tema 3 - sistem atmosfera
DESCRIPTION
Geografi Fizikal STPM 942/1TRANSCRIPT
TEMA 3 : SISTEM ATMOSFERAUNSUR-UNSUR CUACA DAN IKLIM, SINARAN DAN BAHANGAN SERTA BAJET HABA
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
1
Konsep Cuaca dan Iklim
Cuaca merujuk kepada fenomena harian yang sentiasa berubah mengikut tempat dan masa. Contohnya, cuaca tempat A mungkin tidak sama dengan tempat B walaupun jaraknya hanya beberapa kilometer.
Iklim merujuk kepada purata unsur-unsur cuaca seperti suhu, hujan, kelembapan udara dalam tempoh 35 tahun meliputi skala yang luas seperti sebuah negara atau rantau/wilayah.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
2
Unsur-unsur cuaca
1. Suhu
Darjah kepanasan udara di sesuatu tempat. Darjah kepanasan datang dari sinaran matahari
atau bahangan matahari. Cthnya, sinar ultra unggu, sinar infra red, sinar gamma, sinar X.
Sinar infra red yg paling banyak membawa tenaga haba. Apabila tenaga haba bertambah, maka udara akan
menjadi panas dan indeks suhu akan meningkat. Indeks suhu di ukur dalam unit darjah selsius
menggunakan termometer Six.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
3
Unsur-unsur cuaca
2. Kerpasan
Merangkumi hujan, salji, hujan batu dan hujan beku. Unsur yang paling penting ialah hujan yang terjadi
akibat proses pemeluwapan dan kondensasi. Akibat sejatan wap air akan naik ke atmosfera dan
bercantum antara satu sama lain dengan bantuan nukleus kondensasi seperti garam galian dan bahan pencemar udara membentuk awan.
Turun dalam bentuk hujan apabila awan mencapai tahap tepu.
Hujan disukat menggunakan alat tolok hujan dan dinyatakan dalam unit milimeter.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
4
Unsur-unsur cuaca
3. Kelembapan udara
Merujuk kepada jumlah wap air yang terdapat dalam udara.
Terbahagi kepada dua: a) Kelembapan mutlak – ialah kandungan wap air
yang sebenarnya terdapat dalam udara pada satu masa. Dinyatakan dalam unit gram semeter padu (gm/m3)
b) Kelembapan bandingan – ialah nisbah jumlah wap air yang sebenarnya terdapat dalam udara berbanding dengan jumlah wap air yang boleh ditampung oleh udara berkenaan dlm keadaan suhu tertentu dinyatakan dlm bentuk peratus.
Diukur menggunakan alat higrometer putar yang mengandungi termometer bebuli kering dan termometer bebuli basah.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
5
Unsur-unsur cuaca
4. Awan
Merupakan titisan air yang sangat halus yang berdiameter antara 0.02 mm hingga 0.06 mm serta terapung di udara.
Terbentuk akibat penyejukan udara di bawah takat beku yang menyebabkan air terpeluwap di atmosfera.
Berdasarkan ketinggian dan lokasi awan terbahagi kepada 4:
a) Awan tinggi – 6100 m – 12 000 m seperti awan sirus, sirostratus dan sirokulumulus.
b) Awan Pertengahan – 1200 m – 6100 m seperti awan altostratus, altokumulus.
c) Awan rendah – 0 – 1200 m seperti awan stratokumulus, stratus, nimbostratus.
d) Awan tegak – had dasar 180 m seperti awan kumulus dan kumulonimbus.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
6
Unsur-unsur cuaca
5. Tekanan udara
tekanan yang dihasilkan oleh atmosfera terhadap permukaan bumi.
