II. PENGAMATAN UNSUR-UNSUR CUACA SECARA OTOMATIS

A. Pendahuluan

1. Latar Belakang

Pengamatan unsur cuaca sangat diperlukan untuk kesejahteraan umat

manusia. Unsur cuaca yang diamati akan dijadikan bahan untuk

memprakirakan cuaca pada waktu yang akan datang dan juga cuaca

lampau sangat berguna untuk mengetahui klimatologis suatu daerah,

sehingga umat manusia dapat memanfaatkan kondisi cuaca tersebut sesuai

kebutuhan masing-masing pihak. Data cuaca juga bisa dimanfaatkan untuk

mengurangi atau bahkan menghindari resiko akibat buruk yang

diakibatkan oleh cuaca itu sendiri.

Pengamatan unsur cuaca secara terus menerus merupakan hal yang

sangat penting, untuk mengetahui kondisi cuaca sesaat, data pengamatan

cuaca sesaat dan yang lampau dapat digunakan untuk memperediksi

kondisi cuaca yang akan datang, informasi keadaan cuaca sangat

diperlukan mendukung aktifitas umat manusia. Pengamatan unsur cuaca

berupa Temperatur, Tekanan udara, Kelembaban Udara, Arah dan

kecepatan angin, Energi Surya, serta jumlah curah hujan hingga saat ini

masih banyak dilakukan secara manual dimana kesalahan akibat faktor

manusia (human error) sering terjadi, sementara bila dilakukan secara

otomatis akan mempermudah kerja manusia, serta menghindari kesalahan

yang diakibatkan faktor manusia.

Pemanfaatan mikrokontroler serta beberapa sensor dapat berfungsi

sebagai alat akuisisi data, dengan menambahkan beberapa alat pedukung

seperti sarana penyimpanan data serta alat komunikasi maka terbentuklah

suatu sistem pengamatan cuaca otomatis atau yang sering disebut

Automatic Weather Station (AWS) dengan ukuran yang kecil (portable)

serta konsumsi daya yang rendah. Kajian klimatologi dapat dilakukan

dengan baik apabila dilakukan melalui stasiun meteorologi dengan alat-

alat pengukur anasir cuaca yang memenuhi standar.Oleh karena itu sangat

41

42

penting untuk mengenal alat-alat tersebut baik macam, prinsip kerja,

maupun sifat dan kualitas data yang dihasilkan, baik untuk alat-alat

pengukur manual maupun AWS (Automatic Weather Station).Dengan

kelemahan dan kelebihan dari masing-masing jenis alat pengukur maka

dapat ditentukan kombinasi penggunaannya secara tepat dan cepat sesuai

kebutuhan dan kondisi lingkungan.

2. Tujuan Praktikum

Acara pengamatan unsur cuaca ini dilaksanakan dengan tujuan

mengetahui unsur cuaca dan iklim menggunakan alat pengamat cuaca

otomatis (AWS= Automatic Weather Station).

3. Waktu dan Tempat Praktikum

Praktikum Agroklimatologi acara pengamatan unsur-unsur cuaca

secara otomatis ini dilaksanakan pada tanggal 21 Oktober 2012.Bertempat

di Stasiun Klimatologi di Kebun Percobaan Fakultas Pertanian UNS, Desa

Sukosari, Kecamatan Jumantono, Karanganyar sedangkan server ada di

Laboratorium Pedologi Fakultas Pertanian UNS.

B. Tinjauan Pustaka

Alat pengukur cuaca otomatis (Automatic Weather Station/AWS)

merupakan alat yang terdiri dari beberapa sensor terintegrasi yang digunakan

untuk melakukan pengukuran tekanan udara, suhu, kelembaban, arah dan

kecepatan angin, radiasi matahari, serta curah hujan yang di rekam secara

otomatis. Tipe AWS yang digunakan oleh BPPT adalah tipe Vaisala MAWS-

201 dengan komponen sensor yang terpasang adalah sensor suhu dan

kelembaban (QMH101), tekanan (PMT16A), angin (QMW101), radiasi

matahari (QMS101), dan hujan (34-T)(LIPI, 2007).

