Badai Guntur
Daftar Artikel
Aktivitas Badai Guntur
Awan Kumulonimbus Pabrik Guntur
Badai Guntur, Petir, dan Guntur
Aktivitas Badai Guntur
Oleh Dede Nurrosyid
Badai guntur merupakan aliran badai yang menghasilkan petir dan guntur. Keberlangsungan badai guntur terjadi di dalam awan kumulonimbus (cumulonimbus atau Cb). Badai guntur biasanya diiringi hujan deras, hujan es, angin yang sangat kencang, dan fenomena cuaca lain.
Aktivitas tertinggi badai guntur terjadi di wilayah hutan hujan tropis, yang kaya dengan panas matahari dan perairan. Kampala dan Tororo di Uganda merupakan wilayah bergemuruh di dunia karena aktivitas gunturnya yang tinggi. Di wilayah iklim sedang, badai guntur paling sering muncul ketika musim panas dan musim semi. Badai guntur jarang terjadi di wilayah kutub karena suhu permukaan atau daratan yang dingin.
Uap lembap atau uap air merupakan faktor utama pembentukan badai guntur. Uap lembap yang mengandung air ini diperoleh dari penguapan akibat pancaran sinar matahari terhadap perairan darat maupun laut. Perairan darat dan “ekshalasi” tumbuhan di hutan yang luas merupakan dua sumber tambahan uap lembap untuk pembentukan badai guntur di wilayah tropis.
(sumber gambar: http://www.physicalgeography.net/)
Kristal-kristal es atau butiran-butiran air yang telah terbentuk saling bertumbukan, bergesekan, dan terjadilah perpindahan elektron. Perpindahan elektron menyebabkan polarisasi, yaitu muatan-muatan yang berlainan (muatan positif dan negatif) berpisah, kemudian terjadi pengumpulan muatan yang sejenis di dalam awan. Timbullah beda potensial listrik karena adanya perbedaan muatan di kedua kutub atau area. Jika perbedaan potensial di antara kedua area itu cukup besar maka akan terjadi pembuangan/pelepasan muatan negatif (elektron) untuk mencapai keseimbangan muatan. Pelepasan muatan inilah yang dinamakan petir.
(sumber gambar: http://allaboutweather.org/)
Guntur dapat terdengar dengan suara yang berbeda bergantung pada lokasi pengamat dan jenis petir. Ketika sambaran petir dekat dengan pengamat, guntur yang dihasilkan biasanya diinterpretasikan sebagai dentuman keras yang berlangsung singkat. Sedangkan guntur yang diinterpretasikan sebagai gemuruh rendah dan berlangsung lama terjadi ketika pengamat mendengarnya dari kejauhan.
Terkadang petir dapat terlihat namun tanpa guntur yang terdengar. Kejadian tersebut dikarenakan gelombang bunyi yang dihasilkan petir terlalu jauh untuk menjangkau pengamat. Pelemahan suara guntur jarang mampu menjalar lebih dari sepuluh mil terutama di wilayah dataran rendah atau laut. Titinada frekuensi yang lebih rendah mengakibatkan makin mudah pula gelombang bunyi diserap oleh lingkungan sekitar.
Fenomena lain yang mengiringi badai guntur yaitu hujan dan hujan es. Hujan terbentuk karena butiran-butiran air atau kristal-kristal es yang mencair ketika jatuh ke bumi. Jika massa udara yang naik cukup kuat, kristal-kristal es tetap membeku hingga membesar dan tidak mencair secara keseluruhan ketika jatuh ke bumi, dan itulah yang kita sebut hujan es.
(sumber gambar: http://www.physicalgeography.net/)
Jika pada tahap pematangan badai muncul sedikit wind shear (intensitas perubahan arah atau kecepatan angin terhadap pertambahan ketinggian), badai biasanya akan cepat melemah dan hujan pun dengan sendirinya mereda. Namun jika terjadi perubahan yang cukup pada laju dan/atau arah angin, aliran massa udara yang turun akan terpisah dari aliran massa udara yang naik, sehingga badai pun kemungkinan menjadi supercell dan tahap matang badai dapat bertahan sampai beberapa jam. Supercell merupakan badai yang memiliki tenaga sangat besar dan menghasilkan cuaca luar biasa.
