agroklimatologi dasar bab i-iv

7/21/2019 Agroklimatologi Dasar Bab I-IV

1/22

I. PENDAHULUAN

Hubungan manusia dengan cuaca, yakni hubungannya dengan keadaan atmosfer yang

terjadi kemarin, hari ini, dan yang mungkin akan terjadi esok maupun di waktu dekat yang akan

datang, ditandai oleh dua kenyataan yang kerap kali menjengkelkan tetapi tidak dapat

dihindari.

Salah satu diantara kenyataan itu adalah bahwa sejak manusia mulai bernafas untuk

pertama kali sampai yang terakhir kali, atmosfer senantiasa berada di sekitarnya. Orang

boleh menyukai atau membencinya, mencacinya atau bersikap pasrah kepadanya, tetapi satu

hal yang tidak dapat dilakukannya ialah mengabaikan atmosfer. Setiap pagi atmosfer berada

di luar jendela, dengan diwarnai hujan atau salju, langit cerah atau berawan, hari panas atau

dingin. Apabila harinya cerah ceria dengan udara segar, langit biru dan jernih, maka orang

merasa bersemangat, berdiri dengan lebih tegak dan melangkah dengan lebih yakin

menghadapi harinya. Anak-anak di pagi hari berangkat ke sekolah dengan wajah ceria,

demikian pula pegawai dan buruh berangkat dengan rasa semangat. Sebaliknya, bila hari sudah

hujan, anak-anak berangkat ke sekolah dengan rasa cemas, apalagi bila hujan deras. Pada pagi

hari musim panas yang gerah, orang merasa gusar, tertekan, atau capai sebelum mulai bekerja.

Sebelum orang memulai sarapan, cuaca sudah mewarnai dan menentukan kesiagaan fisik,

keadaan emosi, serta sikapnya terhadap hidup. Setiap hari orang memperhitungkan cuaca.

Setiap hari ia hidup dengan belas kasihan cuaca dan ditentukan oleh cuaca.

emutlakan yang kedua adalah perubahan. eadaan cuaca apapun yang terjadi di sini

dan sekarang pastilah tidak akan tetap berlangsung demikian. !agi pula bila berubah, cuaca

tidak memperhitungkan kebutuhan ataupun keinginan manusia. Seperti halnya seekor gajah

sembrono menghancurkan sebuah sarang semut, demikian pula sebuah topan yang timbul dan

ditakdirkan untuk melumpuhkan "ropa #tara, Amerika Pantai $arat, Asia %imur, dalam

perjalanannya dapat memporak-porandakan kehidupan jutaan orang "ropa, Amerika, dan Asia,

mengganggu tamasya, perjalanan serta liburan mereka, kedatangan dan keberangkatan

mereka, pemungutan hasil panen dan kepulangan mereka ke kampung halaman. %etapi tanpa

pandang bulu dan berbagai ulah yang juga membingungkan, cuaca pun datang membawa rahmat,

membawa kehangatan dalam kedinginan, membawa angin laut penyegar pada hari-hari panas

dan lembab di musim panas, membawa hujan bagi padang gersang dan bagi tanaman panen ya

kehausan, salju untuk bermain ski, hembusan angin untuk berlayar, dan langit biru unt

terbang.

&ampak cuaca masih lebih jauh dari ini.

esehatan manusia, hewan, dan tumbuhan sangat bergantung pada cuaca. Penyakit pa

dan tuberkolosis, menyerang kulit manusia dan paru-paru di daerah beriklim lembab. Penyak

influensa juga banyak menyerang manusia di musim hujan. Penyakit cacar daun menyeratanaman teh kalau kelembaban relatif udara sekitar tanaman tinggi.

Pada hakekatnya cuaca dan iklim merupakan salah satu komponen ekosistem ala

sehingga kehidupan manusia sangat dipengaruhi oleh keadaan cuaca dan iklim, mulai dari jen

pakaian, makanan, bentuk rumah, pekerjaan sampai rekreasi tidak terlepas dari pengaru

atmosfer dengan proses-prosesnya.

'klim juga memegang peranan yang sangat penting dalam bidang pertanian, ya

merupakan salah satu kegiatan di dalam upaya manusia untuk memenuhi kebutuhan ya

berupa pangan, sandang, peralatan, dan lain-lain. (ariasi-)ariasi cuaca dan iklim mengendalik

seluruh fase pertumbuhan dan produksi tanaman. *asa pembungaan dan kematangan bu

bergantung pada musim dan iklim. &i musim hujan kita menjumpai buah durian, duku, langserambutan, dan buah srikaya banyak dijual di pasar, tapi tak menjumpai buah mangga. $ua

yang terakhir ini banyak kita jumpai di musim kemarau. &emikian juga buah jeruk panennya

musim kemarau. +adi tumbuhan sangat bergantung pada cuaca dan iklim.

Pentingnya pengetahuan tentang cuaca dan iklim bagi bidang pertanian pada akhir-akh

ini semakin dirasakan di 'ndonesia sehubungan dengan usaha peningkatan kebutuhan pang

nasional akibat laju pertumbuhan penduduk yang sangat pesat. alaupun usaha peningkat

produksi pangan bisa dilakukan dengan mempergunakan cara-cara yang intensif misaln

dengan mempergunakan )arietas baru, pemupukan, dan sebagainya ataupun eksten

pembukaan areal baru tetapi tidak jarang bahwa )arietas baru tersebut lebih peka terhad

fluktuasi cuaca. Oleh sebab itu dalam usaha meningkatkan produksi pangan, baik secaintensif maupun ekstensif perlu diperhatikan keadaan lingkungan, termasuk cuaca dan ikli

%erjadinya kekeringan dan banjir merupakan pengaruh langsung dari cuaca dan iklim, seda


2/22

pengaruh tidak langsung ditunjukkan melalui ekologi hama dan penyakit di lapangan maupun di

tempat-tempat penyimpanan bahan pangan.

&alam kuliah ini akan dikemukakan mengenai aspek-aspek cuaca dan iklim serta

peranannya dalam bidang pertanian khususnya di 'ndonesia, dengan harapan bahwa faktor

lingkungan dalam bidang pertanian lebih diperhatikan sehingga bisa dicapai produksi yang

semaksimal mungkin baik dari segi kuantitas dan kualitas.


3/22

II. METEOROLOGI DAN KLIMATOLOGI

2.1 Batasan Dan Ruang Lingkup

*eteorogi berasal dari bahasa /unani meteoryang artinya benda kecil di langit seperti

hidro meteor, optik meteor, dan lain-lainnya mencakup angin, awan, halilintar, pelangi, dan

sebagainya. !ogi berasal dari logosyang artinya ilmu &A!&+O"0', 1234.

limatologi berasal dari kata /unani kuno, klima dan logos. lima artinya kemiringan

slope bumi yang menunjukkan pengertian lintang tempat dan logos artinya ilmu $A/O05%+AS+O0O, 1236.

*eteorologi dalam bahasa kita disebut ilmu cuaca dan klimatologi disebut ilmu iklim.

*eteorologi adalah ilmu yang mempelajari atmosfer, khususnya bagian bawah, dimana gejala

cuaca dan iklim terjadi S#S'!O P7A'7O, 1224.

8uaca adalah keadaan atmosfer pada suatu saat, sedang purata dari cuaca dalam

periode panjang disebut iklim. 'lmu yang mempelajari macam-macam iklim di muka bumi dan

faktor-faktor yang menentukannya disebut klimatologi $A/O05 %+AS+O0O H, 1236.

8uaca adalah keadaan fisis atmosfer pada suatu tempat pada suatu saat. eadaan

atmosfer ini dinyatakan atau diungkapkan dengan hasil pengukuran atau pengamatan berbagai

unsur cuaca seperti suhu, curah hujan, tekanan udara, kelembaban, laju serta arah angin,keawanan, penyinaran matahari, dan lainnya.

'klim adalah keadaan yang mencirikan atmosfer pada suatu daerah dalam jangka waktu

yang cukup lama yaitu kira-kira 9: tahun. +angka waktu tersebut dipilih cukup lama untuk

melicinkan atau meratakan fluktuasi skala kecil. eadaan karakteristik atau mencirikan

tersebut diatas diungkapkan dengan hasil pengukuran atau pengamatan berbagai unsur cuaca

yang dilakukan selama periode waktu tersebut. Supaya praktis iklim tidak dinyatakan dengan

semua unsur iklim, tetapi biasanya hanya menggunakan dua atau tiga unsur yang dapat

mewakilinya, misalnya suhu dan curah hujan S#S'!O P7A'7OA7&O+O, 1224.

7#*0"/ 1243 menyatakan bahwa klimatologi adalah ilmu atmosfer, akan tetapi

"0&7" 12;6 menekankan klimatologi pada deskripsi iklim regional.

