I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Matahari adalah pabrik tenaga nuklir yang dengan memakai proses fusi mengubah sejumlah empat ton massa hidrogen yang banyak terdapat di jagad raya menjadi helium tiap detiknya dan menghasilkan energi dengan laju 1020 kW-Jam/detik. Berbeda dengan proses fusi nuklir yang berbahaya, proses yang terjadi merupakan yang paling bersih dan gratis, selain itu energi ini tidak memerlukan sarana angkutan atau transmisi jarak jauh, tidak berisik serta memiliki potensi yang besar di berbagai lokasi untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi.
Energi yang berasal dari matahari merupakan potensi energi terbesar dan terjamin keberadaannya di muka bumi. Berbeda dengan sumber energi lainnya, energi matahari bisa dijumpai diseluruh permukaan bumi. Pemanfaatan radiasi matahari sama sekali tidak menimbulkan polusi ke atmosfer. Perlu diketahui bahwa berbagai sumber energi seperti tenaga angin, bio-fuel, tenaga air sesungguhnya juga berasal dari energi matahari. Pemanfaatan radiasi matahari umumnya terbagi dalam dua jenis, yaitu termal dan photovoltaic.
1.2 Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai setelah melaksanakan praktikum ini adalah adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui alat-alat yang digunakan untuk mengukur radiasi matahari 2. Mengetahui fungsi dan prinsip kerja dari alat-alat pengukur radiasi
II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Radiasi Matahari
Radiasi adalah suatu istilah yang berlaku untuk banyak proses yang melibatkan pindahan tenaga oleh gejala gelombang elektromagnetik. Gaya radiatif pemindahan kalor dalam dua pengakuan penting dari yang memimpin dan konvektif gaya (1) tidak ada medium diperlukan dan (2) pindahan tenaga adalah sebanding kepada kuasa ke lima atau keempat dari temperatur menyangkut badan melibatkan(Pitts and Sissom, 2001).Pada waktu radiasi surya memasuki sistem atmosfer menuju permukaan bumi (darat dan laut), radiasi tersebut akan dipengaruhi oleh gas-gas aerosol, serta awan yang ada diatmosfer. Sebagian radiasi akan dipantulkan kembali keangkasa luar, sebagian akan diserap dan sisanya diteruskan kepermukaan bumi berupa radiasi langsung (dircet) maupun radiasi baur (diffuse). Jumlah kedua bentuk radiasi ini dikenal dengan “Radiasi Global”. Alat pengukur radiasi surya yang terpasang pada station. Station klimatologi (Solarimeter atau Radiometer) untuk mengukur radiasi global. (Monteith, j. L. 1975)
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. (Handoko, 1993)
dari radiasi matahari yang dihisap (absorbsi) akan berubah sama sekali sifatnya. Perubahan dari sudut jatuhnya sinar dapat menyebabkan perubahan dari panjangnya jalan yang dilalui oleh sinar tersebut (Nasir, A, 1990).
Lama penyinaran akan berpengaruh terhadap aktivitas makhluk hidup misalnya pada manusia dan hewan. Juga akan berpengaruh pada metabolisme yang berlangsung pada tubuh makhluk hidup, misalnya pada tumbuhan. Penyinaran yang lebih lama akan memberi kesempatan yang lebih besar bagi tumbuha tersebut untuk memanfaatkanya melalui proses fotosintesis ( Benyamin Lakitan, 1994 ) .
Pergeseran garis edar matahari menyebabkan perubahan panjang hari ( lama penyinaran ) yang diterima pada lokasi-lokasi di permukaan bumi. Perubahan panjang hari tidak begitu besar pada daerah tropis yang dekat dengan garis ekuator. Semakin jauh letak tempat dari garis ekuator maka fluktuasi lama penyinaran akan semakin besar ( Benyamin Lakitan, 1994).
Radiasi matahari yang diterima permukaan bumi persatun luas dan satuan waktu disebut isolasi atau kadang-kadang disebut radiasi global, yaitu radiasi langsung dari matahari dan radiasi yang tidak langsung ( dari langit ) yang disebabkan oleh hamburan dari partikel atmosfer. ( Bayong Tjasyono, 2004 ).
dikenal dengan “radiasi global”. Alat pengukur radiasi surya yang terpasang pada stasiun-stasiun klimatologi (Handoko, 2003).