Pada kasus tertentu, tahap matang badai guntur dapat bertahan dalam waktu yang lebih lama dari biasanya jika dukungan dan ketidakstabilan atmosfer cukup bagi pertumbuhan badai guntur meskipun kehadiran wind shear sedikit.
***
Penulis:
DEDE NURROSYID
Penulis bidang sains/iptek, editor artikel/buku, pengajar fisika dan pengurus Progressive Private Centre (PPC).
Referensi
Holton, J.R. (2004). An Introduction to Dynamic Meteorology. Burlington, Md: Elsevier, Inc.
Moran, J.M. dan Morgan, M.D. (1994). Essentials of Weather. Prentice Hall, Inc.
National Weather Service Southern Region Headquarters (USA). (2010). Thunderstorm Hazards - Hail. [Online]. URL:
http://www.srh.noaa.gov/jetstream//tstorms/hail.htm
[Tanggal Akses: 1 Juli 2011]
National Weather Service Southern Region Headquarters (USA). (2010). Types of Thunderstorms. [Online]. URL:
http://www.srh.noaa.gov/jetstream//tstorms/tstrmtypes.htm
[Tanggal Akses: 1 Juli 2011]
Pidwirny, M. (2007). Thunderstorms and Tornadoes. [Online]. URL:
[Tanggal Akses: 1 Juli 2011]
Science Daily. (14 Februari 2007). Research Team Uses Satellite to Track Earth's Water. [Online]. URL:
[Tanggal Akses: 1 Juli 2011]
Sumber Gambar-gambar:
http://allaboutweather.org/?paged=3
http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7t.html
Awan Kumulonimbus Pabrik Guntur
Oleh Dede Nurrosyid
Awan kumulonimbus (Cumulonimbus atau Cb) merupakan bangunan awan yang kuat dengan menara aliran udara vertikal yang mengandung kolom udara yang naik secara cepat. Awan jenis ini menjadi penopang bagi pembentukan semua jenis badai, termasuk badai guntur.
Awan kumulonimbus dapat dijadikan petunjuk kedatangan badai atau hujan deras. Bahkan dari awan jenis ini lahir fenomena-fenomena lain macam petir, guntur, dan hujan yang kemudian dijadikan bahan kajian ilmu pengetahuan. Fenomena yang berkaitan dengan awan kumulonimbus serta fenomena lain yang dimunculkannya hingga saat ini masih menjadi fenomena yang belum dipahami sepenuhnya dan tentunya menjadi bahan kajian yang menarik di kalangan para ilmuwan.
Awan kumulonimbus adalah jenis awan yang menjulang, rapat, dan melibatkan badai guntur dan cuaca hebat lain. Awan ini merupakan pabrik guntur dan tempat ideal untuk petir. Itulah sebabnya kenapa awan kumulonimbus dijuluki sebagai “kepala guntur”. Awan kumulonimbus dapat berkembang lebih lanjut menjadi supercell, yaitu badai guntur yang hebat dengan ciri-ciri tertentu.
Awan kumulonimbus terbentuk di bawah kondisi atmosfer yang sangat tidak stabil. Unsur-unsur yang diperlukan bagi pembentukan awan kumulonimbus yang ideal adalah uap lembap yang cukup banyak, massa udara hangat yang tidak stabil, dan tersedia sumber energi untuk menaikkan/mengangkat massa udara lembap (yang hangat) secara cepat ke atmosfer.
