Materi Laporan Agroklimatologi Tentang Radiasi Matahari dan Suhu Udara serta Tanah

A.        LATAR BELAKANG

Radiasi surya merupakan sumber energi utama kehidupan di muka bumi ini. Setiap waktu hampir terjadi perubahan penerimaan energi radiasi surya yang dapat mengaktifkan melekul gas atmosfer sehingga terjadilah pembentukan cuaca. Iklim adalah keadaan unsur cuaca rata-rata dalam waktu yang relatif panjang, dengan unsur-unsur sebagai berikut: radiasi surya, suhu udara, kelembaban nisbi udara, tekanan udara, angin, curah hujan, evapotranspirasi dan keawanan.

Radiasi surya merupakan unsur iklim/cuaca utama yang akan mempengaruhi keadaan unsur iklim/cuaca lainnya. Perbedaan penerimaan radiasi surya antar tempat di permukaan bumi akan menciptakan pola angin yang selanjutnya akan berpengaruh terhadap kondisi curah hujan, suhu udara, kelembaban nisbi udara, dan lain-lain.

Pengukuran radiasi surya yang sampai dipermukaan bumi di pengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain oleh kedudukan surya terhadap bumi, kebersihan langit termasuk keawanan dan lokasi titik pengukuran itu sendiri. Radiasi surya yang diukur adalah jumlah energi radiasi yang sampai di permukaan bumi dalam bentuk intensitas dan lama peyinaran dalam sehari, sebulan atau setahun atau untuk periode waktu tertentu yang diinginkan.

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.

Radiasi matahari sejak dulu sampai sekarang tak habis-habis dibicarakan dan ditulis. Dahulu yang sangat populer dibahas mengenai iklim dan pengunaan untuk pemanasan/mengeringkan, penguapan dan pencahayaan alami dalam bangunan di siang hari.

Sekarang tidak hanya permasalahan itu saja, tapi sudah sangat berkembang, seperti berkaitan dengan permasalahan cuaca, atmosfir, pertanian, kehutanan, perikanan, peternakan, pengairan, lingkungan hidup, kesehatan, bangunan, kesehatan dan berbagai kegunaan yang sangat praktis. Orang juga mempelajari ketersediaan radiasi matahari dengan berbagai cara dan pemodelan.

Berbicara mengenai model pada radiasi matahari yang dibahas disini adalah model matematis. Model matematis yang disusun diharapkan: Pertama, Model lebih baik dari model terdahulu, baik untuk menghitung radiasi pada langit bening maupun keadaan langit sembarang di berbagai tempat (lintang dan bujur). Kedua, Model yang disusun, mudah dibuat dengan program ecxel, yang telah tersedia pada komputer. Ketiga, Model dapat dengan mudah dipakai para pemakai dan para perancang alat untuk memperkirakan ketersediaan radiasi matahari baik sebagai sumber energi atau alat/bahan pelindung radiasi matahari yang menimpa benda tersbut, baik secara langsung maupun tak langsung

Cuaca di bumi sangat dipengaruhi oleh radiasi matahari, diantaranya intensitas matahari dan lamanya penyinaran matahari. Untuk mengukur intensitas matahari digunakan alat yaitu Aktinograf, Gun bellani, dan Solarimeter. Untuk mengukur lamanya penyinaran matahari digunakan alat Cambell Stokes.

•             Intensitas matahari

Untuk mengukur intensitas matahari digunakan alat Aktinograf Dwi Logam. Pada kertas pias aktinograf garis-garis vertical menunjukkan skala pembagian waktu dan garis horizontal menunjukkan skala intensitas sinar matahari. Grafik yang dibuat bentuknya tidak teratur, tergantung pada keadaan cuaca pada periode saat pengamatan dilakukan untuk menghitung luas bentuk grafik yang tidak teratur ini, dapat digunakan Planimeter.

