Download - ACARA 1new.doc
I. PENGAMATAN UNSUR-UNSUR CUACA SECARA MANUAL
A. Pendahuluan
1. Latar Belakang
Cuaca merupakan keadaan atmosfir pada suatu tempat dalam
waktu yang relatif singkat. Cuaca terjadi karena suhu dan kelembaban
yang berbeda antara satu tempat dengan tempat lainnya. Perbedaan ini
bisa terjadi karena sudut pemanasan matahari yang berbeda dari satu
tempat ke tempat lainnya karena perbedaan lintang bumi. Perbedaan
yang tinggi antara suhu udara di daerah tropis dan daerah kutub bisa
menimbulkan jet stream. Sumbu bumi yang miring dibanding orbit
bumi terhadap matahari membuat perbedaan cuaca sepanjang tahun
untuk daerah sub tropis hingga kutub. Di permukaan bumi suhu
biasanya berkisar ± 40° C. Selama ribuan tahun perubahan orbit bumi
juga mempengaruhi jumlah dan distribusi energi matahari yang
diterima oleh bumi dan memengaruhi iklim jangka panjang. Cuaca di
bumi juga dipengaruhi oleh hal-hal lain yang terjadi di angkasa,
diantaranya adanya angin matahari atau disebut juga star's corona.
Sedangkan iklim adalah keadaan cuaca dalam satu dekade
(10 tahun). Studi tentang iklim dipelajari dalam meteorologi. Iklim di
bumi sangat dipengaruhi oleh posisi matahari terhadap bumi. Terdapat
beberapa klasifikasi iklim di bumi ini yang ditentukan oleh letak
geografis. Secara umum kita dapat menyebutnya sebagai iklim tropis,
lintang menengah dan lintang tinggi. Ilmu yang mempelajari tentang
iklim adalah klimatologi. Perubahan cuaca dan iklim disebabkan oleh
perbedaan besarnya kekuatan penyebaran dari unsur-unsur cuaca atau
iklim, terutama suhu dan curah hujan (presipitasi).
Keadaan cuaca dan iklim di bumi sangat menentukan
keberhasilan produksi dalam bidang pertanian. Perkembangan dan
pertumbuhan tanaman tergantung oleh cuaca dan iklim yang sedang
berlangsung. Aktivitas dan kelangsungan hidup manusia pun juga
tergantung oleh adanya cuaca dan iklim. Apabila cuaca dan iklim
1
2
buruk maka tanaman penghasil pangan produksinya akan menurun.
Keadaan tersebut akan menyebabkan manusia kekurangan pangan.
Kondisi suhu (temperatur) udara, curah hujan, pola musim
sangat menentukan kecocokan dalam optimalisasi pembudidayaan
tanaman pertanian. Walaupun suatu daerah pertanian sangat subur dan
dengan perawatan tanaman yang maksimal, namun apabila cuaca dan
iklimnya buruk maka hasil produksinyapun tidak akan maksimal,
bahkan bisa gagal. Oleh karena itu, agar bidang pertanian dapat
mendukung kelangsungan hidup manusia, manusia perlu mempunyai
pengetahuan mengenai cuaca dan iklim untuk melakukan kegiatan
bertaninya serta dapat menghasilkan bahan pangan dalam jumlah dan
kualitas yang sesuai dengan yang diharapkan.
2. Tujuan Praktikum
Acara pengamatan unsur cuaca ini dilaksanakan dengan tujuan:
1. Mengetahui unsur cuaca dan iklim menggunakan alat-alat manual.
2. Mengetahui macam alat pengukur tiap unsur cuaca dan iklim dan
cara penggunaannya.
3. Waktu dan Tempat Praktikum
Praktikum Agroklimatologi acara pengamatan unsur-unsur
cuaca dan alatnya ini dilaksanakan pada tanggal 10 November 2012.
Bertempat di Stasiun Klimatologi, Desa Sukosari, Kecamatan
Jumantono, Kabupaten Karanganyar.
B. Tinjauan Pustaka
1. Radiasi Surya
Lama penyinaran surya adalah lamanya surya bersinar cerah
sampai ke permukaan bumi selama periode satu hari, diukur dalam
jam. Periode satu hari disini lebih tepat disebut panjang hari yakni
jangka waktu selama surya berada di atas horison. Halangan terhadap
pancaran cahaya surya terutama awan, kabut, aerosol atau benda-benda
pengotor atmosfer lainnya. Lama penyinaran ditulis dalam satuan jam
sampai nilai persepuluhan atau dalam persen terhadap panjang hari.
3
Lama penyinaran surya dapat diukur dengan berbagai macam alat yang
dapat merekam sinar yang mencapai di permukaan bumi sejak terbit
hingga terbenam; mampu merekam dengan tepat sampai nilai
persepuluh jam (6menit). Terdapat empat macam/tipe alat perekam
sinar surya, yaitu : Tipe Campbell Stokes, Tipe Jordan, Tipe Marvin,
dan Tipe Foster. Dari 4 tipe tersebut hanya tipe Tipe Campbell Stokes
dan Tipe Jordan saja yang banyak dipakai di Indonesia
(Wuryatno 2000).
Matahari terbit sampai kira-kira satu atau setelah setangah
hari jumlah energi yang diterima temperature terus-menerus menaik.
Sebaliknya kira -kira jam 13.00 sampai matahari terbenam, jumlah
energi yang dilepas oleh bumi lebih besar dari pada yang diterima.
Oleh karena itu, kurva temperatur harian turun. Perlu diingat
temperature maksimum selama sehari tidak bertepatan dengan insolasi
maksimum (Pettersen 2006).
Penerimaan radiasi surya dipermukaan Bumi sangat
bervariasi menurut tempat dan waktu. Menurut tempat khususnya
disebabkan oleh perbedaan letak lintang serta keadaan atmosfir
terutama awan. Pada skala mikro arah lereng sangat menentukan
jumlah radiasi yang diterima. Menurut waktu perbedaan radiasi terjadi
dalam sehari (dari pagi sampai sore hari) maupun secara musiman
(dari hari ke hari), karena sebaran energi radiasi menurut panjang
gelombang sekitar λm, maka secara umum dapat dikatakan bahwa
panjang gelombang semakin pendek bila suhu permukaan yang
memancarkan radiasi tersebut lebih tinggi.
