Sumber : https://doi.org/10.35508/fisa.v4i2.1831
Atmosfer merupakan lapisan gas yang menyelimuti bumi dan berperan penting dalam mengatur kondisi cuaca dan iklim di permukaan bumi. Unsur-unsur cuaca seperti suhu udara, kelembapan udara, tekanan udara, serta arah dan kecepatan angin mengalami variasi baik secara horizontal maupun vertikal. Variasi tersebut dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti radiasi matahari, kondisi geografis, serta dinamika sirkulasi atmosfer global.
Kajian mengenai distribusi unsur cuaca di lapisan atas atmosfer telah dilakukan oleh Waluwanja et al. (2019) yang menganalisis pola distribusi suhu, kelembapan, dan angin di wilayah Kupang menggunakan data radiosonde. Penelitian tersebut menunjukkan bahwa distribusi unsur cuaca berbeda antara musim kemarau dan musim hujan akibat pengaruh sirkulasi monsun serta pergerakan massa udara. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa analisis atmosfer lapisan atas dapat digunakan sebagai data pendukung dalam memahami dinamika cuaca regional serta membantu prakiraan cuaca jangka pendek.
Studi lain oleh Fibriantika et al. (2019) meneliti profil vertikal atmosfer di wilayah Indonesia menggunakan pengamatan radiosonde. Penelitian tersebut menunjukkan bahwa parameter meteorologi seperti suhu udara, kelembapan, serta tekanan udara mengalami perubahan yang signifikan terhadap ketinggian atmosfer. Data ini sangat penting dalam memahami struktur vertikal atmosfer serta proses interaksi antar lapisan atmosfer dalam sistem cuaca tropis.
Selain itu, penelitian oleh Syaifullah (2017) menjelaskan bahwa analisis udara atas menggunakan data radiosonde dapat memberikan gambaran mengenai karakteristik suhu udara serta stabilitas atmosfer di wilayah Indonesia. Hasil penelitian menunjukkan bahwa suhu udara pada lapisan troposfer mengalami penurunan secara bertahap terhadap peningkatan ketinggian hingga mencapai lapisan tropopause. Penelitian oleh Permana (2011) menunjukkan bahwa dinamika atmosfer di wilayah Indonesia sangat dipengaruhi oleh sistem sirkulasi atmosfer global seperti Hadley circulation, Walker circulation, serta Intertropical Convergence Zone (ITCZ). Sistem sirkulasi tersebut berperan dalam menentukan distribusi kelembapan udara serta pola angin yang mempengaruhi kondisi cuaca di wilayah tropis.
Penelitian lain yang dilakukan oleh Lisnawati et al. (2017) mengkaji profil lapse rate vertikal di beberapa wilayah Indonesia menggunakan data radiosonde. Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi suhu udara terhadap ketinggian dipengaruhi oleh kondisi atmosfer regional serta faktor geografis yang berbeda pada setiap wilayah pengamatan.
Penelitian lain juga menunjukkan bahwa analisis data radiosonde dapat memberikan informasi yang lebih rinci mengenai struktur vertikal atmosfer serta perubahan kondisi atmosfer pada berbagai ketinggian. Informasi tersebut sangat penting dalam mendukung analisis kondisi cuaca serta penelitian mengenai dinamika atmosfer di wilayah Indonesia. Berdasarkan berbagai penelitian tersebut, dapat diketahui bahwa analisis unsur-unsur cuaca pada lapisan atas atmosfer merupakan aspek penting dalam memahami dinamika atmosfer serta proses pembentukan cuaca di wilayah tropis seperti Indonesia.
Suhu Udara atau Temperatur
Suhu udara merupakan salah satu unsur cuaca yang sangat penting dalam menentukan kondisi atmosfer. Distribusi suhu udara di atmosfer umumnya menunjukkan pola penurunan seiring dengan bertambahnya ketinggian pada lapisan troposfer. Fenomena ini dikenal sebagai lapse rate, yaitu laju perubahan suhu terhadap ketinggian atmosfer.
Pada lapisan troposfer, pemanasan atmosfer terutama berasal dari radiasi matahari yang diserap oleh permukaan bumi. Permukaan bumi kemudian memancarkan kembali energi tersebut dalam bentuk radiasi gelombang panjang yang memanaskan lapisan udara di sekitarnya. Oleh karena itu, suhu udara pada lapisan atmosfer yang dekat dengan permukaan bumi cenderung lebih tinggi dibandingkan lapisan atmosfer yang lebih tinggi.
