Mengapa semakin tinggi kita berada di suatu tempat, suhu udara menjadi semakin dingin? Saat berada di pegunungan, misalnya.
Padahal, kan, jika semakin tinggi, kita akan semakin dekat dengan matahari. Alih-alih merasa panas, yang kita rasakan justru semakin dingin.
image via canva.com
Mengapa Semakin Tinggi Semakin Dingin?
Ada tiga hal yang perlu kita pahami untuk menjawab pertanyaan itu. Dan ketiga-tiganya saling berafiliasi dalam kaitannya dengan kenaikan suhu udara di tempat yang tinggi.
Penasaran? Yuk, kita simak ulasan berikut ini.
1. Tekanan Udara
Tekanan udara merupakan sebuah tenaga yang menggerakkan massa partikel udara, menekan searah gaya gravitasi bumi.
Tekanan udara berbanding terbalik dengan ketinggian suatu tempat. Semakin tinggi suatu tempat dari permukaan laut, semakin rendah tekanan udaranya.
Kondisi ini disebabkan karena semakin tinggi suatu tempat, maka semakin berkurang udara yang menekannya. Tekanan udara di puncak gunung berbeda dengan tekanan udara yang ada di pantai.
Ini karena di puncak gunung jumlah partikel udaranya semakin kecil, yang mengakibatkan gaaya gravitasinya kecil, sehingga tekanan udaranya pun akan semakin kecil.
Tekanan udara yang semakin ke atas semakin menurun ini disebut sebagai tekanan udara vertikal. Hal ini dipengaruhi oleh tiga faktor, antara lain:
- Komposisi gas penyusun yang semakin ke atas semakin berkurang
- Sifat udara dapat dimampatkan, kekuatan gravitasi semakin ke atas semakin lemah
- Adanya variasi suhu secara vertical di atas troposfer (>32 km), sehingga semain tinggi suatu tempat, suhu akan semakin naik.
2. Gaya gravitasi
Berdasarkan hukum gravitasi Newton, besar gaya gravitasi bumi pada suatu tempat berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara pusat bumi dengan tempat itu.
Semakin jauh suatu tempat dari pusat bumi, semakin kecil gaya gravitasinya. Semakin tinggi suatu tempat dari permukaan laut, maka gaya gravitasi bumi yang berlaku pun akan semakin kecil.
Gaya gravitasi bumi bersifat menarik udara, sehingga udara tetap berada di dekat permukaan bumi. Semakin besar gaya gravitasi bumi, maka semakin banyak udara yang ditarik, begitu pula sebaliknya.
Gaya gravitasi pada tempat di dekat permukaan laut lebih besar, sehingga jumlah udara yang berada di tempat itu lebih banyak.
Sebaliknya, gaya gravitasi bumi di puncak gunung lebih kecil, sehingga jumlah udara yang ada di puncak gunung lebih sedikit.
3. Energi Kinetik
Udara, yang jumlahnya dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi tersebut, terdiri dari molekul-molekul gas yang selalu bergerak dengan kecepatan tertentu. Lalu, apa hubungannya molekul gas dengan suhu yang dingin?
Semua itu berkaitan dengan teori Gerak Brown (Browning Motion). Setiap molekul gas yang bergerak memiliki energi kinetik. Semakin banyak udara, semakin besar energi kinetik.
Semakin cepat gerakan molekul udara, semakin besar energi kinetik. Jumlah udara di puncak gunung lebih sedikit, sehingga energi kinetik udara lebih kecil.
Molekul-molekul gas memiliki massa dan ketika bergerak dengan kecepatan tertentu, molekul gas mempunyai energi kinetik. Besar kecilnya energi kinetik menentukan banyak atau sedikitnya panas yang dihasilkan ketika terjadi tumbukan antara molekul-molekul gas.
Udara di puncak gunung mempunyai energi kinetik lebih kecil, sehingga panas yang dihasilkan ketika terjadi tumbukan antar molekul gas juga sedikit. Itulah mengapa saat berada di tempat yang tinggi, bukannya panas yang kita rasakan, melainkan hawa dingin.
Jadi, setelah memahami tiga hal di atas, kamu sudah tahu jawabannya, kan, kenapa saat berada di tempat tinggi suhunya menjadi lebih dingin?
