Perubahan tekanan atmosfer diketahui bisa meramalkan perubahan cuaca jangka pendek.
Alat yang umum digunakan untuk mengukur tekanan udara dalah barometer.
Apa itu Barometer?
Barometer adalah instrumen ilmiah yang digunakan untuk mengukur tekanan atmosfer, juga disebut juga sebagai tekanan barometrik.
Kata “barometer” berasal dari kata Yunani “baro” yang berarti “berat” dan “meter” yang diartikan “ukuran.”
Untuk diketahui, atmosfer adalah lapisan udara yang menyelimuti bumi.
Lapisan udara memiliki berat dan menekan semua yang bersentuhan dengannya sebagai efek dari gravitasi bumi. Barometer lantas digunakan untuk mengukur tekanan tersebut.
Perubahan tekanan atmosfer yang dicatat oleh barometer paling sering digunakan dalam meteorologi untuk meramalkan cuaca.
Siapa Penemu Barometer?
Umumnya, Evangelista Torricelli sering dianggap sebagai penemu barometer pada tahun 1643. Sebuah anggapan yang memiliki dasar.
Namun sebelum itu, ilmuwan Prancis, René Descartes, pernah menuliskan percobaan untuk mengukur tekanan atmosfer pada tahun 1631.
Selain itu, ilmuwan Italia, Gasparo Berti, diketahui membuat barometer air antara tahun 1640 hingga 1643.
Barometer Berti terdiri dari sebuah tabung panjang berisi air dan disumbat di kedua ujungnya.
Dia menempatkan tabung tegak dalam wadah air dan melepas sumbat bawah.
Air kemudian mengalir dari tabung ke dalam wadah, tetapi tabung tidak sepenuhnya kosong.
Meskipun mungkin tidak terdapat kesepakatan tentang siapa yang menemukan barometer air pertama, Torricelli tidak diragukan adalah penemu barometer merkuri pertama.
Jenis-jenis Barometer
1. Barometer Merkuri
Barometer merkuri (air raksa) adalah jenis barometer tertua, ditemukan oleh fisikawan Italia, Evangelista Torricelli, pada tahun 1643.
Torricelli melakukan eksperimen barometrik pertamanya menggunakan tabung air.
Air relatif ringan, sehingga tabung yang sangat tinggi dengan sejumlah besar air harus digunakan untuk mengimbangi tekanan atmosfer yang lebih kuat.
Itu sebab, Barometer air Torricelli tingginya lebih dari 10 meter, yang menjulang di atas atap rumahnya!
Perangkat aneh ini menimbulkan kecurigaan di antara tetangga Torricelli yang mengira dia terlibat dalam ilmu sihir.
Untuk menjaga agar eksperimennya tidak mengundang kecurigaan, Torricelli menyimpulkan bahwa dia dapat membuat barometer yang jauh lebih kecil menggunakan merkuri, cairan keperakan yang beratnya 14 kali berat air.
Barometer air raksa memiliki tabung kaca yang tertutup di bagian atas dan terbuka di bagian bawah.
Di bagian bawah tabung terdapat genangan merkuri yang berada di piring bundar dan dangkal yang mengelilingi tabung.
Merkuri di dalam tabung akan menyesuaikan diri agar sesuai dengan tekanan atmosfer di atas piring.
Saat tekanan meningkat, kondisi ini akan memaksa merkuri di dalam tabung beranjak naik.
Tabung ditandai dengan serangkaian pengukuran yang mencatat besar tekanan dalam satuan atmosfer, bar atau satuan lainnya.
Pengamat dapat mengetahui berapa tekanan udara dengan melihat di mana merkuri berhenti di tabung barometer.
2. Barometer Aneroid
Pada tahun 1844, ilmuwan Prancis, Lucien Vidi, menemukan barometer aneroid.
Barometer aneroid memiliki ruang logam tertutup yang mengembang dan berkontraksi, tergantung pada tekanan atmosfer di sekitarnya.
Perangkat mekanis kemudian digunakan untuk mengukur seberapa besar ruang mengembang atau mengerut.
Pengukuran ini diselaraskan dengan satuan atmosfer atau bar.
Barometer aneroid memiliki tampilan melingkar yang menunjukkan besar tekanan saat ini, mirip seperti jam.
Jarum pada barometer bisa bergerak searah jarum jam atau berlawanan arah untuk menunjukkan tekanan saat ini.
Berbagai istilah seperti stormy, rain, change, fair, dan dry sering ditulis di atas angka pada muka dial untuk memudahkan orang menafsirkan cuaca.
Barometer aneroid perlahan menggantikan barometer merkuri karena lebih mudah digunakan, lebih murah, dan lebih mudah diangkut karena tidak memiliki cairan yang dapat tumpah.
Beberapa barometer aneroid menggunakan alat mekanis untuk melacak perubahan tekanan atmosfer selama periode waktu tertentu.
Barometer aneroid ini disebut barograf. Barograf adalah barometer yang terhubung ke jarum yang membuat tanda pada gulungan kertas grafik yang berdekatan.
Barograf mencatat tekanan pada sumbu vertikal dan satuan waktu pada sumbu horizontal.
Lonjakan pada grafik menunjukkan kapan tekanan udara tinggi atau rendah, dan berapa lama kondisi tersebut bertahan.
Badai yang parah, misalnya, akan muncul sebagai kemiringan yang dalam dan lebar pada barograf.
3. Barometer Digital
Barometer digital modern mampu mengukur dan menampilkan data atmosfer yang kompleks dengan lebih akurat dan cepat daripada sebelumnya.
Banyak barometer digital menampilkan pembacaan barometrik saat ini dan pembacaan 1, 3, 6, dan 12 jam sebelumnya dalam format diagram batang, seperti barograf.
