LAPORAN
PRAKTIKUM
AGROKLIMATOLOGI
INTENSITAS RADIASI SURYA
FERDY OKTAVIYAN
05101007030
PROGRAM STUDI
AGROEKOTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS
SRIWIJAYA
INDRALAYA
2011
I.
PENDAHULUAN
A.
Latar
Belakang
.Energi yang
berasal dari matahari merupakan potensi energi terbesar dan terjamin
keberadaannya di muka bumi. Berbeda dengan sumber energi lainnya, energi
matahari bisa dijumpai diseluruh permukaan bumi. Pemanfaatan radiasi matahari
sama sekali tidak menimbulkan polusi ke atmosfer. Perlu diketahui bahwa
berbagai sumber energi seperti tenaga angin, bio-fuel, tenaga air sesungguhnya
juga berasal dari energi matahari. Pemanfaatan radiasi matahari umumnya terbagi
dalam dua jenis, yaitu termal dan photovoltaic.
Faktor-faktor yang mempengaruhi tinggi
rendahnya suhu udara dari matahari di suatu daerah adalah, (1) Lamanya
penyinaran matahari, (2) Sudut datang sinar matahari. Factor lamanya penyinaran
matahari dapat diukur dengan menggunakan salah satu dari tipe Camble Stokes,
yang mempunyai prinsip kerja dan bagian-bagian penting tertentu.
Matahari memiliki intensitas yang dapat
diukur yaitu dengan menggunakan Aktinograf dan Solarimeter. Dalam menggunakan
Aktinograf kita membutuhkan kertas pias, yaitu berupa kertas yang menunjukkan
skala intensitas sinar matahari pada garis-garis vertical dan skala intensitas
sinar matahari pada garis-garis horizontal untuk menghitung keadaan cuaca dan
periode kita menggunakan Planimeter.
Radiasi Matahari adalah pancaran energi
yang berasal dari proses thermonuklir yang terjadi di matahari. Energi radiasi
matahari berbentuk sinar dan gelombang elektromagnetik. Spektrum radiasi
matahari sendiri terdiri dari dua yaitu, sinar bergelombang pendek dan sinar
bergelombang panjang. Sinar yang termasuk gelombang pendek adalah sinar x,
sinar gamma, sinar ultra violet, sedangkan sinar gelombang panjang adalah sinar
infra merah. Jumlah total radiasi yang diterima di permukaan bumi tergantung 4
(empat) faktor. 1.Jarak matahari. Setiap perubahan jarak bumi dan matahari menimbulkan
variasi terhadap penerimaan energi matahari
Intensitas radiasi matahari yaitu besar
kecilnya sudut datang sinar matahari pada permukaan bumi. Jumlah yang diterima
berbanding lurus dengan sudut besarnya sudut datang. Sinar dengan sudut datang
yang miring kurang memberikan energi pada permukaan bumi disebabkan karena
energinya tersebar pada permukaan yang luas dan juga karena sinar tersebut
harus menempuh lapisan atmosphir yang lebih jauh ketimbang jika sinar dengan
sudut datang yang tegak lurus. 3. Panjang hari (sun duration), yaitu jarak dan
lamanya antara matahari terbit dan matahari terbenam. 4 Pengaruh atmosfer.
Sinar yang melalui atmosfer sebagian akan diadsorbsi oleh gas-gas, debu dan uap
air, dipantulkan kembali, dipancarkan dan sisanya diteruskan ke permukaan bumi.
B.
Tujuan
Dalam
praktikum agroklimatologi mengenai suhu ini, memiliki tujuan yaitu untuk
mengenal alat-alat yang digunakan dalam mengukur intensitas radiasi surya. Serta
untuk mengetahui cara pemakaian alat untuk menghitung intensitas radiasi surya
di lapangan..
II.
TINJAUAN
PUSTAKA
Pada waktu radiasi surya
memasuki sistem atmosfer menuju permukaan bumi (darat dan laut), radiasi
tersebut akan dipengaruhi oleh gas-gas aerosol, serta awan yang ada diatmosfer.
