SISTEM ATMOSFERA

SISTEM ATMOSFERA

: SISTEM ATMOSFERA

TAJUK 1 : Struktur dan Kandungan Atmosfera

Atmosfera merupakan satu zon lapisan yang menyelubungi bumi serta terdiri daripada struktur tertentu. Atmosfera memainkan peranan yang penting kepada hidupan di bumi kerana di sinilah wujudnya gas seperti oksigen yang menampung kehidupan organisma biotik di bumi. Atmosfera juga bertindak sebagai penghalang kepada sinaran ultra ungu yang berbahaya kepada hidupan. Di samping itu, sebahagian daripada proses kitaran hidrologi turut berlaku di atmosfera, antaranya pembentukan hujan dan kerpasan, sejatan dan sejat peluhan. Selain itu, atmosfera juga mengandungi 78% nitrogen, argon 0.9%, CO2 0.03% dan gas-gas lain seperti neon, helium, kripton, ozon, radon dan lain-lain lagi 0.003%. Gas-gas ini dianggap sebagai sumber kerana ia mempunyai kepentingan dan kegunaan tersendiri. Nitrogen melalui proses edaran nitrogen membekalkan nutrien nitrat untuk pertumbuhan tumbuhan dan haiwan. Oksigen penting untuk kesemua hidupan di bumi untuk proses pernafasan. Karbon dioksida penting untuk tumbuhan menjalankan proses fotosintesis. Wap air di atmosfera membolehkan proses pemeluwapan yang membawa hujan dan air hujan adalah penting untuk kehidupan di bumi ini. Sebagai sumber untuk kegiatan industri seperti gas argon untuk tiub radio, industri memateri dan gas mentol. Gas nitrogen, oksigen dan karbon dioksida juga digunakan dalam pelbagai jenis industri. Selain itu gas-gas ini juga bertindak sebagai pengimbang kepada bajet haba dunia. Banyak cahaya ultra ungu dipantul semula atau diserap oleh atmosfera bumi. Melalui proses penapisan ini hanya lebih kurang 47% bahangan solar diterima daripada matahari supaya bumi tidak menjadi terlalu panas untuk kehidupan tumbuhan, haiwan dan manusia. Karbon dioksida, wap air dan awan menyerap gelombang panjang bumi untuk memanaskan lapisan atmosfera supaya bumi tidak menjadi terlalu sejuk. Keadaan yang terlalu sejuk tidak membolehkan kehidupan di bumi ini hidup.

Contoh Soalan Kandungan Atmosfera

1. Jelaskan secara ringkas kandungan atmosfera. [5 markah]

Kandungan atmosfera ialah gas-gas tetap (seperti oksigen, karbon dioksida, nitrogen dan hidrogen), gas-gas inaktif (seperti argon, neon, kripton dan helium), wap air, debu dan bakteria.

Struktur Atmosfera

1. Atmosfera bumi mempunyai struktur dan lapisan yang berbeza mengikut ketinggian.

2. Struktur ini sukar untuk dikira secara tepat memandangkan tiada satu garis pemisah di antara satu struktur dengan struktur yang lain.

3. Ahli kaji iklim beranggapan bahawa perbezaan struktur atmosfera ini adalah berdasarkan kepada perbezaan suhu.

4. Selain itu, struktur atmosfera bumi dengan angkasa lepas juga tidak dapat dihitung dengan tepat. Sempadan yang dilakar setakat ini hanyalah berdasarkan kepada tarikan bumi bersamaan dengan daya empar putaran bumi (daya yang dipengaruhi putaran bumi).

5. Terdapat empat struktur atmosfera bumi yang utama dari lapisan yang paling rendah ke lapisan yang paling tinggi, iaitu Troposfera, Stratosfera, Mesosfera dan Termosfera.

Troposfera

1. Troposfera merupakan lapisan yang terendah, iaitu antara 8 – 14 km. Lapisan ini menjadi zon pembentukan unsur cuaca seperti hujan, suhu, kelembapan dan sebagainya.

2. Perbezaan unsur cuaca menghasilkan iklim yang berbeza dari satu kawasan ke kawasan yang lain.

3. Struktur troposfera berbeza-beza mengikut musim, misalnya di kawasan beriklim sederhana, pada musim sejuk, lapisan troposfera adalah adalah lebih nipis berbanding lapisannya pada musim panas. Lapisan paling atas troposfera dikenali sebagai Tropopous.

4. Di lapisan troposfera, pengurangan suhu secara umum menurut tinggi pada kadar min kira-kira 1oC bagi setiap 650 meter.

5. Di lapisan tropopous, terdapat satu keadaan yang dipanggil sebagai isoterma, di mana suhunya tidak banyak berubah mengikut tinggi.

6. Ciri lapisan Troposfera ialah:

a) Halaju angin semakin tinggi mengikut ketinggian

b) Kelembapan semakin berkurangan mengikut ketinggian (menghampiri sempadan tropopous)

c) Lapisan troposfera adalah nipis dan mengandungi 80% jisim atmosfera.

Stratosfera

1. Lapisan stratosfera terletak di atas troposfera. Ketinggiannya dari lapisan troposfera ialah lebih kurang 96 km.

2. Suhu di lapisan ini tidak banyak berubah dengan pertambahan ketinggian. Namun begitu, pada ketinggian melebihi 20 km, keadaan menjadi bertambah panas.

3. lapisan di sini merupakan zon di mana bahangan matahari diserap oleh ozon. Lapisan yang memisahkan lapisan stratosfera dan mesosfera ialah satu lapisan nipis dipanggil stratopos.

4. Ciri lapisan stratosfera ialah :

a) Tanpa turbulen angin, kawasan di lapisan ini adalah stabil. Kawasan stabil menjadi laluan kapal terbang.

b) Pada paras 10 km ke 20 km, tiada perubahan suhu. Ia dipanggil lapisan isoterma dan selepas ini, suhu meningkat mengikut ketinggian.

Mesosfera

1. Lapisan yang terdapat di atas stratosfera ialah mesosfera. Lapisan ini terletak pada ketinggian 50 hingga 80 km.

2. Lapisan ini dipisahkan dengan satu lapisan nipis di atasnya yang dipanggil mesopaus.

3. Ciri lapisan mesosfera ialah :

a) Tekanan udara yang rendah disebabkan udara semakin menipis.

b) Suhu semakin menurun mengikut ketinggian. Sejuk yang terlampau sejuk ini menggalakkan pembentukan awan sejuk yang dipanggil noctilucent.

Ionsfera/Termosfera

1. Lapisan ini terletak di atas mesosfera iaitu antara 80 km hingga 10 km.. Komposisi molekul udaranya adalah dalam bentuk atom.

2. Suhunya semakin meningkat mengikut ketinggian tetapi tekanan udaranya sangat rendah.

3. Ketebalan dan ketumpatan lapisan ini sentiasa berubah.

4. Lapisan ini terdiri daripada ion-ion gas dan elektron-elektron yang bergerak bebas. Keadaan ini penting untuk perkembangan telekomunikasi kerana pantulan gelombang radio dapat berlaku di sini.

5. Terdapat empat bentuk atom, iaitu :

a) Molekul nitrogen

b) Molekul oksigen

c) Molekul helium

d) Atom hidrogen

SINARAN SURIA

Matahari yang terdiri daripada 70% hidrogen, 28% helium dan 2% unsur-unsur lain menghasilkan tenaga haba melalui proses pelakuran, (pelakuran ialah proses yang berlaku semasa hidrogen bertukar menjadi helium). Tenaga yang berasal dari bahagian teras matahari yang begitu panas (16×106oK) sampai ke permukaan matahari melalui bahangan dan perolakan hidrogen. Suhu permukaan matahari adalah lebih kurang 6000oC (11000oF) membebaskan tenaga yang banyak ke semua arah. Walaupun jarak matahari dan bumi adalah jauh iaitu lebih kurang 149 600 000 km (93 000 000 batu), matahari mampu memancarkan cahayanya dengan berkesan. Tenaga matahari dipancarkan dalam bentuk gelombang elektromagnet dengan kelajuan 300 000 km (186 000 batu) sesaat dan mengambil masa 9.33 (8.31) minit untuk sampai ke permukaan bumi. Jumlah tenaga haba yang yang diterima di atmosfera bumi ialah 2.0 cal/cm2/minit, dan ini dikenali sebagai malar suria. (Kalori merupakan jumlah haba yang digunakan untuk memanaskan 1 gm air daripada 14.5oC kepada 15.5oC.) Tenaga bergerak dari matahari ke permukaan bumi dalam bentuk gelombang sinaran dan boleh dipindahkan melalui vakum dan sekiranya pemindahan tenaga tersebut berlaku melalui sesuatu bahan yang lutsinar, bahan itu sendiri tidak menjadi panas atau menerima sebarang kesan. Cekak cahaya suria (solar beam) bergerak keluar dari matahari dalam arah yang lurus dan hanya sebahagian kecil sahaja daripada sinaran tersebut sampai ke permukaan bumi. Gelombang sinaran matahari tidak banyak hilang semasa pergerakannya melalui angkasa. Walau bagaimanapun, memandangkan tenaga yang dipancarkan daripada satu badan yang berbentuk bulat, intensiti bagi setiap unit kawasan semakin berkurangan dengan bertambahnya jarak dari matahari. Tenaga suria yang sampai ke bumi dan atmosfera dikenali sebagai insolasi. Walaupun jumlah output suria yang diterima oleh bumi adalah begitu kecil jika dibandingkan dengan jumlah output matahari secara keseluruhannya, ia merupakan jumlah yang begitu penting bagi permukaan bumi. Tenaga suria yang diterima oleh bumi dalam satu saat adalah lebih kurang sama dengan jumlah tenaga elektrik yang dijana di seluruh bumi selama satu minggu. Gelombang elektromagnet dari matahari terdiri daripada 8% sinaran ultra ungu, sinaran X dan sinaran gamma, 47 % cahaya yang boleh dilihat (cahaya tampak atau invisible light) dan 45% gelombang infra-merah. Gelombang cahaya matahari juga dapat dibahagikan kepada gelombang pendek dan gelombang panjang. Panjang pendek sesuatu gelombang itu ditentukan dengan mengukur jarak antara dua puncak gelombang yang berturut-turut. Hukum fizik yang penting berkaitan dengan badan yang memancarkan tenaga dalam bentuk gelombang mempunyai kaitan dengan suhu badan tersebut. Suatu badan yang mempunyai suhu permukaan yang tinggi akan memancarkan tenaga dalam bentuk gelombang yang lebih pendek jika dibandingkan dengan badan yang mempunyai suhu permukaan yang lebih sejuk. Dua hukum asas yang perlu diketahui untuk memahami sifat-sifat utama aliran insolasi ialah Hukum Stefan-Boltzman dan Hukum Sesaran Wien. Hukum Stefan-Boltzman menyatakan jumlah atau intensiti insolasi yang dipancarkan oleh sesuatu badan adalah berkadar dengan kuasa empat suhu mutlak badan yang memancarkannya. Hukum tersebut dapat dinyatakan melalui persamaan berikut :

I = dT4

di mana;

I : intensiti bahangan yang dipancarkan

d : pemalar Stefan-Boltzman = 5.57 × 10-8 Wm-2K-4 dan K= darjah mutlak atau darjah Kelvin = oC + 273.16

T : suhu mutlak badan yang memancarkan tenaga

Berdasarkan suhu yang dinyatakan di atas, boleh dijangkakan bahawa tenaga yang dipancarkan oleh matahari jauh lebih banyak daripada tenaga yang dipancarkan oleh bumi. Hukum Sesaran Wien menyatakan bahawa panjang gelombang bagi pancaran yang maksimum adalah berkadar songsang dengan suhu mutlak badan yang memancarkannya. Ini dapat dinyatakan melalui persamaan seperti berikut :

1m = w/T

di mana;

1m : pancaran maksimum

w : pemalar Wien = 2.897 mikrometer

T : suhu mutlak badan yang memancarkan tenaga

Contoh Soalan Sinaran Suria.