"


4/22

Tae# 2.1 8uaca di suatu tempat pada pukul :6.:: tanggal 1 September 1232

!intang @:491B !S, $ujur@1:4>;B $%, etinggian @ =2: m dpl

#nsur 8uaca 0ilai

Penerimaan radiasi surya

Suhu udara

elembaban udara

%ekanan udara

Percepatan angin

Arah angin

Penutupan angin oleh awan

1>: m-=

==.> 8

3;C

22;.1 mb

= ms-1

>;%imur laut

:.>

Sumber @ HA0&OO, 122;

0ilai unsur-unsur cuaca saat demi saat selama => jam di suatu tempat akan

menunjukkan pola siklus yang disebut perubahan cuaca diurnal pukul ::.:: hingga =>.::.

0ilai tiap unsur cuaca tersebut dapat dirata-ratakan dan menghasilkan cuaca pada tanggal

tersebut.

Pernyataan secara kuantitatif dari cuaca umumnya digunakan untuk tujuan ilmiah.

Sedangkan penjelasan secara kualitatif, misalnya pada saat ini @ radiasi surya terik, suhu

udara tinggi, kelembaban rendah, tekanan udara rendah, tiupan angin lemah, dan langit cerah

merupakan istilah-istilah yang umum digunakan oleh masyarakat awam.

8uaca dicatat terus menerus pada jam-jam tertentu secara rutin, menghasilkan suatu

seri data cuaca yang selanjutnya dapat digunakan untuk menentukan iklim.

Ik#im &%#imate)

&i tiap tempat cuaca hari demi hari selalu berubah. Setelah satu tahun perubahan

tersebut biasanya membentuk pola siklus tertentu. Setelah beberapa tahun misalnya 9:

tahun atau lebih dari rata-rata tiap nilai unsur-unsur cuaca akan mencerminkan sifat

atmosfer yang dikenal sebagai iklim. 7ata-rata data cuaca selanjutnya disebut data iklim.

'klim adalah sintesis atau kesimpulan dari perubahan nilai-nilai unsur-unsur cuaca hari

demi hari bulan demi bulan dalam jangka panjang di suatu tempat atau pada suatu wilayah.

Sintesis tersebut dapat diartikan pula sebagai nilai statistik yang meliputi rata-rata,

maksimum, minimum, frekuensi kejadian, atau peluang kejadian dan sebagainya. *aka iklim

sering dikatakan sebagai nilai statistik cuaca jangka panjang di suatu tempat atau wilaya

8ontoh data iklim di suatu tempat tercantum pada %abel =.=.

*engingat iklim adalah sifat cuaca dalam jangka panjang dan pada daerah yang lua

maka data cuaca yang digunakan untuk menyusunnya hendaklah dapat mewakili keada

atmosfer seluas mungkin di tempat atau wilayah yang bersangkutan. &emikian pula datany

haruslah terhindar dari gangguan lokal yang bersifat sementara. Pada prinsipnya data ikli

harus terbentuk dari data cuaca yang dapat mewakili secara benar representati)e keadaatmosfer suatu tempat yang luas dan dalam jangka waktu sepanjang mungkin.

Tae# 2.2 &ata ilim di suatu tempat :4 9;D !S, 1:4>;B $%, =2: m dpl selama 9

tahun 1291 E 124:

#nsur 'klim7ad. Surya Suhu #dara Hujan Angin

*+ m-= PenguapanF

$ulan hr-1 *aks 7ata= *in 7H mm hari km.jam-1 "%p

8 8 8 C mm

+an 3.= =3.3 =>.; =1.3 3; >12 =;.9 1.1 ;4Peb 2.> =3.3 =>.; =1.3 34 92: =>.: 1.1 ;2

*ar 1:.1 =2.9 =>.6 =1.3 3; 92= =;.6 1.9 63Apr 2.= 9:.= =;.= ==.: 39 >:1 ==.3 1.> 24*ei 1=.; 9:.9 =;.9 ==.1 3= 96; 13.6 1.: 1:=+un 14.4 9:.: =;.1 =1.4 3: =;4 1>.6 1.= 1=;+ul =:.4 9:.= =;.1 =1.1 66 ==4 1=.3 1.> 1=2Agust =:.> 9:.6 =;.= =1.= 64 =4> 19.4 1.> 19;Sept 13.2 91.1 =;.> =1.4 64 =69 1;.3 1.> 19;Okt 16.1 9:.3 =;.9 =1.2 62 >4: =1.4 1.4 1=40op 14.: 9:.9 =;.1 ==.: 31 >14 ==.2 1.> 21&es 3.3 =2.> =>.3 ==.: 3= 99= =>.9 1.9 6=

+umlah 146.3 -- -- -- -- >=:> =>=.= -- 1:=>

7ata-= 1>.: 9:.: =;.: =1.6 31 -- -- 9.1 --


&ata cuacaFiklim terdiri dari data diskontinu discontinue dan data kontinu continu

&ata unsur cuaca yang sifatnya diskontinu antara lain radiasi dan lama penyinaran sury


5/22

presipitasi curah hujan, embun, dan salju dan penguapan. Penyajian dan analisisinya dalam

bentuk nilai akumulasi sedangkan penyajian grafiknya dlam bentuk kur)a histogram. &ata

cuaca yang bersifat kontinu antara lain @ suhu, kelembaban, dan tekanan udara serta

kecepatan angin. Analisis dan penyajiannya dalam bentuk angka rata-rata atau angka sesaat

instantenous sedangkan grafiknya dalam bentuk garisFkur)a.

2.* Pemagian I#mu Ik#im

limatologi dapat dibagi menjadi berbagai cabang keilmuan iklu berdasarkan @

1. metode pendekatan keilmuan

=.ruang lingkupnya di atmosfer

9.pemanfaatannya

*engingat bahwa adalah suatu sumber daya yang penggunaannya sangat luas dan pada

berbagai bidang kegiatan, maka metode pendekatannya, ruang lingkup serta pemanfaatannya

sangat beragam. 7incian tentang cabang-cabang klimatologi tercantum pada 5ambar =.1

$erdasarkan pendekatan keilmuan, terdapat empat cabang klimatologi sebagai berikut @

K#imat!g"a+i

limatologi yang pembahasannya secara deskriptif apa adanya berdasarkan data, peta, dangambarFfoto. Pembahasannya tidak disertai analisis fisika ataupun matematika yang

mendalam. #mumnya dikembangkan oleh para pakar ilmu bumi geografi

K#imat!#!gi ,isik

limatologi yang membahas perilaku dan gejala-gejala cuaca yang terjadi di atmosfer dengan

menggunakan dasar-dasar ilmu fisika dan matematika. %injauannya ditekankan pada neraca

energi dan neraca air antara bumi dan atmosfer.

K#imat!#!gi Dinamik

limatologi yang membahas pergerakan atmosfer dalam berbagai skala, terutama tentang

peredaran atmosfer umum di berbagai wilayah di seluruh dunia.

K#imat!#!gi Te"apanlimatologi yang membahas penerapan ilmu iklim untuk memecahkan berbagai masalah praktis

yang dihadapi masyarakat.

Gama" 2.1 Pembagian, pendekatan analisis dan ruang lingkup limatologi

$eberapa contoh klimatologi terapan @

1. K#imat!#!gi Pe"tanian atau Ag"!k#imat!#!gi &Ag"i%u#tu"a# $#imat!#!g-)

!'*A%O!O5'

!'*A%O57A


6/22

limatologi yang menekankan pembahasan tentang permasalahan iklim di bidang pertanian.

*embahas pengaruh pengaruh positif maupun negatif perilaku iklim terhadap usaha

pertanian.

2. K#imat!#!gi Pe"k!taan &U"an $#imat!#!g-)

limatologi yang membahas berbagai iklim dalam perencanaan maupun penataan kota.

%ujuan utamanya adalah memperoleh tingkat kenyamanan udara sebaik-baiknya. 8abang

ilmu ini juga membahas konsentrasi pemukiman penduduk terhadap perubahan unsur-unsuriklim.

*. K#imat!#!gi Ke#autan &Ma"ine $#imat!#!g-)

limatologi yang menekankan penjelasan tentang pengaruh timbal balik antara iklim dan

lautan.

. K#imat!#!gi Bangunan &Bui#/ing $#imat!#!g-)

limatologu yang mempelajari jubungan timbal balik antara bentuk dan ukuran bangunan,

dengan cuacaFiklim di dalam maupun diluar bangunan.

0. Bi!k#imat!#!gi &Bi!%#imat!#!g-)

limatologi yang membahas pengaruh iklim terhadap makhluk hidup.

