belum panas.

Konveksi  ialah pemanasan secara vertikal dan penyebaran panasnya terjadi akibat adanya

gerakan udara secara vertikal, sehingga udara di atas yang belum panas ini menjadi panas

karena pengaruh udara bawahnya yang sudah terlebih dahulu panas.

Konduksi  ialah pemanasan secara kontak langsung atau bersinggungan langsung.

Pemanasan

ini terjadi karena molekul-molekul udara yang dekat dengan permukaan bumi akan menjadi

panas setelah bersinggungan dengan bumi yang memiliki panas dari dalam.Adveksi  ialah penyebaran panas secara horizontal yang mengakibatkan perubahan fisik udara di sekitarnya, yaitu udara menjadi panas. Peran atmosfer dalam mengurangi radiasi matahari sangat penting. Apabila tidak ada lapian atmosfer, suhu permukaan bumi bila 100% radiasi matahari diterima oleh permukaan

bumi akan sangat tinggi dan dikhawatirkan tidak ada organisme yang mampu bertaham hidup, termasuk manusia.Gas-gas yang terkandung di atmosfer, seperti oksigen dan uap air dan lapisan ozon pada lapisan berfungsi menyerap radiasi ultraviolet dan memancarkan kembali ke lapisan atas atmosfer. Secara total 29% energy matahari akan di pantulkan oleh atmosfer, 20% diserap oleh gas-gas di atmosfer,dan hanya 51% yang sampai ke permukaan bumi (yang sebagian akan dipantulkan ke atmosfer dan selebihnya diserap oleh permukaan bumi tergantung albedo permukaan penerimanya). Atmosfer  menghalangi radiasi berbahaya dari ruang angkasa. Dengan Atmosfer ini, hanya 7 % radiasi berbahaya yang dapat sampai di bumi. Di sini terdapat satu hal yang layak kita perhatikan: Radiasi yang mampu menyokong kehidupan di muka bumi hanyalah radiasi yang diterima oleh bumi. Pengurangan radiasi matahari yang sampai ke bumi dilakukan oleh ozon. 

Ozon terbentuk secara alamiah di stratosfer. Pembentukan dan perusakan ozon di stratosfer merupakan mekanisme perlindungan bumi dari sinar UV dari matahari. Di troposfer ozon terbentuk melalui reaksi fotokimia pada berbagai zat pencemar udara.Ozon terdapat dalam lapisan stratosfer dan juga dalam lapisan troposfer. Ozon yang terdapat dalam stratosfer berfungsi melindungi manusia dan mahluk hidup di bumi dari penyinaran sunar UV. Sedangkan ozon yang terdapat pada lapisan troposfer memiliki efek yang berbeda terhadap bumi dan mahluk hidup di dalamnya, walaupun susunan kimianya sama. Ozon di troposfer ini bersifat racun dan merupakan salah satu dari gas rumah kaca. Selain itu, ozon di troposfer juga menyebabkan kerusakan pada tumbuhan, cat, plastik dan kesehatan manusia.Ozon memiliki rumus kimai O3, menyerupai rumus kimia molekul oksigen O2 dengan sebuah atom oksigen lebih banyak. Pada suhu kamar ozon berupa gas, terkondensasi pada suhu -112 oC menjadi zat cair yang berwarna biru. Ozon yang cair ini akan membeku pada -251,4 oC, sedangkan pada suhu di atas 100 oC ozon dengan cepat mengalami dekomposisi.Dari molekol O2, melalui reaksi. Ozon yang terbentuk akan kembali pecah menjadi molekul oksigen. Dalam alam, pembentukan dan destruksi ozon ada dalam keadaan seimbang, sehingga kadar ozon terdapat dalam keseimbangan dinamik. Kedua reaksi ini secara efektif dapat menghalangi sinar UV ekstrem dan UV-C serta sebagian besar sinar UV-B untuk sampai ke bumi. Inilah mekanisme alam yang melindungi bumi dan penghuninya dari penyinaran UV gelombang pendek yang berbahaya bagi kehidupan. Kedua reaksi ini juga mengakibatkan naiknya suhu di dalam stratosfer dibandingkan suhu di troposfer.Kira-kira 3 milyar tahun yang lalu, sebagai hasil evolusi di bumi muncul mahluk hidup yang berklorofil, mulailah terjadi proses fotosintesis yang salah satu hasilnya adalah O2. semakin lama, kadar O2 semakin tinggi, sehingga semakin meningkat kadar ozon yang terbentuk. Dengan demikian, semakin banyak pula sinar UV gelombnag pendek yang terhalang oleh lapisan ozon untuk sampai ke permukaan bumi. Dan inilah cikal bakal kehidupan di daratan.Akan tetapi, seiring berjalannya waktu, pertambahan jumlah oenduduk dan kemajuan industri serta pembangunan mengakibatkan lapisan ozon ini mulai berlubang. Lubang ozon ini sangat merisaukan karena dengan berkurangnya kada ozon berarti semakin bertambah sinar UV-B yang akan sampai ke bumi. Dampak bertambahnya sinar UV-B ini akan sangat besar terhadap mahluk hidup di bumi.Terjadinya lubang ozon ini diakibatkan adanya peningkatan kadar NOx dari pembakaran bahan bakar pesawat, naiknya kadar N2O karena akibat pembakaran biomassa dan oenggunaan pupuk, dimana N2O ini merupakan sumber terbentuknya NO. Selain itu, zat kimia yang kita kenal clorofuorocarbon atau CFC berpengaruh sangat besar terhadap perusakan ozon. CFC ini adalah segolongan zat kimia yang terdiri atas tiga jenis unrus, yaitu klor (Cl), fluor (F) dan karbon (C). CFC inilah yang mendominasi permasalahan perusakan ozon dan menjadi zat yang sangat dicurigai sebagai penyebab terjadinya kerusakan ozon. CFC ini tidak ditemukan di alam, melainkan merupakan zat hasil rekayasa manusia. CFC tidak beracun, tidak terbakar dan sangat stabil karena tidak mudah bereaksi. Karenanya menjadi zat yang sangat ideal untuk industri.  CFC banyak digunakan sebagai

