CUACA DAN IKLIM SERTA UNSUR-UNSURNYAUNSURNYA

(1)

KULIAH 4:

CUACA DAN IKLIM SERTA

UNSUR UNSURNYA

UNSUR-UNSURNYA

TIK :

Setelah mengikuti kuliah ini,

anda dapat menjelaskan Cuaca

dan Iklim, serta Unsur-Unsurnya

da

, se ta U su U su ya

(2)

Kegiatan manusia dalam

memanen energi matahari

t k

h

ilk

k

d

t

untuk menghasilkan makanan dan serat.

6CO + 12H O

Æ

C H

₁

O + 6O + 6H O

6CO

₂

+

12H

₂

O

Æ

C

₆

H

₁₂

O

₆

+

6O

₂

+

6H

₂

O

Maka a

Se at

Makanan

Serat

T

Perkebunan

T

k

Ik

Tanaman

Perkebunan

Ternak

Ikan

Pakaian

Perumahan

(3)

No

Komoditas

ton

US $

US $/kg

Rp/kg

Import INDONESIA Tahun 2000

No

Komoditas

ton

US $

US $/kg

Rp/kg

1 Gandum

3,576,665

500,312,470

0.14 1,189

2 Jagung

1,236,764

150,012,707

0.12 1,031

3 Beras

505 514

131 132 613

0 26

2 205

3 Beras

505,514

131,132,613

0.26 2,205

4 Kedelai

1,277,685

275,481,226

0.22 1,833

5 Bungkil Kedelai

1,262,040

268,746,270

0.21 1,810

6 Kacang Tanah

111,284

35,601,776

0.32 2,719

7 Gula

1,680,275

290,873,225

0.17 1,471

8 Bawang Putih

174,702

44,120,000

0.25 2,147

T O T A L

9 824 929

1 696 280 287

Rp 14 5 trillion

T O T A L

9,824,929

1,696,280,287

Rp. 14.5 trillion

Sumber :

HKTI

(4)

Impor Indonesia (BPS, 2005)

Beras

3.7 juta ton/tahun

Gula

1.6 Kedelai

1.3 + 1 jt ton/th bungkil

Gandum

4.5 Jagung

1.3 T

k S

i

450 000 ekor/tahun + 42,000 ton daging

Ternak Sapi

450 000 ekor/tahun + 42,000 ton daging

_{& jeroan}

Tepung Telur

30 000 ton/th

Susu Bubuk

170 000 ton/th

/

Makanan Olahan

1.5 milyar USD

Garam

1.6 juta ton/th

Singkong

0 85 juta ton/th

Singkong

0.85 juta ton/th

Kc Tanah

260 000 ton/th

Buah-buahan

247 000 ton/th

S

281 000 t

/th

18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 4

(5)

Bagaimana Meningkatkan

Produktivitas Pertanian Indonesia?

Memaksimalkan energi radiasi surya

(i.e. efisiensi penggunaan radiasi)

Menganggap unsur-unsur cuaca/iklim

Menganggap unsur unsur cuaca/iklim

sebagai sumberdaya, bukan sebagai

faktor pembatas.

Menggunakan data (cuaca/iklim,

tanah, tanaman & sosial-ekonomi) dan

hasil penelitian untuk melakukan

prediksi guna menunjang agrobisnis/

agroindustri.

(6)

Memaksimalkan energi radiasi surya

(i.e. efisiensi penggunaan radiasi)

(

p

gg

)

Efisiensi = Output

Efisiensi =

p

Input

CO

₂

CH

2 O

Energi

Hasil

Produk

Ol h

radiasi

pertanian

Olahan

Tenaga Kerja

Pupuk

Biji

Buah

Makanan kemasan

Minuman Kemasan

dll.

Pupuk

Irigasi

Bibit

Teknik Budidaya

Daun

Batang

Umbi/Akar

Ekstrak

(7)

1. Memaksimalkan energi radiasi surya

(i.e. efisiensi penggunaan radiasi)

200

CO

₂

+

H

₂

O

Æ

CH

₂

O

+

O

₂

(

p

gg

)

Biomass = 1.0 Qint 150 200

m

-2

)

100

io

m

ass (

g.

m

Biomass = 0.50 Qint 0 50 0 50 100 150 200

B

i

0 50 100 150 200

Intercepted Radiation(Qint, MJ m-2)

1 gram = 17.5 kJ = 0.0175 MJ

g

J

(8)