$erdasarkan ruang lingkup atmosfer yang dibahas, terdapat tiga macam klimatologidengan rincian sebagai berikut @

Mik"!k#imat!#!gi, yakni ilmu iklim yang membahas atmosfer sebatas ruang antara perakaran

hingga sekitar puncak tanjuk tanaman, atau sifat atmosfer di sekitar permukaan tanah.

#nsur-unsur iklim tersebut mudah terpengaruh oleh prubahan pemanasan dan pendinginan

permukaan tanah dan benda atau tumbuhan setempat.

Para ahli mikro meteorologi membatasi penelitian-penelitiannya sampai pada dua atau ratusan

meter diatas permukaan tanah. alaupun lapisan ini hanya merupakan sebagian kecil dari

atmosfer, tetapi para ahli tersebut mempunyai dua alasan penting, yaitu @

1 %umbuh-tumbuhan, hewan, dan manusia hidup di dalam batas laposan ini. Pengetahuan

mengenai mikrometeorologi sangat berguna dalam bidang pertanian, hidrologi, kebutuhandan kesehatan umum.

= Perubahan-perubahan yang sering terjadiFberlangsung pada atmosfer di lapisan terend

ini. *isalnya pada hari-hari tak berawan, radiasi melalui atmosfer mengalami sedik

pengurangan kekuatannya, radiasi ini hanya diubah kedalam panas ketika menyent

permukaan bumi.

Mes!k#imat!#!gi, yaitu klimatologi yang membahas perilaku atmosfer dalam daerah ya

relatif sempit, tetapi pola iklimnya sudah berbeda dari iklim wilayah sekitarnya. Sebag

contoh adalah iklim perkotaan dan iklim pada daerah badai. Skala iklim meso berkisar antaraE 1:: km.

Mak"!k#imat!#!gi, adalah klimatologi yang menekankan pembahasannya pada penelaahan ikl

daerah luas dan skala besar. ilayah lingkupnya mulai batas ruang lingkup mikro hingga punc

atmosfer, serta meliputi seluruh dunia. jam d

perubahan tiap bulan dalam setahun. Perubahan tersebut antara lain meliputi pemanasan d

pendinginan udara, peningkatan dan penurunan tekanan udara, gerakan )ertikal dan horisont

udara angin penguapan dan kondensasi uap air pengembunan, pembentukan awan d

presipitasi hujan, salju, menjadi kering atau menjadi lembab serta proses perubahan cua

lainnya.1. Pancaran radiasi surya=. !etak lintang latitude9. etinggian tempat

altitude

>. Posisi tempat terhadaplautan

;. Pusat tekanan tinggi danrendah semi permanen

4. Aliran massa udara6. Halangan oleh pegunungan3. Arus laut2. #nsur cuacaFiklim @ radiasi

surya, suhu, tekanan udara,angin

1. Penerimaan radiasidan lama penyinaransurya

=. Suhu udara9. elembaban udara>. %ekanan udara;. ecepatan G arah

angin4. ")aporasi6. Presipitasi@ hujan,

salju, embun3. Suhu tanah

&istribusitipe cuacadan tipeiklim


7/22

a b

Gama" 2.2 *ekanisme pembentukan cuaca dan iklim. %anda panah a mengendalikan dan b

menghasilkan

eadaan sesaat dari cuaca serta perubahannya dapat dirasakan kualitatif dan diukur

kuantitatif berdasarkan peubah fisika atmosfer, yang kita namai unsur cuaca weather

element. 0ilai rata-rata jangka panjangnya kita namai unsur iklim climatic elements.

Akti)itas dan gerakan atmosfer lebih jauh dipengaruhi atau dikendalikan oleh faktor

lingkungan seperti fisiografi bumi, posisi tempat dan percampuran udara dengan atmosfer lain

pada lintasannya.


8/22

ajian meteorologi dan klimatologi yang benar akan mengubah pandangan kita terhadap

cuaca dan iklim dari faktor penghambat menjadi faktor penunjang yang sangat bermanfaat

dalam hal perencanaan, pelaksanaan dan pendugaan hasil pada berbagai bidang kegiatan.

Penerapan ilmu cuaca dan iklim tersebut diantaranya pada bidang pertanian, kehutanan,

peternakan, perikanan, kelautan, teknik sipil, kesehatan, perhubungan serta pertahanan

negara.

%iga manfaat pokok dari informasi data cuaca dan iklim yakni @1 *eningkatkan kewaspadaan terhadap akibat-akibat negatif yang dapat ditimbulkan oleh

keadaan cuacaFiklim yang ekstrem misalnya kekeringan, banjir serta angin kencang.

= *enyesuaikan diri atau berusaha untuk menyelenggarakan kegiatan usaha yang serasi

dengan sifat cuaca dan iklim sehigga terhidar dari hambatan atau kerugian yang

diakibatkannya.

9 *enyelenggarakan kegiatan dan usaha di bidang teknik, sosial dan ekonomi dengan

menerapkan teknologi pemanfaatan sumber daya cuaca dan iklim.

2.3 K#imat!#!gi4Mete!"!#!gi Pe"tanian

*enurut *O dalam 5uide %o Agricultural *eteorogical Practices, *eteorologi

Pertanian adalah segala sesuatu mengenai interaksi antara meteorologi dan faktor-faktor

hidrologi pada satu pihak dan pertanian di pihak lain dalam arti yang luas, termasuk

hortikultura, peternakan dan kehutanan, dengan tujuan menentukan pengaruh-pengaruh cuaca

dan iklim kemudian mempergunakan pengetahuan tentang pengaruh-pengaruh tersebut untuk

keperluan usaha pertanian.

$idang perhatian klimatologiFmeteorologi pertanian terbentang diantara lapisan tanah

sedalam akar tumbuh-tumbuhan dan hewan sampai pada lapisan tertinggi yang penting bagi

biologi udara, yaitu lapisan berhubungan dengan penyebaran biji, spora, tepung sari, dan

serangga.

Selain iklim alami, meteorologi pertanian juga memperhatikan mengenai perubahan-

perubahan lingkungan buatan seperti penghalang-penghalang angin dan daerah-daerah

pelindung, irigasi, rumah-rumah kaca, dan sebagainya, perbedaan-perbedaan iklim di tempat

penyimpanan, baik di dalam ruangan maupun di lapangan terbuka, keadaan lingkungan hew

dan bangunan-bangunan pertanian serta pengaruh iklim selama pengangkutan hasil pangan.

Hubungan antara cuaca dan pertanian dapat diperhatikan dari enam segi, yaitu @

1 %anah @ Pelapukan merupakan faktor penting dalam pembentukan tanah. 'klim dan cua

mempengaruhi sifat-sifat kimia, fisika dan mekanis tanah serta organisme yang a

didalamnya, dan kapasitasnya untuk menerima dan mengeluarkan panas dan air.

= %anaman @ Setiap fase pertumbuhan tanaman dipengaruhi oleh keadaan-keadalingkungan. 8uaca mempengaruhi tanaman sejak sebelum tanam sampai sesudah pane

ualitas biji yang ditanam tergantung dari keadaan-keadaan meteorologi selam

pembentukan biji bahkan pada saat-saat sebelumnya. egiatan-kegiatan setelah pan

seperti pengeringan biji atau pengolahan hasil, dipengaruhi oleh cuaca musiman seper

juga kualitas buah-buahan yang disimpan, sayuran dan produksi lainnya. Penyakit dan hama tanaman dan hewan @ 8uaca mempengaruhi kepekaan tanaman d

hewan terhadap hama dan penyakit, daun yang luka akibat angin ribut lebih mud

dimasuki spora Phytophthora sp. %inggi rendahnya populasi hama atau penya

tergantung dari keadaan lingkungan misalnya suhu atau kelembaban optimum. Saat-sa

yang tepat untuk pemberantasan dengan pestisida atau obat-obat lai n sangat ditentuk

oleh cuaca seperti angin, hujan, dan sebagainya.

; $angunan-bangunan pertanian @ eadaan iklim harus diperhatikan dalam merencanak

bangunan-bangunan pertanian dan terutama dalam merencanakan kandang ternak d

ruangan penyimpanan produksi pertanian. 8uaca juga mempengaruhi pemiliha

pemeliharaan, dan penggunaan mesin pertanian yang tepat.


9/22

4 *odifikasi iklim dan cuaca @ *anusia masih belum dapat mengendalikan iklim dan cuaca

secara keseluruhan, tetapi ada beberapa usaha yang dilakukan misalnya dengan irigasi,

penahan angin, rumah kaca, dan sebagainya yang mengubah iklim dan cuaca pada skala

mikro.

