Variasi Iklim di Permukaan Bumi

2.1 Pengertian Iklim
Cuaca dan iklim merupakan dua kondisi yang hampir sama tetapi berbeda pengertian khususnya terhadap kurun waktu. Cuaca merupakan bentuk awal yang dihubungkan dengan penafsiran dan pengertian akan kondisi fisik udara sesaat pada suatu lokasi dan suatu waktu, sedangkan iklim merupakan kondisi lanjutan dan merupakan kumpulan dari kondisi cuaca yang kemudian disusun dan dihitung dalam bentuk rata-rata kondisi cuaca dalam kurun waktu tertentu (Winarso, 2003).
Iklim didefinisikan sebagai berikut :
• Sintesis kejadian cuaca selama kurun waktu yang panjang, yang secara statistik cukup dapat dipakai untuk menunjukkan nilai statistik yang berbeda dengan keadaan pada setiap saatnya (World Climate Conference, 1979).
• Konsep abstrak yang menyatakan kebiasaan cuaca dan unsur-unsur atmosfer disuatu daerah selama kurun waktu yang panjang (Glenn T. Trewartha, 1980).
• Peluang statistik berbagai keadaan atmosfer, antara lain suhu, tekanan, angin kelembaban, yang terjadi disuatu daerah selama kurun waktu yang panjang (Gibbs,1987).
Dalam pengertian lain Trewartha and Horn (1995) mengatakan bahwa iklim merupakan suatu konsep yang abstrak, dimana iklim merupakan komposit dari keadaan cuaca hari ke hari dan elemen-elemen atmosfer di dalam suatu kawasan tertentu dalam jangka waktu yang panjang.
Jadi dapat disimpulkan bahwa iklim adalah keadaan cuaca rata-rata dalam waktu satu tahun yang penyelidikannya dilakukan dalam waktu yang lama (± minimal 30 tahun) dan meliputi wilayah yang luas. Iklim dapat terbentuk karena adanya:
a. Rotasi dan revolusi bumi sehingga terjadi pergeseran semu harian matahari dan tahunan; dan
b. Perbedaan lintang geografi dan lingkungan fisis. Perbedaan ini menyebabkan timbulnya penyerapan panas matahari oleh bumi sehingga besar pengaruhnya terhadap kehidupan di bumi.

2.2 Pembagian Iklim berdasarkan Dimensi Wilayahnya
Berdasarkan dimensi wilayahnya, iklim dibagi menjadi tiga bagian, antara lain:
a. Iklim Makro
Iklim makro merupakan keadaan rata-rata cuaca yang menggambarkan situasi iklim suatu wilayah yang dimensinya lebih dari 100 km. Iklim makro sulit diatur oleh manusia dan dipengaruhi oleh lintasan matahari, posisi dan model geografis, yang mengakibatkan pengaruh pada cahaya matahari dan pembayangan serta hal-hal lain pada kawasan tersebut, misalnya radiasi panas, pengerakan udara, curah hujan, kelembaban udara, dan temperatur udara.
b. Iklim Meso
Iklim makro merupakan keadaan rata-rata cuaca yang menggambarkan situasi iklim suatu wilayah yang dimensinya antara 1-100 km. Dalam batas tertentu, manusia masih mampu mempengaruhi unsur-unsur iklim. Misal: hujan buatan dan pengendalian angin.
c. Iklim Mikro
Iklim makro merupakan keadaan yang menggambarkan situasi iklim suatu wilayah yang dimensinya kurang dari 1 km (di sekitar organisme). Batasan ruang lingkupnya tergantung organisme. Contoh: iklim mikro tanaman dari ujung akar sampai ujung tajuk tanaman.


2.3 Unsur-unsur Iklim
a. Suhu Udara
Suhu udara yang diukur dengan thermometer merupakan unsure iklim yang sangat penting. Suhu adalah unsure iklim yang sulit didefinisikan. Bahkan para ahli meteorologipun mempertanyakan apa yang dimaksud dengan suhu udara karena unsure iklim ini berubah sesuai dengan tempat. Tempat yang terbuka suhunya akan berbeda dengan tempat yang bergedung, demikian pula suhu di ladang berumput berbeda dengan ladang yang dibajak, atau jalan yang beraspal dan sebagainya. Pengukuran suhu udara hanya memperoleh satu nilai yang menyatakan nilai rata-rata suhu atmosfer. Secara fisis suhu dapat didefinisikan sebagai tingkat gerakan molekul benda, makin cepat gerakan molekul, makin tinggi suhunya. Suhu dapat juga didefinisikan sebagai tingkat panas suatu benda. Panas bergerak dari sebuah benda yang mempunyai suhu tinggi ke benda dengan suhu rendah. Faktor-faktor yang mempengaruhi tinggi rendahnya suhu udara suatu daerah adalah:
1. Lama penyinaran matahari.
2. Sudut datang sinar matahari.
3. Relief permukaan bumi.
4. Banyak sedikitnya awan.
5. Perbedaan letak lintang.
Untuk mengetahui temperatur rata-rata suatu tempat digunakan rumus:

Untuk menyatakan suhu udara dipakai berbagai skala. Dua skala yang sering dipakai dalam pengukuran suhu udara adalah skala Fahrenheit yang dipakai di Negara Inggris dan Celcius atau skala perseratusan (centigrade) yang dipakai oleh sebagian besar Negara di dunia.
b. Kelembaban Udara
Di udara terdapat uap air yang berasal dari penguapan samudra (sumber yang utama). Sumber lainnya berasal dari danau-danau, sungai-sungai, tumbuh-tumbuhan, dan sebagainya. Makin tinggi suhu udara, makin banyak uap air yang dapat dikandungnya. Hal ini berarti makin lembablah udara tersebut. Alat untuk mengukur kelembaban udara dinamakan hygrometer atau psychrometer.Ada dua macam kelembaban udara:
1. Kelembaban udara absolut, ialah banyaknya uap air yang terdapat di udara pada suatu tempat. Dinyatakan dengan banyaknya gram uap air dalam 1 m³ udara.
2. Kelembaban udara relatif, ialah perbandingan jumlah uap air dalam udara (kelembaban absolut) dengan jumlah uap air maksimum yang dapat dikandung oleh udara tersebut dalam suhu yang sama dan dinyatakan dalam persen (%).

c. Curah Hujan
Endapan (presipitasi) didefinisikan sebagai bentuk air cair dan padat (es) yang jatuh ke permukaan bumi. Meskipun kabut, embun, dan embun beku (frost) dapat berperan dalam alih kebasahan (moisture) dari atmosfer ke permukaan bumi, unsure tersebut tidak ditinjau sebagai endapan. Bentuk endapan adalah hujan, gerimis, salju, dan batu es hujan (hail). Hujan adalah bentuk endapan yang sring dijumpai, dan di Indonesia yang dimaksud dengan endapan adalah curah hujan.
Curah hujan merupakan unsure iklim yang sangat penting bagi kehidupan di bumi. Jumlah curah hujan dicatat dalan inci atau millimeter (1 inci = 25,4 mm). Jumlah curah hujan 1 mm, menunjukkan tinggi air hujan yang menutupi permukaan 1 mm jika air tersebut tidak meresap ke dalam tanah atau menguap ke atmosfer. Di daerah tropis hujannya lebih lebat dari pada di daerah lintang tinggi.
d. Tekanan Atmosfer
Kepadatan udara tidak sepadat tanah dan air. Namun udarapun mempunyai berat dan tekanan. Besar atau kecilnya tekanan udara, dapat diukur dengan menggunakan barometer. Orang pertama yang mengukur tekanan udara adalah Torri Celli (1643). Alat yang digunakannya adalah barometer raksa.Tekanan udara menunjukkan tenaga yang bekerja untuk menggerakkan masa udara dalam setiap satuan luas tertentu. Tekanan udara semakin rendah apabila semakin tinggi dari permukaan laut. Satuan ukuran tekanan udara adalah milibar (mb).

Garis pada peta yang menghubungkan tempat-tempat yang sama tekanan udaranya disebut isobar. Bidang isobar ialah bidang yang tiap-tiap titiknya mempunyai tekanan udara sama. Jadi perbedaan suhu akan menyebabkan perbedaan tekanan udara. Daerah yang banyak menerima panas matahari, udaranya akan mengembang dan naik. Oleh karena itu, daerah tersebut bertekanan udara rendah. Ditempat lain terdapat tekanan udara tinggi sehingga terjadilah gerakan udara dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan udara rendah. Gerakan udara tersebut dinamakan angin.

e. Angin
Angin ialah gerak udara yang sejajar dengan permukaan bumi. Udara bergerak dari tekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah. Angin merupakan gerak akibat/penyeimbang di dalam kumpulan partikel-partikel udara. Apabila sebagian partikel-partikel tersebut mendapat/menerima energi sehingga geraknya semakin cepat - keregangan meningkat dan berat jenis berkurang yang menyebabkan pergolakan volume udara tersebut terhadap partikel yang lain.
f. Embun, Kabut, dan Perawanan
 Embun
Embun terjadi dari kondensasi pada permukaan tanah terutama pada waktu malam hari saat tanah menjadi dingin akibat radiasi yang hilang. Kadang-kadang angin laut membawa sejumlah uap air pada siang hari yang kemudian mengembun pada waktu malam yang dingin
Titik embun ialah suhu saat udara menjadi penuh dengan uap air atau suhu udara pada kelembaban nisbi 100%. Makin rendah kelembaban nisbi, makin rendah titik embun, yaitu terletak di bawah suhu udara.
 Kabut
Kabut terbentuk di dalam udara dekat permukaan bumi. Kabut terbentuk melalui pendinginan udara oleh sentuhan dan percampuran atau melalui penjenuhan udara oleh penambahan kadar air. Jika udara dekat permukaan bumi mencapai titik embun, maka kabut diperkirakan akan terjadi.
 Perawanan
Perawanan adalah jumlah awan yang menutupi langit di atas stasiun pengamat. Perawanan dinyatakan dalam persen, tetapi lebih umum dinyatakan dalam perdelapanan dari langit yang tertutup awan, misalnya perawanan = 0  berarti langit cerah, perawanan = 4  berarti separuh langit tertutup awan, perawanan = 8  berarti langit mendung/tertutup oleh awan. Garis yang menghubungkan tempat dengan perawanan sama disebut isonephs.


2.4 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Variasi Iklim di Permukaan Bumi
a. Kedudukan Bumi terhadap Matahari
Matahari merupakan sumber energy terbesar di bumi. Dalam penerimaan cahaya matahari di permukaan bumi tidak sama sehingga menyebabkan cuaca yang beragam. Hal tersebut dipengaruhi oleh beberapa factor, diantaranya:
 Bentuk bumi yang bulat
 Rotasi bumi
 Revolusi bumi
Perpindahan posisi matahari dari utara ke selatan mengakibatkan terjadi perubahan musim.
b. Lintang Tempat
Menggambarkan sebaran daratan di permukaan bumi yang dikaitkan dengan sinar matahari. Berdsarkan lintang, bumu dibagi menjadi tiga zone:
 Zona kutub
 Zona subtropics
 Zona tropis (paling banyak menerima radiasi matahari)
c. Ketinggian Tempat
Permukaan bumi merupakan permukaan yang sangat kasar. Sebagai buktinya ada daerah yang landai dan tinggi/curam. Berdasarkan variasi kekasaran, permukaan daratan digolongkan menjadi tiga:
 Dataran tinggi  > 700 m dpl
 Dataran menengah 400-700 m dpl
 Dataran rendah  < 400 m dpl
Perbedaan dataran tinggi dan dataran rendah
Indicator Dataran tinggi Dataran rendah
Suhu rendah tinggi
Tekanan udara rendah tinggi
Kelembaban tinggi rendah

d. Distribusi Daratan dan Lautan
Daratan dan lautan memiliki perbedaan dalam penerimaan energy matahari. Misalnya adalah terjadinya angin laut dan angin darat. Kondisi cuaca/iklim daratan sangat dipengaruhi keadaan di atas lautan. Berikut di bawah ini adalah penjelasan antara angin darat dan angin laut.
Angin darat
Pada malam hari daratan lebih cepat melepaskan panas dibandingkan dengan lautan. Udara di daratan lebih dingin daripada di laut sehingga daratan bertekanan maksimum dan lautan bertekanan minimum. Oleh karena itu angin darat berhembus dari darat ke laut.
Angin laut
Pada siang hari daratan lebih cepat menyerap panas dibanding lautan. Udara di daratan lebih cepat memuai sehingga tekanannya lebih rendah. Oleh karena itu angin laut berhembus dari laut ke darat.

e. Peradaban Manusia
Berdasarkan laporan IPCC tahun 2007 kemungkinan manusia yang menyebabkan terjadinya perubahan iklim adalah sebesar 90%, keadaan ini lebih tinggi dari laporan terakhir dari IPCC pada tahun 2001 dimana kemungkinan manusia sebagai penyebab perubahan iklim adalah sebesar 60%. Laporan tersebut juga mengungkapkan bahwa penyebab utama terjadinya peningkatan Gas Rumah Kaca (GRK) seperti peningkatan gas Carbon Dioksida yang disebabkan oleh penggunaan bahan bakar fosil dan perubahan penggunaan dari lahan hutan menjadi lahan yang bernilai ekonomi seperti pemukiman dan perkebunan, sedangkan peningkatan gas metan dan gas dinitrogen oksida disebabkan oleh aktivitas pertanian.
Akan tetapi selain merupakan penyebab perubahan iklim, manusia juga merupakan mahluk yang berusaha menghambat perubahan iklim tersebut.