Menggunakan AWS data pengamatan secara otomatis dapat langsung

didapatkan setiap jam. Pengamatan data dengan AWS dilakukan dengan

program cumulus. Kapasitas data yang tersimpan sesuai dengan kapasitas

memori yang dimiliki komputer. Jika sudah melebihi kapasitas memori maka

data yang tersimpan paling awal secara otomatis akan hilang (Suroso, 2006).

43

Stasiun cuaca otomatis atau yang biasa disebut AWS (Automatic

Weather Station) harus memiliki keunggulan dalam hal kemudahan

pengoprasiaannya. Seperangkat AWS harus dapat dioperasikan oleh berbagai

orang dari tingkat pendidikan yang berbeda sehingga diharapkan tidak ada lagi

kesalahan dalam pengukuran yang disebabkan oleh rendahnya kualitas sumber

daya manusia sebagai pengamat dan pencatat data cuaca (Budianto, 2003).

Berdasarkan penjelasan diatas dapat diketahui bahwa untuk

mendapatkan data meteorologi dapat dilakukan dengan cara manual maupun

otomatis(AWS). Pengamatan dengan cara manual menggunakan alat

sederhana seperti yang telah dijelaskan di atas. Sebelum adanya sistem

otomatis, alat meteorologimanual ini paling sering digunakan dari alat-alat

manual, banyak kelemahan yang ditemukan seperti pada cara pengambilan

data setiap hari. Hal ini bias berpengaruh pada terjadinya kesalahan jika

terdapat satu hari tidak diambil tentu saja akan mengakibatkan kesalahan fatal

pada data. Namun, kelebihan alat sederhana yaitu bila salah satu alat rusak

tidak akan menggangu atau mempengaruhi kinerja alat yang lainnya

(Suhandini, 2009).

AWS( Automatic Weather System) yang telah diprogram untuk

mempermudah pengamat mendapatkan data. AWS data hanya perlu diamati

setiap hari karena data setiap harinya telah terkumpul pada sistem komputer.

Namun, kekurangannya bila salah satu alat atau komponen ada yang rusak

bisa mengganggu kinerja alat yang lain. Hal ini disebabkan kinerja beberapa

alat meteorologi diatur oleh suatu system komputer yang bisa tak berfungsi

bila salah satu alat rusak (Setiawan, 2003).

AWS  (Automatic Weather Stations) merupakan suatu peralatan atau

sistem terpadu yang di disain untuk pengumpulan data cuaca secara otomatis

serta di proses agar pengamatan menjadi lebih mudah. AWS ini umumnya

dilengkapi  dengansensor, RTU (Remote Terminal Unit), Komputer, unit LED

Display dan bagian-bagian lainnya. Sensor-sensor yang digunakan meliputi

sensor temperatur, arah dan kecepatan angin, kelembaban, presipitasi, tekanan

udara, pyranometer, net radiometer.RTU (Remote Terminal Unit) terdiri atas

44

data logger dan backup power, yang berfungsi sebagai terminal pengumpulan

data cuaca dari sensor tersebut dan di transmisikan ke unit pengumpulan data

pada komputer. Masing-masing parameter cuaca dapat ditampilkan melalui

LED (Light Emiting Diode) Display, sehingga para pengguna dapat

mengamati cuaca saat itu  (present weather ) dengan mudah (Kuswanto,

2009).

Automatic Weather Station (AWS), saat ini sudah tidak asing lagi bagi

Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG). Ditinjau dari akronimnya, AWS

berarti Stasiun Cuaca Otomatis.Artinya peralatan AWS harus mampu

melakukan pekerjaan stasiun secara otomatis.Pekerjaan stasiun dimaksud

meliputi pengamatan, membuat kode sinop, mengirim data, dan menyimpan

data hasil pengamatan (Hadi, 2007).