CO

₂

Æ

CH

₂

O

Æ

Protein

Æ

Lemak/Minyak

energy

Singkong

Kedelai

Padi

Gandum

200

Rice

100 150

ss

(g

.m

-2

)

Soybean

0 50

Bi

om

as

0

0 50 100 150 200

(9)

Hitungan: Unsur iklim sebagai

P i d T

sumberdaya

Periode Tanam

100 hari

Kebutuhan Energi

20 MJ/m2/hari

2,000

MJ/m2/hari

20,000,000

,

MJ/ha/hari

J/ /

Energi Listrik

20,000,000

MJ/ha/hari

Biaya per kWh (Rp)

200 Biaya per 3.6 MJ (Rp)

200 Bi

E

i Li t ik/h /

i

R

1 111 111 111

Biaya Energi Listrik/ha/musim

Rp

1,111,111,111

Hasil Padi

5 ton/ha/musim

5,000

kg/ha/musim

g/ a/ us

Harga Gabah (di lapang)

1,200

Rp/kg

Pendapatan Kotor

6,000,000

Rp/ha

(10)

3. Menggunakan data iklim untuk

menunjang agrobisnis/agroindustri

Menggunakan pendekatan kuantitatif untuk melakukan

prediksi guna menunjang analisis ekonomi secara akurat.

Model Pertumbuhan Jati

Model Pertumbuhan Gandum

Model Pertumbuhan Kelapa Sawit

Menunjang pengambilan keputusan :

1. Waktu Tanam

2. Aplikasi Irigasi

3 Aplikasi Pemupukan Nitrogen

Model Pertumbuhan Jarak

Model Penyakit Kentang*

Model Pertumbuhan Padi

3. Aplikasi Pemupukan Nitrogen

4. Aplikasi Fungisida*

5. Pendugaan Hasil

6. Lokasi Potensial (Zoning)

Model Pertumbuhan Padi

7. Monitoring Pertumbuhan Tanaman

(11)

Unsur-unsur Iklim

T k

Ud

Tekanan Udara

Radiasi Surya

L

P

i

Lama Penyinaran

Suhu Udara

-

Kelembaban Udara

Curah Hujan

Angin

Evapotranspirasi Potensial

(12)

Cuaca dan Iklim

Cuaca

adalah keadaan udara pada saat tertentu dan di

wilayah tertentu yang relatif sempit dan pada jangka waktu

yang singkat. Cuaca itu terbentuk dari gabungan unsur

d j

k

kt

bi h

b b

j

cuaca dan jangka waktu cuaca bisa hanya beberapa jam

saja. Misalnya: pagi hari, siang hari atau sore hari, dan

keadaannya bisa berbedabeda untuk setiap tempat serta

setiap jamnya Di Indonesia keadaan cuaca selalu

setiap jamnya. Di Indonesia keadaan cuaca selalu

diumumkan untuk jangka waktu sekitar 24 jam melalui

prakiraan cuaca hasil analisis Badan Meteorologi dan

Geofisika (BMG), Departemen Perhubungan. Untuk negara

(

),

p

g

negara yang sudah maju perubahan cuaca sudah

diumumkan setiap jam dan sangat akurat (tepat).

Iklim

adalah keadaan cuaca rata-rata dalam waktu satu tahun

yang penyelidikannya dilakukan dalam waktu yang lama

(minimal 30 tahun) dan meliputi wilayah yang luas.

(13)

Tekanan Udara

Puncak Atmosfer

( 100 km )

Tekanan Udara :

P =

ρ

g h

h1

ρ

: kerapatan udara

ho

h1

g : gravitasi

h : tinggi kolom udara

Atmosfer

P

₁

P

₁

< P

_o

Terdiri dari udara/gas-gas (H

₂

O, N

₂

, O

₂

, CO

₂

, ..), awan

dan debu/partikel yang menunjang kehidupan serta

melindungi dari radiasi matahari dan meteor.

Gaya berat

udara

1 o

melindungi dari radiasi matahari dan meteor.

Makin ke atas kerapatan dan tekanan udara makin kecil.

Satuan Tekanan Udara : Pa dan mb (1 mb=100 Pa).

