Kalau Makin Dekat dengan Matahari Makin Panas, Kenapa Puncak Gunung Lagi Sejuk daripada Pantai?

Di sini ada satu soalan yang menarik. Matahari itu panas, bukan? Jadi, kalau matahari tu panas, dan semakin kita hampir kepada matahari, kita akan terasa semakin panas, betul?

Tetapi, kalau anda pernah bercuti di tempat-tempat peranginan di atas bukit, di Cameron Highland misalnya, anda mungkin perasan bahawa tempat-tempat di atas bukit adalah lebih sejuk berbanding dengan kawasan di tanah rata seperti KL dan kawasan sekitarnya.

Eh? Kata makin dekat dengan matahari makin panas. Kenapa dekat tempat tinggi, bukit bukau misalnya, kita rasa sejuk pula?

Definasi Altitud

Pertama sekali, kita perlu bezakan dua situasi. Situasi pertama adalah apabila kita berada di Bumi, semakin tinggi pergerakan kita ke atas (mendaki bukit misalnya), kita akan menjadi semakin sejuk. Hal ini adalah benar, sehinggalah sampai kepada satu tahap, di mana kita berada di luar Bumi, dengan erti kata lain, kita berada di angkasa lepas. Sekiranya kita berada di angkasa lepas (ini untuk situasi kedua), semakin hamper kita dengan matahari, maka kita akan terasa semakin panas.

Jadi, kita akan bincangkan situasi pertama, dengan pertamanya memberi definasi kepada altitud. Altitud, dalam istilah sains, merujuk kepada ketinggian. Sekiranya kapal terbang bergerak pada altitud 20,000 meter, ini bermakna kapal terbang tersebut sedang bergerak pada ketinggian 20,000 meter dari paras laut. Laut selalunya akan dijadikan rujukan utama atau altitud 0 meter bagi rujukan ahli sains.

Rajah 1: Sea level merujuk kepada paras laut, dan pada paras laut, tekanan udara adalah pada kadar 14.7 PSI. Semakin tinggi altitude, semakin rendah tekanan udara.

Sekiranya anda pernah belajar subjek termodinamik, anda mungkin tahu bahawa tekanan udara (pressure) adalah berkait, semakin tinggi tekanan udara, semakin panas objek tersebut. Hal ini dipanggil sebagai Hukum Tekanan (Pressure Law). Hukum Tekanan ini boleh dibayangkan dengan sebuah bekas yang tidak boleh diubah bentuk yang mengandungi udara. Sekiranya kita memanaskan udara di dalam bekas tersebut, molekul udara di dalam bekas tersebut akan bergerak lebih laju, dan tekanan udara dalam bekas tersebut akan meningkat.

Rajah 2: Contoh gambaran bagi Hukum Tekanan. Sekiranya gas dipanaskan dan isi padu bekas tersebut tidak berubah, tenaga udara dalam bekas tersebut akan bertambah, dan tekanan dalam bekas tersebut juga akan bertambah

Jadi, menurut Hukum Tekanan, sekiranya semakin bertambah suhu, tekanan akan semakin bertambah. Untuk kes altitud yang tinggi pula, kita tahu bahawa semakin tinggi altitud, semakin berkurang tekanan udara. Maka, sekiranya tekanan udara semakin berkurang, apa akan jadi kepada suhu udara di altitud tinggi menurut Hukum Tekanan? Betul, semakin tinggi altitud, tekanan akan semakin berkurang, dan suhu juga, akan turut berkurang.

Tapi kenapa sebenarnya tekanan udara makin berkurang pada altitud tinggi, in the first place?

Graviti.

Hukum graviti adalah berkenaan dengan dua objek berjisim yang saring menarik antara satu sama lain. Meskipun udara di sekeliling kita ni rasa macam tak ada jisim, tapi udara ini memenuhi ruang, jadi ia sebenarnya mempunyai jisim yang tersendiri. Jadi jisim udara ini sebenarnya akan berinteraksi dengan Bumi, dan tarikan graviti Bumi sebenarnya akan menarik molekul-molekul udara ke arah Bumi, mengakibatkan udara akan lebih tertumpu ke Bumi, dan semakin berkurang apabila menjauhi Bumi. Hal ini sepertimana yang digambarkan dalam Rajah 3.

Rajah 3: Gambaran bagi interaksi antara molekul udara dan Bumi. Disebabkan tarikan graviti Bumi, Udara akan lebih mampat di permukaan, dan lebih kurang mampat di altitud yang lebih tinggi.

Walaupun kelihatan mudah, namun suhu tidaklah kekal menurun pada altitud yang lebih tinggi secara amnya. Hal ini kerana terdapat beberapa lapisan atmosfera yang mengandungi kandungan udara yang berbeza, dan interaksi udara dengan persekitaran (Bumi dan Matahari) akan menyebabkan tiap-tiap lapisan atmosfera ini memiliki perubahan suhu yang berbeza (Rujuk Rajah 4).

Rajah 4: Perubahan suhu adalah tertakluk kepada lapisan atmosfera Bumi. Lapisan atmosfera yang berbeza memiliki bilangan molekul udara yang berbeza.

Untuk kes yang kedua, di mana kita telah melepasi lapisan atmosfera Bumi (dalam erti kata lain di angkasa lepas), suhu akan bertambah apabila kita semakin hampir dengan matahari. Hal ini sudah pastinya terjadi kerana semakin bertambah jarak antara kita dengan matahari, radiasi matahari akan lebih banyak dan suhu kita akan menjadi lebih tinggi.


Bacaan lanjut:

“Adapting to High Altitude.” https://www2.palomar.edu/anthro/adapt/adapt_3.htm

“If heat rises, why does the temperature decrease at higher elevations?” https://www.scientificamerican.com/article/if-heat-rises-why-does-th/

 “Layers of the Atmosphere.” https://courses.lumenlearning.com/geophysical/chapter/layers-of-the-atmosphere/

“Why Is It Colder at the Top of a Mountain Than It Is at Sea Level?” https://science.howstuffworks.com/nature/climate-weather/atmospheric/question186.htm

 “Why is it colder at higher altitudes?” https://www.thenakedscientists.com/articles/questions/why-it-colder-higher-altitudes

“Vertical Distribution of Air Pressure.” http://www.iupui.edu/~g107/mod08/lecture03.htm

“Why Does Altitude Affect Temperature? |James May’s Q&A | Earth Lab” https://www.youtube.com/watch?v=cimgIhtN-AU

Total
274
Shares
Leave a Reply

Your email address will not be published.

Related Posts