(Djaenudin dan Hendrisman 2008).
Untuk memanfaatkan potensi energi surya, ada dua macam
teknologi yang sudah diterapkan, yaitu energi surya termal dan energi
surya fotovoltaik. Energi surya termal pada umumnya digunakan untuk
memasak (kompor surya), mengeringkan hasil pertanian (perkebunan,
perikanan, kehutanan, tanaman pangan) dan memanaskan air. Energi
4
surya fotovoltaik digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik, pompa
air, televisi, telekomunikasi, dan lemari pendingin di Puskesmas
dengan kapasitas total + 6 MW (Anonima 2008).
2. Tekanan Udara
Tekanan udara merupakan tenaga yang bekerja untuk
menggerakkan massa udara dalam setiap satuan luas tertentu. Diukur
dengan menggunakan barometer. Satuan tekanan udara adalah milibar
(mb). Garis yang menghubungkan tempat-tempat yang sama tekanan
udaranya disebut sebagai isobar (Anonimb 2008).
Tekanan udara adalah berat udara pada permukaan bumi
sampai batas atmosfir, pada daerah seluas 1 cm2, terperatur 00C, pada
ketinggian 0 m di atas permukaan air laut (pal) dan pada garis lintang
450C. Tekanan udara tersebut besarnya 76 cm Hg tar. Tekanan 76 cm
Hg ini disebut 1 atmosfer (Wuryanto, dkk 2000). Faktor-faktor yang
mempengaruhi sebaran tekanan udara antara lain lintang bumi, lautan
dan daratan untuk menggambarkan tekanan udara suatu daerah, ditarik
garis-garis isobar. Garis ini menggambarkan sebaran tekanan udara
pada suatu pereode tertentu. Tekanan udara selalu turun dengan
naiknya ketinggian (Benyamin 2007).
Isobar merupakan garis yang menghubungkan titik – titik
yang bertekanan sama untuk menggambarkan tekanan dekat
permukaan. Isobar biasanya digambarkan dengan interval 3 mb.
Sedangkan daerah yang memanjang pada tekanan rendah disebut
palung dan daerah memanjang pada tekanan tinggi disebut punggung
(Handoko 2003).
Tekanan yang diberikan oleh udara karena beratnya kepada
tiap-tiap 1 cm2 bidang mendatar di permukaan bumi sampai batas
atmosfer. Jika naik, maka tekanan makin rendah karena kerapat udara
makin kecil, kolam udaranya makin pendek. Pada lapisan bawah
atmosfer, kecepatan penurunan adalah 1mmHg untuk tiap naik 11m
(Vink 2004).
5
3. Suhu Tanah dan Suhu Udara
Suhu adalah besaran yang menyatakan derajat panas dingin
suatu benda dan alat yang digunakan untuk mengukur suhu adalah
thermometer. Tinggi rendahnya suhu disekitar tanaman ditentukan
oleh radiasi matahari, kerapatan tanaman, distribusi cahaya dalam
tajuk tanaman, kandungan lengas tanah Proses-peroses kimiawi dan
aktivitas jasad-jasad renik yang dapat merombak hara-hara tanaman
menjadi bentuk tersedia, juga sangat ditentukan oleh temperatur tanah.
Dengan demikian pertumbuhan tanaman itu disamping dipengaruhi
oleh sistem aerasi tanah yang baik, juga ditentukan oleh temperatur
(Soepardi 2009).
Suhu sangat berpengaruh pada bidang pertanian, antara lain
apabila suhu tinggi maka akan meningkatkan proses fotosintesis dan
transpirasi tanaman. Suhu dan kelembaban udara juga sangat erat
hubungannya, karena jika kelembaban udara berubah, maka suhu juga
akan berubah. Di musim penghujan suhu udara rendah, kelembaban
tinggi, memungkinkan tumbuhnya jamur pada kertas, atau kertas
menjadi bergelombang karena naik turunnya suhu udara
(Anonimc 2007).
Suhu udara adalah keadaan panas atau dinginnya udara. Alat
untuk mengukur suhu udara atau derajat panas disebut thermometer.
Biasanya pengukur dinyatakan dalam skala Celcius (C), Reamur (R),
dan Fahrenheit (F). Suhu udara tertinggi simuka bumi adalah didaerah
tropis (sekitar ekoator) dan makin ke kutub semakin dingin. Di lain
pihak, pada waktu kita mendaki gunung, suhu udara terasa terasa
dingin jika ketinggian semakin bertambah. Kita sudah mengetahui
bahwa tiap kenaikan bertambah 100 meter maka suhu akan berkurang
(turun) rata-rata 0,6 ˚C. Penurunan suhu semacam ini disebut gradient
temperatur vertikal atau lapse rate. Pada udara kering, lapse rate adalah
1 ˚C (Benyamin 2007).
6
4. Kelembaban Tanah dan Kelembaban Udara
Kelembaban udara adalah banyaknya uap air yang
terkandung dalam massa udara pada saaat dan tempat tertentu. Alat
untuk mengukur kelembaban udara disebut dengan psychrometer atau
hygrometer. Kelembaban udara dinyatakan oleh tekanan uap air oleh
koefisien hygrometrik atau kelembaban relatif atau temperatur titik
embun sebab sesungguhnya tekanan uap tidaklah cukup mencirikan
kelembaban sebenarnya (Marta 2008).
Kelembaban adalah konsentrasi uap air di udara. Angka
konsentrasi ini dapat diekspresikan dalam kelembapan absolut,
kelembapan spesifik atau kelembapan relatif. Alat untuk mengukur
kelembapan disebut higrometer. Sebuah humidistat digunakan untuk
mengatur tingkat kelembapan udara dalam sebuah bangunan dengan
sebuah pengawan lembap (dehumidifier). Dapat dianalogikan dengan
sebuah termometer dan thermostat untuk suhu udara. Konsentrasi air di
udara pada tingkat permukaan laut dapat mencapai 3% pada 30oC
(86 oF), dan tidak melebihi 0,5% pada 0oC (32oF) (Anonima 2008).
