LAPORAN

PRAKTIKUM AGROKLIMATOLOGI

PENGENALAN ALAT-ALAT PENGUKURAN UNSUR IKLIM/CUACA

Oleh:

Helmas Dwi Antoro TanjungNIM A1H009041

KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONALUNIVERSITAS JENDERAL SOERDIRMAN

FAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO

2010

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pengukuran unsur ikim atau cuaca sangatlah penting apalagi dalam bidang

pertainian. Dengan adanya pengukuran ikilim atau cauaca ini maka dapat

memperkirakan jenis tumbuhan yang akan ditanam, pencegahan dari hama

penyakit tanaman, dan dapat menimalisir kerugian dalam bidang pertanian.

Hal-hal yang diukur dalam pengukuran iklim atau cuaca yang penting bidang

pertanian antara lain : crah hujan, evaporasi, radiasi matahari, kelembaban, suhu

atau temperature, dan angin. Alat yang digunakan biasanya shelter, thermometer

sushu minimum dan maksimum, thermometer bola basah dan bola kering,

termohigrograf, penakar hujan, anemometer, evaporimeter, solari meter, sunshin

duration record dan thermometer tanah.

B. Tujuan

1. Melatih mahasiswa agar mengetahui cara kerja peralatan ukur iklim atau

cuaca.

2. Melatih mahasisiwa agar mengetahui cara pengamatan unsur iklim atau

cuaca.

3. Melatih mahasisiwa agar mengetahui tata letak dan pemasanagan peralatan

ukur iklim atau cuaca.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Stasiun klimatologi pertanian merupakan stasiun meteorologi pertanian

yang mampu menyelenggarakan pengamatan cuaca dan biologi dalam jangka

waktu yang panjang dan teratur. Penempatan stasiun klimatologi harus ada pada

setiap titik jaringan pengamatan internasional secara mantap, minimal dalam

jangka waktu 10 tahun tidak boleh dipindahkan. Oleh karena itu dalam penentuan

lokasinya harus tepat, yaitu lokasi yang mewakili lingkungan alam yang tidak

mudah berubah, sehingga data yang diperoleh dapat terjamin.

Stasiun klimatologi pertanian hendaknya dapat mengukur atau menaksir

hubungan alamiah antara iklim, tanah, air dan tanaman. Tingkat ketelitian

tergantung pada tujuan pengukuran data, segi teknik, dan seberapa jauh

kemungkinan pelaksanaan pengumpulan data dapat dicapai. Kebutuhan pokok

yang harus dipenuhi agar dapat menghasilkan data yang benar ialah :

1. Letak stasiun harus mewakili hubungan alamiah dari: iklim, tanah, air,

tanaman di daerah luas sehingga data yang diperoleh dapat memenuhi

sasaran

2. Masing-masing alat menghasilkan data yang benar, tidak rusak dan mudah

dirawat.

3. Pembacaan skala dan perekaman data mudah dilaksanakan.

4. Tersedia cukup tenaga pengamat, terlatih baik dan bertempat tinggal di

dekat stasiun untuk menjamin pengawasan terhadap stasiun dan

kelancaran pengamatan.

A. PENEMPATAN STASIUN

Pengaruh iklim terhadap tanaman dapat diamati baik bila letak stasiun

dapat mewakili hubungan alamiah antara iklim dengan tanah, air dan tanaman di

suatu daerah pertanian yang. Tempat yang mempunyai iklim berbeda-beda dalam

jarak pendek karena faktor lingkungan yang bersifat khusus seperti: rawa, bukit,

danau, dan kota, sedapat mungkin tidak dipilih untuk lokasi stasiun. Namun

apabila dibutuhkan, di tempat-tempat tersebut dapat didirikan stasiun tambahan

atau stasiun khusus untuk pengumpulan data cuaca lokal sebagai pelengkap

stasiun utama.