Distribusi suhu udara pada berbagai lapisan tekanan seperti 850 mb, 700 mb, dan 500 mb menunjukkan adanya variasi yang dipengaruhi oleh kondisi geografis serta dinamika atmosfer regional. Pada lapisan 850 mb suhu udara relatif lebih tinggi karena lapisan ini masih dipengaruhi oleh pemanasan dari permukaan bumi. Sementara itu pada lapisan 700 mb dan 500 mb suhu udara cenderung lebih rendah karena pengaruh pemanasan dari permukaan semakin berkurang.
Selain itu, distribusi suhu udara juga dipengaruhi oleh posisi semu matahari serta perbedaan pemanasan antara wilayah Belahan Bumi Utara dan Belahan Bumi Selatan. Perbedaan pemanasan ini dapat mempengaruhi sirkulasi atmosfer dan distribusi energi di dalam sistem atmosfer.
Kelembapan Suhu
Kelembapan udara merupakan jumlah uap air yang terkandung di dalam atmosfer. Kandungan uap air ini sangat berperan dalam proses pembentukan awan dan terjadinya presipitasi. Distribusi kelembapan udara di atmosfer dipengaruhi oleh proses penguapan, kondensasi, serta pergerakan massa udara.
Pada lapisan atmosfer yang lebih rendah, kelembapan udara biasanya lebih tinggi karena proses penguapan dari permukaan bumi dan lautan terjadi secara intensif pada lapisan ini. Semakin tinggi suatu lapisan atmosfer, kandungan uap air biasanya semakin berkurang karena suhu udara yang lebih rendah dan kemampuan udara untuk menahan uap air juga berkurang.
Distribusi kelembapan udara juga dipengaruhi oleh kondisi geografis suatu wilayah. Wilayah yang dekat dengan sumber uap air seperti lautan atau daerah dengan curah hujan tinggi biasanya memiliki kelembapan udara yang lebih tinggi dibandingkan wilayah yang kering.
Di wilayah Indonesia, variasi kelembapan udara juga dipengaruhi oleh sistem monsun. Pada musim kemarau, massa udara yang berasal dari Australia cenderung membawa udara yang lebih kering sehingga menyebabkan kelembapan udara lebih rendah. Sebaliknya, pada musim hujan massa udara yang berasal dari wilayah Asia membawa kandungan uap air yang lebih tinggi sehingga meningkatkan potensi terbentuknya awan hujan.
Pola Angin Zonal dan Meridional serta Keterkaitannya dengan Sistem Monsun di Indonesia
Komponen angin zonal (barat–timur) dan meridional (utara–selatan) merupakan parameter penting dalam melihat dinamika atmosfer, terutama dalam sistem monsun di Indonesia. Menurut Waluwanja et al. (2019), komponen zonal bernilai positif menunjukkan angin baratan (dari barat ke timur), sedangkan nilai negatif menunjukkan angin timuran (dari timur ke barat). Berdasarkan hasil analisis pada lapisan 850 mb, 700 mb, dan 500 mb, rata-rata angin pada periode April–September (musim kemarau) didominasi nilai negatif. Hal ini menunjukkan bahwa angin yang bertiup adalah angin timuran atau monsun timur. Pada periode ini, posisi semu Matahari berada di Belahan Bumi Utara (BBU) sehingga wilayah Asia mengalami pemanasan maksimum dan tekanan udara menjadi rendah, sedangkan Belahan Bumi Selatan (BBS) khususnya Australia mengalami tekanan tinggi. Perbedaan tekanan ini menyebabkan angin bergerak dari Australia menuju Asia melewati Indonesia. Karena angin monsun timur melewati perairan yang relatif sempit, kandungan uap air yang dibawa relatif sedikit. Inilah yang menyebabkan musim kemarau di sebagian besar wilayah Indonesia. Bahkan pada peta distribusi angin ditunjukkan bahwa Kota Kupang tetap didominasi angin zonal bernilai negatif, sehingga curah hujannya relatif rendah. Sebaliknya, pada periode Oktober–Maret (musim hujan), terutama di lapisan 850 mb, angin zonal dominan bernilai positif yang menunjukkan angin baratan (monsun barat). Pada periode ini posisi semu Matahari bergerak ke Belahan Bumi Selatan, menyebabkan Australia mengalami tekanan rendah dan Asia tekanan tinggi. Angin kemudian bergerak dari Asia menuju Australia. Namun, karena pengaruh gaya Coriolis, arah angin dibelokkan (ke kanan di BBU dan ke kiri di BBS), sehingga membentuk pola sirkulasi monsun barat. Angin monsun barat melewati lautan tropis yang luas dan hangat sehingga membawa kandungan uap air yang tinggi dan bersifat lebih tidak stabil. Kondisi ini menyebabkan terjadinya musim hujan di Indonesia.
