Angin adalah pergerakan udara melintasi permukaan bumi dan dihasilkan oleh perbedaan tekanan udara antara satu tempat dengan tempat lainnya. Kekuatan angin dapat bervariasi dari angin sepoi-sepoi hingga kekuatan badai dan diukur dengan Skala Angin Beaufort.
Angin dinamai dari arah asalnya. Misalnya, angin barat adalah angin yang datang dari barat dan bertiup ke timur. Kecepatan angin diukur dengan alat pengukur jurusan angin dan arahnya ditentukan dengan baling-baling angin.
Karena angin dihasilkan oleh perbedaan tekanan udara, penting untuk memahami konsep itu ketika mempelajari angin juga. Tekanan udara diciptakan oleh gerakan, ukuran, dan jumlah molekul gas yang ada di udara. Ini bervariasi berdasarkan suhu dan kepadatan massa udara.
Pada 1643, Evangelista Torricelli, seorang siswa Galileo mengembangkan barometer merkuri untuk diukur tekanan udara setelah mempelajari air dan pompa dalam operasi penambangan. Menggunakan instrumen serupa hari ini, para ilmuwan dapat mengukur tekanan permukaan laut normal pada sekitar 1013,2 milibar (kekuatan per meter persegi luas permukaan).
Gaya Gradien Tekanan dan Efek Lain pada Angin
Di dalam atmosfer, ada beberapa kekuatan yang mempengaruhi kecepatan dan arah angin. Yang paling penting adalah gaya gravitasi bumi. Ketika gravitasi menekan atmosfer bumi, gravitasi menciptakan tekanan udara - kekuatan pendorong angin. Tanpa gravitasi, tidak akan ada atmosfer atau tekanan udara dan karenanya, tidak ada angin.
Gaya yang sebenarnya bertanggung jawab untuk menyebabkan pergerakan udara adalah gaya gradien tekanan. Perbedaan tekanan udara dan gaya gradien tekanan disebabkan oleh pemanasan yang tidak merata pada permukaan bumi saat masuk radiasi sinar matahari berkonsentrasi di garis katulistiwa. Karena surplus energi di lintang rendah misalnya, udara di sana lebih hangat daripada di kutub. Udara hangat kurang padat dan memiliki tekanan barometrik lebih rendah daripada udara dingin di lintang tinggi. Perbedaan-perbedaan dalam tekanan barometrik inilah yang menciptakan gaya gradien tekanan dan angin ketika udara terus bergerak di antara area-area yang tinggi dan tekanan rendah.
Untuk menunjukkan kecepatan angin, gradien tekanan diplot ke peta cuaca menggunakan isobar dipetakan antara area tekanan tinggi dan rendah. Balok yang berjarak berjauhan merepresentasikan gradien tekanan bertahap dan angin ringan. Yang lebih dekat bersama-sama menunjukkan gradien tekanan yang curam dan angin kencang.
Akhirnya, Kekuatan Coriolis dan gesekan keduanya secara signifikan mempengaruhi angin di seluruh dunia. Itu Kekuatan Coriolis membuat angin membelok dari jalur lurus antara daerah bertekanan tinggi dan rendah dan gaya gesekan memperlambat angin saat bergerak di atas permukaan bumi.
Angin Tingkat Atas
Di dalam atmosfer, ada berbagai tingkat sirkulasi udara. Namun, mereka yang berada di tengah dan atas troposfer adalah bagian penting dari sirkulasi udara seluruh atmosfer. Untuk memetakan pola sirkulasi ini peta tekanan udara atas menggunakan 500 milibar (mb) sebagai titik referensi. Ini berarti bahwa ketinggian di atas permukaan laut hanya diplot di daerah dengan tingkat tekanan udara 500 mb. Sebagai contoh, lebih dari satu lautan 500 mb bisa menjadi 18.000 kaki ke atmosfer tetapi di atas tanah, itu bisa menjadi 19.000 kaki. Sebaliknya, peta cuaca permukaan merencanakan perbedaan tekanan berdasarkan ketinggian tetap, biasanya permukaan laut.
Level 500 mb penting untuk angin karena dengan menganalisis angin tingkat atas, ahli meteorologi dapat mempelajari lebih lanjut tentang kondisi cuaca di permukaan Bumi. Seringkali, angin tingkat atas ini menghasilkan pola cuaca dan angin di permukaan.
Dua pola angin tingkat atas yang penting bagi ahli meteorologi adalah gelombang Rossby dan aliran jet. Gelombang Rossby sangat penting karena membawa udara dingin ke selatan dan udara hangat ke utara, menciptakan perbedaan tekanan udara dan angin. Gelombang ini berkembang di sepanjang aliran jet.
Angin Lokal dan Regional
Selain pola angin global tingkat rendah dan atas, ada berbagai jenis angin lokal di seluruh dunia. Angin sepoi-sepoi darat-laut yang terjadi di sebagian besar garis pantai adalah salah satu contohnya. Angin ini disebabkan oleh perbedaan suhu dan kepadatan udara di atas tanah versus air tetapi terbatas pada lokasi pantai.
Angin gunung-lembah adalah pola angin lokal lainnya. Angin ini disebabkan ketika udara gunung mendingin dengan cepat di malam hari dan mengalir ke lembah-lembah. Selain itu, udara lembah mendapatkan panas dengan cepat pada siang hari dan naik ke atas menciptakan angin sore.
Beberapa contoh angin lokal lainnya termasuk Santa Ana Winds California selatan yang hangat dan kering, angin mistal dingin dan kering California Selatan Lembah Rhône Prancis, angin bora yang sangat dingin dan biasanya kering di pantai timur Laut Adriatik, dan angin Chinook di Utara Amerika.
Angin juga dapat terjadi dalam skala regional yang besar. Salah satu contoh dari jenis angin ini adalah angin katabatic. Ini adalah angin yang disebabkan oleh gravitasi dan kadang-kadang disebut angin drainase karena mengeringkan lembah atau kemiringan ketika padat, udara dingin di dataran tinggi mengalir menuruni bukit oleh gravitasi. Angin ini biasanya lebih kuat dari angin lembah-gunung dan terjadi di daerah yang lebih besar seperti dataran tinggi atau dataran tinggi. Contoh angin katabatic adalah angin yang bertiup dari Antartika dan lapisan es Greenland yang luas.
Pergeseran musiman angin muson ditemukan di Asia Tenggara, Indonesia, India, Australia utara, dan Afrika khatulistiwa adalah contoh lain angin regional karena terbatas pada wilayah tropis yang lebih luas daripada hanya India contoh.
Apakah angin bersifat lokal, regional, atau global, angin merupakan komponen penting bagi sirkulasi atmosfer dan memainkan peran penting dalam kehidupan manusia di Bumi karena alirannya melintasi area yang luas mampu menggerakkan cuaca, polutan, dan benda-benda udara lainnya di seluruh dunia.