ALTIMETER

Fi t ri A di S u r y a n t o 13.07.1689

Meteoroogi I CAkademi Meteorologi dan Geofisika, JAKARTA

ABSTRAKAlat yang dipergunakan untuk mengukur tekanan udara adalah

barometer. Salah satu alat pengukur tekanan udara yaitu altimeter. Altimeter itu

sendiri tidak lain adalah sebuah barometer logam atau barometer aneroid, yang

disebut sedemikian rupa, sehingga skala-skalanya dapat menunjukkan altitude

(ketinggian) -Altitude ialah jarak vertikal suatu daratan (level) titik atau benda

(dianggap suatu titik) yang diukur dari rata-rata permukaan laut (sea mean level)-

.Altimeter banyak terdapat dalam dunia penerbangan yang digunakan untuk

menentukan ketinggian suatu pesawat

terbang yang sedang dalam penerbangan di udara.

1.PENDAHULUANData-data dan keterangan

mengenai tekanan udara sangat

diperlukan dalam berbagai kegiatan

masyarakat. Biasanya data-data

mengenai tekanan udara

digunakan sebagai navigasi

dalam dunia penerbangan,

pendakian dan kegiatan lain yang

berhubungan dengan

ketinggian. Dengan mengetahui data -

data mengenai tekanan udara, maka

kita dapat mencegah dari kesalahan

atau kecelakaan yang tidak diinginkan

yang mungkin terjadi.

Pembuatan makalah ini

bertujuan untuk memenuhi tugas

yang diberikan oleh dosen. Selain itu,

untuk membantu pembaca

agar lebih

mengetahui tentang alat ukur

tekanan udara yang skala

penunjuknya telah dikonversi

terhadap ketinggian yaitu altimeter,

baik dari hubungan antara tekanan

udara dengan altitude, prinsip dan

cara kerja altimeter sampai cara

mempergunakan altimeter.

2

Adapun metode yang dilakukan

dalam pengambilan data dan

keterangan sebagai bahan untuk

makalah ini berasal dari berbagai

sumber seperti internet, literature

(buku) dan diskusi pada pelajaran

alat

- alat meteorologi.

2.TEORI DASARSebagai akibat dari

benturan- benturan molekul-molekul

dan atom- atom gas-gas yang

merupakan atmosfer pada

suatu permukaan akan dihasilkan

suatu gaya yang merupakan tekanan

atmosfer yang umumnya

disebut sebagai “Tekanan Udara”. Jadi

tekanan udara pada permukaan

bumi adalah merupakan berat

sekolom udara persatuan luas

tegak lurus pada permukaan bumi

yang menjulang dari permukaan

bumi sampai batas luar

daripada atmosfer bumi [ 1 ].

Oleh karena molekul-molekul

dan atom-atom gas-gas tersebut

bergerak kesegala arah, dengan

demikian dapat dikatakan bahwa

tekanan udara mengarah pula

kesegala arah, atau dengan kata

lain bahwa udara menimbulkan

tekanan

udara kesegala arah[ 1 ].

3

Massa udara dipengaruhi

tekanan atmosfer umum didalam

massa tersebut, yang menciptakan

daerah dengan tekanan tinggi

(anti siklon) dan tekanan rendah

(depresi). Daerah bertekanan rendah

memiliki massa atmosfer

yang lebih sedikit diatas

lokasinya, dimana

sebaliknya,daerah bertekanan tinggi

memiliki massa atmosfer lebih

besar

diatas lokasinya [ 4 ].

Sehubungan dengan

pengertian tekanan udara yang

tidak lain merupakan berat

dari udara persatuan luas, maka

makin meningkatnya

ketinggian menyebabkan

berkurangnya jumlah molekul

udara

secara eksponensial[ 4 ]. Karenanya,

tekanan udara semakin menurun

seiring dengan semakin

meningkatnya ketinggian

dalam artialtitude -

berdasarkan

pertimbangan-

pertimbangan dalam praktek,

maka ketinggian tekanan

1 mb (milibar) setara

dengan 30 feet (9,1 m), sedang untuk

ketinggian 5000 feet kebawah 1

mb setara dengan 28 feet (8,5 m)[ 1

]-

dan yang paling besar tekanan

udaranya adalah pada permukaan

bumi pada permukaan laut.

Altitude (Km) Tekanan Udara

(mb)

-1 1.139,29

-0,5 1.074,77

0 1.031,25

0,5 954,608

1 898,745

5 540,199

10 265

20 55,3

30 12,0

40 2,87

50 0,798

60 0,225

70 0,0552

80 0,0104

90 0,0016

100 0,0003

Sebenarnya angka laju

penurunan tekanan udara dengan

tinggi adalah tidak tetap. Sebagai

contoh pada permukaan laut

tekanan udara akan turun 1

mb untuk kenaikkan 8,5

m, tetapi pada ketinggian

5,5 Km penurunan tekanan udara

1 mb akan dicapai pada

kenaikkan 15 m[ 1 ].

