BAROMETER AIR RAKSA TIPE KEW PATTERN

 

Barometer air raksa tipe Kew Pattern adalah sebuah alat meteorology konvensional yang digunakan untuk mengukur tekanan udara. Secara garis besar barometer ini terdiri dari sebuah tabung dengan ujung atas tertutup dan sebuah bejana yang berisi air raksa, sehingga air raksa masuk ke dalam tabung tersebut dengan ketinggian tertentu. Ruangan diatas air raksa dalam tabung dianggap kosong atau hampa udara. Alat ini memanfaatkan sifat anomali air raksa dalam tabung hampa. Pada dasarnya pengukuran tekanan udara dengan barometer ini ialah membandingkan perbedaan tinggi air raksa dalam tabung dan didalam bejana. Air raksa dalam bejana berhubungan langsung dengan udara luar melalui sebuah lubang kecil, maka udara luar akan menekan air raksa di dalam bejana sehingga mendorong air raksa didalam tabung bergerak ke atas di dalam barometer.

Pada tahun 1643, Toricelli mendapatkan bahwa jika tabung dengan panjang satu meter diisi dengan air raksa, sedangkan ujung tabung yang satu tertutup dan ujung yang lainnya terbuka, kemudian ujung yang terbuka ditutup dengan jari, lalu tabung dibalik serta dicelupkan ke dalam bejana terbuka yang juga berisi air raksa. Maka setelah jari dilepaskan sebagian air raksa yang berada di dalam tabung akan keluar dan masuk ke dalam bejana tersebut, sampai tinggi air raksa dalam tabung kurang lebih 76 cm dengan meninggalkan ruang hampa diatasnya.

Dari percobaan tersebut menunjukkan bahwa tekanan udara pada permukaan air raksa dalam bejana terbuka adalah seimbang atau sama dengan berat kolam air raksa dalam tabung. Pernyataan tersebut dapat digambarkan dengan gambar:

Dengan demikian didapat bahwa tekanan udara yaitu sama dengan berat air raksa tersebut. Inilah dasar pokok yang digunakan barometer air raksa untuk mengukur tekanan udara.

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya bahwa tekanan udara dipermukaan bumi adalah gaya per satuan luas berdasarkan berat atau beban dari atmosfer diatasnya. Dengan kata lain tekanan udara adalah sepadan dengan berat atau beban dari sekolom udara di atas suatu proyeksi permukaan horizontal, membentang hingga batas terluar dari atmosfer, sehingga tekanan udara dapat dinyatakan dengan persamaan:

P  = tekanan udara

m = massa udara

g  = koefisien gravitasi

A = luas permukaan yang mendapat tekanan

Basic dari satuan ukur tekanan atmosfer adalah Pascal (Newton per meter2). Namun dalam bidang meteorologi lebih dikenal satuan bar, yang kira-kira sama dengan tekanan udara didekat permukaan bumi. Karena perubahan tekanan udara sehari-hari umumnya sangat kecil, maka tekanan udara dinyatakan dalam satuan yang lebih kecil, yang sekiranya sesuai dengan perubahan yang kecil tersebut, yaitu dalam satuan milibar dan disingkat mb, dimana 1 bar = 1000 mb, sedangkan milibar (mb) nilainya setara dengan hectopascal (hPa), 1 mb = 1 hPa.

Sehubungan dengan hal tersebut, maka skala-skala dalam alat ukur tekanan udara dibuat dalam satuan milibar. Namun demikian ada beberapa barometer yang dibuat dengan menggunakan skala dalam satuan milimeter atau inchi, dimana sebenarnya satuan milimeter dan satuan inchi merupakan satuan ukuran panjang atau tinggi . Hal tersebut mengandung pengertian bahwa yang dimaksud panjang atau tinggi disitu adalah tekanan udara yang sebanding dengan tekanan air raksa pada suatu permukaan yang diakibatkan oleh berat air raksa diatasnya per satuan luas, yang setinggi nilai yang dinyatakan dalam satuan milimeter atau satuan inchi. Oleh karena itu dalam menyatakan besarnya tekanan udara dengan menggunakan skala dalam satuan milimeter atau inchi, masing-masing harus disebutkan “milimeter air raksa (mmHg)” atau “inchi air raksa (inchHg)”.

Bagian-bagian barometer seperti yang terlihat pada gambar di samping yaitu terdiri dari:

a) Vernier: berfungsi untuk mencari tinggi minicus air raksa.

b) Skala barometer: berfungsi untuk membaca tekanan udara pada saat itu.

c) Sekrup pengatur vernier: berfungsi untuk menggerakkan vernier naik turun agar minicus sejajar dengan air raksa.

d) Termometer tempel: berfungsi untuk mengetahui suhu ruangan sebelum kita membaca tekanan udara pada baorometer. Termometer ini harus dibaca terlebih dahulu untuk menentukan koreksi pada hasil tekanan yang dibaca.

e) Lubang udara atau ventilasi: berfungsi untuk memasukkan udara luar ke dalam barometer air raksa, sehingga barometer dapat membaca tekanan udara disekitarnya.

f) Bejana air raksa: berfungsi untuk menampung air raksa. Bejana tersebut terbuat dari besi dengan sebuah piringan berlubang tiga untuk mengurangi guncangan sewaktu alat dibawa.

g) Sekrup operasional: berfungsi untuk mencegah air raksa agar tidak tumpah dan agar tidak berkurang volumenya.

Pengukuran tekanan udara harus tetap akurat seiring perkembangan teknologi dan harus selalu dilakukan prosedur pengukuran dan kalibrasi yang ditetapkan. Berdasarkan WMO Commissions and is outlined in Annex 1.B, Chapter 1, untuk alat ukur tekanan udara – primary reference memiliki persyaratan sebagai berikut:

a) Range pengukuran : 500 – 1080 hPa ( station pressure & MSL pressure )

b) Akurasi target : 0,1 hPa

c) Resolusi pelaporan : 0,1 hPa

d) Waktu agar sensor konstan : 20 detik

e) Hasil akhir rata-rata : 1 menit