5. Curah Hujan
Curah hujan adalah jumlah air hujan yang jatuh dipermukaan
tanah selama periode tertentu yang diukur dalam satuan tinggi diatas
permukaan horizontal apabila tidak terjadi penghilangan oleh proses
evaporasi, pengaliran dan peresapan. Curah hujan dinyatakan sebagai
tebal lapisan air yang jatuh di atas permukaan tanah rata seandainya
tidak ada infiltrasi dan evaporasi. Satuannya adalah mm, curah hujan
1mm berarti banyaknya hujan yang jatuh diatas sebidang tanah seluas
1m2 = 1 mmx1 m2 = 0,01 dmx 100 dm2 = 1dm3 = 1 liter
(Anonimb 2008).
Hujan merupakan sumber air yang mengisi pori-pori dan
celah-celah di dalam tanah dan cekungan yang ada di permukaan bumi,
yang ada pada akhirnya merupakan sumber air bagi kehidupan di atas
bumi baik bagi manusia, hewan maupun tanaman. Lemgas tanah
7
merupakan air yang tersedia langsung dari kehidupan tanaman, sedang
air tanah secara tidak langsung lengas yang penting peranannya bagi
kehidupan tanaman adalah lengas kapiler. Lengas gravitasi walaupun
dapat digunakan oleh tanaman tapi karena cepat meninggalkan
mintakat (zone) perakaran, bagi tanaman dapat kurang berperan
bahkan apabila terlalu lama menggenang merugikan tanaman tersebut
(Anonimc 2008).
Pencatat hujan (recording garage) biasanya dibuat
sedemikian rupa, sehingga dapat bekerja secara otomatis. Dengan alat
ini dimungkinkan pencatatan tinggi hujan setiap saat, sehingga
intensitas hujan pada saat tertentu dapat diketahui pula. Dipasaran
telah terdapat beberapa tipe yang diproduksi antara lain pencatat
jungkit dan pencatat pelampung (Masson 2002).
Presipitasi (hujan) merupakan salah satu komponen hidrologi
yang paling penting. Hujan adalah peristiwa jatuhnya cairan (air) dari
atmosfer ke permukaan bumi. Hujan merupakan salah satu komponen
input dalam suatu proses dan menjadi faktor pengontrol yang mudah
diamati dalam siklus hidrologi pada suatu kawasan (DAS). Peran hujan
sangat menentukan proses yang akan terjadi dalam suatu kawasan
dalam kerangka satu sistem hidrologi dan mempengaruhi proses yang
terjadi di dalamnya (Anonimd 2008).
6. Angin
Angin mengakibatkan meningkatnya penguapan, yang
dengan kelembaban yang cukup mungkin dapat menguntungkan.
Namun di daerah-daerah kering, banyak angin berpengaruh sangat
buruk, karena mengakibatkan pengeringan yang kuat. Angin
mempunyai pengaruh mekanis, yang kadang-kadang besar artinya bagi
lingkungan di sekitar kita (Vink 2004).
Angin adalah udara yang bergerak yang diakibatkan oleh
rotasi bumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan udara (tekanan
tinggi ke tekanan rendah) di sekitarnya. Apabila dipanaskan, udara
8
memuai. Udara yang telah memuai menjadi lebih ringan sehingga
naik. Apabila hal ini terjadi, tekanan udara turun kerena udaranya
berkurang. Udara dingin disekitarnya mengalir ke tempat yang
bertekanan rendah tadi. Udara menyusut menjadi lebih berat dan turun
ke tanah. Diatas tanah udara menjadi penas lagi dan naik kembali.
Aliran naiknya udara panas dan turunnya udara dingin ini
dinamanakan konveksi
(Anonime 2008).
Kecepatan dan arah angin masing-masing diukur dengan
anemometer dan penunjuk arah angin. Anemometer yang lazim adalah
anemometer cawan yang terbentuk dari lingkaran kecil sebanyak tiga
(kadang-kadang empat) cawan yang berputar mengitari sumbu tegak.
Kecepatan putaran mengukur kecepatan angin dan jumlah seluruh
perputaran mengitari sumbu itu memberi ukuran berapa jangkau angin,
jarak tempuh kantung tertentu udara dalam waktu yang ditetapkan
(Foth 2001).
7. Evaporasi
Evaporasi adalah perubahan air menjadi uap air. Yang
merupakan suatu proses yang berlangsung hampir tanpa gangguan
selama berjam-jam pada siang hari dan sering juga selama malam hari.
Air akan menguap dari permukaan baik tanah gundul maupun tanah
yang ditumbuhi tanaman, dan juga dari pepohonan permukaan kedap
air atap dan jalan raya air, air terbuka dan sungai yang mengalir
(Wilson 2003).
Hujan merupakan suatu bentuk presipitasi, atau turunan
cairan dari angkasa, seperti salju, hujan es, embun, dan kabut. Hujan
terbentuk apabila titik air yang terpisah jatuh ke bumi dari awan. Tidak
semua air hujan sampai ke permukaan bumi, sebagian menguap ketika
jatuh melalui udara kering, sejenis presipitasi yang dikenali sebagai
virga (Anonimd 2008).
9
8. Awan
Awan dapat terdiri dari butir-butir air, kristal-kristal es atau
kombinasi keduanya. Bila awan demikian tipisnya hingga sinar
matahari atau bulan menembusnya, awan tersebut sering melahirkan
pengaruh-pengaruh optik yang memungkinkan dapat dibedakan antara
awan kristal es dan awan butir air. Awan memang terkadang
menguntungkan bagi kita, namun terkadang adapula yang merugikan.
Namun pada dasarnya kebutuhan hidup kita bergantung dari
keberadaan awan. Awan mencegah radiasi penuh matahari mencapai
permukaan bumi, akan mengurangi masukan energi dan dengan
demikian memperlambat proses evaporasi (Masson 2002).
Awan adalah gumpalan uap air yang terapung di atmosfir.
Awan terlihat seperti asap berwarna putih atau kelabu di langit. Bentuk
awan bermacam macam tergantung dari keadaan cuaca dan
ketinggiannya. Tapi bentuk utamanya ada tiga jenis yaitu, yang
berlapis-lapis yang tersebar luas dan menutupi langit secara merata
dalam bahasa latin disebut stratus, yang bentuknya berserat-serat yang
berdiri sendiri, halus dan berserat, sering terdapat kristal es tetapi tak
menimbulkan hujan disebut cirrus, dan yang bergumpal-gumpal serta
bentuk awalnya horizontal disebut cumulus (ejaan Indonesia: stratus,
sirus, dan kumulus) (Anonime 2008).
