Seputar Pengertian Awan Cumulonimbus
(Cb)
Awan ini adalah awan yang ditakuti oleh
penerbang. Karena paling sering membuat bencana. awan ini merupakan
satu-satunya awan yang dapat menghasilkan muatan listrik Tornado alias puting
beliung.
Awan Kumulonimbus (Cb) adalah sebuah awan vertikal menjulang (keluarga D2) yang sangat tinggi, padat, dan terlibat dalam badai petir dan cuaca dingin lainnya. Kumulonimbus berasal dari bahasa Latin, "cumulus" berarti terakumulasi dan "nimbus" berarti hujan. Awan ini terbentuk sebagai hasil dari ketidakstabilan atmosfer. Awan-awan ini dapat terbentuk sendiri, secara berkelompok, atau di sepanjang front dingin di garis squall. Awan ini menciptakan petir melalui jantung awan. Awan kumulonimbus terbentuk dari awan kumulus (terutama dari kumulus kongestus) dan dapat terbentuk lagi menjadi supersel, sebuah badai petir besar dengan keunikan tersendiri.
Awan
ini merupakan salah satu awan pembawa hujan. Para Ahli cuaca telah mempelajari
pembentukan jenis awan ini dan bagaimana ia menghasilkan hujan, es, serta
petir. Berikut ini adalah urutan-urutannya:
1. Proses
Awan Yang Dibawah Oleh Angin: Awan cumulonimbus terbentuk ketika angin membawa
beberapa awan kecil (awan cumulus) ke daerah tempat berkumpulnya awan-awan ini.
- Proses Penyatuan Awan-Awan Kecil: Proses ini ketikan Awan-Awan kecil Yang dibawah Oleh Angin Bersatu Dan menjadi awan yang lebih besar..
- Proses Penumpukan Awan: Ketika awan-awan kecil ini bersatu, dorongan ke atas pada bagian dalam awan yang semakin besar ini meningkat. Dorongan ke atas pada bagian tengah awan lebih kuat dibandingkan dengan pada bagian pinggir. Alhasil tubuh awan ini tumbuh semakin besar secara vertikal, sehingga seolah-olah awan ini ditumpuk-tumpuk. Pertumbuhan ke atas ini menjadikan tubuh awan mencapai daerah yang lebih dingin pada lapisan atmosfer atas. Di sanalah tetesan-tetesan air dan butiran es terbentuk dan mulai tumbuh semakin besar. Ketika butiran air dan es ini telah lebih besar dan berat dibandingkan dengan dorongan ke atas yang menyangga mereka, jatuhlah air dan es ini sebagai gerimis, hujan ataupun hujan es.
Secara Umum Awan Cumulonimbus terdiri dari tetes-tetes
air pada bagian bawah awan dan tetes-tetes salju atau kristal-kristal es pada
bagian atas awan. Terdapat updraft dan downdraft sehingga memungkinkan terjadi
sirkulasi. Gesekan partikel awan di dalamnya dapat menimbulkan muatan listrik.
Sehingga awan cumulonimbus dapat mengakibatkan timbulnya kilat (lightining) dan
guntur (thundestorm), hujan lebat, angin kencang, bahkan bisa menimbulkan hujan
es.
Para ahli cuaca mengetahui rincian pembentukan awan,
strukturnya dan cara kerjanya setelah melalui berbagai macam penelitian,
pengamatan menggunakan alat-alat canggih. Mereka baru bisa menceritakan proses
tersebut dengan bantuan alat-alat moderen seperti pesawat, satelit, komputer,
balon udara dan peralatan lainnya. Mereka harus mempelajari angin serta arah
pergerakannya. Mereka harus mengukur kelembaban udara dan variasinya serta
menentukan jenis dan keragaman tekanan udara.
Pembentukan Petir Pada Awan Kumulonimbus (Cb)
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.
Faktor dari awan cerah tidak
menghasilkan petir :
Suhu dan tekanan yang stabil.
Dari faktor suhu dan tekanan udara yang stabil
tersebut muatan positif dan muatan negatif rentetannya tidak rapat artinya
jarak antara muatan positif dan mutan negatif tidak rapat selalu ada jarak
sehingga memungkinkan sulit terjadi interaksi.
Antara ion dan partikel-partikel elektron yang
mengikatnya terjadi pelepasan tidak saling mengikat akibat dari suhu dan
tekanan terlalu tinggi sehingga tercapailah kestabilitas suhu dan tekanan.
