• Tidak ada hasil yang ditemukan

5016221015 Oseanografi Fisik Heat Fluxes

Nova Lestari

Academic year: 2023

Membagikan "5016221015 Oseanografi Fisik Heat Fluxes"

Copied!
20
0
0

Teks penuh

(1)

Ocean Heat Budget

O s e a n o g r a f i F i s i k

Vina Agustina

5016221015

(2)

Topik Pembahasan

01. Pertukaran panas di laut (the ocean heat budget)

02. Metode pengukuran aliran panas

(methods to measuring heart fluxes)

(3)

The Ocean Heat Budget

Sekitar separuh sinar matahari yang mencapai Bumi diserap oleh lautan dan daratan, dan disimpan sementara di dekat permukaan. Hanya sekitar seperlima dari sinar matahari yang tersedia diserap langsung oleh atmosfer.

Dari panas yang disimpan oleh lautan,

sebagian dilepaskan ke atmosfer,

sebagian besar dilepaskan melalui

penguapan dan radiasi infra merah.

(4)

Perubahan energi yang tersimpan di lapisan atas lautan adalah hasil dari ketidakseimbangan lokal input dan output panas melalui permukaan laut. Transfer panas yang melalui permukaan ini disebut fluks panas. Fluks panas dan air juga merubah kepadatan air permukaan, dan daya apung. Hasil dari, jumlah panas dan air fluks sering disebut fluks daya apung. Presipitasi dan evaporasi sangatlah berpengaruh terhadap jumlah dari perubahan aliran panas menuju/keluar dari air (head budget).

The Ocean Heat Budget

Insolation QSW, gelombang matahari menuju ke laut

Net Infrared Radiation QLW, jaring gelombang dari radiasi of inframerah di laut

Sensible Heat Flux QS, gelombang panas yang menuju ke permukaan karena konduksi

Latent Heat Flux QL, gelombang panas yang dibawa oleh air yang menguap

Advection QV, panas yang terbawa arus

Istilah Penting Dalam Persediaan Panas di Permukaan Laut :

(5)

Insolasi QSW, flux dari sinar matahari yang masuk ke laut

Nilai bersih radiasi inframerah (NET Infrared Radiation), NET flux dari radiasi inframerah yang berasal dari laut

Flux panas sensibel (Sensible Heat Budget) QS, flux panas yang melalui permukaan karena konduksi.

Flux panas laten (Latent Heat Budget) QL, flux panas yang dibawa oleh uap air.

Adveksi (Advection) QV, panas yang dibawa oleh arus air laut Syarat utama untuk pertukaran sinar matahari di permukaan laut

Konservasi panas memerlukan :

Dimana QT adalah resultan dari panas yang didapat dan dikeluarkan. Satuan gelombang panas adalah watts/m2.

QT = QSW + QLW + QS + QL + QV

(6)

Rumus penyimpanan panas musiman untuk laut dan daratan adalah sebagai berikut :

Besarnya penyimpanan panas di laut dibandingkan dengan daratan

memiliki konsekuensi penting. Kisaran temperatur udara musiman di daratan

meningkat seiring dengan semakin jauhnya jarak dari lautan, dan dapat

mencapai 40°C di pusat benua.

(7)

Posisi Lintang : Temperatur suatu tempat di permukaan bumi ditentukan oleh Elevasi : Temperatur suatu tempat dipermukaan bumi juga ditentukan oleh

Arus samudera : Transfer energi panas di samudera terjadi karena arus samudera

Topografi : Variasi topografi lokal menyebabkan variasi iklim lokal

Vegetasi : Tipe vegetasi penutup lahan dan perubahan musimannya mempengaruhi kondisi iklim

Arah Tutupan Angin : Angin membawa massa udara dengan karakteristik tertentu.

posisi lintang dari tempat tersebut elevasi tempat tersebut

Persebaran Panas di Bumi

(8)

Permukaan samudera mendapatkan panas dari :

1. Radiasi sinar matahari

2. Konduksi panas dari atmosfer 3. Kondensasi uap air

Permukaan samudera mendingin disebabkan oleh :

1. Radiasi balik dari permukaan samudera 2. Konduksi panas balik ke atmosfer

3. Panas Laten (perubahan fasa)

The Ocean Heat Budget

(9)

Kejernihan jendela atmosfer, yang bergantung pada: Ketebalan awan, ketinggian awan, dan uap air di atmosfer

Suhu Air. Semakin panas air, semakin banyak panas yang terpancar.

Lapisan es dan salju. Es keluar sebagai benda hitam, tetapi lebih cepat mendingin daripada perairan terbuka. Lautan yang tertutup es terisolasi dari atmosfer.

Fluks inframerah bersih bergantung pada:

1.

2.

3.

Nilai rata-rata tahunan untuk perubahan inframerah bersih adalah dalam kisaran sempit:

- 60 W / M2 <QLW <-30 W / M2

Faktor yang Mempengaruhi

Perubahan Inframerah

(10)

Fluks panas laten terutama dipengaruhi oleh kecepatan angin dan kelembapan relatif. Angin kencang dan udara kering menguapkan lebih banyak air dibandingkan angin lemah dengan kelembapan relatif mendekati 100%. Di wilayah kutub, penguapan dari lautan yang tertutup es jauh lebih sedikit dibandingkan dari perairan terbuka.

Nilai rata-rata tahunan untuk perubahan panas laten dalam kisaran : - 130 W / M2 <QL <-10 W / M2

Faktor yang Mempengaruhi

Perubahan Panas Laten

(11)

Perubahan panas normal dipengaruhi oleh kecepatan angin dan perbedaan suhu udara-laut. Angin kencang dan suhu yang besar menyebabkan perbedaan perubahan tinggi.

Nilai rata-rata tahunan untuk perubahan panas normal berada dalam kisaran:

-42 W / M2 <QS <-2 W / M2

Faktor yang Mempengaruhi

Perubahan Panas Normal

(12)

Pengukuran fluks panas ialah proses untuk mengukur jumlah panas yang mengalir melalui suatu permukaan dalam satu unit waktu.

Pengukuran ini berguna dalam berbagai aplikasi, termasuk dalam ilmu termal, rekayasa termal, dan industri. Fluktuasi panas ini sering kali diukur dalam satuan watt per meter persegi (W/m²) dan mewakili jumlah panas yang dipindahkan melalui suatu area dalam satu detik.

Fluks panas dapat diukur menggunakan berbagai metode, bergantung pada aplikasi spesifik. Beberapa metode umum meliputi: Metode Pengukuran Langsung dan Tidak Langsung.

Method to Measuring

Heat Fluxes

(13)

M e t o d e P e n g u k u r a n L a n g s u n g

Pengukuran Fluks Turbulen dengan Probe Hembusan

Metode yang akurat untuk menghitung fluks panas di permukaan laut, yaitu dengan pengukuran langsung kuantitas turbulen di lapisan batas atmosfer yang dilakukan dengan probe hembusan pada pesawat terbang rendah atau anjungan lepas pantai.

Pengukuran harus dilakukan di lapisan permukaan atmosfer, biasanya dalam jarak 30 m dari permukaan laut, karena fluks tidak bergantung pada ketinggian di lapisan ini.

Pengukuran harus dilakukan dengan instrumen respons cepat (gust probe) yang mampu melakukan beberapa pengamatan per detik di atas menara, atau setiap meter dari sebuah pesawat.

Fluks dihitung dari korelasi angin vertikal dan horizontal angin, kelembaban, atau suhu: Setiap jenis fluks dihitung dari yang berbeda variabel yang diukur, u′, w′, t′, dan q’

1.

(14)

2. Radiometer Pengukuran Fluks (Radiasi Radiometer di Kapal)

Radiometer di kapal, anjungan lepas pantai, dan bahkan puau-pulau kecil digunakan untuk melakukan pengukuran langsung fluks radiatif. Radiometer pita lebar yang peka terhadap radiasi dari 0,3 µm hingga 50 µm dapat mengukur radiasi matahari dan inframerah yang masuk dengan akurasi sekitar 3% asalkan radiometer tersebut dikalibrasi dengan baik. Radiometer khusus lainnya dapat mengukur radiasi matahari yang masuk, radiasi inframerah ke bawah, dan radiasi inframerah ke atas.