Sebagian radiasi akan dipantulkan kembali keangkasa luar, sebagian akan diserap
dan sisanya diteruskan kepermukaan bumi berupa radiasi langsung (dircet) maupun
radiasi baur (diffuse). Jumlah kedua bentuk radiasi ini dikenal dengan “Radiasi
Global”. Alat pengukur radiasi surya yang terpasang pada station. Station
klimatologi (Solarimeter atau Radiometer) untuk mengukur radiasi global.
(Monteith, j. L. 1975)
Penerimaan
radiasi surya dipermukaan Bumi sangat berfariasi menurut tempat dan waktu.
Menurut tempat khususnya disebabkan oleh perbedaan letak lintang serta keadaan
atmosfir terutama awan. Pada skala mikro arah lereng sangat menentukan jumlah
radiasi yang diterima. Menurut waktu perbedaan radiasi terjadi dalam sehari
(dari pagi sampai sore hari) maupun secara musiman (dari hari ke hari), karena
sebaran energi radiasi menurut panjang gelombang sekitar λm, maka secara umum
dapat dikatakan bahwa panjang gelombang semakin pendek bila suhu permukaan yang
memancarkan radiasi tersebut lebih tinggi. (Handoko, 1993)
Radiasi
matahari merupakan proses penyinaran matahari sampai kepermukaan bumi dengan
intensitas yang berbeda-beda sesuai dengan keadaan sekitarnya. Radiasi matahari
yang diterima dipermukaan bumi lebih rendah dari konstanta mataharinya. Radiasi
matahari yang terjadi diatmosfer mengalami berbagai penyimpangan, sehingga
kekuatannya menuju bumi lebih kecil. Bagian dari radiasi matahari yang dihisap
(absorbsi) akan berubah sama sekali sifatnya. Perubahan dari sudut jatuhnya
sinar dapat menyebabkan perubahan dari panjangnya jalan yang dilalui oleh sinar
tersebut. (Nasir, A, 1990)
Penerimaan radiasi surya di permukaan
bumi sangat bervariasi menurut tempat dan waktu. Menurut tempat khususnya
disebabkan oleh perbedaan letak lintang serta keadaan atmosfer terutama awan. (
Handoko, 1994 )
Lama penyinaran akan berpengaruh
terhadap aktivitas makhluk hidup misalnya pada manusia dan hewan. Juga akan
berpengaruh pada metabolisme yang berlangsung pada tubuh makhluk hidup,
misalnya pada tumbuhan. Penyinaran yang lebih lama akan memberi kesempatan yang
lebih besar bagi tumbuha tersebut untuk memanfaatkanya melalui proses
fotosintesis. ( Benyamin Lakitan, 1994 ) .
Pergeseran garis edar matahari
menyebabkan peruban panjang hari ( lama penyinaran ) yang diterima pada
lokasi-lokasi di permukaan bumi. Perubahan panjang hari tidak begitu besar pada
daerah tropis yang dekat dengan garis ekuator. Semakin jauh letak tempat dari
garis ekuator maka fluktuasi lama penyinaran akan semakin besar. ( Benyamin
Lakitan, 1994).
Radiasi matahari yang diterima
permukaan bumi persatun luas dan satuan waktu disebut isolasi atau
kadang-kadang disebut radiasi global, yaitu radiasi langsung dari matahari dan
radiasi yang tidak langsung ( dari langit ) yang disebabkan oleh hamburan dari
partikel atmosfer. ( Bayong Tjasyono, 2004 ).
Lama penyinaran akan berpengaruh terhadap aktivitas makhluk
hidup, misalnya pada manusia dan hewan. Juga akan berpengaruh terhadap
metabolisme yang berlangsung didalam tubuh makhluk hidup, misalnya pada
tumbuhan. Penyinaran yang lebih lama akan memberi kesempatan yang lebih besar
pada tumbuhan tersebut untuk memanfaatkannya proses fotosintesis (Horn, 1999).
