OSEANOGRAF FISIKA V

Perubahan Temperatur Adiabatik Kompresibilitas Perubahan Tekanan Suhu adiabatik

Energi Hilang Suhu menurun

Energi Bertambah Suhu Meningkat

P = 1 db

P = 1000 db

Catatan : energi panas tidak boleh hilang atau bertambah dari luar

Menurut Kelvin perubahan temperatur (δT) akibatperubahan tekanan (δp) :

Dimana

Ingat

Ada yang mau mencoba membuktikan pers. Di atas???

TJCp

T

p

.

~

p

T

zgp pJC

gT

z

T

pts

pts

,,

,,

1

Kenaikan suhu adiabatik

= t - t

9/22/2013 yuliantosuteja@gmail.com

Specific Heat of Sea Water

Bahang yang dibutuhkan untuk menaikkan 1 gr zatsebesar 1o C

Untuk gas atau fluida

Cp : pada tek konstan

Cv : pada vol. konstan

Cp Air laut tergantung dari

Tekanan

Salinitas

Temperatur

Air murni : Sp. heat ↓ bila temp. ↑ (-2oC – 30oC)

berlaku juga bagi air laut bila salinitas rendah dantemperatur rendah.

Cv dapat dicari dari Cp da

rasio Cp/Cv pada sal. 34.85 o/oo bervariasi antara1.004 pada 0oC dan 1.0207 pada 30oC

KJ

TCC pv

2

Total dari perubahan fluks bahang ke dalam atauke luar volume air: Heat Budget (perimbanganbahang)

Penting: Untuk mengerti iklim dunia variabilitas jangka pendek dan panjang

Peran Lautan: • 50% cahaya mthr diserap dan disimpan sementara pd

perm bumi (drtn & ltn)

• Sbgn bahang yg tersimpan di laut: dilepas ke atm(evaporasi + radiasi ifr. mrh)

• Selebihnya disebarkan oleh arus ke lintang tinggi

Secara global: fluks bahang balance (berimbang) kalau tdk laut mkn hangatatau dingin

Fluks Bahang lapisan permukaan >> lapisan dalam

Pentingnya Lautan dalam neracabahang: Lautan : Summer (Menyerap bahang)

Winter (Melepas Bahang)

• Cp laut >> Cp darat (5:1)

• Kontak atm lautan (100 m) >> daratan(< 1 m)

Efeknya Suhu di lautan lebih konstan : daratan

Komponen utama heat budget permukaan

QT = QSW + WLW + QS + QL + QV (Konservasi Bahang)

OCEAN

Sun

Qs

Konduksi QL

Insolation(Gain)

Net Infrared Radiation (Lost) Sensible Heat

Flux (Lost)

Latent Heat Flux (Lost)

Advection(Lost)

Insolation (QSW): Tinggi matahari di atas horizon, tergantung: lintang,

musim dan waktu pada siang hari (tidak ada malam hari) Lamanya waktu siang hari, tergantung: lintang dan musim Penampang melintang permukaan yang menyerap sinar

matahari, tergantung: ketinggian matahari di atas horizon Attenuasi, yg tgt:

panjang lintasan di atm, yg bervariasi sbg csc , = sdt mthr di atashorz

awan : absorp dan scatter molekul gas yg absorp pd kanal tertentu. H2O, O3 dan CO2: penting aerosol: absorp dan scatter debu: scatter

Pantulan dari permukaan, tgt sdt elevasi mthr dankekasaran muka laut

Yg plg dominan: sudut inklinasi dan keawanan.

Insolasi tahunan rata-rata berada pada kisaran: 30 W/m2 – 260 W/m2

Figure 5.8 a. Annual-mean insolation QSW through the sea surface during 1989 calculatedby the Satellite Data Analysis Center at the NASA Langley Research Center using data from the International Satellite Cloud Climatology Project. Units are W/m2, contourinterval is 10 W/m2. (Sumber Stewart, 2003)

Fluks Inframerah (QLW): Perm laut mengemisi bahang spt black body dgn

suhu air ~ 290 oK.