Beberapa faktor lingkungan khusus yang mempengaruhi perubahan iklim

antara lain:

1. Vegetasi : perpindahan dari daerah kering ke daerah yang mendapat

pengairan ditandai oleh turunnya suhu, kelembaban naik dan penguapan

berkurang. Bila  daerah sekelilingnya kering angin yang bertiup ke arah

dalam dapat menimbulkan efek Oase (oasis effect).

2. Tinggi tempat : perbedaan ketinggian tempat yang cukup besar

berpengaruhterhadap presipitasi, suhu minimum, kecepatan dan arah

angin.

3. Distribusi darat-laut : keadaan iklim daerah pantai hingga jarak dua

kilometer darilaut sangat bervariasi. Pada jarak 10-15 km perbedaan iklim

terjadi secarabertahap.

4. Gunung : pengaruh angin gunung dapat terasa sampai sejauh kira-kira 50

kali ketinggian gunung. Angin lembab yang bergerak hanya berpengaruh

di dalam daerah yang sempit.

5. Perlakuan dan aktivitas manusia: Berbagai perlakuan dan aktivitas

manusia merubah keadaan iklim lingkungan alamiah, seperti :gedung,

jalan beraspal, kepadatan penduduk, pembakaran secara intensif oleh

dapur dan mesin-mesin, lalu lintas, dan berbagai aktivitas manusia

merubah keadaan iklim. Selain itu, stasiun cuaca tidak boleh terlalu dekat

dengan letak suatu lereng terjal atau berada didalam daerah lembah.

Daerah tekanan rendah harus dihindarkan karena suhu di daerah tersebut

seringkali terlalu tinggi pada waktu siang hari dan rendah pada saat

malam hari.

B. TATA LETAK SEBUAH STASIUN KLIMATOLOGI PERTANIAN

Sebuah stasiun klimatologi pertanian memerlukan sebidang tanah yang

cukup luas dan terbuka, terdiri atas taman alat dan daerah terbuka. Ukuran luas

yang diperlukan tergantung pada jumlah alat dan persyaratan karakteristik

masing-masing alat pengukur.

Taman Alat

Taman alat ialah sebidang tanah, tempat alat-alat pengukur unsur cuaca dipasang.

Persyaratan dasar yang harus dipenuhi untuk pembuatan taman alat ialah:

1. Berada di permukaan tanah datar, rata dan sepenuhnya tertutup rumput

pendek yang terpelihara dengan baik. Taman alat hendaknya tidak

diletakkan di atas permukaan berbatu atau berpasir.

2. Diletakkan di tengah-tengah daerah terbuka, jauh dari pepohonan dan

gedung

3. Cukup luas dan masing-masing alat tersusun dengan baik, sehingga tidak

saling menghalangi.

4. Diberi pagar kawat setinggi kira-kira 1 – 2 meter.

5. Pintu masuk disebelah utara atau selatan dan terkunci baik

 

Luas taman alat tergantung jumlah dan macam alat. Menurut WMO untuk

pemasangan alat yang terdiri dari pengukur suhu udara dan kelembaban udara

saja, memerlukan sebidang tanah berukuran paling sempit yaitu 9 x 6 meter.

Adapun untuk sebuah stasiun klimatologi pertanian yang lengkap menurut

Dooronbas (1976), dibutuhkan daerah terbuka yang berukuran paling sempit 10 x

10 meter. Stasiun klimatologi Fakultas Pertanian Universitas Brawijaya,

mempunyai taman alat dengan susunan alat sebagai berikut:

1. Sangkar cuaca (Stevenson screen), di dalamnya ditempatkan:

thermohigrograph, thermometer max-min, thermometer bola basah-bola

kering, hygrometer, piche evaporimeter, dan barometer.

