Untuk orang
awam, tekanan atmosfer adalah elemen iklim yang paling sulit untuk memahaminya.
Tiga lainnya – temperatur, angin, dan kelembaban – lebih mudah dipahami karena
tubuh kita jauh lebih sensitif terhadap mereka. Kita bisa “merasa” panas,
pergerakan udara, dan kelembaban dan kita cepat untuk mengenali variasi dalam
elemen-elemen tersebut. Tekanan, di sisi lain, adalah fenomena yang kita
biasanya tidak menyadari, variasinya jauh kurang terlihat oleh indra kita.
Tekanan biasanya menimpa kepekaan kita hanya ketika kita mengalami pergerakan
vertikal yang cepat, seperti dalam lift atau pesawat terbang karena perbedaan
tekanan di dalam dan di luar telinga kita, yang kadang-kadang meringankan hanya
dengan “meletuskan” mereka.
Meskipun
tidak menyolok mata, tekanan merupakan fitur penting dari atmosfer. Hal ini
terkait erat dengan unsur-unsur cuaca lainnya, bertindak atas mereka dan
menanggapi mereka. Tekanan memiliki hubungan intim dengan angin: variasi yang
renggang dalam tekanan adalah bertanggung jawab untuk gerakan udara. Oleh
karena itu, tekanan dan angin sering dibahas bersama-sama, seperti yang
dilakukan dalam bab ini.
Dampak
Tekanan dan Angin terhadap Bentang Alam
Pengaruh
tekanan atmosfer pada bentang alam adalah signifikan tapi tidak langsung,
pengaruh ini diwujudkan kebanyakan oleh angin dan temperatur karena kedua elemen
merespon perubahan tekanan. Dampak angin lebih langsung dan eksplisit daripada
dampak suhu karena angin memiliki energi untuk mengangkut partikel padat di
udara dan dengan demikian memiliki komponen yang terlihat untuk aktivitas ini.
Vegetasi mungkin melentur dalam angin dan material lepas dari jenis apa pun
dapat bergeser dari satu tempat ke tempat lain. Hasilnya hampir selalu jangka
pendek dan sementara namun, dan biasanya tidak memiliki efek yang berlangsung
pada bentang alam kecuali pada saat suatu badai yang hebat. Namun demikian,
tekanan dan angin adalah elemen utama dari cuaca dan iklim, dan interaksi
mereka dengan komponen atmosfer lainnya dan proses tidak bisa dilebih-lebihkan.
Sifat
Tekanan Udara
Molekul
gas, tidak seperti sesuatu yang padat atau cair, tidak kuat terikat satu sama
lain. Sebaliknya, mereka bergerak terus menerus, sering bertabrakan dengan satu
sama lain dan dengan permukaan yang mereka hadapi. Pertimbangkan sebuah wadah
di mana gas terbatas, seperti pada Gambar 5-1. Molekul-molekul dari gas meningkat
di sekitar dalam wadah dan bertabrakan lagi dan lagi dengan dinding. Tekanan gas didefinisikan sebagai kekuatan
gas yang diberikannya pada beberapa wilayah tertentu dari dinding kontainer.
Atmosfer
terdiri dari gas, tentu saja, dan tekanan atmosfer sehingga gaya yang diberikan
oleh molekul gas pada beberapa daerah permukaan bumi atau di bagian tubuh lin – termasuk Anda! Pada permukaan
laut, tekanan yang diberikan oleh atmosfer sedikit lebih dari 1 kilogram per
sentimeter persegi (sekitar 14,7 pon per inci persegi). Nilai ini turun dengan
meningkatnya ketinggian karena semakin jauh Anda dari Bumi dan tarikan
gravitasi, molekul gas yang ada di atmosfer sedikit lebih.
Atmosfer
tekanan ada pada setiap permukaan padat atau cair yang disentuhnya. Tekanan
diberikan secara merata ke segala arah – atas, bawah, samping, dan secara tidak
langsung, dengan kata lain, tekanan atmosfer tidak hanya “beban” dari atas. Ini
berarti bahwa setiap sentimeter persegi dari setiap permukaan yang terkena – hewan,
sayuran, atau mineral – di permukaan laut dikenai banyak tekanan (Gambar 5-2).
Kami tidak sensitif terhadap beban ini selalu ada tekanan karena tubuh kita
mengandung padatan dan cairan yang tidak signifikan dikompresi dan ruang udara
yang berada pada tekanan yang sama seperti suasana sekitarnya, dengan kata
lain, ada keseimbangan yang tepat antara tekanan luar dan tekanan dalam.
Tekanan
gas sebanding dengan kepadatan dan temperatur. Hubungan ini dapat dijelaskan
dengan beberapa persamaan secara kolektif yang disebut sebagai hukum gas ideal.
Hubungan sebab akibat, bagaimanapun, adalah kompleks. Variasi dalam salah satu
dari tiga variabel dapat menyebabkan variasi dalam dua lainnya. Pada bagian
ini, kita meneliti bagaimana tekanan bervariasi dengan kepadatan, suhu, dan
cara-cara di mana pergerakan vertikal udara mempengaruhi tekanan permukaan
atmosfer.
Kepadatan dan Tekanan
Kepadatan
adalah massa materi dalam satuan volume. Misalnya, jika Anda memiliki sebuah
kubus material 10-kilogram dengan panjang tepi 1 meter, kepadatan bahan adalah 10
kilogram per meter kubik (10 kg / m3). Kepadatan bahan padat adalah
sama di bumi atau bulan atau di ruang angkasa, sementara cairan bervariasi
sangat sedikit dari satu tempat ke tempat lain, tetapi gas sangat bervariasi
dengan lokasi. Kerapatan gas berubah begitu mudah karena gas memuai sejauh
tekanan lingkungan yang memungkinkan. Jika Anda memiliki 10 kg gas dalam wadah
yang memiliki volume 1 meter kubik, kepadatan gas adalah 10 kg/m3.
Jika Anda kemudian mentransfer semua gas ke wadah yang memiliki volume 5 meter
kubik, gas mengembang untuk mengisi volume yang lebih besar. Ada jumlah yang
sama dari molekul gas yang berada dalam wadah yang lebih kecil (dengan kata
lain, massa yang sama), tetapi mereka kini tersebar di volume lima kali lebih
besar. Oleh karena itu, kepadatan gas dalam wadah yang lebih besar hanya 2 kg/m3
(10 kg dibagi oleh 5 meter kubik).
Kepadatan
gas sebanding dengan tekanan di atasnya. Kebalikan dari pernyataan ini juga
benar: tekanan yang diberikannya gas sebanding dengan kepadatan. Lebih padat
gas, semakin besar tekanan yang diberikannya.
Atmosfer
dipegang bumi oleh gaya gravitasi yang mencegah molekul gas lepas ke angkasa.
Pada ketinggian yang lebih rendah, molekul gas dari atmosfer yang lebih padat
bersama-sama (Gambar 5-3). Karena kepadatan yang lebih tinggi, ada tabrakan
molekul dan tekanan tinggi di dataran rendah. Pada ketinggian yang lebih
tinggi, udara kurang padat dan ada penurunan yang sesuai dalam tekanan. Pada
setiap tingkat di atmosfer, maka, tekanan berbanding lurus dengan kerapatan
udara di ketinggian itu.
Komentar
Posting Komentar