Wikipedia

Angin

aliran udara atau gas dalam skala besar
Revisi sejak 18 Mei 2016 09.03 oleh Adera Nurul Utami (bicara | kontrib)

Angin adalah aliran udara dalam jumlah yang besar diakibatkan oleh rotasi bumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan udara di sekitarnya. Angin bergerak dari tempat bertekanan udara tinggi ke bertekanan udara rendah. Pada permukaan bumi, angin terdiri dari gerakan massal udara. Di luar angkasa, angin matahari adalah gerakan gas atau partikel bermuatan dari Matahari melalui ruang, sementara angin planet adalah outgassing unsur kimia cahaya dari atmosfer planet ke ruang angkasa. Angin umumnya diklasifikasikan oleh skala spasial, kecepatan, jenis gaya, tempat terjadi, dan efeknya. Angin terkuat yang pernah diamati yaitu di sebuah planet di tata surya yang terjadi pada Neptunus dan Saturnus. Angin memiliki berbagai aspek, salah satu yang penting yaitu kecepatannya; kepadatan gas yang terlibat; dan kandungan energi atau energi angin dari angin.

Berkas:Angin1.gif
Gerakan angin terlihat dari foto satelit

Menurut Turyanti dan Effendy (2006), angin adalah dinamika perpindahanmassa udara secara mendatar (horizontal), yang pada umumnya diukur dalam duaparameter yaitu kecepatan dan arah. Gerak vertikal massa udara dapat diabaikankarena gerak vertikal (w) setara dengan gaya gravitasi. Kecepatan angin umumnyadiukur dengan anemometer sedangkan arah angin diukur dengan panah angin (wind vane) dan kantong angin (wind sack ). Namun seiring berkembangnya pengetahuandan teknologi pengukuran angin dilakukan dengan menggunakan teknologipenginderaan jauh.Angin adalah massa udara yang bergerak akibat adanya perbedaan tekananudara dengan arah aliran angin dari tempat yang memiliki tekanan tinggi ke tempatyang bertekanan rendah atau dari daerah yang memiliki suhu / temperatur rendahke wilayah bersuhu tinggi (wikipedia 2009). Selain itu menurut Pariwono danManan (1991) angin didefinisikan sebagai gerakan udara mendatar (horizontal)yang diakibatkan oleh rotasi bumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan udara(tekanan tinggi ke tekanan rendah) di sekitarnya. Gradien tekanan disebabkan olehadanya perbedaan suhu udara maka implikasinya adalah semakin besar pula anginyang bertiup atau massa udara yang bergerak menuju suatu lokasi tertentu.Menurut Ahrens (2007), angin merupakan gerakan udara yang kekuatanyasangat bergantung pada gradien tekanan dan merupakan proses penting dalamtransport bahang (panas),kelembaban, uap air, mikrooragnisme dan materiallainnya dari suatu tempat menuju tempat yang lain.

Dalam meteorologi, angin mengacu pada kekuatan dan arah dari mana angin bertiup. Ledakan pendek dadri kecepatan angin yang tinggi disebut hembusan. Angin dengan kecepatan tinggi berdurasi menengah (sekitar satu menit) disebut badai. Angin yang bertiup dengan durasi waktu yang lama memiliki berbagai nama yang terkait dengan kekuatan rata-rata, seperti angin, badai, angin topan, dan angin ribut. Angin terjadi pada berbagai skala, dari badai yang berdurasi puluhan menit, sampai angin lokal yang dihasilkan oleh pemanasan permukaan tanah dan berlangsung beberapa jam, angin global akibat perbedaan penyerapan energi matahari antara zona iklim di Bumi. Dua penyebab utama dari sirkulasi atmosfer skala besar adalah pemanasan diferensial antara khatulistiwa dan kutub, dan rotasi planet (efek Coriolis). Dalam iklim tropis, sirkulasi panas rendah di atas dataran tinggi dan di dataran tinggi dapat mendorong sirkulasi monsoon. Di daerah pesisir siklus angin laut atau angin tanah dapat menentukan angin lokal; di daerah yang memiliki medan variabel, gunung dan lembah angin dapat mendominasi angin lokal.

Angin merupakan udara yang berhembus dari suhu tinggi ke suhu rendah akibat adanya perbedaan temperatur atmosfer. Perbedaan temperatur pada lokasi yang berbeda (garis lintang) dari bumi yang disebabkan penyinaran matahari yang tidak merata. Faktanya, atmosfer merupakan suatu mesin termodinamika yang besar dimana bagian dari energi yang datang dirubah menjadi energi kinetis secara mekanis dari massa udara yang bergerak. Sekitar 2% dari sinar matahari yang mengalir ke bumi diubah menjadi tenaga angin, yang mana hasil akhirnya berubah menjadi panas dikarenakan gesekan dengan lapisan batas atmosfer.

Arah angin dinyatakan dengan arah dari mana angin datang, misalnya angin barat yang berarti angin yang datang arah barat dan angin tenggara berarti angin yang datang dari arah tenggara dan sebagainya. Kecepatan angin lazimnya dinyatakan dalam satuan knot (mil laut per jam) atau dinyatakan dengan satuan meter per detik. Arah angin diukur dengan alat yang disebut wind vane, dan kecepatan angin diukur dengan alat yang disebut anemometer. Gaya gradien tekanan merupakan gaya pendorong angin. Oleh sebab arah gradien tekanan udara berkedudukan tegak lurus pada garis-garis isobar (menuju kearah tekanan rendah) maka seharusnya arah angin juga berkedudukan tegak lurus terhadap garis-garis isobar dan hal ini akan terjadi apabila bumi tidak berputar atas sumbunya. Akan tetapi oleh karena bumi berputar atas sumbunya dan barat ke timur, maka arah angin menyamping terhadap arah gradien tekanan udaranya. Di belahan bumi utara arah angin menyimpang ke kanan dan belahan bumi selatan arah angin menyimpang ke kiri terhadap arah gradien tekanan udaranya.

Karakteristik angin meliputi profil geseran angin, massa jenis angin, arah angin dan kekuatan angin. Terdapat dua jenis profil geseran angin yang pada umumnya digunakan untuk menghitung energi, yaitu profil geseran angin eksponensial dan profil geseran angin kekasaran permukaan. Sedangkan untuk kerapatan angin pada umumnya memiliki besar 1,225 kg/m³. Arah angin yang bergerak dari daerah bertekanan maksimum ke daerah bertekanan minimum dan kekuatan angin adalah sebanding dengan kecepatannya.

Untuk mengimplementasikan energi angin tersebut sebagai sumber energi listrik menjadi satu dasar yang terpenting. Kecepatan dan arah angin berubah secara terus-menerus. Kita terbiasa dengan hembusan angin yang kencang, terutama pada waktu cuaca badai. Untuk mengevaluasi sumber daya untuk produksi energi pada suatu lokasi, aspek berikut ini merupakan hal yang penting diketahui:

1.     Kecepatan angin rata – rata pertahun.

2.      Arah dari kecepatan angin selama setahun dan sehari.

3.      Perubahan dari data tersebut selama beberapa tahun.

4.      Ketergantungan kecepatan angin pada tingginya permukaan diatas tanah.

5.     Perubahan (skala waktu terpendek dari detik ke beberapa menit) dari kecepatan dan arah angin dalam waktu dan ruang merupakan dasar yang sangat penting.

6.     Kecepatan maksimum dan kemungkinannya peristiwa tersebut terjadi.

Sifat-Sifat Angin

1. Angin menyebabkan tekanan terhadap permukaan yang menentang arah angin tersebut.

2. Angin mempercepat pendinginan dari benda yang panas.

3. Kecepatan angin sangat beragam dari tempat ke tampat lain, dan dari waktu ke waktu.

2. Angin mempercepat pendinginan dari benda yang panas

3. Kecepatan angin sangat beragam dari tempat ke tempat dan dari waktu ke waktu.

Proses Terjadinya Angin

Angin memiliki hubungan yang erat dengan sinar matahari karena daerahyang terkena banyak paparan sinar mentari akan memiliki suhu yang lebih tinggiserta tekanan udara yang lebih rendah dari daerah lain di sekitarnya sehinggamenyebabkan terjadinya aliran udara. Angin juga dapat disebabkan oleh pergerakan benda sehingga mendorong udara di sekitarnya untuk bergerak ketempat lain.Proses terjadinya angin merupakan proses yang relevan dengan fungsi suhudan unsur cuaca lainnya. Secara umum angin terjadi karena terbentuknya gradientekanan atau slope tekanan udara pada dua wilayah yang berbeda. Hal ini berkaitandengan besarnya energi panas matahari yang di terima oleh permukaan bumi. Jika suatu wilayah menerima energi radiasi matahari lebih besar maka suhu udara yangdimilikinya akan lebih panas dan tekanan udara yang terbentuk akan cenderunglebih rendah. Perbedaan kerapatan massa udara akan terjadi antara daerah yangmenerima energi panas lebih besar dengan daerah lain yang lebih sedikit menerima energi panas, sehingga mengakibatkan terbentuknya aliran udara pada wilayahtersebut dari tekanan yang lebih tinggi (antilsiklonik) menuju pusat tekanan yang lebih redah (siklonik). Dengan kata lain bahwa pada wilayah pusat tekanan rendah,tekanan udara di sekitarnya akan menurun karena udara di sekitarnya berkurangakibat dari pemanasan implikasinya adalah udara dingin yang memiliki massalebih tinggi (padat) dan yang bertekanan tinggi akan mengalir menuju daerah yang memiliki tekanan yang rendah. Sehingga dapat disimpulkan bahwa tekanan dansuhu udara sangat penting dalam proses terjadinya angin atau perbedaan tekanansebagai akibat dari perbedaan suhu inilah yang menjadi penyebab terjadinya angin.Menurut Ahrens (2007), teori pergerakan angin yang dipengaruhi olehtekanan dan temperatur di sebut dengan thermal circulation. Proses inimenjelasakan bahwa dalam keadaan netral posisi isobar secara vertikal tersusunsejajar dan datar pada bidang horizontal. Ketika terjadi pemanasan di permukaanmaka isobar ini akan terdorong keatas dan terjadi kekosongan udara pda lapisanbawahny, sebaliknya pada wilayah lainnya akan mengalami penyusutan aataupenurunan garis isobark dan pemampatan massa udara. Kekosongan udara pada seltekanan rendah ini akan mendorong massa udara dari sel tekanan tinggi (mampat)bergerak menuju sel tekanan rendah yang kosong. Proses ini terus berlangsungmembentuk pola sirkulasi (looping) secara terus menurus selama sel tekanan rendah dan tinggi masih terbentuk. Sirkulasi yang disebabkan oleh suhu danmerubah struktur tekanan udara ini disebut dengan nama thermal circulation.

