Peubah – peubah meteorologi : Kelembaban udara

by R.Larasati

Air adalah zat yang mempunyai karakteristik yang unik di alam. Air dapat berada pada tiga lokasi dengan perubahan tiga bentuk es, air, dan uap. Perubahan bentuk yang terjadi di alam dikenal dengan istilah :

  • Deposisi/Mengkristal : perubahan wujud air dari uap air menjadi es
  • Sublimasi/Menyublim : perubahan wujud es menjadi uap
  • evaporasi/Menguap : perubahan wujud air dari cair menjadi uap
  • Kondensasi/Mengembun : perubahan wujud uap menjadi cair
  • Fusion/Meleleh/Mencair/Melebur : perubahan wujud dari es menjadi air
  • Solidification/Membeku : perubahan wujud dari air menjadi es

Perubahan wujud air (sumber gambar : http://arieskuncoro.wordpress.com)

Kesetimbangan air (sumber gambar : http://blog.ub.ac.id)

Perubahan wujud air bila dikaji lebih lanjut disebabkan oleh perubahan suhu dan tekanan udara.  Pada gambar di atas dapat dijelaskan sebagai berikut :

  • Titik tripel dimana air dalam tiga wujud berada pada tempat dan waktu yang sama, cair, es, dan uap di awan
  • Garis biru, keadaan dimana wujud cair dan wujud gas setimbang
  • Garis hijau, keadaan dimana wujud pada dan wujud cair ada

Badan Meteorologi Dunia (WMO) membuat definisi dan spesifikasi uap air di atmosfer menjadi 15 istilah sebagai berikut :

1. Nisbah percampuran (mixing ratio) : r = mv/ma , dimana : mv adalah massa uap air dan ma adalah massa udara kering.

2. Kelembaban spesifik (spesific humidity) : q = mv/(mv+ma) , dimana mv+ma adalah massa udara lembab.

3. Kelembaban mutlak (absolut humidity) dkenal juga sebagai kerapatan uap air : dv/V , dimana V adalah volume udara.

4. Tekanan uap air (vapour pressure of water) : e’ = r/0,62197 + r x p , dimana p adalah tekanan udara dan r adalah mixing ratio.

5. Saturation : uadara jenuh/lembab pada suhu dan tekanan tertentu.

6. Nisbah percampuran udara jenuh (saturation mixing ratio, rw).

7. Tekanan uap udara jenuh pada fase murni (saturation vapor pressure in pure phase) : ew = ew(T) dan ei = ei(T) , dimana ew adalah tekanan uap air dan ei adalah tekanan es.

8. Tekanan uap jenuh pada udara lembab (saturation vapor pressure of moist air) : e’w = rw/0,62197 + rw x p (untuk air) dan e’i = ri/0,62197 + ri x p (untuk es).

9. Hubungan antara tekanan udara jenuh pada fase murni dan udara lembab (relation between saturation vapor pressure of pure phase and moist air) : e’w = ew dan e’i = ei

10. Suhu titik embun (dew point temperature) : Td

11. Suhu titik beku (frost point temperature): Tf

12. Hubungan Td dan nisbah percampuran (r) serta Tf dan r : e’w(Td) = r/0,62197 + r x p dan e’i(Tf) = r/0,62197 + r x p

13. Kelembaban nisbi/relatif (relative humidity, RH) dirumuskan sebagai U = 100 r/rw dapat juga U = 100 e’/e’w

14. Suhu bola basah (wet bulb temperature, Tw) diukur dengan termometer bola basah.

15. Suhu ekuivalen (equivalent temperature, Te) suhu dimana udara diasumsikan terkondensasi secara adiabatik pada tekanan tetap dan semua uap air terkondensasi menjadi air pada sistem dengan segera.