Analisis Neraca Energi Wilayah Pertanian Situ Gede, Bogor
ANALISIS NERACA ENERGI WILAYAH PERTANIAN
SITU GEDE, BOGOR
DWI OKTA PRIANDI
DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI
FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Neraca Energi
Wilayah Pertanian Situ Gede, Bogor adalah benar karya saya dengan arahan dari
dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Juli 2013
Dwi Okta Priandi
NIM G24080025
ABSTRAK
DWI OKTA PRIANDI. Analisis Neraca Energi Wilayah Pertanian Situ Gede,
Bogor. Dibimbing oleh TANIA JUNE.
Tujuan dari penelitian ini adalah (i) mempelajari dinamika stabilitas
atmosfer, (ii) menentukan fluks bahang terasa (Qh) dan bahang laten (Qe) wilayah
pertanian Situ Gede, (iii) menentukan dan menganalisis neraca energi di wilayah
pertanian Situ Gede, Bogor. Penelitian ini menggunakan data suhu, kelembaban
udara, kecepatan angin, lama penyinaran, dan curah hujan pada tahun 2011.
Stabilitas atmosfer yang dianalisis terdiri dari kondisi netral, stabil, dan tidak
stabil. Dalam kurun satu tahun kondisi stabil terjadi hanya sebesar 19.9% dari
total data hasil pengolahan stabilitas atmosfer. Kondisi atmosfer didominasi oleh
kondisi netral mencapai 48.5%. Kondisi tidak stabil mencapai 31.5%. Pada
wilayah pertanian Situ Gede didapatkan nilai rata-rata komponen Qe = 4.92 MJ
m-2 day-1, Qh = 3.35 MJ m-2 day-1, dan Qg = 2.40 MJ m-2 day-1. Hal ini
mengindikasikan bahwa energi yang diperlukan untuk memanaskan atmosfer,
menguapkan air, dan memanaskan permukaan tanah relatif kecil sedangkan nilai
radiasi netto rata-rata sebesar 12.78 MJ m-2 day-1 dengan storage 2.10MJ m-2 day-1.
Hal ini menunjukkan potensi pemanfaatan energi oleh tumbuhan.
Kata kunci : stabilitas atmosfer, fluks bahang, neraca energi.
ABSTRACT
DWI OKTA PRIANDI. Analyses of Energy Balance on Agricultural Areas in Situ
Gede, Bogor. Supervised by TANIA JUNE.
The purposes of this research are studying the dynamics of atmospheric
stability, determining the heat flux (Qh) and latent heat (Qe), determining and
analyzing the energy balance on agricultural areas in Situ Gede, Bogor. This
research uses the data of temperature, humidity, wind speed, radiation, and rainfall
in 2011. Atmospheric stability that is analyzed consists of neutral, stable and
unstable conditions. For the year, the stable condition occurred only at 19.9% of
the total of the data of the atmospheric stability. The atmospheric conditions that
are dominated by neutral conditions reached 48.5%. Unstable conditions reached
31.5%. On the agricultural areas in Situ Gede Qe = 4.92 MJ m-2 day-1, Qh = 3.35
MJ m-2 day-1, and Qg = 2.40 MJ m-2 day-1. It indicates that the energy needed to
heat the atmosphere, evaporate water, and heat the soil surface is relatively small
while the average net radiation is 12.78 MJ m-2 day-1 and the storage is 2.10 MJ m2
day-1. It shows the potential of energy utilization by plants.
Keywords: atmospheric stability, heat flux, the energy balance.
