BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Evapotranspirasi Potensial Standard ETo
Evapotranspirasi adalah jumlah air total yang dikembalikan lagi ke atmosfer dari permukaan tanah, badan air, dan vegetasi oleh adanya pengaruh
faktor-faktor iklim dan fisiologis vegetasi. Evapotranspirasi merupakan gabungan antara proses-proses evaporasi, intersepsi, dan transpirasi. Evapotranspirasi
dibedakan menjadi evapotranspirasi potensial PET dan evapotranspirasi aktual AET. PET umumnya lebih dipengaruhi oleh faktor-faktor meteorologi,
sedangkan AET dipengaruhi oleh faktor fisiologi tanaman dan unsur tanah Asdak, 2010.
Beberapa faktor yang cukup dominan dalam mempengaruhi PET, antara lain radiasi matahari dan suhu, kelembaban atmosfer dan angin, dan secara umum
PET akan meningkat ketika suhu, radiasi matahari, kelembaban, dan kecepatan angin bertambah besar. Menurut FAO, evapotranspirasi potensial dibagi menjadi
tiga, yaitu evapotranspirasi standard Eto, evapotranspirasi tanaman standard Etc, dan evapotranspirasi tanaman dibawah kondisi yang tidak standard Etc
adj. Pada
penelitian ini,
evapotranspirasi yang
digunakan adalah
evapotranspirasi potensial standar Eto. Menurut FAO, evapotranspirasi potensial standard merupakan evapotranspirasi potensial dari tanaman pendekrumput
dengan asumsi ketinggian 0,12 m, resistensi permukaan 70 sm, dan albedo 0,23. Kondisi ini menyerupai tanaman pendek seragam yang menutupi tanah secara
sempurna, tinggi seragam, dan dalam keadaan cukup air. Konsep evapotranspirasi potensial standard Eto diperkenalkan untuk mempelajari kebutuhan evaporasi
yang berasal dari atmosfer dan terpisah dari tipe tanaman, pertumbuhan tanaman, dan manajemen tanaman. Eto bertujuan untuk menyatakan kekuatan evaporasi
pada atmosfer pada lokasi dan waktu yang spesifik dengan tidak mempertimbangkan karakteristik tanaman dan faktor tanah.
2.2 Perhitungan Evapotranspirasi Potensial : Blaney-Criddle
Pada perkembangannya, perhitungan evapotranspirasi potensial dapat dilakukan dengan cara sederhana, maupun dengan menggunakan persamaan
empiris. Secara sederhana, perhitungan evapotranspirasi potensial dapat didekatkan dengan perhitungan nilai evaporasi yang berasal dari Panci evaporasi
A, maupun Lysimeter. Pada pengukuran dengan menggunakan panci evaporasi A, diperlukan angka koefisien panci yang harus dievaluasi tingkat ketepatannya.
Menurut Kantor Cuaca Nasional Amerika Serikat, standard panci yang umum digunakan adalah Panci Evaporasi Klas A dengan ukuran diameter 122 cm dan
kedalaman 25 cm Lee, 1980. Pada teknik pengukuran evapotranspirasi menggunakan lysimeter, profil tanah, perkembangan akar tanaman, dan kondisi
kelembaban tanah harus diusahakan sama antara keadaan di dalam dan di luar lysimeter. Jika kelembaban tanah terus dijaga dalam keadaan basah, maka
evapotranspirasi yang diperoleh adalah dalam laju potensial PET, namun jika dikehendaki evapotranspirasi aktual AET, maka kelembaban tanah harus
dibiarkan berfluktuasi seperti yang terdapat dalam tanah sekelilingnya. Terdapat dua tipe lysimeter yang sering digunakan, yaitu tipe drainase dan tipe timbang
Asdak, 2010. Menurut Rosenberg et al. 1983, metode persamaan empirik dapat dibagi
menjadi tiga, berdasarkan faktor-faktor yang mempengaruhinya, yaitu berdasarkan suhu, berdasarkan suhu dan radiasi, serta berdasarkan kombinasi
berbagai faktor. Metode empirik berdasarkan suhu, antara lain persamaan Blaney- Criddle, Thornthwaite, dan Samani-Hargreaves. Berdasarkan suhu dan radiasi,
yaitu Jensen Haise. Sedangkan metode kombinasi, antara lain Penman, Priestley Taylor,
dan Penman-Monteith.