Variasi Tekanan Udara dengan

Tinggi

Selain itu, dengan adanya

perubahan - perubahan yang

disebabkan oleh faktor suhu,

fakor gravitasi dan faktor tinggi

tempat pengukuran tekanan

udara tersebut serta agar data

hasil pengamatan tekanan

udara dapat diperbandingkan antara

tempat yang satu dengan yang lain,

maka didalam meteorologi

ditentukan suatu keadaan yang disebut

sebagai keadaan standar[ 2 ].

Keadaan standar yang dimaksud

adalah meliputi [ 2 ] :

1. Keadaan suhu standar, ialah

keadaan pada suhu 00 C, dimana kerapatan air raksa pada

suhu 00 C adalah 13595,1 Kg/m3.

2. Keadan gravitasi standar, ialah

gravitasi pada lintang 450,

dimana sesuai dengan

konversi adalah

9,80665 m/detik2.

3. Keadaan tinggi standar, ialah timggi

pada rata-rata tinggi air laut (sea

mean level).

Hubungan antara tekanan udara

dengan altitude dapat dirumuskan[ 1 ]sebagai berikut :

H = 221,15 Tm log P o P

Dimana :

H =Altitude dalam feet

P S =Tekanan udara permukaan

Po=Tekanan udara pada

ketinggian H

Tm=Temperatur udara rata-rata

dari permukaan sampai

ketinggian H dalam

derajat Kelvin

Rumus diatas hanya dapat

dipergunakan apabila atmosfer

dianggap dalam keadaan standar.

3.PRINSIP KERJA DAN CARA PENGGUNAAN ALTIMETER Altimeter ditemukan pertama kali

oleh seorang fisikawan Perancis yang

bernama Louis Paul Cailletet (1832-

1928). Pada tahun 1928, Paul

Kollsman seorang penemu dari

Jerman mengubah dunia penerbangan

dengan penemuan barometric

altimeter yang disebut “Kollsman

Window”. Radio altimeter

pertama kali ditemukan oleh Llyod

Espenschied pada tahun 1938,

altimeter radio fm pertama kali

didemonstrasikan di New York

oleh Laboratorium Bell, sinyal radio

dipantulkan oleh tanah dan

menunjukkan pilot ketinggian

pesawat

dari permukaan tanah [ 6 ] .

Prinsip kerja altimeter tidak

ubahnya seperti prinsip kerja

barometer aneroid atau barometer

logam, karena altimeter itu sendiri

adalah sebuah barometer aneroid,

yang disebut sedemikian rupa,

sehingga skala - skalanya dapat

menunjukan altitude disamping

tekanan udara <Lihat Gambar 3.1>

Gambar 3.1 Altimeter

Komponen utama altimeter

terletak pada cell aneroid/aneroid

chamber (disebut juga kotak vidi)

tipis yang terbuat dari bahan logam

(baja atau tembaga) dimana

bagian dalamnya telah

dikosongkan (divakumkan)

yang memiliki sifat

melentur atau elastis dan sistem pegas

yang kuat didalam cell aneroid,

untuk mencegah cell aneroid yang

vakum tersebut dari kerusakan

yang disebabkan adanya

tekanan dari luar. Sehingga pada

setiap tekanan udara

akan selalu dalam keadaan seimbang

antara tekanan udara dari luar dengan

kekuatan pegas dari dalam.

Altimeter dapat bekerja

berdasarkan pada

perubahan ketinggian dari cell

aneroid yang vakum. Cell aneroid

ini akan mengembang jika

tekanan udara sekitarnya

kecil dan mengempis jika tekanan

udara sekitarnya besar. Ketika tekanan

udara berubah-ubah, maka

ketinggian cell aneroid pun akan

berubah - ubah juga. Agar

perubahan jarakdinding cell

aneroid pada altimeter yang

disebabkan perubahan tekanan udara

diluar dapat lebih jelas, maka untuk

satu altimeter biasanya

menggunakan lebih dari satu cell

aneroid yang saling ditempelkan

satu dengan lainnya <Lihat Gambar

3.2>.

Gambar 3.2 aneroid

Dinding luar dari cell aneroid

yang paling luar dihubungkan dengan

suatu penunjuk yang akan menunjuk

harga

tekanan udara pada saat tersebut,

sedang dinding luar pada cell aneroid

yang paling luar lainnya ditempelkan

pada titik yang tetap <Lihat Gambar

3.3>.