ANALISIS NERACA ENERGI WILAYAH PERTANIAN
SITU GEDE, BOGOR
DWI OKTA PRIANDI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Geofisika dan Meteorologi
DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI
FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Judul Skripsi : Analisis Neraca Energi Wilayah Pertanian Situ Gede, Bogor
Nama
: Dwi Okta Priandi
NIM
: G24080025
Disetujui oleh
Dr Ir Tania June, M.Sc
Pembimbing I
Diketahui oleh
Dr Ir Rini Hidayati, MS
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Januari 2013 ini ialah
Neraca Energi, dengan judul Analisis Neraca Energi Wilayah Pertanian Situ
Gede, Bogor.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr Ir Tania June, M.Sc. Di
samping itu, penulis sampaikan kepada Badan Meteorologi dan Geofisika yang
telah membantu selama pengumpulan data. Ungkapan terima kasih juga
disampaikan kepada ayah, ibu, dan seluruh keluarga, serta teman-teman atas
segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Juli 2013
Dwi Okta Priandi
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
1
METODE
1
Bahan
1
Alat
2
Prosedur Analisis Data
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
7
Radiasi Netto
11
Stabilitas Atmosfer
12
Analisis Neraca Energi
14
SIMPULAN DAN SARAN
15
Simpulan
15
Saran
15
DAFTAR PUSTAKA
16
RIWAYAT HIDUP
23
LAMPIRAN
17
RIWAYAT HIDUP
23
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
Hubungan antara suhu dengan tekanan uap jenuh
Presentase Stabilitas Atmosfer tahun 2011
Nilai Qe, Qh, dan Qg berdasarkan waktu pengukuran
Nilai komponen neraca energi di berbagai wliayah
6
12
13
13
DAFTAR GAMBAR
Curah hujan wilayah Situ Gede, Darmaga, Bogor pada tahun
2011
2 Profil kecepatan angin bulanan pada berbagai ketinggian di
wilayah Situ Gede, Darmaga, Bogor pada tahun 2011
3 Profil kecepatan angin pada stabilitas atmosfer netral, tidak stabil,
stabil di wilayah Situ Gede, Darmaga, Bogor pada tahun 2011
4 Profil suhu udara bulanan di wilayah Situ Gede, Darmaga Bogor
pada tahun 2011
5 Profil suhu pada stabilitas atmosfer netral, tidak stabil, dan stabil
di wilayah Situ Gede, Darmaga, Bogor pada tahun 2011.
6 Profil kelembaban relatif bulanan di wilayah Situ Gede, Darmaga,
Bogor pada tahun 2011
7 Profil intensitas radiasi di wilayah Situ Gede, Darmaga, Bogor
pada tahun 2011
8 Profil Radiasi Netto dan Curah Hujan pada tahun 2011
9 Profil Qe, Qh, dan Qg rata-rata harian pada tahun 2011
10 Nilai rata-rata Qe, Qh, Qg, Rn, dan Storage tahun 2011
11 Lokasi Stasiun Klimatologi Klas I, Darmaga, Bogor
12 (a) Termometer bola kering dan termometer bola basah, (b) Gun
bellani integrator, (c) Sangkar cuaca, (d) Cup counter
anemometer,(e) Penakar hujan tipe observatorium
1
7
8
8
9
9
10
11
12
14
14
21
22
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
Curah Hujan dasarian wilayah Situ Gede, Bogor pada tahun 2011 ..... 17
Data suhu, kelembaban relatif, dan kecepatan angin tahun 2011 ......... 18
Intensitas Radiasi Matahari Wilayah Situ Gede, Bogor tahun 2011 .... 19
Radiasi Netto Wilayah Situ Gede, Bogor tahun 2011 ......................... 20
Lokasi Stasiun Klimatologi Klas I, Darmaga, Bogor .......................... 21
Alat-alat pengukur unsur cuaca .......................................................... 22
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Radiasi netto di permukaan bumi merupakan energi hasil proses transmisi,
pemantulan dan penyerapan radiasi gelombang panjang dan gelombang pendek
melalui atmosfer sampai ke permukaan tanaman. Energi tersebut digunakan untuk
memanaskan atmosfer (Qh), lapisan tanah (Qg), penguapan (Qe) serta proses
fotosintesis dan penyimpanan energi (keduanya diberi simbol S merupakan
simpanan/storage) (Stull 1950; Arya 2001). Oke (1978) menyatakan bahwa nilai
storage terdiri dari phsyical heat storage dan biochemical heat storage. Konsep
tersebut disebut dengan konsep neraca energi (Energy Balance). Menurut