10
C. Hasil Pengamatan
1. Radiasi Surya
1 2 3
Gambar 1. Sunshine Recorder tipe Cambell Stokes
a. Bagian-bagian Utama
1) Bola kaca
2) Mangkuk logam
3) Sepotong kertas rekam (kertas pias)
b. Prinsip Kerja
1) Memasang kertas pias pada tempat yang telah disediakan.
Kertas pias akan terbakar jika ada sinar matahari yang jatuh ke
bola, bola kaca disini berfungsi untuk memfokuskan sinar yang
jatuh diatasnya sehingga dapat membakar kertas pias yang ada
di bawahnya.
2) Menghitung presentase kertas pias yang telah terbakar.
3) Menggambar kertas pias yang telah digunakan.
4) Menentukan lama penyinaran matahari dalam satu hari
tersebut.
11
Tabel 1. Pengamatan dengan Sunshine Recorder tipe Cambell Stokes
Jam Lama Kertas Pias
Terbakar (menit)
Prosentase (%)
06.00 – 08.00 55 45,83
09.00 50 83,33
10.00 45 75
11.00 20 33,33
12.00 30 50
13.00 30 50
14.00 10 16,67
Jumlah 240 44,4 %
2. Tekanan Udara
Gambar 2. Barometer
a. Bagian-bagian Utama
1) Vernier
2) Skala barometer
3) Sekrup pengatur vernier
4) Termometer tempel
5) Lubang udara atau ventilasi
6) Bejana air raksa
12
7) Sekrup operasional
b. Prinsip Kerja
1) Membaca angka yang berada pada barometer, yang dibaca
adalah angka yang berada dibaris kedua dari pinggir, yang
paling dalam (berwarna merah).
2) Melakukan pengamatan tiap 20 menit sekali dan merekap data
yang diperoleh untuk satu hari tersebut.
3. Suhu (Suhu Tanah dan Suhu Udara)
Gambar 3. Termometer maximum dan minimum
Gambar 4. Termometer tipe six
Bola basahBola kering
13
Gambar 5. Termometer tanah bengkok
a. Bagian-bagian Utama
1) Bola termometer
2) Air raksa
3) Skala suhu
4) Celah sempit
b. Prinsip Kerja
1) Untuk mengetahui suhu terendah dalam suatu periode tertentu
(term. Min) dapat diketahui dengan membaca angka pada skala
yang bertepatan dengan ujung kanan penunjuk.
2) Untuk mengetahui suhu tertinggi dalam suatu periode tertentu
(term. Max) dapat diketahui dengan membaca angka pada
skala yang bertepatan dengan air raksa.
3) Untuk mengetahui suhu tanah (term. Tanah bengkok) dapat
dilakukan dengan mengamati angka pada skala yang
bertepatan dengan air raksa pada setiap kedalaman tanah.
14
Tabel 2. Pengamatan dengan Termometer maksimum, Termometer
minimum, dan Termometer Tanah Bengkok
Termometer (0C)
Maksimum Minimum Bola Basah Bola Kering
29,4 29,2 24,4 27
30,5 30,1 25,9 29
31 31,2 26,8 30
33,3 33 27,5 30,7
33,5 33 27,5 31
34 35 27,9 32,2
34,5 34,6 28,2 30,6
4. Kelembaban Tanah dan Udara
Gambar 6. Termohigrograf
a. Bagian-bagian Utama
1) Kertas grafik atau kertas pias
2) Drum
3) Bimetal strip
4) Skala penunjuk
b. Prinsip Kerja
Membaca skala pada thermohygrograph. Skala bagian atas untuk
suhu udara dan skala pada bagian bawah untk kelembaban udara.
Mengukur Kelembaban
Mengukur Suhu Udara
15
Tabel 3. Pengamatan dengan Termohigrograf
RH (%)
73
70
63
64
65
70
71
5. Curah Hujan
Gambar 7. Ombrograf
Gambar 8. Ombrometer
16
a. Bagian-bagian Utama
1) Tabung penampung
2) Kran
b. Prinsip Kerja
Curah hujan yang jatuh pada corong mengalir ke tabung
penampung sehingga permukaan air naik dan mendorong
pelampung dimana sumbunya bertepetan dengan sumbu pena.
Tangkai pena yang bertinta akan naik dan memberi bekas garis
pada kertas yang berskala, bergeraknya kertas searah jarum jam
dan sesuai dengan waktu yang ada.
6. Angin
Gambar 9. Wind Vane
Gambar 10. Anemometer
17
a. Bagian-bagian Utama
1) Counter
2) Tiang
3) Tiga buah mangkok sebagai baling-baling yang dibatasi sudut
123o
b. Prinsip Kerja
1) Melihat dan membaca arah panah yang menunjuk ke salah satu
arah mata angin.
2) Kemudian membaca skala yang tertera pada anemometer.
7. Evaporasi
Gambar 11. Panci Evaporimeter
a. Bagian-bagian Utama
1) Panci dari stainlees dengan diameter 122 cm dan tinggi 25.4
cm.
2) Hook Gauge (Alat pengukur tinggi permukaan air dalam
panci).
3) Still Well (Tempat Hook Gauge dan sekaligus pencegah
terjadinya gelombang saat pengukuran).
4) Floating Thermometer/termometer apung (termometer
maksimum dan minimum air).
b. Prinsip Kerja
Membaca skala yang tertera pada alat tersebut.
18
8. Awan
Gambar 12. Awan
a. Prinsip Kerja
1) Mengamati awan beserta ciri-cirinya kemudian memberikan
nama sesuai dengan family awan tersebut dan ketinggiannya.
2) Mencatat hasil pengamatan.
D. Pembahasan
1. Radiasi Surya
Lama penyinaran adalah lamanya surya bersinar cerah sampai
di permukaan bumi dalam satu hari. Satuan lama penyinaran adalah
jam/hari. Satuannya adalah kalori/cm2/menit. Alat yang digunakan
untuk mengetahui atau mengukur lamanya penyinaran dalam satu hari
adalah Sunshine Recorder tipe Cambell Stokes. Pengamatan lama
penyinaran matahari ini dilakukan selama kurang lebih12 jam mulai
dari matahari terbit sampai matahari terbenam. Pada sunshine recorder
ini, kertas pias akan terbakar karena sinar matahari yang difokuskan
oleh bola kaca pada alat ini. Semakin besar intensitas penyinaran, maka
kertas pias akan banyak yang terbakar. Kertas pias yang digunakan
untuk mengetahui lama penyinaran pun berbeda karena disesuaikan
dengan kedudukan matahari. Pada bulan september sampai dengan
bulan maret kertas pias yang dipasang pada sunshine recorder
berbentuk datar. Penggunaan tersebut dilakukan karena pada bulan
september sampai dengan maret matahari berada tepat di equator.