Radiasi
matahari yang diterima oleh bumi akan diterima dengan cara diserap dan tidak
tertangkis oleh atmosfer sampai ke permukaan bumi, karena bumi sangat padat,
maka radiasi ini bukan ditangkis, melainkan dikembalikan satu arah ke atmosfer
(proses ini biasanya disebut refleksi). Es dan salju merefleksi hamper
kebanyakan dari radiasi matahari yang sampai ke permukaan bumi, sedangkan laut
merefleksi sangat sedikit.
Pada
waktu radiasi surya memasuki system atmosfer menuju permukaan bumi (daratan dan
lautan), radiasi tersebut akan dipengaruhi oleh gas-gas, aerosol, serta awan
yang ada di atmosfer. Sebagian akan diserap dan sisanya diteruskan ke permukaan
bumi berupa radiasi langsung (direct) maupun radiasi baur (diffuse). Radiasi
langsung adalah radiasi yang tidak mengalami proses pembauran oleh
molekul-molekul udara, uap dan butir-butir air serta debu di atmosfer seperti
yang terjadi pada radiasi baur. Jumlah kedua bentuk radiasi ini dikenal dengan
“radiasi global”. Alat pengukur radiasi surya yang terpasang pada
stasiun-stasiun klimatologi (Handoko, 2003).
Radiasi cahaya dari permukaan benda tersebut akan dipancarkan ke segala
arah. Jika radiasi yang dipancarkan oleh benda ini menerpa suatu permukaan
lain, maka energi cahaya tersebut dapat diserap, dipantulkan, atau diteruskan
oleh permukaan penerima tersebut. Cahaya dapat bergerak melintasi benda padat
(misalnya kaca, plastic), cair (misalnya air, minyak), gas (misalnya udara),
dan ruang hampa udara atau vakum (misalnya pada ruang angkasa luar). Salah satu
ciri cahaya adalah panjang gelombang. Panjang gelombang adalah jarak per siklus
gelombang cahaya, biasanya diberi symbol λ (Benyamin Lakitan, 1994).
Campbell
Stokes adalah alat yang digunakan untuk mengukur intensitas dan lama penyinaran
matahari. Satuan dari intensitas dan lama penyinaran matahari adalah persen.
Campbell Stokes dilengkapi dengan kartu khusus. Kartu ini adalah kartu yang
berperan sebagai pencatat data. Kartu Campbell Stokes ini dipasang dibawah
lensa pada alat, kemudian diletakkan di tempat terbuka. Pencatat waktu pada
kartu akan mencatat bekas bakaran kartu. Bagian yang hangus itulah yang
menunjukkan intensitas sinar matahari selama satu hari. Bekas bagian hangus
yang berwarna coklat, dicocokkan oleh satuan waktu dan lamanya penyinaran.
Lamanya penyinaran yang diukur adalah penyinaran terus-menerus dan penyinaran
yang tertutup awan (Anonim, 2008).
Secara
khusus Campbell Stokes dipergunakan untuk mengukur waktu dan lama matahari
bersinar dalam satu hari dimana alat tersebut dipasang. Campbell Stokes terdiri
dari beberapa bagian yaitu Bola kaca pejal (umumnya berdiameter 96 mm). 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. Bagian Pendiri (stand), Bagian
dasar terbuat dari logam yang dapat di-leveling. Kertas pias terdiri dari 3
(tiga) jenis menurut letak matahari. Prinsip kerja Sinar matahari yang datang
menuju permukaan bumi, khususnya yang tepat jatuh pada sekeliling permukaan
bola kaca pejal akan dipokuskan ke atas permukaan kertas pias yang telah
dimasukkan ke celah mangkuk dan meninggalkan jejak bakar sesuai posisi matahari
saat itu. Jumlah kumulatif dari jejak titik bakar inilah yang disebut sebagai
lamanya matahari bersinar dalam satu hari (satuan jam/menit) (Anonim, 2009).
Radiasi adalah suatu istilah yang berlaku untuk banyak proses yang
melibatkan pindahan tenaga oleh gejala gelombang elektromagnetik. Gaya radiatif
pemindahan kalor dalam dua pengakuan penting dari yang memimpin dan konvektif
gaya (1) tidak ada medium diperlukan dan (2) pindahan tenaga adalah sebanding
kepada kuasa ke lima atau keempat dari temperatur menyangkut badan
melibatkan(Pitts and Sissom, 2001).
