Ir. Pudjiati Syarif MP.

ASSALAMU”ALAIKUM W. W.

Menerangkan segala macam bentuk air dalam atmosfer.

Air dalam atmosfer hanya merupakan sebagian kecil air yang ada di bumi (0.001%) dari seluruh air.

VOLUME AIR DI BUMI

Jenis Volume (km3) %

Laut 1.348.000.000 97.39

Kutub 27.820.000 2.01

Air tanah, lengas tanah 8.062.000 0.58

Danau,sungai 225.000 0.02

Atmosfer 13.000 0.001

∑ 1.384.120.000 100.00

Volume bumi : 1.082 x 10 12 km3Perbandingan air terhadap bumi ; 1/777.2 =0.00129

A. PENGUAPANMerupakan proses perubahan air/es menjadi gas(uap air). Susunan kimia air (H2O) alami di atmosfer terbagi dalam 3 tingkatan: gas, cair & padat. Dapat mengalai perubahan dari bentuk satu ke yang lain dengan terikut sertanya panas.

Mol Air

Ikatan Hidrogen

Molekul dapat memenuhi ruang

yang sama

Struktur terbuka(Kropos)

HH

o

1 cm3 air berisi : 3.4 x1022 Mol H2Odiameter mol H2O : 3 x 10-8 cm (Ø) untuk perubahan struktur tersebutdiperlukan energi panas:

T0C Panas yang diperlukan/menguapkan (cal/g)

-10 603.0

-5 600.0

0 597.3

10 591.7

20 586.0

30 580.4

40 574.7

50 569.0

Air mendidih selama dipanaskan tekanan mol yang lepas sama dengan tekanan atmosfer. Kian tinggi tempat kian rendah pula T yang diperlukan untuk mendidihnya air.

Air mendidih selama dipanaskan tekanan mol yang lepas sama dengan tekanan atmosfer. Kian tinggi tempat kian rendah pula T yang diperlukan untuk mendidihnya air.

Es mendinginkan minuman karena es mencair menyerap energi minuman disekitarnya. Es mendinginkan minuman karena es mencair menyerap energi minuman disekitarnya.

Suatu zat menguap atau mengembun zat tersebut akan memperoleh atau kehilanga n energi tepat seperti yang terjadi pada waktu zat tadi meleleh atau membeku.

Suatu zat menguap atau mengembun zat tersebut akan memperoleh atau kehilanga n energi tepat seperti yang terjadi pada waktu zat tadi meleleh atau membeku.

Air mendidih pada T 1000C, tetapi berhenti memanas, tetap mendidih dan menguap. Pada temperatur itu air menggunakan segenap energi untuk merubah dirinya

Air mendidih pada T 1000C, tetapi berhenti memanas, tetap mendidih dan menguap. Pada temperatur itu air menggunakan segenap energi untuk merubah dirinya

MIS:

Tinggi Tempat(m dpl)

T. yg diperlukan(0C)

New York 0 100

Colorado 1.610 95

Equador 2.850 90

Tibet 3.685 87

Gn. Everest 8.825 71

Maka makanan perlu dimasak lebih lama ditempat yang lebih tinggi.

* FAKTOR-FAKTOR YG MEMPENGARUHI PENGUAPAN * FAKTOR-FAKTOR YG MEMPENGARUHI PENGUAPAN

1. Temperatur, kian tinggi kian besar evaporasi

2. Tekanan Uap, makin tinggi tekanan uap air makin tinggi penguapan. Atau makin tinggi RH, makin kecil evaporasi.

3. Kecepatan Angin, makin cepat angin makin besar penguapan.

* SEBARAN PENGUAPAN * SEBARAN PENGUAPAN

Penguapan diatas laut > darat, karena Suply air yang tak terbatas.

Dilintang 100U – 100S, penguapan didarat > laut, karena hujan cukup lebat dan ditambah vegetasi lebat transpirasi cukup besar.

Penguapan maks dilaut terjadi di L100 – 200 U/S.

*Pendekatan langsung evaporasi permukaan tanah dan transpirasi dari vegetasi (ET), berdasar neraca air:

ET = P – (R+S)

ET : EvapotranspirasiP : PresipitasiR : Run offS : Simpanan Lengas Tanah

Untuk dapat menguapkan air diperlukan panas laten.± 600 cal per gram air padaT-500C± 540 Cal per gram air pada T1000CSebaiknya pada proses kondensasi & pembekuan panas.

H

H

+

-

B. KELEMBABAN UDARA

Jumlah uap air dalam udara hanya merupakan bagian kecil saja dari atm. Kira-kira 2 % dari jumlah masa. Tetapi jumlah ini tidak konstan,bervariasi antara 0-5%.

