Home / Artikel / Kelistrikan Awan Guruh, Aerosol Higroskopis Inti Kondensasi

Kelistrikan Awan Guruh, Aerosol Higroskopis Inti Kondensasi

Indonesia termasuk negara di daerah tropis yang mempunyai ciri-ciri khusus yang tidak dipunyai oleh negara-negara lain yang terletak di daerah tropis. Ciri-ciri khusus tersebut misalnya wilayah Indonesia terletak di daerah monsun, mempunyai laut sekitar 70%, dan banyak pegunungan/ gunung. Ketiga ciri ini menyebabkan karakateristik cuaca di Indonesia barbeda dengan daerah tropis lainnya.

Seperti telah penulis kemukakan di media ini, (PR 12-5-1982) bahwa tetes awan dan hujan bukanlah air murni, melainkan berasal dari uap air yang mengkondensasi di sekeliling inti kondensasi. Dengan adanya laut yang luas dan radiasi matahari yang kuat maka banyak aerosol dari laut yang terdiri dari garam laut
masuk ke udara. Sumber-sumber aerosol lain misalnya pembakaran hutan, industri, letusan gunung berapi dsb. Aerosol yang higroskopis akan bertindak sebagai inti kondensasi. Jadi udara alam terdiri dari campuran gas-gas (seperti Nitrogen, Oksigen, dsb.) yang disebut udara kering, air dalam ketiga keadaan fisisnya: cair, padat dan, uap, dan aerosol atmosfir.

Pada monsun barat (west monsoon) yaitu bulan Desember, Januari, Februari, udara lebih lembab daripada monsun timur, Karena monsoon barat dating dari benua Asia dan mengarungi laut yang cukup luas sehingga kadar uap airnya cukup tinggi. Pada monsun barat udara mempunyai ketidakstabilan yang lebih kuat. Dari studi indeks kestabilan (Is) diperoleh bahwa jumlah persen dari frekuensi Is yang berharga negatif pada musim kemarau (Juni, Juli, Agustus) 35% dan musim hujan (Desember, januari, Februari) 60%. Ini berarti dalam musim kemarau atmosfernyaadalah stabil, sedang dalam musim hujan tidak stabil. Dari studi ini disimpulkan juga bahwa keadaan atmosfer yang paling tidak stabil terdapat dalam bulan Januari (Susilo P, 1982).

Awan dapat terbentuk jika sekurang-kurangnya 3 faktor dipenuhi yaitu: uap air (udara lembab), aerosol dan arus udara vertikal atau udara tidak stabil. Ketidakstabilan menyebabkan udara dapat mencapai paras (level) kondensasinya yaitu suatu ketinggian di mana uap air berubah wujud menjadi tetes air atau tetes awan, dan paras kondensasi merupakan dasar awan (claude base). Jika awan ini terus tumbuh sampai temperaturnya jauh di bawah nol maka kristal-kristal es terbentuk dan tetes air akan membeku pada waktu kontak dengan es, sehingga partikel es tumbuh dengan cepat. Kecepatan pertumbuhan es ini bergantung pada kandungan air dalam awan, arus udara vertikal (updraft) dan ketebalan awannya. Jika partikel es mempunyai kesempatan tumbuh lebih besar, akan membentuk batu hujan es (hail stone). Partikel-partikel es yang jatuh di bawah isotherm (paras peleburan) akan melebur dan sampai ke permukaan sebagai hujan, kecuali batu hujan es yang besar dapat mencapai permukaan dalam bentuk es.

Seperti dibicarakan di atas bahwa pada bulan Januari keadaan atmosfirnya mempunyai ketidakstabilan yang kuat, udara mengandung banyak uap air (musim hujan) dan pada bulan Januari matahari berada di belahan bumi selatan. Permulaan kelistrikan yang kuat biasanya disertai dengan hujan yang lebat dan batu hujan es, sehingga teori generasi (penimbulan) muatan di dalam awan guruh menganggap bahwa batu hujan es memainkan peranan penting. Teori kelistrikan awan guruh diterangkan dengan efek termoelektrik dalam es. Jika batang es dipanaskan pada ujung yang satu dan ujung lain tetap dingin maka perbedaan temperatur ini menyebabkan perbedaan potensial pada batang es. Dalam hal ini ujung es yang lebih panas mendapat muatan negatif dan ujung es yang dingin bermuatan positif.

Teori di atas diterapkan dalam awan guruh yang mengandung batu hujan es (hail stone) yang jatuh melalui tetes-tetes kelewat dingin dan kristal-kristal es. Pemukaan batu hujan es menjadi lebih panas daripada permukaan kristal-kristal es dan tetes kelewat dingin pada waktu membentur batu hujan es. Karena itu ketika kristal es dan tetes lelewat dingin yang terbawa oleh arus udara vertical membentur batu hujan es, maka batu hujan es yang lebih panas akan bermuatan negatif dan kristal es akan bermuatan positif disebabkan oleh efek termoelektrik. (gambar 1)

awan-guruhJika partikel es mempunyai kecepatan terminal dari pada arus udara vertikal maka muatan positif akan terbawa ke bagian atas awan, sehingga bagian atas awan bermuatan positif. Sebaliknya batu hujan es menjadi bermuatan negatif dan membawa muatan negatif ke bagian bawah awan Karena kecepatan terminalnya mampu melawan arus udara vertikal.

Kilat (lightning) merupakan kedadalan (breakdown) elektrik dengan luah (discharge) listrik tinggi dalam waktu singkat. Karena adanya pemanasan dan ekspansi udara sepanjang luah listrik pada waktu sambaran dari awan ke tanah yang terjadi dengan sangat cepat (dalam orde mikrodetik) maka kolom udara dipanasi secara tiba-tiba pada temperatur sangat tinggi (lebih dari 10.000C), sehingga udara dalam luah mengembang sangat cepat dan menimbulkan gelombang bunyi yang kuat dam kedengaran sebagai guruh. Itulah sebabnya maka awan jenis cumulonimbus dapat disebut “awan guruh” (thundercloud).

Di atas telah diuraikan bahwa permulaan kelistrikan yang kuat disertai dengan hujan yang lebat. Dari rekaman penakar hujan di Kampus ITB, pada hari Selasa 29 Januari 1985 di mana terjadi awan guruh tercatat bahwa jumlah curah hujannya sebesar 101 mm, yang merupakan hujan terlebat selama bulan Januari 1985. (oleh: Bayong Tjasyono HK)

Sumber: Pikiran Rakyat, 17 Februari 1985

Share

Leave a Reply

Your email address will not be published.

*

code

x

Check Also

Peringkat ”e-Government” Indonesia

Menurut PBB, sejak 2018 secara global terjadi peningkatan rata-rata skor e-government pada 193 negara anggota ...

%d blogger menyukai ini: