enviromental lapse rate akan lebih kecil
daripada adiabatic lapse rate sehingga gaya bouyancy
yang memindahkan parsel akan memiliki arah yang berlawanan dengan
perpindahannya. Pada
penentuan stabilitas
udara diperlukan nilai suhu potensial. Suhu
potensial merupakan suhu udara pada saat tekanan 1000 mb. Nilai suhu potensial
dapat ditentukan berdasarkan nilai suhu udara berdasarkan persamaan berikut,
0.286
p 1000
T θ
=
Keterangan: θ
: suhu potensial K T
: suhu udara K P
: tekanan udara mb Penentuan stabilitas udara dilakukan
berdasarkan persamaan berikut ini, dz
dθ stabil
dz dθ
= netral
dz dθ
tidak-stabil Keterangan:
θ : suhu potensial K
z : ketinggian meter
Suatu parsel yang bergerak dalam kondisi adiabatik akan berosilasi yang
menggambarkan kondisi stabilitas konvektif lapisan tersebut. Nilai osilasi digambarkan
dalam frekuensi yang disebut Brunt Väisälä Frequency Square yang akan meningkat
apabila kondisi lingkungan semakin stabil. Brunt Väisälä Frequency Square dirumuskan
sebagai berikut,
z θ
θ g
N
2
∂ ∂
=
Mc.Ilveen, 1986 Keterangan :
N
2
: Brunt Väisälä frequency square 1s
2
g : Percepatan gravitasi ms
2
θ : Suhu potensial Kelvin=T
o
C+273 z
: Ketinggian meter T
: Suhu udara Kelvin P
: Tekanan udara mb
2.2 Kelembaban Atmosfer
Uap air merupakan salah satu unsur penting di atmosfer karena merupakan
sumber dari segala bentuk kondensasi dan curahan, mengandung bahang laten yang
merupakan sumber energi yang penting untuk sirkulasi atmosfer, serta banyaknya
uap air dan distribusi vertikal uap air di dalam atmosfer mempengaruhi kestabilan
atmosfer Prawirowardoyo, 1996
Menurut Trewartha dan Horn 1980, uap air mempunyai jumlah yang bervariasi
mulai dari 3- 4 pada daerah lembab seperti kawasan tropis sampai bernilai nol di
kawasan atmosfer yang tinggi. Pada umumnya, uap air terkonsentrasi pada
ketinggian dekat permukaan yaitu sekitar kurang dari 10 kilometer di atas permukaan
Arya, 1999. Hal tersebut dikarenakan uap masuk ke atmosfer melalui evaporasi air dari
permukaan daratan dan lautan.
Jumlah uap
air sangat
beragam tergantung kondisi penguapan pada daerah
yang bersangkutan. Kandungan uap air yang tinggi terdapat di atas lautan dan hutan
hujan tropis
yang volumenya
dapat mencapai tiga atau empat persen. Demikian
pula sebaliknya, pada daerah gurun, uap air hanya merupakan bagian kecil sebesar 1.
Istilah umum yang digunakan untuk menyatakan kandungan uap air adalah
kelembaban. Kelembaban menyatakan jumlah air yang ada di udara dibandingkan
dengan jumlah yang dapat disimpan pada suhunya.
Untuk menyatakan
nilai kelembaban
dapat digunakan
berbagai istilah seperti kelembaban mutlak, relatif,
dan spesifik. Selain itu dapat juga dinyatakan dengan tekanan uap dan mixing
ratio .
Kelembaban mutlak adalah kandungan uap air persatuan volume udara. Sedangkan
kelembaban relatif merupakan perbandingan antara tekanan uap air aktual dengan tekanan
uap air jenuh pada kapasitas udara untuk menampung uap air Handoko,1995. Selain
itu, kelembaban relatif juga dapat dihitung dari
nilai mixing
ratio r
dengan membandingkannya terhadap nilai mixing
ratio jenuh r
s
. Kelembaban ini biasanya dinyatakan dalam persen , secara
matematis dapat dimyatakan dengan : 100
r r
RH
s
× =
2.3 Total Precipitable Water
Total precipitable water TPW di
definisikan sebagai banyaknya kandungan uap air yang terkumpul dalam suatu kolom
udara yang dapat diendapkan sekaligus diturunkan
sebagai presipitasi,
bila kandungan uap air dalam kolom tersebut
telah mengembun semua Y. Viswanadham, 1981
Jumlah air yang dapat diembunkan sekaligus diturunkan sebagai hujan belum
dapat diketahui secara pasti, hal tersebut disebabkan
stabilitas atmosfer,
variasi kandungan uap air, perbedaan tekanan
antara dua lapisan dan musim. Untuk mengetahui besarnya nilai TPW digunakan
parameter tekanan
P, suhu
T, kelembaban
relatif RH,
percepatan gravitasi bumi g, mixing ratio r dan
kerapatan uap air ρ disetiap lapisan atmosfer yang diamati.
Pengamatan melalui radiosonde atau peralatan lain memberikan pengukuran
struktur vertikal atmosfer dalam bentuk tekanan P mb, temperatur T
o
C dan kelembaban spesifik q g kg
-1
atau satuan lain yang sejenis.
Tebal atau jumlah air terkandung, dengan menggunakan data P dalam mb dan
q dalam g kg
-1
, dapat dinyatakan dengan : g
1 cm
w =
∫
z
p p
qdp Persamaan
ini digunakan
untuk memperkirakan air terkandung di dalam
suatu massa udara dengan menggunakan data kelembaban dan tekanan antara dua
ketinggian p dan p
z
Juaeni, 1988.
2.4 Pertumbuhan Awan Konvektif
Salah satu faktor yang penting dalam proses pembentukan awan adalah konveksi
massa udara permukaan ke atas. Awan- awan konvektif yang terbentuk akibat
kenaikan udara di permukaan yang relatif panas banyak dijumpai di daerah-daerah
sekitar ekouator. Hal tersebut dikarenakan daerah
ekuator merupakan
daerah konvergensi massa udara dari dua belahan
bumi ITCZ=Inter Tropical Convergence zone
. Awan
yang berkembang
vertikal dihasilkan oleh kantong massa udara yang
hangat dan lembab yang masih mampu naik sampai ketinggian yang cukup tinggi setelah
melewati batas kondensasi. Pertumbuhan tersebut disebabkan adanya pelepasan panas
laten kondensasi yang cukup besar.
Menurut Tjasyono
1981 akibat
penyerapan radiasi matahari oleh permukaan tanah tidak merata daerah berbukit, daerah
tumbuh-tumbuhan dan macam-macam jenis tanah, maka pertumbuhan awan konvektif
cenderung pada daerah dengan pemanasan paling kuat. Di atas daratan pada umumnya
keawanan maksimum terjadi pada siang hingga sore hari yang diakibatkan oleh
proses konveksi yang kuat terutama pada daerah tropis. Sedangkan pada daerah
lautan, keawanan maksimum terjadi pada malam hari pada saat ketidakstabilan
meningkat karena adanya pendinginan pelepasan energi melalui radiasi dari
puncak awan.
Lapisan inversi merupakan hambatan bagi pertumbuhan awan konvektif karena
lapisan ini adalah stabil Tjasyono 1981, diacu dalam Wahab 2005. Hanya dengan
up draft yang kuat lapisan ini dapat
ditembus oleh awan. Karena adanya lapisan inversi ini, maka bentuk awan konvektif
menjadi berubah, ada kalanya seperti cerobong atau seperti balok. Apabila
terdapat lapisan inversi, maka kemungkinan untuk turun hujan hampir tidak ada.
2.5 Curah Hujan