•             Pengukuran lamanya penyinaran matahari

Salah satu alat yang digunakan untuk mengukur lamanya penyinaran matahari adalah Cambell Stokes. Prinsip kerja alat ini memanfaatkan radiasi matahari yang membakar kertas pias pada titik api lensa bentuk bola kaca massif. Bola kaca berada pada kedudukan yang tepatpada alat dan dapat menerima sinar surya pada saat mulai terbit sampai terbenam. Bagian terpenting dari alat ini adalah bola kaca dan kertas pias. Bila matahari bersinar cerah atau kuat kertas pias akan terbakar melalui titip api. Hasil pembakaran terlihat sebagai garis pada kertas pias. Panjang garis bakar ini dinyatakan dalam jam yang dapat di analisa menurut skala waktu pada pias sebagai lama penyinaran surya dalam sehari.

Suhu adalah tingkat kemampuan benda dalam memberi atau menerima panas. Suhu seringkali juga dinyatakan sebagai energi kinetis rata-rata suatu benda yang dinyatakan dalam derajat suhu.

 Suhu udara adalah keadaan panas atau dinginnya udara, atau ukuran energi kinetik rata – rata dari pergerakan molekul – molekul.  Suhu suatu benda ialah keadaan yang menentukan kemampuan benda tersebut, untuk memindahkan (transfer) panas ke benda – benda lain atau menerima panas dari benda – benda lain tersebut. Dalam sistem dua benda, benda yang kehilangan panas dikatakan benda yang bersuhu lebih tinggi.

Suhu udara dipermukaan bumi adalah relative, tergantung pada faktor-faktor yang mempengaruhinya seperti misalnya lamanya penyinaran matahari. Hal itu dapat berdampak lansung akan adanya perubahan suhu di udara.

Alat untuk mengukur suhu udara atau derajad panas disebut termometer. Pengukuran biasa dinyatakan dalam skala Celsius (C), Reamur (R), dan Fahrenheit (F). Suhu udara tertinggi di permukaan bumi adalah di daerah tropis (sekitar ekuator) dan makin ke kutub makin dingin. Alat yang digunakan untuk mengukur suhu – suhu yang tinggi disebut Pyrometer, misalnya Pyrometer radiasi, digunakan untuk mengukur suhu benda yang panas dan tidak perlu menempelkan alat tersebut pada benda yang diukur suhunya. Suhu tidak berdimensi sehingga untuk mengukur derajat suhu, pertama – tama ditentukan 2 titik tertentu yang disesuaikan dengan suatu sifat fisik suatu benda tertentu. Kemudian diantara dua buah titik yang telah di tentukan tersebut di bagi – bagi dalam skala – skala, yang menunjukan derajat – derajat suhu. Skala – skala tersebut merupakan pembagian suhu dan bukan satuan daripada suhu. Dengan demikian suhu 30°C tidak berarti 3 x 10°C, dan 10°C berarti skala derajat C ke sepuluh

Skala suhu yang biasa digunakan yaitu :

1.Skala Celsius, dengan titik es 0°C dan titik uap 100°C dan dibagi menjadi 100 bagian (skala).

2.Skala Fahreinheit, dengan titik es 32°F dan titik uap 212°F, dibagi menjadi 180 bagian (skala). 

Suhu tanah berpengaruh terhadap penyerapan air. Makin rendah suhu, makin sedikit air yang di serap oleh akar, karena itulah penurunan suhu tanah mendadak dapat menyebabkan kelayuan tanaman.

Pengukuran suhu tanah dalam klimatologi harus dihindarkan dari beberapa gangguan, baik itu gangguan likal maupun gangguan lain. Gangguan-gangguan itu adalah sebagai berikut :

a)      Pengaruh radiasi matahari langsung dan pantulannya oleh benda-benda sekitar.

b)      Gangguan tetesan air hujan.

c)      Tiupan angin yang terlalu kuat.

d)      Pengaruh local gradient suhu tanah akibat pemanasan dan pendinginan permukaan tanah setempat.

