Terjadinya Petir

Ketika hujan datang tidak jarang dibarengi dengan adanya petir yang menampakkan kilat dan dan suara yang menggelegar. Petir adalah salah satu fenomena alam yang unik, karena petir mengandung muatan listrik yang besar dan menampakkan warna-warna tertentu. Meskipun sering kita melihat fenomena petir ini tapi banyak dari kita yang tidak tahu bagaimana mengapa terjadi petir. Baiklah, untuk mengobati rasa penasaran kita, saya sajikan bagaimana terjadinya petir tersebut. 

Petir atau halilintar adalah gejala alam yang biasanya muncul pada musim hujan di mana di langit muncul kilatan cahaya sesaat yang menyilaukan biasanya disebut kilat yang beberapa saat kemudian disusul dengan suara menggelegar sering disebut Guruh. Perbedaan waktu kemunculan ini disebabkan adanya perbedaan antara kecepatan suara dan kecepatan cahaya. 

Petir merupakan gejala alam yang bisa kita analogikan dengan sebuah kapasitor raksasa, dimana lempeng pertama adalah awan (bisa lempeng negatif atau lempeng positif) dan lempeng kedua adalah bumi (dianggap netral). Seperti yang sudah diketahui kapasitor adalah sebuah komponen pasif pada rangkaian listrik yang bisa menyimpan energi sesaat (energy storage). Petir juga dapat terjadi dari awan ke awan (intercloud), dimana salah satu awan bermuatan negatif dan awan lainnya bermuatan positif. 

Petir terjadi karena ada perbedaan potensial antara awan dan bumi atau dengan awan lainnya. Proses terjadinya muatan pada awan karena dia bergerak terus menerus secara teratur, dan selama pergerakannya dia akan berinteraksi dengan awan lainnya sehingga muatan negatif akan berkumpul pada salah satu sisi (atas atau bawah), sedangkan muatan positif berkumpul pada sisi sebaliknya. Jika perbedaan potensial antara awan dan bumi cukup besar, maka akan terjadi pembuangan muatan negatif (elektron) dari awan ke bumi atau sebaliknya untuk mencapai kesetimbangan. Pada proses pembuangan muatan ini, media yang dilalui elektron adalah udara. Pada saat elektron mampu menembus ambang batas isolasi udara inilah terjadi ledakan suara. Petir lebih sering terjadi pada musim hujan, karena pada keadaan tersebut udara mengandung kadar air yang lebih tinggi sehingga daya isolasinya turun dan arus lebih mudah mengalir. Karena ada awan bermuatan negatif dan awan bermuatan positif, maka petir juga bisa terjadi antar awan yang berbeda muatan. 

Petir pada alam merupakan peristiwa alami locatnya muatan muatan listrik diantara awan ke awan atau awan ke permukaan bumi. Persyaratan utama terjadinya locatan muatan elektron di awan dimulai dari pergerakan angin ke atas didalam awan Cumulus yang kuat. Dilaporkan kecepatan yang dapat dicapai mencapai 150 km/jam. Di dalam awan, uap uap air berkondensasi menjadi partikel air yang lebih kecil lagi namum partikelnya lebih stabil. Bila ketinggian awan Cumulus tersebut cukup tinggi, maka pergerakan angin didalam awan tersebut dapat mempunyai suhu dibawah 0 derajat celcius. Hal ini menyebabkan partikel air didalam awan membeku, membentuk partikel es. Melalui proses resublimasi, berubahlah fisik partikel air ini. Sejalan dengan waktu, bergabunglah beberapa partikel es menjadi partikel kumpulan es yang besar dan berat. Partikel salju ini akan jatuh karena daya gravitasi atas beratnya sendiri ke permukaan bumi. Pada stadium ini, terpecah beberapa kristal es yang lebih kecil dan ringan dari kumpulan kumpulan es yang lebih berat. Perpecahan ini memecah juga struktur elektron didalamnya. Hal ini mengakibatkan kumpulan es yang lebih berat akan jatuh ke lapisan awan dibawahnya dan kumpulan ini mempunyai muatan negative. Sedangkan partikel es yang terpisah dari kumpulan es berat, akan tertiup angin didalam awan ke arah lapisan atas awan. Hal ini menjadikan lapisan awan dibagian atas mempunyai muatan postive. Peristiwa ini mengakibatkan terkutubnya listrik di awan atas 2 kutub berbeda (positve dibagian atas dan negative dibagian bawah awan). Besarnya muatan atas terkutubnya listrik di awan bergantung dari volume dari awan tersebut.