Berdasarkan standard
FAO, metode
evapotranspirasi standard yang dapat digunakan sebagai referensi, merupakan metode Penman-Monteith. Namun, apabila hanya terdapat masukan data yang
minim pada suatu wilayah pengamatan data suhu saja, maka Blaney-Criddle dapat digunakan untuk perhitungan evapotranspirasi.
Pada metode Blaney-Criddle, besarnya suhu dan persentase harian lama penyinaran matahari merupakan masukkan utama. Bentuk persamaan yang
digunakan adalah, DoorenbosPruit 1977 :
Eto = p 0,46 Tmean + 8,13 2.11
p merupakan rata-rata persentase harian dari jam siang hari tahunan untuk berbagai lintang.
Pada persamaan tersebut, Perhitungan Tmean dilakukan dengan mencari rata- rata Tmax dan Tmin dalam satu bulan, kemudian merata-ratakan Tmax dan Tmin
tersebut, untuk kemudian dinyatakan sebagai Tmeanhari dalam satu bulan. Tmax =
Tmin = Tmean =
Sementara, nilai p diperoleh berdasarkan tabel persentase harian yang didapatkan dari FAO.
Tabel 2.2.a Rata-rata persentase harian dari jam siang hari tahunan untuk berbagai lintang.
Sumber:http:www.fao.orgdocrep Dalam aplikasinya, persamaan empirik bersifat sangat spesifik pada suatu
lokasi tertentu. Sehingga, pada satu lokasi dapat memberikan korelasi yang kuat terhadap validator yang digunakan panci evaporasi, lysimeter, atau FAO
Penman-Monteith, namun pada lokasi yang lain, tidak memberikan korelasi yang kuat. Xu et al. 2001 pada penelitiannya di Kanada, menunjukkan bahwa metode
Blaney-Criddle merupakan metode yang memiliki korelasi yang kuat terhadap
hasil pengukuran evapotranspirasi pada panci evaporasi A. Metode ini juga direkomendasikan sebagai metode pengukuran evapotranspirasi pada wilayah
penelitiannya, khususnya pada metode yang berbasis suhu. Sementara, Lee et al. 2004 menunjukkan adanya keterkaitan antara
metode Blaney-Criddle dan Penman-Monteith sebagai validator. Pada penelitian Lee et al. 2004, kedua metode tersebut berkorelasi cukup kuat dengan nilai
koefisien korelasi sebesar 0,55. Wang et al. 2007 juga menyebutkan bahwa, pada musim hujan, pendugaan nilai evapotranspirasi dengan data yang minim
suhu, dapat dilakukan dengan dua metode, yaitu Blaney-Criddle dan Hagreaves. Keduanya menunjukkan korelasi yang dekat dengan metode Penman-Monteith.
Namun, Castaneda et al. 2005 menunjukkan bahwa diantara keempat metode yang ditelitinya Makkink, Turc, Thronthwaite, dan Blaney-Criddle, Blaney-
Criddle bukanlah metode terbaik yang berkorelasi dengan metode Penman Monteith.