Di Atmosfer tedapat gaya- gaya yang menimbulkan pergerakan massa udara atau angin yaitu gaya primer dan gaya skunder. Gaya Primer yang menyebabkanterjadinya aliran udara horizontal adalah gaya gradien tekanan (PGF).Semakin tinggi gradien tekanan (dp/dz) maka gaya (PGF) semakin besarsehingga udara bergerak semakin cepat. Gaya ini terjadi karena adanya perbedaan tekanan yang disebabkan oleh gradien atau slope perbedaan suhu. Gaya gradientekanan umumnya sangat mudah dijelaskan dengan menggunakan prinsip pemanasan pada laut dan darat. Kapasitas darat lebih kecil dari kapasitas panaslaut, sehingga wilayah daratan akan lebih mudah terpanasi dan membentuk seltekanan udara rendah. Udara yang berada pada daerah bersuhu tinggi akanmengembang dan bergerak ke atas sehingga tekanannya menjadi rendah dari sekitarnya. Akibatnya. Terjadi perbedaan gradien tekanan antara darat dan lautsehingga terbentuklan gaya gradien tekanan yang menggerakan massa udara darilaut menuju darat yang memicu terjadinya angin. Udara bergerak dari tekanantinggi ke tekanan rendah dan semakin tinggi gaya gradien tekanan maka akansemakin cepat udara bergerak. (Turyanti dan Effendy, 2006)

Faktor

 
Anemometer, alat pengukur kecepatan angin

Gradien barometris

Bilangan yang menunjukkan perbedaan tekanan udara dari 2 isobar yang jaraknya 111 km. Makin besar gradien barometrisnya, makin cepat tiupan angin. Tekanan udara di atmosfer bumi mengecil secara eksponensial seiring bertambahnya ketinggian. Misal sebagian troposfir bagian bawah dianggap sebagai kolom udara setinggi h dengan kepadatan konstan. Jika kolom udara dipanaskan maka molekul akan mengembang, akibatnya banyak molekul udara yang dikeluarkan dari kolom udara sehingga tekanan atmosferik kolom udara menjadi tinggi. Sebaliknya jika kolom udara didinginkan maka molekul udara akan mengecil sehingga lebih banyak molekul udara yang dapat ditampung dan mengakibatkan kolom udara ini akan menarik udara sekitarnya agar tekanannya seimbang. Tekanan atmosferik kolom udara tersebut akan menjadi rendah. Perbedaan tekanan udara antara dua kolom yang bersebelahan menyebabkan terbentuknya gaya yang dapat mendorong molekul udara bergerak dari kolom bertekanan tinggi ke kolom bertekanan rendah. Gaya ini disebut gaya gradien tekanan dengan persamaan:

 

Adanya gaya F bermakna adanya percepatan, dan percepatan menandakan keberadaan angin. Persamaan ini juga dapat menjelaskan mengapa percepatan angin ketika badai lebih besar di sektor udara panas dibanding udara dingin. Hal tersebut dikarenakan ρ udara dingin >  ρ udara panas, dengan yang sama besar.

Sebenarnya yang kita lihat saat angin berhembus adalah partikel-partikel ringan seperti debu yang terbawa bersama angin. Angin bisa kita rasakan hembusannya karena kita mempunyai indra perasa, yaitu kulit, sehingga kita bisa merasakannya


Alat yang digunakan untuk mengukur tekanan udara disebut barometer. Barometer yang umumnya dipakai adalah barometer aneroid, yaitu alat yang mengukur tekanan udara dari perubahan volume kotak logam (sel aneroid) di dalam barometer. Selain barometer, terdapat alat lain yang dapat mengukur tekanan udara secara tidak langsung yang disebut altimeter.

Letak tempat

Semakin jauh dari garis khatulistiwa maka kecepatan angin akan semaki berkurang. Hal ini dikarenakan semakin jauh dari garis khatulistiwa maka radius akan semakin besar sehingga gaya sentripetalnya akan semakin kecil. dengn mengecilnya gaya entripetal maka kecepatan angin yang bertiup pada suatu daerah akan semakin kecil. seperti dirumuskan F = m x v²/R, dimana F merupakan total massa dikalika dengan percepatan. letak tempat juga dipengaruhi oleh letak lintangnya, dimana letak lintang rendah umumnya menerima radiasi  besar dari daerah lintang tinggi sehingga potensi terbentuknya sel-sel tekanan rendah (siklonik) pada daerah khatulistiwa akan lebih besar jika dibandingkan dengan lintang tinggi sehingga potensi untuk terjadinya angin atau turbulensi massa udara akan lebih besar jika dibandingkan dengan wilayah diluar ekuator.

Tinggi tempat

Pengaruh lokasi tempat terhadap kecepatan angin yaitu semakin tinggi suatu tempat, maka kecepatan tiupan angin akan semakin besar, dan sebaliknya,semakin rendah letak suatu tempat maka kecepatannya akan semakin kecil. Hal ini dapat terjadi karena adanya pengaruh gaya gesek udara yang menghambat laju angin tersebut. Gaya gesek tersebut akan semakin besar apabila udara yang bergerak tersebut berada didaerah yang tidak rata seperti gunung, pohon dan tempat lainnya yang memberikan gaya gesek yang besar

Waktu

Pada siang hari, pada daerah tertentu akan memperoleh panas lebih banyak, sehingga tekanan pada daerah tersebut akan rendah. Adanya perbedaan tekanan yang cukup signifikan menimbulkan angin yang cukup kencang.Pada siang hari angin bergerak lebih cepat dari pada di malam hari, hal ini dikarenakan perbedaan tekanan udara pada siang hari cenderung lebih besar dari pada tekanan udara pada malam hari sehingga laju angin akan semakin besar.  Teori ini berlaku dengan asumsi bahwa gaya pembangikt angin primer yang hanya mempengaruhi arah dan kecepatan angin Waktu juga sangat terkait dengan musim dan periode penyinaran matahari.Pada musim panas pusat tekanan rendah akan lebih banyak terbentuk dan potensi terjadinya konvergensi udara akan sangat besar sehingga angin akan bergerak menuju wilayah tersebut begitu pula sebaliknya.

Gaya-gaya yang Mempengaruhi Kecepatan Angin

Gaya Coriolis

Gaya Coriolis merupakan gaya semu yang timbul akibat rotasi bumi, gaya inilah yang menyebabkan angin bertiup tidak pernah sejajar arahnya dengan gradien tekanan. Gaya coriolis membelokkan arah angin yang sedang bergerak ke arah manapun.

Perumusan gaya coriolis adalah sebagai berikut :

Fc = - 2 m Ω x v

Ω merupakan vektor kecepatan sudut rotasi bumi (semakin tinggi lintang, magnitudo Ω semakin besar). V adalah kecepatan angin.

Bayangkan jika bumi tidak mengalami rotasi, gaya gradien tekanan akan membentuk dua sirkulasi sel-tunggal dari angin, yaitu sirkulasi untuk belahan bumi utara dan sirkulasi untuk belahan bumi selatan. Tetapi karena bumi berotasi pada sumbunya, kita mendapat beberapa sirkulasi angin di bumi. Terdapat fenomena menarik akibat dari rotasi bumi, yaitu pada belahan bumi utara gerakan angin akan dibelokkan ke arah kanan, sedangkan di belahan bumi selatan gerakan angin dibelokkan ke arah kiri. Tetapi jika gaya coriolis dan gaya gradien tekanan saling menyeimbangkan maka angin akan bergerak sejajar garis isobar yang lurus. Angin yang demikian disebut angin geostropik.

Kemudian dikenal istilah gaya sentripetal yang merupakan selisih antara gaya gradien tekanan dan gaya coriolis. Gaya sentripetal ini menyebabkan arah angin pada aliran siklonik dan antisiklonik selalu berubah sepanjang waktu. Angin pada aliran siklonik dan antisiklonik ada yang mengalir sejajar garis isobar melengkung yang disebut angin gradien. Angin gradien dihasilkan dari keseimbangan gaya sentripetal, gaya coriolis dan gradien tekanan pada angin.

Jika suatu kolom udara dipanaskan maka molekul udara akan mengembang akibatnya banyak molekul udara yang sebelumna berada didalam kolom dikeluarkan sehingga tekanan atmosferik kolom udara tinggi.

Ketika udara dingin, berat molekul udara yang ditanggung muka bumi lebih besar dari udara panas, akibatnya tekanan permukaan saat udara dingin lebih besar dibandingkan saat udara panas.

Jadi gaya gradient tekanan yaitu gaya yang mendorong udara untuk bergerak dari kolom bertekanan atmosferik tinggi ke rendah akibat adanya perbedaan tekanan udara antara dua kolom udara yang bersebelahan. Gaya tersebut dirumuskan dengan

F=-m/ρ(∇P)

Keterangan :

F : Gaya Gradient Tekanan

m : massa udara

ρ : massa jenis udara

∇ : Gradien Tekanan

Dalam hal ini keberadaan gaya F bermakna adanya percepatan a yang mencerminkan keberadaan angin. Rumus tersebut juga menjelaskan mengapa besar percepatan angin ketika bada lebih besar di sektor udara panas dibandingkan udara dingin karena massa jenis (ρ) udara panas lebih kecil dari pada massa jenis (ρ)udara dingin, dengan ∇P yang sama besar.

Ketika tekanan atmosferik tinggi, maka udara akan menekan ke luar dan gradient tekanan negatif (arahnya kedalam kolom), Sebaliknya pada tekanan atmosferik rendah, udara terhisap kedalam dan gradient tekanan positif (arahnya keluar kolom). Semakin besar gradient tekanan, maka angin akan bertiup semakin kencang.

Gaya Gesek Udara

Seperti halnya gaya gesek pada umumnya, Gaya Gesek Udara ini juga bersifat menghambat, dalam hal ini menghambat kecepatan angin. Semakin tinggi letak suatu tempat maka pengaruh gaya gesek akn semakin kecil.Gaya gesek ini sangat berpengaruh pada lapisan troposfir bawah, pada lapisan troposfir atas gaya gesek dapat diabaikan karena nilainya yang semakin kecil, sehingga tidak terlalu berpengaruh dengan kecepatan angin. Gaya gesek masih bisa berpengaruh sampai pada ketinggian 1000m diatas permukaaan tanah.