2.5 Kegunaan K#imat!#!gi Di Bi/ang Pe"tanian

Pertumbuhan dan perkembangan tanaman tergantung dari keadaan lingkungan tanah dan

iklim. $iasanya petani lebih paham tentang pengolahan lahan dari pada iklim. alaupun manusia

umumnya tidak dapat merubah cuaca, manusia dapat mengatur budidaya tanaman untuk

menyesuaikan dengan iklim.

$eberapa manfaat limatologi dalam bidang pertanian @

1 Pemilihan tempat untuk suatu tanaman tertentu atau tanaman untuk suatu tempat

tertentu

Sebenarnya sudah banyak daerah pertanian yang terpilih jauh sebelum ilmu pertanian

modern berkembang. alaupun demikin didalam perencanaan pemubkaan daerah pertanian

baru, misalnya untuk tujuan transmigrasi atau penanaman suatu jenis tanaman tertentu,

maka penting sekali untuk dipelajari terlebih dahulu mengenai iklim daerah tersebut

sesuai dengan tujuan perencanaan.

= Pengukuran-pengukuran iklim diperlukan untuk percobaan Agronomi

Percobaan-percobaan agronomi harus dilengkapi dengan dokumentasi iklim yang lengkap.

7espons tanaman terhadap pupuk misalnya ditentukan antara lain oleh jumlah radiasi dan

neraca air. &engan demikian tanpa data iklim, hasil penelitian di rumah kaca atau disuatu

daerah akan sulit sekali diterapkan di daerah lain. Sebagai contoh, jarak tanaman yang

optimum untuk suatu tanaman tertentu akan sulit sekali ditentukan apabila kelembaban

tanah tidak diketahui.

9 Penelitian limatologi mengenai budidaya tanaman

*asalah-masalah seperti irigasi, jarak tanam, waktu pemupukan, seleksi )arieatas, dan

pemindahan hanya akan dapat diatasi dengan baik apabila segi iklim lingkungan

diperhatikan. Suatu bidang penelitian lain yang dapat diadakan adalah modifikasi iklim

mikro dengan membuat daerah perlindungan, peteduh, penutup tanah dengan rumpu

rumputan kering mulching, pemanasan, menahan penguapan, dan sebagainya. Hubung

antara meteorologi dan pertanian sebagai ilmu atau teknik dasar di dalam kehidup

sehari-hari adalah erat sekali. 'klim berpengaruh nyata pada setiap fase kegiat

pertanian, dari seleksi lapangan sampai pada percobaan-percobaan agronomi, d

perencanaan jangka panjang sampai pada pekerjaan sehari-hari. Sebagai suatu bida

yang berhubungan, meteorologi pertanian sebenarnya amat luas dan kompleks. Pa

peneliti di lapangan harus mempunyai pengertian yang dalam terhadap semua masalah ya

berhubungan dengan bidang pertanian dan meteorologi.

Tuuan K#imat!#!gi Pe"tanian

Pengetahuan tentang klimatologi pertanian bertujuan agar ahli pertanian lebih sad

akan cuaca dan iklim dan melatih mengukur pengaruh-pengaruh meteorologi dan iklim terhad

penelitian yang diadakan. Selain itu agar para ahli menggunakan keahlian meteorologi yang ad

hubungannya dengan pertanian untuk membantu petani menggunakan lingkungan fisikn

dengan lebih efisien dalam menuju tujuan utama memperbaiki produksi pertanian baik kualit

maupun kuantitasnya.

a. KOMPO6I6I DAN 6TRUKTUR ATMO6,ER

.1 K!mp!sisi

Atmosfer adalah lapisan gas atau campuran gas yang menyelimuti dan terikat pada bu

oleh gaya gra)itasi bumi. 8ampuran gas ini dinamakan udara. #dara tersebut merupakan ben


10/22

taak berwarna dan tak dapat diraba, kecuali jika bergerak sebagai angin. 'a mudah bergerak,

dapat ditekan, dapat berkembang dan dapat menghasilkan gelombang-gelombang bertekanan.

#dara merupakan benda yang transparan untuk beberapa macam radiasi. *eskipun udara tidak

seberat tanah atau air, akan tetapi ia mempunyai berat dan dapat memberikan tekanan. *assa

jenisnya turun secara cepat dengan makin tingginya tempat. $erat seluruh atmosfer telah

dihitung sekitar ;4 ? 1:>ton. Separuh dari beratnya berada di bawah 4.::: m atau 13.:::

kaki dan lebih dari 22C berada di ketinggian sampai 9: km.

#dara memberikan tahanan gesekan, friksi jika suatu benda melewatinya, sehingga

gesekan yang terjadi jika meteor masuk ke bagian luar atmosfer akan menyebabkan

terjadinya panas yang cukup besar sehingga akan menghancurkan benda tersebut sebelum

sampai ke permukaan bumi.

#dara sangat penting untuk kehidupan dan sebagai media untuk proses cuaca, udara

juga bekerja sebagai selimut yang melindungi bumi terhadap pemanasan yang berlebihan pada

siang hari dan pendinginan yang berlebihan pada malam hari. Pada siang hari udara melindungi

bumi dari radiasi surya penuh dan pada malam hari menghalangi hilangnya radiasi bumi.

Seandainya tak ada atmofer, suhu bumi pada siang hari kira-kira 29.9 8 dan pada malam hari

akan mencapai E13>.2 8.

%ebal lapisan ini kira-kira 1:: km. &i antara campuran gas tadi terdapat pula uap airI

campuran gas tanpa uap air dinamakan udara kering. %abel di bawah ini memuat komposisi

rata-rata udara kering.

Tae# *.1omposisi rata-rata udara kering

5AS !A*$A05 (O!#*" C

0itrogen

Oksigen

Argon

arbondioksida

0eon

Helium

Oon

Hidrogen

rypton

0=

O=

Ar

8O=

0e

He

O9

H=

r

63.:3

=:.2;

:.::29

:.:9>:

:.::13

:.:::;=

:.::::4

:.::::;

:.:::11

*etan

?enon

8H>

e

:.:::1;

kecil sekali


&ari tabel ini dapat dilihat bahwa dua gas, yaitu nitrogen dan oksigen persenta

)olumenya mencapai 22.:9C, sedangkan persentase sisanya meliputi berbagai gas lain ya

masing-masing persentasenya sangat kecil. *eskipun kecil sekali, beberapa di antara g

tersebut berperan penting dalam kehidupan di bumi, misalnya oon dan karbondioksida.

Nit"!gen

0itrogen yang masuk ke dalam atmosfer berasal dari peluruhan sisa-sisa ha

pertanian dan letusan gunung api, sedangkan pengeluaran nitrogen dari atmofer teruta

disebabkan oleh proses biologis dalam tumbuh-tumbuhan dan kehidupan di laut. &isamping it

nitrogen akan dibentuk menjadi nitrogen oksida oleh petir dan oleh pembakaran suhu tinggi

dalam mesin kendaraan bermotor dan pesawat terbang. onsentrasi atau banyaknya nitrog

di dalam atmosfer pada kenyataannya konstan. 'ni menunjukkan bahwa masukan dan keluara

nitrogen adalah seimbang.

Oksigen

$anyaknya oksigen di dalam atmosfer juga konstan. Oksigen dihasilkan teruta

melalui proses fotosintesis pada tumbuhan. Pada proses ini dedaunan menyer

karbondioksida dan mengeluarkan oksigen. Oksigen diambil dari atmosfer oleh pros

pernapasan makhluk hidup. Pada proses ini oksigen diisap dan karbondioksida dikeluark

Oksigen diambul pula dari atmosfer oleh proses peluruhan bahan organik. Oksigen di dala

atmosfer dapat bereaksi dengan bahan lain prosesnya disebut oksidasi, besi berkar

merupakan contoh hasil oksidasi tersebut.

O7!n

Oon adalah gas yang molekulnya dari tiga atom oksigen. *eskipun di dalam atmosf

hanya sedikit sekali, keberadaannya sangat penting bagi kehidupan di bumi. Oon terdapat

seluruh atmosfer bagian bawah, dan kebanyakan gas ini terdapat di dalam stratosfer. Ata

lebih tepat, oon terkonsenstrasi antara ketinggian 1; dan 9; km.


11/22

Oon berasal dari terbelahnya molekul oksigen di bawah pengaruh radiasi ultra)iolet

menjadi atom oksigen. Atom oksigen hasil belahan ini masing-masing kemudian bertumbukan

dan bergabung dengan molekul oksigen lain membentuk oon.

O=J radiasi ultra)iolet OJ O

OJO=J *O9J *

*adalah faktor kesetimbangan dan momentum dapat berupa molekul ketiga, biasanya

0=atau O=.

