Gambar 1.1Sunshine Recorder tipe Campbell Stokes a. Bagian-bagian Utama
1) Bola Kaca Pejal (umumnya berdiameter 96 mm) 2) Plat logam berbentuk mangkuk
3) Bagian pendiri (stand) 4) Kertas pias
b. Prinsip Kerja
1) Sinar matahari datang menuju permukaan bola kaca pejal 2) Difokuskan keatas permukaan kertas pias yang telah dipasang 3) Kertas pias terbakar akibat fokus sinar matahari, dan
meninggalkan jejak bakar sesuai posisi matahari saat itu Tabel 1.1 Pengamatan dengan Sunshine Recorder tipe Campbell Stokes
jam Lama kertas pias terbakar
( menit) Prosentase 06.00 – 08.00 09.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 90 50 60 60 20 0 10
total 3 jam 45 menit ...%
2. Tekanan Udara Gambar 1.2 Barometer a. Bagian-bagian Utama 1) Skala 2) Jarum penunjuk b. Prinsip Kerja
1) Ditempatkan pada suatu tempat yang ingin diketahui tekanan udaranya
2) Jarum penunjuk secara otomatis akan menunjukkan keadaan tekanan udara pada tempat tersebut
3) Membaca skala pada barometer 3. Suhu ( suhu tanah dan suhu udara )
Gambar 1.3 Termometer tanah bengkok a. Bagian-bagian :
1) Reservoir untuk jeluk tanah 20 cm 2) Pipa kapiler berisi raksa
b. Prinsip kerja 1) muai air raksa
2) Tanah digali pada kedalaman yang diinginkan (20 cm) setelah ujung reservior dimasukan kenaikan suhu tanah
menyebabkan air raksa memuai dan akan mengisi kolom hampa udara sampai pada skala tertentu.
Gambar 1.4 Termometer maksimum dan minimum a. bagian – bagian :
1) skala penunjuk suhu 2) air raksa
b. prinsip kerja : 1) muai air raksa
2) air raksa akan bereaksi memuai dan mengerut sesuai dengan suhu disekitar tempat dimana termometer diletakkan.
Tabel 1.2 Pengamatan dengan termometer Waktu
pengamata n
Termometer ( 0C )
maksimum minimum Bola basah Bola kering 06.00 – 08.00 09.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 29 31 34 35 33 34,5 32 29 31 34 34 33 34 32 24,2 25,3 26,5 26,2 25,8 26 24,4 28,3 30,4 33 33,5 32,4 32,8 32 total 228,5 227 178,4 222,4
4. Kelembaban tanah dan udara
Gambar 1.5 Termohigrograf a. Bagian –bagian
1) Pena pencatat
2) Roller tempat meletakkan kertas grafik b. Prinsip kerja
1) Berdasarkan metode perubahan ukuran benda higroskopis 2) Alat diletakkan di tempat yang ingin diketahui
kelembabannya
3) Alat akan mencatat secara otomatis kelembaban di tempat tersebut
Tabel 1.3 Pencatatan kelembaban udara dengan termohigrograf
Waktu pengamatan RH ( % ) 06.00 – 08.00 09.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 69 63 55 50 53 53 50 total 393
Sumber : data rekapan 5. Curah hujan
Gambar 1.6 Ombrograf a. Bagian – bagian :
1) Corong penampung 2) Selang pengalir
3) Alat akan mencatat secara otomatis b. Prinsip kerja :
1) Air hujan akan masuk dalam corong penampung 2) Masuk ke tabung penampung
3) Permukaan air naik dan mendorong pelampung dimana sumbunya bertepatan dengan sumbu pena
Gambar 1.7 Ombrometer a. Bagian bagian
1) Corong penampung 2) Selang pengalir b. Prinsip kerja
Curah hujan yang jatuh pada corong mengalir ke tabung penampung sehingga permukaan air naik dan mendorong pelampung dimana sumbunya bertepatan dengan sumbu pena. Tangkai pena bertinta ikut naik dan memberi bekas garis pada kertas yang berskala, bergeraknya kertas searah putaran jarum jam dan sesuai dengan waktu yang ditentukan.
6. Angin
Gambar 1.8 Wind vane a. Bagian bagian
1) Penunjukmata angin 2) Sudut kompas b. Prinsip kerja
1) Melihat dan mencatat arah panah yang menunjuk ke salah satu arah mata angin.