Gaya Sentripetal

Pada aliran siklonik dan antisiklonik, angin selalu mengalami percepatan sentripetal (karena arahnya selalu berubah sepanjang waktu). Karena adanya percepatan sentripetal ini, maka ada gaya sentripetal. Gaya sentripetal ini bisa dihitung sebagai selisih gaya gradien tekanan dan gaya coriolis.

Angin pada aliran siklonik dan antisiklonik ada yang mengalir sejajar garis isobar melengkung, dan disebut angin gradien. Angin gradien dihasilkan dari keseimbangan gaya sentripetal, coriolis dan gradien tekanan pada angin.

Gaya coriolis dan gaya gradien tekanan merupakan dua gaya yang bekerja pada angin di kawasan troposfir atas, karena gaya gesek di sana sangat kecil dan bisa diabaikan.Interaksi antara gaya gesek, gaya gradien tekanan (PGF) dan gaya coriolis (CF) pada kawasan troposfir bawah mengakibatkan angin bertiup memotong garis-garis isobar

Siklus Terjadinya Angin

Perbedaan Suhu udara -> perbedaan tekanan -> gaya gradien tekanan -> memicu terjadinya angin. Perbedaan suhu yang besar -> gradien tekanan tinggi -> kecepatan angin menjadi besar atau meningkat. Salah satu contohnya di daerah kutub, perbedaan suhu sangat besar, sehingga kecepatan angin bisa mencapai 300-500 km/jam.
Udara di daerah yang bersuhu tinggi akan mengembang dan bergerak ke atas, sehingga tekanannya menjadi lebih rendah daripada sekitarnya. Udara akan bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan yang lebih rendah, dan semakin tinggi perbedaan tekanan akan semakin cepat udara bergerak. Apabila dipanaskan, udara memuai. Udara yang telah memuai menjadi lebih ringan sehingga naik. Apabila hal ini terjadi, tekanan udara turun karena udaranya berkurang. Udara dingin di sekitarnya mengalir ke tempat yang bertekanan rendah tadi. Udara menyusut menjadi lebih berat dan turun ke tanah. Di atas tanah udara menjadi panas lagi dan naik kembali. Aliran naiknya udara panas dan turunnya udara dingin ini dinamakan konveksi.

Kecepatan Angin

Kecepatan angin ditentukan oleh perbedaan tekanan udara antara tempat asal dan tujuan angin dan resistensi medan yang dilaluinya.

Alat Untuk Mengukur Angin

Anemometer

adalah alat yang mengukur kecepatan angin.

Wind Vane

adalah alat untuk mengetahui arah angin.

Windsock

adalah alat untuk mengetahui arah angin dan memperkirakan besar kecepatan angin, yang biasanya banyak ditemukan di bandara-bandara.

Skala

Skala kecepatan angin

Skala Beaufort merupakan ukuran empiris yang berkaitan dengan kecepatan angin untuk pengamatan kondisi baik di darat maupun di laut. Skala ini ditemukan oleh Francis Beaufort pada tahun 1805. Beaufort mengukur kecepatan angin dengan menggambarkan pengaruhnya pada kecepatan kapal dan gelombang air laut. Skala Beaufort menggunakan angka dan simbol.

Semakin besar angka skala Beaufort, maka semakin kencang angin berhembus dan bahkan bisa semakin merusak. Skala Beaufort dimulai dari angka 1 untuk embusan angin yang paling tenang sampai angka 12 untuk embusan angin yang dapat menyebabkan kehancuran. Skala Beaufort tetap berguna dan dipakai sampai sekarang.

Nomor Beaufort Kekuatan angin Kecepatan rata-rata (km/jam)
0 Tenang <1
1 Sedikit tenang 1-5
2 Sedikit hembusan angin 6-11
3 Hembusan angin pelan 12-19
4 Hembusan angin sedang 20-29
5 Hembusan angin sejuk 30-39
6 Hembusan angin kuat 40-50
7 Mendekati kencang 51-61
8 Kencang 62-74
9 Kencang sekali 75-87
10 Badai 88-101
11 Badai dahsyat 102-117
12 Badai topan >118

Skala Fujita

Fujita Scale (F-Scale) atau sering disebut skala Fujita merupakan skala yang digunakan untuk menentukan amplitudo (kekuatan) tornado dan menentukan intensitas kerusakan yang ditimbulkannya. Skala Fujita pertama kali diperkenalkan oleh Dr. T. Theodore Fujita pada makalahnya yang berjudul "Proposed Characterization of Tornadoes and Hurricanes by Area and Intensity" yang dipublikasikan pada Februari 1971. Tujuan Dr. Fujita membuat skala ini adalah untuk mengkategorikan tornado berdasarkan intensitas dan luas wilayah yang terkena dampak kerusakan akibat tornado. Skala ini sangat membantu dalam memperkirakan besarnya kekuatan tornado berdasarkan efek yang ditimbulkan. Pada skala ini tornado dikategorikan menjadi 6 tingkatan, mulai dari Fujita 0 (F0) hingga Fujita 5 (F5) dimana semakin tinggi tingkatan menunjukkan kecepatan angin yang makin besar.

Skala Kecepatan angin
(perkiraan)[1] 		Frekuensi relatif Potensi kerusakan Contoh kerusakan
mph km/h m/s
EF0 65–85 105–137 29–37 56.88% Kerusakan kecil atau tidak ada sama sekali  
EF1 86–110 138–177 38–49 31.07% Kerusakan sedang  
EF2 111–135 178–217 50–60 8.80% Kerusakan besar  
EF3 136–165 218–266 61–73 2.51% Kerusakan parah  
EF4 166–200 267–322 74–90 0.66% Kerusakan ekstrem  
EF5 >200 >322 >90 0.08% Seluruh bangunan rata dengan tanah  

Klasifikasi

Berdasarkan akibatadanya gaya tersebut maka timbul jenis angin sebagai angin geostropik, anginsiklostropik, angin thermal, angin gradien, dan angin inersia. Berikut adalahpenjelasan dari masing masing angin tersebut (Holton, 2004):

Angin geostropik (Geostrophic Flow)

adalah angin yang terjadi diantaradua isobar yang saling sejajar dimana terjadinya kesetimbangan antara gaya gradien tekanan dan gaya coriolis bumi. Angin geostropik adalah angin dalam skala besar tanpa gesekan (frictionless)

Angin Inersia (Inertial Flow)

adalah angin yang terjadi karena adanya keseimbangan antara gaya sentrifugal dan gaya coriolis. Gaya gradien tekanan dalam sistem persamaan momentum angin ini diabaikan karena sistem angin melewati garis isobar yang seragam (homogen) artinya tidak terdapat perubahan gradien geopotensial terhadap waktu.

Angin gradien (Gradient Flow)

adalah angin yang terjadi karena lewatnya massa udara pada diantara isobar yang melengkung pada pusat tekanan tinggi (antisiklonik) dan tekanan rendah (siklon). Angin ini merupakan resultan dari gaya sentrifugal, coriolis dan gradien tekanan.

Angin Thermal (Thermal Flow)

adalah angin yang terbentuk karena resultan dari dua angin geostropik pada level yang berbeda dan karena adanya distribusi suhu rata-rata pada setiap level. Angin thermal sangat bermanfaat khususnya dalam analisis atau penentukan dan prediksi angin pada level isobarik yang berbeda di permukaan bumi.

Angin Siklostropik (Cyclostrophic Flow)

adalah angin yang terbentuk akiban adanya pengabaian (neglected ) gaya coriolis dan terbentuknya kesetimbangan antara gaya gradien tekanan dan gaya sentrifugal akibat rotasi bumi.

Angin Lokal

Hal dasar yang membedakan kedua jenis angin ini adalah cakupan aliran dari angin tersebut. Di siang hari udara diatas lautan lebih dingin dari pada udara di daratan. Sinar surya menguapkan air lautan dan diserap lautan penguapan dan absorbsi sinar surya di daratan kurang sehingga udara di atas lautan lebih panas. Dengan demikian udara di atas daratan mengembang jadi ringan dan naik keatas. Udara dingin yang lebih berat turun mengisi kekurangan udara di daratan maka terjadilah aliran udara yang disebut angin laut. Di malam hari, terjadi peristiwa sebaliknya. Energi panas yang diserap permukaan bumi sepanjang hari akan dilepaskan lebih cepat oleh daratan (udara dingin). Sementara itu di lautan energi panas sedang dalam proses dilepaskan ke udara. Gerakan konvektif tersebut menyebabkan udara dingin dari daratan bergerak menggantikan udara yang naik di lautan sehingga terjadi aliran udara dari darat ke laut.Angin di lereng gunung terjadi demikian pula. Angin lembah terjadi ketika matahari terbit, puncak gunung adalah daerah yang pertama kali mendapat panas dan sepanjang hari selama proses tersebut, lereng gunung mendapat energi panas lebih banyak daripada lembah. Sehingga menyebabkan perbedaan suhu antara keduanya. Udara panas dari lereng gunung naik dan digantikan dengan udara dingin dari lembah. Akibatnya terjadi aliran udara dari lembah menuju gunung. Sedangkan pada sore hari lembah akan melepaskan energi panas dan puncak gunung yang telah mendingin akan mengalirkan udara ke lembah. Aliran udara tersebut dinamakan angin gunung.

Angin Planetari

Tipe angin ini terbagi atas dua yaitu angin barat dan timur. angin barat (Monsun Asia) yaitu angin yang berasal dari daratan Asia menuju wilayah Indonesia, dengan membawa uap air lebih banyak dari biasanya, sehingga sebagian wilayah Indonesia bagian Selatan Katulistiwa sering banyak hujan atau bertepatan dengan musim hujan di Indonesia.Ketika matahari berada di sebelah Utara Katulistiwa, maka daerah di Belahan Bumi Utara mempunyai suhu udara yang panas dengan tekanan udara cenderung rendah. Sehingga arah pergerakan angin dari Belahan Bumi Utara (daratan Asia) menuju Belahan Bumi Selatan (daratan Australia) dan angin tersebut biasanya berasal dari arah barat menuju timur. Sedangkan angin timur (Monsum Australia) yaitu angin yang berasal dari daratan Australia. Ketika matahari berada di Belahan Bumi Selatan, maka Belahan Bumi Selatan mempunyai suhu yang panas dan tekanan udara yang tinggi maka pergerakan angin dari Belahan Bumi Selatan (daratan Australia) menuju Belahan Bumi Utara (daratan Asia).