Barometer jenis ini juga memperhitungkan pembacaan atmosfer lainnya seperti angin dan kelembaban untuk membuat prakiraan cuaca yang akurat.
Data yang didapat kemudian diarsipkan dan disimpan di barometer dan juga dapat diunduh ke komputer untuk analisis lebih lanjut.
Barometer digital digunakan oleh ahli meteorologi dan ilmuwan lain yang menginginkan pembacaan atmosfer terkini saat melakukan eksperimen di laboratorium atau di lapangan.
Barometer digital juga menjadi tool penting di banyak ponsel pintar saat ini.
Jenis barometer digital ini menggunakan data tekanan atmosfer untuk membuat pembacaan ketinggian yang akurat.
Pembacaan ini membantu penerima GPS smartphone menentukan lokasi dengan lebih akurat, sehingga memudahkan dalam navigasi.
Bagaimana Tekanan Barometrik Berkaitan dengan Cuaca?
Tekanan barometrik adalah ukuran berat atmosfer yang menekan permukaan bumi.
Tekanan atmosfer tinggi berarti terdapat gaya ke bawah atau tekanan udara yang mengarah ke bawah.
Saat bergerak turun, udara menghangat, sehingga menghambat pembentukan awan dan badai.
Tekanan tinggi biasanya menandakan cuaca cerah, terutama jika barometer mencatat pembacaan tekanan tinggi yang bertahan lama.
Ketika tekanan barometrik turun, ini berarti udara bergerak naik. Saat naik, udara mendingin dan kurang mampu menahan kelembaban.
Akibatnya, kemungkinan besar akan terjadi pembentukan awan dan presipitasi (hujan).
Jadi, ketika barometer mencatat penurunan tekanan, cuaca cerah mungkin akan berubah menjadi awan.
Satuan untuk Mengukur Tekanan Udara
Terdapat beberapa satuan yang digunakan untuk mengukur tekanan udara.
Secara historis, para ilmuwan menggambarkan tekanan atmosfer normal sebagai “satu atmosfer” dan setara dengan “76 cm (760 mm) merkuri.”
Satuan tersebut sering ditulis 76 cmHg atau 760 mmHg (Hg adalah simbol kimia untuk merkuri/air raksa).
Terdapat pula satuan lama yang disebut Torr. 1 Torr (diambil dari nama Torricelli) kira-kira sama dengan 1 mmHg (tinggi merkuri 1mm) atau 1,33 milibar atau 1/760 tekanan atmosfer (0,0013 atmosfer).
Dalam satuan SI modern, satu atmosfer sama dengan 101.325 Pa (pascal) atau 101,325 kilopascal (kPa).
Pascal dan kilopascal adalah satuan ilmiah yang lebih banyak digunakan untuk mengukur tekanan.
Ada juga pengukuran yang ditulis dalam hPa (hectopascals), di mana 1 hectopascal = 100 pascal atau 0,1 kilopascal.
Tekanan atmosfer standar 101.325 Pa setara dengan 1013,25 hPa.
Barometer lama cenderung ditandai dengan satuan Imperial yang lebih tua: inci air raksa, terkadang disingkat menjadi inHg.
Kegunaan Barometer dalam Kehidupan Sehari-hari
Barometer paling populer yang digunakan saat ini adalah barometer aneroid meskipun barometer air dan air raksa masih digunakan pula.
Berikut adalah penggunaan paling umum barometer.
1. Meteorologi dan Prakiraan Cuaca
Perubahan tekanan udara merupakan cara paling umum untuk memperkirakan cuaca.
Mengukur variasi tekanan pada suatu wilayah tertentu memungkinkan ahli meteorologi memetakan dan memahami bagaimana pola cuaca untuk perkiraan yang akurat.
Sebagai contoh, penurunan tekanan udara secara umum menunjukkan badai atau hujan, sedangkan tekanan yang meningkat dapat berarti cuaca tenang, kering, atau dingin.
2. Penerbangan dan Mengukur Ketinggian
Semakin tinggi posisi Anda di atmosfer, tekanan udara akan semakin turun.
Barometer yang dirancang khusus mampu memperhitungkan perbedaan tekanan barometrik kemudian mengkonversi nilainya untuk mengukur ketinggian.
Pengukuran ketinggian menjadi sesuatu yang dibutuhkan para pilot untuk mengetahui posisi pesawatnya.
Para pendaki gunung juga memerlukan barometer altimeter untuk mengetahui posisi mereka saat mendaki.
3. Sains dan Industri
Banyak percobaan ilmiah dipengaruhi oleh variabel tekanan udara.
Mencatat pembacaan barometrik selama eksperimen atau observasi memungkinkan para ilmuwan memastikan hasil yang akurat.
Tekanan atmosfer memiliki efek yang besar pula pada banyak aspek kehidupan modern. Sebagian proses manufaktur membutuhkan tekanan tertentu agar berfungsi dengan baik.
Sebagai contoh, farmasi dan industri manufaktur elektronik mengontrol tekanan barometrik di sebagian proses perakitan mereka untuk menjaga kualitas.
4. Kesehatan
Seiring dengan tersedianya barometer elektronik dengan harga terjangkau, orang mulai memantau kesehatan mereka dalam hubungannya dengan tekanan atmosfer.
Penderita migrain dan arthritis adalah sebagian orang yang perlu mengetahui pembacaan tekanan udara karena berhubungan dengan keluhan serta menentukan kapan harus minum obat.
Bagi banyak orang, mengantisipasi perubahan tekanan udara membantu mereka menjalani gaya hidup lebih aktif dan bebas rasa sakit.[]