Unsur Cuaca = unsur iklim. Unsur cuaca adalah Keadaan fisik atmosfir bumi yang

dapat diukur. Biasanya keadaan atmosfer yang dipengaruhi oleh radiasi

matahari (sumber utama energi pada sistem iklim), adalah (1) radiasi mthr di permukaan bumi, (2) suhu udara, (3) tekanan udara, (4) penguapan air, (5) kelembaban udara, (6) awan dan hujan, dan (7) arah dan kecepatan angin.

Yang perlu dibahas adalah: (a). Pengertian masing-masing unsur cuaca, (b). cara mengukur, alat dan satuannya, (c). Agihan menurut tempat dan waktu (d). faktor pengendalinya, (e). pengaruhnya terhadap tanaman, tanah, dan OPT.

III. UNSUR-UNSUR CUACA DAN PENGARUHNYA TERHADAP TANAMAN

Radiasi Matahario Radiasi adalah bentuk energi yang dipancarkan oleh setiap

benda yang bersuhu > 0 oK dan merupakan satu-satunya bentuk energi yang dapat menjalar di dalam vakum angkasa luar.

o Radiasi mthr. adalah gelombang elektromagnet yang dibang-kitkan dari reaksi fusi nuklir yang mengubah dari Hidrogen menjadi Helium.

o Suhu permukaan matahari 6000 oK dan memancarkan radiasi GE 73,5 juta watt/m2, dan sampai di puncak atm. Bumi 1.360 watt/m2.

o Radiasi yang sampai di muka bumi lk. setengah dari di bagian puncak atm.

o Rata-rata radiasi matahari yang diterima di bumi 30 % dipan-tulkan ke angkasa.

III1. Radiasi MatahariA. Pengertian dan pembangkitan

Sistem Tata Surya

147-152 j1uta km

bumi

Radiasi suatu benda yang bersuhu permukaan > 0o K adalah F

F = Єσ Ts4 watt/m2

Keterangan F = pancaran radiasi Є = emisivitas permukaan, Є = 1 bila benda

hitam, Є = antara 0,9 dan 1,0 benda-benda alam, σ = tetapan Stefan-Boltzman (=5,67x10-8

watt/m Ts = suhu mutlak permukaan benda

Makin besar Ts, maka pancaran radiasi, F, makin besar. Apa bentuk yang diradiasikan oleh benda bersuhu Ts? gelombang! Wien menyatakan panjang gelombang dari pancaran benda adalah λ. Nilai λ maksiumum berbading terbalik dengan Ts benda yang memancarkan.

λ maksimum = 2897/Ts μm

B. Karakteristik Radiasi Matahari dan Bumi

Hampir seluruh (99 %) energi matahari berada pada gelombang pendek

Komposisi spektralnya 0,1 - 0,4 μm ultra violet = gelombang pendek (energi RM)-

9%0,4 - 0,7 μm sinar tampak (mer, ji, ku, hi, bi, vi)- 45 %0,7 - 1000 μm infra merah – 46 %

B. Karakteristik Radiasi Matahari dan Bumi (lanjutan)

0,50,1 105 50 100 500

tam

pakUV Infra merah radio

µm

1000

mer, ji, ku, hi, bi, vi

1

Radiometer Solarimeter mengukur radiasi global (radiasi yang

diserap dan dihamburkan) = Qs

Awan penghalang jumlah radiasi yang sampai ke permukaan bumi, lamanya radiasi mthr diterima di bumi (lama penyinaran = n) diukur dengan alat Solarimeter tipe Campbell Stokes

Qs/QA= a + b n/N

QA = jumlah radiasi secara teoritis (nilai Angot)

N = panjang hari n = lama penyinaran

a dan b = tetapan yang tergantung dari keadaan daerah

C. Cara mengukur radiasi matahari

Alat pengukur RM

Radiasi Mth di bumi ditentukan oleh tempat dan waktu Tempat di bumi - letak lintang (latitude) - keawanan

- arah lereng Waktu - perbedaan letak matahari dalam 1 hari (diurnal)

- perbedaan letak matahari dalam 1 tahun (hari ke hari)

Secara makro penerimaan radiasi mthr di muka bumi dipengaruhi oleh:

a. jarak antara mthr. dan bumib. panjang hari dan sudut datang (ketinggian matahari)c. pengaruh atmosfer bumi

D. Agihan Radiasi Matahari (Penerimaan Radiasi matahari di bumi)

perbedaan letak matahari dalam 1 hari (diurnal)

Pkl. 18.00

Pkl. 15.00

Pkl. 12.00

Pkl.