Tipe

 
A: Angin laut (pada siang hari), B: Angin darat (pada malam hari)

Angin laut

Angin laut (bahasa Inggris: sea breeze) adalah angin yang bertiup dari arah laut ke arah darat yang umumnya terjadi pada siang hari dari pukul 09.00 sampai dengan pukul 16.00 di daerah pesisir pantai. Angin ini biasa dimanfaatkan para nelayan untuk pulang dari menangkap ikan di laut. Angin laut ini terjadi pada siang hari. Karena air mempunyai kapasitas panas yang lebih besar daripada daratan, sinar matahari memanasi laut lebih lambat daripada daratan. Ketika suhu permukaan daratan meningkat pada siang hari, udara di atas permukaan darat meningkat pula akibat konduksi. Tekanan udara di atas daratan menjadi lebih rendah karena panas, sedangkan tekanan udara di lautan cenderung masih lebih tinggi karena lebih dingin. Akibatnya terjadi gradien tekanan dari lautan yang lebih tinggi ke daratan yang lebih rendah, sehingga menyebabkan terjadinya angin laut, dimana kekuatannya sebanding dengan perbedaan suhu antara daratan dan lautan. Namun, jika ada angin lepas pantai yang lebih kencang dari 8 km/jam, maka angin laut tidak terjadi.[2]

Angin darat

Angin darat (bahasa Inggris: land breeze) adalah angin yang bertiup dari arah darat ke arah laut yang umumnya terjadi pada saat malam hari dari jam 20.00 sampai dengan jam 06.00 di daerah pesisir pantai. Angin jenis ini bermanfaat bagi para nelayan untuk berangkat mencari ikan dengan perahu bertenaga angin sederhana. Pada malam hari daratan menjadi dingin lebih cepat daripada lautan, karena kapasitas panas tanah lebih rendah daripada air. Akibatnya perbedaan suhu yang menyebabkan terjadinya angin laut lambat laun hilang dan sebaliknya muncul perbedaan tekanan yang berlawanan karena tekanan udara di atas lautan yang lebih panas itu menjadi lebih rendah daripada daratan, sehingga terjadilah angin darat, khususnya bila angin pantai tidak cukup kuat untuk melawannya.[3]

Berkas:Angin gunung dan Angin lembah.jpg
Angin gunung dan Angin lembah

Angin lembah

Angin lembah adalah angin yang bertiup dari arah lembah ke arah puncak gunung yang biasa terjadi pada siang hari. Angin ini disebabkan oleh proses pemanasan pada siang hari. Perbedaan ketinggian antara puncak gunung dan lembah menyebabkan perbedaan suhu yang mencolok pada siang hari, puncak gunung yang memiliki elevasi yang lebih tinggi lebih cepat mengalami pemanasan dari matahari daripada daerah lembah yang rendah. Suhu tinggi di puncak gunung menyebabkan tekanan di daerah tersebut menjadi rendah, hal ini berkebalikan dengan tekanan di lembah yang cenderung tinggi karena suhu di daerah lembah rendah. Perbedaan tekanan inilah yang memicu pergerakan udara dari daerah bertekanan udara tinggi (lembah) ke daerah bertekanan udara rendah (gunung). Peristiwa inilah yang disebut dengan angin lembah. Arus pergerakan udara dari lembah ke puncak gunung ini sering disebut dengan arus Anabatik.

Angin gunung

Angin gunung adalah angin yang bertiup dari puncak gunung ke lembah gunung yang terjadi pada malam hari. Angin ini memiliki mekanisme kejadian yang hampir sama dengan angin lembah. Pada malam hari daerah puncak gunung atau daerah di atas lereng gunung kehilangan panas secara cepat karena proses radiasi yang cepat sedangkan pada daerah lembah cenderung sulit kehilangan panas karena radiasi yang terjadi bersifat lambat. Hal ini menyebabkan perbedaan suhu yang mencolok antara daerah gunung (dengan suhu rendah) dan rendah lembah (dengan suhu tinggi), suhu yang tinggi menyebabkan tekanan udara pada lembah menjadi rendah dan suhu yang rendah menyebabkan tekanan udara di gunung menjadi tinggi. Udara kemudian bergerak dari daerah bertekanan udara tinggi (gunung) ke daerah bertekanan udara rendah (lembah). Arus pergerakan udara dari puncak gunung ke lembah ini sering disebut dengan arus Katabatik.

Berkas:Angin fohn.jpg
Siklus Angin Fohn

Angin Fohn

Angin Fohn adalah angin yang mengandung udara lembab bertiup ke arah pegunungan, angin naik mengikuti lereng dan setiap naik 100 m mengalami penurunan suhu kurang lebih 0,6°C. Pada saat udara bergerak naik, uap air yang dikandungnya mengalami proses kondensasi atau pengembunan sehingga terjadi hujan di lereng yang dilalui oleh angin tadi. Selanjutnya, angin terus bergerak melewati puncak pegunungan dan menuruni lereng di sebelahnya dengan tidak lagi membawa uap air. Angin ini bersifat kering. Pada waktu angin yang kering tadi menuruni lereng, suhu udara bertambah 1°C setiap turun 100 m sehingga suhunya menjadi tinggi (panas). Angin yang turun ini disebut angin fohn yang bersifat kering dan panas. Angin fohn ini merugikan bagi petani karena sifatnya merusak tanaman dan permukiman di lereng gunung yang dilaluinya. Contoh angin fohn, antara lain angin bohorok di lereng Bukit Barisan, angin gending di Probolinggo, angin kumbang di Cirebon, angin berubu di Lompo Batang, danangin wambraw di Papua. Selain itu, pengertian angin fohn juga dapat sebagai Angin Fohn/angin jatuh adalah angin yang terjadi seusai hujan Orografis. angin yang bertiup pada suatu wilayah dengan temperatur dan kelengasan yang berbeda. Angin Fohn terjadi karena ada gerakan massa udara yang naik pegunungan yang tingginya lebih dari 200 meter di satu sisi lalu turun di sisi lain. Angin Fohn yang jatuh dari puncak gunung bersifat panas dan kering, karena uap air sudah dibuang pada saat hujan Orografis.

Biasanya angin ini bersifat panas merusak dan dapat menimbulkan korban. Tanaman yang terkena angin ini bisa mati dan manusia yang terkena angin ini bisa turun daya tahan tubuhnya terhadap serangan penyakit.[butuh rujukan]

Seperti yang telah dijelaskan di atas Angin Fohn ini merupakan jenis angin gunung yang bersifat kering dan panas. Pemanasan udara pada Angin Fohn terjadi secara adiabatik karena kelembaban yang dibawa oleh Angin Fohn ini sedikit ( pada udara yang lembab, pemanasan dan pendinginan udara berlangsung secara pseudoadiabatik ). Di indonesia Angin Fohn ini mempunyai nama yang berbeda-beda di tiap daerah, misal di Deli dijumpai sebagai angin bahorok, di Papua disebut sebagai angin Wambrau, di Probolinggo sebagai angin Gending, dan di Cirebon serta Brebes disebut sebagai angin kumbang. Angin Fohn ini mampu bertiup dengan kecepatan antara 30 – 50 km/jam.


Angin Muson

Angin Muson adalah angin yang berhembus secara periodik (minimal 3 bulan) dan antara periode yang satu dengan yang lain polanya akan berlawanan yang berganti arah secara berlawanan setiap setengah tahun. Biasanya pada setengah tahun pertama bertiup angin darat yang kering dan setengah tahun berikutnya bertiup angin laut yang basah. Penyebab terjadinya angin muson adalah efek pemanasan yang berbeda antara Benua (daratan) dan Lautan di sekitarnya yang berubah secara musiman.

Pada bulan Oktober – April, matahari berada pada belahan langit Selatan, sehingga benua Australia lebih banyak memperoleh pemanasan matahari dari benua Asia. Akibatnya di Australia terdapat pusat tekanan udara rendah (depresi) sedangkan di Asia terdapat pusat-pusat tekanan udara tinggi (kompresi). Keadaan ini menyebabkan arus angin dari benua Asia ke benua Australia.

Di Indonesia angin ini merupakan angin musim Timur Laut di belahan bumi Utara dan angin musim Barat di belahan bumi Selatan. Oleh karena angin ini melewati Samudra Pasifik dan Samudra Hindia maka banyak membawa uap air, sehingga di Indonesia terjadi musim penghujan. Musim penghujan meliputi seluruh wilayah indonesia, hanya saja persebarannya tidak merata. makin ke timur curah hujan makin berkurang karena kandungan uap airnya makin sedikit.

Pada bulan April-Oktober, matahari berada di belahan langit utara, sehingga benua Asia lebih panas daripada benua Australia. Akibatnya, di asia terdapat pusat-pusat tekanan udara rendah, sedangkan di australia terdapat pusat-pusat tekanan udara tinggi yang menyebabkan terjadinya angin dari australia menuju asia.

Di indonesia terjadi angin musim timur di belahan bumi selatan dan angin musim barat daya di belahan bumi utara. Oleh karena tidak melewati lautan yang luas maka angin tidak banyak mengandung uap air oleh karena itu di indonesia terjadi musim kemarau, kecuali pantai barat sumatera, sulawesi tenggara, dan pantai selatan irian jaya.

Antara kedua musim tersebut ada musim yang disebut musim pancaroba (peralihan), yaitu musim kemareng yang merupakan peralihan dari musim penghujan ke musim kemarau, dan musim labuh yang merupakan peralihan musim kemarau ke musim penghujan. Adapun ciri-ciri musim pancaroba yaitu : Udara terasa panas, arah angin tidak teratur dan terjadi hujan secara tiba-tiba dalam waktu singkat dan lebat.

Daerah terjadinya Angin Muson:
- Daerah tempat arah angin yg berkuasa berbalik arah ≥ 120 ° antara bulan Januari dan Juli.
- Bulan Januari : maksimum musim dingin di BBU atau maksimum musim panas di BBS.
- Bulan Juli : maksimum musim panas di BBU atau maksimum musim dingin di BBS.
- Daerah Muson memiliki kecepatan angin di atas 3 m/d.

Berbagai Daerah Muson yg dikenal adalah : Muson Afrika Barat, Afrika Timur, Asia Selatan, Asia Timur dan Tenggara dan Muson Australia Utara. Diantara ke lima Muson tersebut, Muson Asia Timur dan Tenggara adalah Muson yg berkembang paling baik. Hal ini disebabkan oleh besarnya Benua Asia dan efek Daratan Tinggi Tibet terhadap aliran udara. Daratan Tinggi Tibet yang membujur dalam arah Barat ke Timur merupakan penghalang/pemisah antara massa udara Kutub dan massa udara Tropis.

