PENDAHULUAN
Latar Belakang
Suatu permukaan air menggunakan bagian besar dari energi sebagai panas penguapan yang tidak kelihatan. Dari suatu permukaan darat diuapkan cukup air untuk menjadikan udara diatasnya kenyang, akan tetapi diatas daerah-daerah yang kurang begitu kenyang uap untuk proses penguapan lebih sedikit dibutuhkan energi (Daldjoeni, 1986).
Transmisi radiasi matahari yang menjalar ke bumi akan mengalami hambatan yang disebabkan oleh media penyerap yang ada di atmosfer seperti gas bebas dan zat polutan dengan karakteristik dan panjang gelombang yang dimilikinya. Dengan mencuplik besaran intensitas akibat radiasi matahari yang datang sampai di bumi, dapat diperoleh gambaran spektrum yang direkam menggunakan fotometer matahari (Anonimusa.,2009).
Radiasi merupakan transfer energi. Transfer energi melalui radiasi sangatlah penting, karena proses dimana sistem bumi menerima energi dari matahari dan kemudian mengembalikan energi tersebut ke angkasa. Radiasi juga berperan dalam pertukaran energi secara vertikal antara permukaan daratan, air dan atmosfer seperti juga halnya antara berbagai lapisan udara di dalam atmosfer itu sendiri ( Trewartha dan Horn, 1995).
Tujuan Percobaan
Untuk mengetahui lamanya penyinaran matahari dan intensitas penyinaran pada masa periode tertentu.
Kegunaan Percobaan
- Sebagai salah satu syarat untuk dapat mengikuti praktikum di Laboratorium Agroklimatologi Departemen Budidaya Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
- Sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan.
TINJAUAN PUSTAKA
Berdasarkan keragaman ketinggian matahari, penyinaran berbeda-beda karena dua hal, yaitu :
1. Jika matahari tinggi, sinaran jatuh hampir tegak lurus terhadap tanah.
2. jika matahari sendah, sinaran yang melewati jalur yang lebih panjang melalui atmosfer disepanjang jalur tersebut jumlah hamburan dan serapan sinar matahari lebih besar (Neiburger, dkk.,1991).
Matahari merupakan sumber dari semua energi kita sebagaimana energi yang berasal dari batubara, minyak atau panas yang langsung. Itu merupakan variasi dari selama musim memberi kenaikan untuk perbedaan temperatur, tekanan, arus benua, massa udara memberikan fenomena yang sinoptik (Griffiths, 1983 ).
Jumlah radiasi matahari yang diterima bumi tergantung pada :
1. Jarak dari bumi.
2. Intensitas radiasi matahari.
3. Lamanya penyinaran matahari/panjang hari/durasi, dan
4. Atmosfer.
( Kartasapoetra, 1995).
Radiasi adalah suatu bentuk energi yang dipancarkan oleh setiap benda yang mempunyai suhu diatas nol mutlak, dan merupakan satu-satunya bentuk energi yang dapat menjalar di dalam ruangan vakum angkasa luar. Karakteristik atau ciri dasar radiasi adalah panjang gelombang penjalarannya (Prawirowardoyo, 1996).
Kemiringan sinar dengan sendirinya berpengaruh kepada kapasitas intensitas isolasi karena sudut datang sinar matahari ditentukan olehnya. Efeknya bermanfaat bagi iklim lereng-lereng selatan, misalnya pada pegunungan Alpen. Dimana pada datangnya sinar matahari berbeda, sinar pantul yang datang memantul pada ujung atau puncak pegunungan dan sinar yang lainnya memantulkan sinar pada dasar pegunungan (Daldjoeni, 1986).
Karena adanya radiasi bumi maka bumi menjadi benda yang beradiasi pula. Akan tetapi spektrum dari radiasi bumi merupakan energi gelombang panjang, sifat gelombang panjang ini adalah tidak bisa dilihat oleh mata telanjang. Radiasi yang dipantulkan ke bumi itu “Terrestrial Radiation” (radiasi yang berkaitan dengan bumi) (Kartasapoetra, 2004).