Setiyani (1984), pemanfaatan energi matahari oleh tanaman untuk berfotosintesis
sebesar 7 % dan selebihnya digunakan oleh makhluk hidup lainnya. Pada bidang
pertanian neraca energi merupakan konsep yang penting digunakan untuk
menentukan effisiensi energi dan menghitung jumlah aliran energi masuk dan
keluar (Hetz 1992 dalam Romanelli 2004). Beberapa metode dapat digunakan
untuk menentukan neraca energi, seperti metode Bowen Ratio, Eddy Coleration,
Penman-Montieth, Priestley-Taylor, dan Gradien/Aerodinamik (Oke 1978; De
Bruin et. al 1982; Verma et.al 1986; Todd et.al 1998 LU Longhua et.al 2003; Nur
2004; Rauf 2009). Pada penelitian ini menggunakan metode aerodinamik yang
digunakan dalam penelitian Verma et.al 1986.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari dinamika stabilitas
atmosfer, menentukan fluks bahang terasa ( Qh ) dan bahang laten ( Qe ),
menentukan dan menganalisis neraca energi di wilayah pertanian Situ Gede.
METODE
Bahan
Data yang dibutuhkan selama penelitian adalah data suhu udara, data
kecepatan dan arah angin, data kelembaban udara pada tiga ketinggian (4 meter, 7
meter, dan 10 meter) dengan tiga waktu pengamatan, yaitu pukul 07.00 WS; pukul
14.00 WS; dan pukul 18.00 WS, data radiasi matahari harian, dan data curah
hujan harian.
2
Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain gun bellani integrator
untuk radiasi matahari, ombrometer untuk curah hujan, termometer bola kering
untuk suhu udara, cup counter anemometer untuk kecepatan angin, wind vane
untuk arah angin, dan seperangkat komputer dengan perangkat lunak Microsoft
Excel.
Prosedur Analisis Data
Identifikasi Iklim Lokasi Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Stasiun Klimatologi Klas I, Darmaga, Bogor, Jawa
Barat. Stasiun Klimatologi tersebut dikelilingi oleh lahan pertanian. Identifikasi
iklim ditentukan dengan membuat profil iklim lokasi penelitian, seperti radiasi
matahari, curah hujan, suhu udara, kelembaban udara, dan kecepatan angin. Profil
iklim tersebut dibuat dengan cara memplotkan data iklim terhadap waktu.
Kestabilan statis hanya mempertimbangkan buoyancy untuk mengGambarkan
aliran kestabilan atmosfer dan mengabaikan gesekan dari kecepatan angin ratarata. Kestabilan ini dapat ditentukan dengan persamaan di bawah ini:
Stabil
jika
dT/dz>0
Tidak stabil
jika
dT/dz 0.1
Kemudian s dan m dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan:
untuk < 0
s = m2 = (1 − 15)−1/2
s = m = 1+5
untuk 0
Dengan menggunakan persamaan di atas, fluks bahang terasa dan fluks uap
air kemudian dapat ditentukan dengan persamaan Qh dan ρa (Oke 1978; Arya
2001; June 2012):
Qh =ρa Cp k2
u2 -u1 θ2 -θ1
ln
z2 -d
z1 -d
2
φm φs
di mana Qh adalah fluks bahang terasa (J/s m2), k merupakan konstanta von
karman (0.4), u adalah kecepatan angin (ms -1), z = ketinggian alat (m), d = zero
plane displacement (m) di wilayah pertanian nilai d kurang dari 0.3, s merupakan
dimensionless gradient of ; m adalah dimensionless wind shear, a merupakan
kerapatan udara kering (kg m-3) dan Cp merupakan bahang spesifik udara kering
pada tekanan konstan (1004,2 JK-1kg-1). Kerapatan udara kering ditentukan dari
persamaan:
273.15
= 1.293
�
Keterangan :
ρa : kerapatan udara kering (kg m-3)
T : suhu udara rata-rata (K)
Nilai d dapat ditentukan dari analisa profil angin atau dapat ditentukan d =
0.7 h (h adalah tinggi kanopi). Fluks bahang laten (LE) dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan Qe :
Qe =Lρa k2
di mana
u2 -u1 q2 -q1
ln
z2 -d
2
z1 -d
φm φs
L = 2.50 x 106 – 2400 T
q=
0.622 e
P-0.378 e
e=
RHes
100
4
es =6.1078 exp
17.2693882 T
T+237.3
di mana Qe adalah fluks bahang laten (J/s m2) L adalah Laten heat
vaporization (J kg-1) q adalah kelembaban spesifik (kg kg-1), P adalah tekanan
atmosfer (hPa), e adalah tekanan uap air (hPa), RH adalah kelembaban relatif (%),
es merupakan tekanan uap air jenuh (hPa) dan T merupakan suhu udara ( oC).
