Geopotensial
Geopotensial adalah suatu energi potensial yang berkaitan dengan gravitasi bumi dan suatu satuan massa relatif terhadap permukaan laut. Secara umum dinyatakan ke dalam bentuk ketinggian geopotensial yaitu ketinggian sebuah permukaan tekanan di atmosfer yang berlokasi di atas permukaan laut. Secara matematika, besarnya geopotensial didefinisikan sebagai besar tenaga yang harus dilakukan untuk mengangkat massa ke arah tegak lurus suatu ketinggian sebesar satu satuan massa dari permukaan laut.[1]
Konsep geopotensial
Konsep geopotensial digunakan dalam ilmu atmosfer dan geosains secara umum.
Geopotensial sangat berkaitan dengan gravitasi bumi. Akan tetapi, dalam pengaplikasian geofisika, gravitasi dan gaya gravitasi adalah dua hal yang berbeda. Gaya tarik-menarik sebuah benda menuju pusat benda tersebut disebut gaya gravitasi. Dimana itu berarti, gaya gravitasi bumi adalah gaya tarik-menarik sebuah benda ke pusat bumi. Sementara itu, gravitasi merupakan kekuatan yang dihasilkan dari gaya gravitasi dan gaya sentifrugal (menjauhi pusat putaran) yang disebabkan oleh rotasi bumi. Geopotensial dibentuk dari penambahan masing-masing potensi skalar ini sehingga menjadi potensi yang efektif dan disimbolkan dengan W.
Permukaan iso geopotensial mirip dengan ketinggian rata-rata seluruh permukaan laut yang disebut global mean sea surface.[2] Permukaan inilah yang disebut dengan geoid. Dimana permukaan rata-rata laut bidang ekuipotensial bumi dianggap saling berhimpit.[3] Geoid disebut juga sebagai permodelan bumi yang mendekati sesungguhnya. Pendekatan model geoid yang digunakan secara global saat ini di antaranya adalah EGM 2008, 96, dan lain-lain.[3] Proses bertambahnya gaya orthogonal dari gaya gravitasi dan gaya sentrifugal dalam geoid tidak diilustrasikan ke dalam skala, melainkan ke dalam bentuk gambar.
Gambar tertera menunjukkan penyebab efek koriolis bagi gerakan atmosfer. Garis merah mewakili gaya gravitasi dan garis hijau mewakili vertikal lokal. Dimana offset gaya gravitasi dan vertikal lokal pada lintang 50 derajat kenyataannya adalah 0,098 derajat.
Sehubungan dengan tidak teraturnya persebaran massa di dalam bumi, geoid memiliki permukaan undulasi (ketinggian geoid) yang lembut. Hal tersebut dapat diperkirakan berdasarkan referensi ellipsoid (permukaan acuan dalam sistem koordinat geodetik). Dimana koordinat tersebut mengacu pada sistem koordinat World Geodetic System 1984 (WGS 84) yang dijadikan sebagai penentuan titik dalam ilmu geodesi. Parameter utama penggunaan referensi ellipsoid di dalam sistem koordinat WGS 84 tersebut di antaranya sumbu panjang (a), pegepengan (1/f), dan sumbu pendek (b). Referensi ellipsoid ini disebut ellipsoid geosentrik WGS 84.[4]
Referensi ellipsoid lainnya, yaitu Geodetic Reference System 1980 (GRS80), adalah yang sering digunakan saat ini. Seseorang dapat membangun sebuah model yang disebut potensi normal, dimana itu adalah model geopotensial sederhana yang memiliki salah satu permukaan ekuipotensial dari referensi ellipsoid ini dan dijadikan sebagai potensi geoid sebenarnya. Sementara itu, perbedaannya disebut disturbing potential, dimana T=W-U. Disturbing potential digunakan untuk mengilustrasikan anomali gravitasi, defleksi dari garis tegak lurus, dan sejumlah medan gravitasi yang dapat diobservasi lainnya.
Dalam praktik terestrial, versi alternatif dari geopotensial yang digunakan disebut nomor geopotensial C, yang mana penghitungannya dimulai dari geoid ke atas.
Untuk mendapatkan:
![{\displaystyle \Phi =Gm\left[{\frac {1}{a}}-{\frac {1}{a+z}}\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3332cef81dc6c8dd82874a30f19a0e5c86f2a080)
Referensi
- ^ "Geopotential". Glossary of Meteorologi. Diakses tanggal 2022-06-11.
- ^ "NASA Sea Level Change Portal". NASA Sea Level Change Portal. Diakses tanggal 2022-06-11.
- ^ a b "Sistem Referensi Geospasial Indonesia". srgi.big.go.id. Diakses tanggal 2022-06-11.
- ^ Marwadi, Marwadi (2018-12-05). "Interkoneksi Fikih Hisab Rukyat dan Ilmu Geodesi". Al-Manahij: Jurnal Kajian Hukum Islam (dalam bahasa Inggris). 12 (2): 217–232. doi:10.24090/mnh.v12i2.1768. ISSN 2579-4167.