*eskipun pembelahan molekul oksigen biasanya terjadi dalam lapisan antara 3: dan 1::

km, pembentukan oon berlangsung dalam lapisan di bawahnya, yaitu antara 9: dan 4: km. 'ni

disebabkan oleh kerapatan atmosfer yang sangat rendah antara 3: dan 1:: km tidak

mendukung terjadinya tumbukan antara O dan O=, sedangkan tumbukan ini merupakan proses

yang diperlukan bagi pembentukan oon.

Oon sendiri tidaklah stabil karena dapat terpecah di bawah pengaruh radiasi atau

pada tumbukan dengan atom oksigen O.

O9J radiasi O=J O

O9J OO=J O

Pola distribusi oon di dalam atmosfer ditentukan oleh mekanisme sirkulasi yang

mengangkut oon ke ketinggian yang peluang untuk terpecahnya lebih kecil. etinggian atau

daerah semacam itu terdapat di dalam stratosfer pada ketinggian antara 1; dan 9; di atas

permukaan bumi. &aerah ini disebut oonosfer.

Oon menyerap dengan kuat radiasi ultra)iolet yang dipancarkan matahari ke bumi

sehingga radiasi ultra)iolet yang mencapai bumi menjadi berkurang sampai ke tingkat yang

tidak berbahaya bagi makhluk hidup. %anpa tersaringnya oleh lapisan oon, radiasi ultra)iolet

dapat merugikan kehidupan. hususnya bagi kehidupan manusia, radiasi ultra)iolet dapat

membakar kulit dengan parah, dapat menimbulkan kanker kulit dan efek biologis lainnya,

antara lain kebutaan. $agi tumbuhan dan hewan, radiasi ultra)iolet dapat menimbulkan

gangguan generatif dan menurunkan tingkat produkti)itas. Pengamatan atmosfer bagian atas

oleh berbagai penelitian di utub Selatan menunjukkan adanya penipisan oon di atas ut

Selatan.

*enurut para ahli, kerusakan lapisan oon tersebut disebabkan oleh lepasnya sejuml

at kimia buatan dari permukaan bumi sampai ke lapisan oon. &i antara bahan kimia buat

tersebut yang terutama ialah senyawa klorofluorokarbon, disingkat 8


12/22

Sumber utama oon dalam troposfer ialah pencemaran udara yang disebabkan oleh

pembakaran bahan bakar fosil $$C di daerah tropika. $anyaknya uap air di dalam atmosfer ini berhubungan

erat dengan suhu udara dan tersedianya air pada permukaan bumi. #ap air hampir tidak ada

pada ketinggian melebihi 1:-1= km di atas permukaan bumi. Hal ini disebabkan oleh karena uap

air di dalam atmosfer berasal dari e)apotranspirasi dari permukaan bumi dan diangkat ke at

oleh turbulensi yang paling efektif di bawah ketinggian 1: km. ")apotranspirasi adalah prose

penggabungan dari e)aporasi dan transpirasi. ")aporasi adalah penguapan dari lautan, dana

sungai, massa air lainnya, dan massa daratan, sedangkan transpirasi adalah perpindahan a

dari tumbuhan ke dalam atmosfer.

#ap air meninggalkan atmosfer melalui proses kondensasi dalam bentuk hujan at

melalui pembentukan presipitasi lain. #ap air di dalam atmosfer mempunyai arti penting dala

meteorologi. Selain merupakan sumber dari semua bentuk presipitasi, uap air dapat menyer

radiasi surya maupun radiasi bumi sehingga berpengaruh besar terhadap suhu udara.

$ersama dengan karbondioksida, oon, metan, dan 0 =O, uap air digolongkan sebagai g

rumah kaca 57. 57 inilah yang menyebabkan terjadinya efek rumah kaca green hou

effect, "7.

7adiasi surya yang berupa gelombang pendek dapat melewati tembus kaca dari gree

house. Setelah sebahagian dari radiasi surya diserap oleh tanaman yang ada dalam gre

house maka sebahagian lagi dipantulkan oleh tanaman tersebut. arena energi radiasi sur

sebahagian telah diserap tanaman, uap air, karbondioksida, dan gas lainnya yang ada di dala

green house, maka energi yang dipantulkan tadi berkurang dan gelombangnya berubah menja

gelombang panjang gelombang panas. 7adiasi gelombang panjang ini tak dapat menembus ka

green house sehingga suhu dalam green house meningkat. Suhu dalam ruang green house leb

tinggi dari suhu diluar green house. aca green house bersifat selektif terhadap radia

surya. Peristiwa serupa terjadi di atmosfer bumi. Suhu atmosfer bumi lebih tinggi dari suhu

luar atmosfer bumi. 5ejala atau peristiwanya disebut efek rumah kaca.

Ae"!s!#

Selain sejumlah gas yang tercantum dalam tabel 9.1 dan uap air, atmosfer mengandu

pula aerosol yang banyaknya tidak tetap. Aerosol adalah partikel yang ukurannya lebih bes

daripada ukuran molekul, tetapi cukup kecil sehingga dapat melayang di dalam atmosfe

Partikel ini dapat berupa padat maupun cair, misalnya debu, garam lain, sulfat, nitrat.


13/22

Aerosol yang masuk ke dalam atmosfer ini dapat berasal dari sumber alami, misalnya

letusan gunung berapi, permukaan daratan dan lautan, dan dapat berasal dari sumber buatan

manusia, seperti pembakaran bahan bakar fosil dari industri atau kendaraan bermotor.

Aerosol dapat keluar dari atmosfer dengan cara berikut ini. /ang berukuran besar,

atas pengaruh gaya gra)itasi, akhirnya dapat jatuh ke permukaan bumi, sedangkan yang

berukuran kecil dapat dibersihkan dari atmosfer karena terbawa curahanFpresipitasi,

misalnya hujan dan salju.

*.2 Dist"iusi 6u(u La8an Ketinggian

Pengukuran suhu atmsofer telah dilakukan dengan berbagai cara dan menggunakan

berbagai wahana. Setiap cara dan wahana hanya berlaku dan digunakan untuk suatu lapisan

atmosfer tertentu. Pengukuran suhu lapisan atmosfer antara permukaan bumi dan ketinggian

9: km menggunakan radiosonde. #ntuk lapisan atmosfer antara ketinggian 9: km dan 2: km

pengukuran dilakukan dengan menggunakan roket, sedangkan di atas ketinggian 2: km

menggunakan satelit. $erbagai pengukuran suhu atmosfer tersebut menghasilkan distribusi

suhu yang sesuai dengan ketinggian seperti tertera pada gambar 9.1

T"!p!s+e"

!apisan terbawah dari atmosfer disebut troposfer. &i dalam troposfer ini suhu berkurang

dengan bertambahnya ketinggian dengan laju penurunan sebesar 4.; 8 tiap kilometer.

Sumber bahang utama dari lapisan atmosfer ini adalah permukaan bumi yang menyerap radiasi

matahari. %roposfer mengandung kira-kira 3:C dari massa total atmosfer dan memuat

seluruh uap air dan aerosol. arena itu, troposfer merupakan lapisan yang memiliki gejala

cuaca, atau dikatakan pula sebagai lapisan pembuat cuaca, yang secara langsung penting bagi

manusia. Puncak dari troposfer dinamakan tropopauseyang dicirikan oleh adanya in)ersi suhu.

'n)ersi suhu ialah keadaaan saat suhu atmosfer meningkat dengan bertambahnya ketinggian.

'n)ersi suhu ini efektif membatasi kon)eksi dan akti)itas cuaca lainnya melewati tropopause.

%inggi tropopause tidak konstan, berbeda dari waktu ke waktu dan dari lintang yang satu ke

lintang yang lain. /ang paling tinggi, sebesar sebesar 14 km, ialah di atas khatulistiwa tempat

terajadinya pemanasan dan turbulensi serta kon)eksi )ertikal yang paling kuat. &i atas kutu

tropopause hanya 3 km di atas permukaan.

-1;: -1:: -;: : ;: 1:: 1;:

Gama" *.1 &istribusi suhu lawan ketinggian

5erak atmosfer bagian bawah dipengaruhi oleh keadaan geografis permukaan bum

*akin ke bawah makin besar pengaruh permukaan bumi, sedangkan di atas 1.; km da

permukaan bumi dapat dikatakan pengaruh permukaan bumi terhadap gerak atmosfer tid

ada. arena itu, lapisan di atas 1.; km dinamakan atmosfer bebas, sedangkan lapisan atmosf

di bawah ketinggian 1.; km disebut lapisan batas atmosfer. *akin ke bawah makin bes

pengaruh permukaan bumi. !apisan atmosfer di bawah ketinggian 1:: m dinamakan lapis

batas permukaan. 5aya dominan yang bekerja dalam lapisan terakhir ini ialah gaya geser ya

%roposfer

%ropopause

Stratopause

*esopause

=:

>:

4:

3:

1::

1=:

etinggian

-km.