2.3 Potensi Land Surface Temperature LST pada Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer MODIS
Land Surface Temperature LST merupakan parameter kunci keseimbangan energi pada permukaan dan variabel klimatologis utama. Suhu
permukaan lahan mengendalikan flux energi gelombang panjang yang melalui atmosfer. Besar suhu permukaan lahan dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu
albedo, kelembaban permukaan, dan tutupankondisi vegetasi. Data suhu permukaan merupakan input bagi evapotranspirasi, kelembaban udara, kelengasan
tanah, neraca energi, dan sebagainya Prasasti et al., 2007. Pada perkembangannya, penginderaan jauh untuk mendeteksi suhu
permukaan lahan, telah dikembangkan pada beberapa satelit dan sensor, antara lain Advanced Very High Resolution Radiometer AVHRR, Landsat TM dan
ETM+, Geostationary Operational Enviromental Satellite GOES, Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer MODIS, dan Advanced Spaceborne
Thermal Emission and Reflection Radiometer ASTER Tomlinson et al., 2011. MODIS merupakan salah satu sensor yang dibawa oleh satelit Terra dan
Aqua yang diluncurkan pada tahun 2000 dan 2002, dengan wilayah cakupan 2330 km dan memiliki resolusi spektral yang cukup tinggi 36 kanal dengan 12 bit data
pada semua kanal dengan panjang gelombang 0,4 µm-14,4 µm. Selain itu, MODIS memiliki resolusi spasial 250 m untuk kanal 1 dan 2, 500 m untuk kanal
3-7, dan 1 km untuk kanal 8-36. MODIS merupakan sensor multispektral yang dapat menangkap panjang gelombang tampak, infra merah dekat, dan gelombang
thermal. Dalam aplikasinya, MODIS dapat digunakan dalam kajian indeks tumbuhan, kelembaban tanah, kadar aerosol di udara, suhu permukaan laut, dan
kandungan klorofil laut. MODIS merupakan bagian dari program jangka panjang National Aeronatics and Space Administration NASA untuk mengamati,
meneliti, dan menganalisa lahan, lautan, atmosfer bumi, dan interaksi antara faktor-faktor tersebut.
Salah satu produk MODIS yang dapat mendeteksi suhu permukaan lahanLST adalah MOD11A2 dari satelit Terra untuk pengukuran data suhu 8
harian dan MYD11A2 dari satelit Aqua untuk pengukuran data suhu 8 harian modis.gsfc.nasa.gov. Dalam mendeteksi suhu permukaan lahanLST, MODIS
menggunakan thermal infrared yang terdapat pada kanal 31 10,78-11,28 µm dan 32 11,77-12,27 µm. Pada penggunaannya, terdapat keterbatasan yang cukup
serius dari satelit thermal infrared, yaitu pengambilan area bebas awan untuk menghasilkan hasil yang akurat, sehingga citra komposit dari berbagai lintasan
sering digunakan untuk membangun citra tanpa keterbatasan tutupan awan, atau algoritma juga dapat digunakan untuk pendugaan pixel. Efek dari hal tersebut
adalah perbedaan musim yang akan berpengaruh terhadap ketersediaan citra dan akurasi meningkatnya tutupan awan dan hujan menyebabkan basahnya
permukaan sehingga membuat pengukuran LST tidak masuk akal Tomlinson et al., 2011.
Secara umum, nilai LST MODIS lebih akurat pada malam hari dibandingkan siang hari Tomlinson et al., 2011; Vancutsem et al., 2010. Pada
malam hari, mendapatkan nilai min T udara lebih sederhana sebagai radiasi solar yang tidak mempengaruhi sinyal thermal infrared. Sementara, pada siang hari
perbedaan antara nilai LST dan Tmax stasiun terutama dikontrol oleh keseimbangan energi permukaan, yang merupakan sistem kompleks yang
bergantung pada informasi yang sulit tersedia radiasi matahari, penutupan awan, kecepatan angin, kelembaban tanah, kekasaran permukaan. Menurut Vancutsem
et al. 2010, terdapat beberapa hal yang menyebabkan terjadinya perbedaan antara nilai LST dengan nilai Tmin pada stasiun, yaitu kontaminasi awan, efek
angular anistropi, dan perbedaan skala spasial titik vs rataan areal.
3.1 Lokasi dan Wakt
Kategori