Gambar 1.9 Anemometer a. Bagian bagian
1) Penangkap angin
2) Pengukur kecepatan angin b. Prinsip kerja
1) Membaca skala yang tertera pada anemometer 7. Evaporasi
Gambar 1.10 Panci evaporimeter a. Bagian bagian
1) Bejana panci warna putih metalik
2) Tabung peredam riak ( still weel cylinder) 3) Batang pancing pengukur mikrometer b. Prinsip kerja
1) Pengukuran dilakukan pada permukaan air dalam keadaan tenang didalam tabung peredam riak (Still Well Cylinder) berbentuk silinder untuk mencegah terjadinya gelombang air pada ujung jarum yang digunakan untuk mengukur tinggi permukaan air pada panci evaporimeter.
2) Batang pancing ini terletak menggantung ditabung peredam riak sebagai petunjuk tinggi permukaan air. 8. Awan
a. Mengamati awan beserta ciri-cirinya kemudian memberikan nama sesuai dengan famili awan tersebut dan ketinggiannya. b. Dari hasil pengamatan awan yang diamati, awan pada daerah
praktikum pada saat itu adalah termasuk awan jenis cumulus. D. Pembahasan
1. Radiasi Surya
Dalam praktikum ini alat yang digunakan adalah sunshine recorder tipe cambell stokes. Pengamatan radiasi surya meliputi lama penyinaran dan intensitas radiasi. Lama penyinaran adalah lamanya surya bersinar cerah sampai di permukaan bumi dalam satu hari. Satuan lama penyinaran adalah jam/hari. Sinar matahari, tidak
seluruhnya diserap oleh bumi tetapi sebagian akan diabsorbsi, dipantulkan, dipancarkan dan dibiaskan. Jumlah radiasi matahari yang diterima oleh bumi berbeda-beda. hal ini disebabkan oleh :
a. Jarak dari matahari : Semakin dekat dengan matahari maka radiasi yang diterima juga semakin besar dan semakin jauh jarak dengan matahari maka radiasi yang diterima juga semakin sedikit.
b. Intensitas radiasi matahari : Semakin besar nilai intensitas radiasi maka radiasi yang diterima juga semakin besar dan semakin kecil nilai intensitas radiasi maka radiasi yang diterima juga semakin kecil.
c. Lamanya penyinaran matahari : Lamanya radiasi juga akan mempengaruhi kuantitas, kualitas dan intensitas karena adanya kelengasan yang jenuh sehingga radiasi surya tidak sampai pada permukaan bumi.
d. Atmosfer dalam penyaluran sinar matahari mencapai bumi akan melewati atmosfer dimana selama perjalanannya itu akan mengalami beberapa hambatan sehingga energi yang diterima juga akan mengalami pengurangan yang disebabkan oleh:
1) Absorbsi, yaitu penyerapan energi sinar matahari yang dilakukan oleh uap air, O2, O3 dan CO2.
2) Refleksi pemantulan energi sinar matahari oleh partikel-partikel yang berdiameter lebih besar dari gelombnag cahaya, contoh: awan.
3) Scattering, pembauran cahaya oleh partikel-partikel yang berdiameter kurang dari gelombang cahaya, contoh : uap dan aerosol.
Pada praktikum radiasi surya yang dilakukan adalah dengan pengamatan lama penyinaran dan intensitas radiasi yang dilakukan untuk mengetahui lama penyinaran dapat menggunakan alat sunshine recorder. Pada sunshine recorder, kertas bias akan terbakar akibat sinar matahari. Sedangkan untuk mengetahui intensitas radiasi
menggunakan alat solarimeter. Semakin siang, nilai datanya semakin besar karena pada siang hari intensitas penyinaran matahari sangat tinggi.
2. Tekanan udara
Tekanan udara adalah tenaga yang bekerja untuk menggerakkan massa udara dalam setian luas tertentu. Tekanan udara diukur berdasarkan tekanan gaya pada permukaan dengan luas tertentu, misalnya 1 cm2. Satuan yang digunakan adalah atmosfer (atm),millimeter kolom air raksa (mmHg) atau milibar (mbar). Tekanan udara patokan (sering juga disebut) tekanan udara normal) adalah tekanan kolom udara setinggi lapisan atmosfer bumi pada garis lintang 450 dan suhu 00C. besarnya tekanan udara tersebut dinyatakan sebagai 1 atm. Tekanan sebesar 1 atm ini setara dengan tekanan yang diberikan oleh kolom air raksa setinggi 760 mm. satuan tekanan selain dengan atm atau mmHg juga dapat dan sering dinyatakan dalam satuan kg/m2.Konversi antara satuan tekanan udara tersebut adalah 1 atm = 760 mmHg = 14,7 Psi = 1,013 mbar. Alat untuk mengukur tekanan udara disebut barometer. Tekanan udara berkurang dengan bertambahnya ketinggian tempat(elevasi atau altitude). Hubungan antara tekanan udara dengan ketinggian dapat dilihat pada persamaan laplace sebagai berikut H = k(1+¥t)log(β0/βh). Hubungan antara tekanan udara dengan ketinggian tempat itu dimanfaatkan dalam merancang alat untuk pengukuran ketinggian tempat yang disebut altimeter. Tekanan udara dipengaruhi oleh suhu, jika suhunya naik, air raksa akan mengembang dan jika suhunya turun, air raksa akan menyusut. Karena itu pengukuran tekanan udara di daerah tropis cenderung menunjukkan angka yang lebih tinggi.
