KELEMBABAN UDARA

I.  PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

            Atmosfer merupakan campuran dari udara kering dan uap air. Kelembaban udara adalah tingkat kebasahan udara karena dalam udara air selalu terkandung dalam bentuk uap air. Kandungan uap air dalam udara hangat lebih banyak daripada kandungan uap air dalam udara dingin. Kalau udara banyak mengandung uap air didinginkan maka suhunya turun dan udara tidak dapat menahan lagi uap air sebanyak itu. Uap air berubah menjadi titik-titik air. Udara yan mengandung uap air sebanyak yang dapat dikandungnya disebut udara jenuh.

Kelembapan juga dapat didefinissikan sebagai  konsentrasi uap air di udara. Angka konsentasi ini dapat diekspresikan dalam kelembapan absolut, kelembapan spesifik atau kelembapan relatif. Alat untuk mengukur kelembapan disebut higrometer. Sebuah humidistat digunakan untuk mengatur tingkat kelembapan udara dalam sebuah bangunan dengan sebuah pengawalembap (dehumidifier). Dapat dianalogikan dengan sebuah termometer dan termostat untuk suhu udara. Perubahan tekanan sebagian uap air di udara berhubungan dengan perubahan suhu. Konsentrasi air di udara pada tingkat permukaan laut dapat mencapai 3% pada 30 °C (86 °F), dan tidak melebihi 0,5% pada 0 °C       (32 °F).

Kelembaban tinggi artinya ada banyak uap air di udara, dan kelembaban rendah berarti hanya sedikit uap air di udaraKelembaban udara dapat dinyatakan sebagai kelembaban absolut, kelembaban nisbi (relatif), maupun defisit tekanan uap air. Beberapa cara untuk menyatakan jumlah uap air yaitu :

1.      Tekanan uap adalah tekanan parsial dari uap air. Dalam fase gas maka uap air di dalam atmosfer seperti gas sempurna (ideal).

2.      Kelembaban mutlak yaitu massa air yang terkandung dalam satu satuan volume udara lengas.

3.      Nisbah percampuran (mixing ratio) yaitu nisbah massa uap air terhadap massa udara kering.

4.      Kelembaban spesifik didefinisikan sebagai massa uap air persatuan massa udara basah.

5.      Kelembaban nisbi (RH) ialah perbandingan nisbah percampuran dengan nilai jenuhnya dan dinyatakan dalam %.

6. Suhu virtual.

Besaran yang sering dipakai untuk menyatakan kelembaban udara adalah kelembaban nisbi yang diukur dengan psikrometer atau higrometer. Kelembaban nisbi berubah sesuai tempat dan waktu. Pada siang hari kelembaban nisbi berangsur – angsur turun kemudian pada sore hari sampai menjelang pagi bertambah besar.

B. Tujuan

            Untuk mengetahui prinsip penggunaan alat dan fungsi thermometer bola kering dan bola basah  secara detail dan benar sehingga kesalahan dalam penggunaan dapat diminimalisirkan seminim mungkin. dan untuk mengetahui jenis- jenis alat yang digunakan untuk mengukur kelembaban nisbi.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Kelembaban udara adalah tingkat kebasahan udara karena dalam udara air selalu terkandung dalam bentuk uap air. Kandungan uap air dalam udara hangat lebih banyak daripada kandungan uap air dalam udara dingin. Kalau udara banyak mengandung uap air didinginkan maka suhunya turun dan udara tidak dapat menahan lagi uap air sebanyak itu. Uap air berubah menjadi titik-titik air. Udara yan mengandung uap air sebanyak yang dapat dikandungnya disebut udara jenuh.

Kelembapan juga dapat didefinissikan sebagai  konsentrasi uap air di udara. Angka konsentasi ini dapat diekspresikan dalam kelembapan absolut, kelembapan spesifik atau kelembapan relatif. Alat untuk mengukur kelembapan disebut higrometer. Sebuah humidistat digunakan untuk mengatur tingkat kelembapan udara dalam sebuah bangunan dengan sebuah pengawalembap (dehumidifier). Dapat dianalogikan dengan sebuah termometer dan termostat untuk suhu udara. Perubahan tekanan sebagian uap air di udara berhubungan dengan perubahan suhu. Konsentrasi air di udara pada tingkat permukaan laut dapat mencapai 3% pada 30 °C (86 °F), dan tidak melebihi 0,5% pada 0 °C       (32 °F) (Salmin,2001 )

Macam-macam kelembaban udara sebagai berikut :  
1)   Kelembaban relatif / Nisbi yaitu perbandingan jumlah uap air di udara dengan yang terkandung di udara pada suhu yang sama, atau perbandingan kandungan (tekanan) uap air aktual dengan keadaan jenuhnya (g/kg). Kelembaban relatif dari suatu campuran udara-air didefinisikan sebagai rasio dari tekanan parsial uap air dalam campuran terhadap tekanan uap jenuh air pada temperatur tersebut. Kelembaban relatif menggunakan satuan persen dan ada beberapa cara menentukannya antar lain dengan mengunakan  kelembaban relatif campuran,  tekanan parsial uap air dalam campuran, dan tekanan uap jenuh air pada temperatur tersebut dalam campuran.