Rata rata setiap petir mempunyai 4 hingga 5 jalur utama akibat ionisasi. Persiapan pelepasan elektron melalui jalur ini membutuhkan waktu sekitar 0,01 detik, setelah itu terjadi petir dengan waktu trasfer sekitar 0,0004 detik. Setelah terjadinya petir, membutuhkan waktu istirahat (0,03–0,05 detik) untuk mempersiapkan kembali petir berikutnya. Diketahui pernah terjadi hingga 42 petir terus menerus tanpa henti. Rata rata kuat arus dalam petir sebesar 20.000 ampere. Dengan kekuatan arus ini, mengalir elektron dari awan menuju permukaan tanah. Hal ini disebut juga, petir negative. Pada kasus yang jarang, kadang dijumpai locatan listrik pendek dari permukaan tanah (ujung pohon, ujung menara dsb). Ini disebut petir positive. Petir positive diketahui hanya mempunyai satu jalur utama terjadinya loncatan. Tapi petir positive mempunyai kuat arus yang lebih tinggi dari petir negative (sebesar 300.000 Ampere). Terjadinya petir positive hanya sekitar 5% dari total terjadinya petir. Loncatan petir dapat terjadi sejauh beberapa kilo meter, antara awan dengan permukaan tanah.

Itulah bagaimana petir dapat terbentuk, semoga bermanfaat.

Ada Angin yang diKlaim Merusak Galaksi ?

Observatorium infra merah luar angkasa Herschel milik European Space Agency (ESA) telah mendeteksi pergerakan angin yang terdiri dari molekul gas yang mengalir pergi dari galaksi. Angin yang sudah dipantau selama bertahun-tahun ini diduga memiliki kekuatan yang cukup untuk memusnahkan galaksi yang terdiri dari gas dan menghentikan pembentukan bintang sejak dini. 

Angin yang dideteksi Herschel tersebut sangat luar biasa. Sebagian bertiup sangat kencang, dengan kecepatan lebih dari 1.000 kilometer per detik. Angin ini 10 ribu kali lebih cepat dibandingkan dengan badai yang berhembus di Bumi.

Tornado Api yang Mengerikan

Fenomena alam ini merupakan perpaduan antara dua unsur yang sangat mematikan, tornado dan api. Ia bisa menggulung apa saja di hadapannya, sekaligus membakarnya hingga menjadi abu. 

Pasalnya, temperatur di pusat inti tornado api ini bisa mencapai hingga 1000 derajat Celsius, cukup panas untuk membakar debu yang terhisap oleh tornado.

Tornado api yang terjadi ketika api dan suhu yang sangat panas

bertemu dengan pusaran angin.

Proses Terjadinya Tornado

Tornado adalah di antara badai paling kejam di Bumi, dengan potensi untuk menyebabkan kerusakan yang sangat serius. Perubahan lapisan udara merupakan pemicu lahirnya tornado. Dalam hal ini jika lapisan udara dingin berada diatas lapisan udara panas, udara panas naik dengan kecepatan 300-an km/jam, udara yang menyusup dari sisi inilah yang mengakibatkan angin berputar sehingga membentuk tornado, dan bila sudah sempurna maka sebuah tornado bisa memiliki kecepatan hingga 400 km/jam serta lebar cerobong antara 15 - 365 meter.

Berikut ini gambaran proses terjadinya badai tornado:

Penyebab Terjadinya Tornado

Pada artikel sebelumya yang membicarakan tentang hujan hewan, penyebabanya adalah karena terjangan angin tornado. Mungkin di daerah belahan bumi bagian barat, sudah tidak asing lagi terhadap angin tornado. 

Tornado berasal dari Tronada (Spanyol), Tonare (Latin) dan kerap dikenal dengan istilah Twister dan Willy-willy. Dari definisinya tornado dapat diartikan sebagai putaran yang kencang dari suatu kolom udara yang terbentuk dari awan cumuliform yang telah menyentuh tanah, biasanya tampak sebagai corong awan (funnel cloud) dan kerap disertai dengan badai angin dan hujan, petir atau batu es. Sebagian besar tornado disebabkan oleh badai guntur yang berputar dengan sirkulasi yang teratur yang disebut dengan mesosiklon. 

Hujan Hewan, Bagaimana Mungkin?

Ketika kita mendengar nama "hujan hewan", mungkin kita segera beranggapan kalau sebutan ini adalah sebuah idiom. Tetapi, sesungguhnya nama ini benar-benar mencerminkan peristiwa yang sebenarnya, yaitu jatuhnya hewan-hewan seperti ikan atau kodok ke bumi. Walaupun berhubungan dengan hewan, fenomena ini lebih sering dikaitkan dengan fenomena meteorologi.