Sedangkan pada bulan maret sampai dengan september menggunakan
19
kertas pias yang berbentuk cekung dikarenakan matahari berada pada
lintang utara.
Pada praktikum kali ini kami hanya mengamati alat-alat yang
dapat digunakan untuk mengukur unsur-unsur cuaca. Kami juga
mempelajari serta mendapat penjelasan tentang prinsip kerja alat-alat
pengukur unsur-unsur cuaca tersebut. Kami dapat memperoleh
kesimpulan bahwa semakin bertambah siang intensitas radiasi yang
diterima bumi akan semakin besar. Di bidang pertanian lama
penyinaran dan intensitas radiasi matahari merupakan sumber energi
baik dalam proses fotosintesis, yaitu dapat merubah air dan CO2 di
dalam tanaman menjadi karbohidrat maupun sebagai energi panas yang
dapat digunakan pada proses pengeringan hasil-hasil pertanian atau
lainnya. Lama penyinaran matahari ini seringkali tidak penuh satu hari.
Hal ini dapat disebabkan karena sinar matahari terhalang oleh awan,
aerosol atau kabut. Intensitas radiasi matahari diartikan sebagai
banyaknya atau jumlah energi dari cahaya matahari yang diterima bumi,
pada luas tertentu serta jangka waktu tertentu.
2. Tekanan Udara
Tekanan udara merupakan gaya yang diberikan kepada suatu
permuakaan atau area oleh sekolom udara di atas permukaan tersebut.
Tekanan yang diberikan sebanding dengan massa udara vertikal yang
terdapat di atas permukaan sampai pada batas ketinggian lapisan
atmosfer terluar. Hal itu yang membuat tekanan udara di setiap tempat
berbeda.
Apabila ketinggian suatu tempat meningkat maka besarnya
tekanan udara tempat tersebut juga akan semakin meningkat. Besarnya
tekanan udara dipengaruhi oleh suhu udara. Alat yang digunakan untuk
mengukur tekanan udara disebut barometer. Tinggi angka yang
ditunjukkan oleh barometer selain ditunjukkan oleh tekanan udara pada
saat itu, juga dipengaruhi oleh faktor-faktor antara lain seperti: altitute
(tinggi tempat), latitude (letak lintang) dan gravitasi, serta suhu udara.
20
Gradien tekanan udara vertikal yang tidak selalu tetap karena
kerapatan udara dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungan seperti:
suhu, kadar uap air di udara dan gravitasi. Pengaruh letak lintang
terhadap tekanan udara akan mengakibatkan adanya gaya gravitasi
terkecil di khatulistiwa dan terbesar di kutub yang menyebabkan
tekanan udara di sekitar khatulistiwa cenderung lebih tinggi
dibandingkan di daerah kutub. Kemudian pengaruh suhu atau
temperatur dalam pengukuran tekanan udara adalah apabila suhunya
naik, air raksa akan mengembang dan jika suhunya turun air raksa
cenderung menyusut, karena itu pengukuran tekanan udara di daerah
tropis cenderung lebih tinggi.
3. Suhu (Suhu Tanah dan Suhu Udara)
a) Suhu Tanah
Suhu tanah dapat diukur dengan menggunakan thermometer
tanah bengkok. Suhu tanah ditentukan oleh radiasi matahari ke bumi.
Intensitas panas suatu tanah dipengaruhi oleh kedudukan permukaan
yang menentukan besarnya sudut datang, letak digaris lintang utara dan
selatan serta tinggi permukaan laut. Prinsip kerja termometer tanah
hampir sama dengan termometer biasa, hanya bentuk dan panjangnya
berbeda. Pengukuran suhu tanah lebih teliti daripada suhu udara.
Perubahannya lambat sesuai dengan sifat kerapatan tanah yang lebih
besar daripada udara.
Pada pengamatan yang menggunakan termometer maksimum
dan minimum tipe six suhu minimum pada saat itu adalah ,
sedangkan suhu maksimumnya adalah . Pada pengamatan suhu
menggunakan termometer bola basah dan bola kering, hasil pengukuran
suhu pada bola basah sebesar sedangkan pada pengamatan bola
kering sebesar .
21
Suhu tanah sangat berperan penting bagi kelangsungan hidup
tumbuhan oleh aktifitas perakaran. Pengukuran pada praktikum kali ini
dilakukan pada kedalaman 0 cm, 2 cm, 5 cm, 10 cm,50 cm dan 100 cm.
Suhu tanah rata-rata pada kedalaman 0 cm, 2 cm, 5 cm, 10 cm,50 cm
dan 100 cm berturut-turut adalah
. Pada kedalaman 0 cm
sampai dengan 50 cm digunakan sebagai indikator suhu yang sesuai
untuk perakaran tanaman semusim sedangkan pada kedalaman 50 cm
sampai dengan 100 cm untuk perakaran tanaman tahunan.
Dari hasil pengamatan thermometer tanah tersebut, semakin
kedalam jumlah intensitas radiasi matahari dalam penyebaran didalam
tanah yang diterima semakin kecil karena induksi semakin lemah,
sehingga suhu jauh lebih rendah dari permukaan tanah. Semakin besar
kedalamannya maka suhunya semakin rendah. Pengaruh suhu tanah
pada tanaman yaitu pada perkecambahan biji, pada aktivitas
mikroorganisme dan perkembangan penyakit tanaman. Faktor pengaruh
suhu tanah yaitu faktor eksternal (radiasi matahari, keawanan, curah
hujan, angin dan kelembaban udara) dan internal (tekstur tanah, struktur
dan kadar air tanah, kandungan bahan organik dan warna tanah).
b) Suhu Udara
Udara adalah kumpulan atau campuran gas, yang terbanyak
adalah nitrogen dan oksigen. Oksigen sangat penting untuk mendukung
kehidupan mahluk hidup dan memungkinkan terjadinya pembakaran
bahan baker. Nitrogen merupakan penyubur tanaman. Bakteri
menggunakan nitrogen dari udara untuk menyuburkan tanah. Udara
juga melindungi bumi dari radiasi berbahaya yang berasal dari ruang
angkasa. Suhu udara merupakan keadaan panasnya udara tersebut
dalam jangka waktu tertentu. Untuk mengukur suhu udara dalam suatu
waktu diperlukan alat yang bernama termometer bola basah dan kering.
