Ramalan cuaca modern bergantung pada simulator komputer yang rumit. Simulator-simulator ini menggunakan semua persamaan fisika yang menggambarkan atmosfer, termasuk pergerakan udara, kehangatan matahari, dan pembentukan awan dan hujan.
Peningkatan bertahap dalam perkiraan dari waktu ke waktu berarti bahwa ramalan cuaca lima hari modern sama terampilnya dengan prakiraan tiga hari 20 tahun yang lalu.
Tapi Anda tidak perlu superkomputer untuk memprediksi bagaimana cuaca di atas kepala Anda akan berubah selama beberapa jam ke depan – ini telah dikenal di seluruh budaya selama ribuan tahun.
Dengan mengamati langit di atas Anda, dan mengetahui sedikit tentang bagaimana bentuk awan, Anda dapat memprediksi apakah akan segera datang hujan.
Selain itu, sedikit pemahaman tentang fisika di balik pembentukan awan menyoroti kompleksitas atmosfer, dan memberi penjelasan mengapa prediksi cuaca dalam beberapa hari adalah masalah yang sangat menantang.
Berikut adalah enam awan yang harus diperhatikan, dan bagaimana mereka dapat membantu Anda memahami cuaca.
1. Kumulus
Awan yang terbentuk ketika udara mendingin menuju titik embun, suhu di mana udara tidak bisa lagi menahan semua uap airnya. Pada suhu ini, uap air mengembun membentuk tetesan air, yang kita amati sebagai awan.
Agar proses ini terjadi, kita memerlukan udara untuk dipaksa naik di atmosfer, atau supaya udara lembap dapat bersentuhan dengan permukaan dingin.
Pada hari yang cerah, radiasi matahari memanaskan daratan, yang pada gilirannya memanaskan udara yang berada tepat di atasnya. Udara hangat ini naik secara konveksi dan membentuk kumulus. Awan “cuaca cerah” ini tampak seperti kapas.
Jika Anda melihat langit yang dipenuhi dengan kumulus, Anda mungkin memperhatikan bahwa mereka memiliki basis datar, yang semuanya berada pada tingkat yang sama. Pada ketinggian ini, udara dari permukaan tanah telah mendingin ke titik embun. Awan kumulus umumnya tidak menandakan hujan – Anda sedang dalam cuaca cerah.
2. Kumulonimbus
Sementara Kumulus kecil tidak hujan, jika Anda melihat kumulus semakin membesar dan memanjang lebih tinggi menuju atmosfer, itu pertanda bahwa hujan lebat akan segera tiba. Ini biasa terjadi pada musim panas, saat pagi hari kumulus berkembang menjadi awan kumulonimbus (hujan badai) di sore hari.
Disekitar tanah, Kumulonimbus dipertegas dengan baik, tetapi semakin tinggi mulai terlihat tipis di tepinya. Transisi ini menunjukkan bahwa awan tidak lagi terbuat dari tetesan air, tetapi kristal es. Ketika hembusan angin meniup tetesan air di luar awan, mereka dengan cepat menguap di lingkungan yang lebih kering, memberikan awan air yang sangat tajam.
Di sisi lain, kristal es yang dibawa di luar awan tidak cepat menguap, memberikan penampilan tipis.
Kumulonimbus seringkali datar. Di dalam kumulonimbus, udara hangat naik secara konveksi. Dengan demikian, secara bertahap mendingin sampai suhu yang sama dengan atmosfer di sekitarnya.
Pada level ini, udara tidak lagi terapung sehingga tidak bisa naik lebih jauh. Sebaliknya malah menyebar, membentuk keadaan landasan yang khas.
3. Sirus
Awan sirus terbentuk sangat tinggi di atmosfer. Mereka halus, yang seluruhnya terdiri dari kristal es jatuh melalui atmosfer. Jika sirus dibawa secara horizontal oleh angin yang bergerak pada kecepatan yang berbeda, mereka mengambil bentuk seperti kait yang khas.
Hanya di tempat yang sangat tinggi atau di garis lintang, sirus menghasilkan hujan pada permukaan tanah.
Tetapi jika Anda perhatikan bahwa sirus mulai menutupi lebih banyak langit, dan semakin rendah dan tebal, ini adalah indikasi yang baik bahwa hembusan yang hangat mendekat. Hembusan hangat, massa udara hangat dan dingin bertemu. Udara hangat yang lebih ringan dipaksa naik di atas massa udara dingin, yang mengarah ke pembentukan awan.
Awan yang semakin menipis menunjukkan bahwa hembusan semakin dekat, memberikan periode hujan dalam 12 jam ke depan.
4. Stratus
Stratus adalah lapisan awan pada ketinggian rendah yang berkesinambungan menutupi langit. Stratus terbentuk oleh udara lembut yang naik, atau oleh angin ringan yang membawa udara lembap di atas permukaan daratan atau laut yang dingin. Awan Stratus adalah tipis, meskipun kondisinya terasa mendung, mungkin tidak akan terjadi hujan besar, dan yang paling memungkinkan hanya terjadi gerimis ringan.
Stratus identik dengan kabut, jadi jika Anda pernah berjalan di gunung pada suatu hari yang berkabut, Anda telah berjalan di dalam awan.
5. Lentikular
Dua jenis awan terakhir tidak akan membantu Anda memprediksi cuaca yang akan datang, tetapi mereka memberikan gambaran sekilas tentang gerakan atmosfer yang luar biasa rumit.
Halus, awan Lentikular berbentuk lensa terbentuk saat udara ditiupkan dan dihembuskan melewati pegunungan.
Setelah melewati gunung, udara kembali ke tingkat sebelumnya. Saat tenggelam, ia menghangat dan awan menguap. Tapi itu bisa berlebihan, dalam hal ini massa udara naik turun kembali memungkinkan awan Lentikular lain terbentuk.
Ini bisa mengarah ke serangkaian awan, yang meluas hingga jauh di luar jangkauan pegunungan. Interaksi angin dengan gunung dan fitur permukaan lainnya adalah salah satu dari banyak detail yang harus diwakili dalam simulator komputer untuk mendapatkan prediksi cuaca yang akurat.
6. Kelvin-Helmholtz
Dan terakhir, awan Kelvin-Helmholtz menyerupai gelombang laut yang pecah.
Ketika massa udara pada ketinggian yang berbeda bergerak secara horizontal dengan kecepatan yang berbeda, situasi menjadi tidak stabil. Batas antara massa udara mulai beriak, akhirnya membentuk gelombang yang lebih besar.
Awan Kelvin-Helmholtz langka karena kita hanya dapat melihat proses ini terjadi di atmosfer jika massa udara yang lebih rendah mengandung awan.
Awan kemudian dapat melacak gelombang yang pecah, mengungkapkan kerumitan gerakan yang tidak terlihat di atas kepala kita.
Hannah Christensen NERC Independent Research Fellow, Atmospheric Oceanic and Planetary Physics, University of Oxford