Angin Musim Barat

Angin Musim Barat/Angin Muson Barat adalah angin yang berhembus dari Benua Asia (musim dingin) ke Benua Australia (musim panas) dan mengandung curah hujan yang banyak di Indonesia bagian Barat, hal ini disebabkan karena angin melewati tempat yang luas, seperti perairan dan samudra. Contoh perairan dan samudra yang dilewati adalah Laut China Selatan dan Samudra Hindia. Angin Musim Barat menyebabkan Indonesia mengalami musim hujan. Angin ini terjadi pada bulan Desember, Januari dan Februari, dan maksimal pada bulan januari dengan Kecepatan Minimum 3 m/s terjadi musim hujan.

Angin Musim Timur

Angin Musim Timur/Angin Muson Timur adalah angin yang mengalir dari Benua Australia (musim dingin) ke Benua Asia (musim panas) sedikit curah hujan (kemarau) di Indonesia bagian Timur karena angin melewati celah- celah sempit dan berbagai gurun (Gibson, Australia Besar, dan Victoria). Ini yang menyebabkan Indonesia mengalami musim kemarau. Terjadi pada bulan Juni, Juli dan Agustus, dan maksimal pada bulan Juli.

 
Tornado yang berada di Elie, Manitoba.

Tornado

Tornado merupakan kolom air yang berputar dengan cepat dan ganas yang melakukan kontak dengan permukaan bumi dan awan kumulonimbus atau, pada kasus yang langka, dengan bagian bawah awan kumulus. Biasa disebut sebagai angin puting beliung. Tornado memiliki banyak bentuk dan ukuran, namun secara umum terlihat berbentuk seperti corong yang ujung sempitnya menyentuh permukaan bumi dan sering kali dikelilingi oleh puing-puing, reruntuhan dan debu. Umumnya tornado memiliki kecepatan angin sekitar kurang dari 180 km/jam dengan lebarnya mencapai 80 m, dan bertahan dan berjalan hingga beberapa kilometer sebelum menghilang. Tornado yang paling ekstrim dapat memiliki kecepatan angin mencapai lebih dari 480 km/jam dan melebar hingga 3 km, serta melintasi permukaan bumi hingga lebih dari 100 km.

Biasanya tornado dihasilkan dari awan kumulonimbus dan kejadiannya seringkali di wilayah dataran rendah. Untuk kasus di wilayah dataran tinggi diakibatkan oleh kawasan panas kota. Angin tornado ini dapat dihasilkan jika terdapat dua buah massa udara yang suhu udara, kerapatan dan arah anginnya berlainan. Bila udara panas dan lembab bergerak berlawanan arah atau lebih lambat dari pada udara dingin dan kering di atasnya, maka akan timbul gerak rotasi berbentuk pipa vorteks. Updraft yang kuat dalam thunderstorm, akan mengubah orientasi gerak rotasi pipa voterks dari horizontal menjadi vertikal yang memungkinkan terbentuknya tornado. Apabila tekanan dalam pipa vorteks terus menurun akibat panas yang dilepaskan dalam proses kondensasi dan deposisi atau puncak awan mencapai jet stream (yang berfungsi seperti vacuum cleaner), maka akan muncul "belalai" kecil dari pipa vorteks yang apabila menyentuh tanah disebut 'TORNADO'. Biasanya tornado terjadi dalam rentang waktu yang relatif singkat (biasanya kurang dari 1 jam).

Angin ini dapat hadir bersama hujan es, jika arus udara turun yang ada cukup kuat. Corongnya terbentuk dari tetes-tetes air atau debu, terbentuk dari olakan-olakan pada perbatasan udara panas dengan udara yang lebih dingin; maka dari itu terkadang ditemui beberapa tornado terletak dalam satu barisan awan. Banyaknya pusaran yang mampu mencapai tahap puncak sangat bergantung pada instabilitas udara lokal, begitu pula ketahanan angin tersebut. Peristiwa angin tornado selesai jika pusaran sudah memasuki wilayah udara dingin.

Tornado banyak ditemukan di setiap benua, kecuali Antartika. Meskipun begitu, sebagian besar tornado terjadi di Tornado Alley, Amerika Serikat, walaupun banyak juga yang terjadi di semua tempat di Amerika Utara. Tornado juga sesekali terjadi di bagian tengah-selatan dan timur Asia, bagian utara dan timur-tengah Amerika Selatan, Afrika Selatan, barat laut Australia dan Selandia Baru. Tornado dapat dideteksi sebelum atau ketika terjadi dengan menggunakan Pulse-Doppler radar dengan mendeteksi pola kecepatan dan data reflektivitas.

Angin Aliran Jet (Jet Stream)

Sepanjang front kutub, perbedaan suhu sangat besar, sehingga gradien tekanan yang tinggi akan timbul. Semakin besar gradien tekanan, maka kecepatan angin akan meningkat. Di atas wilayah ini, timbul Jet Front Kutub, yaitu suatu lingkaran (core) golak udara dengan kecepatan angin 250 – 500 km/jam.

Angin Jet Stream mempunyai fungsi yang penting dalam proses pemindahan energi dari daerah equator ke daerah lintang tinggi. Energi dipindahkan melalui suatu Entrance (udara panas naik dan masuk ke dalam aliran Jet Stream) dan Exit (udara panas keluar dan turun di daerah lintang tinggi). Akibatnya, di daerah lintang tinggi akan menerima energi secara terus - menerus dari daerah equator, sehingga tidak terjadi pendinginan yang ekstrim.

Angin Chinook

Angin Chinook biasanya terjadi di Pegunungan Rocky. Terjadi karena adanya sistem tekanan rendah yang kuat sepanjang dinding sebelah Timur Pegunungan Rocky. Hal ini menyebabkan udara dipaksa naik melewati puncak gunung dari arah Timur ke Barat. Pada waktu udara naik di sebelah Timur (wind ward), akan melepaskan uap air yang dikandungnya (baik dalam bentuk awan atau hujan di bagian ini), sehingga udara yang telah melewati puncak gunung akan menjadi kering. Pada waktu udara kering ini turun di sebelah Barat (lee ward) adara mengalami pemanasan secara adiabatik dan suhu akhirnya lebih tinggi daripada saat mulai bergerak. Udara kering yang hangat ini disebut Angin Chinook (Bahasa Indian), yang artinya Pemakan Salju.

Chinook muncul beberapa saat setelah turun salju yang lebat, angin ini akan menyebabkan salju yang turun hilang kembali karena proses sublimasi. Akibatnya, permukaan tanah yang tadinya ditutupi salju kembali kosong dan kering. Di Pegunungan Alpen, angin Chinook ini umumnya disebut angin Foehn atau Fohn dan di lembah sungai Santa Ana, California, dan disebut Santa Ana atau Angin Setan. Angin ini berhembus ke bawah & diistilahkan sebagai Angin Gravitasi atau Angin Katabalik.

Pola Angin Umum

Dasar : Pemanasan yag tidak sama dalam skala besar antara kutub dan equator.
Di BBU : Udara dekat permukaan akan mengalir menuju ke equator, sementara pola angin atas akan bergerak dari equator ke kutub. Udara hangat dari daerah equator yang bertekanan rendah naik dan mengalir ke arah kutub, dan udara kutub yang berat akan turun dan mengalir di permukaan menuju equator.
pic
BBU merupakan aliran angin di bagian atas atmosfer (antara equator dan 30 ° LU) dibelokkan ke kanan oleh gaya Coriolis, yang menyebabkan udara bertumpuk ke bagian atas dan bergerak dari arah Barat ke arah Timur (angin barat) di sini udara tersebut menjadi Angin. Angin di bagian atas atmosfer yang bergerak ke arah Timur tersebut di sebut Jet Stream (kecepatan mencapai 300km/jam). Penumpukan udara ke atas menyebabkan udara yang lebih dingin turun dan berakumulasi di permuaan, kemudian mengalir baik menuju equator maupun kutub.

Energi angin

Angin adalah udara yang bergerak dari tekanan udara yang lebih tinggi ke tekanan udara yang lebih rendah. Perbedaan tekanan udara disebabkan oleh adanya perbedaan suhu udara karena adanya pemanasan atmosfir yang tidak merata oleh sinar matahari. Udara yang bergerak ini memiliki kecepatan tertentu, sehingga udara tersebut memiliki energi kinetik.

Energi kinetik yang dikandung oleh paket-paket udara sebesar ½mv2, dalam suatu volum (silinder) yang mempunyai luas A, dalam waktu t, dengan kerapatan udara ρ, dan m = A v t ρ , maka secara matematis dapat dituliskan persamaan total energi angin sebagai berikut:

Persamaan Energi Total Angin
Persamaan Energi Total Angin

Kemudian jika dideferensialkan terhadap waktu untuk mendapatkan laju peningkatan energi, maka akan didapatkan total daya angin sebagai berikut :

Berkas:Persamaan Daya Total Angin.png

Energi angin memiliki potensi yang cukup besar. Energi angin adalah salah satu bentuk energi terbarukan yang gratis, bersih dan tidak terbatas. Angin tersedia di hampir seluruh dunia meskipun terdapat perbedaan secara regional. Di alam, energi angin terbentuk dari energi matahari yang selalu tersedia tanpa batas sehingga angin akan selalu terbentuk terus menerus.

Kapasitas konversi energi angin di seluruh dunia mencapai 215 GW (gigawatt) pada akhir Juni 2011. Bagian terbesar didirikan di China (52,8 GW) lalu diikuti oleh Amerika Serikat (42,4 GW) dan Jerman (mendekati 28 GW). Spanyol memiliki kapasitas yang terpasang sebesar 21,2 GW dan di India sebesar 14,6 GW. Selain itu, produksi energi angin pada lepas pantai masih dalam masa pertumbuhan meskipun rencana besar untuk produksi ini sudah dikembangkan.