Tekanan udara dibatasi oleh ruang dan waktu. Artinya pada tempat dan waktu yang berbeda maka tekanan udaranya juga berbeda. Tekan udara secara vertikal adalah semakin ke atas tekan udaranya semakin menurun. Hal tersebut dikarenakan komposisi gas
penyusunnya semakin ke atas semakin berkurang, sifat udara yang dapat dimampatkan, kekuatan gravitasi semakin ke atas semakin lemah, adanya veriasi secara vertikal di atmosfer yaitu setelah lapisan troposfer. Tekanan udara secara horisontal yaitu sebaran variasi tekanan udara dipengaruhi suhu udara, bahwa daerah yang suhu udaranya tinggi maka tekanan udaranya rendah dan daerah yang suhu udaranya rendah maka tekanan udaranya tinggi. Pola penyebaran tekanan udara horisontal dipengaruhi oleh lintang tempat, penyebaran daratan dan lautan, dan pergeseran posisi matahari tahunan.
3. Suhu ( suhu tanah dansuhu udara )
Suhu adalah besaran yang menyatakan derajat panas dingin suatu benda. Alat untuk mengukur suhu adalah termometer, bisa juga dengan termohigrograf. Dalam kehidupan sehari-hari untuk mengukur suhu cenderung menggunakan indra peraba. Sklala yang biasa digunakan untuk mengukur suhu biasanya menggunakan skala celcius, kalau skala internasionalnya menggunakan kelvin.
Faktor-faktor yang mempengaruhi suhu di permukaan bumi ialah :
a. Jumlah radiasi yang diterima b. Pengaruh daratan atau lautan c. Pengaruh ketinggian tempat
d. Pengaruh angin secara tidak langsung, misalnya angin yang membawa panas dari sumbernya secara horizontal.
e. Penutup tanah, tanah yang ditutup vegetasi mempunyai temperatur yang kurang daripada tanah tanpa vegetasi.
f. Tipe tanah, tanah-tanah gelap indeks suhunya lebih tinggi.
Suhu dapat dimodifikasi, misalnya dengan menggunakan rumah kaca yang menyebabkan suhu bertambah tinggi. Selain itu juga pada tempat-tempat tertentu yang dibuat untuk suhu rendah maupun suhu tinggi. Memodifikasi suhu agar menjadi rendah dengan mengguanakan AC. Memodifikasi suhu belum bisa secara makro
namun baru bisa secara mikro. Memodifikasi suhu tanah dengan menggunakan mulsa plastik.
4. Kelembaban tanah dan udara
Kelembaban adalah tingkat kebasaan udara karena adanya uap air yang terkandung di udara. Kandungan uap air di udara hangat lebih banyak dari pada kandungan air dalam udara dingin. Alat yang digunakan untk mengukur kelembaban udara adalah higrometer, namaun bisa juga dengan termohigrograf sekalian dengan pengukuran suhu 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. Kelembaban udara yaitu banyaknya kadar uap air yang ada di udara. Keadaan kelembaban di atas permukaan bumi berbeda-beda. Pada umumnya kelembaban yang tertinggi di daerah khatulistiwa sedangkan yang terendah pada lintang 400C. Daerah rendah ini disebut horse latitude, curah hujannya kecil. Besarnya kelembaban suatu daerah merupakan faktor yang dapat menstimulasi curah hujan.
Di dalam atmosfer selalu ada uap air yang jumlahnya tidak tetap. Uap air adalah suatu gas yang tak dapat dilihat, yang merupakan salah satu bagian dari atmosfer. Dalam klimatologi, yang dimaksud dengan kelembaban udara adalah kelembaban nisbi udara (Relatif Humidity/RH) yaitu perbandingan antara banyaknya uap air saat itu dan uap air maksimum yang dapat dikandung oleh hawa saat itu (temperature itu) pula. Kelembaban udara berbanding terbalik dengan suhu udara. Semakin tinggi suhu udara, maka kelembaban udaranya semakin kecil. Hal ini dikarenakan dengan tingginya suhu udara akan terjadi presipitasi (pengembunan) molekul air yang dikandung udara sehingga muatan air dalam udara menurun.