Gambar 3.3 bagian dalam altimeter

Dalam mempergunakan

altimeter perlu diingat bahwa

tekanan udara dipengaruhi oleh

density atau kerapatan dari gas-

gas didalam atmosfer, dimana

density itu sendiri dipengaruhi oleh

temperatur dari gas- gas yang

merupakan atmosfer. Dengan

adanya variasi temperatur

terhadap ketinggian dalam arti

altitude dalam atmosfer, akan

menimbulkan kesulitan-kesulitan

dalam pengukuran altitude dengan

mempergunakan alat altimeter. Untuk

mengatasi masalah- masalah

tersebut perlu adanya suatu

hipotesa, dimana variasi

temperatur

dengan altitude adalah tertentu[ 1 ].

Ketentuan-ketentuan tentang

atmosfer berdasarkan International

Civil Aviation Organization (ICAO)

dianggap bahwa udara tersebut

adalah kering, dengan spesifikasi[ 1 ] :

Tekanan udara pada permukaan

laut = 1013,25 mb

Temperatur udara pada permukaan

laut = 150C

Lapse rate

Hingga ketinggian tropopause

( ±11 Km) = 6,50C/Km

Atmosfer dibagian bawah stratosfer

adalah isohermis sampai ketinggian

20 Km, selanjutnya lapse rate

menjadi negatif dengan

kenaikkan temperatur 10C/Km.

Untuk keperluan

penerbangan dinggap cukup

untuk menentukan

atmosfer standar hingga ketinggian

32

Km[ 1 ].

Meskipun keadaan atmosfer

sesuai dengan keadaan atmosfer

standar ICAO, altimeter hanya akan

dapat menunjukan altitude dengan

benar apabila titik nol altimeter

telah disetel ataudisesuaikan

dengan keadaan tekanan

udara di permukaan laut dengan

cara mengaturnya,

sehingga posisi jarum penunjuk

altimeter menunjukkan harga nol,

apabila altimeter tersebut berada di

permukaan laut[ 1 ].

Karena tekanan udara selalu

berubah-ubah dari waktu ke waktu

dan tempat ke tempat yang

lain,maka titik nol altimeter yang

telah disetel terhadap

suatu waktu dan suatu

tempat, perlu mengalami

perubahan untuk suatu waktu dan

suatu tempat yang berlainan,

sehingga titik nol altimeter

tersebut perlu mengalami

penyetelan kembali. Pada altimeter

biasanya dilengkapi dengan tombol

untuk mengatur atau menyetel jarum

penunjuk (disebut setting knob) dan

pembacaan sub skala dalam milibar

atau inchiHg (1 inchiHg = 33,864

mb) yang dapat dilihat pada

kollsman window pada altimeter

<Lihat Gambar

3.4 dan Gambar 3.5>.

Gambar 3.4 Kollsman Window dalam

milibar

ketinggian induk barometer,kemudian dijabarkanketekanan permukaa

n

Gambar 3.5 Kollsman Window dalam

inchiHg

Ada beberapa cara dalam

penyetelan dalam sub skala tersebut

dalam usaha menghilangkan

perbedaan antara tekanan udara

permukaan laut berdasarkan

atmosfer standar ICAO. Tekanan

udara yang dipergunakan sebagai

patokan disetel pada sub skala

altimeter, biasanya dinyatakan

dalam bentuk sandi Q

internasional sebagai berikut[ 1 ] :

-QFE : Tekanan udara pada

permukaan lapangan

terbang, yang didapat

dari tekanan udara yang

diamati pada

lapangan terbang.

Demikian jika QFE

tersebut disetelkan pada sub

skala altimeter sebagai

harga titik nol altimeter yang

ada di pesawat

terbang yang sedang

terbang, maka jarum altimeter

akan menunjukkan titik nol

(ketinggian nol) pada saat

pesawat menyentuh

landasan dalam

pendaratannya.

-QFE : Tekanan udara pada

suatu tempat ataustasiun,

yang dijabarkan

ketekanan permukaan laut

sesuai dengan meteorologi.

-QNH : Tekanan udara pada

lapangan terbang atau

stasiun, yang dijabarkan

ketekanan permukaan

laut sesuai dengan spesifikasi

dari atmosfer

standar ICAO.

Jika QNH tersebut disetelkan

pada sub skala altimeter pada

pesawat terbang yang sedang

terbang, maka jarum

altimeter akan

menunjukkan elevasi

lapangan terbang atau stasiun,

pada saat pesawat menyentuh

landasan dalam pendaratan.