M e t o d e P e n g u k u r a n L a n g s u n g

(15)

Rumus Massal

Penggunaan probe hembusan yang sangat mahal dan radiometer harus dikalibrasi. Keduanya tidak dapat digunakan untuk mendapatkan nilai fluks global jangka panjang. Untuk menghitung fluks ini dari pengukuran praktis, dapat menggunakan korelasi yang diamati antara fluks dan variabel yang dapat diukur secara global. Salah satunya untuk fluks panas yakni rumus massal.

M e t o d e P e n g u k u r a n T i d a k L a n g s u n g

(16)

Thomas Johann Seeback

Termokopel (Thermocouple) adalah jenis sensor suhu yang digunakan untuk mendeteksi atau mengukur suhu melalui dua jenis logam konduktor berbeda yang digabung pada ujungnya sehingga menimbulkan efek “Thermo-electric”.

Efek Thermo-electric pada Termokopel ini ditemukan oleh seorang fisikawan Estonia bernama Thomas Johann Seebeck pada Tahun 1821, dimana sebuah logam konduktor yang diberi perbedaan panas secara gradient akan menghasilkan tegangan listrik. Perbedaan Tegangan listrik diantara dua persimpangan (junction) ini dinamakan dengan Efek “Seeback”

Pengukuran fluks panas dapat dilakukan menggunakan berbagai alat dan teknik,

termasuk sensor termal, termokopel, kamera termal, dan perangkat lunak pemodelan

termal. Berikut prinsip kerja fluks panas.

(17)

Termokopel tersedia dalam berbagai ragam rentang suhu dan jenis bahan.

Gabungan jenis-jenis logam konduktor yang berbeda akan menghasilkan rentang suhu operasional yang berbeda pula. Jenis-jenis termokoper antara lain

Termokopel tipe E, J, K, N, T dan U.

Termokopel

(18)

Prinsip kerja Termokopel cukup mudah dan sederhana. Pada dasarnya Termokopel hanya terdiri dari dua kawat logam konduktor yang berbeda jenis dan digabungkan ujungnya. Satu jenis logam konduktor yang terdapat pada Termokopel akan berfungsi sebagai referensi dengan suhu konstan (tetap) sedangkan yang satunya lagi sebagai logam konduktor yang mendeteksi suhu panas

Prinsip Kerja Termokopel

Berdasarkan Gambar diatas,

ketika kedua persimpangan atau

Junction memiliki suhu yang

sama, maka beda potensial atau

tegangan listrik yang melalui

dua persimpangan tersebut

adalah “NOL” atau V1 = V2.

(19)

Termokopel merupakan alat ukur yang murah namun hasilnya akurat.

Memiliki tingkat repeatability yang cukup tinggi.

Memiliki skala jelas dan hasil pengukuran mudah dibaca.

Kelebihan

Alat ukur tersebut susah di kalibrasi.

Alat ukur tersebut kurang stabil.

Akurasinya tidak cukup tinggi, yakni hanya sekitar 0,5 ° C saja.

Kekurangan

(20)

Terima Kasih

Referensi

Dokumen terkait

This thesis is about analyzing warpage problem due to heat treatment process on conventional furnace. Nowdays, there are various types of heat treatment employed in

The effect of the local airflows was evaluated from the changes in the natural convection boundary layer temperature and the changes in the body surface heat fluxes.. The effects of

- 271 - Journal of Heat Island Institute International Vol.7-2 2012 Academic Article Urban Heat Island and Human Heat-stress Values During the July 2006 Portland, Oregon, Heat Wave

For the overall Rhode River watershed, cropland, forest, and grazed land; annual and seasonal P fluxes of total P, phosphate, and organic P were calculated for time periods of low,

Applied Mechanics and Materials, vol.465-466, 2014, pages 1262-1266 Investigation performance of heat exchanger on thermoacoustic heat engine for harvesting a waste heat Abstract

Nomenclature qz heat fluxes across the control surfaces in the x direction W/m2 E’el Inflow rate volumetric electrical energy W/m3 E”el Outflow rate volumetric electrical energy W/m3

Pathways results, data and analysis obtained from: CCC 2013 Fourth Carbon Budget Review CCC 2013 Fourth Carbon Budget Review – technical report CCC 2012 The 2050 target – achieving

46 2 Heat conduction concepts, thermal resistance, and the overall heat transfer coefficient 49 2.1 The heat diffusion equation.. 49 2.2 Solutions of the heat diffusion