Pada siang hari energi radiasi cenderung kuat, akan meningkatkan suhu udara, pada kondisi tersebut bila tekanan uap
aktual di udara tetap maka kelembaban relatif udara akan berkurang, demikian sebaliknya. Kelembaban rlatif yang tinggi pada padi hari pada saat suhu udara mencapai titik suhu terndah bila bersentuhan dengan benda yang suhunya lebih rendah dari titik embun maka akan terbentuk embun. Kelembaban relatif menurut tempattergantung pada suhu yang menentukan kapasitas udara untuk menampung uap air aktual di tempat tersebut. Kandungan uap air di suatu tempat ditentukan oleh ketersesiaan air dan energi untuk menguapkannya. 5. Curah hujan
Hujan adalah uap air di atmosfer yang mengembun menjadi butir-butir air dan jatuh ke tanah. Satuan ukuran hujan adalah mm. yang dimaksud dengan banyaknya hujan adalah tinggi air hujan bila tidak ada yang merembes ke dalam tanah. Alat pengukur curah hujan adalah penakar hujan yang disebut ombrometer, besar curah hujan dapat diketahui dengan mengukur banyaknya air hujan yang yang telah tertampung di gelas ukur. Sedangkan pada ombrograf cukup membaca grafik pada kertas untuk mengetahui curah hujan.
Hujan merupakan susunan kimia yang cukup kompleks dan bervariasi dari tempat yang satu ke tempat yang lain, dari musim ke musim pada tempat yang sama dan dari waktu hujan yang berbeda. Air hujan terdiri atas ion-ion natrium, kalium, kalsium, khlor, bikarbonat, dan sulfat yang merupakan jumlah yang besar bersama-sama. Sebagai patokannya adalah tiap 100 cc air hujan yang tertampung dalam ombrometer sama dengan 10 mm curah hujan. Pengamatan terhadap curah hujan tidak dilakukan pada praktikum kali ini dikarenakan pada saat pelaksanaan praktikum tidak turun hujan. Curah hujan diukur tiap hari dari data tersebut dapat dihitung curah hujan tiap bulan dan akhirnya curah hujan tahunan.
6. Angin
Angin adalah udara yang bergerak yang diakibatkan oleh rotasi bumi dan juga kerena adanya perbedaan tekanan udara di sekitarnya.
Angin merupakan udara yang bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan udara yang lebih rendah. Komponen angin yang biasanya diukur adalah kecepatan angin dan arah angin. Arah angin adalah darimana datangnya dan bertiupnya angn yang dinyatakan dalam sudut kompas. Alat yang digunakan untu mengetahui arah angin adalah wind vane. Kecepatan angin adalah besarnya atau cepatnya angin yang bertiup dan diukur menggunakan anemometer.
Di stasiun-stasiun Klimatologi, pengamatan kecepatan angin biasanya dipasang pada ketinggian 2 m. Nilai dari kecepatan angin diperoleh dengan menghitung selisih antara skala awal dan skala akhir yang ada pada anemometer. Angin akan bertiup pada suatu wilayah ke wilayah lain dengan membawa uap air yang dikandungnya.Pada wilayah-wilayah dimana angin bertiup berasal dari daerah gersang atau panas maka angin tersebut kurang mengandung uap air sehingga angin tersebut bersifat hangat. Akibatnya, wilayah atau daerah yang dilewati akan dipengaruhi oleh angin yang bersuhu tinggi dari tempat yang dilewati. Sebaliknya angin yang berasal dari daerah perairan banyak mengandung uap air sehingga akan mempengaruhi kandungan uap air pada daerah yang dilewatinya.
Dalam pertanian angin dapat berfungsi untuk membantu penyerbukan pada tanaman. Dengan adanya angin maka serbuk-serbuk sari yang ada pada unya dapat membuahi kepala putik sehingga dapat membantu proses reproduksi tanaman. Selain mempunyai dampak positif untuk pertanian, angan juga mempunyai dampak negatif. Jika angin yang bertiup terlali kencang maka dapat mengakibatkan tanaman-tanaman roboh. Hal itu dapat berdampak buruk jika menimpa tanaman musiman yang belum waktunya panen dan menyebabkan kerugian yang lumayan besar.