%ermosfer

*esosfer

Stratosfer


14/22

berasal dari kekasapan permukaan, pertukaran energi, dan pertukaran massa, misalnya uap air,

terutama yang berlangsung dengan cara konduksi.

6t"at!s+e"9 Mes!s+e"9 /an Te"m!s+e"

Stratosfer adalah lapisan atmosfer yang berada di atas tropopause sampai ke

ketinggian sekitar ;: km dari permukaan bumi. $erbeda dengan di troposfer, di dalam

stratosfer suhu pada umumnya meningkat dengan bertambahnya ketinggian, dan mencpai suhu

maksumu, kira-kira sebesar =6:, pada puncaknya yang disebut stratopause. Sumber bahang

kenaikan suhu dengan bertambahnya ketinggian adalah penyerapan radiasi ultra)iolet matahari

oleh oon. ebanyakan dari oon atmosfer terdapat di dalam stratosfer. onsentrasi

maksimumnya terdapat pada ketinggian == km di atas permukaan bumi. Pentingnya penyerapan

radiasi ultra)iolet matahari oleh oon bagi kehidupan di bumi telah dikemukakan sebelumnya.

!apisan atmosfer di atas stratopuse sampai ke ketinggian 3: km disebut mesosfer. &i

dalam lapisan ini suhu berkurang dengan bertambahnya ketinggian. Suhu mencapai E2: 8 atau

139 pada puncak lapisan, yang dinamakan mesopause. 0eraca bahang di dalam lapisan ini

ditentukan oleh penyerapan radiasi oleh moleul oksigen dan pemancaran radiasi inframerah

oleh karbondioksida. edua lapisan terakhir ini, stratosfer dan mesosfer, disebut pula sebagai

atmosfer menengah. &i bawah puncak mesosfer, komposisi atmosfer dapat dikatakan

homogen. Hal ini disebabkan oleh gerakan makroskopik dari atmosfer.

!apisan atmosfer di atas mesopause adalah termosfer. %ebal lapisan ini 3: E ;:: km

dari permukaan bumi. $erbeda dengan lapisan di bawah mesopause yang komposisinya

homogen, komposisi di dalam termosfer tidak homogen terhadap ketinggian. Hal ini

disebabkan oleh gerakan mikroskopik dari setiap molekul dan atom. $agian bawah termosfer

terutama terdiri dari molekul nitrogen dan oksigen serta atom oksigen. &i atas =:: km, atom

oksigen banyaknya melebihi partikel yang lain. &i dalam lapisan ini suhu meningkat dengan

bertambahnya ketinggian yang disebabkan oleh penyerapan radiasi ultra)iolet oleh atom

oksigen. &i atas 1:: km atmosfer sangat dipengaruhi oleh sinar ? dan radiasi ultra)iolet dari

matahari yang menghasilkan ionisasi. Pada ionisasi terjadilah ion positif dan elektron bebas

yang bermuatan negatif. &aearh dengan konsentrasi elektron bebas yang tinggi dinamakan

ionosfer.

ira-kira pada ketinggian 1::: km, atmosfer secara berangsur-angsur berubah menja

eksosfer. "ksosfer ini terdiri dari oksigen, hidrogen, dan helium, semuanya berbentuk atom

Sekitar 1C dari semua gas ini terionisasi. Atom helium dan hidrogen, yang mempunyai bera

atom yang kecil, dapat lepas ke angkasa luar akan diganti oleh atom hidrogen yang berasal da

pecahan uap air dan metan di dekat mesopause, sedangkan helium digantikan dari ha

interakasi antara nitrogen dan sinar kosmik atau dari peluruhan unsur radioaktif dalam ker

bumi.

I:. RADIA6I 6UR;A

.1 6u"-a 6eagai 6ume" Ene"gi


15/22

Surya atau matahari adalah pusat tata surya kita. Surya adalah bola gas panas. Piringan

surya yagn menyilaukan tempat asal dan bahang memancar disebut fotosfer. &i sekeliling

fotosfer adalah lapisan gas merah cemerlang yang disebut kromosfer. #ntaian sinar merah

menyala gas hidrogen terlempar sejauh ratusan ribu kilometer ke antariksa dari kromosfer.

#ntaian ini disebut prominensa. &i sekeliling kromosfer terdapat lapisan gas lain yang disebut

korona. Permukaan surya ditandai bercak-bercak suram yang disebut bintik matahari.

esemuanya dapat dilihat dengan teleskop khusus.

Surya bergaris tengah 1.92=.::: km atau sekitar 1:2 kali garis tengah bumi. *assa

atau berat totalnya 991.2;: kali bumi. Suhu permukaannya 4.::: dan suhu di pusatnya

1;.:::.::: . $intik matahariadalah bercak suram yang tampak di lapisan fotosfer. 'tu

disebabkan oleh turunnya suhu permukaan surya. Suhu di tengah bintik tersebut kurang lebih

>.::: . ecemerlangan permukaannya kira-kira seperlima fotosfer normal. $eberapa bintik

matahari besar sekali, beberapa kali garis tengah bumi. $entuknya bermacam-macam. $ila

dilihat dengan teleskop khusus, tiap-tiap bintik matahari terdiri atas petak suram di tengah,

di keliling daerah yang lebih terang. $intik matahari sebenarnya badai massa gas elektrik yang

berpusar-pusar. &alam gerakannya melintasi permukaan matahari, bintik tersebut

menimbulkan kegaduhan magnetik yang besar, dan mempengaruhi peralatan elektrik dan

magnetik di bumi.

romosfer adalah lapisan gas merah, kira-kira setebal 1:.::: km, bagaikan atmosfer

bumi. Pada saat gerhana terlihat seperti juluran api ke antariksa. Prominensa terdiri atas

awan hidrogen yang terlempar melalui kromosfer ke korona. orona adalah awan gas yang

sangat tipis, warnanya hijau mutiara, kekuning-kuningan dan hanya terlihat pada saat gerhana

matahari.

Tae# .1+umlah bintik matahari dalam beberapa tahun pengamatan

%ahun $intik matahari %ahun $intik matahari %ahun $intik matahari

16:;16111616

16=916=616991693

;3:49

111==;

111

13:>131:1314

13=9139:13991396

>3:

>4

=612

193

12:;12191216

12=912=312991296

4>1

1:>

4634

11>

16>>16;:16;;164116441642166;1663163>16361623

;391:3411

1:46

1;>1:

19=>

13>913>313;4134:134613=:136313391332132912:1

111=;2

246

1929

4>4

3;9

12>>12>612;>12;6124>12431242126:1261126=1269126>

1:1;=>

12:1:

1:41:41:;4642939>

Sumber @ !'0A87",123=

$esar dan jumlah bintik matahari berubah-ubah dalam daur selama 11 tahun d

berpengaruh terhadap semua kegiatan matahari. Pusat suram bintik matahari disebut umb

#mbra ini dikelilingi oleh cincin yang lebih terang yang disebut penumbra.

orona, prominensa, dan kromosfer hanya tampak selama gerhana matahari. &i wak

lain semuanya tak tampak karena tertutup kecemerlangan fotosfer. etiganya dapat diama

dengan alat koronograf, yakni teleskop khusus yang dapat menghilangkan sinar menyilauk

dari fotosfer.

*assa matahari kurang lebih =?1:99

gram atau =?1:9:

kilogram, massa jenisnya 1gr.cm-9 atau hanya seperempat massa jenis bumi ;,; gr.cm -9. (olumenya 1,9 ? 1:4 )olum

bumi.

+arak matahari ke bumi 1;: juta km atau 11.6:: kali diameter bumi. +arak terdek

terjadi pada tanggal > +uli aphelion 1>6,1 juta km dan terjauh pada tanggal 9 +anua

perihelion dengan jarak 1;=,1 juta km. Perbedaan jarak ini menyebabkan perbeda

kerapatanfluksatau intensitas radiasi surya.

Surya setiap menit memancarkan energi sebesar ;4?1:=4kalori. &ari energi sebesar

bumi memperoleh =,;;?1:13kalori atau hanya ;?1:-1:nya. alaupun radiasi surya menjalar

angkasa luar tanpa kehilangan energi, intensitas radiasi surya berkurang berbanding terbal

dengan kuadrat jaraknya dari surya. !uas permukaan surya adalah 4,:29 ? 1:==

cm=

, sehingfluks radiasi surya 2,= ? 1:>kal.cm-=.menit-1.


16/22

!uminositas surya yaitu energi yang tiba di permukaan bumi setiap menit pada

permukaan seluar 1 cm= disebut tetapan surya tetapan matahari atau solar constant.