Radiasi adalah Energi yang dikeluarkan, dipancarkan atau diterima berupa gelombang atau partikel-partikel elektromagnetik. Berdasarkan asal / sumbernya radiasi dapat dibedakan kedalam tiga klasifikasi yaitu :
1. Radiasi Solar adalah Radiasi yang dikeluarkan oleh Matahari. Kira-kira 99.9 persen dari radiasi ini berupa energy elektromagnetik dengan panjang gelombang antara 0.15 s/d 4.0 microns dengan persentasi tertinggi pada intensitas 0.4 s/d 0.7 microns berupa cahaya selebihnya berupa energy elektromagnetik Infrared dan Ultra violet.
2. Radiasi Terrestrial adalah Radiasi yang dikeluarkan oleh planet bumi termasuk atmosphirnya.
3. Radiasi Total adalah Jumlah Radiasi Solar dan Terrestrial. ( kadangkala dibedakan dalam dua pengertian sesuai kebutuhan (Anonimusb .,2009).
Energi yang melewati atmosfer akan mengurangi energi terutama oleh adanya penyerapan pilihan oleh gas-gas dan uap air (sattering) oleh molelul-molekul udara dan partikel-partikel udara dari benda padat dan cair, dan oleh pemantulan keluar ruang angkasa oleh partikel-partikel besar di permukaan awan (Guslim, 2009).
BAHAN DAN METODE
Tempat Dan Waktu Percobaan
Percobaan ini dilakukan di Laboratorium Agroklimatologi, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan. Percobaan ini dilaksanakan pada hari Sabtu, 14 November 2009, dengan ketinggian tempat + 25 m dpl. pada pukul 08.00 WIB.
Bahan Dan Alat
Adapun bahan yang digunakan dalam percobaan adalah radiasi surya sebagai objek pengamatan.
Adapun alat yang digunakan dalam percobaan campbell stokes untuk mengukur radiasi matahari, kertas pias untuk mengukur lamanya penyinaran, penunjuk waktu untuk mengetahui waktu penyinaran, kalkulator untuk menghitung data , alat tulis untuk mencatat data.
Prinsip kerja
Lama penyinaran matahari dicatat dengan cara memfokuskan sinar matahari oleh bola glass sehingga fokus sinar matahari oleh bola glass mengenai pias yang alat ini khusus dibuat. Alat tersebut dipergunakan untuk memfokuskan sinar matahari. Pias ditempatkan pada kerangka cekung yang konsentrik dengan bola glass dan sinar dipantulkan tepat mengenai pias.
Prosedur Kerja- Diletakkan kertas pias di slinder kuningan
- Diletakkan alat tersebut pada ketinggian 120 di atas permukaan tanah.
- Dihitung besarnya intensitas sinar matahari.
- Dicatat hasil pengamatan tersebut dalam buku data.Gambar Alat
Campbell Stokes
|
|
|
|
Campbell stokes terdiri dari beberapa bagian yaitu:
a. Bola kaca pejal ( umumnya berdiameter 96 mm).
b. Plat logam berbentuk mangkuk, sisi bagian dalamnya bercelah - celah sebagai tempat kartupencatat dan penyanggah tempat bola kaca pejal dilengkapi skala dalam derajat yang sesuai dengan derajat lintang bumi .
c. Bagian Pendiri (stand),
d. Bagian dasar terbuat dari logam yang dapat di-leveling.