1. Apakah sinaran suria ? [5 markah]

Sinaran suria merupakan sinaran yang dihasilkan oleh matahari. Ia memancar ke bumi melalui gelombang-gelombang pendek yang terdiri daripada pancaran X, pancaran gama, ultra ungu serta pancaran yang dapat dilihat (visible light). Hanya sebahagian sinaran matahari sahaja yang sampaike permukaan bumi kerana sebahagian dipantulkan balik dan sebahagian lagi diserap oleh partikel atmosfera.

SINARAN BUMI (Radiasi terestrial)

Sinaran bumi atau bahangan bumi wujud akibat daripada bahangan matahari yang sampai ke permukaan bumi dalam bentuk gelombang elektromagnet. Permukaan bumi yang yang telah dipanaskan akan mengeluarkan bahang yang dipanggil sinaran bumi. Walaupun atmosfera hampir lut sinar terhadap gelombang pendek matahari, ia dapat menyerap bahangan bumi dengan mudahnya. Penyerap utama bahang bumi ialah wap air yang menyerap bahang yang mempunyai gelombang panjang di antara 5.3 mikron hingga 7.7 mikron dan juga melebihi 20 mikron. Jumlah sinaran atau bahang bumi bergantung kepada jenis permukaan bumi. Permukaan bumi yang gondol dan tidak berair akan mengeluarkan bahang yang lebih besar berbanding dengan hutan dan kawasan laut. Permukaan berbatu dan berpasir memantul sebahagian besar sinaran matahari. Penyerapan oleh permukaan tersebut agak minimum. Jadi bahang yang dikeluarkan lebih banyak. Kehilangan bahang bumi juga lazimnya berlaku secara maksimum semasa langit cerah. Kadarnya berbeza bergantung kepada litupan awan dan kandungan wap air semasa yang terdapat dalam atmosfera. Suhu purata permukaan bumi adalah lebih kurang 288oK (15oC). Atmosfera meresap banyak radiasi gelombang panjang dan kadar resapan bergantung kepada kandungan gas-gas atmosfera dan gas-gas rumah hijau di atmosfera seperti metana, nitrus oksida, ozon, oksigen, karbon dioksida dan wap air.

BAJET HABA BUMI

Bajet haba menerangkan berapa banyak tenaga diserap oleh bumi dari matahari dan berapa banyak haba dibahang keluar oleh bumi. Jika bumi meresap lebih banyak haba, bumi akan menjadi terlalu panas dan jika permukaan bumi mengeluarkan haba yang berlebihan, permukaan bumi akan menjadi semakin sejuk. Bajet haba adalah satu pengiraan purata untuk satu jangka masa yang panjang. Bajet haba ini tidak seimbang pada :

1. jangka masa yang singkat seperti dalam beberapa jam atau beberapa hari

2. latitud berlainan, iaitu kawasan khatulistiwa akan menerima lebih banyak haba daripada latitud yang lain.

Resapan gelombang pendek matahari akan menaikkan suhu permukaan bumi dan pengeluaran haba gelombang panjang bumi merendahkan suhu bumi. Terdapat satu titik keseimbangangan di mana penerimaan dan pengeluaran haba bumi mencapai satu titik e yang sesuai untuk membolehkan hidupan hidup di bumi.

Contoh Soalan Bajet Haba

1. (a) Apakah yang dimaksudkan dengan bajet haba? [5 markah] STPM 2002 No 2(a)

Maksud bajet adalah jumlah haba yang diterima oleh permukaan bumi daripada bahangan matahari berbanding dengan jumlah haba yang dikeluarkan semula oleh bahangan bumi. Dalam keadaan semula jadi bahangan matahari dalam bentuk gelombang pendek yang diterima oleh permukaan bumi adalah seimbang dengan bahangan bumi yang dibebaskan semula ke angkasa dalam bentuk gelombang panjang. Namun begitu bajet haba ini boleh menjadi tidak seimbang apabila berlakunya perubahan di dalam sistem atmosfera bumi.

Menurut Barry dan Chorley (1977), bajet haba ialah cara-cara nilai sinaran matahari itu digunakan. Tidak semua jumlah tenaga sinaran matahari itu digunakan. Tidak semua jumlah tenaga sinaran matahari yang memasuki sistem atmosfera bumi akan tiba ke permukaan bumi. Ada yang akan diserap, diserak dan dipantul oleh pelbagai juzuk dan unsur dalam atmosfera tersebut. Begitu juga dengan sinaran bumi, bukan kesemuanya akan terlepas ke angkasa ia juga akan melalui proses yang sama dengan sinaran matahari. Ada yang akan diserap, diserak dan dibalikkan semula ke bumi. Apabila dibandingkan antara sinaran matahari yang masuk dengan sinaranbumi yang keluar maka wujudlah bajet haba. Oleh itu, bajet haba merujuk kepada keseimbangan yang berlaku antara jumlah bahangan matahari yang masuk ke sistem bumi-atmosfera dengan jumlah bahangan bumi yang dibebaskan semula ke angkasa.

(b) Dengan bantuan gambar rajah, huraikan bagaimana berlakunya bajet haba.

[10 markah] STPM 2002 No 2(b)

Jika kita mengandaikan bahangan matahari yang memasuki ruang atmosfera-bumi ialah sebanyak 100 unit maka bajet haba boleh ditunjukkan seperti berikut; yang diserap di stratofera oleh ozon (4 unit), diserap di troposfera oleh karbon dioksida (1 unit), wap air (13 unit), habuk (3 unit) dan bintik-bintik air dalam awan (3 unit). Seterusnya yang dibalikkan oleh awan (23 unit), dibalikkan oleh permukaan (4 unit) dan diserakkan oleh atmosfera (4 unit). Jumlah bahang matahari yang oleh albedo planet (0.31 unit). Maka selebihnya 45 unit akan sampai ke bumi sama ada secara langsung (24 unit) atau sebagai bahangan yang telah terganggu (21 unit).

Keterangan rajah

1. Sesetengah bahangan boleh sampai terus ke permukaan bumi tanpa halangan seperti di kawasan ozon yang sudah bocor atau di kawasan litupan awannya adalah nipis.

2. Sebahagian besar bahangan matahari akan mengalami penyerapan, pembalikan, penyerakan dan pantulan oleh lapisan ozon, unsur-unsur yang ada di dalam atmosfera seperti pelbagai gas dan bahan pencemar sebelum ianya tiba ke permukaan bumi. Oleh itu bahangan yang diterima adalah tidak sepenuhnya.

3. Tidak semua bahangan matahari yang diterima oleh bumi pada siangnya akan digunakan oleh semua elemen di bumi. Ada yang diguna seperti oleh tumbuhan, ada yang disimpan sebagai haba pendam seperti oleh bangunan konkrit dan bitumen dan ada yang dibebaskan terus. Namun begitu sebahagian besar bahangan matahari tadi akan dibebaskan semula ke angkasa pada waktu malam. Bahangan yang dibebaskan oleh bumi ini dinamakan sebagai bahangan bumi. Seperti mana penerimaan, pembebasan bahangan ini juga akan berlaku secara terus ke angkasa terutama di kawasan litupan awan nipis seperti di gurun panas dan ada yang akan mengalami penyerapan, pembalikan, penyerakan dan pantulan semula ke bumi oleh elemen-elemen yang ada di dalam atmosfera seperti bahan-bahan pencemar dan sebagainya.

4. Namun begitu pada akhirnya jumlah bahangan matahari yang diterima oleh bumi adalah sama banyaknya dengan bahangan bumi yang dibebaskan semula ke angkasa. Fenomena ini dinamakan sebagai imbangan haba.

(c) Jelaskan fenomena yang menyebabkan berlakunya ketidakseimbangan bajet haba. 

[10 markah] STPM 2002 No 2(c)

Ketidakseimbangan bajet haba boleh berpunca akibat tebal atau nipisnya litupan awan di sesuatu kawasan. Ini kerana awan boleh menyekat, menyerak, membalik dan memantul semula bahangan matahari.

Fenomena penipisan lapisan ozon atau kebocoran ozon oleh aktiviti manusia. Lapisan ozon akan membantu menghalang kemasukan sinaran ultra ungu (sinar lembayung) ke permukaan bumi. Kemasukan sinar ulta ungu akan turut meningkatkan suhu atmosfera bumi.

Fenomena kesan rumah hijau juga akan menyebabkan ketidakseimbangan bajet haba. Gas-gas rumah hijau seperti karbon dioksida dan karbon monoksida yang boleh menyerap dan menyimpan haba dan juga menghalang pembalikan bahangan bumi ke angkasa.

Fenomena jerebu pula boleh mengurangkan penerimaan bahangan matahari kerana komponen-komponen jerebu seperti PM10 boleh bertindak menyerakkan bahangan matahari. Partikel-partikel terampai akan menyerakkan bahangan matahari secara mendatar apabila bahangan tersebut dipancarkan kepadanya. Darjah serakan bergantung kepada saiz partikel yang terlibat berbanding dengan jarak gelombang bahangan suria. Jika partikel lebih kecil berbanding dengan jarak gelombang akan menyebabkan serakan Rayleigh. Sekiranya saiz partikel sama besar dengan jarak gelombang akan menyebabkan serakan Mie. Serakan ini banyak dilakukan oleh partikulat di dalam jerebu seperti debu, habuk terampai dan lain-lain bahan pencemar udara. Misalnya kes jerebu yang melanda negara pada tahun 1997 pernah menyebabkan langit di Kuala Lumpur berwarna kekuningan pada waktu tengah hari. Manakala letusan gunung berapi Pinatubo di Filipina yang memuntahkan debu hingga beberapa kilometer tinginya telah menyebabkan serakan mie sehingga langit sekitarnya berwarna kemerahan.