2. Sunshine recorder Campbell Stokes

3. Silicon Cell Solari meter

4. Ombrograph

5. Ombrometer

6. Anemometer

7. Penunjuk arah angin (wind vane)

8. Panci evaporimeter kelas A (Pan evaporimeter)

9. Thermometer tanah dengan kedalaman : 0, 10, 20, 30, 50, dan 100 cm

10. Thermometer suhu mikro dengan ketinggian : 5, 10, 20, 30, 50, 75, 100,

150, 175, dan 200 cm

11. Tempat persediaan alat dan pias

Daerah Terbuka

Daerah terbuka ialah sebidang tanah di sekeliling taman alat, yang di

dalamnya tidak terdapat suatu penghalang yang dapat mengganggu bekerjanya

alat pengukur cuaca baik yang bersifat temporer maupun permanen. Daerah

terbuka diperlukan agar hasil pengukuran dalam taman alat dapat mewakili

keadaan iklim daerah sekitar dengan jangkauan yang lebih luas. Oleh karena itu

pengaruh iklim lokal harus ditiadakan.

Beberapa pengaruh lokal yang sering terjadi, antara lain :

1. Turbulensi

Turbulensi akan terjadi apabila taman alat terlalu dekat dengan bangunan,

pepohonan, tebing terjal dan penghalang yang lain. Semakin rapat letak

penghalang dengan taman alat, turbulensi semakin meningkat. Gejala ini

sangat mengganggu pengukuran suhu, kelembaban udara, angin, curah

hujan dan penguapan. Dengan demikian, sebagai contoh untuk

menghindari turbulensi maka penempatan penakar hujan memerlukan

daerah terbuka dengan jarak antara penghalang dan alat > 4 kali tinggi

penghalang, anemometer dipasang setinggi 2 meter diatas permukaan

tanah memerlukan daerah terbuka dengan jarak antara penghalang dan alat

> 10 kali tinggi penghalang

.

2. Efek Oase (Oase effect)

Stasiun cuaca yang dikelilingi oleh daerah berudara kering dan bersuhu

tinggi, maka tiupan angin yang berhembus ke dalam taman alat

menimbulkan adveksi yang disebut efek oase. Akibatnya dapat

menimbulkan penyimpangan pada pengukuran suhu dan penguapan.

Tindakan pencegahan dapat dilakukan dengan cara menanami daerah

terbuka dengan rumput atau jenis tanaman pendek hingga seluruh

permukaan tanah tertutu.

3. Naungan

Beberapa alat tertentu membutuhkan pengaruh cahaya matahari langsung

berada di atas horizon dalam peredarannya setiap tahun. Alat pengukur

lama penyinaran matahari mendapat cahaya langsung selama berada 30 di

atas horizon. Radiometer memerlukan ruang terbuka 50 diatas horizon.

Namun apabila terpaksa, kedua alat tersebut dapat diletakkan di atas

menara atau puncak gedung didekatnya.

C. PENGAMATAN (Observation)

Pengamatan cuaca ialah pembacaan data pada suatu alat pengukur cuaca.

Pembacaan harus dilakukan setiap hari pada waktu yang sama, jam pengamatan

ditentukan menurut petunjuk nasional oleh Badan Meteorologi dan Geofisika

(BMG). Di Indonesia umumnya pengamatan dilakukan tiga kali dalam sehari,

tetapi dalam hal ini tergantung pada keperluan data. Setelah pembacaan selesai,

maka dilakukan tindakan rutin untuk mempersiapkan pias alat bagi pengumpulan

data periode berikutnya. Beberapa pekerjaan rutin antara lain: pemasangan kertas

pias baru, pemutaran pegas jam, pengaturan kembali thermometer maksimum dan

minimum, pengosongan penakar hujan, penambahan atau pengurangan air dalam

panci A dan lain-lain. Hasil pengamatan dicatat dalam buku pengamatan,

selanjutnya dipindahkan dalam buku data harian dan tahunan. Contoh buku data

seperti terdapat pada Tabel 1.(lampiran). Setiap lembaran data harus dicantumkan

identitas stasiun:

 6 

- Nama stasiun : ………………

- Nama negara : ………………

- Letak Lintang : ………0 LS atau LU

- Letak Bujur : ………0BT (untuk Indonesia)

- Ketinggian : ………m (di atas permukaan laut)

Kesalahan utama yang merupakan sumber kesalahan data :

1. Kesalahan waktu (time error) : ketidakteraturan perputaran silinder jam

karena terlalu cepat atau lambat terlihat pada grafik kertas pias. Bila tidak

cocok dengan arloji, perlu dibetulkan dengan memutar sekrup pengatur

kecepatan pada silinder jam.