Ketika udara hangat naik dan mencapai ketinggian tertentu di atmosfer, udara tersebut mulai mendingin dan uap air berkondensasi menjadi butiran-butiran air. Kondensasi ini memanaskan udara di sekitarnya melalui panas laten yang dilepas sehingga kenaikan udara berlanjut. Sementara massa udara berlanjut naik, butiran-butiran air terus-menerus mendingin dan membentuk kristal-kristal es. Gravitasi menyebabkan butiran-butiran air dan kristal-kristal es mulai jatuh, menyebabkan pergerakan/aliran udara ke bawah semakin bersaing dengan pergerakan/aliran udara ke atas. Ketidakstabilan antara aliran ke atas dan ke bawah ini menyebabkan muatan listrik statis terbangun di dalam awan kumulonimbus. Pelepasan muatan listrik ini menyebabkan petir dan guntur.
(sumber gambar: http://www.physicalgeography.net/)
Awan kumulonimbus biasanya terbentuk dari awan kumulus (cumulus) di beberapa ketinggian lebih rendah. Kemudian awan yang berada di ketinggian tersebut tumbuh secara vertikal, sehingga membentuk awan kumulonimbus dengan tampilan mirip jamur. Bagian dasar awan kumulonimbus dapat membentang hingga beberapa mil. Awan kumulonimbus yang berkembang lebih baik dicirikan dengan bentuk puncak awan yang mendatar atau seperti baji. Awan kumulonimbus biasanya tumbuh di ketinggian sekitar 3.000 hingga 4.000 meter, namun puncaknya dapat memiliki tinggi hingga 23.000 meter untuk kasus ekstrem.
(sumber gambar: http://www.srh.noaa.gov/)
Awan kumulonimbus dibagi lagi ke dalam beberapa jenis:
1) Cumulonimbus calvus - awan dengan puncak menggembung, tampak seperti awan cumulus congestus tapi lebih besar;
2) Cumulonimbus capillatus - awan dengan tepi puncak berserabut menyerupai awan cirrus;
3) Cumulonimbus incus - awan dengan puncak datar menyerupai kubah.
(sumber gambar: http://teacher.scholastic.com/)
Sel badai kumulonimbus dapat menghasilkan hujan deras dan banjir bandang. Karena awan kumulonimbus mengandung arus-arus konveksi hebat, maka aliran udara dapat membentuk sistem mesosiklon yang dapat menghasilkan hujan batu es dan tornado. Sebagian besar sel badai sirna setelah sekitar 20 menit ketika presipitasi menyebabkan lebih banyak aliran udara ke bawah daripada aliran udara ke atas, sehingga energi badai terdisipasi.
(sumber gambar: http://www.srh.noaa.gov/)
***
Penulis:
DEDE NURROSYID
Penulis bidang sains/iptek, editor artikel/buku, pengajar fisika dan pengurus Progressive Private Centre (PPC).Referensi
Holton, J.R. (2004). An Introduction to Dynamic Meteorology. Burlington, Md: Elsevier, Inc.
Moran, J.M. dan Morgan, M.D. (1994). Essentials of Weather. Prentice Hall, Inc.
National Weather Service Southern Region Headquarters (USA). (2010). Thunderstorm Hazards - Hail. [Online]. URL:
http://www.srh.noaa.gov/jetstream//tstorms/hail.htm
[Tanggal Akses: 1 Juli 2011]
National Weather Service Southern Region Headquarters (USA). (2010). Types of Thunderstorms. [Online]. URL:
http://www.srh.noaa.gov/jetstream//tstorms/tstrmtypes.htm
[Tanggal Akses: 1 Juli 2011]
Pidwirny, M. (2007). Thunderstorms and Tornadoes. [Online]. URL:
[Tanggal Akses: 1 Juli 2011]
Sumber Gambar-gambar:
http://teacher.scholastic.com/activities/wwatch/tornadoes/
http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7t.html
http://www.srh.noaa.gov/jetstream//tstorms/life.htm
Badai Guntur, Petir, dan Guntur
Oleh Dede Nurrosyid
Indonesia merupakan wilayah yang kaya dengan beragam fenomena alam yang berhubungan dengan atmosfer. Hal ini dikarenakan posisi negara kita berada di antara dua lautan luas, yaitu Lautan Hindia dan Pasifik yang keduanya menjadi kunci utama pembentukan dinamika iklim dunia. Selain itu, posisi negara hunian kita ini juga berada dalam wilayah cakupan ekuator yang perubahan iklimnya saat ini semakin kompleks. Beragam fenomena yang terjadi sebaiknya dijadikan pembelajaran supaya kita semakin mengetahui/memahami karakter alam dan bersikap bijak terhadap alam.