Namun pada beberapa lapisan seperti 700 mb dan 500 mb, masih ditemukan dominasi angin timuran terutama ke arah BBS, yang menunjukkan adanya variasi vertikal dalam struktur angin. Hal ini juga sejalan dengan Simanjuntak (2022) yang menyebutkan bahwa pada musim hujan (November–April), angin baratan lebih dominan, sedangkan pada musim kemarau (Mei–Oktober), angin timuran lebih kuat. Kesesuaian kedua penelitian tersebut menunjukkan bahwa pola angin zonal di wilayah Indonesia, termasuk Kupang, memang dipengaruhi oleh sistem monsun regional. Secara umum, pada musim kemarau terjadi tekanan tinggi di Benua Australia sehingga angin bergerak dari Australia menuju Asia dan bersifat lebih kering. Sedangkan pada musim hujan, angin baratan membawa massa udara lembab dari Samudra Hindia dan Pasifik sehingga meningkatkan potensi hujan. Selain itu, Martono (2018) juga menjelaskan bahwa variasi angin zonal dapat dipengaruhi oleh fenomena ENSO yang dapat memperkuat atau melemahkan sistem monsun.
Untuk komponen meridional, Waluwanja et al. (2019) menjelaskan bahwa nilai positif menunjukkan angin dari selatan, sedangkan nilai negatif menunjukkan angin dari utara. Pada musim kemarau, angin meridional dominan positif (angin selatan) yang cenderung membawa udara kering. Sementara itu, pada musim hujan, angin dari utara (nilai negatif) lebih dominan dan membawa udara yang lebih lembab. Pada periode April–September, peta distribusi menunjukkan bahwa ITCZ berada di sebelah utara wilayah Indonesia, sehingga aliran udara lebih dominan berasal dari selatan. Hal ini terlihat pada lapisan 850 mb dan 700 mb yang didominasi nilai positif (angin selatan). Aliran dari selatan ini membawa massa udara yang lebih kering dan stabil sehingga mendukung terjadinya musim kemarau. Sedangkan pada musim hujan, ketika ITCZ bergerak ke selatan mendekati wilayah Indonesia, aliran udara dari utara (nilai negatif) menjadi lebih dominan. Pertemuan massa udara dari kedua belahan bumi di sekitar ITCZ menyebabkan konvergensi, pembentukan awan, dan peningkatan curah hujan. Pola ini juga berkaitan dengan sirkulasi Hadley, di mana udara panas di daerah ekuator naik ke atas, kemudian bergerak ke arah lintang lebih tinggi dan turun kembali sebagai udara kering. Mekanisme ini memperkuat pola musiman angin meridional di wilayah Indonesia. Hal ini juga diperkuat oleh Simanjuntak (2022) yang menemukan pola musiman yang sama. Secara umum, pola ini berkaitan dengan pergeseran ITCZ dan sirkulasi Hadley yang mempengaruhi distribusi curah hujan di Indonesia. Ketika ITCZ berada di selatan ekuator (musim hujan), konvergensi udara meningkat sehingga mendukung pembentukan awan dan hujan. Sebaliknya, saat ITCZ bergeser ke utara (musim kemarau), wilayah Indonesia bagian selatan cenderung lebih kering. Simanjuntak dan Nopiyanti (2023) juga menunjukkan bahwa variasi angin zonal dan meridional berkorelasi dengan perubahan curah hujan, terutama saat terjadi ENSO.
Writer : Ocean-Atmosphere Interaction Bureau