Thermometer ini akan menyajikan tingkat suhu dalam suatu waktu
22
tersebut sehingga peneliti bisa mengetahui tingkat suhu itu. Pengendali
suhu udara antara lain:
1) Incoming radiasi/insolasi
2) Latitude
Suhu makin menurun dengan bertambahnya lintang. Pada daerah
tropis dan sub tropis penurunan kecil, dan pada daerah lintang yang
lebih tinggi penurunan besar.
3) Altitude
Suhu makin menurun dengan bertambahnya ketinggian tempat
ketinggian permukaan laut.
4) Adanya perairan dan daratan
Pemanasan dan pendinginan daratan lebih cepat daripada perairan
karena albedo tanah lebih besar dari air, panas jenis air lebih besar
dari tanah, dan energi menembus air lebih dalam.
5) Kemiringan lereng
Suhu tanah lain halnya dengan suhu udara. Suhu tanah memberikan
pengaruh yang lebih baik dalam hal pertumbuhan tanaman.
Sedangkan suhu udara memberikan pengaruh terhadap fase
reproduksi.
6) Angin
Angin yaitu udara yang bergerak yang diakibatkan oleh rotasi bumi
dan juga karena adanya perbedaan tekanan udara(tekanan tinggi ke
tekanan rendah) di sekitarnya. Angin merupakan udara yang
bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan rendah atau dari suhu udara
yang rendah ke suhu udara yang tinggi.
Apabila dipanaskan, udara memuai. Udara yang telah memuai
menjadi lebih ringan sehingga naik. Apabila hal ini terjadi, tekanan
udara turun kerena udaranya berkurang. Udara dingin disekitarnya
mengalir ke tempat yang bertekanan rendah tadi. Udara menyusut
menjadi lebih berat dan turun ke tanah. Diatas tanah udara menjadi
penas lagi dan naik kembali. Aliran naiknya udara panas dan turunnya
23
udara dingin ini dinamanakan konveksi. Pada pengamatan di
Jumantono suhu tertingginy adalah dan suhu terendahnya adalah
Sehingga suhu rata-rata daerah tersebut adalah
4. Kelembaban Tanah dan Udara
Kelembaban tanah merupakan keadaan keseimbangan
kandungan air dengan suhu di dalam tanah yang dipengaruhi oleh
lingkungan sekitarnya. Penentu utamanya adalah kandungan air dan
suhu. Dalam klimatologi, yang dimaksud dengan kelembaban udara
adalah kelembaban nisbi udara (Relative Humidity atau RH). Udara
lembab akan berkaibat menghambat transpirasi, sehingga mengurangi
laju perpindahan larutan zat hara dari tanah ke organ tanaman.
Kelembaban relatif udara dapat diukur dengan alat Hygrometer atau
Thermohigrograf yang sensornya berupa benda higroskopis.
Alat yang digunakan untuk mengukur kelembaban udara yaitu
thermohygrograp. Tetapi thermohigrograf di Jumantono tidak dapat
berfungsi. Oleh sebab itu pengamatan dilakukan dengan mengunakan
Termometer bola basah dan bola kering. Dari pengamatan yang
dilakukan didapatkan data pada thermometer bola basah menunjukkan
data , dan pada thermometer bola kering menunjukkan data
. Data tersebut kemudian dicocokan dengan tabel penetapan
kelembaban nisbi diperoleh kelembaban nisbi (RH) sebesar 84%.
Faktor yang menpengaruhi kelembaban antara lain tajuk
tanaman, sinar matahari, curah hujan, suhu udara dan tanah dan
kandungan air. Dalam bidang pertanian kelembaban besar peranannya
antara lain: jika kelembaban tinggi maka jamur dan penyulut tumbuh-
tumbuhan akan menjadi subur yang dapat menyerang tanaman, serta
akan mengakibatkan hasil sayuran dan buah-buahan cepat membusuk.
24
Pada umumnya kelembaban berlawanan dengan suhu, kelembaban
maksimum pada pagi hari dan minimum pada sore hari secara harian.
5. Curah Hujan
Curah hujan adalah jumlah air hujan yang jatuh dipermukaan
tanah selama periode tertentu yang diukur dalam satuan tinggi di atas
permukaan horizontal apabila tidak terjadi penghilangan oleh proses
evaporasi, pengaliran dan peresapan. Curah hujan juga dapat dinyatakan
dengan tebal lapisan air yang ada diatas permukaan tanah rata
seandainya tidak ada infiltrasi dan evaporasi dengan satuan mm. Curah
hujan 1 mm berarti banyaknya hujan yang jatuh di atas sebidang tanah
seluas 1 m2 = 1 mm x 1 m2 = 0,01 dm x 100 dm2 = 1 dm 3 = liter.
Sedangkan hari hujan adalah suatu hari dimana terkumpulnya curah
hujan 0,5 mm atau lebih dan pada saat praktikum dilaksanakan tidak
terjadi hujan.
6. Angin
Angin merupakan pergerakan pada arah horisontal atau
hampir horisontal. Penyebab utama angin karena perbedaan kerapatan
atmosfer yang menimbulkan beda tekanan udara. Komponen yang
diukur dalam pengamatan ini adalah kecepatan dan arah angin. Alat
yang digunakan dalam pengukuran kecepatan angin adalah anemometer
sedangkan alat yang digunakan dalam menentukan arah angin disebut
the wind vane. Pembagian arah angin selanjutnya dengan sebutan arah
timur laut, tenggara, barat daya dan barat laut.
Kecepatan arah angin dipengaruhi oleh faktor-faktor antara
lain gradien tekanan horisontal, latitude, altitude dan waktu untuk
gradien dengan tekanan yang sama. Arah angin dapat mengalami
pembelokan karena adanya rotasi bumi. Kecepatan angin sangat
berpengaruh terhadap vegetasi tanaman dan daerah di sekitarnya.
