Perubahan suhu udara harian antara tiga lokasi berpola sinusoidal
PENELITIAN IKLIM MIKRO HUTAN DAN HUTAN MANGROVE
2.1. Definisi Iklim Mikro Dan Karakteristik Iklim Mikro Hutan Iklim mikro didefinisikan dengan penekanan yang berbeda sesuai
kepentingan atau bidang kajian. Davies-Colley et al (2000) mengutip Oke (1978) mengemukakan bahwa iklim mikro dapat didefinisikan sebagai iklim dalam skala kecil misalnya antara 0.01 hingga 1.000 m. Definisi iklim mikro dalam Britannica Encyclopedia adalah: kondisi iklim pada area yang sangat kecil, pada posisi beberapa kaki di atas permukaan bumi dan di bawah kanopi vegetasi. Definisi iklim mikro menurut Wikipedia adalah zona atmosfir lokal dimana kondisi iklimnya berbeda dengan lingkungan sekitar. Dalam beberapa buku literatur dan artikel penelitian, iklim mikro didefinisikan sebagar area kecil yang memiliki kondisi iklim khusus dan berbeda dengan wilayah sekitarnya.
Definisi iklim mikro menunjuk pada ukuran beberapa kaki persegi saja atau dapat mencapai ukuran beberapa mil persegi. Sebagai contoh, batasan iklim mikro dapat diberlakukan pada tubuh air yang dapat mempengaruhi iklim lokal menjadi dingin, atau pada lokasi pemukiman yang padat dimana terdapat bangunan dan jalan aspal yang menyerap energi matahari, menaikan panas dan meradiasi kembali panas, sehingga mempengaruhi udara yang segar dst. Iklim mikro dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti suhu, kelembaban, kecepatan angin, embun, salju, kesetimbangan panas, evaporasi, sifat alam tanah dan vegetasi, topografi lokal, lintang, ketinggian, dan musim. Cuaca dan iklim dipengaruhi oleh kondisi iklim mikro, khususnya oleh variasi karakteristik permukaan.
Tujuan Instruksional
Setelah mempelajari topik penelitian iklim mikro hutan, mahasiswa mampu:
• Menjelaskan perbedaan iklim mikro dengan iklim global dan regional • Menjelaskan hubungan antara proses difusi energi cahaya dan energi
termal dengan perubahan harian iklim mikro.
• Menjelaskan bagaimana terjadinya perubahan temporal dan spasial iklim mikro hutan dan hutan mangrove.
• Menjelaskan pentingnya karakterisasi iklim mikro ekosistem hutan • Memahami hubungan antar variabel iklim mikro .
• Membuat rancangan dasar/sederhana untuk mengamati iklim mikro pada satu wilayah hutan dengan kondisi ekosistem dan lingkungan berbatasan tertentu.
Ogunsote and Prucnal-Ogunsote (2002), mengemukakan bahwa iklim mikro menunjuk pada area dengan skala spasial 1 km horizontal dan 100 meter vertikal. Iklim mikro dipengaruhi oleh bangunan, pohon dan pola aliran angin. Iklim mikro dapat diatur dengan perancangan bentang alam sedemikan rupa sehingga terjadi reduksi beban termal dalam bangunan dan bagi penghuinya. Dalam buku ini iklim mikro didefinisikan sebagai iklim dalam satu area hutan yang dibatasi oleh fitur-fitur ekologis sedemikian rupa sehingga berbeda dengan lingkungan yang berbatasan.
Iklim mikro dikendalikan oleh radiasi matahari sebagai sumber energi cahaya yang kemudian dirubah sebagiannya menjadi energi termal oleh fitur-fitur ekologis lokal. Iklim mikro merupakan bagian dari iklim global; iklim mikro dipengaruhi oleh iklim global dan sebaliknya iklim gobal ditentukan oleh iklim mikro. Dalam Bab II telah dibahas bahwa komponen ekosistem dapat menyerap dan mengemisi radiasi termal, yang akhirnya mempengaruhi iklim global.
Iklim mikro di bawah kanopi hutan telah banyak diteliti sejak beberapa tahun lalu, antara lain oleh Reifsnyder and Lull (1965) dan Jarvis et al. (1976) dalam Moore et al. (2005), McCaughey et al. (1997), Chen et al. (1999), Meyer et al. (2001); Ramos and Santos (2006), Rambo and North (2008). Iklim mikro hutan terutama di pengaruhi oleh struktur vegetasi dan tutupan kanopi. Tutupan kanopi mereduksi radiasi matahari, presipitasi dan kecepatan angin (Moore et al., 2005). Selain mereduksi intensiatas radiasi cahaya, kanopi hutan mengubah distribusi spectral cahaya, karena daun mengabsorbsi dan memantulkan energi cahaya pada panjang gelombang yang berbeda-beda (Atzet and Waring, 1970; Yang et al., 1993). Kanopi lebat dapat mereduksi lebih 90 % radiasi cahaya masuk (Young and Mitchell, 1994; Chen et al., 1995; Brosofske et al., 1997; Davies-Colley et al., 2000). Bagian energi radiasi cahaya yang ditransmisi melalui celah daun dan mencapai tanah bergantung pada tinggi tajuk dan kerapatan serta susunan daun (Federer, 1971; Black et al., 1991). Bagian energi radiasi cahaya yang diserap diubah menjadi energi panas latent dan panas sensible. Pada suhu sekitar 27oC, obyek yang ada di permukaan bumi mulai memancarkan radiasi termal yang puncaknya berada pada saluran inframerah. Semakin tinggi suhu obyek, puncak radiasi energi yang dipancarkan semakin bergeser ke saluran (spektrum elektromagnit) dengan panjang gelombang lebih pendek.