Kelembaban nisbi paling umum digunakan tetapi sering disalah mengerti, tidak menunjukkan jumlah uap air yang sebenarnya di udara, tergantung suhu udara. Udara yang panas memiliki kemampuan yang besar dalam menampung uap air dibandingkan udara yang dingin. Pada udara dingin air akan cenderung berbentuk cair bukan uap Massa udara lembab adalah total massa dari seluruh gas-gas atmosfer yang terkandung, termasuk uap air. Jika massa uap air tidak diikutkan maka disebut sebagai massa udara kering (dry air) Data klimatologi kelembaban nisbi (relatif) atau relative humidity (disingkat RH) dan dinyatakan dalam% (persen). Kelembaban diukur sebagai persen, relatif terhadap titik jenuh dimana udara tidak mampu lagi menampung tambahan uap air (i.e. 100% kelembaban).

Tingkat kelembaban bervariasi menurut suhu. Semakin hangat suhu udara, semakin banyak uap air yan dapat ditampung. Semakin rendah suhu udara, semakin sedikit jumlah uap air yang dapat ditampung. Jadi pada siang hari yang panas dapat menjadi lebih lembab dibandingkan dengan hari yang dingin.              ( Jamulya, 2001 )

Kemampuan udara untuk menampung uap air dipengaruhi oleh suhu. Jika udara jenuh uap air dinaikkan suhunya, maka udara tersebut menjadi tidak jenuh uap air. Sebaliknya, jika udara tidak jenuh uap air suhunya diturunkan dan kerapatan airnya dijaga konstan, maka udara tersebut akan mendekati kondisi jenuh uap air. Jadi ketika udara hangat naik dan mulai mendingin, lama kelamaan akan kehilangan kemampuan untuk menahan / menampung uap air. Pada kondisi tekanan/kerapatan uap air jenuh, maka udara tidak dapat lagi menampung tambahan uap air. Suhu pada saat udara mencapai kondisi jenuh uap air disebut suhu titik embun (dew-point temperature). Pada suhu titik embun terjadi saat ea=es atau RH 100%, bila suhu terus turun maka uap air akan berubah menjadi air  (disebut dengan kondensasi). ( Achmad Chaldun, 1995)

Udara dapat menampung sejumlah uap air tertentu sebelum terjadi kondensasi, di alam, pengembunan terjadi pada pagi hari sekitar saat terjadinya suhu udara minimum. Proses kondensasi ini juga terjadi di atmosfer yang tingggi (awan), yang kemudian kita alami sebagai terjadinya hujan (presipitasi). RH lebih rendah pada siang hari, lebih tinggi pada malam hari. Kapasitas udara untuk menampunguap air (es) semakin tinggi dengan naiknya  suhu udara, maka pada tekanan uap aktual (ea) yang relative sama antara siang dan malam, RH siang < malam. RH maks pengembunan pada tempat terbuka.       ( Irwan , 1994 )

Proses pengembunan terjadi bila udara bersentuhan dengan bidang/permukaan yang suhunya lebih rendah dari suhu titik embun. Variasi RH udara di Indonesia (tropika basah) tidak terlalu besar sepanjang tahun; RH > 60%, Daerah pantai RH tinggi, karena air banyak tersedia untuk diuapkan ke udara akibat suhu yang tinggi (ea tinggi). Daerah pegunungan RH tinggi karena suhunya rendah sehingga kapasitas udara untuk menampung uap air relatif kecil (es rendah). RH dipengaruhi suhu yang menentukan besarnya es dan ea, sedangkan ea ditentukan oleh ketersediaan air tempat tersebut serta energi untuk menguapkannya. RH umumnya tinggi pada pusat-pusat tekanan rendah, berkaitan dengan naiknya massa udara sebagai salah satu syarat pembentukan awan dan hujan. Jadi daerah ITCZ (Inter Tropical Convergence Zone) memiliki RH tinggi. Daerah tropis memiliki kelembaban yang lebih tinggi dibandingkan dengan daerah subtropics. RH umumnya rendah pada pusat-pusat tekanan tinggi, selain jarang hujan, juga karena massa udara yang turun membawa udara kering karena uap air sudah terkondensasi menjadi awan di tempat lain. Metode pertambahan panjang pada benda-benda higroskopis (=mudah menyerap air or uap air)