AWS mempunyai beberapa fungsi antara lain: Melakukan perekaman

Data Cuaca , data sesaat dengan interval 6-59 menit, data rata-rata tiap jam

dan data rata-rata tiap hari; melakukan pengiriman data periodik melalui SMS.

Fungsi lainnya adalah melakukan penyimpanan data di pusat pengolahan

data.Isi paket GSM: Sensor Cuaca Digital, Data Logger & GSM Modem,

Power Manajemen, Panel Wiring & Support, dan Software Aplikasi SMS-

Gateway (Balitklimat, 2005).

Pembuatan AWS didasarkan pada kebutuhan khususnya stasiun cuaca

untuk mengamati perubahan unsur cuaca secara tepat waktu.Pengamatan

unsur cuaca seperti suhu udara, curah hujan, kelembaban udara, radiasi

matahari dan kecepatan angin dapat dideteksi dengan sensor yang

divisualisasikan dengan komputasi yang di dalamnya telah dilengkapi dengan

bahasa pemograman visual basic 6.0.Instrumen ini dapat merespon keadaan

lingkungan yang diterjemahkan dalam bentuk tampilan atau visual.Penelitian

ini menghasilkan simulasi dengan sistem yang terintegrasi, rancangan suatu

sistem pengukuran unsur cuaca secara otomatis dengan teknologi

nirkabel.Dimana semua data dari pengindera (sensor) ditransmisikan. Nilai

yang direspon mendekati alat konvensional, dengan menggunakan bahasa

45

pemograman visual basic 6.0, ternyata mampu mengubah sinyal masukan dari

lingkungan menjadi suatu informasi cuaca yang tervisualisasi (Mirwan, 2010).

Sebuah stasiun cuaca otomatis (AWS) adalah versi otomatis dari

tradisional stasiun cuaca , baik untuk menghemat tenaga manusia atau untuk

memungkinkan pengukuran dari daerah terpencil. Sebuah AWS biasanya akan

terdiri dari kandang cuaca-bukti yang berisi data logger , isi ulang baterai ,

telemetri (opsional) dan sensor meteorologi dengan terpasang panel surya atau

turbin angin dan dipasang pada tiang. Konfigurasi spesifik bisa beragam,

tergantung tujuan dari sistem. Sistem ini dapat melaporkan secara real time

dekat melalui Sistem Argos dan Sistem Telekomunikasi global , atau

menyimpan data untuk pemulihan nanti. Dalam terakhir, stasiun cuaca

otomatis sering ditempatkan di mana listrik dan jalur komunikasi yang

tersedia. Saat ini, panel surya , turbin angin dan ponsel teknologi telah

memungkinkan untuk memiliki stasiun nirkabel yang tidak terhubung ke

jaringan listrik atau jaringan telekomunikasi (Anonim, 2012).

46

C. Hasil Pengamatan

Gambar 2.1 AWS  (Automatic Weather Station)

1. Bagian-Bagian Utama

a. Sensor

1) Wind sensor

2) Temperature Humidity

3) Rain gauge

4) Pyranometer

5) Barometer Pressure

b. Data Logger

c. Komputer (sistem perekam dan sistem monitor)

d. Display (optional)

e. Tiang untuk dudukan sensor dan data logger

f. Penangkal petir

47

2. Prinsip Kerja

a. Wind Sensor

1) Wind Speed

Mangkuk ringan dipasang di atas sebuah rotor yang bergerak

atau digerakkan angin. Di dalam tubuh sensor, sebuah magnet

berotasi memproduksi satu medan magnet penggerak yang

membuka dan menutup sebuah reed switch dua kali setiap putaran.

Data logger menghitung perputaran buka tutup ini dan mengukur

kecepatan angin melalui jumlah putaran buka tutup perdetiknya.