Pada paras laut tekanan udara normal ialah kira-kira 1.03 kg/cm2 bagi setiap permukaan yang terdedah kepadanya.
berubah mengikut ketinggian. udara semakin berkurangan apabila ketinggian
bertambah dan beratnya juga berkurangan. Disukat dgn menggunakan alat barometer aneroid
dlm unit milibar (mb). 1000 mb = 760 mm.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
7
Unsur-unsur cuaca
6. Angin
adalah udara yang bergerak secara mendatar. bertiup dari kws tekanan udara tinggi ke kws tekanan
udara rendah. arah tiupan merujuk kepada arah dari mana angin
itu bertiup dan ditunjukkan oleh penunjuk arah angin. halaju angin diukur menggunakan alat anemometer. kesan halaju angin boleh dilihat dengan
menggunakan skala angin Beufort.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
8
Sinaran dan Bahangan
Bahangan Suria/Matahari
tenaga paling utama menggerak dan meneruskan semua proses di atmosfera dan permukaan bumi.
tenaga matahari datangnya daripada perubahan hidrogen kepada helium yang berlaku dalam teras matahari.
tenaga ini dihantar terus ke bumi dalam bentuk gelombang eletromagnet atau tenaga sinaran.
gelombang yang dikeluarkan oleh matahari adalah gelombang pendek (0.2 – 0.4 mikron).
komponen utama bahangan matahari yang sampai ke bumi ialah sinar infra red (50%), sinar cahaya (41%), sinar x dan sinar gamma (9%).
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
9
Sinaran dan Bahangan
Perubahan Tenaga matahari bila memasuki atmosfera.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
10
Sinaran dan Bahangan
Bahangan Bumi
Bumi menyerap bahangan matahari pada waktu siang dan akan membebaskan bahangannya pada waktu malam.
Pembebasan bahangan bumi berlaku dalam bentuk gelombang panjang.
Bahangan yang dibebaskan pada waktu malam ini akan diserap oleh lapisan atmosfera .
Penyerap utama bahangan bumi ialah wap air, karbon dioksida, gas ozon dan awan.
Kehilangan maksimum bahangan bumi berlaku ketika langit cerah, tidak berawan dan ketika kelembapan udara adalah rendah.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
11
Bajet Tenaga dan Imbangan Haba Dalam Sistem Bumi-AtmosferaKonsep Bajet Tenaga dan Imbangan Haba
Barry & Chorley (1977), bajet haba ialah cara-cara nilai sinaran matahari itu digunakan.
Sinaran matahari yang memasuki atmosfera bumi akan diserap, diserak, dipantul oleh pelbagai juzuk dan unsur dalam atmosfera.
Imbangan haba merujuk kepada keseimbangan yang berlaku antara jumlah bahangan matahari yang masuk ke sistem bumi-atmosfera dengan bahangan bumi yang dibebaskan semula ke angkasa.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
12
Proses dalam Imbangan haba: 1.Proses Serakan
Partikel-partikel akan menyerakan bahangan matahari secara mendatar apabila bahangan tersebut dipancar kepadanya.
Darjah serakan bergantung kepada saiz partikel yang terlibat berbanding dengan jarak gelombang bahangan suria.
Partikel menyerakan sinaran matahari melalui 2 cara.
a) Serakan Rayleigh
b) Serakan Mei
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
13
A) Serakan Rayleigh
Jika saiz partikel lebih kecil berbanding dengan jarak gelombang.
Menyebabkan langit berwarna biru pada siang hari.
B) Serakan Mie
Jika saiz partikel sama besar dengan jarak gelombang.
Menyebabkan langit berwarna kemerahan.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
14
2. Proses Serapan
Dilakukan oleh partikel di atmosfera dan stratosfera seperti wap air, karbon dioksida dan ozon.
Gas-gas ini cenderung untuk memilih jenis-jenis gelombang suria yang hendak diserap dan keupayaannya menyerap bergantung kepada jarak-jarak gelombang (dinamakan serapan terpilih).
Daripada 100% sinaran suria, 36% akan dibalikan/albedo oleh sistem bumi-atmosfera. 64% akan dipancarkan ke bumi.
Daripada 64% pula akan diserap 2% oleh ozon khasnya sinar ultra ungu.
