Dokumen tersebut membahas tentang suhu udara dan proses pemindahan panas di permukaan bumi. Secara garis besar dibahas tentang pengertian suhu dan panas, satuan suhu, kapasitas panas dan panas jenis udara, proses pemindahan panas seperti konduksi, konveksi dan radiasi, serta penyebaran suhu menurut ruang dan waktu secara vertikal, horizontal dan diurnal. Alat pengukur suhu juga dijelaskan.

1. IV. Suhu Udara
Oleh:
GUSTI RUSMAYADI
(PS Agroekoteknologi - Unlam)
grusmayadi@yahoo.com.sg
Disajikan Pada:
PERKULIAHAN KLIMATOLOGI DASAR
FAPERTA UNLAM

2. 4.1. Pengertian Suhu dan Panas
Pada kehidupan sehari-hari temperatur merupakan
ukuran mengenai panas atau dingin suatu benda atau
hawa.
Es dikatakan memiliki Api dikatakan panas atau
temperatur rendah bertemperatur tinggi
Temperatur di kota Banjarbaru 27⁰C

3. 4.1. Pengertian Suhu dan Panas
 Suhu mencerminkan energi  Panas merupakan salah satu bentuk
kinetik rata-rata dari gerakan energi yang dikandung oleh suatu
molekul-molekul. benda; cal atau joule (J).
 Ek = ½ m v2 = 3/2 N k T  Panas laten adalah kuantitas panas
yang diserap atau diteruskan; cal g-1.
Ek : energi kinetik rerata molekul
dari gas  Panas terasa adalah bentuk energi
yang menyebabkan kenaikan suhu
m : massa sebuah molekul udara.
v2 : kecepatan kuadrat rerata
dari gerakan molekul  Dalam satuan SI, satuan kalor adalah
N : jumlah molekul per satuan joule dengan 1 kal= 4.186 J
volume  1 kalori (kal ) = kalor yang dibutuhkan
k : tetapan Boltzman untuk menaikkan temperatur 1 gr air
T : suhu mutlak (K) sebesar 1 ˚C
 Suhu ukuran kuantitatif
pada temperatur; panas
dan dingin  suhu kardinal

4. 4.2. Satuan Suhu
 4 macam satuan suhu;
(1) Celcius 5
(2) Farenheit 9
(3) Reamur, dan 4
(4) Kelvin 5
 Konversi satuan tergantung titik
awal dan skalanya.
 xºC = (9/5 x + 32) ºF
= (4/5 x) ºR
= (x + 273) K

5. Teladan 4.1.
4.1.1. Suhu permukaan dari Penyelesaian teladan 4.1.1.
sebuah benda -40ºC.  xºC = (9/5 x + 32) ºF
Ubahlah derajad skala suhu  xºC = {9/5 ● (- 40) + 32} ºF
tersebut ke dalam skala
= ((-72) + (32)} ºF
Fahrenheit !
= - 40 ºF
4.1.2. Kedua skala suhu,
yaitu Fahrenheit dan
Celcius akan Penyelesaian teladan 4.1.2
menunjukkan suhu  Silahkan anda buktikan.
sama pada -40º.
Buktikanlah pernyataan
di atas !

6. 4.3. Kapasitas Panas
dan Panas Jenis
• Kapasitas panas , C merupakan
jumlah panas yang dapat
dikandung oleh suatu benda
•C=∆Q/∆T
C : kapasitas panas (J ºC K-1)
∆Q : +/- panas (J)
∆T : perubahan suhu naik atau turun

7. Kapasitas Panas, C
• Kapasitas panas tergantung dari ;
• (1) massa (m) atau jumlah mol (n)
dan
• (2) panas jenis (c atau c*) benda
tersebut.
•C=mc atau C = m cv
• C = n c* atau C = n cp

8. Panas Jenis Udara, cv atau cp
• Cv = C/m = ∆Q / (m ● ∆ T)
atau
• Cv = C/m = ∆Q / (n ● ∆ T)
• Hubungan antara +/-
panas per satuan ∆Q/m
atau ∆Q/n sbb;
• ∆Q/m = cv ● ∆T
• ∆Q/n = cp ● ∆T
m = massa (gr)
c = kalor jenis (kal/g˚C)
ΔT = Perubahan suhu ( ˚C)

9. Kapasitas panas benda tergantung pada massa (m), jumlah mol (n) dan panas jenis
Menunjukkan potensi panas yang dapat dikandung suatu benda
(c). Untuk gas panas jenis dapat dibedakan atas panas jenis pada volume tetap (cv)
dan tekanan tetap (cp)
cv : 717 J/kg/K
cp : 1004 J/kg/K
Kapasitas panas (C)
ctanah : 800 J/kg/K
cair : 4200 J/kg/K
Lautan penyimpan panas yang baik sementara
udara penyimpan panas yang buruk

10. 4.4. Proses Pemindahan Panas di Permukaan Bumi
 3 proses pemindahan energi ;
 Konduksi
Perlu medium rambat
 Konveksi
 Radiasi Tidak Perlu medium rambat

11. Konduksi
 Konduksi adalah proses
pemindahan panas pada
benda-benda padat.
 Jumlah aliran panas per
satuan waktu dan luas (fluks
panas, G, Wm-2) tergantung
oleh konduktivitas panas (κ,
Wm-2 K-1) medium.
Tanah
 G = κ dT/dz
 dT/dz : gradien suhu (K
m-1) Arah aliran panas,
konduksi