$esarnya energi tersebut 19;9 wm -=.men-1atau sekitar 1,2> kal.cm-=.men-1. %etapan surya

sering dinyatakan dengan langley tiap menit, disingkat ly.men-1. 1 ly M 1 al.cm-=.men-1.

.2 Ins!#asi

7adiasi surya yang tiba di permukaan bumi disebut incoming solar radiation disingkat

insolation insolasi. 'ntensitas radiasi pada bidang horiontal diatas atmosfer sejajar dengan

permukaan bumi disebut e?tra terrestrial radiationradiasi ekstra terestrial.

'nsolasi yang menuju atmosfer bumi, sebelum tiba di permukaan bumi, akan mengalami

depletion deplesi, penipisanFpengurangan intensitas yang terdiri atas absorption absorpsi,

penyerapan, reflectionrefleksi, pemantulan, dan diffusiondifusi, pembauran.

Pen-e"apan absorpsi. 7adiasi surya yang tiba di permukaan atmosfer akan diserap

langsung oleh oon, uap air, dan karbondioksida. Oon akan menyerap seluruh radiasi

ultra)iolet terutama dibawah :,=2 m. Penyerapan radiasi surya oleh uap air terbanyak antara

:,2 m dan =,1 m terutama :,29 m E 1,>6 m. arbondioksida menyerap radiasi dengan

panjang gelombang lebih besar dari > m.

Tae# .2&aftar serapan spektrum oleh molekul udara

+enis *olekul $esar serapan

Atom oksigen menyerap spektrum ultra)iolet

Atom oon menyerap spektrum ultra)iolet

#ap air menyerap spektrum dekat infra merah

arbondioksida menyerap spektrum infra merah

:,1= E :,13

:,== E :,99

:,29 E 1,>6

=,6

Pemantu#an refleksi. Awan akan menghalangi masuknya radiasi surya ke bumi.

$anyaknya radiasi yang dipantulkan oleh awan tergantung tidak hanya pada banyak dan

tebalnya awan, tetapi juga pada macam atau jenis awan. %abel >.1 memuat besarnya albedo

dari berbagai jenis awan. Albedo adalah nisbah antara energi yang dipantulkan terhadap

energi radiasi yang datang.

Tae# .*Albedo berbagai jenis awan

+enis Awan Albedo C

SirusAltostratusStratusumulusumulonimbus

9492 E ;2>= E 3>6: E 2:2=

Sumber @ S#S'!O P7A'7OA7&O/O, 1224

7ata-rata =: persen dari radiasi surya yang datang dipantulkan kembali oleh awan k

angkasa luar. 7adiasi surya dipantulkan pula oleh permukaan bumi. $anyaknya radiasi ya

dipantulkan tergantung pada macam atau jenis permukaan. %etapi rata-ratanya > persen. Pa

umumnya permukaan yang berwarna muda atau kering memantulkan lebih banyak radia

daripada permukaan berwarna gelap atau basah. Albedo permukaan kebanyakan beraga

dengan panjang gelombang dan sudut datang radiasi. ebanyakan jenis tanah dan tumbu

tumbuhan mempunyai albedo yang sangat kecil di daerah radiasi ultra)iolet dan makin besar

daerah radiasi tampat dan inframerah.

Hamu"an. 7adiasi surya dihamburkan terutama oleh molekul udara, uap air, d

partikel di dalam atmosfer. Hamburan dapat terjadi ke atas ke angkasa luar ataupun

bawah menuju ke permukaan bumi. 7adiasi surya yang mencapai puncak atmosfer sebany

1=C dihamburkan ke arah bawah sebagai radiasi difus, yang disebut pula radiasi langit. 7adia

langit ini merupakan sumber bahang yang penting bagi permukaan bumi, terutama pada lintan

tinggi dalam musim dingin saat radiasi surya yang datang sangat kurang.

Ada dua macam hamburan radiasi surya di dalam atmosfer, yang tergantung pad

besarnya ukuran partikel penghambur terhadap panjang gelombang radiasi yang datang. al

ukuran partikel penghambur jauh lebih kecil dari panjang gelombang radiasi yang datan

misalnya molekul udara di atmosfer, maka hamburannya dinamakan hamburan 7ayleigh. Pa

hamburan rayleigh, besarnya hamburan berbanding terbalik dengan panjang gelombang radia

yang datang pangkat empat, atau berbanding lurus dengan 1F>. 'ni berarti makin kecil panja

gelombangnya makin besar hamburannyaI atau berarti pula bahwa cahaya biru lebih bany

dihamburkan. Hal inilah yang menyebabkan, pada keadaan udara bersih, langit berwarna bir

Akan tetapi kalau di dalam atmosfer terdapat partikel debu, asap, dan aerosol lainnya, ya


17/22

ukurannya lebih besar daripada molekul udara, maka langit tampak berwarna putih. Hal ini

disebabkan oleh hamburan yang dinamakan hamburan *ie. Hamburan ini terjadi bila ukuran

partikel udara lebih besar daripada panjang gelombang radiasi yang datang. Hamburan ini non

selektif, artinya tidak tergantung pada panjang gelombang radiasi yang datang. +adi efektif

untuk semua panjang gelombang. umpulan radiasi hamburan dan pantulan disebut radiasi baur.

7adiasi baur ini sangat penting bagi kita di bumi, terutama bila hari berawan. alaupun awan

sangat tebal pekat kita masih dapat melihat benda-benda di sekeliling kita, karena adanya

radiasi hamburan tersebut. &emikian juga untuk daerah-daerah atau tempat di lintang tengah

dan tinggi, radiasi ini sangat pen ting.

T"ansmisi. 7adiasi surya yang mengenai partikel udara tak seluruhnya diserap atau

dipantulkan atau dihamburkan akan tetapi ada sebagian yang diteruskan. 7adiasi yang

diteruskan ini peristiwanya disebut transmisiatau ada yang menyebutnya reradiasi.

Gama" .1Hubungan antara beberapa pancaran radiasi

7adiasi surya yang telah mengalami deplesi, memasuki atmosfer bumi dan akhirn

mencapai permukaan bumi. 7adiasi yang mencapai permukaan bumi ini disebut global radiat

atau radiasi global. &i tilik dari penjelasan dimuka maka radiasi global ini terdiri atas diffu

radiation radiasi hamburan dan direct radiation radiasi langsung. 7adiasi langsu

merupakan radiasi surya yang mencapai permukaan bumi tanpa halangan awan atau partik

udara yang lain debu, pasir, asap atau spora.

Setelah mencapai permukaan bumi, radiasi surya tersebut sebagian diserap tanah, a

dan tumbuhan. Sebagian lagi akan dipantulkan lagi ke atmosfer berupa radiasi gelomba

pajang dan disebut radiasi bumi. 7adiasi bumi sering disebut terrestrial radiation radi

terestrial. 7adiasi bumi ini, di atmosfer sebagian akan diserap oleh molekul air air, salju at

es atau karbondioksida dan sebagian lagi akan lepas ke ruang angkasa. 7adiasi bumi yang ta

diserap dan lepas ke angkasa luar disebut atmospheric windowsataujendela atmosfer.

Seperti diterangkan di muka, sebahagian dari radiasi langsung yang umumnya beru

radiasi gelombang pendek yang tiba di permukaan bumi akan dipantulkan kembali ke atmosfe

0isbah radiasi gelombang pendek yang dipantulkan terhadap radiasi gelombang pendek ya

datang disebut albedo diberi simbol , sedangkah transmisibilitasadalah nisbah anta

gelombang pendek dan gelombang panjang yang dipantulkan terhadap gelombang pendek d

gelombang panjang yang datang.

.* Ka"akte"istik Ra/iasi 6u"-a

7adiasi surya pada haekekatnya merupakan radiasi elektromagnetik, dibangkitkan da

proses fusi nuklir yang mengubah atom hidrogen menjadi atom helium.

"nergi radiasi surya dirambatkan dalam bentuk gelombang seperti halnya gelombang laut ya

membawa energi yang dapat menyebabkan erosi di pantai.

*enurut hukum S%"


18/22

< M pancaran radiasi .m-=

M emisi)itas permukaan, bernilai satu untuk benda hitam black body radiation,

sedangkan untuk benda-benda alam berkisar antara :,2 E 1,:

M tetapan Stefan - $oltman

%S M suhu permukaan

$erdasarkan persamaan di atas, maka semakin tinggi suhu permukaan %S maka

pancaran radiasinya semakin besar. Selanjutnya Hukum Pergeseran '"0 menyatakan bahwapanjang gelombang dari pemancaran benda hitam dengan intensitas maksimum maks

berbanding terbalik dengan suhu mutlak benda tersebut.