Fenomena alam yang berhubungan dengan atmosfer dan sudah menjadi langganan kita adalah badai guntur yang disertai petir dan guntur. Sebenarnya badai guntur dapat terjadi di seluruh tempat di bumi, termasuk di wilayah kutub. Kekerapan tertinggi badai guntur terjadi di wilayah hutan hujan tropis. Di wilayah iklim sedang, badai guntur paling sering muncul ketika musim panas dan musim semi. Badai guntur jarang terjadi di wilayah kutub karena suhu permukaan/daratan yang dingin.
Badai guntur
Badai guntur merupakan aliran badai yang menghasilkan petir dan guntur, dan terjadi di dalam awan kumulonimbus (cumulonimbus atau Cb). Badai guntur biasanya diiringi hujan deras atau hujan es, angin yang sangat kencang, dan cuaca lain. Mekanisme badai guntur yang sesungguhnya belum dimengerti sepenuhnya.
(sumber gambar: http://www.cdc.gov/nasd/docs/)
Ketika uap lembap berkondensasi menjadi zat cair (liquid), panas laten dilepaskan dan memanaskan udara di sekitarnya. Udara yang mengalami pemanasan ini kerapatannya berkurang, sehingga udara tersebut akan cenderung naik dalam aliran udara ke atas. Udara yang hangat berlanjut naik hingga mencapai kondisi dimana udara ini tidak dapat berlanjut naik. Seseringnya wilayah penghambat ini (yang menjadikan udara tidak berlanjut naik) adalah tropopause. Udara yang terkumpul di sana kemudian menyebar dan memberikan ciri pembentukan badai berupa awan dengan puncak berbentuk baji. Awan yang terbentuk sering dikenal sebagai awan kumulonimbus inkus (cumulonimbus incus).
Sementara itu, uap lembap yang telah berubah menjadi butiran-butiran air (karena berkondensasi dan melepas panas laten) akan bergabung ke dalam butiran-butiran berat dan mendingin menjadi partikel-partikel es. Butiran-butiran air tersebut dapat meleleh/mencair ketika jatuh ke bumi, dan itulah yang dinamakan hujan. Sedangkan jika massa udara yang naik cukup kuat, butiran-butiran air tetap membeku sampai membesar dan tidak meleleh secara keseluruhan ketika jatuh, dan itulah yang kita sebut salju.
Ketika aliran massa udara yang naik masih berlangsung, hujan yang turun juga menciptakan aliran massa udara yang turun. Kehadiran aliran massa udara yang naik (updraft) dan turun (downdraft) secara bersamaan ini merupakan tanda tahap pematangan badai. Selama tahap ini turbulensi internal yang dahsyat dapat terjadi dalam sistem badai yang terkadang ditampakkan dengan kemunculan angin yang sangat kencang, sambaran petir yang dahsyat, dan gemuruh guntur.
Jika pada tahap pematangan badai muncul sedikit wind shear (banyaknya perubahan arah atau kecepatan angin terhadap pertambahan ketinggian), badai biasanya akan cepat melemah dan hujan pun dengan sendirinya mereda. Namun jika terjadi perubahan yang cukup pada kelajuan dan/atau arah angin, aliran massa udara yang turun akan terpisah dari aliran massa udara yang naik, sehingga badai pun kemungkinan dapat menjadi supercell dan tahap matang badai dapat bertahan sampai beberapa jam. Supercell merupakan badai yang memiliki tenaga sangat besar. Badai supercell merupakan jenis badai yang paling jarang ada, namun paling berbahaya karena menghasilkan cuaca yang luar biasa.