2. Kesalahan letak titik nol (Zero error) : kesalahan titik nol memberikan

perbedaan yang tetap terhadap nilai yang benar. Sehingga harus berhati-

hati dalam membetulkan dan kedudukan pena terhadap skala pias.

Sebelum itu, pemasangan kertas pias harus tepat dan memperhatikan nilai

skala dari alat peneranya.

3. Kesalahan skala : hal ini terjadi bila “range” yang ditunjukan kertas pias

tidak sama dengan “range” yang tercatat dari alat tanpa perekam.

Kesalahan dapat disebabkan karena sensor alat mekanik pencatat kurang

peka atau oleh ketidaktepatan garis skala pada kertas pias. Perbaikan alat

harus dilakukan oleh seorang ahli peralatan.

4. Kesalahan pengamat : kesalahan manusiawi seorang pengamat seringkali

merupakan sumber utama dari kesalahan data. Hal tersebut dapat

dikurangi dengan melakukan “checking” secara periodik pada jam

pengamatan atau cross checking pada saat analisa. Sumber utama

kesalahan pengamat umumnya tergantung pada tingkat pendidikannya

(pengetahuan) dan rasa tanggung jawab kepada pekerjaan.

5. Kesalahan alat : kesalahan ini bias terjadi apabila alat-alat yang digunakan

kurang dipelihara dengan baik dan jarang dilakukan pengkalibrasian

secara teratur. Agar diperoleh ketelitian yang tinggi dan seragam, maka

perlu dilakukan kalibrasi tiap-tiap alat terhadap alat lain yang memiliki

ketepatan baku. Sebuah stasiun klimatologi, dengan peralatan yang cukup

seperti telah dikemukakan diatas, membutuhkan paling sedikit dua orang

pengamat tetap dan satu orang pengamat cadangan. Giliran bertugas diatur

seadil mungkin, pemberian tugas rangkap di luar pengamatan pada hari

libur sangat penting,dan pemindahan data dari kertas pias harus dilakukan

dengan teliti oleh petugas yang terlatih dengan baik.

D. MACAM-MACAM ALAT UKUR

1. Cambell Stokes

Campbell stokes ini digunakan untuk mengukur intesitas dan lama

penyinaran matahari dan dilengkapi dengan kartu khusus yang berperan sebagai

pencatat data yang dipasang di bawah lensa pada alat, kemudian diletakkan di

tempat terbuka.

2. Termometer

Termometer adalah alat untuk mengukur suhu. Termometer analog bisa juga disebut

sebagai termometer manual, karena cara pembacaannya masih manual. Penggunaan air

raksa sebagai bahan utama thermometer karena koefisien muai air raksa terbilang konstan

sehingga perubahan volume akibat kenaikan atau penurunan suhu hampir selalu sama.

Namun ada juga beberapa termometer keluarga mengandung alkohol dengan tambahan

pewarna merah. Termometer ini lebih aman dan mudah untuk dibaca.

Jenis khusus termometer air raksa, disebut termometer maksimun, bekerja dengan

adanya katup pada leher tabung dekat bohlam. Saat suhu naik, air raksa didorong ke atas

melalui katup oleh gaya pemuaian. Saat suhu turun air raksa tertahan pada katup dan

tidak dapat kembali ke bohlam membuat air raksa tetap didalam tabung. Pembaca

kemudian dapat membaca temperatur maksimun selama waktu yang telah ditentukan.

Untuk mengembalikan fungsinya, termometer harus diayunkan dengan keras.

Termometer ini mirip desain termometer medis.