Pengaruh angin pada tanaman antara lain dapat meningkatkan laju
transpirasi, karena dengan kecepatan angin yang tinggi disertai dengan
25
suhu tinggi dan kelembaban rendah maka akan ada pemasukan CO2
sehingga laju transpirasinya tinggi.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan angin antara
lain:
a. Gradien barometer / gradient tekanan horizontal.
b. Arah gradien tekanan tegak lurus arah isobar, makin besar gradient
tekanan , makin besar / cepat angin bertiup.
c. Letak geografis / latitude
d. Untuk gradien tekanan yang sama disekitar equator kecepatan
angin lebih besar daripada yang jauh dari equator.
e. Ketinggian tempat / altitude
f. Untuk gradien yang sama, makin tinggi tempatnya kecepatan angin
makin besar.
7. Evaporasi
Evaporasi adalah penguapan air dari permukaan bumi ke
atmosfer. Proses evapotranspirasi sangat penting dalam siklus hidrologi
dan CWR (Crop Water Requirement adalah banyaknya air yang
dibutuhkan tanaman untuk tumbuh). Pada pengamtan kali ini untuk
mengamati besarnya evaporasi, menggunakan panci evaporimeter.
Berbentuk silinder terbuka dengan lapisan berwarna perak untuk
memantulkan cahaya dan berisi air sebagai indicator terjadinya
evaporasi pada daerah tersebut.
Nilai evaporasi merupakan selisih tinggi permukaan dari dua
kali pengukuran setelah nilai curah hujan diperhitungkan apabila pada
waktu pengukuran terjadi hujan. Sehingga tidak langsung berhubungan
dengan ombrometer. Perhitungan evaporasi dapat menggunakan rumus:
Bila tidak terjadi hujan
E0 = (P0-P1)mm
Bila terjadi hujan
E0 = (P0-P1)mm
26
Bila hujan sangat lebat sehingga panci terisi air sampai tumpah
atau meluap maka pengukuran penguapan tidak dapat dilakukan dan
diberi tanda x pada angka pencatatan.
Keterangan:
E0 : Evaporasi
P0 : Tinggi permukaan air diawal periode
P1 : Tinggi permukaan air diakhir periode
8. Awan
Awan merupakan titik-titik air yang melayang-layang tinggi di
atmosfer. Terjadinya awan dapat disebabkan oleh adanya inti-inti
kondensasi yang banyak sekali pada ruang basah, adanya kenaikan
tingkatan kelembapan relatif dengan disertai banyak inti kondensasi
atau sublimasi dan adanya pendinginan.
Awan terbentuk sebagai akibat naiknya udara yang lembab ke
atmosfer, yang mengalami proses kondensasi sehingga butir-butir air,
kristal es atau gabungan keduanya yang melayang terlihat sebagai
awan. Proses pembentukan dan perkembangan butir awan akibat dari
dua proses yaitu proses dinamis dan fisis (makrofisis dan mikrofisis).
Proses dinamis yaitu dengan adanya udara yng naik ke atas akan
mengakibatkan penurunan suhu (kondensasi), udara tersebut naik
karena adanya sistem arus angin horisontal yang konvergen, adanya
paksaan karena mendapat rintangan dan konveksi karena pemanasan.
Proses fisis terdiri dari proses makrofisis dan mikrofisis,
makrofisis seperti pada proses dinamis yang merupakan penyebab
terangkatnya uap air dari permukaan oleh sirkulasi lokal. Mikrofisis
dimulai dengan kondensasi uap air, mula-mula udara mengalami
pendinginan sehingga kapasitas uap air mengecil dan kelembabannya
tinggi sehingga akan mengakibatkan kondensasi. Kondensasi
27
merupakan proses utama dalam pembentukan awan. Penggolongan
awan adalah sebagai berikut:
a. Famili awan tinggi: cirrus, cirro cumulus dan cirro stratus
b. Famili awan sedang: alto cumulus dan alto stratus
c. Famili awan rendah: stratus, nimbo stratus dan strato cumulus
d. Famili awan tumbuh vertical: cumulus; cumulus nimbus dan nimbo
stratus
Pada praktikum ini awan yang diamati adalah awan alto cumulus. Awan
ini termasuk dalam famili awan sedang.
E. Komprehensif
Hasil suatu jenis tanaman bergantug pada interaksi antara
faktor genetis dan faktor lingkungan seperti jenis tanah, topografi,
pengelolaan, pola iklim dan teknologi. Dari faktor lingkungan, maka
faktor tanah merupakan modal utama. Keadaan tanah sangat dipengaruhi
oleh unsur-unsur iklim, yaitu hujan, suhu dan kelembaban. Pengaruh itu
kadang menguntungkan tapi tidak jarang pula merugikan.
Sementara itu di Indonesia, perhatian dan kerjasama antara
para ahli klimatologi dengan ahli pertanian semakin meningkat terutama
dalam rangka menunjang produksi tanaman pangan. Daya hasil beberapa
tanama pangan di Indonesia masih rendah jika dibandingkan dengan
negara-negara maju seperti Jepang dan Amerika Serikat. Perbedaan ini
disebabkan oleh pemakaian teknologi tinggi dan pengelolan yang baik.
Penigkatan produksi tanaman pangan selain dengan panca usaha tani juga
dilakukan dengan pemanfaatan iklim.
Namun sekarang penyimpangan-penyimpangan terhadap iklim
sering terjadi. Pengalaman menunjukkan bahwa secara temporer berbagai
bentuk penyimpangan iklim telah sering mengancam sistem produksi
pertanian. Ancaman tersebut tidak saja menyebabkan gangguan produksi,
tetapi juga menggagalkan panen dalam luasan ratusan ribu hektar.
Peristiwa kekeringan tahun 1994 dan 1997 merupakan yang terburuk
28
selama abad 20. Luas areal pertanian di Indonesia yang mengalami
kekeringan mencapai 161.144 sampai 147.126 ha yang mengakibatkan
penurunan produksi beras nasional secara signifikan dan pemerintah
kembali harus mengimpor beras sekitar 5 juta ton. Kerawanan sosial
sebagai dampak lanjutan dari kekeringan ini akan semakin memberatkan
manakala periode ulang El Nino meningkat menjadi 2-3 tahun satu kali.