Temperatur udara adalah tingkat atau derajat panas dari kegiatan molekul dalam atmosfer yang dinyatakan dengan skala Celcius, Fahrenheit, atau skala Reamur.Perlu diketahui bahwa suhu udara antara daerah satu dengan daerah lain sangat berbeda. hal ini sangat dipengaruhi oleh hal-hal tersebut.
A.    Sudut Datangnya Sinar Matahari

Sudut datang sinar matahari terkecil terjadi pada pagi dan sore hari, sedangkan sudut terbesar pada waktu siang hari tepatnya pukul 12.00 siang. Sudut datangnya sinar matahari yaitu sudut yang dibentuk oleh sinar matahari dan suatu bidang di permukaan bumi. Semakin besar sudut datangnya sinar matahari, maka semakin tegak datangnya sinar sehingga suhu yang diterima bumi semakin tinggi. Sebaliknya, semakin kecil sudut datangnya sinar matahari, berarti semakin miring datangnya sinar dan suhu yang diterima bumi semakin rendah.

B.    Tinggi Rendahnya Tempat
Semakin tinggi kedudukan suatu tempat, temperatur udara di tempat tersebut akan semakin rendah, begitu juga sebaliknya semakin rendah kedudukan suatu tempat, temperatur udara akan semakin tinggi. Perbedaan temperatur udara yang disebabkan adanya perbedaan tinggi rendah suatu daerah disebut amplitudo.
Alat yang digunakan untuk mengatur tekanan udara dinamakan termometer. Garis khayal yang menghubungkan tempat-tempat yang mempunyai tekanan udara sama disebut Garis isotherm. Salah satu sifat khas udara yaitu bila kita naik 100 meter, suhu udara akan turun 0,6 °C. Di Indonesia suhu rata-rata tahunan pada ketinggian 0 meter adalah 26 °C. Misal, suatu daerah dengan ketinggian 5.000 m di atas permukaan laut suhunya adalah 26 °C × -0,6 °C = -4 °C, jadi suhu udara di daerah tersebut adalah -4 °C.
Perbedaan temperatur tinggi rendahnya suatu daerah dinamakan derajat geotermis. Suhu udara rata-rata tahunan pada setiap wilayah di Indonesia berbeda-beda sesuai dengan tinggi rendahnya tempat tersebut dari permukaan laut.
C.    Angin dan Arus Laut

Angin dan arus laut mempunyai pengaruh terhadap temperatur udara. Misalnya, angin dan arus dari daerah yang dingin, akan menyebabkan daerah yang dilalui angin tersebut juga akan menjadi dingin.
D.    Lamanya Penyinaran
Lamanya penyinaran matahari pada suatu tempat tergantung dari letak garis lintangnya. Semakin daratan lebih cepat menerima panas dan cepat pula melepaskan panas, sedangkan permukaan lautan rendah letak garis lintangnya maka semakin lama daerah tersebut mendapatkan sinar matahari dan suhu udaranya semakin tinggi.
Sebaliknya, semakin tinggi letak garis lintang maka intensitas penyinaran matahari semakin kecil sehingga suhu udaranya semakin rendah. Indonesia yang terletak di daerah lintang rendah (6 °LU – 11 °LS) mendapatkan penyinaran matahari relatif lebih lama sehingga suhu rata-rata hariannya cukup tinggi.
E.   Awan
Awan merupakan penghalang pancaran sinar matahari ke bumi. Jika suatu daerah terjadi awan (mendung) maka panas yang diterima bumi relatif sedikit, hal ini disebabkan sinar matahari tertutup oleh awan dan kemampuan awan menyerap panas matahari.
Permukaan lebih lambat menerima panas dan lambat pula melepaskan panas. Apabila udara pada siang hari diselimuti oleh awan, maka temperatur udara pada malam hari akan semakin dingin.

Suhu menyatakan tingkat energi rata rata suhu benda. Ia dinyatakan dalam satuan derajat (^o). Ada banyak macam satuan penggolongan suhu, namun yang umum digunakan adalah sistem Celsius, Sistem Kelvin dan sistem Fahrineit.

Suhu didefinisikan sebagai ukuran atau derajat panas dinginnya suatu benda atau sistem. Pada hakikatnya suhu adalah ukuran energi kinetik rata-rata yang dimiliki oleh molekulmolekul suatu benda. Dengan demikian suhu menggambarkan bagaimana gerakan molekulmolekul benda. Sebagai contoh ketika kita memanaskan sebatang besi, besi akan memuai, dan beberapa sifat fisik benda tersebut akan berubah. Sifat-sifat benda yang bisa berubah akibat adanya perubahan suhu disebut sifat termometrik. Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur sebuah benda. Dari sifat termometrik tersebut, termometer dibuat (Purba, 2010).