Pemanfaatan Energi Angin

Pembangkit Listrik Tenaga Angin

Angin adalah salah satu bentuk energi yang tersedia di alam, Pembangkit Listrik Tenaga Angin mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir angin. Cara kerjanya cukup sederhana, energi angin yang memutar turbin angin, diteruskan untuk memutar rotor pada generator dibagian belakang turbin angin, sehingga akan menghasilkan energi listrik. Energi Listrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan. Secara sederhana sketsa kincir angin adalah sebagai berikut :
pic
Indonesia, negara kepulauan yang 2/3 wilayahnya adalah lautan dan mempunyai garis pantai terpanjang di dunia yaitu ± 80.791,42 Km merupakan wilayah potensial untuk pengembangan pembanglit listrik tenaga angin, namun sayang potensi ini nampaknya belum dilirik oleh pemerintah. Sungguh ironis, disaat Indonesia menjadi tuan rumah konfrensi dunia mengenai pemanasan global di Nusa Dua, Bali pada akhir tahun 2007, pemerintah justru akan membangun pembangkit listrik berbahan bakar batubara yang merupakan penyebab nomor 1 pemanasan global.
Syarat – syarat dan kondisi angin yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik dapat dilihat pada tabel berikut.
pic
Angin kelas 3 adalah batas minimum dan angin kelas 8 adalah batas maksimum energi angin yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.Pemanfaatan energi angin merupakan pemanfaatan energi terbarukan yang paling berkembang saat ini. sampai dengan tahun 2007 perkiraan energi listrik yang dihasilkan oleh turbin angin mencapai 93.85 GigaWatts, menghasilkan lebih dari 1% dari total kelistrikan secara global. Amerika, Spanyol dan China merupakan negara terdepan dalam pemanfaatan energi angin. Diharapkan pada tahun 2010 total kapasitas pembangkit listrik tenaga angin secara glogal mencapai 170 GigaWatt.
pic
Di tengah potensi angin melimpah di kawasan pesisir Indonesia, total kapasitas terpasang dalam sistem konversi energi angin saat ini kurang dari 800 kilowatt. Di seluruh Indonesia, lima unit kincir angin pembangkit berkapasitas masing-masing 80 kilowatt (kW) sudah dibangun. Tahun 2007, tujuh unit dengan kapasitas sama menyusul dibangun di empat lokasi, masing-masing di Pulau Selayar tiga unit, Sulawesi Utara dua unit, dan Nusa Penida, Bali, serta Bangka Belitung, masing-masing satu unit. Mengacu pada kebijakan energi nasional, maka pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) ditargetkan mencapai 250 megawatt (MW) pada tahun 2025.

Transportasi

Angin merupakan salah satu agen transportasi manusia, banyak alat transportasi yang memanfaatkan angin seperti kapal layar dan pesawat. Pada kapal yang memanfaatkan tenaga angin biasanya dilengkapi dengan adanya layar sehingga sering disebut kapal/perahu layar. Kapal yang memakai teknologi angin biasanya merupakan kapal konvensional ataupun perahu layar yang sering digunakan oleh nelayan untuk mencari ikan. Pada pelayaran dengan energi angin ini arah navigasi sangat ditentukan oleh angin sehingga ilmu tentang arah angin harus dalam bagi pelayar yang sering menggunakan kapal/perahu layar. Pelayaran dengan angin juga memakan waktu yang lama dan tidak bisa dilakukan dengan waktu kapan saja, melainkan pada waktu tertentu dimana arah dan kecepatan angin mendukung. Angin juga dapat menimbulkan bahaya bagi para pelayar, apabila kecepatan dan gaya angin rendah maka kapal tidak bisa berlayar seperti seharusnya, begitupula apabila angin terlalu kencang maka yang ada kapal akan tidak stabil dan terbawa ke daerah yang asing.

Pada pesawat, angin merupakan salah satu parameter penting yang harus diperhatikan. Pada proses pengangkatan pesawat terbang digunakan prinsip Bernoulli yang berhubungan erat dengan kecepatan angin, tak heran seorang ahli angin sangat diperlukan dalam pembuatan dan pengoperasian pesawat terbang. Proses desain pesawat terbang selalu memperhatikan faktor aerodinamis/gerakan angin sehingga desain bisa efektif dan energi yang digunakan bisa sehemat mungkin. Pada saat pengoperasian pesawat terbang tentunya pilot selalu memperhatikan kecepatan angin untuk menjaga stabilitas pesawat terbang dan mencegah pesawat mengalami turbulensi.

Rekreasi

Pemanfaatan angin pada dunia rekreasi atau hiburan dewasa ini menjadi sangat besar mengingat kebutuhan rekreasi pada saat ini menjadi pokok. Pemanfaatan angin ini biasanya pada olahraga-olahraga yang memanfaatkan angin seperti  hang gliding, hot air ballooning, kite flying, snowkiting, kite landboarding, kite surfing, paragliding, sailing, and windsurfing. Olahraga-olahraga ini sekarang menjadi populer dikalangan wisatawan, salah satu tempat rekreasi yang menyajikan fasilitas olahraga angin di Embung Batara Sriten, Desa Pilangrejo, Nglipar, Gunungkidul.

Wind Shear

Wind shear adalah perubahan arah atau kecepatan angin saat melalui jarak tertentu. Wind shear dapat terjadi secara horizontal maupun vertikal. Perubahan kecepatan angin terhadap ketinggian (horizontal wind shear) merupakan faktor utama dalam memperkirakan produksi energi melalui turbin angin. Telah dilakukan pengukuran perubahan kecepatan angin terhadap ketinggian yang disebabkan perbedaan kondisi atmosfer.

Metode umum untuk memperkirakan kecepatan angin untuk ketinggian yang lebih tinggi, dengan mengetahui kecepatan angin pada ketinggian yang lebih rendah disebut power law. Persamaan Power law untuk wind shear adalah sebagai berikut :

Berkas:Persamaan power law.png

Di mana :

u0 = kecepatan angin yang telah diukur pada ketinggian tertentu

H0 = ketinggian pada kecepatan angin u0

H   = ketinggian.

Eksponen wind shear α, berkisar 1/7 (0.14) untuk atmosfer dalam kondisi stabil. Bagaimanapun nilai α berubah – ubah tergantung pada daerah dan kondisi atmosfer. Dari persamaan di atas diketahui bahwa perubahan kecepatan angin terhadap ketinggian dapat diperkirakan seperti pada gambar 2.3, dengan catatan nilai α= 0,14. Dimana eksponen wind shear 0,14 merupakan standard dunia yang diukur pada ketinggian 10 m dan pada saat pengukuran kondisi cuaca stabil, sehingga dengan menggunakan data eksponen wind shear α pada ketinggian 10 m ini, kita dapat memperkirakan potensi daya angin sampai pada ketinggian 50 m.

Peran angin terhadap alam

Di dalam iklim gersang, sumber utama dari erosi adalah angin. Sirkulasi angin menggerakkan partikel kecil seperti debu melewati samudra hingga ribuan kilometer dari titik asalnya yang dikenal sebagai deflasi. Angin barat pada lintang tengah bumi memicu pergerakan arus samudra dari barat ke timur sepanjang samudra di bumi. Angin memiliki peran yang penting dalam membantu tumbuhan dan organisme yang tidak bergerak dalam menyebarkan benih, spora, serbuk sari dan lain-lain. Walaupun angin bukanlah mekanisme utama dalam penyebaran benih, namun angin menyumbang persentase besar dalam penyebaran biomassa dari tumbuhan darat

 
Formasi batuan di Altiplano, Bolivia. Terkikis oleh erosi angin.

Erosi

Erosi dapat disebabkan dari pergerakan material oleh angin. Terdapat dua jenis efek utama. Pertama, angin menyebabkan partikel kecil terangkat dan berpindah ke daerah lainnya. Proses ini disebut dengan deflasi. Kedua, partikel yang tersuspensi ini mungkin akan menabrak objek padat dan menyebabkan erosi melalui abrasi. Erosi angin biasanya terjadi pada area dengan vegetasi rendah atau tanpa vegetasi, biasanya pada area dimana tidak terdapat hujan yang cukup untuk bertumbuhnya vegetasi. Sebagai contoh yaitu pembentukan dari gundukan pasir pada pantai atau gurun. Loess merupakan sedimen halus homogen, tidak berlapis, berpori, dan berwarna kuning pucat. Sedimen ini diendapkan sebagai deposit yang menyelimuti area dengan luas ratusan meter kuadrat dan tebalnya hingga puluhan meter. Sedimen ini cenderung berada di permukaan yang curam atau vertikal. Loess biasanya berkembang menjadi tanah yang subur. Pada kondisi iklim yang sesuai, area dengan sedimen ini merupakan area yang paling produktif di Bumi dari segi agrikultur. Endapan Loess merupakan endapan yang tidak stabil secara geologi dan akan tererosi dengan cepat. Sehingga, biasanya para petani menanam penghalang angin seperti pohon besar dan semak-semak untuk mengurangi erosi oleh angin.

Migrasi debu gurun

Pada pertengahan musim panas (bulan Juli pada belahan bumi utara), angin yang begerak ke arah barat, dari sabuk udara bertekanan tinggi yang bergerak ke utara, lalu mengembang ke arah utara dari Laut Karibia ke arah tenggara Amerika Utara. Ketika debu dari Sahara bergerak di sekitar batas selatan sabuk udara bertekanan tinggi, di dalam sabuk angin bergerak ke darat. Sehingga hujan ditekan dan langit berubah dari warna biru menjadi putih yang menyebabkan tingkat warna merah pada matahari terbenam. Kehadiran debu ini menyebabkan kualitas air menurun dengan menambahkan jumlah dari partikel yang mengudara. Lebih dari 50% dari debu Afrika yang mencapai Amerika Serikat mempengaruhi daerah Florida. Sejak tahun 1970, permasalah debu menjadi lebih parah dikarenakan periode kekeringan di Afrika.

Efek pada tumbuhan

Persebaran benih karena angin atau anemohory merupakan salah satu dari cara primitif penyebaran benih. Penyebaran benih dengan angin dapat melalui dua cara, yaitu benih dapat mengambang pada angin sepoi-sepoi atau menggelepar ke tanah. Contoh klasik dari mekanisme penyebaran diantaranya adalah dandellion dan maples.

 
Contoh Windthrow, Beecraigs. - geograph.org.uk

Angin juga menghambat pertumbuhan tumbuhan. Pada garis pantai dan gunung terpencil, garis pohon lebih sedikit dibandingkan dengan daerah dengan ketinggian yang sama di darat dikarenakan angin kencang mengurangi pertumbuhan tanaman. Angin kencang mengikis permukaan tanah melalui erosi. Windthrow merupakan peristiwa ketika angin kencang menjatuhkan atau menarik akar pohon.

Angin dapat pula merusak tumbuhan melalui abrasi pasir. Angin kencang akan membawa pasir dan topsoil dengan kecepatan 40 km/jam hingga 64 km/jam. Angin seperti diatas menyebabkan kerusakan pada tumbuhan karena merusak sel tumbuhan, membuat tumbuhan menjadi rawan terhadap evaporasi dan kekeringan.

