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