Dalam biosfer, suhu benda beragam menurut tempat dan waktu yang disebabkan oleh perbedaan benda dalam menerma energi radiasi surya dan hasil pengaruhi energi ini terhadap sekelilingnya. Menurut tempat, ia ditentukan oleh letak menurut ketinggian dan lintang bumi. Menurut waktu, ia ditentukan oleh sudut inklinasi surya.

Biosfer adalah lapisan lingkungan di permukaan bumi, air, dan atmosfer yang mendukung kehidupan organisme. Jadi, pada biosfer merupakan ruang hidup bagi tumbuhan, hewan, dan manusia. Biosfer yang meliputi tanah, air, dan udara merupakan lapisan tipis, yakni sekitar 8 km ke arah atmosfer dan 9 km ke arah kedalaman laut (Ghozaliq, 2013).

B. Tinjauan Pustaka

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).

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 perubahan 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 zbumi 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).

Sinar-sinar dengan gelombang lebih panjang dari sinar yang lebih tampak disebut sinar-sinar infra merah dan sinar-sinar ini sebagian besar mengalami penyerapan diatmosfer. Sinar-sinar dengan panjang gelombang lebih pendek dalam spectrum matahari adalah sinar-sinar ultraviolet yang mampu menghasilkan suatu efek fotokimia tertentu. Diantara dua macam berkas radiasi yang tidak kelihatan ini merupakan bagian ynag kelihatan dari spektrum yang diketahui sebagai cahaya matahari dan paling efektif memanasi bumi. Jika sinar-sinar spektrum matahari mencapai bumi sebagian diserap dan dirubah dari gelombang pendek menjadi gelombang panjang yang dikenal sebgai panas. Tenaga yang diperoleh dari cara ini merupakan bahan bakar untuk prose-proses cuaca dan iklim, dan di-transfer baik vertikal maupuan horizontal menimbulkan variasi keadaan temperatur. Akhirnya ini, hilang dengan cara radiasi dari atmosfer keruang angkasa (Wisnubroto, dkk : 1981).

Suhu merupakan suatu derajat ukuran panas atau dingginya benda dengan pengukuran berdasarkan skala yang telah ditentukan dengan menggunakan termometer. Satuan suhu yang  biasa digunakan adalah derajat celcius (⁰C). Sedangkan di Inggris dan beberapa Negara lainnya dinyatakan dalam derajat Fahrenheit (⁰F), ⁰C = 5/9 (F-32), ⁰F =  9/5(0C)+32 (Ance, 2004).

Suhu udara adalah ukuran energi kinetik rata-rata dari pergerakan molekul-molekul. Suhu suatu benda ialah keadaan yang menentukan kemampuan benda tersebut, untuk memindahkan (transfer) panas ke benda - benda lain atau menerima panas dari benda-benda lain tersebut. Dalam sistem dua benda, benda yang kehilangan panas dikatakan benda yang bersuhu lebih tinggi (Yani, 2009).

Suhu tanah berpengaruh terhadap penyerapan air. Makin rendah suhu, makin sedikit air yang di serap oleh akar, karena itulah penurunan suhu tanah mendadak dapat menyebabkan kelayuan tanaman. Pengukuran suhu tanah dalam klimatologi harus dihindarkan dari beberapa gangguan, baik itu gangguan likal maupun gangguan lain. Gangguan-gangguan itu adalah sebagai berikut :

1.    Pengaruh radiasi matahari langsung dan pantulannya oleh benda-benda sekitar.

2.    Gangguan tetesan air hujan.

3.    Tiupan angin yang terlalu kuat.

4.    Pengaruh local gradient suhu tanah akibat pemanasan dan pendinginan permukaan tanah setempat.

Suhu tanah adalah salah satu faktor terpenting yang dapat mendukung aktivitas mikrobiologi dan proses penyerapan unsur hara oleh tanaman. Suhu tanah sangat bergantung pada besarnya radiasi surya yang di berikan oleh matahari. Jumlah panas yang sampai ke permukaan bumi disebabkan oleh konduksi bumi atau hasil proses kimia dan biologi yang tak berarti pada suhu tanah (Baver, 1960).