Walaupun jumlah kecil tetapi mempunyai arti penting karena:

Besar uap air di udara merupakan indikator terjadinya hujan. Uap air menyerap radiasi bumi, sehingga ikut mengatur suhu. Makin besar jumlah uap air dalam udara makin besar energi potensial yang tersedia dalam atm dan merupakan sumber terjadinya hujan angin, berarti menentukan udara itu kekal / tidak.

Kap. Udara : jumlah uap air maks. Yang dapat dikandung oleh udara pada suatu suhu. Makin tinggi suhu makin besar kapasitas udara. Kapasitas udara dicapai berarti udara jenuh uap air.

KAPASITAS UDARA & KEJENUHAN

VT

V

+ Uap air

2. Jika suhu turun, berarti kapasitas udara turun. Kalau turun terus maka. kapasitas udara akan= jumlah uap air yang

Tetes air (T>00C) – Kristal es (T<00C)

1. Jika suhu naik, berarti kapasitas udara tetap. Kejenuhan dicapai dengan menambah uap air melalui penguapan dari suatu sumber.

TITIK EMBUN & KONDENSASI TITIK EMBUN & KONDENSASI

Titik embun : suhu yang bertepatan dengan jenuhnya udara

Kondensasi : perubahan bentuk uap cair

Sublimasi : Perubahan Bentuk uap padat

Jika udara didinginkan melampaui titik embun, maka kelebihan yang tidak dapat dikandung oleh udara akan dilepas berupa:

Mis: T 320C, Jumlah uap air 5 gr/m3

Didinginkan 280C kejenuhan

Didinginkan 240C Kondensasi

Uap air yang mencair : 2.3 gr Ini merupakan perbedaan kapasitas udara antara T 280C & T 240C.

Penurunan T sama dari udara yang jenuh pada T yang berbeda tidak menghasilkan jumlah kondensasi yang sama.

Mis: 1 m3 udara jenuh pada T 320C.

diturunkan 300 C, uap air Kondensasi 4 gr

diturunkan 280 C, uap air Kondensasi 2 gr

diturunkan 260 C, uap air Kondensasi 1 gr

Berarti udara yang panas mempunyai kemungkinan terjadi hujan lebih lebat.

UKURAN KELEMBABAN UDARA

1. Tek. Uap : bagian dari tek. Atm yang (ed) disebabkan oleh uap air dan

dinyatakan dalam atm, mbar atau cm hg.

ed : ew – a.p. (td-Tw) mbar

ew : tek. Uap jenuh pada temperatur bola basah (table)

Td : temp. bola kering 0C

Tw : temp. bola basah 0C

P : tek. Barometer udara (mbar) tergantung ketinggian (table)

α :Konstante Psychrometric yang tergantung tipe Ventilasi.

:0.000662 – psychrometric ventilasi tipe Assman dg ka. 5 m/dt.

:0.000800 – Psychrometric dengan ventilasi alam dengan K.a. 1 m / det.

ea : tekanan uap aktual

* TITIK EMBUN RH

T. rerata : 280C T. titik embun : 17.50C

ea T. T.titik embun 17.50C – tabel : 20.0 mb

ed T 280 C - tabel : 37.8 mb

ed – ea : 37.8 – 20.0 = 17.8 mb

RH : 20 x 100 % = 52.9 %

37.8

RH : ea x 100 % = …….% ed

(ed – ea) : difisit kejenuhan

4. Kel. Nisbi (relatif) Perbandingan antara uap air yang betul-betul ada di udara dengan jumlah uap air dalam udara tersebut, jika pada Temp. dan Tek. yang sama udara tersebut jenuh dengan uap air.

3. Kel. Absolut Berat uap air persatuan volume udara g/m3

2. Kel. Spesifik Berat uap air persatuan berat udara ( termasuk berat uap airnya) gr/kg hampir sama dengan tek. Udara.

RH = Kel, absolut atau Kel. Spesifik

Kap. Udara Kap. Udara

* Satuan Sama*

AGIHAN KELEMBABAN AGIHAN KELEMBABAN

-ARAH VERTIKAL

Oleh karena sumber kelembaban udara adalah permukaan bumi maka sebagian besar uap air terkumpul pada lapisan bawah

-ARAH HORIZONTAL

Kel spesifik maks. Dikhatulistiwa dan min di kutub.Kel nisbi terbesar di khatulistiwa – turun di 300 LU/S – naik ke arah kutub :

28

1624

1420

12

10

16

812

68

44

2

0

90 70 60 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80

AGIHAN KELEMBABAN SPESIFIK

0

AGIHAN KELEMBABAN NISBI

9080

7060

6010507090 60 40 20 10 0 20 40 50 70 9030

VARIASI KELEMBABAN

- Kel. Spesifik : diatas lautan mengikuti T T. tinggi, kel. Sp tinggi

Didarat 2 maks

2 min 24 jam

Min utama saat T. minMaks I – menjelang tengah hariMaks II – senja hariMaks II – saat T. maks

Tahunan:

• Tertinggi pada musim panas dan terendah pada musim dingin.• Untuk daerah bermusim hujan dan kemarau, tertinggi musim hujan dan terendah musim kemarau.