Radiasi cahaya dari permukaan benda tersebut akan dipancarkan ke segala arah. Jika radiasi yang dipancarkan oleh benda ini menerpa suatu permukaan lain, maka energi cahaya tersebut dapat diserap, dipantulkan, atau diteruskan oleh permukaan penerima tersebut. Cahaya dapat bergerak melintasi benda padat (misalnya kaca, plastic), cair (misalnya air, minyak), gas (misalnya udara), dan ruang hampa udara atau vakum (misalnya pada ruang angkasa luar). Salah satu ciri cahaya adalah panjang gelombang. Panjang gelombang adalah jarak per siklus gelombang cahaya, biasanya diberi symbol λ (Benyamin Lakitan, 1994).
I.2Actinograph
Penyinaran matahari mempunyai peranan penting dalam bidang meteorologi. Dalam hal ini alat yang sering di gunakan oleh pengamat cuaca untuk mengukur intensitas radiasi matahari total adalah actinograph. Actinograph termasuk alat pengukur intensitas radiasi matahari yang di pancarkan. Pada alat actinograph menggunakan alat dua buah logam bimetal sebagai sensor. Logam ini akan bertambah panjang seiring dengan meningkatnya intensitas radiasi matahari. Radiasi matahari adalah energi yang di keluarkan, di pancarkan atau di terima berupa gelombang atau partikel-partikel elektromagnetik. Berdasarkan asal sumbernya radiasi dapat di bedakan kedalam 3 klasifikasi yaitu:
1. Radiasi solar langsung yaitu radiasi yang di keluarkan oleh matahari
2. Radiasi Terrestrial adalah radiasi yang di keluarkan oleh pelanet bumi termasuk atmosfernya
3. Radiasi total yaitu jumlah radiasi solar dan terrestrial 2.3 Campbell Stokes
pada kartu akan mencatat bekas bakaran kartu. Bagian yang hangus itulah yang menunjukkan intensitas sinar matahari selama satu hari. Bekas bagian hangus yang berwarna coklat, dicocokkan oleh satuan waktu dan lamanya penyinaran. Lamanya penyinaran yang diukur adalah penyinaran terus-menerus dan penyinaran yang tertutup awan (Anonim, 2008).
Secara khusus Campbell Stokes dipergunakan untuk mengukur waktu dan lama matahari bersinar dalam satu hari dimana alat tersebut dipasang. Campbell Stokes terdiri dari beberapa bagian yaitu Bola kaca pejal (umumnya berdiameter 96 mm). Plat logam berbentuk mangkuk, sisi bagian dalamnya bercelah-celah sebagai tempat kartupencatat dan penyanggah tempat bola kaca pejal dilengkapi skala dalam derajat yang sesuai dengan derajat lintang bumi. Bagian Pendiri (stand), Bagian dasar terbuat dari logam yang dapat di-leveling. Kertas pias terdiri dari 3 (tiga) jenis menurut letak matahari. Prinsip kerja Sinar matahari yang datang menuju permukaan bumi, khususnya yang tepat jatuh pada sekeliling permukaan bola kaca pejal akan dipokuskan ke atas permukaan kertas pias yang telah dimasukkan ke celah mangkuk dan meninggalkan jejak bakar sesuai posisi matahari saat itu. Jumlah kumulatif dari jejak titik bakar inilah yang disebut sebagai lamanya matahari bersinar dalam satu hari (satuan jam/menit) (Anonim, 2009).
keadaan temperatur. Akhirnya ini, hilang dengan cara radiasi dari atmosfer keruang angkasa (Wisnubroto, dkk : 1981).
III. METODE KERJA
3.1.Waktu dan tempat praktikum
Praktikum agroklimat ini dilaksanakan pada tanggal 19 November 2014 di BMKG Karangploso, Kab. Malang pada pagi hari pukul 07.30 WIB dan laboratorium agroteknologi Fakultas Pertanian Peternakan, Universitas Muhammadiyah Malang.
3.2. Alat dan Bahan Praktikum
Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah alat tulis , kamera,actinograph dan campbell stokes
3.3. Prosedur kerja
Adapun cara kerja dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1. Melakukan fieldtrip ke BMKG Karangploso Kab. Malang
2. Mengamati alat-alat yang digunakan untuk mengamati radiasi matahari. 3. Mendokumentasi alat-alat tersebut
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil dan Pembahasan
4.1.1 Campbell Stokes
Campbell stokes secara khusus dipergunakan untuk mengukur waktu dan lama matahari bersinar dalam satu hari dimana alat tersebut dipasang.