|
Kertas Pias
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Data pengamatan lapangan
Waktu Pengamatan
|
Jumlah Kotak
|
Keterangan
|
10.03-10.18
|
2
|
Cuaca Cerah
|
10.19-10-34
|
3
|
Cuaca Cerah
|
10.35-10.50
|
4
|
Cuaca Cerah
|
Data BMG
| |
TGL
|
Pembacaan Antara Jam
|
Jlh Penyinaran Sehari
|  Klimatologis | ||||||||||||
6-7
|
7-8
|
8-9
|
9-10
|
10-11
|
11-12
|
12-13
|
13-14
|
14 -15
|
15-16
|
16-17
|
17-18
|
Total
(jam)
|
Rata-
Rata
(%)
| ||
15
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
4
|
2
|
9
|
-
|
-
|
-
|
1,5
|
1,5
|
19
|
16
|
2
|
10
|
10
|
6
|
-
|
5
|
5
|
-
|
-
|
-
|
2
|
4
|
4,4
|
2,8
|
35
|
17
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
2
|
5
|
3
|
8
|
10
|
10
|
3
|
4,1
|
2,8
|
35
|
18
|
-
|
-
|
2
|
9
|
6
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
1,7
|
1,7
|
21
|
19
|
-
|
1
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
0,1
|
0,1
|
1
|
20
|
-
|
-
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
8
|
10
|
6
|
10
|
-
|
8,8
|
7,8
|
98
|
21
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
1
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
0,1
|
0,1
|
1
|
Perhitungan
Data BMG
Jumlah penyinaran dapat dihitung dengan rumus :
Jumlah Penyinaran =∑kolom 2 sampai kolom13
10
Jumlah penyinaran pada tanggal :
15 = 4+2+9 = 1,5
10
16 = 2+10+10+6+5+5+2+4 = 4,4
10
17 = 2+5+3+8+10+10+3 = 4,1
10
18 = 2+9+6 = 4,9
10
19 = 1 = 0,1
10
20 = 10+10+10+10+10+8+10+6+10 = 4,4
10
21 = 1 = 0,1
10
Total Penyinaran Klimatologi pada tanggal :
Total Penyinaran= ∑ kolom 2 sampai 13 yang disinari
10
15 = 4+2+9 = 1,5
10
16 = 6+5+5+2 = 2,8
10
17 = 2+5+3+8+10 = 2,8
10
18 = 2+9+6 = 1,7
10
19 = 1 = 0,1
10
20 = 10+10+10+10+10+8+10+10 = 7,8
10
21 = 1 = 0,1
10
Rata-rata pada tanggal :
Rata-rata = total klimatologis x 100 %
8
15 = 1,5 x 100% = 19%
8
16 = 2,8 x 100% = 35%
8
17 = 2,8 x 100% = 35%
8
18 = 1,7 x 100% = 21%
8
19 = 0,1 x 100% = 1,2%
8
20 = 7,8 x 100% = 98%
8
Pembahasan
Dari hasil percobaan lapangan diperoleh radiasi tertinggi pada waktu 10.35 dengan jumlah kotak 4. Hal ini disebabkan karena pada waktu tersebut bumi mengintari matahari sehingga bumi dalam keadaan mendekati tegak lurus dengan matahari maka radiasi yang diterima oleh alat lebih besar. Sedangkan radiasi terendah dengan jumlah kotak 2 pada waktu 10.03-10.18. Hal ini dikarenakan kondisi pada waktu itu masih banyak uap air atau titik-titik air atau gas-gas yang mengambang di angkasa sehingga sinar atau radiasi matahari terhambat atau terhalang sehingga radiasi yang diterima alat berkurang. Hal ini sesuai dengan litertur Guslim (2009) yang mengatakan bahwa radiasi atau energi matahari yang melewati atmosfer akan mengurangi energi oleh adanya penyerapan pilihan oleh gas-gas ataupun uap air dan molekul-molekul udara. Sehingga energi atau radiasi yang sampai kebumi akan berkurang akibat hal-hal tersebut.
Dari hasil pengamatan BMG diperoleh jumlah penyinaran harian tertinggi adalah 8,8. Hal ini disebabkan karena adanya faktor-faktor yang mempengaruhi radiasi yaitu jarak matahari, lamanya penyinaran. Hal ini sesuai dengan literatur Kartasapoetra (2004), yang menyatakan bahwa fungsi dari intensitas matahari yaitu sudut sinar datang yang mencapai bagian yang lengkung dari permukaan bumi.