Kel. Nisbi : harian umumnya berlawanan dengan suhu maks pagi hari dan min sore hari.

Tahunan :

• Pada lintang kecil 300 LU – LS Besar pada musim panas, Kecil pada musim dingin• Didaerah lintang besar, sebaliknya.

Bervariasi menurut lintang.

C. AWAN C. AWAN

Adalah : Kumpulan titik-titik air atau kristal es yang melayang-layang di atmosfer. Awan terjadi sebagai akibat adanya kondensasi.

KLASIFIKASI AWANKLASIFIKASI AWAN1. Awan Tinggi: > 6.000 m (±20.000 ft)

a. Cirrus (Ci)b. Cirrostratus (Cs)c. Cirrocumulus (Cc)

2. Awan Sedang: 2.000 m–6.000 m (6.000 – 20.000 ft)

a. Alto Stratus (As)b. Alto Cumulus (Ac)

3. Awan Rendah: 0 – 2.000 m (0 – 6.000 ft)

a. Strato Cumulus (Sc)b. Stratus (St)

4. Awan dengan perkembangan Vertikal, tertinggi :

a. Nimbostratus (Ns)b. Cumulus (Cu)c. Cumulo nimbus (Cb)

TERJADINYA AWAN

Udara yang mengandung uap air temperatur tinggi

(titik kondensasi), selanjutnya temp. turun lagi melampaui titik kondensasi

SEBAB – SEBAB TERJADINYA PENDINGINAN UDARA1. Udara yang dekat permukaan tanah, pendinginan disebabkan pengaruh pendinginan permukaan tanah kabut

2. Karena udara yang naik, udara naik disebabkan oleh beberapa faktor:

a. Radiasi mataharib. Pengaruh gunung / bukitc. Pertemuan udara dingin dan panasd. Konvergen udara

D. PRESIPITASIAdalah air dalam bentuk cair/padat yang jatuh, sampai kepermukaan bumi. Awan adalah suspensi koloida udara atau aerosol selama butir-butir belum bersatu / besar akan tetap melayang-layang diudara. Sehingga awan tidak akan PRESIPITASI.

1. MEKANISME HUJAN

Awan :Ø 0.04 – 0.2 mmTetesan air hujan : 0.5 – 4.0 mm

Dua pendapat mekanisme hujan

1.Penyatuan beberapa butir hasil kondensasi

2.Butiran yang besar karena tumbuh dari air dan partikel es dalam awan yang sama. Air mempunyai tekanan uap > es, hal ini menyebabkan terjadi perpindahan air yang menguap dari butir-butir air dan berkondensasi pada partikel es. Sehingga partikel es diselubungi air yang makin lama makin membesar.

2. KLASIFIKASI HUJAN 2. KLASIFIKASI HUJAN

Berdasarkan bentuk :

•Hujan (rain) : 0.5 – 4.0 mm

•Salju (snow) : tanah – awan, temperatur < 00C

•Hujan Es (hail stone) : 5 – 50 mm

Ada aliran vertikal yang keras temperatur dibawah titik beku

bongkah-bongkah es

IntiInti

Titik Awan Titik Awan

“Panas” “Panas”

Hujan Hujan

Titik Awan Titik Awan Titik Awan Titik Awan

ES ES

PANAS PANAS

Inti Hujan es Inti Hujan es

Hablur Es Hablur Es

Hablur Es Hablur Es

“Sangat dingin” “Sangat dingin”

Salju Salju

Inti Inti IntiInti

Berdasarkan proses terjadinya :

1. Hujan konveksi

Dari awan yang terbentuk karena ada konveksi

2. Hujan orografis

Angin yang melewati gunung

3. Hujan frontal Pertemuan masa udara panas & dingin

4. Hujan konvergen

Dari awan yang terbentuk karena adanya konvergen.

Lautan, sungai, danau, permukaan tanah, vegetasi, industri, gunung-gunung berapi.

Asal unsur ini:

Bagian yang kecil:Iodine, bromine, boron, besi, aluminium & silika.

Air hujan mengandung ion-ion:Na, K, Cl, HCO3, SO4 + NH3, NO3, NO4, N serta susunan N lain.