-QNE : Ketinggian tekanan

(pressure high) terhadap

lapang terbang (QFE). Jika

pada sub skala disetelkan

1013,25 mb maka jarum akan

menunjukkan QNE. Hal

tersebut dipergunakan sebagai

petunjuk terhadap daya kerja

pesawat terbang pada saat-

saat mendarat atau

mengudara dan untuk

memperoleh ketinggian

kerapatan udara (density

height).

Dalam praktek sehari-hari

ditemukan kenyataan bahwa jarang

sekali keadaan atmosfer tersebut tepat

sama dengan atmosfer ICAO

yang ada. Namun demikian

atmosfer standar ICAO

yang ada sudah

merupakan suatu keadaan

pendekatan

yang dapat dipertanggungjawabkan[ 1 ].

Contoh menghitung tekanan

udara dan QNH[ 1 ].

Diketahui :

Elevasi stasiun / lapangan terbang

2.000 feet dengan QFE = 980 mb

Ditanya ;

1. Ketinggian tekanan

2. QNH

Perhitungan :

Tekanan atmosfer standar ICAO

= 1.013,25 mb

QFE (tekanan udara dilapangan)

= 980 mb

selisih tekanan udara

= 33,25 mb

1 mb setara dengan 28 feet

33,25 sama dengan 931 feet

Ketinggian tekanan

= elevasi stasiun – selisih tekanan

udara

= 2.000 feet – 931 feet

= 1069 feet

maka, 1069 feet setara dengan

= 106 9 x 1 mb = 38,18 mb28

Jadi QNH = 1013,25 mb + 38,18 mb

=1051,43

4.KALIBRASIAltimeter yang baik memiliki

perbedaan akurasi tidak lebih dari

0,2 mb (setara dengan 6 feet)

ketika di kalibrasi. Jadi, ketika pada

barometer menunjukkan tekanan

sebesar 850 mb, pada altimeter

harus menunjukkan ketinggian 5000

± 6 feet ( 4994 feet sampai 5006

feet).

Untuk menyetel ketinggian

altimeter dipenunjuk 0 (nol)

dengan benar, kita daoat membawa

altimeter kedekat permukaan laut.

Ketinggian rata-rata dari ketinggian

pantai pada saat air laut sedang

surut dan pasang adalah tempat (titik)

nol pada altimeter.

Hal – hal yang harus

diperhatikan dalam pemakaian

altimeter [ 7 ] :

1. Setiap altimeter yang dipakai

harus di kalibrasi. Periksa

ketinggian altimeter dititik-titik

yang pasti.

2. Penunjukkan tekanan pada

jendela kollsman harus

dikoreksi dengan barometer air

raksa.

3. Altimeter peka terhadap

guncangan, perubahan cuaca,

dan perubahan temperatur.

5.KESIMPULAN‹ Altimeter adalah barometer

aneroid yang skala-skala

penunjuknya dapat

menunjukkan altitude

(ketinggian) disamping tekanan

udara.

‹ Tekanan udara adalah berat

sekolom udara per satuan

luas tegak lurus pada

permukaan bumi yang

menjulang dari

permukaan bumi sampai batas

luar daripada atmosfer bumi.

ketinggian 5.000 feet kebawah 1

mb ≈ 28 feet).

‹ Prinsip kerja altimeter sama

halnya dengan barometer

aneroid, yang komponen

utamanya terletak pada cell

aneroid dari bahan logam

yang telah divakumkan dan

system pegas yang mencegah

cell aneroid dari

kerusakan oleh

tekanan udara dari luar.

‹ Altimeter yang baik memiliki

perbedaan akurasi tidak

lebih dari 0,2 mb (6 feet)

ketika dikalibrasi.

‹ Tekanan udara semakin

menurun seiring dengan

semakin meningkatnya

ketinggian dalam arti altitude (1

mb ≈ 30 feet sedang untuk

REFERENSI1. Soepangkat. Pengantar

Meteorologi. Badan Diklat Metorologi dan Geofisika. Jakarta.

2. Soepangkat. 1992. Pengantar Pengamatan Permukaan Meteorologi. Balai Diklat meteorologi dan Geofisika. Jakarta

3. World Meteorological Organization.1990. Guide On Meteorological Observation

and Information Distribution At Aerodromes. WMO. Geneva

4. ww w . wiki ped i a . o r g pada 29 Januari 2008

5. ww w . Ba r o m e t r s pa r e par ts.c o . u k pada 19 Januari 2008

6. ww w .I n v en t o r s. a b ou t. c o m pada 29 Januari 2008

7. ww w . he l o s en .c o m pada 29 Januari 2008

8. ww w . a v i a ti on . u i u c. e d u pada 29 Januari 2008