RADIASI SURYA
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Radiasi surya merupakan sumber energi utama kehidupan
di muka bumi ini. Setiap waktu hampir terjadi perubahan penerimaan energi
radiasi surya yang dapat mengaktifkan melekul gas atmosfer sehingga terjadilah
pembentukan cuaca. Iklim adalah keadaan unsur cuaca rata-rata dalam waktu yang
relatif panjang, dengan unsur-unsur sebagai berikut: radiasi surya, suhu
udara, kelembaban nisbi udara, tekanan udara, angin, curah hujan,
evapotranspirasi dan keawanan.
Radiasi surya merupakan unsur iklim/cuaca utama yang akan
mempengaruhi keadaan unsur iklim/cuaca lainnya. Perbedaan penerimaan radiasi
surya antar tempat di permukaan bumi akan menciptakan pola angin yang
selanjutnya akan berpengaruh terhadap kondisi curah hujan, suhu udara,
kelembaban nisbi udara, dan lain-lain.
Pengukuran
radiasi surya yang sampai dipermukaan bumi di pengaruhi oleh beberapa faktor,
antara lain oleh kedudukan surya terhadap bumi, kebersihan langit termasuk
keawanan dan lokasi titik pengukuran itu sendiri. Radiasi surya yang diukur
adalah jumlah energi radiasi yang sampai di permukaan bumi dalam bentuk
intensitas dan lama peyinaran dalam sehari, sebulan atau setahun atau untuk
periode waktu tertentu yang diinginkan.
Radiasi Matahari adalah pancaran energi yang berasal
dari proses thermonuklir yang terjadi di matahari. Energi radiasi matahari
berbentuk sinar dan gelombang elektromagnetik. Spektrum radiasi matahari
sendiri terdiri dari dua yaitu, sinar bergelombang pendek dan sinar
bergelombang panjang. Sinar yang termasuk gelombang pendek adalah sinar x,
sinar gamma, sinar ultra violet, sedangkan sinar gelombang panjang adalah sinar
infra merah. Jumlah total radiasi yang diterima di permukaan bumi tergantung 4
(empat) faktor. 1.Jarak matahari. Setiap perubahan jarak bumi dan matahari
menimbulkan variasi terhadap penerimaan energi matahari.
Radiasi matahari sejak dulu sampai sekarang tak habis-habis dibicarakan dan
ditulis. Dahulu yang sangat populer dibahas mengenai iklim dan pengunaan untuk
pemanasan/mengeringkan, penguapan dan pencahayaan alami dalam bangunan di siang
hari.
Sekarang tidak hanya permasalahan itu saja, tapi sudah
sangat berkembang, seperti berkaitan dengan permasalahan cuaca, atmosfir,
pertanian, kehutanan, perikanan, peternakan, pengairan, lingkungan hidup,
kesehatan, bangunan, kesehatan dan berbagai kegunaan yang sangat praktis. Orang
juga mempelajari ketersediaan radiasi matahari dengan berbagai cara dan
pemodelan.
Berbicara mengenai model pada radiasi matahari yang
dibahas disini adalah model matematis. Model matematis yang disusun diharapkan:
Pertama, Model lebih baik dari model terdahulu, baik untuk menghitung radiasi
pada langit bening maupun keadaan langit sembarang di berbagai tempat (lintang
dan bujur). Kedua, Model yang disusun, mudah dibuat dengan program ecxel, yang
telah tersedia pada komputer. Ketiga, Model dapat dengan mudah dipakai para
pemakai dan para perancang alat untuk memperkirakan ketersediaan radiasi
matahari baik sebagai sumber energi atau alat/bahan pelindung radiasi matahari
yang menimpa benda tersbut, baik secara langsung maupun tak langsung
1.2 Tujuan
Adapun tujuan dari praktikum ini yaitu:
1. Menentukan
intensitas radiasi dan lama peyinaran surya pada suatu hari
2.