Hari ini termometer air raksa masih banyak digunakan dalam bidang

meteorologi, tetapi pengguanaan pada bidang-bidang lain semakin berkurang,

karena air raksa secara permanen sangat beracun pada sistem yang rapuh dan

beberapa negara maju telah mengutuk penggunaannya untuk tujuan medis.

Beberapa perusahaan menggunakan campuran gallium, indium, dan tin (galinstan)

sebagai pengganti air raksa.

Prinsip sama dengan termoter Hg biasa, hanya pipa kapiler lebih panjang

disesuaikan dengan dalamnya tanah yang akan dikur. Jarak antara reservoir

dengan skla terndah lebih panjang untuk mempermudah pembacaan.

Bahan yang sebenrnya tidak harus terbuat dari baja. Dapat juga bahan logam

lain yang mudah menghantarkan panas,kuat, dan tidak mudah berkarat. Daya

hantar panas yang baik dari tabung akan menyebabkan suhu udara di dalam

tabung cepat mencapai kesetaraan denagn suhu tanah di luar tabung, sehingga

pengukuran suhu tanah melalui suhu udara di dalam tabung pada kedalaman yang

sama dapat diterima validitasnya.

3. Anemometer

Anemometer adalah alat pengukur kecepatan angin yang banyak dipakai

dalam bidang Meteorologi dan Geofisika atau stasiun prakiraan cuaca. Nama alat

ini berasal dari kata Yunani anemos yang berarti angin. Perancang pertama dari

alat ini adalah Leon Battista Alberti pada tahun 1450. Selain mengukur kecepatan

angin, alat ini juga dapat mengukur besarnya tekanan angin itu. Satuan

meteorologi dari kecepatan angin adalah Knots (Skala Beaufort). Sedangkan

satuan meteorologi dari arah angin adalah 0o – 360o serta arah mata angin.

Anemometer harus ditempatkan di daerah terbuka, pada saat tertiup angin,

baling-baling yang terdapat pada anemometer akan bergerak sesuai arah angin dan

di dalamnya terdapat alat pencacah yang akan menghitung kecepatan angin dan

lalu hasilnya akan dicocokkan dengan Skala Beaufort.

4. Penakar Hujan Tipe Observatorium

Alat untuk mengukur curah hujan adalah penakar curah hujan (rain

gauge). Curah hujan diukur dalam satuan inchi atau milimeter. Jumlah curah

hujan 1 mm (milimeter) berarti air hujan yang menutupi permukaan tanah setinggi

1 mm. Jumlah curah hujan yang diukur tidak boleh menguap atau meresap ke

dalam tanah. Di stasiun pengamat, curah hujan dicatat setiap hari.

Alat pengukur curah hujan secara umum dinamakan penakar hujan.

Namun ada pula yang menyatakan penakar hujan itu adalah alat ukur curah hujan

konvensional atau tidak otomatik.

Penakar hujan ini hanya dapat digunakan untuk mengukur jumlah hujan

saja, mempunyai bentuk silinder. Lingkaran penangkap hujan terbuat dari bahan

anti bocor diletakan di bagian atas corong yang meneruskan air hujan yang

tertangkap ke penerima. Peneriima ini harus mempunyai leher yang sempit untuk

mengurangi kehilangan akibat penguapan, kemudian di bagian bawahnya

merupakan tempat penampungan atau reservoarnya. Lingkaran penangkap

luasnya antara 200 sampai 500 cm 2 yang dirancang agar percikan hujan tidak

keluar, yaitu dengan cara dindingnya cukup dalam dan corongnya semiring

mungkin (lebih dari 45 °) Alat ini dibuat dari bahan metal tahan karat, fiberglas

atau plastik. Dua jenis alat yang dirancang seperti diatas ini adalah penakar hujan

tipe Observatorium dan tipe Inggris. Penakar seperti ini dikenal juga dengan

istilah penakar tipe kolektor. Tipe obervatorium reservoarnya masip, air hujan

yang tertampung dikeluarkan melalui kran, sedangkan tipe Inggris reservoarnya

berupa botol gelas yang dapat dikeluarkan dan air hujan yang tertampung dapat

langsung dituangkan ke gelas ukur yang sesuai dengan luas penangkapannya.