Efek pada hewan

Domba dan sapi merupakan hewan yang mudah terganggu oleh wind chill yang disebabkan oleh kombinasi dari angin dan temperature rendah. Ketika kecepatan angin yang mencapai 40 km/jam membuat rambut dan wol dari kedua hewan tersebut tidak dapat menahan dingin. Walaupun penguin menggunakan dua lapis lemak dan bulu untuk menjaga dari dingin baik di udara maupun di air, sayap dan kaki penguin tidak terlindungi dari dingin. Pada daerah terdingin di Antartika, penguin emperor menerapkan kebiasaan bergerombol untuk bertahan hidup dari angin dan dingin, secara bergantian mereka bertukar dengan anggota di luar grup untuk mengurangi hilangannya panas hingga 50%. Serangga terbang dapat dengan mudah terbawa angin sedangkan burung mengikuti jalur mereka sendiri dengan mengambil keutungan dari kondisi angin baik untuk terbang atau pun melayang.

Sumber suara

Angin menyebabkan timbulnya suara. Pergerakan dari udara, menyebabkan pergerakan dari bagian objek alam seperti dedaunan atau rumput. Objek objek ini akan menghasilkan suara apabila saling bersentuhan satu sama lain. Bahkan angin pelan pun akan menghasilkan derau lingkungan tingkat rendah. Apabila angin bertiup lebih kencang, dapat menimbul suara raungan dengan bermacam-macam frekuensi. Hal ini mungkin disebabkan ketika angin bertiup pada tempat yang berongga. Pada bangungan tinggi, banyak dari bagian struktur menjadi sumber derau suara yang menggangu pada kondisi angin tertentu. Contohnya yaitu pada balkon, bukaan ventilasi, bukaan atap atau kabel.

Distribusi rata - rata kecepatan angin dengan ketinggian lapisan batas bumi

Distribusi rata – rata kecepatan angin dari permukaan bumi 600 meter ke atas, kecepatan anginnya bertambah dipengaruhi oleh kepadatan permukaan bumi. Semakin berada diatas permukaan bumi maka kecepatan anginnya pun semakin tinggi untuk memutar turbin. Sebagai pendekatan untuk mencari perubahan kecepatan angin rata – rata VH melalui ketinggian H dan hubungannya dengan kecepatan angin yang diukur Vref pada ketinggian standar dari pengukuran untuk nilai yang diharapkan dari ketinggian poros turbin angin, sejumlah perhitungan sederhana digunakan, mengandung parameter yang mencerminkan kondisi permukaan lokal. Kekasaran permukaan merupakan salah satu faktor utama untuk menghasilkan ‘windshear’, lebih rendah 60 - 80 meter dari atmosfir.

V H / V ref = {log (H/Z0)/log (Href/Zo)}

Dimana Href adalah referensi ketinggian pada rata - rata kecepatan angin. Nilai parameter Z0 adalah tinggi dari kekasarnya permukaan . Nilainya bervariasi

mulai dari 0.0002 m untuk kondisi daerah kosong (laut) sampai 1 m untuk daerah perkotaan. Nilai dari 0.0002 hanya menunjukkan kondisi yang benar – benar kosong, tanpa adanya ombak. Untuk daerah seperti tanah lapang dan area terbuka dengan hanya beberapa pohon – pohon atau semak belukar maka Z0 = 0.03m (dibandingkan ke eksponen 1/7). Untuk daerah pertanian dengan lebih banyak penahan angin, bangunan (pertanian) yang tersebar maka mempunyai nilai Z0 kira - kira 0.1, sementara untuk hutan dan daerah yang serupa nilai nya 0.4. bergantung pada kondisi permukaan, dari 0.06 (kondisi sangat halus contohnya, laut) ke 0.6 (kondisi sangat kasar, contohnya, daerah perkotaan). Untuk studi umum, tanah lapang tidak dispesifikkan, nilai 0.14 atau 1/7 sering digunakan, mencerminkan tanah lapang yang tandus dengan sedikit semak belukar atau unsur - unsur lainnya.

Hukum Buys Ballot Mengenai Angin

Hukum Buys Ballot I

Berbunyi "Di belahan bumi utara arah angin menyimpang ke kanan dan di belah bumi selatan arah angin menyimpang ke kiri terhadap arah gaya gradien tekanan"

Hukum Buys Ballot II

Berbunyi "Di belahan bumi utara, di sekeliling tekanan udara tinggi angin mengalir secara searah jarum jam, dan di sekeliling sistem tekanan udara rendah, angin mengalir secara berlawanan arah jarum ja. Sedangkan di belah bumi selatan, di sekeliling sistem tekanan udara tinggi angin mengalir secara searah jarum jam"

Hukum Buys Ballot III

Berbunyi "Di bumi belahan utara, apabila kita membelakangi angin, maka pusat tekanan rendah terletak dalam arah tangan kiri agak ke depan, dan pusat tekanan tinggi terletak dalam arah tangan kanan sedikit ke belakang. Sedangkan jika di bumi belahan selatan kita membelakangi angin, maka pusat tekanan rendah terletak dalam arah tangan kanan agak ke depan, dan pusat tekanan tinggi terletak dalam arah tangan kiri sedikit ke belakang"

Sistem Angin Dunia

Sistem Angin Skala Makro

Sistem angin skala makro terjadi disebabkan oleh pola umum angin dunia, aliran angin di sekitar sistem tekanan yang berpindah dan angin-angin yang ditimbulkan oleh kondisi lokal.

Sistem Angin Skala Meso

Sistem Angin Skala Meso hanya terjadi pada skala lokal dan dimensinya keci (daerahnya kecil), angin skala meso hanya bertahan beberapa hari dalam suatu waktu tertentu, yang terjadinya umumnya sepanjang tahu. Angin meso bersifat lokal (angin lokal) seperti angin laut, angin darat, angin lembah, angin gunung.

Angin-angin di Indonesia

Berdasarkan ukuran kejadiannya, angin-angin di Indonesia dibagi menjadi tiga jenis, yaitu angin-angin pada skala mikro, angin-angin pada skala menengah atau meso dan angin-angin pada skala sinoptik atau regional.

Angin-angin pada skala mikro (radius 2 m)

Angin-angin pada skala mikro merupakan angin yang terjadi pada kisaran area yang memiliki diameter 2 m. Contohnya adalah pusaran debu, dan angin-angin lain di sekitar bangunan-bangunan. Angin-angin pada skala mikro terbentuk karena pengaruh kondisi wilayah dalam skala mikro seperti penataan bangunan, jalan, taman, dan struktur lainnya. Pusaran debu berbeda dengan puting beliung. Pusaran debu berputar secara acak dengan peluang berputar secara siklonik dan antisiklonik adalah sama besar. Pusaran debu terjadi saat matahari memanas pada titik maksimum dan didukung dengan adanya kecepatan angin di tempat tersebut kurang dari 5 m/s serta perlu juga adanya lapisan udara yang lebih dingin beberapa derajat di atasnya. Sesaat sebelum terjadi, udara panas naik pada sisi-sisinya dan turun perlahan pada bagian tengah sehingga membentuk sel-sel konvektif 3 dimensi. Tempat dimana sel bertemu merupakan tempat yang berpotensi untuk membentuk pusaran debu.

Angin-angin pada skala menengah atau meso (radius 2 m-20 km)

Di Indonesia, angin-angin yang tergolong dalam skala menengah adalah angin puting beliung, angin darat, angin laut, angin gunung, angin lembah dan angin fohn. Penjelasan angin darat, angin laut, angin gunung, angin lembah dan angin fohn bisa dilihat di tipe-tipe angin. Puting beliung merupakan angin kencang yang berasal dari awan pada umumnya adalah awan kumulonimbus dan terdiri dari tiga macam, yaitu gust front, downburst, dan angin puyuh. Gust front adalah jumlahan badai petir yang menghembuskan angin kencang pada saat tiba. Gust front terjadi saat arus turun awan kumulonimbus cukup kuat sehingga awan akan meniupkan angin dingin di sepanjang daerah yang dilewati, angin ini berpotensi menimbulkan angin puyuh. Di Indonesia, gust front pernah terjadi di Makassar pada tanggal 1 Februari 2012. Downburst adalah angin yang terbentuk saat udara awan menurun dengan cepat dan menyebar ke segala arah karena angin ini turun hampir atau tepat tegak lurus dengan permukaan bumi. Penyebab terbentuknya downburst tidak jauh berbeda dengan gust front, namun awan kumulonimbus penghasilnya hanya satu sel atau berkelompok dan lebih terlokalisasi. Angin puyuh adalah jenis puting beliung yang mengeluarkan corong yang menghubungkan awan dengan tanah. Kecepatan angin puyuh di Indonesia dapat mencapai 80-100 km/jam.

Angin-angin pada skala sinoptik atau regional (radius 20 km-2000 km)

Pada skala sinoptik, angin-angin di Indonesia dibedakan menjadi angin barat, angin timur dan angin siklon.

Angin barat adalah angin yang bertiup dari daratan Asia dan merupakan bagian dari angin muson dan juga angin timur. Angin barat terjadi ketika daratan Asia sedang mengalami musim dingin dan Australia mengalami musim panas. Saat itu, sistem tekanan udara di Asia akan tinggi dan di Australia terbentuk ITCZ (Intertropical Convergence Zone). ITCZ (Intertropical Convergence Zone) merupakan zona batas yang memisahkan angin pasat timur laut pada belahan bumi utara dari angin pasat tenggara pada belahan bumi selatan. ITCZ juga bisa menjadi tempat pertemuan antar angin pasat dari belahan bumi utara dengan angin pasat dari belahan bumi selatan.

Angin timur adalah angin yang bertiup ketika daratan Australia dikuasai oleh tekanan tinggi Australia Barat pada saat musim dingin dan ITCZ bergerak ke daratan Asia.

Angin siklon adalah angin yang terbentuk di kawasan Laut Banda, Laut Arafura, Samudera Hindia, dan Laut Cina Selatan. Indonesia tidak lepas dari angin siklon meskipun letaknya berada di daerah tropik. Siklon-siklon yang terbentuk di Laut Cina Selatan, Laut Banda, dan Laut Arafura patut diwaspadai. Apabila angin siklon melemah, siklon-siklon ini dapat mengancam wilayah Indonesia secara langsung.

Bencana Alam Akibat Angin

Di dunia, pernah ada beberapa kejadian akibat dari angin yang sangat kencang. Angin ini menyebabkan bencana alam yang membuat kerugian dan banyak korban jiwa. Beberapa kejadiannya adalah sebagai berikut.