Fenomena ini tidak terbatas pada jatuhnya hewan-hewan saja, melainkan juga materi-materi organik lainnya seperti daging atau darah. Catatan mengenai keberadaan fenomena ini sebenarnya telah berlangsung sejak ribuan tahun yang lalu. Contohnya Pliny the elder, seorang sejarawan Romawi kuno yang hidup pada abad ke-1 Masehi, pernah menyebutkan mengenai adanya badai kodok dan ikan. Jadi, fenomena ini jelas bukan sesuatu yang baru. Lalu, apa yang menyebabkannya? apakah fenomena ini berkaitan dengan peristiwa mistik? 

Fenomena Awan Menakjubkan!

Pada artikel sebelumnya dijelaskan bahwa fenomena awan yang seolah-olah membelah langit adalah fenomena yang sudah biasa terjadi yang disebut fenomena anticrepuscular ray. Naah, pada artikel ini akan membahas mengenai fenomena-fenomena yang disebabkan oleh awan salah satunya adalah fenomena anticrepuscular ray. Namun sebelum kita membahas lebih lanjut mengenai fenomena anti crepuscular rays, terlebih dahulu kita akan membahas saudara kembarnya yaitu Crepuscular rays. 

Sinar “Crepuscular rays”, di optik atmosfer, adalah suatu fenomena alam ketika cahaya matahari terlihat beradiasi dari satu titik tertentu.

Awan Membelah Langit, Kok Bisa ???

Warga Pontianak, kalimantan Barat, Minggu 13 November 2011 heboh karena langit di atas kota mereka “terbelah”. Pemandangan langit aneh dan unik terjadi di bumi Khatulistiwa. Sebuah awan bergumpal berbentuk membelah bumi.

Waktu itu, seorang warga yang tengah berjalan di kawasan M Yamin Pontianak langsung kaget melihat pemandangan aneh tersebut. 

Bentuk awannya seperti membelah langit. Kejadiannya begitu cepat, hanya sebelas menit saja. Salah seorang warga Pontianak mengambil gambar pemandangan langka terssebut. Sementara itu, menurut Kepala Seksi Observasi dan Informasi Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Supadio Pontianak, fenomena langit terbelah itu kejadian biasa-biasa saja. 

Awan

Awan merupakan kelompok yang terdiri dari butiran es, air dan terlihat mengelompok di atmosfer.  Awan biasanya terlihat gelap pada saat posisinya dekat dengan infra merah karena air dapt menyerap radiasi matahari.

Pembentukan awan:

Pada dasarnya, udara itu selalu mengandung uap air. Jika uap air itu meluap menjadi titik-titik air, terbentuklah awan. Pembentukan awan dapat terjadi karena:

Pemanfaatan Energi Angin

Menurunnya tinggi permukaan air di berbagai bendungan-terutama yang dimanfaatkan sebagai sumber pembangkit listrik tenaga air (PLTA)-telah menurunkan pasokan listrik di Jawa hingga 500 megawatt. Sebagai salah satu sumber pemasok listrik, PLTA bersama pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) dan pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) memang memegang peran penting terhadap ketersediaan listrik terutama di Jawa, Madura, dan Bali. Energi angin yang sebenarnya berlimpah di Indonesia ternyata belum dimanfaatkan sebagai alternatif penghasil listrik.

Proses dan Alat Pengukur Kecepatan Angin

Angin terjadi karena adanya perbedaan tekanan udara atau perbedaan suhu udara pada suatu daerah atau wilayah. Hal ini berkaitan dengan besarnya energi panas matahari yang di terima oleh permukaan bumi. Pada suatu wilayah, daerah yang menerima energi panas matahari lebih besar akan mempunyai  suhu udara yang lebih panas dan tekanan udara yang cenderung lebih rendah. Sehingga akan terjadi perbedaan suhu dan tekanan udara antara daerah yang menerima energi panas lebih besar dengan daerah lain yang lebih sedikit menerima energi panas, akibatnya akan terjadi aliran udara pada wilayah tersebut.

Angin

Rasa gerah yang dirasakan pada saat melakukan aktivitas tentu membuat produktivitas tidak maksimal. Udara panas seolah menjadi penyebab utama keringat yang keluar dari permukaan kulit. Ingin rasanya “cari angin”. Tapi, sebenarnya apa itu angin? Bukankah angin juga udara?.

Angin ialah udara yang bergerak yang diakibatkan oleh rotasi bumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan udara di sekitarnya. Angin bergerak dari tempat bertekanan udara tinggi ke bertekanan udara rendah. 

Apabila dipanaskan, udara memuai. Udara yang telah memuai menjadi lebih ringan sehingga naik. Apabila hal ini terjadi, tekanan udara turun kerena udaranya berkurang. Udara dingin di sekitarnya mengalir ke tempat yang bertekanan rendah tadi. Udara menyusut menjadi lebih berat dan turun ke tanah. Di atas tanah udara menjadi panas lagi dan naik kembali. Aliran naiknya udara panas dan turunnya udara dingin ini dinamanakan konveksi. 