Ketika kita menyebut iklim dan cuaca sebagian besar ditentukan
oleh rejim embun dan temperatur. Sehingga untuk memahami bagaimana rejim ini
dibagi-bagikan di atas muka bumi diperlukan untuk menguji anggaran embun dan
panas di bawah yang mana sistem atmosfer bumi harus beroperasi (Petterssen,
1997).
Hukum penyinaran dasar menekankan bahwa ketika mempertimbangkan
radiasi dalam sistem iklim adalah menguntungkan untuk menggunakan dua rejim
radiasi yang beda: radiasi gelombang pendek (matahari) yang dipancarkan oleh
bumi dan atmosfernya (Seller and Robinson, 1990).
III.
PELAKSANAAN
PRAKTIKUM
A.
Waktu
dan Tempat
Praktikum ini dilaksanakan
pada hari jum’at, tanggal 27 mei 2011,
pukul 17.00 wib – 18.00 wib, dan pada hari sabtu, tanggal 28 mei 2011, pukul
06.00 wib -12.00 wib di Agro Techno Park 1 daerah Gelumbang Sumatera Selatan.
B.
Alat
dan Bahan
Adapun
alat dan bahan yang digunakan adalah pengamatan intensitas cahaya adalah lux meter, tabel pengamatan dan
alat-alat tulis.
C.
Cara
Kerja
1. Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan
2. Kemudian buka sensor yang terdapat dalam luxmeter dan setelah
lux meter menunjukkan angka, maka tekan tombol range maka kita akan mendapatkan
data mengenai intensitas cahaya pada saat itu
3. Jika luxmeter tidak menunjukkan angka pada saat kondisi awal maka
kita atur perbesarannya mulai dari 10x sampai 100 x pembesaran.kemudian catat
hasil pada tabel pengamatan.
3.
Pengamatan dilakukan secara berkala, setelah pengamatan awal dilakukan
pengamatan selanjutnya dilakukan setelah 30 menit pengamatan pertama.
IV.
HASIL
DAN PEMBAHASAN
A.
Hasil
Berikut adalah
tabel hasil pengamatan pada praktikum intensitas cahaya matahari :
Jam
|
Intensitas Radiasi Surya
(cal/cm2/menit)
|
17:00
|
2872 Lux
|
17:30
|
816 Lux
|
18:00
|
2,30 Lux
|
06:00
|
451 Lux
|
06:30
|
3006 Lux
|
07:00
|
1369x10 Lux
|
07:30
|
429x100 Lux
|
08:00
|
437x100 Lux
|
08:30
|
912x100 Lux
|
09:00
|
2033x10 Lux
|
09:30
|
631x100 Lux
|
10:00
|
302x100 Lux
|
10:30
|
366x100 Lux
|
11:00
|
241x100 Lux
|
11:30
|
1079x100 Lux
|
12:00
|
124x100 Lux
|
B. Pembahasan
Pada praktikum ini kami dari kelompok II mengambil sampel
pengamatan intensitas radiasi surya pada
pukul 17.30 WIB, dan pukul 09.00 WIB, dan diperoleh hasilnya sebagai berikut.
Pada pukul 17.30 WIB menghasilkan data sebesar 816 lux dan
pada pukul
17.30 WIB menghasilkan data sebesar 2011 x 10 lux. Sedangkan secara keselurahan data
intensitas radiasi surya yang tertinggi terdapat pada pengamatan pukul 12.00
wib dengan intensitas radiasi yang didapat 1124 x 100 lux.
Radiasi matahari merupakan proses penyinaran
matahari sampai kepermukaan bumi dengan intensitas yang berbeda-beda sesuai
dengan keadaan sekitarnya. Radiasi matahari yang diterima dipermukaan bumi
lebih rendah dari konstanta mataharinya. Radiasi matahari yang terjadi
diatmosfer mengalami berbagai penyimpangan, sehingga kekuatannya menuju bumi
lebih kecil. Bagian dari radiasi matahari yang dihisap (absorbsi) akan berubah
sama sekali sifatnya. Perubahan dari sudut jatuhnya sinar dapat menyebabkan
perubahan dari panjangnya jalan yang dilalui oleh sinar tersebut.
