Proses Adiabatik Kering dan Basah: Penentu Stabilitas Atmosfer
Posted by  |
| Artikel ini menjelaskan tentang 2 proses adiabatis. Dry Adiabatic Lapse Rate (DALR) dan Saturated Adiabatic Lapse Rate (SALR). |
Pada postingan kali ini aku bakal jelasin ke kalian tentang dua proses adiabatis yakni Dry Adiabatic Lapse Rate (DALR) dan Saturated Adiabatis Lapse Rate (SALR). Namun, untuk artikel ini aku cuma bakal kasi ke kalian terkait pengertian dan konsepnya saja, di topik selanjutnya baru aku bakal bahas terkait dengan cara hitungnya.
Stabilitas atmosfer didefinisikan sebagai kecenderungan atmosfer untuk memberikan gerak naik (updraft) atau turun (dowdraft) pada komposisinya. Dengan begitu, stabilitas atmosfer dapat dikorelasikan pada keseimbangan sebuah sistem. Perhatikan ilustrasi berikut:
Pada keadaan stable equilibrium, partikel akan cenderung kembali ke posisi semula meskipun telah diberi gaya. Sebaliknya, keadaan unstable equilibrium, partikel akan bergerak menjauh dari posisi semula dengan hanya sedikit gaya. Analogi ini dapat diterapkan pada kondisi atmosfer yang tidak stabil akan memudahkan pergerakan yang kemudian dapat kita observasi sebagai sirkulasi udara.
Di atmosfer, partikel yang kita tinjau merupakan sebuah parsel udara, yaitu udara yang memiliki volume yang kecil dan terbatas oleh batas-batas tertentu. Ketika parsel udara mengalami perubahan elevasi, parsel udara tersebut akan mengalami proses adiabatis, yaitu proses termodinamika yang tidak melibatkan perubahan energi (tidak ada transfer energi antara sistem dan lingkungan).
Proses adiabatik dapat dipahami sebagai berikut!
Stabilitas atmosfer didefinisikan sebagai kecenderungan atmosfer untuk memberikan gerak naik (updraft) atau turun (dowdraft) pada komposisinya. Dengan begitu, stabilitas atmosfer dapat dikorelasikan pada keseimbangan sebuah sistem. Perhatikan ilustrasi berikut:
 |
Pada keadaan stable equilibrium, partikel akan cenderung kembali ke posisi semula meskipun telah diberi gaya. Sebaliknya, keadaan unstable equilibrium, partikel akan bergerak menjauh dari posisi semula dengan hanya sedikit gaya. Analogi ini dapat diterapkan pada kondisi atmosfer yang tidak stabil akan memudahkan pergerakan yang kemudian dapat kita observasi sebagai sirkulasi udara.
Di atmosfer, partikel yang kita tinjau merupakan sebuah parsel udara, yaitu udara yang memiliki volume yang kecil dan terbatas oleh batas-batas tertentu. Ketika parsel udara mengalami perubahan elevasi, parsel udara tersebut akan mengalami proses adiabatis, yaitu proses termodinamika yang tidak melibatkan perubahan energi (tidak ada transfer energi antara sistem dan lingkungan).
Proses adiabatik dapat dipahami sebagai berikut!
Apabila kalian memiliki suatu udara dan membawanya ke tempat yang lebih tinggi, tekanan akan berkurang (ingat bahwa tekanan akan sangat tergantung pada gravitasi, gravitasi juga akan berkurang seiring dengan bertambahnya ketinggian). Dengan begitu, volume udara tersebut akan mengembang (karena tidak ada tekanan yang menahan volume udara tersebut).
 |
| Ilustrasi kerapatan molekul udara serta korelasinya dengan tekanan udara |
Namun, karena prosesnya merupakan proses adiabatik, tidak ada energi luar yang dapat digunakan untuk melakukan ekspansi volume, sehingga parsel udara akan mengeluarkan energi-dalam sendiri untuk melakukan pengembangan volume.
Pengurangan energi-dalam akan berdampak pada kecepatan molekul yang ada pada parsel udara tersebut, pergerakan molekul pada parsel akan mejadi lebih lambat sehingga turunnya suhu pada parsel. Pada kondisi sebaliknya, tekanan yang tinggi akan meningkatkan kecepatan molekul dan meningkatkan suhu pada parsel tersebut.
Oleh karena itu, ada hukum dasar pada dinamika atmosfer yaitu parsel yang naik akan mengembang dan mendingin, sedangkan parsel yang turun akan terkompresi dan memanas.
Dry Adiabatic Lapse Rate (DALR)
 |
| Parsel udara mengembang dan mendingin sebab kenaikan ketinggian dan terkompresi serta memanas seiring penurunan ketinggian |
Dry Adiabatic Lapse Rate (DALR)
Apabila parsel udara naik atau turun pada keadaan tidak tersaturasi (jenuh), maka tingkat pendinginan ataupun pemanasan adiabatik akan konstan di angka sekitar 10 derajat Celcius setiap 1000 meter, yang dikenal sebagai dry adiabatic rate atau laju adiabatik kering.
Seiring dengan pendinginan parsel udara, kelembapan relatif akan naik (karena suhu semakin rendah, uap air mudah terkondensasi) dan pada suatu titik, parsel tersebut akan mencapai 100% alias tersaturasi dan proses kondensasi akan dimulai.
Saturated/Moist Adiabatic Lapse Rate (DALR)
 |
Saturated/Moist Adiabatic Lapse Rate (DALR)
Kondensasi merupakan suatu proses eksotermik, sehingga akan melepas panas ke linkungan dan berdampak pada adiabatic rate yang menurun (karena ada tambahan panas), yang kemudian dikenal sebagai saturated/moist adiabatic rate atau laju adiabatik jenuh.
Dengan begitu, tentunya moist adiabatic rate akan lebih rendah dari dry adiabatic rate. Saturated adiabatic rate juga tidak konstan, karena panas yang dilepaskan tidak konstan. Pada umumnya digunakan 6 derajat per 1000m.
Laju penurunan suhu secara adiabatik kering dan adiabatik basah akan menentukan bagaimana stabilitas atmosfer, dan hal ini adalah proses yang akan menentukan terkait pembentukan awan