Puncak emisi ~ 10 m. Emisi REM pada inidiserap awan dan uap air pd bgn ttt dari spektrumdan pd bgn lain di teruskan jendela atm

Transmissi: 8 – 13 m tgt uap air

Absorpsi: 3.5 – 4.0 m, tgt konsentrasi CO2

Atm spt rumah kaca green house effect (bebas sr

mthr msk, sbgn emisi bumi terperangkap) ~ suhuperm bumi 33 oC lebih hangat bila dibandingkandengan tidak ada atm.

Gas : CO2, Uap air, methane dan O3

CO2 Increase green house Global Warming

Green House Gases CO2, H2O, O3, CH4

Net Fluks Infra merah tgtg: Kecerahan jendela atm. : ketebalan awan,

ketinggian awan dan kandungan uap air di atm

Suhu air

Penutupan es dan salju mengisolasi muka laut

uap air dan awan pengaruh >> variasi suhupermukaan bumi dalam menentukan radiasi balik. Dari kutub ke ekuator terdapat kenaikan radiasikembali ~ 42 %, tetapi pada jarak yg sama, uap air dapat mempengaruhi emisi radiasi bersih ~ 200 %,

Figure 5.8 b. Annual-mean infrared radiation QLW through the sea surface during 1989calculated by the Satellite Data Analysis Center at the NASA Langley Research Center using data from the International Satellite Cloud Climatology Project. Units are W/m2, contour interval is 10 W/m2. Annual mean of QLW : - 60 W/m2 till - 30 W/m2

Fluks Latent Heat (QL) tgtg: Kecepatan Angin

Kelembaban Udara

Ada tidaknya es

Fluks evaporasi tahunan rata-rata berkisar: - 130 W/m2 sampai - 10 W/m2

Figure. Annual-mean latent heat flux from the sea surface QL in W/m2 during 1989

calculated from data compiled by the Data Assimilation Office of NASA’S Goddard Space

Flight Center using reanalyzed output from the ECMWF numerical weather prediction model.

Contour interval is 10 W/m2.

Sensible Heat Flux (QS) tgtg: Kecepatan Angin

Perbedaan temperatur Udara dgn Air

Fluks Sensible Heat tahunan rata-rata berkisar: -42 W/m2 sampai - 2 W/m2

Fig. 5.10 a. Sensible heat fluxes are dominated by cold air blowing off continents.

Figure. Annual-mean upward sensible heat flux QS through the sea surface in W/m2

calculated by DaSilva, Young, and Levitus (1995) using the COADS data set from 1945 to

1989. Contour interval is 2 W/m2.

Max in Equator

Balance Insolantion

Small Flux

Why The Total Heat Flux isn't Balance?

Direct Method A. Gust Probe Measurement

Calculating fluxes of sensible and latent heat u & wcomponents of wind, humidity, and air temperature

Made by gust probes on low-flying aircraft or offshore platforms

Expensive cannot used for many days & Large Area (Per second /every meter)

to calibrate other methods of calculating fluxes

B. Radiometer Measurements of Radiative Fluxes

To make direct measurements of radiative fluxes

Wideband radiometers sensitive to radiation from 0.3 μm to 50 μm can measure incoming solar and infrared radiation with an accuracy of around 3% (well calibrated and maintained)

Other specialized incoming solar radiation, the downward infrared radiation, and the upward infrared radiation

Error salt spray and rime on the aperture, failure to keep the instrument horizontal, and variations in heat loss due to wind on the instrument

Indirect Method With Observing correlations between fluxes and

variables that can be measured globally

Global Data Sets for Fluxes Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set

Collected from observers on ships

Data Satellite

NOAA (GOES), Japan (GMS). the European Space Agency (METEOSATS), Nimbus-7, ADEOS, Quicksat, Topex/Poseidon

International Satellite Cloud Climatology Project

Global Precipitation Climatology Project

Reanalyzed Data From Numerical Weather Models

Data From Numerical Weather Models