Angin yang dapat kita rasakan ini terjadi dikarenakan oleh beberapa faktor, diantaranya:

Uniknya Salju

Kristal salju memiliki struktur unik, tidak ada kristal salju yang memiliki bentuk yang sama di dunia ini seperti sidik jari kita. Bayangkan, salju sudah turun semenjak bumi tercipta hingga sekarang, dan tidak satupun salju yang memiliki bentuk struktur kristal yang sama!

Struktur Kristal Salju

Kenapa Bisa Hujan Salju ?

Beberapa wilayah di belahan bumi seperti sebagian besar Eropa, Australia, Amerika Asia Timur dll memiliki iklim sub tropis. Salah satu bagian dari iklim subtropics adalah musim dingin yang memeiliki fenomena menarik yaitu salju. Menjadi unik karena kristal-kristal es yang lembut dan putih seperti kapas ini hanya hadir secara alami di negeri empat musim atau di tempat-tempat yang sangat tinggi seperti puncak gunung Jayawijaya di Irian. Kenapa salju secara alami tidak bisa hadir di wilayah tropis seperti negeri kita?

Untuk mengetahui hal tersebut marilah kita pahami bagaimana proses terbentuknya salju. Berawal dari uap air yang berkumpul di atmosfir Bumi, kumpulan uap air mendingin sampai pada titik kondensasi (yaitu temperatur di mana gas berubah bentuk menjadi cair atau padat), kemudian menggumpal membentuk awan.

Hujan Buatan

Hujan yang turun ke bumi tidak hanya terjadi secara alami. Proses terjadinya hujan juga dapat dilakukan dengan campur tangan manusia yang lebih dikenal dengan istilah “Hujan Buatan”. Sebenarnya istilah hujan buatan bukan berarti pekerjaan membuat atau menciptakan hujan. Namun hujan buatan merupakan sebuah teknologi yang bertujuan untuk meningkatkan dan mempercepat jatuhnya hujan. Agar bisa terbentuk hujan buatan maka diperlukan ketersediaan awan yang mempunyai kandungan air yang cukup yang memiliki bentuk seperti awan yang disebut awan cumulus, memiliki kecepatan angin yang rendah, serta syarat-syarat lainnya.

Hujan buatan dibuat dengan cara menyemai awan dengan menggunakan bahan yang bersifat higroskopik (menyerap air) sehingga proses pertumbuhan butir-butir hujan di dalam awan akan meningkat dan selanjutnya akan mempercepat terjadinya hujan.

Proses Terjadinya Hujan

Hujan adalah peristiwa turunnya air dari langit ke bumi. Awalnya air hujan berasal dari air dari bumi seperti air laut, air sungai, maupun air danau. Selain air yang berbentuk fisik, air yang menguap ke udara juga bisa berasal dari tubuh manusia, binatang, tumbuh-tumbuhan, serta benda-benda lain yang mengandung air.

Air-air tersebut umumnya mengalami proses penguapan atau evaporasi akibat adanya bantuan panas matahari. Air yang menguap / menjadi uap melayang ke udara dan akhirnya terus bergerak menuju langit yang tinggi bersama uap-uap air yang lain. Di langit yang tinggi uap tersebut mengalami proses pemadatan atau kondensasi sehingga membentuk awan. Dengan bantuan angin awan-awan tersebut dapat bergerak kesana-kemari baik vertikal, horizontal dan diagonal.

Pergantian Musim

Indonesia terletak di sekitar khatulistiwa (23,5 LU - 23,5 LS) disebut daerah tropis, iklimnya disebut iklim tropis yaitu memiliki dua musim dengan kelembapan udara paling cocok untuk banyak jenis makhluk hidup. Wilayah yang jauh dari garis khatulistiwa memiliki musim lebih banyak. Benua Eropa, Amerika Utara, dan Selatan, dan Australia misalnya memiliki empat musim, yakni panas (summer), gugur (autumn), dingin (winter), dan semi (spring). Ini menimbulkan pertanyaan, apa yang menyebabkan wilayah di bumi pada waktu yang bersamaan memiliki musim berbeda tergantung lokasinya?

Banyak yang menduga bahwa musim-musim terjadi karena orbit Bumi mengelilingi Matahari yang berbentuk elips: saat posisi terjauh, maka Bumi dingin, dan sebaliknya. Contoh ekstremnya adalah planet Merkurius yang panas dan planet Pluto yang dingin. Atau kita akan merasakan hangat saat dekat dengan api unggun dan dingin saat jauh. Teori ini logis jika hanya menjelaskan hangat dan dingin, tapi tidak menjelaskan kenapa ada dua musim berbeda (misalnya bagian utara khatulistiwa musim dingin dan selatan musim panas) pada saat yang bersamaan?