Petir

Sekarang memasuki bulan Februari dimana seluruh Indonesia mencapai puncak musim hujan seperti yang diprakirakan oleh BMKG. Hujan dengan intensitas dari ringan sampai lebat akan terjadi, hal ini terjadi akibat adanya monsoon barat. Jika terjadi pembentukan awan Cumulonimbus maka awan ini dapat menghasilkan petir. Petir mempunyai tegangan yang tinggi sehingga apabila menyambar dapat membahayakan manusia. Sudah banyak kasus yang mengakibatkan manusia meninggal yang diakibatkan oleh petir, oleh sebab itu jika terjadi petir segeralah berlindung demi keselamatan. Kali ini saya akan menyampaikan mengenai petir, silahkan diambil ilmunya.

Mengapa Indonesia rawan petir?

Geografi              : Membentang di ekuator

Topografi             : Banyak gunung dan dataran rendah

Lingkungan         : 1. Maritim Kontinental

                            2. Diantara dua benua dan dua samudra

                            3. Diapit daerah pertumbuhan siklon

Cibinong sempat tercacat pada Guiness Book of Rocord 1988 dengan jumlah petir 322 petir pet tahun.

Pengertian

Menurut batasan fisika, petir adalah lompatan bunga api raksasa antara dua massa yang mempunyai perbedaaan medan listrik Prinsip dasarnya kira-kira sama dengan lompatan api pada busi

Petir adalah hasil pelepasan muatan listrik di awan. Energi dari pelepasan itu begitu besarnya sehingga menimbulkan rentetan cahaya, panas, dan bunyi yang sangat kuat yaitu geluduk, guntur, atau halilintar.. Sedemikian besarnya sampai-sampai ketika petir itu melesat, tubuh awan akan terang dibuatnya, sebagai akibat udara yang terbelah. Ketika akumulasi muatan listrik dalam awan tersebut telah membesar dan stabil, lompatan listrik (eletric discharge) yang terjadi pun akan merambah massa bermedan listrik lainnya, dalam hal ini adalah Bumi. Besar medan listrik minimal yang memungkinkan terpicunya petir ini adalah sekitar 1.000.000 volt per meter.

Petir terjadi akibat perpindahan muatan negatif (elektron) menuju ke muatan positif (proton).  Para ilmuwan menduga lompatan bunga api listriknya terjadi melalui beberapa tahapan.

·         Pemampatan muatan listrik pada awan bersangkutan

·         Penumpukan muatan di bagian paling atas awan adalah listrik muatan negatif; di bagian tengah adalah listrik bermuatan positif; sementara di bagian dasar adalah muatan negatif yang berbaur dengan muatan positif.

·         Pada bagian bawah inilah petir biasanya terjadi. 

Sirkuit Listrik Global

Dalam cuaca cerah, beda  potensial, 200,000 sampai 500,000 Volts terdapat antara permukaan bumi dan ionosfir dengan arus sekitar 2x10^-12 amperes/meter². Beda potensial ini disebabkan oleh distribusi badai guntur di permukaan bumi.

 Teori sekarang menyatakan bahwa badai guntur menyebabkan terjadinya potensial dan arus listrik di ionosfir. Namun belum dipahami secara penuh

Penyebaran muatan listrik dalam awan

Skema Struktur Muatan di Daerah Konvektif Badai Guntur 

Proses pelepasan muatan pada awan cumulonimbus

Formasi Terjadinya Petir

Step 1

ü  Sambaran petir tipe CG bermula dari badai yang disebut dengan "stepped leader“ (lidah petir) menjalar ke tanah berbentuk seperti tangga tangga  sepanjang 50 meter dalam waktu  1 mikro detik.

ü  Stepped leader bercabang berpotensial listrik 100 juta Volt dan bermuatan negatif  5 Coulumb

ü  stepped leader memerlukan waktu 50 millidetik untuk membentuk panjang maksimum.

Step 2

ü  Ketika  stepped leader mendekati tanah, muatan  negatif yang kuat menolak  semua muatan negatif  dekat daerah sambaran di permukaan dan menarik semua muatan positif dalam jumlah yang besar. Masuknya muatan positif ke dalam daerah sambaran  begitu kuatnya sehingga lidah petir  menginduksi saluran listrik ke atas dari tanah yang disebut dengan "streamers"

ü  Jika salah satu  streamer yang bermuatan (+) terhubung dengan lidah petir yang bermuatan (-) maka akan terbentuk  tangga berikut dalam waktu < 100 mikro detik

Step 3

ü  Potensial listrik  dari  lidah petir  terhubung dengan tanah dan muatan negatif mulai mengalir kebawah melalui saluran yang sudah terbentuk.

Step 4

ü  Gelombang arus listrik yang disebut "sambaran balik“ mengalir keatas melalui saluran  yang bercahaya .

Tipe-Tipe Petir :

1.       Petir awan ke tanah (Cloud to Ground /CG)

2.       Petir  dalam awan (Inter Cloud /IC)

3.       Petir awan ke awan (Cloud to Cloud/CC)

4.       Petir awan ke udara (Cloud to Air/CA)

Gambar tipe petir

    

1.       Petir Awan ke Tanah ( CG):

•          Petir yang paling berbahaya dan merusak

•          Kebanyakan berasal dari pusat muatan yang lebih rendah dan mengalirkan muatan negatif ke tanah, walaupun kadang kadang bermuatan positif terutama pada musim dingin.

2.       Petir Dalam Awan (IC):

•          Tipe yang paling umum terjadi antara pusat pusat muatan yang berlawanan pada awan yang sama

•          Biasanya kelihatan seperti cahaya yang menghambur dan kelap kelip

•          Kadang kadang kilat keluar dari batas awan dan seperti saluran yang bercahaya yang terlihat beberapa mil seperti tipe CG

3.         Petir Antar Awan (CC):

Terjadi antara pusat pusat muatan pada awan yang berbeda. Pelepasan muatan terjadi pada udara cerah antara awan-awan tersebut.

4.       Petir Awan ke Udara (CA):

Biasanya terjadi jika udara di sekitar awan ( +) berinteraksi dengan udara yang bermuatan (-). Jika ini terjadi pada awan bagian bawah maka merupakan kombinasi dengan petir tipe CG. Petir AC tampak seperti jari-jari yang berasal dari petir CG.

Tipe Petir Terhadap Muatannya

·         

        ·         Petir Negativ (-)

            Biasanya terjadi sambaran berulang - ulang dan bercabang – cabang.

·         Petir Positif (+)

            Biasanya terjadi hanya satu kali sambaran.

Tipe-Tipe Petir Lainnya

n  Ada banyak nama dan keterangan  tipe dan bentuk petir. Beberapa adalah sub tipe dari keempat tipe petir  dan yang lainnya berdasarkan gambaran optik, bentuk tampilan dan mitos.

n  Beberapa tipe yang terkenal : ball lightning, heat lightning, bead lightning, sheet lightning, silent lightning, black lightning, ribbon lightning, colored lightning, tubular lightning, meandering lightning, cloud-to-air lightning, stratospheric lightning, red sprites, blue jets, and elves

Sekian dan terima kasih semoga bermanfaat. Sumber BMKG