Pembentukan bahan tanah dari bahan induk tanah berlangsung dengan proses pelapukan, dekomposisi, dan atau mineralisasi lebih lanjut, disertai dengan proses sintesis senyawa baru. Mineral baru hasil sintesis adalah mineral lempung aluminosilikat, mineral lempung seskuioksida, terutama dari Fe dan Al, dan mineral silika. Sinttesis mineral baru dikenal dengan istilah neomineralisasi atau neoformasi. Humifikasi adalah sintesis senyawa organik baru berupa senyawa-senyawa humik, yaitu senyawa fulvat, humat, dan humin. Mineral lempung juga dinamakan mineral sekunder karena tidak terdapat dalam bahan litosfer semula. Demikian pula senyawa humik disebut bahan organik sekunder karena tidak terdapat dalam bahan biosfer semula (Notohadiprawiro, 1998).

Suhu tanah setiap saat dipengaruhi oleh rasio energi yang diserap dan yang dilepaskan. Hubungan perubahan konstan ini digambarkan dalam perhitungan berdasarkan musim, bulanan, dan suhu tanah harian (Brady, 1984).

Suhu tanah yang rendah dapat mempengaruhi penyerapan air dari pertumbuhan tumbuhan. Jika suhu tanah rendah, kecil kemungkinan terjadi transpirasi, dan dapat mengakibatkan tumbuhan mengalami dehidrasi atau kekurangan air. Pengaruh dari suhu tanah pada proses penyerapan bisa dilihat dari hasil perubahan viskositas air, kemampuan menyerap dari membran sel, dan aktivitas fisiologi dari sel-sel akar itu sendiri. Dengan kata lain pada keadaan udara yang panas maka evaporasi air dari permukaan tanah akan semakin besar (Tisdale and Nelson, 1966).

Suhu tanah juga akan dipengaruhi oleh jumlah serapan radiasi matahari oleh permukaan bumi. Pada siang hari suhu permukaan tanah akan lebih tinggi dibandingkan suhu pada lapisan tanah yang lebih dalam. Hal ini juga disebabkan karena permukaan tanah yang akan menyerap radiasi matahari secara langsung pada siang hari tersebut, baru kemudian panas dirambatkan ke lapisan tanah yang lebih dalam secara konduksi. Sebaliknya, pada malam hari permukaan tanah akan kehilangan panas terlebih dahulu, sebagai akibatnya suhu pada permukaan tanah akan lebih rendah dibandingkan dengan suhu pada lapisan tanah yang lebih dalam. Pada malam hari, panas akan merambat dari lapisan tanah yang lebih dalam menuju ke permukaan (Lakitan, 1992).

C. METODOLOGI PENGAMATAN

3.1 Bahan dan Alat

Bahan dan alat yang digunakan pada proses pengamatan adalah sebagai berikut:

a) Solarimeter dan solarigraf

b) Campbell Stokes

c) Pias masing-masing alat

d) Data hasil pengukuran satu bulan

e) Alat tulis

f) thermometer

3.2 Waktu dan tempat pelaksanaan

Praktikum ini dilaksanakan pada hari jumat tanggal 18 November 2011, jam 14.00-15.50 wib di stasiun dan laboratorium ala dan diselesaikan dalam satu kali waktu praktikum sekitar 2-3 jam.

3.3 Prosedur kerja

3.3.1 Pengenalan Stasiun

• Memilih stasiun klimatologi. Melihat ukuran stasiun. Mengamati penutup tanah stasun. Setelah itu mengamati tata letak alat-alat di dalam stasiun.

• Memperhatikan lingkungan stasiun. mengamati bagaimanan keadaan bangunan, pohon, dan penghalang lainnya yang bias mengganggu proses pengamatan berlangsung. setalah itu memperhatikan berapa kira-kira jaraknya.

