15
model klasik maka model Gash dapat dinilai lebih maju karena informasi yang diperoleh dari model ini lebih banyak dan memungkinkan untuk diekstrapolasi untuk
daerah lain. Kelemahan dari model ini seperti yang dikemukakan pada poin 2.1 yakni penetapan parameter curah hujan yang dibutuhkan untuk menjenuhkan tajuk. Pada
parameter ini tajuk hanya diasumsikan dua dimensi. Asumsi ini berarti bagian tajuk yang membutuhkan penjenuhan hanya bagian permukaan tajuk yang menerima
langsung hujan. Akan tetapi faktanya tidak demikian karena bagian hujan yang lolos dari permukaan tajuk akan menjadi input pada lapisan di bawahnya. Ini berarti
penggunaan luas tajuk sebagai representasi dari penutupan permukaan atau kondisi vegetasi masih dinilai lemah karena tajuk memilki tiga dimenasi. Karena itu fraksi
penutupan tajuk merupakan fungsi dari ILD. Revisi model Gash 1995 yang merupa- kan penyempurnaan dari model Gash 1979. Konsekuensi dari perubahan fraksi
penutupan tajuk pada revisi model Gash 1995 berdampak pada penetapan besaran kuantitatif parameter intersepsi khususnya nilai curah hujan yang diperlukan untuk
menjenuhkan tajuk Pg. Akibat dari perubahan parameter Pg’ maka selanjutnya mempengaruhi komponen intersepsi hujan seperti jeluk hujan yang dapat men-
jenuhkan tajuk m, jeluk hujan yang tidak menjenuhkan tajuk n dan evaporasi tajuk selama hujan berlangsung E. Perubahan ini selanjutnya mempengaruhi nilai
intersepsi hujan Ic. Revisi model Gash 1995 mendapat banyak respon positif dari peneliti hidrologi dan menilainya lebih realistis dibandingkan dengan model Gash
1979 dan memungkinkan digunakan lebih luas. Asumsi-asumsi utama yang disederhanakan oleh Gash, sebagai berikut :
a. Pola distribusi hujan dalam bentuk hujan terus-menerus dengan interval periode tidak hujan cukup lama, sehingga memungkinkan tajuk dan batang pohon menjadi
kering, b. Kondisi meteorologi selama terjadi penjenuhan tajuk, dianggap sama untuk semua
hujan, artinya bahwa rata-rata kondisi hujan dan evaporasi dapat mewakili seluruh data hujan dan evaporasi yang ada, dan
c. Bahwa tidak ada penetesan air yang lolos selama proses penjenuhan tajuk dan jumlah air pada tajuk setelah hujan akan cepat berkurang antara 20 – 30 menit
sampai tercapai nilai daya tampung air yang terkecil.
2.4. Dinamika Energi
Menurut Calder 1977 dan 1992, diacu dalam Ramirez dan Senarath 1999 bahwa intersepsi hujan tidak hanya berpengaruh penting pada keseimbangan air,
16
tetapi juga pada neraca energi suatu permukaan lahan. Hal serupa dikemukakan oleh Seller
et al. 1997; Ramires dan Senarath 1999 bahwa intersepsi hujan akan mengurangi aliran energi
sensible heat dan meningkatkan aliran energi latent heat. Hutan yang dikonversi menjadi lahan pertanian tanaman semusim jagung dan
kedelai menyebabkan radiasi neto dan evapotranspirasi berkurang masing-masing 20 dan 0,75 mmhari, di sisi lain aliran permukaan meningkat, kondisi ini akan
terjadi sebaliknya bila konversi lahan padang rumput menjadi areal pertanian musiman, besarnya peningkatan evapotranspirasi adalah 0,4 mmhari atau 45
Twine et al. 2004.
Tomo’omi Kumagai et al. 2004 melaporkan salah satu hasil penelitiannya
bahwa hubungan antara latent heat
λE dan sensible heat H terhadap radiasi neto Rn pada hari hujan di musim hujan, menunjukkan
slope dari regresinya adalah 0,82 dan nilai ini lebih besar dibandingkan pada hari tidak hujan yakni hanya 0.78.
Selanjutnya dijelaskan perbedaan ini dikarenakan pada hari hujan, terjadi aliran eddy yang disebabkan oleh evaporasi dari tajuk yang basah. Lantai hutan yang tidak ter-
tutupi oleh tajuk tanaman menyebabkan jumlah radiasi neto yang tiba di permukaan tanah lebih banyak sehingga limpahan
λE dan H meningkat dibandingkan dengan permukaan tanah yang ditutupi oleh tajuk Law
et al. 2000. Selanjutnya dilaporkan pada hasil simulasi dengan ILD= 5,
Net Ecocsystem Exchange NEE 37 , limpahan
λE hanya 12 , tetapi pengaruh yang paling nyata adalah pada net photo- synthesis yakni mencapai 20 . Kesimpulan lain yang dikemukakan adalah distribusi
radiasi pada tajuk pengaruhnya tidak sebesar dari pengaruh ILD. Uraian di atas mempertegas bahwa intersepsi hujan memiliki pengaruh penting
terhadap dinamika energi pada sistem vegetasi. Pertukaran energi antara suatu sistem dengan atmosfir memiliki variability dalam skala ruang dan waktu. Simpanan
energi pada tajuk merupakan salah satu hal penting bersama energi yang tersedia pada proses pertukaran energi dengan atmofir. McCaughey dan Saxton 1988, diacu
dalam Samson dan Lemeur 2000 mengemukakan bahwa simpanan energi pada tajuk dibagi menjadi lima bagian yaitu simpanan energi
sensible heat Sa dan latent heat Sw pada lapisan perbatas, simpanan energi pada biomassa Sv, energi yang
dipergunakan pada fotosintesisi Sp dan simpanan pada tanah Sg. Banyak studi menunjukkan nilai Sg diasumsikan sama dengan nilai aliran energi ke tanah G
bahkan sering diabaikan karena nilainya yang kecil Shuttleworth 1994, diacu dalam Samson dan Lemeur 2000. Secara emipiris nilai G pada siang hari adalah 0,5 dan
malam hari 0,1 dari radiasi neto FAO.1988.