Kemampuan kanopi mereduksi radiasi cahaya, secara langsung mengendalikan emisi termal oleh tanah atau air atau obyek lain yang berada di bawah kanopi. Emisi termal oleh permukaan lahan di
bawah kanopi menjadi berbeda signifikan dengan lingkungan berbatasan, misalnya lahan terbuka, jalan aspal, laut, area pemukiman dll. Kanopi hutan menjadi faktor pembatas ekosistem hutan dan iklim mikro hutan, karena mengendalikan energi radiasi cahaya dan energi termal yang diemisi oleh ekosistem. Kanopi hutan juga mengendalikan difusi termal antara ekosistem dengan lingkungan dan antar komponen ekosistem hutan (misalnya antar tambalan dalam hutan).
Variabel iklim mikro yang terkait atau menjadi indikator energi radiasi cahaya adalah intensitas cahaya atau kuat penerangan matahari, kelembaban udara, suhu tanah, dan kelembaban tanah. Kanopi hutan mengurangi presipitasi yang masuk ke dalam tanah dan melalui evapotranspirasi. Besarnya pengurangan presipitasi yang masuk kedalam tanah bervariasi antara 10 hingga 30% dari total presipitasoi tahunan (McCaughey et al., 1997; Pomeroy and Goodison, 1997; Spittlehouse, 1998). Bagian presipitasi yang masuk ke tanah juga berkurang dengan meningkatnya kecepatan angin dan intensitas penyinaran.
Angin merupakan variabel iklim yang mempengaruhi variabel iklim mikro hutan seperti suhu udara, kelembaban udara, suhu tanah dan kelembaban tanah (Davies-Colley et al., 2000). Kanopi hutan berperan mereduksi kecepatan angin menjadi 10 hingga 20% dari kecepatan di tempat terbuka (Raynor, 1971; Chen et al., 1995; Davies-Colley et al., 2000). Semakin jauh ke tengah hutan dari tepi, pengurangan kecepatan angin semakin besar. Kanopi hutan mangrove berperan mengendalikan emisi dan difusi termal dan secara langsung mengendalikan variabel iklim mikro: suhu udara, kelembaban udara, suhu tanah/air, kelembaban tanah. Pengaruh kanopi terhadap angin, secara tidak langsung mempengaruhi variabel iklim mikro lainnya. Struktur hutan dan fungsi kanopi hutan mengendalikan iklim mikro, merupakan karakteristik iklim mikro hutan. Beberapa hasil penelitian, mengungkapkan fungsi kanopi hutan dalam mengendalikan variabel iklim mikro.
Fungsi kanopi hutan mereduksi perubahan suhu udara harian dibuktikan oleh pola perubahan suhu udara siang hari dalam hutan yang sama namun konsisten lebih rendah dari suhu udara di luar hutan (Young and Mitchell, 1994; Chen et al., 1995; Cadenasso et al., 1997; Brosofske et al., 1997; Davies-Colley et al., 2000; Spittlehouse et al., 2004). Pada malam hari, suhu udara dalam hutan lebih rendah dibanding suhu udara di atas lahan terbuka (Chen et al., 1995; Spittlehouse et al., 2004) membuktikan peran kanopi mengendalikan energi termal yang tersimpan dalam hutan selama emisi dan difusi termal pada siang hari. Pada siang hari, kelembaban relatif dalam
hutan berkisar 5 hingga 25% lebih tinggi dari tempat terbuka (Chen et al., 1995; Brosofske et al., 1997; Davies-Colley et al., 2000; Spittlehouse et al., 2004). Fungsi kanopi hutan mereduksi suhu tanah dibuktikan dengan kesamaan pola perubahan harian suhu tanah di bawah kanopi dengan tempat terbuka, namun pada siang hari, suhu tanah di bawah kanopi hutan lebih rendah 10 sampai 15°C. Pada malam hari suhu tanah di bawah kanopi hutan lebih tinggi 1 sampai 2°C dari tempat terbuka (Chen et al., 1995; Brosofske et al., 1997; Spittlehouse et al., 2004).
2.2 Skema Perubahan Iklim Mikro Harian Dalam Hutan Dan