2) Wind Direction

Arah angin adalah arah dari mana angin berhembus, diukur

dari arah utara kompas dengan gerak searah jarum jam. Rakitan

baling-balingnya terdiri dari dua baling-baling diimbangi oleh

penunjuk tahan kerat.Saat rakitan baling-baling bergerak sesuai

arah angin, presisi potensiometer di dalam sensor mengubah

muatan listriknya.Pemasok data mengukur hambatan listrik ini dan

menentukan posisi baling-baling berdasarkan pembacaan tersebut.

b. Temperature Humidity

Kelembaban nisbi adalah kelembaban sebenarnya sebagai

prosentase dari kelembaban maksimum (udara yang terlembabkan

dengan air) saat suhu kamar atau sekitarnya.Kelembaban diukur

dengan menggunakan sensor film dari polimer yang tipis.

c. Rain Gauge

Hujan dikumpulkan melalui sebuah celah atau lubang berukuran

tertentu dan disalurkan ke ember terbalik yang dibagi saat jumlah

curah hujan sebesar 0,2 mm terkumpul. Ember akan terbalik atau

tumpah sampai kosong. Gerakan ini menutup sebuah reed switch yang

mengirimkan sinyal listrik ke pemasok data. Belahan ember yang lain

kemudian terisi dan proses ini akan terulang kembali. Pemasok data

mengjitung sinyal listrik untuk mencatat jumlah curah hujan.

d. Pyranometer

48

Radiasi sinar matahari menyebabkan silikon fotosel

menggerakkan tegangan yang berbanding lurus dengan radiasi

matahari.Pemasok data mengukur tegangan dan mencatat pembacaan

dalam W/m2.Sensor radiasi cahaya matahari terbuat dari baja anti

karat yaitu logam campuran aluminium yang diberi muatan anoda.

e. Barometric Pressure

Sensor ini dipasang pada papan sirkuit pemasok data di dalam

pelindung.

D. Pembahasan

AWS merupakan seperangkat pengukur anasir iklim yang bekerja secara

otomatis dan terpadu.AWS dipasang dalam sebuah stasiun

meteorologi.Stasiun meteorologi pertanian adalah suatu tempat yang

mengadakan pengamatan secara terus menerus mengenai keadaan fisik dan

lingkungan atmosfer serta pengamatan tentang keadaan biologi dari tanaman

dan obyek pertanian lainnya. Dalam hubungan yang lebih luas, keberadaan

stasiun ini sangat penting mencakup hal-hal yang terkait dengan penetuan

ketersediaan air baik jumlah maupun intensitasnya, penentuan misim

tanam,laju pertumbuhan dan hasil panen, kebutuhan air irigasi, peramalan

terhadap perkembangan populasi hama dan penyakit, prasyarat kondisi iklim

bagi pertumbuhan dan produksi optimum suatu tanaman.

Pengamatan data melalui AWS (Automatic Weather Station) dapat

dilakukan dengan menggunakan PC (Program Cumulus) serta media

pengiriman data seperti modem dan pesawat telepon atau media internet.

Melalui sistem yang demikian pengkajian klimatologi dapat dengan lebih

mudah dan cepat dilakukan.Secara terpadu, AWS (Automatic Weather

Station) mengamati unsur-unsur cuaca seperti kecepatan angin, radiasi

matahari, suhu dan kelembaban angin, serta curah hujan.

Unsur cuaca atau iklim sangat mempengaruhi kegiatan pertanian, baik

yang bersifat positif (peningkatan hasil) maupun negatif (penurunan hasil).

Masalah informasi cuaca dan iklim berkaitan dengan peralatan pengukur

cuaca yang terbatas atau mulai rusak sehingga memerlukan perbaikan, serta

49

masalah sumberdaya manusia serta teknologi yang berhubungan dengan

pengukuran, transfer data serta manajemennya. Untuk menunjang pengadaan

data cuaca yang terpercaya diperlukan ketrampilan pengamat cuaca dalam

memahami teknik pengambilan data, analisis serta transfer data tersebut. 

Pelatihan tenaga pengamat cuaca diperlukan untuk mendapat data yang benar

serta mengatasi permasalahan pengukuran cuaca.  Pelatihan tenaga penyuluh

pertanian diperlukan untuk membantu menganalisis data cuaca serta

interpretasinya guna penyuluhan pertanian sebagai bagian program

pembangunan pertanian di Indonesia.