zat pendingin dalam kulkas dan AC mobil (CFC-12), sebagai bahan untuk membuat plastik busa, bantal kursi dan jok mobil (CFC-11), campuran CFC-11 dan CFC-12 digunakan untuk pendorong aerosol, serta CFC-13 yang biasa digunakan dalam dry cleaning.Dampak Lubang OzonLapisan ozon di stratosfer dapat menyerap seluruh sinar UV ekstrem dan UV-C serta sebagian besar sinar UV-B. Di katulistiwa, pada keadaan terang tak berawan sekitar 30% sinar UV-B dapat sampai ke bumi. Semakin jauh dari katulistiwa, UV-B yang sampai ke bumi semakin berkurang. Akan tetapi, pada musim panas penyinaran UV-B di daerah yang jauh dari katulistiwa tidak berbeda jauh dengan di katulistiwa. Dengan semakin berkurangnya lapisan ozon, maka sinar UV-B yang diserap bumi semakin besar. Karena sinar yang bergelombang pendek ini memiliki energi yang tidur, maka berpengaruh besar terhadap sel hidup dan mengakibatkan kematian jasad renik. Sinar UV-B juga mempunyai dampak negatif pada mahluk tingkat tinggi, baik hewan maupun tumbuhan. Pada tumbuhan, menipisnya lapisan ozon akan mengakibatkan terganggunya proses fotosintesis yang selanjutnya menyebabkan turunnya laju pertumbuhan daun dan batang serta penurunan berat kering total sehingga hasilnya akan berkurang. Selain itu dapat juga mempengaruhi produktivitas hutan, mengakibatkan gangguan pada ekosistem akuatik, serta mengakibatkan penyakit kanker kulit, penyakit katarak serta menurunnya daya imunitas pada manusia. Dengan berkurangnya daya imunitas oranng menjadi lebih peka terhadap serangan infeksi termasuk virus herpes dan lepra.

B.mendistribusikan air keberbagai wilayah permukaan bumi.     Peran pendistribusian air oleh atmosfer dapat dilihat pada siklus hidrologi.Adaya atmosfer yang mampu menampung uap air dari hasil proses penguapan dan kondensasi serta membekukanya, menyebabkan air terdistribusi ke berbagai tempat di permukaan bumi. 

 siklus hidrologi

   Siklus air global dapat digambarkan dengan sembilan proses fisik yang besar yang

membentuk kontinum gerakan ai

General Circulation of the Atmosphere

Winds circulate around the globe because of the rotation of the earth and the energy from the sun.

Why do I care?   The general direction of the winds varies around the globe depending on factors like latitude and proximity to oceans. The direction of the wind at various levels in the atmosphere determines the local climate and steers around weather systems and severe weather.

I should already be familiar with: Temperature Gradient, What Drives Weather, Stability, Air Masses, Convergence and Divergence, Tilt and Latitude, Coriolis Effect, Latent and Sensible Heat

 

The circulation of wind in the atmosphere is driven by the rotation of the earth and the incoming energy from the sun. Wind circulates in each hemisphere in three distinct cells which help transport energy and heat from the equator to the poles. The winds are driven by the energy from the sun at the surface as warm air rises and colder air sinks.

