Welcome In My Blog

Sabtu, 05 November 2011

Laporan Agroklimatologi Tentang Intensitas Radiasi Surya


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