PEMODELAN KUASI-GEOSTROPIK PADA ALIRAN UDARA DI ATMOSFER
Nur Asrotul Ula Desy Sa'idah, Dr. Fajar Adi Kusumo, S.Si., M.Si.
2023 | Skripsi | MATEMATIKA
Pergerakan fluida di atmosfer
sangat kompleks sehingga dibutuhkan model yang sesuai untuk menggambarkan
pergerakan tersebut agar mudah dipahami. Untuk membentuk model matematika yang
sesuai, perlu diterapkan hukum dasar, seperti Hukum Kedua Newton dan Hukum
Kekekalan Massa sebagai pijakan awal. Dalam penelitian ini, persamaan gerak
fluida disajikan dalam dua persamaan, yaitu persamaan momentum dan persamaan
kontinuitas. Lalu diterapkan pendekatan terhadap kedua persamaan tersebut
dengan menggunakan konsep kesetimbangan geostropik, yaitu kesetimbangan yang
tepat antara gaya Coriolis dan gaya gradien tekanan tanpa adanya gaya lain yang
memengaruhi gerak aliran udara di atmosfer. Selain itu, dilakukan juga analisis
menggunakan skala sinoptik pada persamaan momentum untuk menyederhanakan
persamaan agar lebih mudah dalam memahami solusi yang diperoleh. Namun, pada
kenyataannya aliran udara yang terjadi berbeda dari keadaan kesetimbangan
geostropik karena adanya gaya gesekan yang muncul akibat perbedaan kenampakan
permukaan bumi sehingga diperlukan pendekatan yang lebih baik. Pada skripsi ini
akan dibentuk model quasi-geostropic yang menggunakan beberapa
pendekatan teoretis yang sesuai dengan keadaan nyata aliran udara di atmosfer.
Pendekatan tersebut diterapkan pada persamaan yang sebelumnya telah dibentuk
dari konsep kesetimbangan geostropik.
The flow of atmospheric fluid is
complicated so that a model is needed to describe and understand the flow for
easily. To build a model that can be used in solving atmospheric problems, it
is necessary to apply basic laws of physics, such as Newton’s Second Law and
the Law of Mass Conservation as an initial step. In this study, the equation of
motion of fluid is presented in momentum and continuity equations. Then apply
the geostropic concept to those equations, which the Coriolis and the pressure gradient
force in the same state without any other force affecting the motion of air
flow in atmosphere. In addition, analysis the momentum equation using the synoptic
scale to understand the solution for easily. But, the air flow in reality is
different from the geostropic concept because of the frictional force due to
the appearance of the earth’s surface so a better approximation is needed. In this
thesis, a quasi-geostropic model will be formed using several theoretical
approximation according to the real state of air flow in atmosphere. The
approximation is applied to the equations which formed from the geostropic
concept.
Kata Kunci : aliran udara, persamaan gerak fluida, model kuasi-geostropik