12. Konveksi Arah aliran panas,
konveksi
 Konveksi adalah proses pemindahan
panas pada fluida (cairan dan gas).
 Panas dipindahkan bersama dengan
fluida yang bergerak.
 Melalui proses konveksi paksa dan
konveksi bebas.
 H = - ρ cp/rs dT/dz
 H : fluks panas dari permukaan ke
atmosfer atau sebaliknya (Wm-2)
 ρ : kerapatan udara kering (kgm-3)
 cp: panas jenis udara pada
tekanan tetap (J kg K-1)
 ra : tahanan aerodinamik (s m-2) Tanah
 dT/dz : gradien suhu secara
vertikal(Km-1)
Arah aliran panas,
konduksi

13. H = - ρ cp/ra dT/dz
F = ε σ Ts4
G = - Қ dT/dz

14. Profil suhu udara
 Pada siang hari, suhu
udara dekat permukaan
akan lebih tinggi
dibandingkan pada
lapisan udara yang lebih
tinggi.
 Pada malam hari, suhu
udara dekat permukaan
menjadi lebih rendah
dibandingkan dengan
suhu udara pada
lapisan udara yang lebih
tinggi.

15. Profil Suhu Tanah
 Fluktuasi suhu tanah
akan tinggi pada
permukaan dan
akan mengecil
dengan ke dalaman
yang bertambah.

16. Pengukuran Fluks Panas
 H = - ρ cp/ra (T3 – T1)/dz2
T1 > T3
T3 ◙
dz2 Sensor suhu
T1 ◙
dz1
G = κ (T2 – T1)/dz1
T2 ◙
T1 > T2

17. 4.5. Penyebaran Suhu Menurut
Ruang dan Waktu
 4.5.1. Penyebaran suhu
vertikal
 Udara penyimpan panas
terburuk. Permukaan bumi
merupakan pamasok
panas terasa untuk
pemanasan udara.
 Lautan mempunyai luas
dan kapasitas panas yang
lebih besar daripada
daratan, sehingga
pengaruh permukaan
lautan secara vertikal lebih
dominan.
 Lapse rate di Indonesia
sekitar 5-6 (5)ºC per 1000
m kenaikan.

18. 4.5. Penyebaran Suhu Menurut
Ruang dan Waktu
 4.5.2. Penyebaran
suhu di permukaan
bumi (horizontal)-
Lintang
 Sumber energi utama
berasal dari daerah
tropika (30ºLU-
30ºLS).
 Suhu di permukaan
bumi semakin rendah
dengan peningkatan
lintang.

19. Faktor Penggerak Variasi Suhu Berdasarkan Letak Lintang
Hadley Cell Hadley Cell

20. 4.5. Penyebaran Suhu Menurut
Ruang dan Waktu
 4.5.2. Penyebaran suhu
di permukaan bumi
(horizontal)- posisi
daratan dan lautan
 Variasi suhu menurut
tempat juga
dipengaruhi oleh
daratan, lautan dan
keawanan serta waktu.
Isoterm
 Daerah benua
mempunyai suhu lebih
tinggi dari kepulauan
pada musim panas
(summer), dan
sebaliknya.
 Kapasitas panas dari
benua yang luas lebih
rendah daripada lautan.

21. 4.5. Penyebaran Suhu Menurut
Ruang dan Waktu
 4.5.3. Suhu diurnal dan
harian
 Di wilayah tropika fluktuasi
suhu rata-rata harian
relatif konstan sepanjang
tahun. Fluktuasi suhu
diurnal lebih besar
daripada fluktuasi suhu
rata-rata harian.
 Di wilayah lintang tinggi
fluktuasi suhu rata-rata
harian jauh lebih besar
daripada wilayah tropika.
 Pada variasi diurnal, suhu
maksimum tercapai sekitar
pukul 14.00 WS, yaitu
setelah radiasi maksimum.

22. 4.6. Alat Pengukur Suhu
4.6.1. Alat pengukur suhu
udara
 Alat pengukur suhu secara
umum disebut termometer.
 Alat pengukur suhu
otomatis disebut termograf.
 Alat pengukur suhu
ditempatkan dalam sangkar
cuaca (Stevenson screen).

23. 4.6. Alat Pengukur Suhu
4.6.2. Alat pengukur suhu
tanah
 Termometer tanah;
termometer air raksa yang
dibengkokkan ujungnya
dan dimasukkan ke dalam
tanah pada posisi yang
akan diukur. Batas
kedalaman sampai dengan
50 cm.
 Untuk kedalaman > 50 cm,
termometer di tempatkan
dalam tabung baja.
 Pengukuran suhu tanah
dilakukan pada kedalaman
5, 10, 20, 50 dan 100 cm.

24. 4.6. Alat Pengukur Suhu
 4.6.3. Cara mengukur suhu
rata-rata harian
 T = (Tmaks + Tmin)/2
 T = Σ Ti, i = 0, 2, . . . ,
23 (jam)
 T = (2 T07.30 + T13.30 +
T17.30)/4

25. Pendalaman Materi
1. Suhu permukaan di daerah tropika sebesar
27°C. Berapakah suhu permukaan pada
ketinggian pada 4 km. Nisbah penurunan
suhu adalah γ= - ∆T/∆z = 0,5°C/100 m. Tz =
27 – γ ( 4000 m)
2. Pengukuran suhu tanah dilakukan pada
kedalaman 5, 10, 20, 50 dan 100 cm. Kenapa
pada kedalaman 5 – 50 cm jaraknya rapat,
sedangkan mulai 50 – 100 cm jarak
pengukurannya renggang.