Albedo bumi juga akan mempengaruhi ketidakseimbangan bajet haba. Albedo bumi adalah pembalikan sinaran suria oleh permukaan bumi yang bergantung kepada gelap atau cerah permukan bumi. Permukaan bumi yang lebih gelap akan menyerap haba yang lebih banyak manakala permukaan bumi yang cerah seperti kawasan litupan salji akan membalikkan sinaran suria dengan lebih banyak. Tidak semua sinaran suria yang tiba di permukaan bumi akan diserap dan digunakan oleh hidupan, sebahagian daripada sinaran tersebut akan dipantulkan pula oleh permukaan bumi secara langsung. Oleh itu, albedo sebenarnya ialah nisbah antara cahaya yang dipantulkan dengan cahaya yang diterima oleh permukaan bumi. Nilai albedo berbeza-beza antara tempat-tempat yang berlainan bergantung kepada sifat-sifat permukaan bumi tersebut. 

TABURAN SUHU SECARA MENDATAR

Taburan suhu secara mendatar boleh ditunjukkan dengan menggunakan peta garisan sesuhu (isoterma). Pada peta ini, garisan dilukis bagi menyambungkan kawasan yang mempunyai purata suhu bulanan atau tahunan yang sama. Bagi mengelakkan kekeliruan seperti garisan sebuah gunung atau lurah, garis sesuhu hanya didasarkan kepada daratan yang tidak mempunyai tanah tinggi, iaitu ia merupakan suatu purata yang terdapat pada aras laut. Garis sesuhu secara mendatar lazimnya memanjang dari barat ke timur hampir selari dengan garis lintang. Keadaan ini disebabkan kawasan yang terdapat di garisan lintang yang serupa menerima jumlah tenaga matahari yang seragam melainkan dengan perbezaan ketelusan atmosfera yang dikaitkan dengan litupan awan. Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi taburan suhu secara mendatar. Antaranya garis lintang. Garis lintang yang rendah sentiasa lebih panas dari garis lintang tinggi kerana matahari sentiasa berada tegak di atas kepala. Lapisan atmosfera juga lebih nipis di garisan khatulistiwa. Arus lautan pula mempengaruhi kawasan yang berdekatan dengan laut. Angin yang bertiup di atas arus panas menjadi lembap dan menghasilkan hujan lebat. Keadaan ini tidak berlaku di kawasan arus sejuk. Litupan awan juga akan mempengaruhi taburan suhu secara mendatar. Litupan awan di bahagian khatulistiwa adalah sangat tebal. Keadaan ini menghasilkan suhu yang rendah pada siang hari disebabkan pembalikan bahangan haba bumi. Di kawasan gurun, keadaan ini berlaku sebaliknya dengan waktu siangnya panas terik manakala waktu malamnya adalah dingin. Faktor ketinggian juga sangat penting mempengaruhi taburan suhu. Semakin tinggi sesuatu kawasan, maka semakin sejuk suhunya. Dianggarkan suhu berkurangan dengan kadar 1oC bagi setiap 165 meter ketinggian. Sifat kebenuaan juga menjadi faktor sesuatu kawasan itu berbeza dengan kawasan pinggir pantai. Kawasan daratan menyerap dan memancarkan haba lebih cepat daripada lautan. Bezantara suhu tahunan dan harian adalah lebih besar di kawasan daratan. 

Contoh Soalan Taburan suhu secara mendatar

1. Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi taburan suhu secara mendatar yang tidak seragam di permukaan bumi. [12 markah] STPM 1999 No 4(a)

Faktor-faktor yang mempengaruhi taburan suhu secara mendatar yang tidak seragam di permukaan bumi ialah

1) Bentuk muka bumi – ketinggian, laut dan tasik

2) Litupan permukaan bumi – tumbuhan, bangunan, awan dan salji

3) Kandungan tanah dan warna tanah yang berbeza-beza menghasilkan pemanasan yang berbeza-beza – suhu berbeza-beza.

4) Nilai albedo permukaan bumi yang berbeza-beza

5) Kandungan lembapan tanah yang berbeza-beza

6) Jangka masa dan sudut pancaran matahari yang berbeza mengikut garis lintang

7) Aspek – cerun yang menghadap matahari dengan cerun yang terlindung

8) Angin-angin sejuk seperti mistral merendahkan suhu, angin panas seperti Chinook dan Fohn – meningkatkan suhu

9) Arus lautan – pergerakan arus lautan panas dapat menaikkan suhu dan arus sejuk menurunkan suhu

2. Huraikan bagaimana perbezaan taburan suhu secara mendatar mempengaruhi edaran umum atmosfera. [13 markah] STPM 1999 No 4(b)

Konsep edaran umum atmosfera adalah proses pergerakan udara di atmosfera bumi untuk mengimbangkan perbezaan tekanan udara. Pergerakan udara bermula dengan perbezaan suhu di antara dua tempat yang berbeza di permukaan bumi. Kawasan yang lebih panas akan menjadikan udara lebih kurang tumpat dan bergerak ke atas. Keadaan ini akan menjadikan kawasan tersebut mengalami tekanan rendah berbanding dengan kawasan lain. Perbezaan tekanan udara ini akan menyebabkan penyerbuan udara dari kawasan lain yang bertekanan tinggi. Pergerakan udara inilah yang menjadi asas kepada edaran umum atmosfera.

Kawasan garis lintang rendah di permukaan bumi yang menerima pancaran matahari yang lebih banyak akan meningkatkan suhu udara berbanding kawasan garis lintang tinggi. Dengan ini kawasan garis lintang rendah seperti kawasan tropika akan mengalami tekanan udara rendah yang dikenali sebagai doldrum. Udara dari kawasan garis lintang tinggi seperti di kawasan sederhana dan kutub akan bergerak keluar menuju ke kawasan tropika.

Secara umumnya dapat diringkaskan seperti berikut;

1. Ketidakseimbangan bahangan bersih yang diterima di antara garis lintang dunia menyebabkan perbezaan taburan suhu.

2. Perbezaan suhu menyebabkan perbezaan kecerunan tekanan.

3. Perbezaan tekanan udara mewujudkan sel tekanan.

4. Kewujudan kecerunan tekanan antara sel menyebabkan pergerakan udara.

5. Perubahan kedudukan matahari mengikut musim akan menghasilkan perubahan edaran angin yang dikenali sebagai edaran umum atmosfera.

3. Mengapakah taburan suhu secara mendatar tidak sekata di permukaan bumi ? [10 markah]

- Litupan awan. Kawasan tropika lembap banyak awan menyebabkan suhu lebih rendah. Kawasan gurun mempunyai sedikit awan menyebabkan suhu lebih tinggi.

- Kebenuaan. Kawasan yang jauh dari pinggir pantai akan mengalami suhu yang tinggi pada musim panas dan suhu yang lebih rendah pada musim sejuk berbanding pinggir pantai.

- Pengaruh arus laut. Pantai yang dilanggar arus laut panas, suhunya lebih tinggi berbanding pantai yang dilanggar arus laut sejuk. Arus laut akan menyederhanakan suhu iaitu rendah pada musim panas dan tinggi pada musim sejuk.

- Warna tanah. Tanah gelap suhunya lebih tinggi kerana menyerap tenaga suria berbanding tanah cerah. Warna tanah yang cerah, suhunya lebih rendah kerana albedo lebih tinggi.

- Aspek cerun. Suhu agak tinggi pada cerun bukit atau gunung yang menghadap pancaran matahari berbanding dengan cerun yang terlindung.

- Nilai albedo. Permukaan bumi yang berbeza-beza dari segi gelap atau cerah dan sudut pancaran matahari turut mempengaruhi suhu permukaan bumi. Permukaan cerah nilai albedotinggi berbanding permukaan gelap.

KONSEP ASAS CUACA DAN IKLIM

Iklim dan cuaca mempunyai ciri-ciri yang tersendiri. Iklim lazimnya digambarkan sebagai unsur purata sesuatu fenomena cuaca seperti suhu dan hujan, iaitu satu keadaan cuaca yang berbeza-beza mengikut hari dalam suatu jangka masa yang panjang. Taburannya dikatakan lebih meluas merangkumi skala dunia (pola iklim dunia) danselalunya digunakan bagi merujuk ciri iklim di sesebuah negara. Contohnya sebagaimana pernyataan di bawah :

Malaysia beriklim khatulistiwa dengan hujan dan panas sepanjang tahun. Purata hujan tahunannya adalah 2300mm dan suhunya 28.5oC.

Pernyataan di atas hanya menerangkan ciri iklim yang disebut secara purata. Angka-angka yang diberikan itu tidaklah tepat kerana perlu diingatkan bahawa iklim sebenarnya ialah satu gabungan perubahan cuaca. Ini bermakna disebalik data hujan tahunan atau suhu yang diberikan, terdapat juga stu kawasan yang terdapat di dalam negara tersebut yang berbeza dari segi taburannya. Justeru, pernyataan umum ini perlulah diperincikan dengan mengkaji ciri-ciri cuacanya pula. Walau bagaimanapun, nilai angka tersebut dapat menjelaskan di mana iklim sesebuah negara itu boleh dikategorikan. Maklumat ini sangat penting kerana perbezaan purata inilah akan menentukan klasifikasi iklim sesebuah negara. Cuaca secara umumnya lebih berifat mikro dan tempatan. Ia digambarkan melalui keadaan atmosfera pada wktu-waktu tertentu dalam jangka masa yang singkat. Oleh itu, cuaca merupakan suatu perkara yang dinamik dan kadang kala sukar diramal. Bagi satu kawasan yang kecil, umpamanya sebuah daerah atau bandar, mungkin terdapat perbezaan cuaca yang ketara bagi satu-satu masa. Pernyataan mengenai cuaca selalunya dibuat dengan lebih terperinci dengan merujuk kepada suatu masa dan kawasan secara spesifik. Contohnya seperti berikut :

Pada sebelah pagi, cuaca di Kuala Lumpur cerah dengan suhu sekitar 27oC. Lain-lain kawasan di sekitarnya juga sama. Manakala di sebelah petang pula, kawasan Kuala Lumpur, Putrajaya dan Kajang, cuaca dijangkakan mendung dengan hujan renyai-renyai sehingga lewat petang.

Dari pernyataan ini, jelas menunjukkan bagaimana keadaan hujan dan suhu bagi sesuatu kawasan mengikut perbezaan masa. Walaupun cuaca lebih banyak membincangkan mengenai unsur hujan dan suhu, cuaca juga boleh dinyatakan dengan lain-lain fenomena seperti keadaan angin (kelajuan dan arah), kelembapan udara, tekanan udara dan sebagainya.

Contoh Soalan Konsep asas cuaca dan iklim.

1. Apakah makna iklim dan cuaca ? [5 markah]

Iklim ialah unsur purata sesuatu fenomena cuaca seperti suhu dan hujan, iaitu suatu keadaan cuaca yang berbeza-beza mengikut hari dalam suatu jangka masa yang panjang. Taburannya dikatakan lebih meluas merangkumi skala dunia (pola iklim dunia) dan selalunya digunakan bagi merujuk ciri-ciri iklim di sesebuah negara.