(14)

Radiasi Surya

t

Gelombang

elektromagnetik

t

Suhu permukaan

matahari 6000

o

K

t

Disebut Radiasi

Gelombang Pendek

t

Jarak matahari b mi

t

Jarak matahari-bumi

rata-rata = 150 juta km.

t

Radiasi yg sampai di

t

Radiasi yg sampai di

bumi ( diukur ) :

satuan W.m

-2

_(sesaat),

satuan W.m (sesaat),

MJ.m

-2

_(kumulatif)

(15)

t

Setiap saat, separuh belahan

bumi menerima radiasi surya

(rata-rata 1360 W.m

-2

_{di puncak}

atmosfer) pada siang hari.

t

R t i b

i ( 1 600 k /j

)

Matahari Matahari Matahari

t

Rotasi bumi ( 1.600 km/jam )

menyebabkan perbedaan waktu

di bumi (siang-malam). Satu

(

g

)

rotasi = 360

o

_{Bujur = 24 jam.}

t

Bumi mengelilingi matahari (revolusi)

t

Bumi mengelilingi matahari (revolusi)

selama 1 tahun tiap putaran dgn

kecepatan 100.000 km/jam.

t

Deklinasi bumi (23.5

o

Lintang)

menyebabkan perbedaan panjang hari,

musim (summer & winter) dan

Matahari

musim (summer & winter) dan

penerimaan energi radiasi surya di

permukaan bumi.

(16)

1 000

akibat penutupan awan

Diukur dengan solarimeter

500

W. m

-2

500 -2

bumi

12

06

18

0

12

06

18

0 Bogor

Catatan

!

Waktu setempat (WS) dihitung berdasarkan posisi Bujur bumi.

Pukul 12.00 WS jika sudut datang cahaya matahari (zenith angle)

sama dengan nol

Waktu Setempat (jam)

sama dengan nol.

12 14 16 18 m 2/h a ri ) Matahari 4 6 8 10 12 d ia si S u ry a ( M J/ m

Bogor

0 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Tanggal (Februari 2000) Ra d

Bogor

(17)

Lama Penyinaran

Lama matahari bersinar cerah ( jam )

dalam sehari.

L

i

t

di

hi

Lama penyinaran sangat dipengaruhi

oleh penutupan awan.

Lama penyinaran DIUKUR dengan

y

g

alat ukur (Campbell Stokes).

Catatan

!

_C

_{b ll St k}

Catatan

!

Lama penyinaran BUKAN panjang hari.

Panjang hari adalah periode ( jam )

Campbell Stokes

j g

p

( j

)

antara matahari terbit sampai terbenam.

Panjang hari DIHITUNG dari letak

lintang dan tanggal (julian date).

(18)

Suhu Udara

satuan :

K,

o

_C,

o

_F,

o

_R

Suhu Udara

12,000

,

, ,

8 000

10,000

m

)

_-25

o

_C

-40

o

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40 Suhu Udara (oC)

30

o

_C

0 -50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40 Suhu Udara (oC)

30

o

_C

(19)

Suhu dan Kelembaban Udara

Catatan

!

RH :

Relative Humidity

(Kelembaban Nisbi), satuan :

%

Psychrometer

Matahari

Kelembaban Udara :

23.5

o

_LS

_23.5

o

_LU

Kutub

Kelembaban Udara :

Agak kering

Kering

Lembab

Kering

Agak kering

(RH<50%)

(RH>70%)

(RH<50%)

Hadley Cell

Kutub

_Utara

Kutub

Selatan

Hadley Cell

Equator

30

o

30

o

Gurun Pasir

18/02/2013

I

nter

T

ropical

Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian

C

onvergence

Z

one

19

(20)

95 100 32 34 80 85 90 RH ( % ) 26 28 30 u hu ( oC ) RH ( % ) Suhu (oC) 70 75 80 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 19 20 22 23 24 20 22 24 S u

Bogor

12 000 12 000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 19 20 22 23 24 Jam ( WIB ) 8,000 10,000 12,000 (m ) _-25o_C -40 o_C 8,000 10,000 12,000 (m ) _-25o_C -40 o_C

RH

_makin

tinggi

Suhu

makin

rendah

2 000 4,000 6,000 A lti tu d e 17 o_C 5 o_C -9 o_C 2 000 4,000 6,000 A lti tu d e 17 o_C 5 o_C -9 o_C

18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian0 20

2,000 30 o_C 17 o_C 0 2,000 30 o_C 17 o_C

(21)

Curah Hujan

j

Matahari

Ombrometer

Hadley Cell

_{K t b}

K t b

Hadley Cell

Kutub

Utara

Kutub

Selatan

Hadley Cell

ITCZ

Equator

30

o

30

o

Gurun Pasir

Daerah Subtropika

Daerah Hutan Hujan Tropika

(22)

Curah Hujan

Satuan :

mm

J i d t h t

Jenis data hutan :

1. Intensitas hujan: mm/ jam

2. Curah Hujan

a Harian

: mm / hari

a. Harian

: mm / hari

b. Bulanan

: mm / bulan

c. Tahunan : mm / tahun

Hujan rata-rata (mm)

500

600 Jakarta (8m dpl.)

Curug (50m dpl.)