Karena awan pada cuaca cerah itu merupakan awan yang
tidak tebal, akibat dari panas matahari sehingga membuat kristal es di awan itu
meleleh sehingga awan tersebut menjadi tipis, akibatnya tidak ada interaksi
atau gesekan dan getaran yang mengenainya.
Faktor cuaca cerah, suhu dan tekanan stabil, tidak ada
penguapan dan tidak ada hujan pokoknya dicuaca cerah suhunya mencapai
kesetimbangan termal yang stabil.
Faktor dari awan mendung
mengasilkan petir :
Suhu dan tekanan yang relatif tidak stabil.
Akibat suhu yang terlalu dingin terjadi penguapan air
dan pembekuan air menjadi kristal es, kristal es tersebut akibat angin
terjadilah interaksi saling bergesekan sehingga timbul muatan listrik.
Antara muatan listrik yang bermuatan positif dan
bermuatan negatif itu saling mengisi serta saling mengikat dan semakin banyak
sehingga kelebihan muatan akibat gesekan tersebut sehingga memungkinkan
terjadinya interaksi yang menimbulkan loncatan-loncatan partikel, akibat dari
loncatan partikel yang saling bertabrakkan itu terlalu besar maka terjadilah
suara ledakan yang besar (guntur) akibat dari tabrakan antar partikel bermuatan
listrik itu maka timbullah percikan-percikan api inilah yang disebut dengan
petir.
Pada cuaca mendung bagian bawah awan akan lebih
bermuatan negatif dibandingkan dengan bagian atas awan, karena kristal es yang
lebih berat akan berkumpul dibagian bawah awan dan lebih ringan akan berkumpul
diatas awan, karena perbedaan gaya gravitasi padanya. Karena muatan negatif
awan berada dibawah, sehingga permukaan bumi bermuatan lebih positif, karena
muatan negatif bumi ditolak oleh muatan negatif awan, karena pengaruh ini lah
yang menyebabkan interaksi antara medan magnetik bumi terhadap muatan listrik
diatmosfer, akibat energi yang diterimanya melalui interaksi tersebut terlalu
besar sehingga hilanglah kesetimbangan termalnya, maka terjadilah aliran
listrik yang disebabkan interaksi antara kutub positif dan kutub negatif.
Akibat ion dan partikel-partikel elektron itu saling
merapat dan cuaca yang tidak stabil memungkinkan terjadinya ketidak seimbangan
termal.
Sistem dan teknologi yang dapat
diterapkan pada pesawat terbang dalam menghadapi awan cumulonimbus.
Petir terjadi karena adanya perbedaan muatan listrik
di udara. Saat hal tersebut terjadi, benda-benda yang ada disekitarnya bisa
saja tersambar. Lalu bagaimana dengan pesawat terbang yang melintas di udara
saat terjadi petir?
Pesawat terbang sangat rentan tersambar petir, karena
jaraknya sangat dekat dengan muatan listrik yang ada di udara. Namun nyatanya
jarang sekali ada pesawat yang tersambar.
Pesawat terbang harus dilengkapi dengan teknologi
‘Static Discharge’. Bentuknya hanya berupa kawat atau lempengan plastik berisi
logam seperti buntut tikus yang ditempatkan di ujung-ujung sayap atau ekor
pesawat dan jumlahnya sekitar 12 sampai 16 buah.
Static Discharge berfungsi sebagai penangkal petir
pada pesawat, alat ini akan mengembalikan listrik ke udara saat pesawat
tersebut tersambar petir. Muatan listrik mengalir sepanjang alumunium menuju
permukaan yang lebih lancip yaitu di ujung-ujung sayap maupun ekor. Dengan
demikian muatan listrik tidak akan masuk ke dalam pesawat dan orang yang berada
di dalam pesawat tentu saja aman dari sambaran petir.
Selain sistem penangkal petir pada pesawat juga
harusnya dilengkapi sistem komunikasi dan radar yang responsif, terutama yang
dapat mendeteksi keberadaan awan Cumulonimbus (Cb). Komunikasi tersebut dapat berupa: ITC bisa mengomunikasikan
pilot bila ITC melihat awan cumulonimbus di radarnya atau pilot dan co-pilot
dapat mengomunikasikan ke ITC jika pilot dan co-pilot lebih dahulu melihat awan
cumulonimbus. Kemudian, pada badan pesawat terbang juga dapat dipasang bahan
penetral muatan listrik yang berasal dari awan cumulonimbus.
REFERENSI
Tidak ada komentar:
Posting Komentar