3.3.2 Pengenalan Alat

 Mengamati setiap alat yang diperagakan, baik yang di stasiun maupun yang terdapat di laboratorium agroklimat.

 Mencatat nama setiap alat, apa sensornya, dan bagaimanana cara kerja alat tersebut

D. PEMBAHASAN

 

Tunjukkan bagian dari alat-alat tersebut!\

Pengamatan yang dilakukan pada radiasi surya yang diukur, merupakan jumlah energi radiasi yang sampai ke permukaan bumi dalam intensitas radiasi harian. Intensitas yang dilakukan merupakan suatu radiasi surya yang diukur berdasarkan jumlah energi radiasi yang disampaikan kepermukaan bumi.

Lama penyinaran suatu radiasi surya akan membakar kertas yang menunjukan lamanya penyinaran surya setiap garisnya satu jam, yang akan menunjukan arah jam dimana radiasi surya yang diukur merupakan jumlah energi radiasi yang sampai ke permukaan bumi dalam lamanya peyinaran perhari. Sehingga Lamanya peyinaran yang dilakukan merupakan suatu radiasi surya yang diukur berdasarkan jumlah energi radiasi yang disampaikan kepermukaan bumi.

Intensitas radiasi sangat berpengaruh sekali bagi segala jenis tumbuhan, karena intensitas cahaya membantu pertumbuhan pada setiap tanaman untuk berpoosintesis, memasak zat-zat kimia yang ada pada daun untuk dijadikan menjadi cadangan makanan dan membantu pertumbuhan sel-sel tanaman pada permukaan kulit batang dan daun. Intensitas radiasi merupakan gelombang elektromatik atau gelombang pendek. Perlunya pengamatan radiasi surnya ini dipelajari adalah untuk dapat mengetahui seberapa besar intensitas cahaya matahari jatuh kepermukaan bumi menyinari setiap tumbuhan dan terkhususnya adalah tanaman yang dibudidayakan, karena tidak semua jenis tanaman budidaya tahan terhadap radiasi surya.

Selain intensitas radiasi surya, lamanya penyinaran surya juga mempengaruhi bagi tumbuhan, lama penyinaran adalah seberapa lama radiasi surya menyinari permukaan bumi dalam kurung waktu tertentu. Lama penyinaran disetiap garis lintang tidak lah sama dan pada umumnya di aquator perbedaan panjang hari relatife. Semakin lama intensitas cahaya menyinari permukaan bumi maka akan berdampak terhadap tumbuhan baik berdampak positip yaitu semakin banyak udara O2 di keluarkan oleh tumbuhan disebabkan fotosintesis berkepanjangan dan akan berdampak negatip bagi tumbuhan yaitu kekeringan bagi daun karena lamanya penyinaran memaksa tanaman untuk berpotosintesis hingga kandungan air semakin lama semakin habis sehingga mengkibatkan kekeringan terhadap daun.

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.

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 praktikum kali ini yang diukur adalah suhu udara dan suhu tanah, pada penuntun praktikum dijelaskan untuk mengukur suhu udara pada keadaan yang berbeda, seperti suhu udara di daerah berumpu, selanjutnya dibawah pohon rindanga, dan yang ketiga suhu udara diatas aspal, pada pengamatan kali ini yang dilakukan hanya pada pengukuran suhu diatas lapangan rumput, ketinggian tempat yang dipakai yaitu 5, 75 dan 100 cm diatas permukaan tanah.

Pada ketinggian 5 cm diatas permukaan tanah didapatkan hasil termometer maksimal sebesar 33oC, termometer minimal sebesar 33oC, sehingga rata ratanya sebesar 33,5 oC. Pada ketinggian permukaan tanah 75 cm didapatkan hasil pengukuran termometer maksimal sebesar 36 oC, termometer minimalnyya sebesar 35 oC, sehingga dapat dirata-ratakan menjadi 35,5oC. Pada keinggian pengukuran terakhir yaitu 100 cm rata-ratanya didapatka asil yang sama dengan ketinggian 75 cm diatas permukaan tanah, dan hasil termometer maksimal dan minimalnya juga sama.

