Mengenal Awan Kumulonimbus Penyebab Puting Beliung

MURIANEWS, Kudus – Di musim penghujan seperti saat ini, awan Kumulonimbus atau lebih dikenal dengan sebutan CB sering muncul. Awan itu memiliki ciri bentuknya yang tebal besar menjulang dan berwarna abu bahkan hitam pekat.

Menurut Pengamat Meteorologi BMKG Tuban, Wenas Ganda Kurnia, awan Kumulonimbus sering kali menjadi penyebab hujan deras disertai petir dan angin kencang serta puting beliung. Awan ini sejatinya hanya berisi kumpulan titik air dan atau butiran es.

Cumulonimbus atau Kumulunimbus berasal dari bahasa Latin, "cumulus" yang bermakna terakumulasi dan "nimbus" yang berarti hujan.

“Tetapi pada keadaan tertentu pertumbuhan awan dapat menyebabkan cuaca yang memberi dampak buruk bagi manusia. Hujan deras merupakan contoh dari proses pertumbuhan awan yang kuat. Cuaca ekstrem lain seperti puting beliung, hujan es dan angin kencang adalah fenomena yang terjadi dengan dimulai dari proses fisis pembentukan awan,” kata Wenas dalam keterangan yang diterima MURIANEWS, Senin (13/12/2021).

Selain awan CB, ada sembilan klasifikasi lain yang dibagi oleh BMKG dunia. Yakni, Cirrus (Ci), Cirrocumulus (Cc), Cirrostratus (Cs), Altocumulus (Ac), Altostratus (As), Nimbostratus (Ns), Stratocumulus (Sc), Stratus (St), dan Cumulus (Cu).

“Kumulonimbus merupakan satu dari jenis awan yang biasa dilaporkan dalam pengamatan meteorologi. Salah satu awan yang dikenal menghasilkan cuaca buruk seperti puting beliung, hujan es dan angin kencang adalah awan dari jenis ini. Awan Kumulonimbus atau awan CB ini juga juga menghasilkan petir dan kilat,” katanya.

[caption id="attachment_258251" align="alignleft" width="227"] Pengamat Meteorologi BMKG Tuban, Wenas Ganda Kurnia. (MURIANEWS/Istimewa)[/caption]

Awan Kumulonimbus adalah awan yang tumbuh secara konvektif menjulang tinggi seperti menara. Ketinggian dasarnya berkisar 450-600 meter dengan tinggi puncak dapat mencapai 12 kilometer.

Jika muncul awan ini, BMKG selalu merekomendasikan penerbangan untuk dihindarinya, karena dapat menghempaskan suatu pesawat terbang.

Banyaknya insiden pada penerbangan yang berkaitan dengan awan Kumulonimbus ini sehingga awan ini seolah menjadi momok atau hantu bagi penerbangan.

Umumnya pilot akan terbang menghindari awan CB ini baik dengan berbelok ataupun menaikkan ketinggian pesawat.

 

Fase Pertumbuhan Awan CB

Secara umum pertumbuhan awan kumulonimbus (CB) terdiri dari tiga fase yaitu fase pertumbuhan, fase matang dan terakhir fase punah.

Pada fase pertumbuhan merupakan fase awal terbentuknya awan Cumulonimbus. Ini di mana angin bergerak ke atas.

Saat siang hari kita mulai merasa gerah, maka itu sebuah pertanda proses pengangkatan massa udara yang akan berkembang menjadi awan seperti CB sedang terjadi. Awan CB mulai terbentuk saat kondisi atmosfer yang tidak stabil.

“Pada saat itu lah pengangkatan massa udara sangat kuat bergerak vertikal mencapai ketinggian maksimal,” ujarnya.

Fase matang adalah fase di mana massa udara berubah menjadi air dan juga butiran es. Di dalam awan CB sendiri akan ada pergerakan massa udara ke atas dan juga pergerakan ke bawah.

Adapun fase terakhir atau fase punahnya awan Kumulonimbus. Pada fase ini sudah tidak ada lagi pasokan udara lagi dari bawah. Selanjutnya semua massa air turun ke bawah dalam bentuk hujan ataupun es.

 

Struktur Awan CB

Struktur awan CB terbagi dalam tiga lapisan muatan di mana bagian bawah dekat dasar awan CB umumnya berisi butiran air. Muatan butiran air ini karena karena terbentuk pada lapisan udara dengan suhu masih lebih dari 0 °C atau di atas level beku (freezing level).

Pada bagian tengah awan CB di atas merupakan lapisan yang berisi campuran es dan air.  Adapun pada bagian puncak awan hanya ada butiran es.

Bagian puncak CB merupakan lapisan yang yang sangat dingin, karenanya uap air yang naik ke lapisan tersebut oleh arus updraft akan membeku secara cepat menjadi bola es.

 

Proses Terjadinya Puting Beliung dari Awan CB 

Angin Puting beliung adalah angin kencang dengan arah memutar yang dapat membawa terbang apa-apanya yang dilaluinya. Umumnya di Indonesia dan wilayah tropis lainnya diameter puting beliung hanya beberapa meter dengan waktu terjadi cukup singkat, sekitar lima menit saja.

Angin ini dikenal juga dengan istilah "whilrwind" atau juga angin pilin. Angin puting beliung dalam skala besar dengan durasi kejadian yang cukup lama dikenal dengan nama tornado.