Menghitung data intensitas dan lama peyinaran surya untuk periode selama satu
bulan dan memperkirakan fluktuasi tahunannya.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
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 berfariasi 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)
Radiasi
matahari merupakan proses penyinaran matahari sampai kepermukaan bumi dengan
intensitas yang berbeda-beda sesuai dengan keadaan sekitarnya. Radiasi matahari
yang diterima dipermukaan bumi lebih rendah dari konstanta mataharinya. Radiasi
matahari yang terjadi diatmosfer mengalami berbagai penyimpangan, sehingga
kekuatannya menuju bumi lebih kecil. Bagian 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).
Penerimaan radiasi surya di permukaan bumi sangat
bervariasi menurut tempat dan waktu. Menurut tempat khususnya disebabkan oleh
perbedaan letak lintang serta keadaan atmosfer terutama awan ( Handoko, 1994 ).
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 ).
Lama
penyinaran akan berpengaruh terhadap aktivitas makhluk hidup, misalnya pada
manusia dan hewan. Juga akan berpengaruh terhadap metabolisme yang berlangsung
didalam tubuh makhluk hidup, misalnya pada tumbuhan. Penyinaran yang lebih lama
akan memberi kesempatan yang lebih besar pada tumbuhan tersebut untuk
memanfaatkannya proses fotosintesis (Horn, 1999).
Radiasi matahari yang diterima oleh bumi akan diterima
dengan cara diserap dan tidak tertangkis oleh atmosfer sampai ke permukaan
bumi, karena bumi sangat padat, maka radiasi ini bukan ditangkis, melainkan
dikembalikan satu arah ke atmosfer (proses ini biasanya disebut refleksi). Es
dan salju merefleksi hamper kebanyakan dari radiasi matahari yang sampai ke
permukaan bumi, sedangkan laut merefleksi sangat sedikit.
Pada waktu radiasi surya memasuki system atmosfer
menuju permukaan bumi (daratan dan lautan), radiasi tersebut akan dipengaruhi
oleh gas-gas, aerosol, serta awan yang ada di atmosfer. Sebagian akan diserap dan sisanya diteruskan ke permukaan bumi berupa
radiasi langsung (direct) maupun radiasi baur (diffuse). Radiasi langsung
adalah radiasi yang tidak mengalami proses pembauran oleh molekul-molekul
udara, uap dan butir-butir air serta debu di atmosfer seperti yang terjadi pada
radiasi baur. Jumlah kedua bentuk radiasi ini 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).
Campbell Stokes adalah alat yang digunakan untuk
mengukur intensitas dan lama penyinaran matahari. Satuan dari intensitas dan
lama penyinaran matahari adalah persen. Campbell Stokes dilengkapi dengan kartu
khusus. Kartu ini adalah kartu yang berperan sebagai pencatat data. Kartu
Campbell Stokes ini dipasang dibawah lensa pada alat, kemudian diletakkan di
tempat terbuka. Pencatat waktu 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).
Sinar-sinar
dengan gelombang lebih panjang dari sinar yang lebih tampak disebut sinar-sinar infra merah dan
sinar-sinar ini sebagian besar mengalami penyerapan diatmosfer. Sinar-sinar
dengan panjang gelombang lebih pendek
dalam spectrum matahari adalah sinar-sinar ultraviolet yang mampu menghasilkan
suatu efek fotokimia tertentu. Diantara dua macam berkas radiasi yang tidak
kelihatan ini merupakan bagian ynag kelihatan dari spektrum yang diketahui
sebagai cahaya matahari dan paling efektif memanasi bumi. Jika sinar-sinar
spektrum matahari mencapai bumi sebagian diserap dan dirubah dari gelombang pendek
menjadi gelombang panjang yang dikenal sebgai panas. Tenaga yang diperoleh dari
cara ini merupakan bahan bakar untuk
prose-proses cuaca dan iklim, dan di-transfer baik vertikal maupuan horizontal
menimbulkan variasi keadaan temperatur. Akhirnya ini, hilang dengan cara
radiasi dari atmosfer keruang angkasa (Wisnubroto, dkk : 1981).