Pada kasus tertentu, tahap matang badai guntur dapat bertahan dalam waktu yang lebih lama dibandingkan sebagian besar badai jika dukungan dan ketidakstabilan atmosfer cukup bagi pertumbuhan badai guntur meskipun kehadiran wind shear sedikit.
Badai guntur yang mengalami pelemahan atau disipasi didominasi oleh aliran massa udara yang turun. Udara dingin yang dibawa ke permukaan bumi oleh aliran massa udara yang turun akan memotong perpindahan/aliran badai guntur, sehingga aliran massa udara ke atas menghilang dan badai guntur akan melemah. Jika kondisi atmosfer tidak mendukung perkembangan supercell maka tahap disipasi badai guntur terjadi lebih cepat.
Petir menghasilkan guntur
(sumber gambar: Corbis)
Petir adalah lecutan atau pelepasan muatan listrik dalam skala besar yang dihasilkan oleh badai guntur. Pelepasan muatan ini dapat memanaskan udara hingga suhu sekitar 30.000 derajat Celsius (lebih panas daripada suhu permukaan matahari) dan menyebabkan ekspansi atau pengembangan cepat di udara.
Muatan listrik dalam petir yang melewati udara akan memaksa molekul-molekul udara untuk mengembang. Molekul-molekul udara yang mengembang membutuhkan lebih banyak ruang dan molekul-molekul tersebut memasuki udara yang lebih dingin, sehingga terciptalah gelombang di udara berupa bunyi yang kita sebut sebagai guntur. Guntur menjalar ke berbagai arah dengan kelajuan gelombang bunyi, yaitu 330 meter per detik.
(sumber gambar: http://www.cdc.gov/nasd/docs/)
Petir memang selalu menghasilkan guntur, dan tanpa petir berarti tak ada guntur. Terkadang, ketika gelombang bunyi yang dihasilkan petir terlalu jauh untuk menjangkau pengamat maka petir dapat terlihat namun tanpa guntur yang terdengar. Fenomena ini terjadi karena pelemahan suara guntur yang jarang mampu menjalar lebih dari sepuluh mil terutama di wilayah dataran rendah atau laut. Titinada frekuensi yang lebih rendah mengakibatkan makin mudah pula gelombang bunyi diserap oleh lingkungan sekitar.
***
Penulis:
DEDE NURROSYID
Penulis bidang sains/iptek, editor artikel/buku, pengajar fisika dan pengurus Progressive Private Centre (PPC). Referensi
Holton, J.R. (2004). An Introduction to Dynamic Meteorology. Burlington, Md: Elsevier, Inc.
Moran, J.M. dan Morgan, M.D. (1994). Essentials of Weather. Prentice Hall, Inc.
National Weather Service Southern Region Headquarters (USA). (2010). Thunderstorm Hazards - Hail. [Online]. URL:
http://www.srh.noaa.gov/jetstream//tstorms/hail.htm
[Tanggal Akses: 1 Juli 2011]
National Weather Service Southern Region Headquarters (USA). (2010). Types of Thunderstorms. [Online]. URL:
http://www.srh.noaa.gov/jetstream//tstorms/tstrmtypes.htm
[Tanggal Akses: 1 Juli 2011]
Pidwirny, M. (2007). Thunderstorms and Tornadoes. [Online]. URL:
[Tanggal Akses: 1 Juli 2011]
Science Daily. (1 Oktober 2006). Mysteries of Thunderstorms, Atmospheric Scientists Link Lightning to Ice Particles In Clouds. [Online]. URL:
[Tanggal Akses: 1 Juli 2011]
Sumber Gambar-gambar:
http://www.cdc.gov/nasd/docs/d000001-d000100/d000007/d000007.html
http://www.corbis.com/