09.0

0

Pkl. 06.00

tropo

sfer

siang

Malam hari

.

perbedaan letak matahari dalam 1 tahun (hari ke hari)

utara

selatan

22 juni

22 desember

21 maret29 september

Sistem Tata Surya

147-152 j1uta km

bumi

Jarak terdekat 4 juli (147 juta km) -- perihelionJarak terjauh 3 januari (152 juta km) -- aphelion

Ragam jarak ini mempengaruhi jumlah energi yang

diterima di bumi

a. jarak antara mthr. dan bumi

22/12

23/9

22/6

21/3terjauh

terdekat

Summer solstice

equinox

Winter solstice

Penerimaan radiasi mthr di bumi pada suatu waktu ditentukan oleh sudut datang mthr. Sudut datang matahari suatu tempat tergantung letak lintang. Di Kutub utara dan selatan mengalami panjang hari 24 jam dan 0 jam selama 6 bulan dalam 1 tahunDi Indonesia 6oLU-11oLS ?

Cos z = sinΦ sinδ + cos Φ cos δ cos h δ = -23,4 cos {22(No + 10)/365}

z = sudut antara garis normal dan sinar datangΦ = letak lintangh = sudut waktu (24 jam =360 derajat)δ = sudut deklinasi mthr ditentukan oleh waktu/tanggal NoNo = nomor hari dalam 1 tahun. 1 Jan adalah no 1, dst. .. 365.Pada saat terbit z = 90o , h = ½ panjang hari , cos90o =00 = sinΦ sinδ + cos Φ cos δ cos HCos H = -tg Φ tg δ , maka H = -tg-1 Φ tg-1 δ

Panjang hari dan sudut datang (ketinggian matahari)

.

Sudut datang matahari

mthr

bumi

E

E

147-152 juta km

Lm

Lt

Lm > Lt, maka E/Lm < E/Lt

Radiasi mthr. Yang masuk bumi mengalami: (1) penyerapan, (2) pemantulan, oleh gas aerosol, dan awan (3) penghamburan,

PenyerapanO2 menyerap radiasi mthr UV (0,12 – 0,18 μm)

Ozon menyerap radiasi mthr UV (0,22-0,33 μm)Uap air menyerap iR 0,93; 1,13; 1,42, 1,47 μm)CO2 menyerap IR (2,7 μm)

Pembauran (hamburan): Pelaku penyerapan oleh mol udara, uap air, partikel Radiasi mthr. dibaurkan sebagai radiasi langit (sumber kalor permukaan bumi.)Atas dasar ukuran partikel penghambur: pembauran Reyleigh dan pembauran Mie

Pengaruh atmosfer bumi

Pemantulan Pelaku: awan, jumlah rad. mthr yang dipantulkan awan 20 % Jumlah yang dipantulkan tgt. pada - banyaknya awan - tebal awan - jenis awan

Albedo = nisbah radiasi mthr yang dipantulkan/radiasi mthr datang

makin besar albedo makin besar yang dipantulkanPenentu albedo: macam permukaan, kandungan air, sudut datang mthr.