62% akan melepasi ozon dan akan diserap oleh wap air, habuk, debu, karbon dioksida dan juga awan sebanyak 15%. Hanya 47% akan sampai ke permukaan bumi.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
15
3. Proses balikan/pantulan
Bahangan matahari apabila terkena partikel akan dipantulkan semula ke angkasa secara menegak (vertikal).
Proses balikan banyak dilakukan oleh partikel berwarna cerah seperti manik hujan, titisan air dalam awan, hablur ais dalam awan yang tinggi.
Proses pantulan mempengaruhi keamatan cahaya contohnya jika kadar pantulan tinggi langit kelihatan gelap.
Elemen utama membalikkan sinar suria ialah awan. Semakin tebal awan semakin tinggi kadar pembalikan.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
16
4. Proses Albedo
Albedo ditakrifkan sebagai darjah keputihan atau kecerahan sesuatu permukaan bumi.
Semakin cerah sesuatu permukaan maka semakin tinggi jumlah sinaran matahari yang akan dipantulkan.
Albedo sebenarnya nisbah antara cahaya yang dipantulkan dengan cahaya yang diterima oleh permukaan bumi.
Nilai albedo berbeza antara tempat bergantung kepada sifat permukaan bumi di kawasan berkenaan.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
17
Taburan Tenaga Sinaran Global:
Taburan suhu secara mendatar
Taburan suria mengikut kawasan atau ruang dipermukaan bumi.
Jumlah sinaran suria yang diterima oleh permukaan bumi bergantung kepada empat faktor berikut;
Ouput suria Jarak Permukaan bumi dari matahari Sudut zenith matahari Tempoh siang dan malam
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
18
Taburan Tenaga Sinaran Global:
Taburan suhu secara mendatar
1. Ouput Suria
kadar pengeluaran tenaga elektromagnet oleh matahari.
kadar pengeluaran tenaga ditentukan oleh proses penukaran hidrogen kepada helium.
jika terdapat banyak hidrogen ditukar kepada helium maka suhu permukaan matahari menjadi panas dan tenaga elektromagnet yang terhasil untuk dihantar ke bumi juga menjadi tinggi.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
19
Taburan Tenaga Sinaran Global:
Taburan suhu secara mendatar
2. Jarak permukaan bumi dari matahari.
antara tenpat di permukaan bumi mempunyai jarak yang berbeza dari matahari.
kawasan khatulistiwa merupakan kawasan paling dekat dengan matahari berbanding dengan kawasan artik.
oleh itu kawasan khatulistiwa akan menerima jumlah sinaran yang lebih banyak.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
20
Taburan Tenaga Sinaran Global:
Taburan suhu secara mendatar
3. Sudut Zenith matahari
sudut zenith ialah sudut yang dikira dari garisan tegak di atas kepala seseorang.
jika matahari tepat di atas kepala maka nilai sudut zenithnya ialah 0o dan penerimaan sinaran matahari ialah 100%.
Sekiranya matahari berada di ufuk nilai sudut zenithnya 90o dan penerimaan sinaran matahari adalah paling minimum.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
21
Taburan Tenaga Sinaran Global:
Taburan suhu secara mendatar: ketidak seimbanganmengikut ruang.
4. Tempoh siang dan malam
kawasan yang mengalami waktu siang yang lebih panjang maka ia akan menerima lebih banyak dan lebih lama sinaran matahari berbanding dengan kawasan yang lebih pendek waktu siangnya.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
22
Taburan Tenaga Sinaran Global:
Taburan suhu mengikut kawasan adalah tidak sama.Perbezaan taburan suhu mengikut kawasan adalahdisebabkan oleh faktor berikut;
a) Perbezaan latitud
perbezaan penerimaan tenaga matahari disebabkan sifat bumi itu sendiri yg berbentuk sfera.
kesannya latitud di tengah glob seperti khatulistiwa adalah lebih dekat dgn matahari dan menerima sinaran matahari yg byk , di bulatan artik jauh dari matahari menerima sedikit sinaran .
