Neraca Energi Bowen Ratio

85 10 20 Rad ias i G lob al M J ha ri Hutan Rumput Hutan Rumput Hujan Tidak hujan Rs 17,15 18,00 18,55 19,19 Dinamika radiasi global yang diterima pada sistem vegetasi menunjukan peningkatan sampai dicapai nilai maksimum pada siang hari dan selanjutnya berkurang hingga sore hari, disajikan pada Gambar 39. diterima pada kedua bentuk penggunaan lahan tersebut maka pada hutan radiasi Gambar 38. Penerimaan radiasi global pada sistem vegetasi di Kawasan Babaheleka TNLL Juni 2005-Mei 2006

5.11. Neraca Energi Bowen Ratio

Neraca energi harian menggambarkan kesetimbangan energi selama 24 jam berupa masukan energi tersedia Rn dan penggunaannya untuk pemanasan udara H, penguapan LE dan pemanasan tanah G. Jumlah radiasi neto Rn pada hutan baik hari hujan maupun hari tidak hujan lebih tinggi dibandingkan dengan jumlah radiasi neto pada padang rumput. Dibandingkan dengan radiasi global yang Gambar 39. Diurnal radiasi global pada hutan dan padang rumput di kawasan Babahaleka TNLL Juni 2005-Mei 2006 -200 200 400 600 800 6 9 12 15 18 21 24 3 waktu h rad ia s i gl ob al W m 2 Hutan Rumput -200 200 400 600 800 1000 6 9 12 15 18 21 24 3 w aktu h radi as i gl obal W m 2 Hutan Rumput Tidak hujan hujan 86 neto mencapai 60 dari radiasi global sedangkan pada padang rumput hanya 50 dari radiasi global, disajikan pada Tabel 23. Data selengkapnya disajikan pada Lampiran 14 dan 15. Tabel 23. Radiasi neto pada hutan dan padang rumput Hujan Tidak hujan Uraian Satuan Hutan Rumput Hutan Rumput Rs MJm 2 hari 17,15± 3,90 18,00±3,72 18,55±3,79 19,19±3,69 Rn MJm 2 hari 10,66±3,12 9,50±2,79 11,28 ± 2,74 10,21± 2,53 RnRs 62,12 52,82 60,83 53,17 Perbedaan radiasi neto pada kedua bentuk pengunaan lahan tersebut dominan dikarenakan akibat dari perbedaan karakteristik permukaan yang dicirikan oleh nilai albedo. Hal ini didasarkan jumlah radiasi global yang diterima pada kedua bentuk ini adalah a cil. 3 5 ri diasi neto gelobang pendek seperti yang disajikan pada persamaan 2. sebagai penggunaan lahan tersebut adalah relatif sama bahkan terjadi kecen- derungan radiasi global yang diterima oleh padang rumput lebih banyak dibandingkan dengan hutan. Nilai albedo pada hutan yang didapat pada penelitian 10,75 . Dibandingkan dengan nilai albedo dari penelitian yang telah ad maka nilai albedo yang didapat pada penelitian ini adalah relatif lebih ke Penelitian yang dilaksananakan oleh Shuttleworth et al. 1984; Bastable et al. 1993 dan Culf at al 1995 yang dilaporkan oleh Giambelluca, et al 1997 bahwa Albdo hutan di Amazone mencapai 12,25 – 13,4 . Berbet dan Costa 200 melaporkan hasil pengukuran albedo pada padang rumput di Amazone yang dilakukan oleh Costa dan Foley 2000 adalah 17,6 . Penelitian Eppel et al 199 yang diacu oleh Friedrich et al, 2000 menunjukkan albedo pada padang rumput mencapai 25 . Dikaitkan dengan persamaan umum dari neraca radiasi yakni radiasi neto gelobang panjang bersama radiasi neto gelombang pendek merupakan komponen yang menentukan radiasi neto. Albedo merupakan parameter fisik da ra berikut Rs net R s 1 α − = Rsnet :Radiasi neto gelombang pendek α : albedo Rs : Radiasi global 87 maka dapat disimpulkan bahwa rendahnya nilai radiasi neto pada padang rumput dibandingkan dengan hutan dimungkinkan terjadi karena albedo rumput lebih besar dibandingkan dengan albedo hutan. Dinami a antara hari hujan dan tidak hujan. Secara kuantitatif perbedaan jumlah radiasi neto kedua bentuk penggunaan lahan mulai nyata pada pukul 10.00 la harian radiasi neto memiliki an deng haria si glo bar 38 Pe ena a di in an oleh radiasi global. Pad i, r b d na radiasi g nol 0 a, y jadi ad rubahan pemanasan