Figure A

http://sparce.evac.ou.edu/q_and_a/air_circulation.htm, SPaRCE

The circulation cell closest to the equator is called the Hadley cell.  Winds are light at the equator because of the weak horizontal pressure gradients located there.   The warm surface conditions result in locally low pressure.  The warm air rises at the equator producing clouds and causing instability in the atmosphere.  This instability causes thunderstorms to develop and release large amounts of latent heat.  Latent heat is just energy released by the storms due to changes from water vapor to liquid water droplets as the vapor condenses in the clouds, causing the surrounding air to become more warm and moist, which essentially provides the energy to drive the Hadley cell.

The Hadley Cell encompasses latitudes from the equator to about 30°.  At this latitude surface high pressure causes the air near the ground to diverge.  This forces air to come down from aloft to "fill in" for the air that is diverging away from the surface high pressure. The air flowing northward from the equator high up in the atmosphere is warm and moist compared to the air nearer the poles. This causes a strong temperature gradient between the two different air masses and a jet stream results. At the 30° latitudes, this jet is known as the subtropical jet stream which flows from west to east in both the Northern and Southern Hemispheres. Clear skies generally prevail throughout the surface high pressure, which is where many of the deserts are located in the world.

Figure B: General Wind Directions

Image from NASA

From 30° latitude, some of the air that sinks to the surface returns to the equator to complete the Hadley Cell. This produces the northeast trade winds in the Northern Hemisphere and the southeast trades in the Southern Hemisphere. The Coriolis force impacts the direction of the wind flow. In the Northern Hemisphere, the Coriolis force turns the winds to the right. In the Southern Hemisphere, the Coriolis force turns the winds to the left.

From 30° latitude to 60° latitude, a new cell takes over known as the Ferrel Cell. This cell produces prevailing westerly winds at the surface within these latitudes. This is because some of the air sinking at 30° latitude continues traveling northward toward the poles and the Coriolis force bends it to the right (in the Northern Hemisphere). This air is still warm and at roughly 60° latitude approaches cold air moving down from the poles. With the converging air masses at the surface, the low surface pressure at 60° latitude causes air to rise and form clouds. Some of the rising warm air returns to 30° latitude to complete the Ferrel Cell.

The two air masses at 60° latitude do not mix well and form the polar front which separates the warm air from the cold air. Thus the polar front is the boundary between warm tropical air masses and the colder polar air moving from the north.  (The use of the word "front" is from military terminology; it is where opposing armies clash in battle.)  The polar jet stream aloft is located above the polar front and flows generally from west to east. The polar jet is strongest in the winter because of the greater temperature contrasts than during the summer.  Waves along this front can pull the boundary north or south, resulting in local warm and cold fronts which affect the weather at particular locations.

Above 60° latitude, the polar cell circulates cold, polar air equatorward. The air from the poles rises at 60° latitude where the polar cell and Ferrel cell meet, and some of this air returns to the poles completing the polar cell. Because the wind flows from high to low pressure and taking into account the effects of the Coriolis force, the winds above 60° latitude are prevailing easterlies.

Walker Circulation

Figure C

http://www.southwestclimatechange.org/climate/global/dynamics

In contrast to the Hadley, Ferrel and polar circulations that run along north-south lines, the Walker circulation is an east-west circulation.  Over the eastern Pacific Ocean, surface high pressure off the west coast of South America enhances the strength of the easterly trade winds found near the equator. The winds blow away from the high pressure toward lower pressure near Indonesia. Upwelling, the rising of colder water from the deep ocean to the surface, occurs in the eastern Pacific along South America near Ecuador and Peru. This cold water is especially nutrient-rich and is stocked with an abundance of large fish populations. By contrast the water in the western Pacific, near Indonesia, is relatively warm. The air over Indonesia rises because of the surface low pressure located there and forms clouds. This causes heavy precipitation to fall over the western tropical Pacific throughout the year. The air then circulates back aloft towards the region above the surface high pressure near Ecuador and this becomes the Walker circulation. The air sinks at this surface high pressure and is picked up by the strong trade winds to continue the cycle.