2. Metode pertambahan berat pada benda-benda higroskopis

3. Metode termodinamika

Alat pengukur kelembaban udara secara umum disebut higrometer, Kelembapan udara sebanding dengan selisih kedua termometer yang dapat dicari melalui tabel atau rumus. Alat pengukur kelembapan lain adalah sensor rambut. Prinsipnya bila udara lembab rambut bertambah panjang dan udara kering rambut menyusut. Perubahan panjang ini secara mekanis dapat ditransfer ke jarum penunjuk pada skala antara 0 sampai 100 %.  Sedangkan yang menggunakan prinsip metode termodinamika disebut dengan psikrometer.

Termohigrograf juga merupakan alat untuk mengukur kelembaban udara alat ini menggunakan prinsip dengan sensor rambut untuk mengukur kelembapan udara dan menggunakan bimetal untuk sensor suhu udara. Kedua sensor dihubungkan secara mekanis ke jarum penunjuk yang merupakan pena penulis di atas kertas pias yang berputar menurut waktu. Alat dapat mencatat suhu dan kelembapan setiap waktu secara otomatis pada pias. Melalui suatu koreksi dengan psikrometer kelembapan udara dari saat ke saat tertentu.

Psikrometer (termometer bola basah dan termometer bola kering) digunakan untuk mengukur kelembaban udara. Prinsip kerja yang digunakan psikrometer adalah didasarkan pada prinsip termodinamika, terutama tentang hubungan suhu dan tekanan jenuh udara. Pembacaan alat ini yaitu berdasarkan suhu yang ditunjukkan oleh bola basah dan bola kering, maka dapat diketahui selisih suhu antara bola kering terhadap bola basah. Pembasah termometer bola basah harus dijaga agar jangan sampai kotor. Gantilah kain pembasah bila kotor atau daya airnya telah berkurang. Dua minggu atau sebulan sekali perlu diganti, tergantung cepatnya kotor. Musim kemarau pembasah cepat sekali kotor oleh debu. Air pembasah harus bersih dan jernih. Pakailah air bebas ion atau aquades. Air banyak mengandung mineral akan mengakibatkan terjadinya endapan garam pada termometer bola basah dan mengganggu pengukuran. Waktu pembacaan terlebih dahulu bacalah termometer bola kering kemudian termometer bola basah. Suhu udara yang ditunjukkan termometer bola kering lebih mudah berubah daripada termometer bola basah. Semua alat pengukur kelembapan udara ditaruh dalam sangkar cuaca terlindung dari radiasi surya langsung atau radiasi bumi serta hujan.( Bayong Tjasyono, 1999)

Nilai selisih ini kemudian menghasilkan presentase kelembaban nisbi dengan bantuan tabel kelembaban atau mistar geser Relatif Humidity (RH). Jika semua syarat penggunaan terpenuhi, maka psikrometer mempunyai ketelitian yang tinggi sehingga alat ini lebih sering digunakan dibandingkan dengan higrometer maupun higrograf. Alat ini ditempatkan dalam sangkar meteorologi dalam kedudukan tegak. Salah satu bola termometernya terbuka dan disebut termometer bola kering dan yang lainnya bola termometer dibungkus dengan kain kasa. Ujung dari kain kain kasa ini dimasukkan ke dalam bejana yang diisi dengan air suling (aquadest).

2)   Kelembaban absolut / mutlak yaitu banyaknya uap air dalam gram pada 1 m³, atau kandungan uap air (dapat dinyatakan dengan massa uap air atau tekanannya) per satuan volume (kg/m3).

3) Kelembapan spesifik

Kelembapan spesifik adalah metode untuk mengukur jumlah uap air di udara dengan rasio terhadap uap air di udara kering. Kelembapan spesifik diekspresikan dalam rasio kilogram uap air, mw, per kilogram udara, ma .( Fiona Watt, 2004)

III.  PELAKSANAAN PRAKTIKUM

A.  Waktu dan Tempat

Praktikum ini dilaksanakan pada hari jum’at,  tanggal 27 mei 2011, pukul 17.00 wib – 18.00 wib, dan pada hari sabtu, tanggal 28 mei 2011, pukul 06.00 wib -12.00 wib di Agro Techno Park 1 daerah Gelumbang Sumatera Selatan.