Umumnya tornado terjadi di wilayah subtropis. Keduanya jika terjadi di laut dikenal dengan istilah waterspout. Baik puting beliung berupa whirlwind ataupun tornado keduanya terjadi karena adanya awan Kumulonimbus.
Umumnya tornado terjadi di wilayah subtropis. Keduanya jika terjadi di laut dikenal dengan istilah waterspout. Baik puting beliung berupa whirlwind ataupun tornado keduanya terjadi karena adanya awan Kumulonimbus.Di dalam awan CB terdapat mekanisme arus udara naik dan turun. Peningkatan kecepatan angin yang naik kemudian menjadikan arahnya miring. Peningkatan angin secara mendadak ini disebut wind shear yang dapat terjadi secara vertical ataupun horizontal.Sebab, area terbentuknya awan Kumulonimbus memiliki tekanan yang lebih rendah dari sekitarnya maka arus udara dari arah horizontal juga bergerak menuju area tersebut. Arus udara yang juga berupa wind shear tersebut kemudian membentuk pusaran yang disebut vortex cube.Secara perlahan pusaran ini kemudian condong secara vertikal mengikuti arah arus naik ke dalam awan Kumulonimbus. Pusaran angin yang naik inilah yang kemudian disebut sebagai angin puting beliung atau angin pilin atau juga angin puyuh.Jika perbedaan tekanan ini sangat signifikan maka kekuatan angin ini akan menjadi semakin kuat. Terjadinya Hujan Es dari Awan CBHujan es dalam meteorologi disebut juga hail. Hail merupakan salah satu bentuk jatuhan hidrometeor yang sampai ke permukaan tanah yang disebut juga presipitasi. Di Indonesia yang memiliki iklim tropis suhunya akan selalu hangat sepanjang tahun, sehingga presipitasi yang umum terjadi dalam bentuk cair yang dikenal masyarakat sebagai hujan.Sangat jarang terjadi presipitasi yang sampai ke permukaan tanah dalam bentuk padat seperti jatuhan keping es atau salju. Hujan es atau hail merupakan jenis hujan konvektif. Hail berisi campuran cair dan butir es yang diproduksi oleh awan Cumulonimbus (CB) tersebut.Proses terjadinya hujan es atau hail yang bersumber dari awan Kumulonimbus sebagai berikut. Pada awalnya embrio bola es (hailstone embryo) akan bergerak melayang di lapisan atas karena dorongan updraft atau udara naik.Nah, ketika gaya angkat (updraft) melemah, maka embrio bola es turun dengan lintasan hampir horizontal dan menangkap semua butiran es yang dilaluinya.Hal ini membuat embrio bola es tersebut berkembang membesar menjadi bola es yang lebih besar. Adanya gaya gravitasi bumi dan gerakan massa udara turun (downdraft) maka bola es tersebut bergerak jatuh ke permukaan bumi.Bola es yang jatuh ke permukaan bumi karena ukurannya sangat besar. Meskipun suhu udara di permukaan bumi panas atau hangat, tidak semua massa bola es tersebut sempat mencair yang akan jatuh sebagai hujan.Sebagian bola es tersebut berhasil mencapai permukaan bumi dalam bentuk tetap seperti bola es namun dengan ukuran kecil. Bola es yang tidak mencair yang berhasil mencapai permukaan bumi inilah yang kemudian kita sebut sebagai hujan es. Angin Kencang dari Awan CBAngin kencang yang terjadi di bawah awan CB dapat terjadi dengan atau tanpa disertai hujan es. Dan juga bukan dalam bentuk angin puting beliung. Downdraft jika mencapai permukaan bumi disebut sebagai microburst.Microbust inilah yang kemudian kita rasakan sebagai fenomena angin kencang. Perbedaaan angin kencang microbust dengan angin puting beliung adalah pada arah anginnya.Hempasan angin Microbust terjadi hanya pada satu arah horizontal saja. Adapun pada puting beliung akan terlihat benda-benda yang dilaluinya terhempas secara memutar. Petir dan Kilat dari Awan CBDi dalam awan Kumulonimbus yang telah mencapai fase matang terdapat lapisan es pada bagian puncaknya. Pada saat butiran es tersebut mulai jatuh dan membentur butiran es di bawahnya (proses kolisi) maka terjadi pelepasan elektron dari partikel es tersebut yang disebut ionisasi.Proses ini sama dengan percikan listrik yang kita kenal. Pada bagian atas akan terbentuk lapisan yang mengandung atom positif atau kation dan bagian bawah awan mengandung atom negatif (anion).Perbedaan potensial listrik antara dua lapisan dalam awan CB ini sangat besar, berkisar 109 hingga 1010 volt. Sementara, potensial PLN rata-rata 220 volt.Arus listrik akan mengalir di antara kedua lapisan berbeda muatan tersebut yang kemudian memanaskan kolom udara yang dilaluinya. Karena panas inilah kolom udara terlihat merah selama terjadinya kilat dan petir.Kolom udara yang dipanaskan mengembang dan menghasilkan gelombang kejut yang kita sebut guntur. Petir dari awan CB juga dapat mencapai bumi karena bumi adalah konduktor listrik yang baik yang bersifat netral namun cenderung mengandung muatan positif.Karenanya arus listrik dari dasar awan akan melompat ke bumi yang kemudian kita sebut sebagai sambaran petir. Penulis: Pengamat Meteorologi BMKG Tuban, Wenas Ganda KurniaEditor: Zulkifli Fahmi