=326

maksM%

maksdinyatakan dalam m atau 1:-4m. % dinyatakan dalam . Suhu permukaan surya

4::: , maka radiasinya mempunyai maks M =326F4::: M :,>3 m. Panjang gelombang

tersebut terletak pada warna biru.

Hampir seluruh 22C, energi radiasi surya berada di daerah gelombang pendek, yaitu

antara :,1; m dan :,> m. Oleh karena itu radiasi surya dinamakan radiasi gelombangpendek. Adapun komposisi spektralnya sebagai berikut @ 2C ada dalam daerah ultra)iolet

ultra ungu, :,> m I >;C ada dalam daerah tampak, M :,>1 m E :,6> m I >4C ada

dalam daerah infra merah, :,6> m.

Sinar spektrum tampak atau )isible dalam bahasa sehari-hari disebut cahaya. &alam

bidang biologi cahaya ini sangat penting artinya terutama dalam proses atau reaksi

fotosintesis pada tumbuhan. %anpa bantuan cahaya fotosintesis tak akan berlangsung. Oleh

karena itu cahaya disebut juga photosynthetic acti)e radiationdisingkat PA7.

Panjang gelombang

Gama" .2Spektrum radiasi elektromagnetik

. Pene"imaan Ra/iasi 6u"-a Di Pe"mukaan Bumi

Spektrumcahaya

:,=

:,>

:,9

:,>;

:,;

:,:,;6

:,:,;2

:,41

:,6

:,3m

Penglihatanmanusia

$iru

#ngu

#ltra)iolet#ltraungu

Hijau

uning

Oranye

*erah

'nfra merah

1:-3m

1:-6m

1:-4m

1:-;m

1:->m

1:-9m

1:-=m

1:-1 m1:-1m

1m

1: m

1:: m

1 mm

1: mm

1:: mm

1 m

1: m

1:: m

1 m

7adio

%ele)isi

7adar

7adiasi panas

8ahaya

Sinar

Sinar 5amma

Sinar osmis

1:: m


19/22

$esarnya penerimaan radisi surya di permukaan bumi sangat ber)ariasi menurut

tempat, waktu, dan musim. *enurut tempat, terutama disebabkan oleh perbedaan letak

lintang serta keadaan atmosfer khususnya keawanan. Pada skala mikro arah lereng, sangat

menentukan jumlah radiasi yang diterima. *enurut waktu, perbedaan penerimaan radiasi

terjadi dalam sehari, dari pagi sampai sore hari. &emikian pula perubahan musim akan

memberikan perbedaan besarnya penerimaan radiasi surya, terutama di daerah lintang tengah

dan lintang tinggi.

=a"ak anta"a su"-a /an umi

$umi mengelilingi surya re)olusi dengan lintasan yang berbentuk ellips. +arak antara

surya dan bumi terdekat terjadi pada ; +uli aphelion dan terjauh pada > +anuari

perihelion. Perbedaan jarak ini menyebabkan perbedaan kerapatan fluks radiasi yang

diterima bumi.

Pada jarak bumi E surya yang berbeda 7 1dan 7=, maka kerapatan fluks radiasi surya

yang diterima bumi masing-masing N1 dan N=. +umlah energi radiasi yang dipancarkan

permukaan surya pada berbagai jarak kalau dihitung akan selalu sama, yaitu merupakan hasil

kali antara kerapatan fluks dengan luas total bidang area yang menerimanya.

> 71=

N1 M > 7==

N=maka N=M N171F7=

=. &ari perhitungan tersebut akan nampak bahwa perbedaan jarak surya E

bumi akan mempengaruhi besarnya penerimaan radiasi surya di bumi. &ari hasil pengamatan

diperoleh bahwa energi radiasi surya maksimum yang diterima bumi pada posisi aphelion

adalah sebesar =,:1 ly.men-1dan yang terkecil pada posisi perihelion sebesar 1,33 ly.men-1.

Gama" .* Perputaran bumi mengeliling surya

'aktu /an su/ut /atang "a/iasi su"-a

Surya terbit dipagi hari dan terbenam dipetang hari. !ama penyinaran surya dari pa

sampai petang, di daerah kita katulistiwa berlangsung sekitar 1= jam. Sudut datang sin

surya tersebut lancip di pagi hari terus membesar sesuai naiknya surya dan mencap

maksimum 2: ditengah hari. Pada pagi hari intensitas radiasi surya rendah atau minimu

secara perlahan-lahan naik sesuai naiknya surya dan akan mencapai maksimum pada saat sur

persis di atas kepala kita. Setelah itu secara perlahan-lahan radiasi menurun lagi dan pa

saat surya mau terbenam intensitas radiasi mencapai minimum. 5ambar di bawah

memberikan gambaran tentang hal tersebut.


20/22


21/22

terjadi pada == +uni, padahal pada saat tersebut belahan bumi selatan mengalami musim

dingin. /ang mengalami musim panas adalah belahan bumi utara. arena sebahagian besar

benua dan manusia berada atau tinggal di belahan bumi utara maka terjadi pemberian nama

tersebut di atas.

Pada tanggal =1 *aret, surya berada tepat di atas garis katulistiwa dan pada tanggal

== +uni surya berada tepat di titik balik =9,; !#. Pada masa antara =1 *aret sampai == +uni

belahan bumi utara mengalami musim semi, sedangkan pada saat yang sama belahan bumi

selatan sedang mengalami musim gugur. Selanjutnya mulai tanggal == +uni sampai =9

September, belahan bumi utara mengalami musim panas, dan belahan bumi selatan memasuki

musim dingin. Periode =9 September sampai == &esember belahan selatan memasuki musim

semi dan belahan bumi selatan memasuki musim gugur. *ulai tanggal == &esember sampai =1

*aret belahan bumi utara memasuki musim dingin dan untuk belahan bumi selatan mengalami

musim panas.

Tae# .Perubahan musim di belahan bumi utara dan selatan

Pe"i!/e Musim

$elahan #tara $elahan #tara

=1 *aret E == +uni

== +uni E =9 September

=9 September E == &esember

== &esember E =1 *aret

*usim semi

*usim panas

*usim gugur

*usim dingin

*usim gugur

*usim dingin

*usim semi

*usim panas

*usim-musim tersebut akan berkaitan langsung dengan lama penyinaran surya

duration of sunshine. Pada musim panas daerah kutub siang hari selama => jam. Akan tetapi

pada musim dingin malam hari selama => jam. +elaslah bahwa intensitas radiasi surya yang

diterima suatu tempat di permukaan bumi tergantung musim.

Tae# .0!ama siang hari paling panjang

!intang tempat !amanya siang hari

:

16

1= jam

19 jam

>1

>2

449:D

46=1D

42;1D

6311D

2:

1; jam

14 jam

=: jam

1 bulan

= bulan

> bulan

4 bulan

%erdapat suatu hubungan antara radiasi yang diterima bumi dengan lama penyinara

A05S%7O* 12=> mengemukakan suatu persamaan @

>6< >A&a ? n4N)

NS M jumlah radiasi yang sebenarnya diterima

NA M nilai angot atau jumlah radiasi yang diterima andaikata bmi tak beratmosfer

n M lama penyinaran surya sebenarnya terukur aktual

0 M lama penyinaran surya maksimum yang mungkin terjadi potensial

Penga"u( atm!s+e" umi

Awan merupakan komponen penting dalam mempengaruhi penerimaan radiasi surya ole

permukan bumi. !ama surya bersinar cerah selama sehari disebut lama penyinaran, dinyatak

dalam jam. !amanya penyinaran surya sangat ditentukan oleh penutupan awan keawanan

eawanan dinyatakan dalam sistem oktaf delapan dan ada yang dinyatakan dalam desim

persepuluhan. eawanan 1 artinya 1F1: langit tertutup awan atau seluruh langit tertut

awan. Pada sistim oktaf, keawanan 1 artinya 1F3 langit tertutup awan dan kalau keawanannya

artinya seluruh langit tertutup awan.

arena awan mempunyai sifat dapat memantulkan dan menyerap radiasi surya, ma

intensitas radiasi surya yang diterima permukaan bumi sangat bergantung pada besarnya ni

keawanan. Pada musim penghujan radiasi surya yang diterima permukaan bumi akan leb

sedikit dari pada di musim kemarau. &i kota-kota industri, intensitas radiasi surya menur

karena kekeruhan atmosfer yang disebabkan oleh asap pabrik.


22/22

$!A 8 12;4 telah menganalisis data dari 1;: stasiun, kemudian memperoleh

persamaan @

>64>A< @95@* @9*@ $ @905 $2

8 adalah keawanan rata-rata bulanan dalam persepuluhan

agroklimatologi dasar bab i-iv

Documents