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
23
perbezaan latitud juga mempengaruhi sudut tuju sinaran matahari. Di khatulistiwa pancaran bersudut tepat mana kala di kutub bersudut condong , jadi keamatan tenaga matahari tinggi di khatulistiwa.
Kawasan khatulistiwa dipanggil “kawasan sumber haba” (imbangan tenaga positif) manakala kawasan kutub dipanggil “kawasan benam haba” (imbangan tenaga negati).
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
24
b) Perbezaan litupan awan
Mengikut Maury (1958), kws yang menerima jumlah tenaga suria yg paling tinggi bukannya terletak di khatulistiwa tetapi berada di gurun panas.
Ini krn kws gurun mempunyai litupan awan yg nipis berbanding dengan khatulistiwa.
Litupan awan berfungsi mengurangkan jumlah pancaran matahari ke bumi melalui proses serakan, serapan dan balikan. Cthnya awan kumulonimbus memerangkap hampir 75% drp sinaran matahari.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
25
c) Perbezaan ciri permukaan bumi
Perbezaan muka bumi mempengaruhi albedo.
Permukaan bumi yang gelap seperti jalan bertar akan menyerap bahangan matahari dengan banyak berbanding dengan kawasan salji yang lebih banyak membalikkan bahangan matahari.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
26
Menyerap bahangan Membalikan bahangan
d) Jarak dari laut
Antara kws tengah benua dgn kws yg berhampiran laut atau kepulauan mempunyai nilai suhu yang berbeza.
Kws tengah benua lebih panas berbanding kws kepulauan pada waktu siang, sebaliknya pada waktu malam kws tengah benua lebih sejuk berbanding kws kepulauan.
Ini disebabkan batuan di tengah benua lebih cepat menyerap haba berbanding air laut pada siang hari dan cepat kehilangan haba pada waktu malam berbanding air laut yang bukan pengalir haba yang baik.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
27
e) Arus lautan
Terdapat dua jenis arus lautan iaitu arus lautan panas dan arus lautan sejuk.
Arus lautan panas akan meninggikan suhu di kws pantai dilaluinya. Contoh Arus panas Benguela di Afrika.
Arus lautan sejuk akan merendahkan suhu di kws pantai dilalulinya. Contoh Arus sejuk Labrador di Amerika Utara.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
28
f) Kehadiran bahan pencemar udara
Kawasan yg mempunyai kadar pencemaran udara yg tinggi adalah lebih panas berbanding kws yg mempunyai udara bersih.
Ini kerana bahan-bahan pencemar udara seperti karbon dioksida, karbon monoksida, sulfur dioksida dan hidro-karbon bertindak membenarkan bahangan matahari melepasinya tetapi menghalang pembebasan keluar bahangan bumi ke angkasa.
Akibatnya bahangan bumi terperangkap dlm ruang atmosfera menyebabkan nilai suhu sekitar khususnya pada waktu malam adalah tinggi dan fenomena ini dinamakan kesan ‘rumah hijau’.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
29
PEMINDAHAN HABA SECARA MENDATAR
Kws Tropika khususnya kws khatulistiwa merupakan kws sumber haba dunia.
Haba yg berlebihan ini perlu disebarkan ke kws lain untuk mewujudkan keseimbangan haba dunia.
Mekanisme menyebarkan haba ini adalah melalui pengangkutan haba secara mendatar.
Proses pemindahan haba secara mendatar berlaku melalui atmosfera dan lautan.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
30
PEMINDAHAN HABA SECARA MENDATAR
Proses pengangkutan haba secara mendatar dari kws khatulistiwa ke kutub berlaku melalui medium atmosfera dan lautan.
Melalui atmosfera ia dikenali sebagai “alir lintang haba” kerana ia melibatkan pergerakan angin. Tenaga yg terlibat di sini ialah haba pendam.
