Berdasarkan penelitian Williams dan Gordon 1995 dalam Maharany 1999
menunjukkan bahwa suhu udara pada beberapa jenis tanaman yang ditanam dalam
barisan yang berbeda memiliki profil angin yang hampir sama, yaitu pada pagi hari
meningkat dan mencapai puncaknya pada saat tengah hari kemudian menurun pada saat sore
hari.
2.2.3 Kelembaban Udara
Kelembaban udara
menggambarkan kandungan uap air di udara yang dapat
dinyatakan sebagai kelembaban mutlak, kelembaban
relatif kelembaban
nisbi, maupun defisit tekanan uap air Stull 2000.
Kelembaban mutlak adalah kandungan uap air dinyatakan dengan massa uap air atau
tekanannya per satuan volume. Kelembaban nisbi membandingkan antara kandungan
tekanan uap air aktual dengan keadaan jenuhnya atau pada kapasitas udara untuk
menampung uap air. Kapasitas udara untuk menampung uap air tersebut pada keadaan
jenuh
ditentukan oleh
suhu udara.
Pengembunan akan terjadi jika kelembaban nisbi telah mencapai 100 meskipun tekanan
uap aktualnya relatif rendah. Alat yang digunakan untuk mengukur
kelembaban udara adalah termometer bola kering
dan bola
basah Gambar
2. Selanjutnya, mencari selisih hasil kedua
pengamatan tersebut dan kemudian hasil selisih tersebut dicari ke dalam tabel
kelembaban relatif RH dalam satuan .
2.2.4 Angin
2.2.4.1 Deskripsi Angin
Angin merupakan udara yang bergerak secara horizontal dari suatu wilayah yang
bertekanan tinggi menuju wilayah yang bertekanan
rendah. McIntosh
1972 berpendapat bahwa: “Wind is the horizontal
movement of air relative to the rotating surface of the earth; the vertical component of
air movement, generally much the smaller ”.
Angin muncul
sebagai hasil
dari pemanasan di permukaan bumi, sehingga
terjadi perbedaan tekanan udara. Adanya pemanasan
di permukaan
bumi, mengakibatkan terjadi pemuaian massa udara
dan kerapatan udara relatif lebih rendah, sehingga tekanan udara menjadi rendah.
Ada tiga hal penting mengenai sifat angin adalah kekuatan, kecepatan angin dan arah
angin yang dipengaruhi oleh perbedaan tekanan udara dan kekasaran permukaan.
Semakin besar perbedaan tekanan udara suatu wilayah dengan wilayah lain, maka kecepatan
angin semakin besar. Demikian juga dengan kekasaran
permukaan, semakin
kasar permukaan yang dilewati oleh angin, maka
hambatan yang dialami angin semakin besar, sehingga kecepatan angin berkurang dan arah
angin mengalami perubahan akibat adanya gerakan turbulensi.
Arah angin merupakan arah dari mana angin bertiup atau berasal. Jika angin bertiup
dari barat menuju timur, arah angin adalah barat.
Berdasarkan International
Agreement 1956 dalam McIntosh 1972, satuan
kecepatan angin dinyatakan dalam knot dan konversi satuan kecepatan angin adalah
sebagai berikut: 1 knot = 0.515 m s
-1
= 1.152 mile h
-1
= 1.853 km h
-1
= 1.689 ft s
-1
Kecepatan angin permukaan biasanya diukur dengan anemometer atau anemograf dan
wind vane untuk menentukan arah angin Gambar 3.
a
b
Gambar 3 a Cup counter anemometer dan b wind vane Sumber: foto
pribadi.
Menurut Chang 1968 dalam June 1987, angin
menentukan pertumbuhan
dan perkembangan
suatu tanaman
melalui pertukaran bahang, uap air, CO
2
, serta momentum
antara tanaman
dan lingkungannya. Pertukaran bahang, uap air,
CO
2
, serta momentum antara tanaman dan lingkungannya
didukung oleh
difusi molekuler melalui suatu lapisan udara yang
dikenal dengan lapisan perbatas. Lapisan perbatas adalah lapisan yang dekat dengan
permukaan. Karakteristik
lapisan ini
bergantung pada sifat-sifat lapisan udara dan transfer momentum yang berkaitan dengan
gaya kekentalan udara.
2.2.4.2 Profil Kecepatan Angin
Profil kecepatan
angin menjelaskan
hubungan antara kecepatan angin dan ketinggian
di atas
permukaan Rosenberg 1974. Profil angin tersebut
berguna untuk menduga intensitas dari proses- proses pertukaran secara vertikal maupun
yang terjadi dari dan ke berbagai arah. Kecepatan angin pada suatu ketinggian dapat
digunakan untuk menduga kecepatan angin pada ketinggian lainnya Retnowati 1984.
Menurut Chang 1968, profil angin di atas permukaan yang relatif kasar misalnya
tanaman-tanaman tinggi berbeda dengan profil angin di atas permukaan yang relatif
licin misalnya tanaman-tanaman pendek.
Gambar 4 Profil angin di atas permukaan tanaman
pendek atas
dan tanaman
tinggi bawah
Gardiner 2004.
2.2.4.3 Persamaan Kecepatan Angin dan
Karakteristik Kekasapan Permukaan
Menurut Monteith 1973, ada tiga persamaan penting untuk menentukan profil
angin di atas suatu permukaan kasar, yaitu sebagai berikut:
i. Kecepatan kasap u
ii. Kecepatan angin rata-rata pada
ketinggian z dengan persamaan sebagai berikut Sutton 1953; Tennekes 1972;
Thom 1975; Oke 1978; Rosenberg et al. 1983; Zoomakis 1995; Arya 2001;
Dong et al. 2001; Weligepolage et al. 2012:
uz u
∗
= 1
k ln
z − d
z Keterangan :
uz : kecepatan angin
rata-rata pada
ketinggian z m s
-1
u : kecepatan kasap m s
-1
k : konstanta Von Karman sebesar 0.4
z : panjang kekasapan meter
d : perpindahan bidang nol meter
Kecepatan angin
meningkat seiring
bertambahnya ketinggian. iii.
Koefisien transfer momentum K
m
dengan persamaan sebagai berikut Tennekes 1972; Arya 2001:
K
m
= k z u
∗
Keterangan : K
m
: eddy viscosity m
2
s
-1
k : konstanta Von Karman sebesar 0.4
u : kecepatan kasap m s
-1
z : tinggi pengukuran meter
Berdasarkan persamaan profil angin dapat ditentukan
tiga parameter
yang menggambarkan
karakteristik kekasapan
permukaan, yaitu
parameter panjang
kekasapanroughness length z , perpindahan
bidang nolzero-plane displacement d, dan kecepatan
kasapfriction velocity
u McInnes et al. 1991; Kimura et al. 1999;
Martano 2000; Tsai and Tsuang 2005; Yuhao et al. 2008; Cataldo and Zeballos 2009.
Pada umumnya kecepatan angin rata-rata uz
naik secara linier terhadap ln z - d. Nilai d ini berkisar antara 0.6 sampai 0.8 h h
merupakan tinggi unsur kekasapan. Nilai d dapat diduga dengan persamaan berikut
Oke 1978; Kotani and Sugita 2005:
d = 2
3 h
Nilai h merupakan tinggi tanaman rata-rata meter.
Z
d
+Z h
2-3 h Height
Height
Wind Speed
Wind Speed Surface layer
Roughness sublayer
Canopy Sub-canopy
Forest canopy