7. Evaporasi
Evaporasi adalah penguapan tanah yang dapat diukur dengan evaporimeter yang menggunakan bejana pemguapan berupa panci
atau tangki yang berisi air bersih. Dinding bejana berwarna putih atau putih metalik, hal ini ditunjukkan untuk mengurangi pengaruh radiasi. Pada pengamatan tersebut alat yang digunakan untuk mengukur evapotranspirasi adalah evaporimeter yang menggunakan bejana penguapan berupa panci yang berisi air bersih dan berwarna metalik (silver) yang bertujuan untuk mengurangi pengaruh radiasi. Nilai evaporasi merupakan nilai dari selisih tinggi permukaan dari dua kali pengukuran setelah nilai curah hujan.
Ketika air dipanaskan oleh sinar matahari, permukaan molekul-molekul air memiliki cukup energi untuk melepaskan ikatan molekul air tersebut dan kemudian terlepas dan mengembang sebagai uap air yang tidak terlihat di atmosfir. Nilai evaporasi merupakan selisih permukaan (tinggi) dari dua kali pengukuran setelah nilai curah hujan apabila terjadi hujan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi evaporasi adalah sebagai berikut:
a. Suhu, makin tinggi suhunya, penguapan makin cepat. b. Angin, makin cepat angin, penguapan makin cepat.
c. Susunan/kualitas air. Penguapan akan berubah secara kebalikan sejalan dengan kadar garam dan air. Penguapan akan lebih tinggi pada air tawar daripada air asin.
d. Tekanan udara/uap air di atmosfer, jika tekanan udara di atas permukaan air rendah, maka penguapan menjadi lebih besar. e. Sifat dan bentuk permukaan. Permukaan tanah, tanah yang
bervegetasi.
Jadi evaporasi adalah proses perubahan air dari bentuk cair menjadi gas dan perpindahannya dari suatu permukaan benda ke atmosfer dan ini terjadi pada tanaman.
8. Awan
Awan adalah titik-titik air yang melayang-layang tinggi di angkasa. 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/sublimasi dan adanya pendinginan. Adanya pendinginan merupakan sebab utama terjadinya awan. Pendinginan ini disebabkan oleh adanya penurunan tekanan, karena udara naik secara teratur, atau kenaikan udara ini disebabkan oleh adanya paksaan pegunungan.
Awan adalah gumpalan uap air yang terapung di atmosfer. Berdasarkan data praktikum diketahui bahwa jenis awan pada hari tersebut yaitu stratus, strato cumulus, cirro stratus, alto stratus, cumulus, dan cirrus pada ketinggian tertentu. Dan warnanya putih keabu-abuan, putih, keputih-putihan, kelabu, dan putih. Awan mempengaruhi nilai intensitas radiasi surya karena dengan adanya awan menghalangi pancaran sinar ke bumi.
Klasifikasi awan adalah sebagai berikut:
a. Famili awan tinggi: cirrus, cirro cumulus dan cirrostratus b. Famili awan sedang: altocumulus dan altostratus
c. Famili awan rendah: stratus, nimbo stratus dan stratocumulus d. Famili awan tumbuh vertical: cumulus; cumulus nimbus dan
nimbo stratus E. Komprehensif
Cuaca adalah kondisi sesaat dari atmosfer dan perubahannya pada lokasi tertentu dan bersifat spesifik. Karakteristik dari cuaca dalam jangka waktu yang panjang dan sangat lama pada luasan wilayah tertentu dinamakan iklim. Komponen cuaca iklim meliputi : radisi matahari, tekanan udara, suhu, kelembaban, curah hujan, angin, evaporasi dan awan.
Semua komponen cuaca dan ilkim tersebut saling mempengaruhi. Jika radisai matahari sangat tinggi maka terkanan udara dan kelembaban udara rendah dan suhu tinggi karena radiasi matahari berbanding lurus dengan suhu. Tekanan udara berbanding terbalik dengan radiasi matahari karena molekul udara pada saat panas akan aktif untuk bergerak dan
mengembang jadi tekanan menjadi rendah.dengan adanya perbedaan tekanan udara maka akan berakibat adanya udara yang bergerka atau disebut angin, angin bergerak dari tekanan tinggi ketekanan rendah. Radiasi matahari juga memepengaruhu penguapan pada tanah maupun tumbuhan. Adanya angin dan radiasi matahari akan menyebabkan adanya hujan karenan uap air karena radiasi matahari akan dibawa angin untuk berkumpul jadi satu yang membentuk awan dan dengan adanya awan maka akan turun hujan.