4.1.1.1 Komponen-Komponen Campbell stokes
a. Bola kaca pejal ( umumnya berdiameter 96 mm).
b. Plat logam berbentuk mangkuk, sisi bagian dalamnya bercelah – celah
sebagai tempat kartu pencatat dan penyanggah tempat bola kaca pejal dilengkapi skala dalam derajat yang sesuai dengan derajat lintang bumi .
c. Bagian Pendiri (stand),
d. Bagian dasar terbuat dari logam yang dapat di-leveling.
e. Kertas pias terdiri dari 3 (tiga) jenis menurut letak matahari.
4.1.1.2Prinsip Kerja
Sinar matahari yang datang menuju permukaan bumi, khususnya yang tepat jatuh pada sekeliling permukaan bola kaca pejal akan dipokuskan ke atas permukaan kertas pias yang telah dimasukkan ke celah mangkuk dan
meninggalkan jejak bakar sesuai posisi matahari saat itu. Jumlah kumulatif dari jejak titik bakar inilah yang disebut sebagai lamanya matahari bersinar dalam satu hari (satuan jam/menit).
4.1.2 Actinograf
Actinograph adalah alat untuk mengukur total intensitas dari radiasi matahari langsung. Maksud dari pengukuran intensitas radiasi matahari ini adalah untuk mengetahui total intensitas radiasi yang jatuh pada permukaan bumi baik yang langsung maupun yang dibaurkan oleh atmosfer.
1. Sensor, yang terdiri dari masing-masing 2 strip bimetal yang bercat
6. Drum clock / silinder berputar yang dilengkapi dengan kertas pias
7. Pengatur atau perata-rata air
8. Kontainer silica gel, menyerap uap air agar tidak terjadi kondensasi pada
permukaan glassdome 9. Bagian dasar
10.Penutup atau cover 4.1.2.2 Prinsip Kerja
Prinsip kerja alat tersebut adalah perbedaan panjang akibat adanya perbedaan temperatur. Kemudian bimetal diatur sedemikian rupa sehingga bila kedua lempengan logam berada pada temperatur yang sama maka pena akan menunjukkan angka nol. Kemudian jika terdapat radiasi matahari yang mengenai lempengan - lempengan tersebut, lempengan yang berwarna hitam akan menyerap panas lebih banyak sehingga logam hitam tersebut lebih panjang dibandingkan dengan logam berwarna putih yang sifatnya kurang menyerap panas.
V. KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan
Dari hasilpembahasan yang telah dijelaskan, maka dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut
1. Ada dua alat utama yang dipakai untuk mengukur radiasi matahari di stasiun BMKG Karangploso, yaitu Campbell Stokes dan Actinograf.
2. Prinsip kerja dari Campbell Stokes adalah sinar matahari jatuh pada sekeliling permukaan bola kaca pejal akan difokuskan ke atas permukaan kertas pias yang telah dimasukkan ke celah mangkuk dan meninggalkan jejak bakar sesuai posisi matahari saat itu. Jumlah kumulatif dari jejak titik bakar inilah yang disebut sebagai lamanya matahari bersinar dalam satu hari (satuan jam/menit).
DAFTAR PUSTAKA
G. H. Trewartha, dan L. H. Horn, 1999. Pengantar Iklim. Edisi Kelima, GajahMada University Press, Yogyakarta.
Lakitan,Benyamin, 1994. Dasar-dasar Klimatologi. PT. Rajagrafindo Persada, Jakarta.
Lakitan, Benyamin,1994, Dasar-Dasar Klimatologi, Jakarta: PT. Rajawali Grafindo Persada.
Petterssen, S., 1997. Introduction To Meteorology. Second Edition. Mc-Graw Hill Book Company, Inc., New York.
Nurmuin, S. 2008. Penuntun Praktikum Agroklimatologi. Laboratorium
Agroklimatologi. UNIB. Bengkul
Hoesin, Haslizen. (1983). “Simulasi Matematis Radiasi Matahari di Indonesia”. LFN-LIPI, Bandung. Agustus.
LAMPIRAN
Gambar Keterangan
Alat Aktinograf Binetal Untuk mengukur intensitas radiasi matahari dalam satuan watt/m
Alat Campbell Stokes Untuk mengukur lamanya penyinaran