Tekanan atmosfer dapat dihitung menggunakan persamaan berikut :
293−0.0065 z 5.26
P
z
P = 101.3
293
Keterangan :
: tekanan atmosfer (kPa)
: ketinggian stasiun pengamatan di atas permukaan laut (m)
Pendugaan Qg menggunakan pendekatan nilai Qh (Stull 1988) :
Qg =0.3 Qh
2
Konversi 1 J/s m = 0.0864 MJ/ m2 day-1.
Analisa Neraca Energi
Penentuan radiasi netto (Rn) pada permukaan tanah (Allen et al. 1998) :
Rn = Rns – Rnl
Keterangan :
Rn : radiasi netto (MJm-2day-1)
Rns:radiasi gelombang pendek(MJm-2day-1)
Rnl : radiasi gelombang panjang(MJm-2day-1)
Radiasi netto gelombang pendek dan gelombang panjang pada permukaan
tanaman dapat menggunakan persamaan berikut:
Rns = (1 – α) Rs
Rnl = σ
Tmax K4 + Tmin K 4
0.34 – 0.14 ea
2
Rs
- 0.35
1.35
Rso
Keterangan :
Rns : radiasi netto gelombang pendek pada permukaan tanaman (MJm-2day-1)
α
: albedo atau koefisien pantulan radiasi tajuk yang bernilai 0.23
Rs
: radiasi matahari (MJm-2day-1)
Rnl
: radiasi netto gelombang panjang pada permukaan tanaman (MJm-2day-1)
σ
: konstanta Stefan Boltzman (4.903x10 -9 MJ K-4 m-2day-1)
Tmax : suhu absolut maksimum selama 24 jam (K)
Tmin : suhu absolut minimum selama 24 jam (K)
ea
: tekanan uap jenuh (kPa)
5
Rs/Rso : radiasi gelombang pendek relatif (≤1.0)
Rs
: radiasi bruto gelombang pendek matahari (MJm-2 day-1)
Rso : radiasi bruto matahari saat kondisi cerah, tidak ada penutupan awan
(MJm-2day-1)
Penentuan radiasi bruto matahari dapat menggunakan rumus berikut :
Rs = as + bs
n
Ra
N
Rso = (0.75 + 2×10-5 z) Ra
Keterangan :
Rs : radiasi bruto gelombang pendek matahari (MJm-2day-1)
: 0.25
�
: 0.5
�
n
: lama penyinaran (jam)
N
: panjang hari (jam)
Ra : radiasi matahari ekstraterestrial (MJm-2day-1)
Z
: ketinggian stasiun (mdpl)
Penentuan radiasi ekstraterestrial dapat menggunakan persamaan berikut :
Ra=
24 (60)
Gsc dr [ωs sin φ sin δ +cos(φ) cos(δ) sin(ωs)]
π
Parameter-parameter yang digunakan dalam menghitung radiasi matahari
ekstraterestrial menggunakan beberapa persamaan berikut :
dr= 1 + 0.033 cos
δ= 0.409 sin
2π
365
2π
365
J
J-1.39
ωs = arccos [ -tan (φ) tan(δ) ]
π
φ=
[derajat desimal]
180
24
� =
Keterangan :
dr
: jarak relatif antara bumi dan matahari
J
: julian date
δ
: sudut deklinasi matahari
ωs : sudut datang matahari (rad)
φ
: letak lintang (rad). Jika berada pada lintang utara bernilai positif, jika
berada pada selatan maka nilainya negatif (rad)
N
: panjang hari (jam)
Gsc : solar constant = 0.0820 MJ m-2 min-1
ea = eoTdew = 0.6108 exp[
Keterangan :
ea
: tekanan uap air jenuh aktual (kPa)