Albedo: Awan sirus 36 %, altostratus 39-59 %, stratus 42-84 %, kumulus 70-90 %; kumolonimbus 92 %, tanaman 15-25 %, lapangan rumput 10-20 %, tanah hitam 5-15 %, tanah abu- abu lembab 10-25 %; padang pasir 25-30 %, jalan aspal 5- 10 %, air di katulistiwa 6 %

Pengaruh atmosfer bumi (lanjutan)

Bumi menerima radiasi mthr bumi hangat ( 15oC=273 + 15oK) λ maksimum = (2897/Ts) μm IR (gel panjang 4- 120 μm). IR (gel panjang) = Radiasi Bumi = radiasi malam Radiasi bumi juga oleh atmosfer bumi diserap, diradiasikan lagi,

dan diteruskan

Radiasi BUMI

64 20100 dari mthr

38

18

18

26

2

16124

Ozon, uap air

awan

Radiasi mthr yang jatuh di atas tanaman berpengaruh:1. Kecepatan pertumbuhan2. Kecepatan transpirasi kebutuhan air3. Pada energi tinggi menyebabkan pembakaran

Pengaruh radiasi mthr terhadap pertumbuhan melalui:1. Fotosintesis CO2 + H2O ==== C11H22O11 + O2 (dalam khloroplas)

PAR = Photosyntetically active radiation, λ : 400-700 nm

2. Fotostimulus misalnya Fotoperiodisme: respon tanaman terhadap panjang siang dan malam

Fotosintesis dibutuhkan intensitas radiasi, sedangkan fotope-riodime dibutuhkan lama radiasi mthr

E. Pengaruh radiasi mthr terhadap tanaman

PAR

Laju fotosintesis meningkat dengan bertambahnya intensi-tas, karena peningkatan reaksi fotokimia. Pada intensitas rendah konduksi CO2 stomata berhenti, maka laju fotosin-tesis sangat rendah dan sebaliknya, tetapi keadaan ttt., fotosintesis tidak dipengaruhi oleh intensitas radiasi mthr. Penyebabnya adalah daun telah jenuh radiasi mthr. --> konduksi (kehantaran) CO2 stomata berhenti.

Ada tanaman yang laju fotosintesis mulai menurun sebelum mengalami titik jenuh radiasi mthr, karena turgor stomata terganggu --> stomata menutup --> CO2 tidak masuk ke dalam daun.

Pada fotoperiodisme panjang hari yang penting adalah lamanya radiasi mthr tampak mata (bukan semua radiasi). Respon (tanggap) ini dilihat dari waktu pembungaan

E. Pengaruh radiasi mthr terhadap tanaman …

Alard dan Garner (1940), membagi tanaman atas dasar respon terhadap panjang hari.Tanaman hari panjang – berbunga bila panjang hari > nilai kritisnya

Lobak, selada, bit, kembang sepatu, kentang, dan tanaman yang berbunga pada akhir musim semi atau awal musim panasTanaman hari pendek – berbunga bila panjang hari < nilai kritisnya

Arbei, aster, seruni, ubi jalar, dan tanaman yang berbunga pada awal musim semi atau akhir musim panas

Tanaman netral – tidak terpengaruh Nilai kritis rata-rata adalah 14 jam

E. Pengaruh radiasi mthr terhadap tanaman …

Pengaruh (peran) Radiasi matahari terhadap proses tanah

Pengaruh radiasi matahari terhadap serangga melalui suhu dan cahaya.

Intensitas cahaya mempengaruhi perilaku serangga. Banyak serangga yang aktif siang hari

Banyak serangga yang diam pada malam hari

Beberapa serangga aktiv saat cahaya redup saat fajar dan senja

Kegiatan OPT yang lain ?

E. Pengaruh radiasi mthr OPT (roden, serangga, jamur dan bakteri, virus)

Ada anggapan bahwa daerah tropis daerah yang potensial

untuk pertanian, tetapi produksi < daerah sedang akibat kegagalan teknologi. Padahal bukan.Kemungkinan oleh suhu yang hangat pada malam hari (?). Atau radiasi matahri lebih rendah dari pada daerah sedang (?)

Tugas Kemungkinan oleh suhu yang hangat pada malam hari (?).

Atau radiasi matahri lebih rendah dari pada daerah sedang (?)

Buatlah paper tentang produktivitas di daerah tropis < sedang !

Perbandingan produksi tanaman daerah Tropis dan Sedang menurut penggunaan radiasi matahari

Terima kasih

.