17
Penelitian yang dilakukan oleh Samson dan Lemeur 2000 tentang simpanan energi pada hutan dengan tiga kondisi cuaca menunjukkan simpanan
sensible heat pada ketiga kondisi cuaca menunjukkan perbedaan pada
time to peak dan besaran kuantitatif simpanan energi. Ketiga kondisi cuaca yang dikaji adalah :
■
Cuaca cerah dengan tajuk yang kering
■
Cuaca berawan dengan tajuk kering
■
Cuaca berawan dengan tajuk basah Pada cuaca cerah dengan tajuk kering diperoleh simpanan energi maksimum terjadi
lebih awal yakni pada pukul 10 dan nilainya mencapai ± 40 Wm
-2
. Sedangkan pada kondisi berawan dengan tajuk kering dan basah simpanan energi maksimum masing
masing terjadi pada pukul 11 dan 12 dan nilainya jauh lebih kecil dari kondisi cuaca cerah. Bagian lain hasil yang diperoleh menunjukkan simpanan energi pada tanah
baik pola maupun kuantitasnya pada ketiga kondisi cuaca tersebut relatif sama. Oliphan
et al. 2004 melaporkan hasil penelitiannya tentang simpanan energi pada hutan bahwa simpanan energi
sensible heat memiliki variabilitas yang tinggi dan pengaruhnya nyata terhadap simpanan energi lainnya. Selain itu ditegaskan
pula bahwa selama tiga tahun penelitian ternyata simpanan energi pada hutan adalah kecil tetapi konsisten terjadi defisit rata rata 16,18 MJ m
-2
a
-1
. Adveksi energi merupakan representasi aliran energi dari dan ke suatu per-
mukaan. Presipitasi merupakan sumber terjadinya adveksi pada sistem vegetasi hutan baik secara horisontal maupun vertikal. Resenberg
et al. 1983, diacu dalam Todd
et al. 2000 mendefinisikan bahwa adveksi merupakan aliran energi, massa dan momentum secara horisontal akibat dari arah angin ke bawah. Karena itu
menurut Todd et al. 2000 bahwa pada kondisi tertentu ratio antara tahanan iklim
dengan tahanan aerodinamik nilainya menjadi besar yang dikenali sebagai kondisi oasis. Kondisi yang dimikian umumnya terjadi saat udara panas, kering dan atau
pemindahan massa yang berlangsung cepat akibat angin. Konsekuensi dari kondisi ini maka terjadi aliran
sensible heat yang tinggi. McCaughey and Saxton 1988 berpendapat bahwa aliran energi ke tanah me-
rupakan komponen penting terhadap simpanan energi. Selanjutnya dijelaskan bahwa pada musim kering atau cuaca cerah simpanan
sinsible heat pada tajuk adalah tinggi sedangkan pada musim hujan atau udara lembab simpanan
latent heat menjadi tinggi, tetapi fluktuasinya sangat cepat. Hal lain yang disimpulkan adalah
terdapat hubungan linier antara jumlah simpanan sensible heat dan biomassa
terhadap perubahan suhu pada boundary layers.
18
Komponen neraca energi suatu ekosistem vegetasi memiliki variasi yang nyata bergantung pada karakteristik vegetasi sepeti ILD, umur, tingkat penutupan, dan
tinggi vegetasi Jiquan Cheng et al.. Selanjutnya dilaporkan bahwa energi yang ter-
simpan akan berkurang secara linier terhadap tinggi vegetasi. Di hutan, atau daerah yang bervegetasi, dinamika energi menjadi tinggi dengan bertambahnya produksi
biomassa dengan ketebalan lapisan udara Gay 2000. Selanjutnya ditegaskan bahwa komponen simpanan energi merupakan fungsi dari suhu dan panas jenis dari
media. Kapasitas simpan energi pada tanaman pinus scots adalah 7,06 Wm
-2
. Jaeger and Kessler 1996 ; Stewart 1998, diacu dalam Gay 2000. Adanya pertukar-
an energi dan aliran massa uap air pada intersepsi hujan, maka sesungguhnya intersepsi hujan identik dengan kehilangan energi atau
heat loss. Ini dikarenakan proses evaporasi membutuhkan energi untuk merubah air menjadi uap air dan
energi untuk menguapkan air http:www.plantphys.net
. Pielke 2001 mengkaji pengaruh penutupan lahan terhadap perubahan iklim
dengan menguraikan persamaan neraca energi dan air, Salah satu hasil yang diper- oleh bahwa reduksi evapotranspirasi akibat dari keterbatasan lengas tanah me-
nyebabkan limpahan sensible heat dan pemanasan tanah meningkat. Pengurangan
lengas tanah dimungkinkan karena run off yang tinggi dan atau presipitasi neto yang
rendah dan atau infiltrasi yang terbatas.
2.5. Neraca Energi