5. Barometer

Alat yang di pakai untuk mengukur tekanan udara dinamakan barometer

Barometer umum digunakan dalam peramalan cuaca, dimana tekanan udara yang

tinggi menandakan cuaca yang "bersahabat", sedangkan tekanan udara rendah

menandakan kemungkinan badai.

Istilah 'barometer' diperkenalkan pada 1665-1666 oleh seorang ilmuwan

alam dari Irlandia bernama Robert Boyle. Kata tersebut diturunkan dari istilah

Yunani báros yang berarti 'berat, bobot' dan métron yang berarti 'ukuran', yang

berarti ukuran berat udara.

Barometer ada dua jenis yaitu barometer raksa dan barometer

aneroid.Tetapi kegunaan mereka tetap sama yaitu mengukur tekanan

udara.barometer termasuk peralatan metereologi non recording yang pada waktu

tertentu harus dibaca agar mendapat data yang diinginkan Barometer baik raksa

maupun aneroid dipengaruhi oleh ketinggian,mengingat tekanan udara akan

berkurang seiring pertambahan ketinggian,sehingga perlu selalu pensetting awal.

Barometer raksa ada dua jenis yaitu wheel barometer dan stick

barometer.Prinsip kerja wheel barometer adalah peningkatan tekanan udara akan

berpengaruh pada kolom merkuri menyebabkan ketinggian raksa di tuba sebelah

kiri meningkat disebelah kanan menurun.Terdapat pemberat kecil yng mengapung

di atas merkuri,yang mengikuti pergerakan turun naik merkuri ini menyebabkan

darongan yang terhubung pada pointer dimana akan mengidentifikasi kenaikan

tekanan.Jika terjadi penurunan tekanan maka akan terjadi proses

sebaliknya,barometer jenis ini sebaiknya diguncang dulu sebelum digunakan.

Stik barometer mempunyai prinsip kerja sebagai berikut : Barometer jenis

ini dirancang untuk dapat membaca tekanan pada sea level dan juga dapat

langsung dibaca oleh pengguna pada skala yang biasanya tercatat pada stick

barometer tersebut,sehinngga memerlukan pengaturan yang lebih rumit

disbanding wheel barometer untuk menyesuaikan dengan ketinggian.Prinsip

kerjanya hampir sama dengan wheel barometer karena sama-sama menggunakan

air raksa.

Intinya barometer didasarkan pada pemahaman bahwa tekanan udara akan

berkurang dengan menambah ketinggian. Sebuah diagram menunjukkan

barometer air raksa sederhana, tekanan udara atmosfir akan menekan permukaan

cairan di bawah sehingga tinggi cairan dalam tabung naik.

III. METODOLOGI

Alat dan Bahan

1. Gambar alat ukur iklim atau cuaca

2. Penggaris

3. Alat-alat tulis

DAFTAR PUSTAKA

Aina. 2010. Alat Pengukur Cuaca dan Iklim. (http://aina.blogspot.com). Diakses tanggal 08 Mei 2010.

Anonim. 2010. Jenis, Fungsi dan Kalibrasi Beberapa Alat Ukur. Semarang: Teknik Mesin UNS.

Handoko. 1994. Klimatologi Dasar, landasan pemahaman fisika atmosfer danunsur-unsur iklim. Jakarta: Dunia Pustaka Jaya.

Karim, K. 1985.Kuliah Dasar-Dasar Klimatologi. Banda Aceh: Universitas Syiah Kuala

Muhammad, Urip. 1970. Dasar-dasar Meteorologi Pertanian. Jakarta: Soeroengan.

Nerburgen, dkk . 1982 . Memahami Lingkungan Atmosfer Kita. Bandung: Institut Pertanian Bogor.