B. Alat dan Bahan

            Adapun alat dan bahan yang digunakan adalah pengamatan kelembaban nisbi  adalah Psikrometer (termometer bola basah dan termometer bola kering), tabel pengamatan dan alat-alat tulis. 

C. Cara Kerja

1. Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan

2. Psikrometer (termometer bola basah dan termometer bola kering) dipasang sehari sebelum pengamatan dilakukan, hal ini dilkukan agar data yang diperoleh pada saat pengamatan dapat akurat.

3. Pengamatan dilakukan secara berkala, setelah pengamatan awal dilakukan pengamtan selanjutnya dilakukan setelah 30 menit pengamatan pertama. Dan dilakukan secara terus-menerus sampai batas waktu yang telah ditentukan.

4.   Catat hasil pengamatan pada lembar kerja !

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN`

A.  Hasil

Jam	Kelembaban Nisbi
	Suhu Bola Kering	Suhu Bola Basah
17.00	30,030 C	28,90 C
17.30	29,020 C	28,40 C
18.00	-	-
06.00	240 C	240 C
06.30	250 C	250 C
07.00	25,10 C	24,90 C
07.30	260 C	240 C
08.00	26,10 C	25,30 C
08.30	280 C	26,80 C
09.00	270 C	28,30 C
09.30	28,30 C	27,20 C
10.00	29,90 C	28,20 C
10.30	30,20 C	28,60 C
11.00	310 C	28,60 C
11.30	330 C	280 C
12.00	32,50 C	29,10 C

B. Pembahasan

Kami dari kelompok IV mengambil sampel pengamatan kelembaban nisbi pada pukul 06.00 wib, dan pukul 10.00 wib, dan diperoleh hasilnya sebagai berikut suhu bola kering pada pukul 06.00 wib sebesar 24, suhu bola kering 24, sedangkan pengamatan pada pukul 10.00 wib didapati suhu bola kering sebesar 29,9 dan suhu bola basah sebesar 28,2. Data-data yang lengkap dan akurat tersebut hanya bisa didapatkan dengan cara melakukan pengamatan langsung. Tentu saja dibantu dengan beberapa alat meteorologi yang mempunyai fungsi dan tugas tertentu. Dalam pelaksanaan pengambilan data dengan menggunakan alat khusus tentunya dibutuhkan suatu keahlian menggunakan alat agar data yang diambil lebih akurat dan valid. 

Alat yang digunakan dalam pengamatan kelembaban nisbi adalah psikrometer (termometer bola basah dan termometer bola kering). Prinsip kerja yang digunakan psikrometer adalah didasarkan pada prinsip termodinamika, terutama tentang hubungan suhu dan tekanan jenuh udara.

Pembacaan alat ini yaitu berdasarkan suhu yang ditunjukkan oleh bola basah dan bola kering, maka dapat diketahui selisih suhu antara bola kering terhadap bola basah. Nilai selisih ini kemudian menghasilkan presentase kelembaban nisbi dengan bantuan tabel kelembaban atau mistar geser Relatif Humidity (RH). Jika semua syarat penggunaan terpenuhi, maka psikrometer mempunyai ketelitian yang tinggi sehingga alat ini lebih sering digunakan dibandingkan dengan higrometer maupun higrograf. Alat ini ditempatkan dalam sangkar meteorologi dalam kedudukan tegak. Salah satu bola termometernya terbuka dan disebut termometer bola kering dan yang lainnya bola termometer dibungkus dengan kain kasa. Ujung dari kain kain kasa ini dimasukkan ke dalam bejana yang diisi dengan air suling (aquadest).

Pembasah termometer bola basah harus dijaga agar jangan sampai kotor. Gantilah kain pembasah bila kotor atau daya airnya telah berkurang. Dua minggu atau sebulan sekali perlu diganti, tergantung cepatnya kotor. Musim kemarau pembasah cepat sekali kotor oleh debu. Air pembasah harus bersih dan jernih. Pakailah air bebas ion atau aquades. Air banyak mengandung mineral akan mengakibatkan terjadinya endapan garam pada termometer bola basah dan mengganggu pengukuran.

Waktu pembacaan terlebih dahulu bacalah termometer bola kering kemudian termometer bola basah. Suhu udara yang ditunjukkan termometer bola kering lebih mudah berubah daripada termometer bola basah. Semua alat pengukur kelembapan udara ditaruh dalam sangkar cuaca terlindung dari radiasi surya langsung atau radiasi bumi serta hujan.