BAB III
METODOLOGI
PENGAMATAN
3.1 Bahan dan Alat
Bahan dan
alat yang digunakan pada proses pengamatan
adalah sebagai berikut:
a) Solarimeter dan solarigraf
b) Campbell Stokes
c) Pias masing-masing alat
d) Data hasil pengukuran satu bulan
e) Alat tulis
3.2 Waktu dan tempat pelaksanaan
Praktikum
ini dilaksanakan pada hari jumat tanggal 18 November 2011, jam 14.00-15.50 wib
di stasiun dan laboratorium ala dan diselesaikan dalam satu kali waktu
praktikum sekitar 2-3 jam.
3.3 Prosedur kerja
3.3.1 Pengenalan Stasiun
- Memilih stasiun klimatologi. Melihat ukuran stasiun. Mengamati penutup tanah stasun. Setelah itu mengamati tata letak alat-alat di dalam stasiun.
- Memperhatikan lingkungan stasiun. mengamati bagaimanan keadaan bangunan, pohon, dan penghalang lainnya yang bias mengganggu proses pengamatan berlangsung. setalah itu memperhatikan berapa kira-kira jaraknya.
3.3.2 Pengenalan Alat
Ø Mengamati setiap alat yang diperagakan, baik yang di
stasiun maupun yang terdapat di laboratorium agroklimat.
Ø Mencatat nama setiap
alat, apa sensornya, dan
bagaimanana cara kerja alat tersebut
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Pada saat pengamatan kejernihan
langit yaitu cerah berawan, sehingga berpengaruh pada embakaran kertas
pias. jika pada kertas pias putus-putus
maka hal tersebut pembakaran tidak sempurna. Dan sebaliknya jika langit jernih,
maka pembakaran akan sempurna.
Data yang diperoleh 15 langley
dianggap 1 hari x 1 tahun, jadi banyak radiasi dalam 1 tahun yaitu:
= 15 L x 365
hari
= 5.475
L/hari
Pada
pengamatan yang dilakukan yaitu dengan menggunakan Lengkung Panjang dengan lama pengamatan selama (+) 30 menit 15
langley/30 menit.
Pada kertas
pias lengkung pendek lama pengamatan yaitu 45 langley/60 menit dan pada kertas pias lurus yaitu 55 langley.60
menit.
4.2 Pembahasan :
Kegiatan
praktikum yang berjudul Radiasi Surya berlangsung di halaman Lep. Ilmu tanah
pada hari Rabu tanggal 18 November 2011 pukul 14:00-15:50 WIB, sesuai dengan ketentuan yang telah diterapkan oleh pihak
pengelolah praktikum agroklimatologi.
Pengamatan
yang dilakukan pada radiasi surya yang diukur, merupakan jumlah energi radiasi
yang sampai ke permukaan bumi dalam intensitas radiasi harian. Intensitas yang
dilakukan merupakan suatu radiasi surya yang diukur berdasarkan jumlah energi
radiasi yang disampaikan kepermukaan bumi.
Lama penyinaran suatu radiasi surya akan membakar
kertas yang menunjukan lamanya penyinaran surya setiap garisnya satu jam, yang
akan menunjukan arah jam dimana radiasi surya yang diukur merupakan jumlah
energi radiasi yang sampai ke permukaan bumi dalam lamanya peyinaran perhari.
Sehingga Lamanya peyinaran yang dilakukan merupakan suatu radiasi surya yang
diukur berdasarkan jumlah energi radiasi yang disampaikan kepermukaan bumi.
Intensitas radiasi sangat berpengaruh sekali bagi
segala jenis tumbuhan, karena intensitas cahaya membantu pertumbuhan pada
setiap tanaman untuk berpoosintesis, memasak zat-zat kimia yang ada pada daun
untuk dijadikan menjadi cadangan makanan dan membantu pertumbuhan sel-sel
tanaman pada permukaan kulit batang dan daun. Intensitas radiasi merupakan
gelombang elektromatik atau gelombang pendek. Perlunya pengamatan radiasi
surnya ini dipelajari adalah untuk dapat mengetahui seberapa besar intensitas
cahaya matahari jatuh kepermukaan bumi menyinari setiap tumbuhan dan
terkhususnya adalah tanaman yang dibudidayakan, karena tidak semua jenis
tanaman budidaya tahan terhadap radiasi surya.