Selanjutnya pada suhu tanah dilakukan pengukuran di tanah yang ditumbuhi rumput dibawah pohon rindang, kedalaman yang diukur yaitu 5,10,15 cm dibawah permukaan tanah pada kedalaman 5 hasilnya 37,5 oC, kedalaman 10 cm 34oC, 15 cm sebesar 30 oC.

E. KESIMPULAN

Berdasarkan pengamatan dalam praktikum agroklimatologi tentang intensitas radiasi surya ini, maka didapatkan kesimpulan yaitu:

1. Lama penyinaran adalah seberapa lama intensitas radiasi matahari menynari permukaan bumi dalam kurun waktu tertentu dan merupkan hal terpenting bagi penyinaran pada setiap tumbuhan.

2. Radiasi matahari yang dipancarkan ke bumi tergantung oleh jarak matahari dan juga intensitas matahari (besar kecilnya cahaya matahari dipancarkan)

3. Radiasi surya yang diukur berdasarkan jumlah energi radiasi yang dipancarkan dalam sehari sebarapa besar intensitas dan lamanya peyinaran energi tersebut. Radiasi yang dikeluarkan dipengaruhi oleh Jarak dari matahari, Intensitas radiasi matahri, Lama penyinaran matahari/panjang hari/duration, dan Atmosfer

4. Radiasi surya memegang peranan penting dari berbagai sumber energy lain yang dimanfaatkan manusia.

5. Alat yang dapat digunakan untuk mengukur lama penyinaran matahari Campbell Stokes.

6.      Sifat panas udara dan tanah berbeda sifatnya, hal ini karena bentuk dari udara dan tanah sangat berbeda yaitu dalam bentuk gas dan tanah, sehingga faktor yang mempengaruhi suhu udara dan tanah berbeda waktu sehingga bisa berbeda secara drastis.

7  .    Fluktuasi suhu tanah behubunngan dengan waktu, kedalaman tanah, dan perubahan sumber energi, sementara fluktuasi suhu udara dipengaruhi oleh ketinggian, angin, sumber energi dll.

DAFTAR PUSTAKA

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.

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.

Petterssen, S., 1997. Introduction To Meteorology. Second Edition. Mc-Graw Hill Book Company, Inc., New York.

Nurmuin, S. 2008. Penuntun Praktikum Agroklimatologi. Laboratorium Agroklimatologi. UNIB. Bengkul

Hoesin, Haslizen. (1983). “Simulasi Matematis Radiasi Matahari di Indonesia”. LFN-LIPI, Bandung. Agustus.

Hoesin, Haslizen. (2000). “Model Matematis Radiasi Matahari Langit Bening dan Langit Sembarang”. Teknik Industri – Tak Teknik, Universitas ARS Internasional, Bandung, November.

 Ance, 2004. Alat Ukur dan Satuan Suhu. http://ancespesifik.com/2004/09/30/alat-ukur-dan-satuan-suhu. 27 Oktober 2014.

Baver, L.D. 1960. Soil Physics. Modern Asia. Jhon Wiley & Sons,INC., New york.

Brady, N.C. 1984. The Nature and Properties of Soils. Macmillan Publishing Company, New  york

Ghozaliq, 2013. Pengertian Biosfer Tempat Mahluk Hidup. http://ghozaliq.com/2013/01/ 16/pengertian-biosfer-lapisan-tempat-makhluk-hidup/. 27 Oktober 2014.

Lakitan, B. 1992. Dasar-dasar Klimatologi. Penebar Swadaya, Jakarta

Notohadiprawiro, T. 1998. Tanah dan Lingkungan. Departemen Pendidikan Dan Kebudayaan, Jakarta

Purba, 2010. Suhu dan kalor. repository.usu.ac.id/bitstream/.../4/Chapter%20II.pdfI. 28 Oktober 2014.

Tisdale, S.L. and W.L. Nelson. 1966. Soil Fertility And Fertilizers Third Edition. Collier Macmillan Publishers, London

Yani, 2009. Pengukuran Suhu dan Transfer Suhu. Repository.ipb.ac.id/bitsream/.../16/ chapter%2009.pdf. 28 Oktober 2014.