Meteorologi Dinamis

Meteorologi Dinamis 

Introduction

Meteorologi dinamis adalah ilmu yang mempelajari pergerakan atmosfer yang berhubungan dengan cuaca dan iklim. Dalam melihat pergerakannya, sifat-sifat dari setiap komposisi atmosfer bisa diabaikan dan atmosfer dapat dianggap sebagai aliran fluida atau continuum. Maksud dari continuum adalah sebagai suatu volume dari sebuah elemen yang sangat mudah untuk bergabung dengan atmosfer, namun masih terdiri dari sebagian besar molekul tersebut. Parcel udara dan partikel udara biasanya digunakan untuk mewakili maksud tersebut. Variasi perubahan atmosfer menunjukkan karakteristik dari atmosfer tersebut, (contoh : tekanan, kerapatan, dan suhu) dianggap mempunyai nilai khusus dari masing-masing di atmosfer. Terlebih lagi perubahan di lingkungan dapat diasumsikan menjadi fungsi terhadap ruang dan waktu. Dasar hukum mengenai gerak fluida dan termodinamika yang mana sangat berpengaruh terhadap gerakan atmosfer, kemudian dijelaskan pada hubungan dari turunan fungsi partikel sebagai variabel terikat sedangkan ruang dan waktu sebagai variabel bebas.

Bentuk umum dari penurunan persamaan dapat mengetahui bahwa pergerakan atmosfer sangatnya komplek, belum ada solusi untuk mengetahuinya secara pasti. Untuk mengetahui distribusi dari gerakan atmosfer adalah dengan cara mengamati cuaca dan iklim. Hal ini diperlukan untuk mengembangkan model dari asas-asas persamaan yang ada. Seperti yang ditunjukan pada bab selanjutnya, pengembangan dari model yang tepat adalah untuk mengetahui sistem pergerakan atmosfer dimana dibutuhkannya pengetahuan mengenai skala pergerakan atmosfer.

Dimensi dan Satuan

Landasan utama dari pergerakan atmosfer adalah hukum tentang dimensi. Seluruh istilah persamaan yang menunjukkan hukum ini harus memiliki dimensi yang sama. Dimensi ini dapat menjelaskan istilah dari perkalian dan rasio dari rasio dari empat dimensi bebas, yaitu : panjang, waktu, massa dan temperature. Untuk mengukur dan menggabungkan skala dari hukum pergerakan atmosfer, satuan yang digunakan untuk mengukur keempat parameter tersebut harus baku. 

Dalam Satuan Internasional (SI) harus digunakan selalu. Empat parameter utama/ besaran utama yang diukur dalam satuan internasional ditunjukkan oleh tabel berikut :

Selain parameter utama, ada juga parameter turunan yaitu hasil dari perhitungan beberapa parameter utama. Untuk macam-macam besaran turunan beserta satuannya dapat dilihat pada tabel berikut :

Meskipun kita harus menghindari penggunaan satuan yang tidak Standart Internasional (SI), namun ada beberapa pengecualian untuk itu, yaitu :

• Dalam suatu contoh, satuan dari waktu adalah menit, jam, dan hari. Hal ini karena mungkin satuan tersebut lebih cocok digunakan untuk menunjukan berapa lama suatu fenomena itu terjadi.
• Hectopascal (hPa) merupakan satuan dari tekanan. Namun dalam dunia meteorologi, kita lebih mengenal satuan tekanan dengan nama milibar (mb). Meskipun nilai dari 1 hPa sama dengan 1 mb. ( contoh : tekanan permukaan standar adalah 1013.25 Pa)
• Pada pengukuran suhu udara, satuan yang sering digunakan adalah celcius. Padahal satuan internasional untuk suhu udara adalah Kelvin. Jadi kita harus mengubah satuan tersebut dengan rumus sebagai berikut : 

Dimana    Tc = Suhu udara dalam derajat Celcius
         T = Suhu udara dalam derajat Kelvin
         T0 = 273.15ºK

Ada banyak konversi dalam satuan, untuk lebih mudahnya menghafalkannya, berikut ini adalah tabel dari konversi satuan yang sering digunakan :

Analisa Skala

Analisa mengenai skala merupakan teknik yang sangat cocok untuk menghitung nilai dari variasi pergerakan atmosfer. Analisa skala ini meliputi :

• Besaran dari variable medan
• Amplitudo dari perubahan variabel medan 
• Karakteristik dari skala panjang, kedalaman, dan waktu dimana terjadi perubahan yang             bersifat fluktuasi

Nilai-nilai tersebut kemudian digunakan untuk menari hasil dari persamaan tentang gerak atmosfer.Sebagai contoh, pada daerah lintang menengah, tekanan udara di daerah yang terjadi Cyclone adalah 10 hPa sepanjang luasan 1000 km pada sumbu horizontal. Nilai dari fluktuasi tekanan dinyatakan dalam  δp dan jarak horizontal dinyatakan dengan L. Maka besarnya gaya gradien tekanan horizontal dapat dihitung dengan cara sebagai berikut :

Fluktuasi tekanan semacam ini dapat terjadi pada sistem gerak atmosfer yang lain yang memiliki skala yang berbeda, seperti : tornado, Squall, dan badai. Jadi gaya gradien tekanan horizontal dapat mencangkup banyak sistem dari meteorologi.

Untuk partikel udara, pergerakan horizontal dalam sekala kurang dari 1 km cenderung memiliki skala yang singkat sehingga faktor rotasi bumi dapat diabaiakan. Namun untuk sekala yang besar, faktor rotasi bumi sangatlah penting. Dikarenakan karakteristik dari pergerakan atmosfer tergantung pada skala horizontal, dibawah ini akan diperlihatkan contoh klasifikasi peristiwa cuaca dan juga skala horizontalnya :