Selain intensitas radiasi surya, lamanya penyinaran
surya juga mempengaruhi bagi tumbuhan, lama penyinaran adalah seberapa lama
radiasi surya menyinari permukaan bumi dalam kurung waktu tertentu. Lama
penyinaran disetiap garis lintang tidak lah sama dan pada umumnya di aquator
perbedaan panjang hari relatife. Semakin lama intensitas cahaya menyinari
permukaan bumi maka akan berdampak terhadap tumbuhan baik berdampak positip
yaitu semakin banyak udara O2 di keluarkan oleh tumbuhan disebabkan
fotosintesis berkepanjangan dan akan berdampak negatip bagi tumbuhan yaitu
kekeringan bagi daun karena lamanya penyinaran memaksa tanaman untuk
berpotosintesis hingga kandungan air semakin lama semakin habis sehingga
mengkibatkan kekeringan terhadap daun.
Radiasi matahari merupakan proses penyinaran matahari
sampai kepermukaan bumi dengan intensitas yang berbeda-beda sesuai dengan
keadaan sekitarnya. Radiasi matahari yang diterima dipermukaan bumi lebih
rendah dari konstanta mataharinya. Radiasi matahari yang terjadi diatmosfer
mengalami berbagai penyimpangan, sehingga kekuatannya menuju bumi lebih kecil.
Bagian 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.
Penerimaan
radiasi surya dipermukaan Bumi sangat berfariasi 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.
Penyinaran
matahari sampai ke permukaan bumi tidak hanya dipengaruhi oleh keawanan, tetapi
sudut yang dibentuk oleh matahari dan bumi, khususnya besarnya energy matahari
yang diterima bumi. Sudut yang dibentuk antara bumi dan matahari disebabkan
adanya rotasi bumi. Penangkisan dan penyerapan radiasi bisa terjadi di segala
lapisan atmosfir, yang paling sering lapisan bawah di mana massa atmosfir lebih
terkonsentrasi.
BAB IV
KESIMPULAN
Berdasarkan pengamatan dalam praktikum agroklimatologi
tentang intensitas radiasi surya ini, maka didapatkan kesimpulan yaitu:
1. Lama
penyinaran adalah seberapa lama intensitas radiasi matahari menynari permukaan
bumi dalam kurun waktu tertentu dan merupkan hal terpenting bagi penyinaran
pada setiap tumbuhan.
2. Radiasi matahari yang dipancarkan ke bumi
tergantung oleh jarak matahari dan juga intensitas matahari (besar kecilnya
cahaya matahari dipancarkan)
3. Radiasi
surya yang diukur berdasarkan jumlah energi radiasi yang dipancarkan dalam
sehari sebarapa besar intensitas dan lamanya peyinaran energi tersebut. Radiasi
yang dikeluarkan dipengaruhi oleh Jarak dari matahari, Intensitas radiasi
matahri, Lama penyinaran matahari/panjang hari/duration, dan Atmosfer
4. Radiasi
surya memegang peranan penting dari berbagai sumber energy lain yang
dimanfaatkan manusia.
5.
Alat yang dapat digunakan untuk mengukur lama penyinaran matahari Campbell
Stokes.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim2. 2009. Klimatologi.
http:/ /74 .125.153.132/search?q=cache: TUoi8Fs5PS0J: sophiadwiratna.
unpad.ac.id. Diakses tanggal 3 Juni 2011
G. H. Trewartha, dan L. H. Horn, 1999. Pengantar
Iklim. Edisi Kelima, Gajah Mada
University Press, Yogyakarta.
Lakitan, Benyamin, 1994. Dasar-dasar
Klimatologi. PT. Rajagrafindo Persada,
Jakarta.
Lakitan, Benyamin,1994, Dasar-Dasar
Klimatologi, Jakarta: PT. Rajawali Grafindo Persada.
Tim Laboratorium Agroklimatologi, 2007, Penuntun
Praktikum Agroklimatologi, Banda Aceh: FP-UNSYIAH.
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.
Hoesin, Haslizen. (2000). “Model Matematis Radiasi
Matahari Langit Bening dan Langit Sembarang”. Teknik Industri – Tak Teknik,
Universitas ARS Internasional, Bandung, November.
Comments
Post a Comment