Dari hasil pengamatan BMG diperoleh jumlah penyinaran harian terendah adalah 0,1 pada pukul 11.00-12.00 WIB. Hal ini disebabkan karena adanya pada waktu pengamatan hari mendung ataupun awan yang menutupi begitu tebal pada hari tersebut. Hal ini sesuai dengan literatur Kartasapoetra (2004), yang menyatakan bahwa radiasi surya juga dipengaruhi oleh keadaan atmosfer yang ada di angkasa, dimana meliputi keadaan awan.
Dari hasil pengamatan BMG diperoleh jumlah penyinaran mingguan tertinggi adalah 7,8. Hal ini disebabkan karena adanya faktor-faktor yang mempengaruhi radiasi yaitu sudut datangnya radiasi matahari, dimana semakin tegak lurus matahari dengan bumi maka radiasi matahari semakin tinggi. Hal ini sesuai dengan literatur Guslim (2009), yang menyatakan bahwa panyinaran tertinggi terjadi jika posisi matahari hampir mendekati tegak lurus dengan bumi.
Dari hasil pengamatan BMG diperoleh jumlah penyinaran mingguan terendah adalah 0,1. Hal ini disebabkan karena adanya faktor iklim lainya seperti hujan, suhu, kelembaban. Hal ini sesuai dengan literatur Guslim (2009), yang menyatakan bahwa radiasi surya merupakan unsur iklim/ cuaca utama yang mempengaruhi keadaan unsur iklim/ cuaca lainnya.
| |
Kesimpulan
- Dari data lapangan, radiasi yang diterima paling tinggi adalah pada 10.35-10.50 dengan 4 kotak sedangkan paling rendah pada waktu 10.03-10.18 WIB dengan jumlah 2 kotak.
- Dari data BMG, penyinaran harian tertinggi pada waktu 08.00 – 13.00, pukul 14.00-15.00 dan pukul 16-17 WIB dengan jumlah penyinarannya 8,8 jam.
- Dari data BMG, penyinaran harian terendah adalah pada tanggal 21 pukul 11.00-12.00 WIB dengan jumlah penyinaran 0,1 jam.
- Dari data BMG, total penyinaran mingguan tertinggi adalah pada tanggal 20 dengan total penyinaran 7,8 jam.
5. Dari data BMG, total penyinaran mingguan terendah adalah pada tanggal 21 dengan total penyinaran 0,1 jam.
Saran
Dalam melakukan pengamatan di lapangan, sebaiknya dilakukan dengan teliti agar hasil yang didapat lebih akurat dan memuaskan.
Kertas Pias
(1) (2)
(3)
1. Kertas pias lengkung panjang
2. Kertas pias lengkung pendek
3. Kertas pias lurus.
| |
Anonimusa.,2009.Fotometer Untuk Pemantauan Radiasi Surya. http://repository.gunadarma.ac.id:8000/468/.Diakses pada tanggal 13 November 2009 pada pukul 19.00 WIB.
Anonimusb., 2009. Radiasi Surya. http://limnologi.lipi.go.id/limnologi./ &view=articel. Diakses pada tanggal 13 November 2009 pada pukul 19.30 WIB.
Daldjoeni, N., 1986. Pokok-Pokok Klimatologi. Penerbit Alumni. Bandung.
Griffiths, J.F., 1983. Climatologi An Introduction. Texas University Press. Texas.
Guslim. 2009. Agroklimatologi. USU Press. Medan.
Kartasapoetra, A.G., 1995. Klimatologi. Bumi Aksara. Jakarta.
_______________., 2004. Klimatologi. Bumi Aksara. Jakarta.
Neiburger, M., J.G Edinger, dan W.D Bonner. 1991. Memahami Lingkungan Atmosfer Kita. ITB Press. Bandung.
Prawirowardoyo, S., 1996. Meteorologi. UGM Press. Yogyakarta.
Trewartha, G.T dan L.H Horn. 1995. Pengantar Iklim. UGM Press. Yogyakarta.