Cuaca umumnya lebih bersifat mikro dan tempatan. Ianya digambarkan melalui keadaan atmosfera pada waktu-waktu tertentu dalam suatu jangka masa yang singkat. Oleh itu, cuaca merupakan suatu perkara yang dinamik dan kadang kala sukar diramal. Bagi suatu kawasan yang kecil umpamanya satu daerah atau bandar, mungkin terdapat perbezaan cuaca yang ketara bagi satu-satu masa.

FAKTOR MEMPENGARUHI CUACA DAN IKLIM

Terdapat pelbagai faktor yang mempengaruhi iklim dan cuaca di sesuatu kawasan yang secara tidak langsung akan mencorakkan perilaku hujan. Kebanyakan faktor yang terdapat berkait rapat dengan letakan dan lokasi sesebuah kawasan itu. Antaranya ialah kedudukan dari garis lintang atau latitud. Ciri iklim sesebuah kawasan banyak dipengaruhi oleh kedudukannya dari garis lintang. Sebenarnya kesemua klasifikasi iklim yang terdapat di bumi ini adalah berdasarkan kedudukannya dari garis khatulistiwa (latitud 0o). Di sini suhu secara relatifnya adalah yang tertinggi dan terpanas berbanding bahagian-bahagian lain di dunia. Oleh itu, semakin sesuatu kawasan itu jauh ke hemisfera utara atau selatan, maka suhu semakin jatuh atau sejuk. Di bahagian artik, di mana kesejukan melampau berlaku, hujan yang turun bukan dalam bentuk manik air tapi dalam bentuk empingan salji atau lakuran. Cuaca dan iklim juga berbeza berdasarkan ketinggiannya dari aras laut. Kesan dari perubahan ketinggian ini akan mempengaruhi suhu. Ini bermakna, semakin tinggi sesuatu kawasan itu, maka semakin sejuk suhu di persekitaran. Keadaan ini berlaku disebabkan haba matahari memanaskan permukaan bumi menghasilkan radiasi haba yang kembali semula ke atmosfera. Semakin tinggi haba radiasi, semakin sejuk suhu. Angin memainkan peranan penting dalam mempengaruhi iklim sesebuah kawasan. Secara umum, pergerakan angin bermula di kawasan khatulistiwa yang mengalami suhu yang tinggi dan molekul udara yang ringan akan naik ke atmosfera sebelum suhunya jatuh dan turun di bahagian kutub di mana suhu adalah sejuk. Di kawasan sejuk terbentuk tekanan udara tinggi dan pergerakan udara akan ke kawasan khatulistiwa (tekanan rendah) untuk mengisi ruang kosong akibat tekanan rendah.

Soalan Latihan

1. Terangkan faktor yang mempengaruhi cuaca di suatu kawasan yang kecil. [10 markah]

Faktor yang mempengaruhi cuaca di suatu kawasan yang kecil ialah :

-keadaan angin

-ketinggian sesuatu kawasan dari aras laut

-pengaruh aktiviti manusia

2. Bagaimanakah aktiviti manusia dapat mempengaruhi iklim dan cuaca suatu kawasan ? 

[10 markah]

Aktiviti manusia yang dapat mempengaruhi iklim dan cuaca suatu kawasan :

· Aktiviti perindustrian – pelepaan gas rumah hijau menyebabkan suhu semakin meningkat.

· Aktiviti perbandaran – asap kenderaan meningkat – kandungan gas CO2 meningkat. Keadaan ini meningkatkan suhu.

· Penggunaan gas CFC di dalam alat penghawa dingin dan peti sejuk.

· Pembakaran kawasan ladang menyebabkan suhu sekitar menjadi panas.

· Aktiviti pembalakan menyebabkan perubahan iklim mikro.

3. Jelaskan kepentingan tenaga suria terhadap kehidupan manusia. [10 markah]

4. Mengapakah jumlah tenaga suria yang diterima berbeza antara kawasan yang berlainan ? 

[10 markah]

TABURAN SUHU SECARA MENEGAK

Secara umumnya suhu semakin berkurang dengan pertambahan ketinggian dengan kadar penurunan 1oC dengan kenaikan 165 meter atau 0.65oC dengan setiap kenaikan 100 meter. Keadaan ini dikenali sebagai kadar tukaran normal. Faktor yang menyebabkan berlakunya perbezaan taburan suhu secara menegak adalah seperti berikut:-

- Penurunan suhu mengikut ketinggian

- Suhu akan menurun mengikut ketinggian dalam atmosfera sehingga kira-kira 18 kilometer dari permukaan bumi. Kadar penurunan suhu mengikut ketinggian adalah berbeza-beza mengikut masa, musim dan letakan sesuatu tempat.

- Kadar pengurangan suhu menurut ketinggian adalah hampir 1000 kali daripada min kadar tukaran suhu mengikut garis lintang. Ini bermaksud pengurangan suhu akibat pertambahan ketinggian adalah 1000 kali lebih banyak berbanding perubahan suhu secara mendatar.

- Atmosfera di lapisan yang paling hampir dengan permukaan bumi adalah lebih tumpat dan padat serta mengandungi lebih banyak wap-wap dan zarah-zarah air dan habuk. Keadaan ini menyebabkan lapisan yang lebih rendah mengalami suhu yang lebih tinggi kerana lapisan udara bawah sebagai penyerap bahangan bumi yang berkesan.

- Olak suhu

Dalam keadaan biasa, semakin tinggi sesuatu tempat itu, suhunya semakin turun (Setiap kenaikan 165 meter tinggi, suhu akan turun sebanyak 1oC). Olak suhu adalah keadaan yang bertentangan dengan keadaan ini iaitu semakin tinggi sesuatu tempat itu, suhunya semakin naik atau suhu udara di bahagian atas adalah lebih tinggi daripada suhu udara di bahagian bawah. Keadaan ini (olak suhu) berlaku kerana beberapa faktor iaitu

Olak Suhu Permukaan

a) Permukaan bumi yang diliputi salji

b) Pengaliran udara sejuk menuruni lurah

Olak Suhu di atas Troposfera

c) Berlaku ataman (mampatan) udara di kawasan tekanan tinggi

d) Pertembungan udara sejuk dan udara panas di kawasan tekanan rendah garis lintang pertengahan.

e) Olak suhu Angin Timuran di Lautan Tropika.

Olak suhu yang berlaku akibat permukaan bumi yang dilitupi salji kerap berlaku pada waktu malam di kawasan sederhana sejuk dan kawasan kutub. Suhu udara di kawasan yang hampir dengan permukaan bumi lebih sejuk daripada udara di lapisan lebih atas kerana disejukkan oleh lapisan salji. Oleh itu, ketebalan olak suhu berbeza dari satu tempat ke satu tempat yang lain mengikut ketebalan salji dan suhu permukaan bumi.

Bagi kawasan pergunungan, olak suhu berlaku kerana udara sejuk dari kawasan tanah tinggi yang lebih padat (tekanan tinggi) dipaksa menuruni cerun ke kawasan lurah yang lebih rendah. Dengan ini, kawasan lurah yang rendah mengalami suhu yang lebih rendah kerana terkumpulnya udara sejuk berbanding lapisan atasnya.

Di kawasan tekanan tinggi di bahagian atas lapisan troposfera yang mengalami tekanan udara tinggi, berlaku ataman udara atau pergerakan keluar udara dari kawasan tekanan tinggi. Udara akan lebih terarah untuk turun kerana suhu udara yang rendah. Semasa udara mengalami penurunan, udara akan dipanaskan secara adiabatik atau melalui mampatan. Proses mampatan udara telah menghalang pergerakan udara ke atas tetapi udara di bahagian bawah tidak terjejas. Ini membentuk lapisan udara panas di atas lapisan udara sejuk di bahagian bawah. Dengan ini berlaku olak suhu.

Olak suhu juga berlaku apabila berlakunya pertemuan kumpulan udara sejuk dan udara panas. Udara sejuk adalah lebih tumpat lalu menurun ke bawah dan menolak udara panas yang kurang tumpat ke atas. Olak suhu jenis ini biasanya berlaku kawasan tekanan rendah garis lintang pertengahan.

Olak suhu angin timuran terjadi di lautan tropika disebabkan kadar penyerapan haba oleh daratan lebih tinggi berbanding lautan pada musim panas. Ini menyebabkan suhu permukaan daratan menjadi lebih panas. Apabila udara panas dari daratan bertiup ke permukaan lautan yang mengalami suhu yang lebih rendah, udara panas akan naik ke atas sedangkan udara sejuk masih berada di bawahnya. Dengan ini, olak suhu akan berlaku. Manakala pada musim sejuk, pembalikan suhu oleh daratan adalah lebih cepat berbanding permukaan lautan, maka suhu udara di permukaan lautan adalah relatif lebih tinggi berbanding permukaan daratan. Pengaliran udara panas dari lautan ke daratan akan menyebabkan berlakunya olak suhu.

Contoh soalan olak suhu.

1. Terangkan mengapa suhu semakin berkurang dengan ketinggian ? [7 markah]

Suhu berkurangan mengikut ketinggian kerana :-

a) pengaliran haba dr permukaan bumi yang memanaskan udara.

b) kandungan wap air, debu, karbon dioksida semakin bekurangan apabila semakin ke atas.

c) ketumpatan udara semakin berkurangan apabila ke atas.

2. Terangkan bagaimana olak suhu berlaku ? [12 markah]

a) udara bawah disejukkan oleh permukaan bersalji di kawasan garis lintang tengah dan tinggi.

b) udara sejuk yang menuruni cerun gunung ke dalam lembah.

c) udara panas dan udara sejuk bertemu di suatu perenggan menyebabkan udara panas naik ke atas udara sejuk.

d) udara panas dari daratan pada musim panas bertiup ke permukaan lautan yang lebih sejuk pada musim panas dan udara panas dari lautan yang bertiup ke daratan yang lebih sejuk pada musim sejuk.

3. Apakah kesan olak suhu ? [6 markah]

a) kabus berkumpul di lapisan bawah. Keadaan ini mengurangkan jarak penglihatan bagi pemandu kenderaan dan berbahaya pergerakan kapal di lautan

b) kejadian fros merosakkan tanaman

BEZANTARA SUHU TAHUNAN

Bezantara suhu tahunan sesuatu tempat tertentu merupakan perbezaan suhu purata bulan paling sejuk dan suhu purata bulan paling panas. Biasanya bulan paling panas adalah bulan Julai dan bulan paling sejuk adalah bulan Januari. Bezantara suhu tahunan adalah kecil di kawasan garis lintang rendah seperti kawasan berhampiran khatulistiwa. Manakala bezantara suhu tahunan adalah lebih tinggi di kawasan garis lintang pertengahan dan garis lintang tinggi. Kawasan daratan pula mempunyai bezantara suhu tahunan yang lebih besar berbanding lautan kerana daratan lebih panas pada musim panas dan lebih sejuk pada musim sejuk berbanding lautan yang lebih sederhana kerana pengaruh permukaan berair.