Kelembaban tinggi artinya ada banyak uap air di udara, dan kelembaban rendah berarti hanya sedikit uap air di udara. Kelembaban udara dapat dinyatakan sebagai kelembaban absolut, kelembaban nisbi (relatif), maupun defisit tekanan uap air.

RH lebih rendah pada siang hari, lebih tinggi pada malam hari. Kapasitas udara untuk menampunguap air (es) semakin tinggi dengan naiknya  suhu udara, maka pada tekanan uap aktual (ea) yang relative sama antara siang dan malam, RH siang < malam. RH maksimal pengembunan pada tempat terbuka.

Kandungan uap air dalam udara hangat lebih banyak daripada kandungan uap air dalam udara dingin. Kalau udara banyak mengandung uap air didinginkan maka suhunya turun dan udara tidak dapat menahan lagi uap air sebanyak itu. Uap air berubah menjadi titik-titik air. Udara yan mengandung uap air sebanyak yang dapat dikandungnya disebut udara jenuh.

Kemampuan udara untuk menampung uap air dipengaruhi oleh suhu. Jika udara jenuh uap air dinaikkan suhunya, maka udara tersebut menjadi tidak jenuh uap air. Sebaliknya, jika udara tidak jenuh uap air suhunya diturunkan dan kerapatan airnya dijaga konstan, maka udara tersebut akan mendekati kondisi jenuh uap air. Jadi ketika udara hangat naik dan mulai mendingin, lama kelamaan akan kehilangan kemampuan untuk menahan / menampung uap air. Pada kondisi tekanan/kerapatan uap air jenuh, maka udara tidak dapat lagi menampung tambahan uap air.

Tingkat kelembaban bervariasi menurut suhu. Semakin hangat suhu udara, semakin banyak uap air yan dapat ditampung. Semakin rendah suhu udara, semakin sedikit jumlah uap air yang dapat ditampung. Jadi pada siang hari yang panas dapat menjadi lebih lembab dibandingkan dengan hari yang dingin.   

Udara dapat menampung sejumlah uap air tertentu sebelum terjadi kondensasi, di alam, pengembunan terjadi pada pagi hari sekitar saat terjadinya suhu udara minimum. Udara yang panas memiliki kemampuan yang besar dalam menampung uap air dibandingkan udara yang dingin.

Kelembaban nisbi berubah sesuai tempat dan waktu. Pada siang hari kelembaban nisbi berangsur – angsur turun kemudian pada sore hari sampai menjelang pagi bertambah besar.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

            Berdasarkan pengamatan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa:

1. Kelembaban udara adalah tingkat kebasahan udara karena dalam udara air selalu terkandung dalam bentuk uap air.

2.  Pengamatan kelembaban nisbi pada pukul 06.00 wib, dan pukul 10.00 wib, dan diperoleh hasilnya sebagai berikut suhu bola kering pada pukul 06.00 wib sebesar 24, suhu bola kering 24, sedangkan pengamatan pada pukul 10.00 wib didapati suhu bola kering sebesar 29,9 dan suhu bola basah sebesar 28,2.

3. Alat yang digunakan dalam pengamatan kelembaban nisbi adalah psikrometer (termometer bola basah dan termometer bola kering).

4. Prinsip kerja yang digunakan psikrometer adalah didasarkan pada prinsip termodinamika, terutama tentang hubungan suhu dan tekanan jenuh udara.

5. Pembasah termometer bola basah harus dijaga agar jangan sampai kotor. Gantilah kain pembasah bila kotor atau daya airnya telah berkurang.

B. Saran

            Dalam pelaksanaan pengambilan data dengan menggunakan alat khusus tentunya dibutuhkan suatu keahlian menggunakan alat agar data yang diambil lebih akurat dan valid. Dan waktu pembacaan terlebih dahulu bacalah termometer bola kering kemudian termometer bola basah.

DAFTAR PUSTAKA

Achmad Chaldun. 1995. Klimatologi umum.Surabaya : Karya Swajaya

Bayung Tjasyono. 1999. Geografi. Bandung : Institut Teknologi Bandung

Fiona Watt. 2004. Geologi dan Perubahan. Jakarta : Ghalia Indonesia

Irwan .1994. Bumi dan Permukaanya. Jakarta : Tira Pustaka

Jamulya. 2001.Geologi dan Perubahan. Jakarta : Tira Pustaka

Saimin. 2001. Pengantar Geografi Dan Perubahan. Bandung : Pakar Raya

IBRAHIM WAHID

AKTIVIS KAMMI AL-QUDS UNSRI