Penerimaan
radiasi surya dipermukaan Bumi sangat berfariasi menurut tempat dan waktu.
Menurut tempat khususnya disebabkan oleh perbedaan letak lintang serta keadaan
atmosfir terutama awan. Pada skala mikro arah lereng sangat menentukan jumlah
radiasi yang diterima. Menurut waktu perbedaan radiasi terjadi dalam sehari
(dari pagi sampai sore hari) maupun secara musiman (dari hari ke hari), karena
sebaran energi radiasi menurut panjang gelombang sekitar λm, maka secara umum
dapat dikatakan bahwa panjang gelombang semakin pendek bila suhu permukaan yang
memancarkan radiasi tersebut lebih tinggi.
Luxmeter
digunakan sebagai salah satu alat untuk melakukan penelitian ( research ) bidang ilmu yang
memerlukan informasi intensitas cahaya yang lebih akurat. Luxmeter yang ada
saat ini masih terbatas kemampuannyakarena belum dilengkapi dengan memori
penyimpanan data yang dapat disimpansetiap saat. Memori ini sangat bermanfaat
pada saat luxmeter digunakan untuk penelitian dengan dengan jumlah data yang
banyak dan waktu yang lama serta akurat.
Selain
menggunakan luxmeter intensitas cahaya surya dapat juga diukur dengan
menggunakan alat Campbell stokes, gun bellani, aktinograf dan lain sebgainya.
Intensitas radiasi surya akan meningkat pada saat siang hari karena cahaya yang
di pantulkan berkekuatan besar dan jumlahnya yang banyak.
Penyinaran
matahari sampai ke permukaan bumi tidak hanya dipengaruhi oleh keawanan, tetapi
sudut yang dibentuk oleh matahari dan bumi, khususnya besarnya energy matahari
yang diterima bumi. Sudut yang dibentuk antara bumi dan matahari disebabkan
adanya rotasi bumi. Penangkisan
dan penyerapan radiasi bisa terjadi di segala lapisan atmosfir, yang paling
sering lapisan bawah di mana massa atmosfir lebih terkonsentrasi.
Pada
saat pengukuran dengan menggunakan luxmeter hendaknya sensor yang terdapat
dalam luxmeter tidak terlalu didekatkan dengan sumber cahaya lain selain
matahari karena dapat menggangu dan dapat menimbulkan kesalahan pada saat
pengamatan karena jika sensor tersebut terkena sinar dari sumber lain maka alat
tersebut tidak dapat berfungsi dengan baik.
Faktor utama yang mempengaruhi
radiasi global adalah yaitu, ketinggian matahari, massa atmosfir, kondisi
kecerahan atmosfir, lamanya matahari bersinar, Kedudukan letak/lintang suatu
lokasi,
Radiasi
yang berasal dari alam dan bukan dari hasil aktivitas manusia disebut radiasi
alam. Berdasarkan sumbernya, radiasi alam dikelompokkan ke dalam dua jenis,
yaitu radiasi kosmik dan radiasi yang berasal dari bahan radioaktif yang berada
dalam kerak bumi. Radiasi kosmik terdiri dari radiasi kosmik primer yang
berasal dari luar angkasa dan masuk ke atmosfir bumi, dan radiasi kosmik
sekunder yang terjadi akibat interaksi antara radiasi kosmik primer dengan
unsur-unsur di angkasa. Radiasi alam adalah radiasi yang ada di alam berupa
radiasi kosmik dan radiasi yang berasal dari bahan radioaktif yang ada dalam
kerak bumi (radionuklida terestrial). Radiasi yang terpancar dari inti atom
akibat interaksi antara radiasi kosmik dengan inti atom yang ada di atmosfir
bumi (radionuklida kosmogenik) adalah radiasi yang paling umum. Di sini akan
dibahas radiasi yang berasal dari radiasi kosmik dan dari radionuklida
terestriall.