Secara formula bezantara suhu tahunan

= Suhu Maksimum bulanan dalam setahun – Suhu Minimum bulanan dalam setahun

KELEMBAPAN

Kelembapan ialah jumlah kandungan wap air dalam udara di sesuatu kawasan tertentu pada satu-satu masa. Ia disukat dengan unit gram per meter padu (g/m3). Jika wap air itu dalam udara banyak, udara dikatakan lembap dan sebaliknya jika kandungan wap air itu adalah kurang, udara tersebut dikatakan kering. Biasanya di kawasan sejuk, kelembapan adalah rendah manakala kawasan khatulistiwa mempunyai kelembapan yang tinggi. Bergantung kepada suhu, kemampuan udara menampung wap air adalah mengikut had tertentu yang dikenali sebagai takat tepu. Kelembapan biasanya dianalisis secara mutlak dan secara bandingan. Kelembapan mutlak diukur untuk menunjukkan kuantiti lembapan hakiki pada satu-satu masa, iaitu berapa banyak wap air yang terkandung di dalam udara yang diketahui isipadunya dengan unit gram per meter padu. Kelembapan bandingan pula diukur untuk mencari perbezaan kadar wap air semasa dalam udara berbanding kuantiti maksimum yang mampu ditampungnya pada masa itu yang dinyatakan dalam bentuk peratus. Kelembapan diukur dengan higrometer yang terdiri daripada termometer bebuli lembap dan termometer bebuli kering.

Kelembapan mutlak

Kelembapan mutlak merupakan jumlah wap air sebenar yang terdapat dalam udara di sesuatu tempat pada takat suhu dan masa tertentu. Kelembapan mutlak diukur dengan menggunakan unit gram bagi setiap meter padu iaitu gram per meter padu (g/m3). Jumlah wap air dalam udara dipengaruhi oleh sejatan, suhu, angin dan kekeringan.

Contoh Soalan

1. Apakah yang dimaksudkan dengan kelembapan mutlak ? [5 markah]

Kelembapan mutlak bermaksud jumlah jisim wap air yang terkandung dalam 1 meter padu udara pada sesuatu suhu tertentu. Unit pengukurannya ialah gram per meter padu (g/m3). Kelembapan mutlak boleh dikira menggunakan rumus di bawah :

Kelembapan mutlak = Berat jisim wap air (gram)

Isipadu udara (m3)

2. Apakah yang dimaksudkan dengan kelembapan ? [3 markah]

Maksud kelembapan ialah merujuk kepada kandungan wap air yang terdapat di dalam udara pada sesuatu masa tertentu.

SEJATAN

1. Sejatan dan sejat peluhan adalah proses pertukaran air kepada wap air.

2. Air tersejat dari permukaan berair seperti sungai, laut, tasik, paya dan dari proses respirasi (perpeluhan) tumbuhan dan dari permukaan tanih.

3. Gabungan kehilangan air yang terdapat pada tumbuh-tumbuhan dan tanih ini dikenali sebagai sejatpeluhan.

4. Sejatan dan sejat peluhan memainkan peranan penting di dalam menentukan kuantiti wap air yang terdapat dalam udara pada satu-satu masa. Ini bermakna semakin banyak sejatan dan sejatpeluhan, semakin tinggi potensi kerpasan boleh berlaku.

5. Sejatan paling banyak berlaku dari lautan (84%) sementara daratan membekalkan 16%.

6. Sejatan merupakan proses pendinginan yang menyerap haba pendam dan akan dibebaskan kembali apabila wap air bertukar menjadi air sebagai haba pendam pemeluwapan.

7. Faktor yang mempengaruhi sejatan ialah

a) Tekanan wap. Sejatan bertambah apabila tekanan wap tepu di permukaan air menjadi lebih besar daripada tekanan wap sebenar pada udara di atasnya. Oleh itu, sejatan menjadi lebih efektif pada udara kering berbanding udara basah.

b) Suhu. Kadar sejatan bertambah sekiranya suhu bertambah.

c) Angin. Kadar sejatan bertambah jika kelajuan angin bertambah. Kajian yang dijalankan oleh Chow (1964) mendapati kelajuan angin pada kadar 8 km sejam boleh meningkatkan kadar sejatpeluhan sebanyak 20 peratus manakala kelajuan angin 24 km sejam pula meningkatkan sejatpeluhan sebanyak 50 peratus. 

d) Fisiografi dan kepadatan tumbuhan. Pokok yang mempunyai akar menjalar hingga ke zon mata air lebih banyak menyumbang kepada lembapan air pada pokok yang akhirnya digunakan bagi proses perpeluhan. Pokok yang hidup di kawasan paya, berdaun lebar dan berstruktur tinggi lebih mudah mengalami perpeluhan jika terdedah kepada unsur-unsur iklim. Pokok yang lebih matang selalunya lebih banyak mengalami perpeluhan berbanding anak pokok. Kawasan yang lebih padat tumbuh-tumbuhan akan menyerap lebih banyak tenaga solar berbanding kawasan yang jarang tumbuh-tumbuhan seperti kawasan gurun. Keadaan ini menyebabkan kawasan yang padat tumbuh-tumbuhan lebih tinggi kadar sejatannya. Menurut kajian Rosenberg (1986), Hutan Korniferus dan Alfalfa memantul kira-kira 25% tenaga solar menyebabkan ia berupaya menyimpan tenaga yang banyak bagi menggalakkan perpeluhan manakala kawasan gurun memantul 50% tenaga solar bergantung kepada kepadatan tumbuh-tumbuhan.

e) Musim. Di negara bermusim, sejatpeluhan adalah minimum pada musim sejuk dan maksimum pada musim panas dan musim bunga.

f) Iklim. Iklim merupakan faktor utama yang mempengaruhi kadar sejatan. Ciri-ciri iklim yang telah dijelaskan seperti suhu, kelajuan angin dan keadaan yang tidak berawan. Hari yang berawan bermakna jumlah penerimaan cahaya matahari yang kurang menyebabkan suhu menjadi rendah. Contohnya Cameron Highland di mana suhu udaranya lebih rendah, maka kadar sejatannya juga rendah.

g) Luas permukaan berair. Permukaan air yang luas dan terdedah seperti kawasan laut, sungai, tasik, kolam dan paya berupaya meningkatkan kadar sejatan.

Contoh Soalan Sejatan

1. Jelaskan istilah sejatan [5 markah]

Sejatan ialah proses menukar air kepada wap dengan menyerap haba pendam. Haba pendam diserap oleh wap air sebagai tenaga dan akan dibebaskan apabila wap air bertukar menjadi air. Contoh proses sejatan adalah seperti proses pendidihan air sehingga mengeluarkan wap.

2. Terangkan faktor-faktor yang mempengaruhi sejatan dan sejatpeluhan. [10 markah]

Faktor-faktor yang mempengaruhi sejatan :

1. Iklim.

· Iklim merupakan faktor utama yang mempengaruhi kadar sejatan. Ciri iklim yang dimaksudkan ialah suhu, kelajuan angin dan keadaan yang berawan. Hari berawan bermakna jumlah penerimaan cahaya matahari yang kurang menyebabkan suhu menjadi rendah.

· Di Malaysia umpamanya, rekod sejatan menunjukkan bahawa bulan-bulan berawan atau hujan mempunyai kadar sejatan yang rendah sementara bulan kering adalah bulan yang mempunyai kadar sejatan yang tinggi.

2. Tiupan Angin.

· Tiupan angin yang kuat juga akan mempercepatkan proses sejatan. Bagi angin kering, permukaan air yang terdedah lebih mudah terpeluwap. Keadaan ini lebih mudah berlaku jika kawasan permukaan air luas, terdedah serta tiada halangan.

· Dalam proses sejat peluhan, faktor kelajuan angin yang membawa suhupanas ke kawasan lembap boleh mengurangkan kelembapan tanih. Kajian yang dijalankan mendapati kelajuan angin pada kadar lapan kilometer sejam boleh meningkatkan kadar sejatpeluhan sebanyak 20 peratus manakala kelajuan angin 24 kilometer sejam pula meningkatkan kadar sejatpeluhan sebanyak 50 peratus.

3. Fisiografi Tumbuhan.

· Fisiografi tumbuhan juga mempengaruhi kadar sejat peluhan. Akar pokok yang menjalar sehingga ke zon mata air lebih banyak menyumbang kepada lembapan air pada pokok yang akhirnya digunakan bagi proses perpeluhan.

· Oleh itu, pokok yang hidup di kawasan berpaya, berdaun lebar dan berstruktur tinggi lebih mudah mengalami perpeluhan apabila terdedah kepada unsur iklim. Pokok yang lebih matang selalunya lebih banyak mengalami perpeluhan berbanding anak pokok.

4. Ciri Permukaan Tanih.

· Ciri permukaan tanih juga memberi kesan kepada sejatpeluhan. Kajian terdahulu mendapati hutan korniferus dan alfalfa memantul kira-kira 25 peratus tenaga solar menyebabkan ia berupaya menyimpan tenaga yang banyak bagi menggalakkan perpeluhan. Secara kontra di kawasan gurun, hanya memantul 50 peratus tenaga solar bergantung kepada kepadatan tumbuhan.

· Seperti juga proses sejatan, tren musiman bagi sejatpeluhan adalah turut dipengaruhi unsur iklim. Selain kelajuan angin, suhu dan tenaga solar juga turut menggalakkan proses sejat peluhan. Di negara bermusim, sejatpeluhan minimum lazimnya berlaku semasa musim sejuk, iaitu pada musim luruh dan musim sejuk manakala sejatpeluhan maksimum berlaku pada musim panas dan bunga.

5. Ketinggian.

· Secara umumnya semakin tinggi sesuatu tempat itu, suhunya semakin menurun. Suhu yang rendah menyebabkan kadar sejatan adalah lebih kecil. Jika diperhatikan kepada tren sejatpeluhan di Malaysia, didapati kadar sejatan adalah lebih rendah antara 1.0 dan 2.5 mm sehari telah dicatatkan di kawasan-kawasan tanah tinggi barat laut Pahang dan tenggara Perak, sebahagian dari timur laut Kelantan serta sebahagian pertengahan pantai Sarawak.

3. Terangkan kesan sejatan yang tinggi terhadap alam sekitar fizikal. [7 markah]

1. Kemarau

2. Hujan yang lebat secara mendadak boleh menyebabkan banjir kilat.

3. Perluasan kawasan gurun.

4. Kepupusan tumbuh-tumbuhan semula jadi dan hidupan liar kehilangan habitat.

PEMELUWAPAN

Pemeluwapan ialah proses pertukaran wap air (gas) kepada bentuk cecair. Pemeluwapan berlaku apabila suhu wap air yang naik ke atas dikurangkan sehingga menghampiri takat suhu mengembun. Takat embun ialah keadaan suhu udara mempunyai kelembapan bandingan 100% dan kandungan wap air tidak berubah. Udara pada takat ini adalah tepu dan suhu yang menyebabkan keadaan ini berlaku disebut takat embun. Pemeluwapan boleh berlaku apabila udara panas melalui permukaan udara yang sejuk dipermukaan laut dan tasik atau apabila berlaku pertemuan di antara udara sejuk dan kumpulan udara panas. Keadaan ini akan menyebabkan kumpulan udara panas akan mengalami penurunan suhu dan membentuk titisan air seperti kejadian embun, kabus, kabut, fros dan awan.

1. Bezakan dengan ringkas definisi proses sejatan dan pemeluwapan. [8 markah]

Sejatan merupakan proses pertukaran air dalam bentuk cecair kepada bentuk wap manakala pemeluwapan adalah proses pertukaran wap air dalam bentuk wap atau gas kepada air dalam bentuk cecair. Proses sejatan berlaku apabila suhu air ditingkatkan daripada suhu persekitaran manakala proses pemeluwapan berlaku apabila suhu wap air dikurangkan sehingga menghampiri takat suhu mengembun iaitu keadaan suhu udara mempunyai kelembapan bandingan 100% dengan kandungan wap air tidak berubah. Semasa berlakunya proses sejatan, haba pendam akan diserap manakala haba pendam akan dibebaskan semasa proses pemeluwapan. Contoh proses sejatan ialah semasa air dipanaskan sehingga mengeluarkan wap manakala contoh pemeluwapan semasa titis air terbentuk di luar bekas yang mengandungi ais.

2. Faktor-faktor yang mempengaruhi pemeluwapan

- suhu

- kandungan wap air dalam udara

- waktu

- ketinggian

AWAN dan KERPASAN

Proses Pembentukan Awan

Awan ialah hasil penyejukan udara lembap (yang mengandungi wap air) ke takat suhu yang lebih rendah daripada takat embun. Apabila udara yang sama disejukkan pada aras yang lebih rendah, ia akan membentuk kabus. Awan sebenarnya merupakan wap air yang terpeluwap di atmosfera. Terdapat tiga kumpulan awan yang utama iaitu Sirus(tinggi melebihi 6100 meter dan nipis), Stratus (rendah dan berlapis) dan Kumulus (paling rendah 2100 meter dan tebal).

Proses Pembentukan Kerpasan

Kerpasan ialah apa sahaja air yang turun dari atmosfera sama ada dalam bentuk hujan batu, hujan panas, salji ataupun embun. Namun hujan dan salji merupakan unsur utama kerpasan. Pembentukan kerpasan berlaku apabila awan yang menampung titik air tidak mampu lagi untuk menampung jumlah air yang semakin bertambah. Keadaan ini dikenali sebagai almpau tepu. Di kawasan tropika, kerpasan lazimnya dalam bentuk hujan atau hujan batu.

Jenis-jenis Hujan

Hujan Perolakan

Hujan Perenggan

Hujan Orografik (Hujan Bukit)

Contoh Soalan

1. Dengan bantuan gambar rajah, huraikan mekanisme kejadian hujan jenis orografik di kawasan tropika lembap. [8 markah] {Set 5 No. 5(c)}

Mekanisme kejadian hujan orografik atau hujan bukit bermula dengan tiupan angin lazim yang lembap melalui kawasan lautan yang dihalang oleh banjaran tanah tinggi seperti gunung atau bukit. Udara yang lembap yang dipaksa naik ke atas akan mengalami penurunan suhu secara adiabatik. Jisim udara yang tidak stabil ini akan mengalami pemeluwapan dan seterusnya membentuk awan kumulus. Awan kumulus kemudian akan bertukar menjadi awan kumulonimbus apabila mendapat bekalan wap air yang banyak. Keadaan ini menghasilkan hujan yang lebat terhadap cerun hadap angin. Kawasan lindungan hujan kurang menerima hujan kerana kebanyakan hujan telah turun di cerun hadap angin. Ini dapat dilihat melalui rajah di bawah :

KAEDAH PENGIRAAN UNSUR-UNSUR IKLIM DAN PERSEMBAHAN DATA IKLIM

Suhu

Min Suhu Harian

Min Suhu Bulanan

Contoh Soalan Min Suhu Bulanan

Jumlah Min Suhu Harian1. Terangkan kaedah mengira min suhu bulanan. [5 markah] STPM 2000 No 4(a)

Bilangan Hari SebulanFormula mengira Min Suhu Bulanan =

Kelembapan Udara

Kerpasan

Angin

Tekanan Udara

Contoh Soalan Tekanan Udara

1. Takrifkan maksud tekanan Udara [5 markah] STPM 2006 No 5(a)

Tekanan udara boleh ditakrifkan sebagai daya yang dikenakan oleh sesuatu jisim udara yang berada di atmosfera ke atas permukaan bumi di bawahnya dan lazimnya diukur menggunakan unit milibar (mb).

Histogram

Graf Gabungan

Graf Bulatan

Carta Angin

Peta Garisan Senilai

BAB 8 : FENOMENA ATMOSFERA DAN DAMPAK TERHADAP ALAM SEKITAR

EDARAN UMUM ATMOSFERA SECARA GLOBAL

Contoh Soalan Edaran Umum Atmosfera Secara Global

1. Apakah yang dimaksudkan dengan edaran umum atmosfera secara global?

[5 markah] {Set 2, No. 4(a)}

Edaran umum atmosfera secara global adalah pergerakan udara di permukaan bumi dari kawasan sejuk ke kawasan panas. Di kawasan sejuk, tekanan udara adalah tinggi seperti di kawasan kutub atau kawasan garis lintang tinggi. Di kawasan panas, tekanan udara adalah rendah seperti kawasan tropika. Udara akan bergerak dari pusat tekanan tinggi ke pusat tekanan rendah. Namun begitu edaran umum atmosfera bukanlah sebegitu mudah kerana pergerakan udara ini akan dipengaruhi pula daya koriolis iaitu daya yang memesongkan arah angin akibat putaran bumi.

ANGIN DAN TEKANAN UDARA

Zon-zon tekanan rendah atau tinggi dipengaruhi oleh jumlah penerimaan tenaga haba dari matahari. Udara yang dipanaskan oleh tenaga haba matahari akan menjadi ringan dan bergerak naik ke atas lalu meninggalkan ruang-ruang kosong. Keadaan ini menyebabkan kawasan tersebut mengalami tekanan udara rendah berbanding kawasan lain. Perbezaan tekanan udara ini menyebabkan udara yang padat di kawasan tekanan tinggi bergerak masuk ke kawasan ini untuk memenuhi ruang-ruang kosong yang ditinggalkan oleh udara yang bergerak ke atas tadi. Dengan itu wujudlah angin.

Perubahan kedudukan matahari mengikut musim akan menyebabkan perubahan kawasan yang mengalami tekanan udara rendah dan tekanan udara tinggi. Oleh itu tiupan angin lazim dunia akan turut berubah mengikut musim. Angin lazim yang bergerak akan terpesong oleh putaran bumi. Pemesongan arah tiupan angin wujud sebenarnya adalah secara tidak langsung. Apabila angin bergerak ke kawasan tekanan rendah menuju ke kawasan tekanan tinggi, kawasan tekanan tinggi telah beralih dan menyebabkan angin sampai ke destinasi lain. Keadaan inilah menyebabkan arah tiupan angin seolah-olah terpesong ke kanan di hemisfera utara dan terpesong ke kiri di hemisfera selatan. Pemesongan arah angin akibat putaran bumi dikenali sebagai daya koriolis. Keadaan ini dapat ditunjukkan melalui gambar rajah di bawah.

Pergerakan Udara Secara Umum

Kelajuan angin juga berbeza-beza dari satu tempat ke tempat yang lain. Kelajuan angin bergantung kepada darjah kecerunan tekanan udara. Jika kecerunan tekanan udara adalah tinggi, maka tiupan angin adalah lebih laju dan begitulah sebaliknya. Ini dapat dilihat melalui gambar rajah di bawah.

Angin Perlahan Angin Laju

SISTEM ANGIN DUNIA

ANGIN MONSUN

Angin monsun adalah angin lazim yang berlaku mengikut musim. Di Asia Tenggara angin monsun yang paling dominan ialah Angin Monsun Barat Daya dan Angin Monsun Timur Laut. Kejadian angin monsun adalah berikutan kewujudan perbezaan tekanan udara di antara hemisfera utara dan hemisfera selatan. Pada bulan November hingga bulan Mac, berlaku tiupan Angin Monsun Timur Laut. Ini kerana dalam tempoh masa tersebut, matahari berada berhampiran garisan jadi di hemisfera selatan. Keadaan ini menyebabkan hemisfera selatan (terutama Benua Australia) menerima haba matahari yang lebih banyak berbanding hemisfera utara. Penerimaan sinaran suria yang banyak ini akan meningkatkan suhu atmosfera dan mewujudkan pusat tekanan udara rendah. Oleh itu, udara dari kawasan tekanan tinggi di pedalaman Benua Asia akan bergerak keluar menuju ke kawasan ini. Pada peringkat awal, angin ini keluar sebagai Angin Monsun Barat Laut tetapi terbias menjadi Angin Monsun Timur Laut apabila melintasi Asia Tenggara yang menyebabkan kawasan pantai timur negara-negara Asia Tenggara menerima hujan bukit ( hujan monsun) yang lebat.

Angin Monsun Bulan Januari

(Monsun Timur Laut)

Pada bulan Julai, matahari berada tegak di garisan sartan di hemisfera utara. Ini menyebabkan wujudnya pusat tekanan rendah di kawasan tengah Benua Asia. Manakala wujud pula pusat tekanan udara tinggi di Benua Australia di hemisfera selatan. Oleh itu pada masa ini iaitu bermula bulan Mei hingga September, udara dari Benua Australia akan bergerak keluar sebagai Angin Monsun Tenggara menuju ke Benua Asia. Bagaimanapun angin ini terbias ke kanan sebagai Angin Monsun Barat Daya apabila melintasi garisan Khatulistiwa melalui kawasan Asia Tenggara. Angin ini kemudiannya terpesong ke arah barat laut sebagai Angin Monsun Tenggara. Angin ini terpesong sebagai Angin Tenggara kerana ditarik oleh pusat tekanan udara rendah yang wujud di pedalaman Asia yang terdapat di tengah Negara China dan di Punjab, India.

Angin Monsun Bulan Julai

(Monsun Barat Daya)

ANGIN SUMATERA/ANGIN BADAI SELARI

-

KEKACAUAN ATMOSFERA DI KAWASAN TROPIKA

Jenis-Jenis Kekacauan Atmosfera

Faktor yang menggalakkan kekacauan atmosfera

SISTEM ATMOSFERA DAN MANUSIA

Kepentingan Unsur-Unsur Iklim dan Cuaca Kepada Kegiatan Ekonomi

Pertanian

Perdagangan

Pelancongan

Pengangkutan

Kesan Kejadian Iklim Melampau Terhadap Alam Sekitar Manusia dan Fizikal

Banjir Besar

SiklonTropika

Pengaruh Manusia Terhadap Cuaca dan Iklim

Penipisan Lapisan Ozon

Lapisan ozon merupakan satu lapisan yang terbentuk secara semula jadi di lapisan stratosfera (30 – 50 km dari permukaan bumi). Ketebalan lapisan ini antara 0 - 20km. Lapisan ozon terdiri daripada gabungan tiga atom oksigen yang bertindak menyekat kemasukan sinaran ultra lembayung (Sinaran Ultra Ungu) daripada matahari. Pembentukannya bermula dengan sinaran ultra ungu dari matahari bertindak memecahkan molekul oksigen di atmosfera. Atom oksigen yang terurai pula akan bertindak balas dengan molekul oksigen yang lain membentuk tiga atom oksigen yang bergabung yang dikenali sebagai ozon.

Sinaran ultra-ungu

O2 O + O

(Molekul Oksigen) (Atom-atom oksigen)

O2 + O O3

(Molekul Oksigen) (Atom Oksigen) (Molekul Ozon)

Faktor utama yang menyebabkan penipisan lapisan lapisan ozon adalah pengunaan gas kloroflorokarbon (CFC) yang terdiri daripada gabungan unsur kloron, florin dan karbon. Gas CFC yang naik ke atmosfera akan bertindak balas dengan sinaran ultra ungu lalu terurai menghasilkan satu atom klorin yang tunggal. Atom klorin ini akan bertindak balas pula dengan lapisan ozon membentuk klorin monoksida dan oksigen. Ini dapat dilihat melalui formula kimia di bawah :

Cl + O3 = ClO + O2

Tindak balas yang berterusan akan menyebabkan lapisan ozon semakin menyusut atau menipis sehingga membentuk lubang-lubang yang besar. Di Antartika terdapat saiz lubang ozon melebihi luas benua Australia.

Selain penggunaan CFC, lapisan ozon turut terurai dengan penggunaan aerosol (alat semburan), metil kloroform (bahan peluntur), gas klorin, karbon tetraklorida, nitrogen monoksida (industri baja) dan pembebasan gas halon (alat pemadam api).

Penipisan lapisan ozon akan menyebabkan lebih banyak sinar radiasi ultra ungu (UV-B) memasuki bumi. Radiasi ultra ungu ini memberi kesan kepada kesihatan manusia, memusnahkan kehidupan laut, ekosistem, mengurangkan hasil pertanian dan hutan. Kesan utama kepada manusia ialah penyakit kanser kulit (Dianggarkan lebih kurang 70 000 kes barah kulit setia tahun), merosakkan penglihatan (katarak atau selaput mata) dan melemahkan sistem imunisasi badan. Fenomena kejadian kulit yang cepat berkedut dan kelihatan tua juga dikaitkan dengan pendedahan kepada sinaran ultra ungu yang berlebihan.

Di bidang pertanian, penerimaan sinar ultra violet pada tanaman akan memusnahkan hasil tanaman utama dunia. (Hasil kajian menunjukkan hasil tanaman seperti barli dan oat menunjukkan penurunan akibat penerimaan sinar radiasi yang semakin tinggi). Tanaman dijangka akan mengalami rencatan pertumbuhan. Pancaran ultra ungu boleh mempengaruhi proses fotosintesis terhadap tumbuhan dan menjejaskan pembiakan fitoplankton dalam ekosistem laut. Keadaan ini akan menjejaskan bekalan makanan dunia.

Kekurangan tumbuh-tumbuhan pula akan meningkatkan suhu dunia. (Mengikut kajian CHOGM, suhu global dijangka meningkat sebanyak 4 – 5 oC menjelang tahun 2030. Peningkatan suhu global berupaya mencairkan lapisan salji dan litupan ais di kedua-dua kutub bumi. Fenomena ini akan meningkatkan paras air laut lalu menenggelamkan kebanyakan kawasan kepulauan dan daratan yang rendah.

i) Fungsi

ii) Proses Penipisan Lapisan Ozon

iii) Kesan Penipisan Lapisan Ozon

Konsep Rumah Hijau

i) Punca

ii) Kesan Rumah Hijau Terhadap Alam Sekitar

Contoh Soalan Lapisan Ozon dan Rumah Hijau

1. Apakah yang dimaksudkan dengan Penipisan Lapisan Ozon ? [5m]

Lapisan ozon terdiri daripada kandungan molekul ozon (gabungan tiga atom oksigen). Aktiviti manusia khusunya pembebasan gas kloroflorokarbon (CFC) bertindak secara kimia memecahkan molekul ozon membentuk molekul oksigen. Lama-kelamaan molekul ozon berkurangan sehingga memusnahkannya dan membentuk lubang-lubang ozon yang dikatakan berlakunya fenomena penipisan lapisan ozon.

2. (a) Bezakan fenomena Penipisan Lapisan Ozon dengan Kesan Rumah Hijau [7m]

(b) Bagaimana pertambahan gas rumah hijau dan penipisan lapisan ozon boleh menyebabkan pemanasan global ? [8m]

Pemanasan global akibat penipisan lapisan ozon.

Penipisan lapisan ozon akan menyebabkan sinaran ultra ungu akan dipancarkan terus ke permukaan bumi. Sinaran ultra violet akan menyebabkan kerosakan sel dan menjejaskan proses fotosintesis tumbuhan. Dengan ini, banyak pokok akan pupus dan mati. Ini kerana tumbuh-tumbuhan akan menyerap haba matahari dan menjalankan proses transpirasi (perpeluhan). Kepupusan pelbagai spesis tumbuh-tumbuhan dengan kuantiti yang banyak berupaya meningkatkan suhu global.

(c) Jelaskan langkah-langkah yang boleh diambil untuk mengurangkan kesan rumah hijau dan penipisan lapisan ozon. [10m]

El-Nino

i) Apa itu El-Nino

ii) Mekanisma Kejadian El-Nino

iii) Kesan El-Nino Terhadap Alam Sekitar dan Manusia

Konsep Mikroiklim Bandar (Pulau Haba Bandar)

Iklim mikro bandar bermaksud sesuatu bandar mempunyai ciri-ciri iklim tersendiri berbanding kawasan luar bandar atau pinggir bandar yang berhampiran. Unsur iklim seperti suhu yang tinggi,kerpasan yang banyak, keamatan cahaya yang rendah, tiupan angin yang kurang laju serta kelembapan udara yang rendah berbanding di kawasan pinggir bandar. Iklim mikro bandar merupakan satu contoh bagaimana manusia boleh mengubah profil iklim di sesuatu kawasan. Bandar secara umumnya mempunyai ciri berikut :

i) mempunyai penduduk yang padat. Misalnya di Kuala Lumpur, penduduknya hampir menjangkau 2.5 juta orang.

ii) mempunyai sistem pengangkutan yang lengkap dan cekap seperti jalan raya, kereta api, sistem kereta api ringan, pejalan kaki dan sebagainya.

iii) Mempunyai bangunan yang moden seperti pusat perniagaan, pentadbiran dan hiburan/rekreasi.

iv) Kemudahan air, elektrik dan telefon yang cekap dan menyeluruh.

v) Mempunyai sistem pelupusan sampah, rawatan kumbahan dan influen yang cekap.

Urbanisasi menyebabkan unsur cuaca dan iklim berubah. Proses urbanisasi seperti pembangunan perindustrian dan pengangkutan telah menyumbang kepada perubahan ini. Pembakaranbahanapi fosil melalui penggunaan kenderaan yang banyak di kawasan bandar menyebabkan pembebasan gas karbondioksida ke udara. Keadaan ini menyebabkan pencemaran di kawasan bandar lebih tinggi daripada kawasan luar bandar. Di Malaysia umpamanya, industri pembuatan kenderaan telah melonjak dengan begitu pesat semenjak akhir 1990-an. Keadaan ini menyumbang kepada pencemaran yang tinggi dan meningkatkan kadar suhu.

Ciri iklim bandar ialah :

i) perbezaan suhu adalah tinggi di kawasan bandar. Bezantara suhu siang dan malam boleh mencapai 6oC.

ii) angin di kawasan bandar lebih perlahan berbanding angin di kawasan luar bandar. Ini kerana tiupan angin dihalang oleh bangunan tinggi. Bagaimanapun, kadang kala kedudukan bangunan boleh membentuk laluan angin turbulen yang bertiup di sepanjang jajaran bangunan atau jalan raya.

iii) Hujan di kawasan bandar adalah 10% lebih tinggi berbanding luar bandar. Keadaan ini disebabkan oleh banyak bahan pencemar seperti debu yang memerangkap udara lembap untuk membentuk kumin air. Di samping itu, kesan pulau haba menyebabkan arus naik dan perolakan yang lebih kuat menyebabkan wap air naik ke aras yang lebih tinggi menyebabkan wuudnya hujan ribut.

iv) Kelembapa bandingan di kawasan bandar adalah lebih rendah. Ini disebabkan ptensi udara bandar yang panas serta mengandungi wap air semakin bertambah. Jumlah air yang sebenar disejatkan ke udara juga menjadi kurang kerana kekurangan permukaan air dan tumbuhan untuk menjalani proses sejat peluhan.

Pembentukan Pulau Haba

Pulau haba merupakan ciri utama yang membentuk iklim mikro bandar. Pulau haba ialah satu keadaan di mana udaranya adalah lebih panas berbanding kawasan persekitarannya. Ciri utama pulau haba ialah :

a) Suhu udara di pusat bandar adalah lebih tinggi berbanding kawasan sekitarnya. Perbezaan ini bergantung kepada saiz dan fungsi bandar tersebut.

b) Pengaruh terma sesebuah bandar boleh dirasakan hingga setinggi 200 hingga 500 meter atau lebih.

c) Cerun suhu yang curam lazimnya wujud di sekitarsempadan bandar – luar bandar. Keadaan ini mencermikan perubahan suhu yang tiba-tiba berikutan perubahan guna tanah.

d) Kawasan yang mempunyai pembangunan kecil juga mempunyai pulau haba tetapi intensitinya kecil.

e) Pada waktu siang, intensiti dan bentuk pulau haba banyak bergantung kepada jenis guna tanah dan kesan daripada lindungan bangunan tinggi. Kesan lindungan dari bangunan ini mewujudkan pulau sejuk di pusat bandar.

Contoh Soalan Iklim Mikro bandar

1. Suhu kawasan bandar lebih tinggi berbanding kawasan sekitarnya. Jelaskan mengapa berlaku keadaan sedemikian. [12 markah] STPM 2002 No 7(b)

- Permukaan fizikal bandar lebih banyak menyerap dan menyimpan haba atau bahangan matahari. Misalnya bahan-bahan seperti bitumen dan konkrit menyimpan haba pada waktu siang sebagai haba pendam dan membebaskannya pada waktu malam. Oleh itu, waktu malam di bandar lebih panas berbanding kawasan pinggir bandar.

- Berkurangnya proses perpeluhan tumbuhan (transpirasi) ekoran daripada kekurangan tumbuhan di bandar. Oleh itu udara di bandar bersifat udara kering (dry air) bukannya udara lembap seperti kawasan pinggir bandar atau luar bandar. Kelembapan udara yang tinggi di pinggir bandar atau kawasan luar bandar datangnya dari pembebasan wap-wap air oleh tumbuhan hijau yang lebih padat.

- Sifat permukaan bandar atau morfologi bandar yang terdiri daripada bangunan tinggi berupaya menghalang tiupan angin dan menghalang halaju angin permukaan. Justeru itu ia melambatkan proses pemindahan haba secara mendatar oleh angin. Tiupan angin di bandar secara berpusar dan berkisar di ruang yang sama menyebabkan haba juga tidak dapat dibebaskan keluar dengan cepat sebaliknya berkumpul di ruang bandar.

- Aktiviti pembandaran yang banyak membebaskan haba seperti dari kenderaan, industri atau oleh manusia sendiri menerusi proses metabolisme. Kesannya banyak sumber-sumber haba yang berpunca, berada dan berkitar di bandar berbanding dengan kawasan pinggir bandar.

- Atmosfera bandar juga diliputi bahan pencemar seperti karbon dioksida, karbon monoksida dan sebagainya. Bahan-bahan ini bersifat membenarkan bahangan matahari menembusinya tetapi menghalang pembalikan bahangan bumi ke angkasa. Pembebasan bahangan bumi, kesannya ruang bandar akan mengalami pemerangkapan haba.

2. Huraikan pengaruh iklim mikro bandar terhadap alam sekitar fizikal.

[12 markah] STPM 2002 No 7(c)

- Suhu yang tinggi (pulau haba) akan meningkatkan kadar sejatan dan merndahkan kelembapan bandingan, kesannya jumlah hujan semakin berkurangan. Namun begitu kadar sejatan yang tinggi ini boleh mempercepatkan kejadian hujan perolakan di bandar. Hujan ini biasanya lebat dalam jangka masa yang singkat dan ia cenderung untuk berlaku banjir kilat.

- suhu yang tinggi akibat pulau haba juga menggalakkan tiupan angin masuk ke pusat bandar ekoran daripada wujudnya tekanan udara rendah. Akibat perbezaan tekanan yang agak ketara antara pusat bandar dengan pinggirnya maka angin dari luar akan menyerbu masuk ke bandar. Tiupan angin ini agak kencang dan berpusar yang dikenali sebagai badai.

- Suhu yang tinggi menyebabkan udara bandar menjadi kering. Ditambah pula dengan terdapat banyaknya bahan-bahan pencemar dalam atmosfera bandar maka ia akan menggalakkan kejadian jerebu. Partikel-partikel terampai (PM10) mudah terapung-apung dalam udara kering. Ini boleh menghalang kemasukan cahaya matahari ke dalam bandar.

- Bahan pencemar yang banyak dibandar akan menghasilkan begitu banyak nukleus higroskopik. Bahan-bahan pencemar ini berupaya menarik wap-wap air ke arahnya menjadi titis-titis hujan. Oleh kerana nukleus higroskopiknya terdiri daripada bahan pencemar seperti sulfur oksida, karbon dioksida dan nitrogen oksida maka hujan yang turun dikenali sebagai hujan asid yang boleh merosakkan ekosistem, sumber air dan tanih kawasan bandar.

3. Apakah yang dimaksudkan dengan iklim mikro bandar ? [5 markah]

Iklim mikro bandar bermaksud sesuatu bandar mempunyai ciri-ciri iklim tersendiri berbanding kawasan luar bandar atau pinggir bandar yang berhampiran. Unsur iklim seperti suhu yang tinggi,kerpasan yang banyak, keamatan cahaya yang rendah, tiupan angin yang kurang laju serta kelembapan udara yang rendah berbanding di kawasan pinggir bandar.

4. Mengapakah wujudnya ciri-ciri iklim mikro bandar ? [10 markah]

- Suhu yang tinggi lebih 1 – 2 oC disebabkan jumlah kenderaan bermotor yang banyak yang mengeluarkan haba, asap dan gas rumah hijau yang membentuk jerebu dan memerangkap haba. Industri perkilangan juga mengeluarkan haba dan membebaskan gas rumah hijau. Morfologi bandar yang terdiri daripada binaan konkrit, simen dan jalan raya berturap, menyerap haba.

- Kerpasan yang banyak kerana bekalan haba yang banyak telah menghasilkan perolakan udara. Akhirnya akan menggalakkan proses pemeluwapan dan kejadian awan kumulosnimbus.

- Keamatan cahaya matahari yang rendah kerana fenomena jerebu yang yang menapis kebanyakan cahaya matahari dari sampai ke permukaan bumi.

- Kelajuan angin yang rendah disebabkan morfologi bandar dari segi susunan bangunan yang tinggi dan rapat telah menghalang pergerakan angin lalu menyebabkan peredaran udara adalah terhad.

- Kelembapan udara yang rendah kerana kadar turapan yang tinggi telah menghalang penyusupan air. Air hujan yang turun akan terus mengalir keluar melalui sistem perparitan. Keadaan ini telah mengurangkan proses sejatan permukaan. Litupan bumi yang sedikit tidak dapat menyumbang kepada proses transpirasi untuk membekalkan wap air.

5. Huraikan langkah-langkah bagi mengurangkan fenomena iklim mikro bandar. [10 markah]

- Menanam atau mewujudkan kawasan hijau. Langkah ini bertujuan untuk menambah bilangan tumbuh-tumbuhan yang berperanan menyerap haba serta mengurangkan gas rumah hijau melalui proses fotosintesis.

- Menggalakkan penggunaan sumber tenaga mesra alam seperti penggunaan gas asli cecair (NGV) dan elektrik bagi kenderaan yang menggunakan petrol dan diesel.

- Kempen kesedaran mengurangkan penggunaan bahan api fosil seperti menggalakkan penggunaan sistem pengangkutan awam seperti bas, teksi dan kereta api serta melalui kempen kongsi kenderaan semasa ke tempat kerja.

- Kuatkuasa undang-undang bagi mengelakkan pembebasan asap berlebihan bagi kenderaan bermotor dan penggunaan penapis asap pada serombong kilang untuk mengelakkan pembebasan gas-gas merbahaya.

- Menggalakkan penggunaan besi keluli dan bahan kaca untuk mengurangkan penggunaan bahan binaan yang terdiri daripada simen dan konkrit yang berpotensi menyerap haba. Bangunan yang baru dibina hendaklah dijarakkan serta dikawal ketinggiannya.

EL-NINO

El-Nino merupakan satu fenomena cuaca luar biasa yang berlaku secara bermusim yang menyebabkan perubahan pergerakan arus Lautan Pasifik bertukar ke arah timur menuju ke pantai barat Amerika Selatan. Fenomena ini berlaku mungkin bermula dengan perubahan kedudukan matahari pada bulan November dan Disember. Dalam keadaan biasa wujud sel tekanan rendah di Australia dan Papua New Guinea yang menyebabkan tiupan angin timuran yang kuat dari Amerika Selatan ke Asia Tenggara. Fenomena El-Nino berlaku apabila sel tekanan rendah yang biasanya berlaku di Asia Tenggara berubah ke Amerika Selatan. Keadaan ini menyebabkan tiupan angin baratan lebih laju berbanding angin lazim timuran yang menolak air panas ke timur Lautan Pasifik, iaitu di perairan Amerika Selatan. Maka aras laut akan menjadi lebih tinggi di perairan pantai barat Amerika Selatan. Pergerakan arus panas lautan ini juga telah menyebabkan suhu air laut menjadi lebih tinggi. Suhu air laut yang tinggi menyebabkan berlakunya perolakan udara ke atas dan seterusnya menyebabkan turunnya hujan perolakan yang lebat luar biasa di sepanjang kawasan pantai benua Amerika Selatan. Sebaliknya, negara-negara Asia Tenggara, Papua New Guinea dan Australia yang biasanya menerima hujan yang lebat pada masa ini, tetapi dengan El-Nino berlaku pula kemarau yang teruk. Selain itu, pergerakan air lautan ke perairan Amerika Selatan juga telah menghalang proses upwelling(pembuakan) air laut di sini. Peristiwa ini telah menghalang pembiakan plankton dan seterusnya memusnahkan seluruh ekosistem laut di sini.

Contoh Soalan El-Nino

1. Takrifkan konsep El-Nino. [5 Markah]

El-Nino merupakan satu fenomena cuaca luar biasa yang menyebabkan perubahan arus pemukaan laut iaitu di Lautan Pasifik bertukar arah ke timur menuju ke pantai barat Amerika Selatan. Keadaan ini menyebabkan tiupan angin baratan lebih laju berbanding angin lazim timuran. Aras air laut lebih tinggi di perairan pantai barat Amerika Selatan. Aras air laut yang tinggi menghalang proses upwelling air dari dasar laut. 

Posted by smkrantaupanjang at 8:06 PM 1 comments Links to this post 

Fenomena letusan gunung berapi telah mempengaruhi kehidupan manusia 

Fenomena letusan gunung berapi telah mempengaruhi kehidupan manusia

- Pertanian. Letusan gunung berapi yang menghasikan lava jenis bes. Dataran lava bes sangat subur untuk kegiatan pertanian seperti di lereng-lereng gunung berapi di Indonesia, Filipina dan Jepun serta Dataran Tinggi Deccan di India.

- Pelancongan. Pembentukan bentuk-bentuk muka bumi seperti Tasik Toba di Sumatera, Indonesia dan geiser di Taman Yellostone) menrik pelancong. Ini menjadikan pendapatan melalui kegiatan ekopelancongan

- Rekreasi. Kolam air panas sesuai untuk mandi dan berendam. Dikatakan mineral dari air panas mujarab untuk merawat pelbagai jenis penyakit kulit.

- Perlombongan. Pembentukan batuan jenis metamorfik atau jelmaan akibat letusan gunung berapi telah menghasilkan batuan marmar, berlian, gneis dan sebagainya. Batuan ini dilombong untuk pelbagai kegunaan manusia.

- Tenaga termal. Di kawasan gunung berapi seperti di Iceland, pemanasan sistem saliran di permukaan oleh magma dalam lapisan kerak bumi telah menghasilkan wap air panas. Wap air yang panas, dijana untuk menghasilkan tenaga elektrik. Suhu di rumah kaca juga boleh dikawal oleh wap air.