Di dalam 18 dari 28 tahun panenan (1955-1982), banjir atau
kemarau panjang merupakan penyebab utama dari kegagalan panen di
Indonesia (Baradas, 1984). Langkah-langkah yang lazim diambil untuk
mengatasi masalah ini adalah dengan merangsang hujan, meramal hujan
atau memperbaiki jenis-jenis tanaman. Tetapi pada musim kemarau
pembentukan awan sangat sedikit dan massa udara kering, sehingga sulit
untuk dilakukan hujan buatan. Sedangkan ramalan hujan hanya
memberikan informasi mengenai waktu terjadinya hujan, padahal
tumbuhan memerlukan air dengan jumlah dan saat yang tepat. Jenis padi
yang tahan banjir dan kemaraupun hanya tidak dapat memberikan hasil
yang besar dan itupun kalau banjir tidak menghanyutkan atau kemaru
tidak membuatnya kering.
E. Kesimpulan dan Saran
1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan, dapat ditarik beberapa kesimpulan
sebagai berikut :
a. Komponen cuaca dan iklim dipengaruhi oleh radiasi surya,
tekanan udara, suhu (suhu udara dan suhu tanah), pH dan kelembaban,
curah hujan, angin, evapotranspirasi, dan awan.
b. Radiasi surya adalah sesuatu yang menyebar ke arah luar dari
suatu sumber, yang dimana sumber utamanya adalah matahari. Alat
untuk mengukur radiasi surya adalah Sunshine Recorder tipe Campbell
Stokes.
c. Tekanan udara bekerja ke segala jurusan dan tidak tetap. Jika
berada di permukaan atas maka tekanannya semakin rendah. Alat yang
29
d. Suhu tanah memberikan pengaruh yang lebih baik dalam hal
pertumbuhan tanaman sedangkan suhu udara memberikan pengaruh
terhadap fase reproduksi. Alat untuk mengukur suhu tanah adalah
thermometer tanah bengkok. Alat yang digunakan untuk mengukur
suhu udara adalah thermometer maximum dan minimum type six.
e. Kelembaban adalah konsentrasi uap air di udara dan dapat
diekspresikan dalam kelembaban absolut, kelembaban spesifik atau
kelembaban relatif. Alat yang digunakan untuk mengukur kelembaban
tanh dan udara adalah termohigrograf.
f. Curah hujan merupakan jumlah air hujan yang jatuh di
permukaan tanah dimana bervariasi dari tempat yang satu ke tempat
yang lain, dari musim ke musim pada tempat yang sama dan dari
waktu hujan yang berbeda. Alat yang digunakan untuk mengukur
curah hujan adalah ombrometer dan ombrograf.
g. Evapotranspirasi adalah proses perubahan air dari bentuk cair
menjadi gas dan perpindahannya dari suatu permukaan benda ke
atmosfer dan ini terjadi pada tanaman. Alat yang digunakan untuk
mengukur evaporasi adalah evaporimeter.
h. Awan merupakan gambaran nyata proses fisika yang terjadi di
atmosfer yang dimana menjadi indikator kondisi cuaca yaitu sumber
presipitasi dan pengendali neraca panas. Pengaruh awan terhadap
tanaman yaitu kurangnya tutupan awan menyebabkan radiasi matahari
dapat secara langsung sampai ke permukaan bumi dan digunakan
tanaman untuk melakukan proses fotosintesis.
2. Saran
Beberapa saran untuk praktikum pengamatan unsur-unsur cuaca
dalam praktikum agroklimatologi, yaitu:
a. Alat-alat pengamatan unsur cuaca di daerah Jumantono sudah
tidak layak pakai sehingga harus diperbaharui lagi alat-alatnya.
b. Alat-alat pengamatan unsur-unsur cuaca di daerah Jumantono
harus selalu di cek sehingga apabila ada alat yang sudah tidak
30
berfungsi bisa segera diatasi, minimal pengecekan alat dilakukan dua
minggu sekali atau satu bulan sekali.
DAFTAR PUSTAKA
Anonima. 2008. http://www.faperta.ugm.ac.id/. Diambil pada tanggal 26 November pada pukul 19.50 WIB.
Anonimb. 2008. http://www.jplh.or.id/. Diambil pada tanggal 26 November 2012 pada pukul 16.45 WIB.
Anonimc. 2007. Evaporasi. www.wordpress.com. Diakses pada tanggal 26 November 2012 pada pukul 16.30 WIB.
Anonimd. 2008. Hujan. www.wikipedia.org. Diakses pada tanggal 26 November 2012 pada pukul 18.00 WIB.
Anonime. 2008. Angin. http://id.wikipedia.org/wiki/Angin. Diakses tanggal 26 November 2012 pada pukul 16.50 WIB.
Benyamin, Lakitan. 2007. Klimatologi Dasar. Radja Grafindo Persada. Jakarta.
Djaenudin, D dan Hendrisman, M. 2008. Prospek Pengembangan Tanaman Pangan Lahan Kering di Kabupaten Merauke. Dalam Jurnal Litbang Pertanian Vol. 7 No. 2 Hal: 56-57. Bogor.
Foth, Henry D. 2001. Dasar-Dasar Ilmu Tanah edisi ke-7. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Handoko. 2003. Klimatologi Dasar. Pustaka Jaya. Bogor.
Marta, Joyce. 2008. Mengenal Dasar-dasar Hidrologi. Bandung. Penerbit Nova.
Masson, B. J. & Cloud. 2002. Rain And Rain Making, Cambridge. London.
Pettersen, 2006. Kapita Selekta dalam Agrometeorologi. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan dan Kebudayaan: Jakarta.
31
Sutiknjo, Tutut D. 2005. Petunjuk Praktikum Klimatologi. Fak. Pertanian Universitas Kediri: Kediri.
Soepardi. 2009. Sifat Dan Ciri Cuaca. Departemen Ilmu-Ilmu Tanah Fakultas Pertanian IPB. Bogor.
Wilson, E.M. 2003. Hidrologi Teknik. ITB. Bandung.
Vink, G.J. 2004. Dasar-Dasar Usaha Tani di Indonesia. PT. Midas Surya Grafindo. Jakarta.
Wuryatno, Indro. 2000. Klimatologi Dasar. UNS Press. Surakarta.