Skema pengaruh, dampak dan tanggapan manusia terhadap perubahan iklim
Meningkatnya jumlah emisi gas rumah kaca (GRK) di atmosfer disebabkan oleh kegiatan manusia di berbagai sektor, antara lain:
1. Energi
Penggunaan bahan bakar fosil seperti minyak bumi, batubara dan gas alam dalam berbagai kegiatan, misalnya pada pembangkitan listrik, transportasi dan industri, akan memicu bertambahnya jumlah emisi GRK di atmosfer. Walaupun sama-sama menghasilkan emisi GRK, namun emisi yang dihasilkan dari penggunaan ketiga jenis bahan bakar fosil tersebut berbeda-beda. Untuk menghasilkan energi sebesar 1 kWh, pembangkit listrik yang menggunakan batubara mengemisikan sekitar 940 gram CO2. Sementara pembangkit listrik yang menggunakan minyak bumi dan gas alam, menghasilkan emisi sekitar 798 dan 581 gram CO2 (Meiviana, dkk., 2004).
Tahun 2009 pemerintah Indonesia secara resmi menetapkan kebutuhan batubara dalam negeri sebanyak 68,3 juta ton, dimana sekitar 41,4 juta ton untuk pembangkit listrik. coba dihitung berapa banyak CO2 yg diemisikan…
Di Indonesia, di antara sektor lainnya, sektor energi menempati urutan kedua sebagai sumber GRK yaitu sekitar 25% dari total emisi. Sementara dari sisi pemanfaatan energi di Indonesia, sektor industri merupakan sektor pengemisi GRK terbesar, diikuti oleh sektor transportasi.

Emisi GRK Indonesia Tahun 1994
2. Kehutanan
Salah satu fungsi hutan adalah sebagai penyerap emisi GRK, biasa disebut carbon sink. Hutan bekerja untuk menyerap dan mengubah karbondioksida (CO2), salah satu jenis GRK, menjadi oksigen (O2) untuk kebutuhan mahluk hidup. Oleh karena itu kegiatan pengrusakan hutan, penebangan hutan, perubahan kawasan hutan menjadi bukan hutan, menyebabkan lepasnya sejumlah emisi GRK yang sebelumnya disimpan di dalam pohon.
Seharusnya dengan luasnya kawasan hutan di Indonesia, sekitar 120 juta ha (Tahun 2008), maka emisi GRK yang dapat diserap jumlahnya cukup banyak. Namun dengan laju kerusakan hutan sekitar 1.09 juta hektar per tahun untuk kurun waktu tahun 2000-2006 (SLHI, 2008), tak heran jika sektor kehutanan merupakan penyumbang emisi GRK terbesar di Indonesia. Menurut The First National Communication yang berisi inventarisasi GRK di berbagai Negara, sekitar 64% dari total emisi GRK di Indonesia dihasilkan dari sektor kehutanan (Meiviana, dkk., 2004).
3. Pertanian dan Peternakan
Sektor pertanian dan peternakan juga memberikan kontribusi terhadap peningkatan emisi GRK di atmosfer. Dari sektor pertanian, emisi GRK dihasilkan dari sawah yang tergenang, pemanfaatan pupuk, pembakaran padang savana, dan pembusukan sisa-sia pertanian. Sektor pertanian menurut The First National Communication secara umum menghasilkan emisi GRK hanya sekitar 8%. Namun sektor ini menghasilkan emisi gas metana tertinggi dibandingkan sektor lainnya.
Sementara dari sektor peternakan, emisi GRK berupa gas metana (CH4) dilepaskan dari kotoran ternak yang membusuk. Sesungguhnya untuk mengurangi emisi GRK dari sector ini, kotoran ternak dapat diolah untuk menjadi biogas, bahan bakar yg ramah lingkungan.
4. Sampah
Manusia dalam setiap kegiatannya hampir selalu menghasilkan sampah. Sampah sendiri turut menghasilkan emisi GRK berupa gas metana (CH4), walaupun dalam jumlah yang cukup kecil jika dibandingkan dengan emisi GRK yang dihasilkan dari sektor kehutanan dan energi.
Diperkirakan 1 ton sampah padat menghasilkan 50 kg gas metana. Dengan jumlah penduduk yang terus meningkat, diperkirakan pada tahun 2020 sampah yang dihasilkan per hari sekitar 500 juta kg/hari atau 190 ribu ton/tahun. Ini berarti pada tahun tersebut Indonesia akan mengemisikan gas metana ke atmosfer sebesar 9500 ton. Sampah kota perlu dikelola secara benar, agar laju perubahan iklim bisa diperlambat.