3. UNSUR DALAM AIR HUJAN 3. UNSUR DALAM AIR HUJAN

pH air hujan: 3.0 – 9.8

90605040302010010203040506090

50 100

40

150

60

200

80

Agihan Curah Hujan Tahunan

20

Untuk terjadinya kondensasi diperlukan 3 syarat:Untuk terjadinya kondensasi diperlukan 3 syarat:1. Lembab udara2. Pendinginan udara3. Partikel pembantu

Jalan yang paling baik untuk merubah keseimbangan awan / udara : Jalan yang paling baik untuk merubah keseimbangan awan / udara :

1. Peralihan panas2. Menaikan udara3. Orografis, adanya barrier berupa

pegunungan

1. Peralihan panas2. Menaikan udara3. Orografis, adanya barrier berupa

pegunungan

Presipitasi dari awan konveksi dapat dimulai dengan suatu proses dalam fase cair apabila: Presipitasi dari awan konveksi dapat dimulai dengan suatu proses dalam fase cair apabila:

1. Temperatur didasar awan mencapdari garam-garam / debu ada di udara dan bergerak menembus atau ai 100C

2. Inti higroskopis memasuki awan.

1. Temperatur didasar awan mencapdari garam-garam / debu ada di udara dan bergerak menembus atau ai 100C

2. Inti higroskopis memasuki awan.

b. Frekuensiterjadinya / timbulnya awan konveksi cukup baik untuk dilakukan operasi hujan buatan

b. Frekuensiterjadinya / timbulnya awan konveksi cukup baik untuk dilakukan operasi hujan buatan

a. Suhu didasar awan konveksi ± 100C

a. Suhu didasar awan konveksi ± 100C

Atas dasar tsb, maka hujan buatan dengan senyawa-senyawa berinti higroskopis dapat dilakukan secara baik dengan pertimbangan iklim daerah ybs dan kriteria sbb :

c. Konsentrasi partikel Higroskopis di udara sedikit sehingga dengan kegiatan tersebut konsentrasi bertambah jadi operasi hujan buatan dengan inti hygroskopis paling sempurna apabila keadaaniklim daerah itu memenuhi:

c. Konsentrasi partikel Higroskopis di udara sedikit sehingga dengan kegiatan tersebut konsentrasi bertambah jadi operasi hujan buatan dengan inti hygroskopis paling sempurna apabila keadaaniklim daerah itu memenuhi:

•Daerah dengan suhu dasar awan 100C pada bulan pelaksanaan•Daerah dengan curah hujan tahunan kurang dari 1000 mm•Daerah dengan hujan 25 – 100 mm pada bulan pelaksanaan

•Daerah dengan suhu dasar awan 100C pada bulan pelaksanaan•Daerah dengan curah hujan tahunan kurang dari 1000 mm•Daerah dengan hujan 25 – 100 mm pada bulan pelaksanaan

Bahan Kimia Yang Dipakai

a. 2CaC2 + 4H2O Exothermis (+1.350K cal) Panas 600C

a. 2CaC2 + 4H2O Exothermis (+1.350K cal) Panas 600C

I. Exothermis: I. Exothermis:

b. NaCl + H2O + 910 K cal b. NaCl + H2O + 910 K cal

c. CaCl2 + H2O + 915 K cal c. CaCl2 + H2O + 915 K cal

II. Endothermis: II. Endothermis:

a. CO2 CO2 -137 K Cal ( ES KERING)a. CO2 CO2 -137 K Cal ( ES KERING)

PadatPadat UapUap

b. Urea 4NH2 + 4H2O – 425 K Cal b. Urea 4NH2 + 4H2O – 425 K Cal 4H2O 4H2O

2CaC 2 + 1.350 K Cal (exo) ( dumping system )

2CaC 2 + 1.350 K Cal (exo) ( dumping system )

PELAKSANAAN

Udara Cerah

3 – 7000 feet

Sebelum jam 08.00 pagi

Bahan yang Disebarkan:

RH > 90 % : Serbuk garam dapurRH 80 – 90 % : Serbuk garam dapur dan es kering (10 : 1) RH > 50 % : Serbuk calsium ChlorideRH < 50 % : Serbuk Calsium Carbide

RH > 90 % : Serbuk garam dapurRH 80 – 90 % : Serbuk garam dapur dan es kering (10 : 1) RH > 50 % : Serbuk calsium ChlorideRH < 50 % : Serbuk Calsium Carbide

Atas

Tengah

Jam 10, 11, 12

AWAN

Setelah terbentuk awanSetelah terbentuk awan

•Dipergunakan :Calsium chloride + Urea ( 1 : 4 )•1 jam kemudian penyemprotan campuran serbuk garam + urea ( 10 : 1 )

Jam 13.00

ATAS

DASAR

Agar awan berhenti diatas target area, disemprotkan bahan : Agar awan berhenti diatas target area, disemprotkan bahan :

•es kering dibagian atas atau dibawah dasar awan•1 pesawat menyemprotkan serbuk garam diatas, urea

dibawah.

Jam 15.00

Hujan ?

TERIMA KASIH