Pengangkutan melalui medium lautan pula dilakukan oleh arus lautan yang melibatkan tenaga haba rasa.
Di lapisan atmosfera ini terdapat satyu zon tekanan tinggi di khatulistiwa dan satu zon tekanan rendah di kutib utara dan selatan.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
31
PEMINDAHAN HABA SECARA MENDATAR
Kesannya haba akan mengalir melalui arus udara jet dari atmosfera khatulistiwa menuju ke dua-dua kutub.
Pemindahan haba melalui lautan pula dilakukan oleh arus panas yg mengalir di permukaan laut dari kws khatulistiwa ke kutub dan arus sejuk yang mengalir di dasar lautan dari kutub ke khatulistiwa.
Dengan ini imbangan haba bumi dapat dikekalkan dalam jangka masa panjang.
Kadar pengangkutan haba berbeza mengikut latitud. Pengangkutan haba secara maksimum berlaku di latitud 35o hingga latitud 45o di hemisfera utara dan selatan.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
32
TABURAN SUHU SECARA MENEGAK
Merujuk kpd taburan suhu mengikut ketinggian muka bumi. Taburan suhu ini ditentukan oleh proses pemindahan haba oleh pergerakan udara menegak.
Pergerakan udara menegak dipengaruhi oleh jenis-jenis sistem tekanan.
Kws tekanan tinggi dikaitkan dengan dengan penurunan suhu, manakala kws tekanan rendah dikaitkan dengan peningkatan suhu.
Proses Pengangkutan secara menegak berlangsung dalam tiga keadaan iaitu pengangkutan oleh arus perolakan, pengangkutan oleh wap air yang tersejat ke udara yg melibatkan haba pendam dan pengangkutan oleh udara panas dipermukaan bumi.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
33
TABURAN SUHU SECARA MENEGAK
Pengangkutan oleh arus perolakan berlaku di kawasan antara khatulistiwa dan garis lintang tengah.
Pergerakan sel Hadley amat pesat di zon tropika dan semakin kurang di kws iklim sederhana dan hampir tiada langsung di kws kutub.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
34
TABURAN SUHU SECARA MENEGAK
Pengangkutan oleh wap-wap air melibatkan haba pendam yang diperolehi dari matahari semasa proses sejat-peluhan tumbuhan dan sejatan air permukaan.
Bagi setiap gram air yang tersejat pada suhu 0o C maka sejumlah 600 kalori tenaga haba pendam akan diserap bersamanya.
Bagi setiap gram air yang tersejat pada suhu 100o C pula sejumlah 540 kalori haba pendam akan diserap bersama wap air.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
35
TABURAN SUHU SECARA MENEGAK
pada umumnya semakin tinggi sesuatu tempat itu maka suhu akan jatuh.
keadaan ini berlaku kepada lapisan bawah atmosfera hingga ke takat 8 kilometer dari permukaan bumi.
Secara purata kadar pengurangan tersebut adalah 0.65o C bagi setiap 100 meter kenaikan. Kadar ini dinamakan kadar ‘Tukaran Normal’.
Antara sebab lapisan atmosfera bawah mempuyai suhu yang tinggi ialah lebih banyak wap air , zarah-zarah air, habuk dan partikel terampai yang menyerapa bahangan berbanding dengan lapisan atas atmosfera.
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
36
TABURAN SUHU SECARA MENEGAK
Fenomena Olak suhu
suatu fenomena dimana suhu semakin meningkat apabila ketinggian bertambah.
Olah suhu terbahagi dua:
Olak suhu permukaan – berlaku hampir dengan permukaan bumi, pada waktu malam akibat penyerapan bahangan bumi oleh lapisan bawah atmosfera.
Olak suhu atas permukaan – berlaku di atmosfera atas, hasil pertembungan dua jisim udara yang panas dan yang sejuk.
SEKIAN, TQ
nsn
j © g
eo
94
2/1
- Te
ma
Siste
m A
tmo
sfera
37