Figure D

http://www.taiga.net/youYukon/col067.html

On some occasions, the Walker circulation and the trade winds weaken, allowing warmer water to "slosh back" towards the eastern tropical Pacific near South America.  You can think of this as blowing a fan over a bathtub full of water.  If the fan blows steadily, the water at the side farthest from the fan will tend to pile up downwind.  If you suddenly slow the fan down, some of the water that was built up will surge back towards the fan.  The warmer water will cover the areas of upwelling, cutting off the flow of nutrients to the fish and animals that live in the eastern Pacific Ocean.  This warming of the eastern Pacific Ocean is known as El Niño.  The warmer water will also serve as a source for warm, moist air which can aid in the development of heavy thunderstorms over the mass of warm water.

How does this relate to agriculture?

Changes in the Hadley cell and Walker circulation can result in dramatic climate variations for many regions. In an El Niño winter, for example, the presence of the warm water in the eastern Pacific shifts the position of the subtropical jet, leading to heavy rainfall in Florida and southern Georgia.  You can learn more about how El Niño and its opposite, La Niña, affects the weather in the Southeast at www.agroclimate.org, which allows you to look at differences in climate in different years depending on the El Niño phase. 

In a warming climate, the Hadley cell could increase in length and alter the climate of regions around 30°. For example, many deserts in the northern hemisphere are located around the 30° latitude, and if the Hadley cell were to increase in length, that could cause dry conditions to move north of 30°. Ultimately, this would alter the precipitation patterns of many regions, including the Southeast.

Scientists have used a new approach to sharpen the understanding of one of the most uncertain of mankind’s

influences on climate—the effects of atmospheric “haze,” the tiny airborne particles from pollution, biomass

burning, and other sources.

High resolution (Credit: NOAA)

The new observations-based study led by NOAA confirms that the particles (“aerosols”) have the net effect of

cooling the planet—in agreement with previous understanding—but arrives at the answer in a completely new

way that is more straightforward, and has narrowed the uncertainties of the estimate. The findings appear in this

week’s Journal of Geophysical Research - Atmospheres.

The researchers, led by NOAA scientist Daniel M. Murphy of NOAA’s Earth System Research Laboratory in

Boulder, Colo., applied fundamental conservation of energy principles to construct a global energy “budget” of

the climate’s “credits” and “debits”—heating and cooling processes—since 1950, using only observations and

straightforward calculations without the more complicated algorithms of global climate models. They then

calculated the cooling effect of the aerosols as the only missing term in the budget, arriving at an estimate of 1.1

watts per square meter. A watt is a unit of power.

The results support the 2007 assessment by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) that

estimated aerosol cooling at 1.2 watts per square meter. But the new study places that estimate on more solid

ground and rules out the larger cooling effects that were previously thought to be possible.

“The agreement boosts our confidence in both the models and the new approach,” said Murphy. “Plus, we’ve

been able to pin down the amount of cooling by aerosols better than ever.”

The narrower bounds on aerosol effects will help in predicting climate change and accounting for climate change

to date.

In balancing the budget for the processes perturbing the heating and cooling of the Earth, Murphy and colleagues

found that since 1950, the planet released about 20 percent of the warming influence of heat-trapping

greenhouse gases to outer space as infrared energy. Volcanic emissions lingering in the stratosphere offset

about 20 percent of the heating by bouncing solar radiation back to space before it reached the surface. Cooling

from the lower-atmosphere aerosols produced by humans balanced 50 percent of the heating. Only the

remaining 10 percent of greenhouse-gas warming actually went into heating the Earth, and almost all of it went

into the ocean.

The new study tackled what the IPCC has identified as one of the most uncertain aspects of the human impacts

on climate. Aerosols, which can be either solid or liquid, have complex effects on climate. Sulfate particles

formed from pollution can cool the Earth directly by reflecting sunlight. Soot from biomass burning absorbs

sunlight and warms the Earth. Aerosols can also affect the formation and properties of clouds, altering their

influence on climate. The net effect of all these direct and indirect factors is a cooling by aerosols, which has

partially offset the warming by greenhouse gases.

Authors of the study are Daniel M. Murphy, Susan Solomon, Robert W. Portmann, and Karen H. Rosenlof of

NOAA’s Earth System Research Laboratory; Piers M. Forster of the University Leeds, UK; and Takmeng Wong

of the NASA Langley Research Center.

NOAA understands and predicts changes in the Earth's environment, from the depths of the ocean to the surface of the sun, and conserves and manages our coastal and marine resources.

da dua jenis gerak Atmosfer yaitu gerak nisbi terhadap permukaan bumi yang dinamakn

dengan angin, dan gerak bersama - sama dengan bumi yang berotasi terhadap

sumbunya, yang berpengaruh terhadap arah angin nisbi terhadap permukaan bumi.

Faktor yang mempengaruhi gerak atmosfer antara lain topografi, distribusi antara

permukaan daratan dan lautan serta arus laut.