Radiasi kosmik
terdiri dari radiasi berenergi tinggi yang berasal dari luar angkasa yang masuk
ke atmosfir bumi (radiasi kosmik primer), partikel sekunder dan gelombang
elektromagnetik yang terjadi akibat interaksi radiasi kosmik primer dengan inti
atom yang ada di atmosfir.
V.
KESIMPULAN
DAN SARAN
A.
Kesimpulan
Berdasarkan pengamatan
dalam praktikum agroklimatologi tentang intensitas radiasi surya ini, maka
didapatkan kesimpulan yaitu:
1.
Radiasi matahari yang dipancarkan ke bumi tergantung oleh jarak
matahari dan juga intensitas matahari (besar kecilnya cahaya matahari
dipancarkan)
1.
Luxmeter digunakan sebagai salah satu
alat untuk melakukan penelitian ( research
) bidang ilmu yang memerlukan informasi intensitas cahaya yang lebih
akurat.
2.
Radiasi surya memegang peranan penting
dari berbagai sumber energy lain yang dimanfaatkan manusia.
3.
Alat
yang dapat digunakan untuk mengukur lama penyinaran matahari, seperti alat tipe
Campbell Stokes, alat tipe Yordan, alat tipe Marvin, dan alat tipe Foster.
4.
Dalam menggunakan Luxmeter sensornya jangan sampai dinaungi dan pengukuran
harus ditempat terbuka.
B.
Saran
Pada
saat pengukuran dengan menggunakan luxmeter hendaknya sensor yang terdapat
dalam luxmeter harus diperhatikan terhadap arah sumber sinar.
DAFTAR
PUSTAKA
Anonim1, 2008. Alat-alat Meteorologi. http://74.125.153.132 /search?q=cache: G2XgWTq4blEJ:2201oliv.blogspot.com/2008/04/alat-alat-meteorologi.
html. Diakses tanggal 3 Juni 2011.
Anonim2. 2009. Klimatologi. http:/ /74 .125.153.132/search?q=cache: TUoi8Fs5PS0J:
sophiadwiratna. unpad.ac.id. Diakses tanggal 3 Juni 2011
G. H. Trewartha, dan L. H. Horn, 1999. Pengantar Iklim. Edisi Kelima, Gajah
Mada University Press, Yogyakarta.
Handoko.
1994. Klimatologi dasar. Pustaka jaya, Bogor.
Handoko,
2003, Klimatologi Dasar,
Bogor: FMIPA-IPB.
Lakitan, Benyamin, 1994. Dasar-dasar
Klimatologi. PT. Rajagrafindo Persada,
Jakarta.
Lakitan, Benyamin,1994, Dasar-Dasar
Klimatologi, Jakarta: PT. Rajawali
Grafindo Persada.
Tim
Laboratorium Agroklimatologi, 2007, Penuntun
Praktikum Agroklimatologi, Banda Aceh: FP-UNSYIAH.
Tjasyono
Bayong. 2004. Klimatologi. ITB, Bandung.
Handoko,
1993, KLIMATOLOGI DASAR, Pustaka
Jaya, Bogor.
Monteith, J. L. 1975. VEGETATION AND THE ATMOSPHERE. Academic
Press. London.
Nasir, A. A. dan Y. Koesmaryono. 1990. PENGANTAR ILMU IKLIM UNTUK
PERTANIAN,
Pustaka Jaya, Bogor.
Petterssen, S., 1997. Introduction To Meteorology. Second Edition. Mc-Graw Hill Book
Company, Inc., New York.
Pitts, D. R., and L. E.
Sissom, 2001. Theory and Problems of Heat
Transfer. Second Edition. McGraw-Hill, New York.
Seller, A. H. and P. J. Robinson,
1990. Contemporary Climatology.
Longman Scientific & Technical, New York.
Wiryosimin,
S., 1998. Mengenal Asas Proteksi Radiasi.
Penerbit ITB, Bandung.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar