Klimatologi
merupakan ilmu tentang atmosfer. Mirip dengan
meteorologi, tapi berbeda dalam kajiannya, meteorologi lebih mengkaji proses di
atmosfer sedangkan klimatologi pada hasil akhir dari proses-proses atmosfer.
Klimatologi berasal dari bahasa Yunani, Klima dan Logos
yang masing-masing berarti wilayah, zona atau kemiringan
(slope) yang di arahkan ke Lintang tempat sedangkan Logos sendiri berarti Ilmu.
Jadi definisi Klimatologi adalah ilmu yang mencari gambaran dan penjelasan
sifat iklim, mengapa iklim di berbagai tempat di bumi berbeda , dan bagaimana
kaitan antara iklim dengan aktivitas manusia.
Secara ilmiah. klimatologi
didefinisikan sebagai kondisi cuaca rata-rata, selama periode waktu tertentu,
dan merupakan cabang dari ilmu atmosfer. Pengetahuan dasar iklim dapat
digunakan dalam peramalan cuaca jangka pendek dengan menggunakan teknik analog
seperti El Niño - Southern Oscillation
(ENSO), yang Madden-Julian
Oscillation (MJO), Osilasi Atlantik Utara (NAO), Annualar Utara Mode (NAM ),
osilasi Arktik (AO), Pasifik Utara (NP) Index, Decadal Pasifik Oscillation
(PDO), dan Pasifik Interdecadal
Osilasi (IPO). Model iklim digunakan untuk berbagai tujuan dari studi
mengenai dinamika iklim cuaca dan sistem untuk proyeksi iklim di masa
mendatang.
Karena klimatologi memerlukan
interpretasi dari data-data yang banyak, sehingga memerlukan statistik dalam
pengerjaannya, orang-orang sering juga mengatakan klimatologi sebagai
meteorologi statistik
Iklim merupakan salah satu faktor
pembatas dalam proses pertumbuhan dan produksi tanaman. Jenis-jenis dan
sifat-sifat iklim, bisa menentukkan jenis-jenis tanaman yang tumbuh pada suatu
daerah serta produksinya. Oleh karena itu kajian klimatologi dalam bidang
pertanian sangat diperlukan.
Sejarah
Mungkin orang yang paling awal untuk
mengadakan hipotesa konsep perubahan iklim adalah ilmuwan Cina pada abad
pertengahan, Shen Kuo (1031-1095
AD). Shen Kuo menyatakan bahwa iklim, secara alamiah bergeser lebih dari satu
rentang waktu yang sangat besar, setelah ia menemukan dan mengamati bambu yang
telah membatu di bawah tanah, dekat Yanzhou
(modern Yan'an, provinsi Shaanxi). Iklim di wilayah ini kering dan tidak cocok
untuk pertumbuhan pohon bambu.
Peneliti iklim yang awal termasuk
diantaranya adalah Edmund Halley,
yang menerbitkan peta angin perdagangan pada 1686, setelah ia melakukan
perjalanan ke belahan bumi bagian selatan. Benjamin Franklin, di abad ke-18, adalah orang pertama yang
memetakan jalannya Streaming Teluk,
untuk digunakan mengirim surat ke luar negeri dari Amerika Serikat ke Eropa. Francis Galton menemukan istilah anticyclone. Helmut Landsberg, memprakarsai penggunaan analisa statistik dalam
klimatologi, yang menyebabkan evolusinya menjadi ilmu fisik.
Pendekatan
Klimatologi dipelajari dengan
melakukan pendekatan dengan berbagai cara. Paleoklimatologi, berusaha untuk merekonstruksi masa lalu dengan
memeriksa catatan iklim seperti inti es dan lingkaran pada pohon
(dendroclimatology). Paleotempestology,
menggunakan catatan yang sama ini untuk membantu menentukan frekuensi badai,
selama ribuan tahun. Studi tentang iklim kontemporer, meteorologi menggabungkan
data yang terkumpul selama bertahun-tahun, seperti catatan curah hujan, suhu
dan komposisi atmosfer.
Pengetahuan tentang dinamika
atmosfer dan juga diwujudkan dalam model, baik statistik atau matematika, yang
membantu dengan mengintegrasikan berbagai pengamatan dan menguji bagaimana
mereka cocok bersama. Model ini digunakan untuk memahami masa lalu, sekarang
dan masa depan potensi iklim. Klimatologi sejarah adalah studi tentang iklim
yang terkait dengan sejarah manusia dan dengan demikian berfokus hanya pada
beberapa ribu tahun terakhir.
Penelitian iklim dibuat sulit oleh
skala besar, jangka waktu yang panjang, dan proses kompleks yang mengatur
iklim. Iklim diatur oleh hukum-hukum fisika yang dapat dinyatakan sebagai
persamaan diferensial. Persamaan ini digabungkan dan nonlinier, sehingga
penyelesaian perkiraan diperoleh dengan menggunakan metode numerik untuk
menciptakan model-model iklim global. Iklim kadang-kadang dimodelkan sebagai
proses stokastik tapi ini secara umum diterima sebagai sebuah pendekatan untuk
proses yang sebaliknya terlalu rumit untuk dianalisis.
Indeks
Para ilmuwan menggunakan indeks
iklim dalam usaha mereka untuk ciri dan memahami berbagai mekanisme iklim yang
berujung pada cuaca sehari-hari kita. Banyak cara Dow Jones Industrial Average,
yang didasarkan pada harga saham 30 perusahaan, digunakan untuk mewakili
fluktuasi di pasar saham secara keseluruhan, indeks iklim digunakan untuk
mewakili unsur-unsur penting iklim. Indeks iklim umumnya dirancang dengan
tujuan kembar kesederhanaan dan kelengkapan, dan setiap indeks biasanya
mewakili status dan waktu dari faktor iklim yang diwakilinya. Sesuai dengan
sifatnya, indeks yang sederhana, dan menggabungkan banyak detail menjadi umum,
keseluruhan deskripsi tentang suasana atau laut yang dapat digunakan untuk
menandai faktor-faktor yang mempengaruhi sistem iklim global.
El Niño - Southern Oscillation
El Niño-Southern Oscillation (ENSO)
adalah laut dibarengi global-fenomena atmosfer. Tanda tangan samudra Pasifik,
El Niño dan La Niña adalah penting fluktuasi suhu permukaan perairan tropis
Samudra Pasifik Timur. Nama El Niño, dari bahasa Spanyol untuk "anak kecil
itu", mengacu pada anak Kristus, karena fenomena ini biasanya melihat di
waktu Natal di Samudera Pasifik di lepas pantai barat Amerika Selatan. La Niña
berarti " gadis kecil ". mereka terhadap iklim di Subtropis dan
tropis sangat besar. Atmosfer tanda tangan, Osilasi Selatan (SO) mencerminkan
fluktuasi bulanan atau musiman dalam perbedaan tekanan udara antara Tahiti dan
Darwin. Kejadian terbaru El Niño dimulai pada September 2006 dan berlangsung
hingga awal 2007.
ENSO adalah seperangkat bagian
berinteraksi satu sistem global dari laut-atmosfer ditambah fluktuasi iklim
yang terjadi sebagai akibat dari sirkulasi samudra dan atmosfer. ENSO merupakan
sumber yang dikenal paling menonjol antar-tahunan variabilitas cuaca dan iklim
di seluruh dunia. Siklus terjadi setiap dua sampai tujuh tahun, dengan El Niño
berlangsung sembilan bulan sampai dua tahun dalam jangka panjang siklus,
walaupun tidak semua area global terpengaruh. ENSO memiliki tanda tangan di
Pasifik, Atlantik dan Hindia. El Niño menyebabkan pola cuaca yang menyebabkan
itu menjadi hujan pada tempat tertentu tetapi tidak pada orang lain, ini adalah
salah satu dari banyak penyebab kekeringan.
Di Pasifik, selama peristiwa hangat
besar, El Niño menghangatkan meluas sampai hampir meliputi wilayah tropis
Pasifik dan menjadi jelas terkait dengan intensitas SO. Meskipun pada dasarnya
peristiwa ENSO di fase antara Samudra Pasifik dan Hindia, peristiwa ENSO di
Samudra Atlantik tertinggal di belakang orang-orang di Pasifik oleh 12 sampai
18 bulan. Banyak negara yang paling terkena dampak peristiwa ENSO negara-negara
berkembang dalam bagian tropis benua dengan ekonomi yang sebagian besar
tergantung dari sektor pertanian dan perikanan sebagai sumber utama pasokan
pangan, pekerjaan, dan valuta asing. New kemampuan untuk memprediksi terjadinya
peristiwa ENSO di tiga samudra global dapat memiliki dampak
sosial-ekonomi.
Sementara ENSO adalah global dan
bagian alami dari iklim bumi, baik intensitas atau frekuensinya dapat berubah
sebagai akibat dari pemanasan global adalah perhatian penting. Variabilitas
frekuensi rendah telah dibuktikan: semi-decadal osilasi (QDO). Inter-decadal
(ID) modulasi ENSO (dari PDO atau IPO) mungkin ada. Ini bisa menjelaskan apa
yang disebut ENSO berlarut-larut pada awal 1990-an.
Madden-Julian Oscillation
The Madden-Julian Oscillation (MJO)
adalah sebuah perjalanan khatulistiwa pola curah hujan yang anomali dalam skala
planet. Hal ini ditandai oleh perkembangan timur daerah besar baik ditingkatkan
dan ditekan curah hujan tropis, diamati terutama di atas Samudra Hindia dan
Samudra Pasifik. Anomali curah hujan yang biasanya pertama kali terlihat di
bagian barat Samudera Hindia, dan tetap jelas seperti menjalar di atas air laut
yang sangat hangat dari barat dan pusat tropis Pasifik. Pola curah hujan tropis
maka pada umumnya menjadi sangat mencolok ketika bergerak di atas air laut
lebih dingin timur Pasifik, tetapi muncul atas tropis Atlantik dan Samudera
Hindia. Tahap basah ditingkatkan konveksi dan curah hujan diikuti oleh fase kering
konveksi ditekan. Setiap siklus berlangsung sekitar 30-60 hari. Yang MJO juga
dikenal sebagai osilasi 30-60 hari, 30-60 hari gelombang, atau intraseasonal
osilasi.
North Atlantic Oscillation (NAO)
Indeks dari NAO didasarkan pada
perbedaan tekanan permukaan laut normal (SLP) antara Ponta Delgada, Azores dan
Stykkisholmur / Reykjavik, Islandia. The SLP anomali di setiap stasiun yang
dinormalisasi dengan pembagian setiap musiman berarti tekanan oleh maksud
jangka panjang (1865-1984) deviasi standar. Normalisasi ini dilakukan untuk
menghindari rangkaian didominasi oleh variabilitas yang lebih besar dari utara
dari dua stasiun. Nilai-nilai positif dari indeks menunjukkan lebih kuat
daripada rata-rata di atas angin-angin barat lintang tengah.
Northern Annular Mode (NAM) or
Arctic Oscillation (AO)
The NAM, atau AO, didefinisikan
sebagai EOF pertama musim dingin belahan bumi utara SLP data dari daerah tropis
dan Subtropis. Ini menjelaskan 23% dari rata-rata musim dingin (Desember-Maret)
varians, dan didominasi oleh struktur NAO di Atlantik. Meskipun ada beberapa
perbedaan dari pola daerah di atas Atlantik dan Arktik, perbedaan utama adalah
anomali amplitudo lebih besar di atas Pasifik Utara tanda yang sama seperti
yang di atas Atlantik. Fitur ini memberikan NAM yang lebih annulus (atau
zonally-simetris) struktur.
Northern Pacific (NP) Index
Indeks NP adalah daerah-berbobot
tekanan permukaan laut di wilayah 30N-65N, 160E-140W.
Pacific Decadal Oscillation (PDO)
PDO adalah pola variabilitas iklim
Pasifik yang menggeser fase pada setidaknya decadal antar-skala waktu, biasanya
sekitar 20 sampai 30 tahun. PDO terdeteksi sebagai hangat atau dingin air
permukaan di Samudera Pasifik, sebelah utara 20 ° N. Selama "hangat",
atau "positif", fase, Pasifik barat menjadi dingin dan bagian dari
laut timur menghangatkan; saat " keren "atau" negatif
"fase, terjadi pola yang berlawanan. Mekanisme dengan mana pola yang
berlangsung selama beberapa tahun belum dikenali; satu saran adalah bahwa
lapisan tipis air hangat selama musim panas dapat perisai yang lebih dalam air
dingin. Sebuah sinyal PDO telah direkonstruksi ke 1661 melalui kronologi
lingkaran pohon di wilayah Baja California.
Interdecadal Pacific Oscillation
(IPO)
Pasifik yang Interdecadal Osilasi
(IPO atau ID) layar yang mirip suhu permukaan laut (SST) dan tekanan permukaan
laut pola ke PDO, dengan siklus 15-30 tahun, tetapi mempengaruhi baik utara dan
selatan Pasifik. Dalam Pasifik tropis, anomali SST maksimum ditemukan jauh dari
khatulistiwa. Hal ini sangat berbeda dari quasi-decadal osilasi (QDO) dengan
jangka waktu 8-ke-12 tahun dan maksimum anomali SST mengangkangi khatulistiwa,
sehingga menyerupai ENSO.
Models
Model iklim menggunakan metode
kuantitatif untuk mensimulasikan interaksi atmosfer, lautan, permukaan tanah,
dan es. Mereka digunakan untuk berbagai tujuan dari studi mengenai dinamika
iklim cuaca dan sistem untuk proyeksi iklim di masa mendatang. Semua model
iklim keseimbangan, atau sangat hampir keseimbangan, energi yang masuk sebagai
gelombang pendek (termasuk terlihat) radiasi elektromagnetik ke bumi dengan
energi keluar sebagai gelombang panjang (inframerah) radiasi elektromagnetik
dari bumi. Setiap hasil ketidakseimbangan dalam perubahan dalam suhu rata-rata
bumi.
Yang paling banyak dibicarakan model
beberapa tahun terakhir telah temperatur yang berkaitan dengan emisi karbon
dioksida (lihat gas rumah kaca). Model ini memprediksi tren kenaikan dalam
catatan suhu permukaan, serta lebih cepat peningkatan suhu pada ketinggian yang
lebih tinggi.
Model dapat berkisar dari yang relatif sederhana yang
cukup kompleks:
Berseri-seri sederhana model perpindahan panas yang
memperlakukan bumi sebagai satu titik dan rata-rata energi keluar Ini dapat diperluas secara vertikal (konveksi
radiasi-model), atau horizontal Akhirnya, (ditambah) atmosfer-laut-laut es
discretise model iklim global dan memecahkan persamaan penuh massa dan energi
untuk transfer dan pertukaran berseri-seri.