A. Angin Permukaan

Radiasi matahari yang mencapai bumi akhirnya akan dirubah menjadi energi kinetik dari

gas – gas atmosfer dan akan menyebabkan gerakan – gerakan molekulnya menjadi

tetap.

I.1. Prinsip umum pengukuran angin permukaan

Kebesaran vektor angin disebut kecepatan angin, sedangkan arah angin adalah arah

darimana angin berhembus. Laju angin permukaan biasanya mudah mengalami

gangguan yang cepat. Perkembangan daripada gangguan yang terjadi disebut Gustiness.

I.2. Penempatan alat pengukur angin permukaan

Standar penempatan alat pengukur angin permukaan adalah sebagai berikut  dipasang

setinggi 10 meter di atas suatu lapangan terbuka, dengan jarak paling sedikit 10 kali

tinggi bangunan – bangunan atau penghalang yang ada disekitarnya.

I.3. Satuan arah dan kecepatan angin permukaan

Arah angin dinyatakan dalam derajat, yang diukur searah dengan arah jarum jam,   

mulai dari titik utara bumi. Sedangkan kecepatan angin dinyatakan dalam knots, dimana

1 knot sama dengan 0,5 m/s.

I.4. Pengukuran arah dan kecepatan angin permukaan

Arah angin permukaan ditentukan dengan wind vane. Wind vane berfungsi dengan baik

apabila ditempatkan pada suatu tangga yang licin serta kedudukannya harus seimbang

terhadap sumbunya. Dan perlu diperhatikan bahwa sumbunya harus benar – benar

vertikal juga benar – benar berpedoman titik utara yang sebenarnya. Alat yang

dipergunakan untuk mengukur kecepatan angin disebut anemometer. Anemometer yang

umum digunakan adalah anemometer tipe putaran yaitu Cup anemometer, dimana

sensor laju anginnya terdiri atas 3 Cup yang dihubungkan oleh lengan yang ditempelkan

pada as. Seluruh Cup menghadap ke satu arah melingkar sehingga apabila angin bertiup

maka rotor berputar pada arah tetap. Alat ini memberi tanggapan atas gaya dinamik

yang berasak dari angin yang bekerja pada alat tersebut. Gaya dinamik yang berasal

dari angin pada permukaan cekung lebih besar daripada permukaan cembung cup.

Perputaran sumbu sistem cup dihubungkan secara mekanik atau elektronik dengan

suatu alat yang dinamakan generator sinyal, untuk keperluan pencatatan generator

sinyal ini berupa penghitung putaran.

Gambar Cup Anemometer dan Wind Vane

B.   Angin Lokal

Angin lokal dapat terjadi akibat perbedaan suhu lokal. Angin lokal ini mempengaruhi

daerah yang nisbi kecil dan terbatas pada lapisan troposfer bawah. Kombinasi angin lokal

yang mempunyai periode harian antara lain angin darat, angin laut dan angin gunung,

angin lembah.

tmosfer adalah lapisan udara yang menyelimuti bumi. Atmosfer tidaklah diam akan tetapi memiliki sirkulasi atau gerakan yang disebut sirkulasi atmosfer. Sirkulasi atmosfer adalah suatu pola gerakan angin dan tekanan dalam skala besar yang tetap  sepanjang tahun atau bersifat musiman. Sirkulasi ini terjadi akibat adanya perbedaan intensitas radiasi matahari, tekanan dan kelembaban di daerah lintang tinggi dengan daerah lintang rendah. 

http://www.ees.rochester.edu/fehnlab/ees215/fig17_9.jpg

Sudut rotasi bumi yang miring 23,5 derajat mengakibatkan intensitas penyinaran di daerah tropis, subtropis dan kutub menjadi berbeda sehingga menyebabkan perbedaan suhu dan tekanan di sekitar daerah tersebut, akibatnya terjadi pergerakan/sirkulasi udara dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah. Selain itu rotasi bumi mengakibatkan terciptanya gaya corriolis yang mengakibatkan pembelokan arah angin di atmosfer. Pola sirkulasi atmosfer ini memengaruhi terhadap keadaan cuaca dan iklim di bumi.

http://www.ux1.eiu.edu/~cfjps/1400/FIG07_006.jpg

Sirkulasi atmosfer ini menyebabkan di daerah tertentu terjadi pertemuan antara udara dingin dan udara panas sehingga sering menimbulkan gejala cuaca ekstrem seperti badai, tornado dan lainnya. Daerah pertemuan antara udara panas dengan udara dingin dinamakan front.