udara dan tanah menjadi pendinginan, dinamika radiasi neto disajikan pada Gambar 40. ng diperoleh pada penelitian ini menggambarkan dua hal penting sebagai berikut : ■ P n lebih tinggi dibandingkan dengan padang rumput pada radiasi global yang sama . ka radiasi neto menggambarkan pola yang relatif sam – 15.00. Po kesama an pola n radia bal Gam nom ini sekaligus mengindikasik n bahwa ra asi neto dom an menentuk a malam har adiasi neto erubah menja i negatif kare lobal menjadi akibatny ang ter alah pe Fakta empiris di atas sekaligus memperkuat teori bahwa karakter permukaan sangat besar pengaruhnya terhadap energi yang dapat diabsosrpsi oleh sistem yang bersangkutan.. Adapun hubungan matematika antara radiasi neto dengan radiasi global disajikan pada Tabel 24 dan Gambar 41 dan 42 Persamaan empiris tentang hubungan antara radiasi neto Rn dengan radiasi global ya otensi ketersediaan energi pada huta -100 100 200 300 400 500 600 6 9 12 15 18 21 24 3 w aktu h R n W m 2 Hutan Rumput -100 100 200 300 400 500 600 6 9 12 15 18 21 24 3 w aktu h Rn W m 2 Hutan Rumput Tidak hujan hujan G ambar 40. Diurnal radiasi neto pada hutan dan padang rumput di kawsam Babahaleka TNLL juni 2005 – Mei 2006 88 ■ Pelepasan energi pada padang rumput di malam hari Rs=0 adalah 21,63 - 37,98 Wm 2 , dan nilai ini lebih tinggi dari pelepasan energi pada hutan yakni hanya 16,94 – 27,36 Wm 2 Tabel 24. Persamaan matematika hubungan Radiasi neto dengan Radiasi Global Lokasi Sumber Objekcuaca Persamaan R 2 Hutan hujan Rn = 0,76 Rs- 27,36 0,90 Hutankering Rn = 0,68 Rs – 16,94 0,91 Rumputhujan Rn = 0,71 Rs – 37,98 0,89 Hasil yang diperoleh Rumputkering Rn = 0,63 Rs - 21,63 0,84 Ames,Iowa Shaw 1956 Clipped grass Cloudy day Rn = 0,75Rs - 21 0,97 Ames,Iowa Shaw 1956 Clipped grass Clear day Rn= 0,87Rs-84 0,98 Rosenberg 1974. Rn: radiasi neto Rs: radiasi global Neraca Rn pada hari hujan sedangkan pada hari tidak hujan adalah 74,56 . pema dan pada hari tidak hujan porsinya sama yakni 58,77 Rn. Data diurnal neraca energi pada hutan dan padang rumput disajikan pada Lampiran 14 dan 15 Predicted vs. Observed Values Dependent variable: Rn energi seperti yang disajikan pada Gambar 43 dan Tabel 25 menunjukkan energi yang tersedia di hutan Rn dominan dipergunakan untuk penguapan yakni 89,40 Kondoisi sebaliknya terjadi pada padang rumput yakni dominan dipergunakan untuk nasan udara yakni 58,74 Rn pada hari hujan 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Predicted Values 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 Observed Values 20 95 confidence Hujan Predicted vs. Observed Values Dependent variable: Rn 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 Observed Values 95 confidence Kering Tidak hujan Predicted Values Gambar 41. Hubungan nilai observasi dan hipotetik radiasi neto Rn pada padang rumput di kawasan Babahaleka TNLLJuni 2005-Mei 2006 89 Predicted vs. Observed Values Dependent variable: Rn Predicted vs. Observed Values Dependent variable: Rn Ta r a hu dang r Hujan Tidak Hujan bel 25. Ne aca energi pad tan dan pa umput Uraian Unit Hutan Rumput Hutan Rumput Kejadian Hari 102 111 Rn MJm 2 hari 10,66±3,12 9,50±2,79 11,28 ± 2,74 10,21± 2,53 LE MJm 2 hari 9,53±5,85 3,98±2,39 8,41±6,50 4,21±2,48 H MJm 2 hari 1,06±5,15 5,58±2,58 2,85±6,16 6,00±2,69 G MJm 2 hari 0,06±0,73 -0,05±0,24 0,02±0,59 -0,01± 0,22 0,00 4,00 Hutan Rumput Hutan Rumput 8,00 12,00 Hujan Tidak Hujan Rn M J -25 25 A lir an en er h a ri 50 75 100 gi R n Rn H Rn LE Rn G Rn Gambar 43. Neraca energi pada sistem vegetasi 20 160 1 40 60 80 100 120 140 Predicted Values 80 200 220 20 40 60 100 120 160 180 200 220 Obser v ed Val 220 80 140 ues 95 