Bogor (240m dpl.)

300

400

500

0

100

200

0

(23)

Pengukur CH Otomatis

gg

(24)

Angin

1. Arah angin : arah ASAL angin bertiup { satuan derajat (

o

_{) atau arah}

mata angin seperti N, E, S, W, SE, SW, NE, NW }

2 Kecepatan angin ( m s

-1

_{atau km jam}

-1

₎

2. Kecepatan angin ( m s

1

_{atau km jam}

1

₎

N

NW

NE

E

W

S

SE

SW

(25)

EVAPOTRANSPIRASI

Evapotranspirasi

=

Evaporasi

+

Transpirasi

Evaporasi:

Meliputi perubahan keadaan air dari bentuk cair ke bentuk gas

Æ

perpindahan dari cairan ke atmosfer. Evaporasi terjadi ketika

sejumlah besar dari molekul yang bergerak hancur dari

permukaan air dan lepas ke udara dalam bentuk uap.

Transpirasi:

Proses perpindahan air dalam bentuk uap dari tanaman terutama

p p

p

daunnya ke atmosfir.

Evapotranspirasi:

Kebutuhan air tanaman, ETc adalah kedalaman air (

mm

) yang

dib

hk

k

ik

k hil

i

l l i

dibutuhkan untuk menggantikan kehilangan air melalui

evapotranspirasi tanaman yang terbebas dari penyakit, tumbuh

pada kondisi lahan yang tidak terganggu dan berproduksi penuh

pada kondisi lingkungan tersebut. (Doorenbos dan Pruit, 1977).

(26)

EVAPOTRANSPIRASI TANAMAN, ET

_cc

ET

=

ET

₀

kc

ET

_c

=

ET

₀

.

kc

Dimana

ET

₀

= Evapotranspirasi acuan, laju evapotranspirasi

ET

₀

Evapotranspirasi acuan, laju evapotranspirasi

dari areal rumput hijau yang luas dengan ketinggian

seragam 8 – 15 cm, sedang aktif berkembang dan

menutupi tanah secara penuh serta tidak kekurangan

(d

p

d h

d

p

d

kl )

d h

d

g

air (dapat dihitung dari data iklim)

Æ

dihitung dengan

rumus, fungsi dari data unsur-unsur cuaca, atau

diduga menggunakan Panci Klas A, atau lisimeter.

kc

= adalah koefisien tanaman yang besarnya

tergantung pada fase pertumbuhan dan jenis tanaman

(27)

Evapotranspirasi

Satuan mm (seperti satuan curah hujan).

ETp dihitung dengan rumus, fungsi dari data unsur-unsur cuaca,

atau diduga menggunakan Panci Klas A, atau lisimeter.

(28)

Penggunaan Evapotranspirasi

Menghitung kebutuhan

air tanaman

perencanaan irigasi

Daerah kering

mempunyai ETp tinggi,

Daerah lembab

mempunyai ETp lebih

rendah.

(29)

Observasi Cuaca

Jaringan Stasiun

Klimatologi

P

k

Pengukuran

manual

Pengukuran

Model Hujan

_{Sistem peringatan dini}

secara

otomatis

Satelit

Meteorologi

Radar Cuaca

(30)

Pemanfaatan Data Cuaca

Transportasi

penerbangan, pelayaran

Pertanian/Peternakan

pewilayahan agroklimat (kesesuaian lahan/iklim )

p

y

g

(

/

)

sistem peringatan dini ( kekeringan, banjir)

serangan hama penyakit tanaman/ternak

pendugaan hasil (model simulasi)

i i

i

perencanaan irigasi

Kehutanan

pengelolaan Daerah Aliran Sungai

Kelautan

oseanografi

Lingkungan

pemanasan global

(31)

Selamat Belajar….

Sampai Bertemu Kembali pada Kuliah

Minggu ke 5