AWS memilikisejumlah keunggulan dibandingkan pencatatan manual

konvensional.Secara umum:

1. AWS lebih konsisten dalam pengukuran mereka

2. AWS menyediakan data pada frekuensi secara signifikan lebih

besar(beberapa menyediakan data setiap menit)

3. AWS menyediakan data dalam segala cuaca, siang dan malam, 365 hari

pertahun

4. AWS dapat dipasang di daerah yang jarang penduduknya

Namun, AWS memiliki beberapa kelemahan, beberapa diantaranya adalah :

1. Beberapa elemen yang sulit untuk mengotomatisasi (awan misalnya).2.

2. AWS membutuhkan investasi modal besar.

3. AWS kurang fleksibel daripada pengamat manusia.

Beberapa AWS diinstal untuk jangka pendek proyek (misalnya kesehatan hewan

darurat pemantauan atau kebakaran liar dekat), ada pula yang dipasang untuk

proyek jangka panjang (misalnya mempelajari perubahan iklim). Beberapa AWS

wajib memberikan data secara real-time (misalnya untuk irigasi), beberapa

memberikan laporan tertunda (misalnya untuk pemantauan iklim). Beberapa AWS

diminta untuk tampil di segala cuaca (misalnya untuk peramalan topan), beberapa

tidak (tanaman pemantauan penyakit misalnya).Satu set umum kondisi untuk

semua pengguna di atas adalah bahwa data harus mewakili periode wilayah dan

waktu dalam penyelidikan, dan bahwa data harus terus-menerus memenuhi

50

akurasi diperlukan. Selain itu, pengumpulan data dan sistem penyimpanan harus

biaya efektif dan juga harus diperhatikan sebelum membeli AWS.

E. Kesimpulan dan Saran

1. Kesimpulan

Dari praktikum Agroklimatologi Pengamatan Unsur-unsur Cuaca

secara Otomatis dapat diambl kesimpulan sebagai berikut:

AWS (Automatic Weather Stations) bekerja secara otomatis dan

terpadu sehingga dapat mempermudah pengukuran unsur-unsur cuaca.

Sensor utama yang terdapat pada AWS (Automatic Weather Stations)

antara lain ada Wind Sensor (Wind Speed dan Wind Direction) yang

berfungsi sebagai pengukur kecepatan dan arah angin, Barometer Presure

berfungsi untuk mengukur tekanan udara, Pyranometer berfungsi untuk

mengukur intensitas cahaya matahari, Temperatur Humidity berfungsi

untuk mengukur suhu dan kelembaban udara, dan Rain Gaugeberfungsi

untuk mengukur curah hujan.

2. Saran

Ada beberapa komponen AWS yang sudah tidak berfungsi lagi

sehingga perlu adanya perbaikan demi kelancaran jalannya praktikum.

51

DAFTAR PUSTAKA

Balitklimat.2005. Sistem Informasi Sumberdaya Iklim dan Air.Balai Penelitian

Agrroklimat dan Hidrologi. Bogor.

Hadi, Wasito. 2007. Automatic Weather Station. Jurnal Meteorologi dan

Geofisika, Vol. 3, No.4.

Kuswanto, Agus. 2009. AWS (Automatic Weather Station)

www.klimatologibanjarbaru.com/. Diakses pada tanggal 1 Desember 2012

Mirwan, Fazli. 2010. Analisis Simulasi Aplikasi Dinamika Atmosfer Berbasis

Instrumentasi Komputasi Stasiun Cuaca Otomatis.

Suroso. 2006. Analisis Curah Hujan untuk Membuat Kurva IDF di

Kawasan Rawan Banjir Kabupaten Banyumas Vol. 3 No.1. Jurnal Teknik Sipil.

Purwokerto: Jurusan Teknik Sipil Universitas Jenderal Soedirman.