1. Topan Bhola 1970

Kerugian: 480 juta dollar Amerika (2008) Daerah terdampak: India, Pakistan timur (sekarang daerah Bangladesh)

Angin yang menghantam pantai Bangladesh pada 12 November ini mencapai kecepatan 185 km per jam. Angin ini menewaskan lebih dari 500.000 orang dan menghabiskan seluruh daerah yang dilewati. Bahkan pada suatu daerah yang bernama Thana, lebih dari 45 % populasinya lenyap. Angin ini merupakan angin topan terhebat yang tercatat sejarah dan merupakan salah satu bencana alam paling mematikan.

2. Badai Nora 1966

Nora merupakan nama yang diberikan untuk empat topan tropis yang berada di daerah timur Samudera Pasifik dan sepuluh topan tropis yang berada di daerah barat Samudera Pasifik. Perkiraan orang yang meninggal akibat badai ini tidak diketahui secara pasti, namun menurut perkiraan, sekitar 300.000 – 500.000 jiwa. Angin ini terbentuk 7 November di selatan Meksiko, kemudian berkembang pada 9 November dan menjadi badai kategori 2 pada 10 November. Kumpulan besar ini bergerak terus ke barat dan menyerang sisi barat Samudera Pasifik.

3. Badai Katrina

Badai ini mulai terbentuk pada Agustus 2005. Kecepatannya yang mencapai 160 mil per jam membuatnya dimasukkan ke dalam kategori 5. Badai Katrina menghantam daratan Amerika Serikat tepatnya Louisiana dan Mississipi pada 29 Agustus. Dengan korban yang lebih dari 100 jiwa, bencana ini membuat kerugian sekitar 30 juta dollar Amerika dan termasuk salah satu bencana termahal di Amerika Serikat.

4. Badai Sandy

Badai yang menghantam New York pada Oktober 2012 ini melumpuhkan kegiatan perkotaan di New York. Walaupun masuk dalam kategori 1, dengan kecepatan rerata sekitar 120 km per jam, namun badai ini menyisakan luka bagi masyarakat New York. Bahkan New York Stock Exchange ditutup selama dua hari (pertama kali semenjak badai salju 1888). Maraton tahunan The New York City juga dibatalkan. Bencana ini merupakan yang keempat terhebat setelah dua serangan badai Katrina dan Topan Andrew.

5. Tornado ‘Tiga Negara’

Tornado yang dijuluki ‘tiga negara’ ini melewati tiga negara bagian Amerika Serikat yaitu Missouri, Illinois, dan Indiana pada 18 Maret 1925. Tornado ini memanjang sejauh 219 mil dan menghancurkan apa yang dilewatinya dan menyebabkan sekitar 200 orang lebih terluka. Sekitar 540 orang meninggal dunia akibat kejadian ini.

6. Tornado Daulatpur-Saturia

Tornado yang terjadi di Bangladesh 26 April 1989 dan menjadi tornado yang paling mematikan di Bangladesh sepanjang sejarah. Tornado ini menyerang Daulatpur (bagian timur) dan Saturia (bagian utara). Bagian yang terkena tornado ini sebelumnya mengalami kekeringan selama 6 bulan yang ditengarai merupakan penyebab munculnya tornado ini.

7. Topan Damrey (Labuyo)

Topan yang mulanya merupakan badai pada 19 September berubah kategorinya menjadi topan pada 24 September dan dinamai Damrey (bahasa Kamboja dari ‘gajah’). Angin ini memporak-porandakan Hainan dengan kecepatan angin maksimal hinggal 180 km per jam.

8. Topan La Nina (1975)

Mulai terbentuk 30 Juli 1975, menyerang 6 Agustus 1975 Kecepatan maksimal 250 km per jam Kerusakan ≥ $1.2 miliyar dollar (1975) atau ≥ 5 miliyar dollar (2009) Area terdampak: Tiongkok, Taiwan Topan La Nina sebenarnya hanya terjadi sebentar, namun menghasilkan kerusakan yang besar. Lebih dari 100.000 orang meninggal dunia yang diakibatkan oleh banjir yang membuat angin ini merupakan salah satu yang paling mematikan di dataran utama Tiongkok. Topan ini menyebabkan tanah longsor dan kerusakan di sekitar Sungai Huai. Curah hujan sebesar 1062 mm per hari menyebabkan Bendungan Banqiao jebol. Beberapa tanggul lain juga rusak akibat derasnya aliran sungai menyebabkan terbentuk ‘danau sementara’ yang besar.

Fenomena Cuaca yang Berhubungan dengan Angin

Arus jet merupakan angin kencang yang bertiup di troposfir atas sebagai akibat bertemunya udara dari khatulistiwa yang panas dan udara kutub yang dingin. Arus jet terbentuk dari angin baratan yang bertiup dari kutub ke khatulistiwa. Arus jet ini bertiup dari barat ke timur pada ketinggian 7 – 16 km antara lintang 30° LU - 60° LU.

Arus jet ini berpengaruh besar dalam peristiwa-peristiwa cuaca di lintang tengah: ia mampu menghentikan badai tropis dan mempercepat waktu tempuh pesawat. Arus jet cenderung bertiup dalam lintasan yang berkelok-kelok mengikuti sistem tekanan tinggi dan tekanan rendah. Arus jet yang terletak cukup dekat dengan kita, bertiup di Australia.

Bual merupakan peristiwa naiknya lapisan laut yang lebih dalam ketika lapisan laut terluar ditiup angin yang arahnya sejajar pantai. Ada beberapa tempat di Indonesia yang mengalami bual, salah satunya terletak di pantai selatan Jawa.

Ketika bual terjadi, permukaan laut bersuhu lebih dingin. Jika pantai dikuasai udara lembab maka akan terbentuk kabut atau mendung rendah di sana. (sebagaimana yang pernah terjadi di Jogja menjelang masuknya musim hujan 2011-2012).

Bual ini sangat bermanfaat bagi kehidupan nelayan, karena membawa nutrisi dari dasar samudra ke atas sehingga populasi ikan bertambah.

El Niño – Southern Oscillation

Ketika tekanan udara di Pasifik Timur melemah, angin dagang melemah atau berganti arah (bertiup ke arah timur) sehingga bual di wilayah Peru melemah. Melemahnya bual ini membuat air laut hangat yang seharusnya tertiup ke Indonesia jadi tertumpuk di Peru.

Akibat penumpukan air hangat di Peru, air laut di Indonesia menjadi lebih dingin dari biasanya. Hujan sulit turun di Indonesia sementara perekonomian Peru terpuruk karena banyak ikan yang mati kepanasan dan populasi burung penghasil pupuk guano menurun.

Selama peristiwa El Niño ini, tekanan udara berangsur-angsur meninggi di Pasifik Timur dan menurun di Pasifik Barat, hal ini dinamai southern oscillation. Southern oscillation mengembalikan keadaan seperti semula dalam waktu 1 – 2 tahun.

Namun jika proses southern oscillation tadi terjadi berlebihan, maka yang terjadi adalah La Niña → hujan di atas normal terjadi di Indonesia dan Australia.

Indian Ocean Dipole

Selain El Niño – southern oscillation dan La Niña, anomali cuaca lain yang bisa mempengaruhi Indonesia (terutama bagian barat) adalah Indian Ocean Dipole (IOD).

Peristiwa IOD positif berkaitan dengan menguatnya angin timur secara abnormal di Sumatra, sehingga terjadi bual di pantai barat Sumatra dan penumpukan air hangat di Tanduk Afrika. Bual ini membuat suhu air laut di pantai barat Sumatra turun drastis sehingga Indonesia Barat mengalami kekeringan.

Peristiwa IOD positif dapat terjadi bersama El Niño seperti tahun 1997. Akibatnya terjadi kebakaran hutan yang parah dan kekeringan di hampir seluruh wilayah Indonesia.

Software Pemetaan Kecepatan Angin

WR Plot adalah perangkat lunak yang digunakan untuk memplotkan data arah dan kecepatan angin secara otomatis dengan menerapkan sistem wind . Sebagaimana dikertahui bahwa wind rose memberikan dua informasi sekaligus arah angin serta kecepatannya. Biasanya penyajian seperti ini sangat berguna dalam dunia navigasi atau pelayaran.Program ini mampu menjelaskan statistic wind rose dan plotnya untuk beberapa format data meteorologi. Nilai yang terdapat dalam windrose merupakan nilai hitungan statistika dari sebaran data klimatologi unsur cuaca umumnya minimal 10 tahun dengan kata lain perangkat ini menampilkan nilai sebaran frekuensi yang terdapat pada angin di tiap sektor arah angin secara spesifik dan kecepatan kelas angin untuk menunukkan suatu lokasi dan periode waktunya.Dalam satu paket perangkat ini, tidak hanya visualisasi arah angin yang dapat dilihat tetapi juga tabel sebaran distribusi frekuensi dari kecepatan angin beserta stabilitas kelasnya,resultan unit vector

dan fitur yang lainnya.(www.weblakes.com/lakewrpl.html). Fitur lainnya yang terdapat pada WR Plot adalah dapat menganalisis data cuaca dalam bentuk format SCRAM, CD144,SAMSON, HUSWO, dan bentuk TD-3505, membaca data AERMOD dan ISCST3pre-proses data meteorologi, menampilkan diagram angin berdasarkan kecepatanangin dan kelas-kelasnya, menampilkan intensitas hujan, termasuk data presipitasi(www. weblakes. com/ lakewrpl. html).

Lihat pula

Referensi

  1. ^ "Enhanced F Scale for Tornado Damage". Storm Prediction Center. Diakses tanggal 2009-06-21. 
  2. ^ Dr. Steve Ackerman (1995). "Sea and Land Breezes". University of Wisconsin. Diakses tanggal 2006-10-24. 
  3. ^ JetStream: An Online School For Weather (2008). "The Sea Breeze". National Weather Service. Diakses tanggal 2006-10-24. 

Bacaan terkait

  • C. Donald Ahrens, 2000. Essentials of Meteorology: An Invitation to the Atmosphere (with CD-ROM). 3rd Edition. Brooks Cole.
  • Dr. Gary L. Johnson, 2006. Wind Energy Systems by Dr. Gary L. Johnson. Edition. University Reprints.
  • Stefan Emeis, 2012. Wind Energy Meteorology: Atmospheric Physics for Wind Power Generation (Green Energy and Technology). 2013 Edition. Springer.

Pranala luar

 
Wikimedia Commons memiliki media mengenai Wind.
Diperoleh dari "https://wiki-indonesia.club/w/index.php?title=Angin&oldid=11585991"