confidence Hujan 40 60 80 100 120 140 160 18 200 22 Predicted Values 20 40 60 80 Ob 100 160 180 200 ues 95 confid Kering Tidak hujan 120 140 ed Val ser v ence Gambar 42. Hubungan nilai obs t d h alek ervasi dan hipote ik radiasi neto Rn pa a utan di Babah a TNLL Juni 20 5-Mei 2006 90 Hubungan empiris antara aliran latent heat dengan energi yang tersedia pada hutan menunjukkan baik pada hari hujan maupun tidak hujan terjadi terjadi peningkatan aliran latent heat ini dengan bertambahnya ketersediaan energi. Kondisi ini juga terjadi pada padang rumput. Perbedaan aliran energi latent heat kedua bentuk penggunaan lahan menunjukkan koefisien regreasi pada hutan lebih besar dibandingkan dengan pada padang rumput. Informasi ini sekaligus mengindikasikan bahwa di hutan terjadi pemindahan massa air ke atmofir yang lebih besar dibandingkan dengan di padang rumput, disajikan pada Gambar 44 dan 45 Beda halnya dengan aliran sensible heat sekalipun kedua bentuk penggunaan lahan ini memiliki pola yang sama terhadap aliran energi sensible heat baik pada hari LE = 1,0555+0,409x LE= 2,3814+0,8754x 20,0 40,0 60,0 73,8 87,5 100,8 114,8 129,1 142,7 156,5 171,9 186,2 200,0 220,0 Rn W.m -2 -200,0 -100,0 0,0 53,8 107,9 200,0 253,5 311,4 400,0 496,7 600,0 LE W .m -2 LE2 = 0,7132+0,7404x 20,0 35,9 58,3 72,0 85,4 99,5 113,5 127,0 141,0 154,8 172,6 200,0 220,0 Rn W.m -2 -100,0 -50,0 0,0 25,0 49,3 73,3 100,0 150,0 200,0 241,4 LE W.m -2 LE = 3,4779+0,3829x Padang rumput hutan Gambar 45 Hubungan aliarn latent heat LE dengan ketersediaan energi Rn pada hari tidak hujan di kawasan Babahaleka TNLL Juni 2005 – Mei 2006 0,0 55,9 75,1 91,2 107,9 123,9 140,0 154,9 170,5 186,9 20,0 40,0 204,6 220,0 Rn W.m -2 -100,0 35,9 69,6 173,7 207,3 269,7 325,1 374,3 0, 103,1 137,4 LE W.m -2 0,0 18,4 40,0 58,1 74,2 89,4 105,5 120 7,9 194,2 220,0 ,7 136,2 151,0 16 0,0 31,9 64,9 200,0 250,0 300,0 350,0 Rn W.m -2 -100,0 -50,0 100,0 150,0 LE W.m -2 Hutan Padang rumput Gambar 4 n eat LE i h a lek i 200 4. Hubunga pada har aliarn latent h ujan di Kaw dengan keterse san Babaha diaan energi Rn a TNLL Jun 5-Mei 91 hujan maupun tidak hujan tetapi koefiesien regresi pada padang rumput lebih besar dibandingkan dengan hutan. Gambaran ini menunjukkan bahwa lengas pada system permukaan padang rumput lebih rendah dari hutan, disajikan pada Gambar 46 dan 47 Akibatnya adalah energi yang tersedia pada padang rumput dominant dipergunakan untuk memanaskan udara. Efek meterorologi dari kondisi ini adalah suhu udara pada boundary layers padang rumput akan meningkat sehingga menyebabkan defisit tekanan uap semakin besar. Gambar 46. Hubungan aliarn sensible H dengan ketersediaan energi Rn pada hari hujan di Kawasan Babahaleka TNLL Juni 2005-Mei 2006 H = 5,3355+0,5387x 0,0 18,4 40,0 58,1 74,2 89,4 105,5 120,7 136,2 151,0 167,9 194,2 220,0 Rn W.m -2 -100,0 -50,0 -8,7 13,3 37,1 59,1 79,4 100,0 121,6 150,0 200,0 H W.m -2 H2 = 2,9405+0,0757x 20,0 40,0 55,9 75,1 88,7 102,5 116,0 130,6 144,2 160,0 177,6 192,9 208,0 Rn W.m -2 -300,0 -200,0 -144,4 -104,2 -63,9 -20,2 20,3 61,7 105,5 200,0 300,0 H W .m -2 Padang rumput hutan H = 3,3809+0,5596x H2 = 6,1932+0,2053x 20, 40, 60, 73, 8 87, 5 100, 8 114, 8 129, 1 142, 7 156, 5 171, 9 186, 2 200, 220, -400,0 -314,5 -200,0 -130,9 -82,9 -35,8 11,8 59,0 108,8 200,0 300,0 Rn W.m -2 H W.m -2 20,0 35,9 58,3 72,0 85,4 99,5 113,5 127,0 141,0 154,8 172,6 200,0 220,0 -200,0 -150,0 -100,0 -50,0 -16,9 15,9 43,9 70,7 97,7 150,0 200,0 H W.m -2 Padang rumput hutan Rn W.m -2 Gambar 47. Hubungan aliarn sensible H dengan ketersediaan energi Rn pada tidak hari hujan di kawasan Babahaleka TNLL Juni 2005-Mei2006 92

5.12 Pemindahan Energi dan Massa