� � : suhu titik embun (oC)
17.27 �
�
�
� +237
]
6
Suhu titik embun (Tdew) dicari menggunakan Tabel .1
Tabel 1 Hubungan antara suhu dengan
tekanan uap jenuh
Suhu (oC)
Tekanan uap air jenuh
(mb)
18
21
24
27
29
32
35
21
25
29.6
35
41
48.1
56.2
Berdasarkan hubungan suhu dengan tekanan uap air jenuh akan didapatkan
persamaan eksponensial y =ex , di mana y adalah tekanan uap air jenuh dan x
adalah suhu rata-rata. Selanjutnya dari kedua hubungan tadi akan didapatkan
persamaan logaritmik y=ax+b, persamaan tersebut digunakan untuk menentukan
suhu titik embun dengan y adalah suhu titik embun dan x adalah tekanan uap air
jenuh.
Secara keseluruhan komponen-komponen yang dan diukur dapat
dibandingkan sebagai berikut :
RnS – RnL = Qh +Qe + Qg + Storage
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
Curah Hujan
Curah hujan relatif beragam karena empat pola cuaca yang berbeda. Bogor
merupakan tipe lokal karena hanya memiliki satu puncak maksimum. Penyebaran
curah hujan tidak seragam dan tidak terstruktur dikarenakan kecilnya unsur-unsur
konveksi di sistem awan, efek orografis, efek kestabilan atmosfer, dan kondisi
angin (WMO 1994).
Penentuan tersebut didasarkan pada ketentuan BMKG (2012) periode basah
ditandai dengan curah hujan yang terjadi dalam satu dasarian sebesar 50 mm atau
lebih yang diikuti oleh dasarian berikutnya, atau dalam satu bulan terjadi lebih
dari 150 mm. Sebaliknya, pada periode kering ditandai dengan curah hujan yang
terjadi kurang dari 50 mm dalam satu dasarian atau kurang dari 150 mm dalam
satu bulan. Kisaran curah hujan per bulan wilayah Situ Gede, Darmaga, Bogor
adalah 77- 458 mm.
Gambar 1 Curah hujan wilayah Situ Gede, Darmaga, Bogor pada tahun 2011
Berdasarkan Gambar 1 terlihat pada periode basah terjadi pada dasarian 1
dan 2 bulan Januari, dasarian bulan April hingga dasarian 2 bulan Juli dan terjadi
pada dasarian 2 bulan Oktober hingga bulan Desember sedangkan periode kering
terjadi pada dasarian 3 bulan Januari hingga bulan Maret dan berlanjut bulan Juli
dasarian 3 hingga bulan Oktober dasarian 1. Hal ini menjelaskan bahwa selama
tahun 2011 daerah Situ Gede mengalami periode basah sebanyak 7 bulan dan
periode kering 5 bulan.
Secara umum nilai curah hujan tertinggi terjadi pada bulan November yang
mencapai 300 mm sedangkan curah hujan terendah pada bulan Agustus
mencapai 4 mm.
8
Kecepatan Angin (m/s)
Profil kecepatan angin
Kecepatan angin merupakan salah satu unsur yang diamati di Stasiun
Pengamatan Klimatologi Klas 1 yang terdiri atas 3 ketinggian. Profil angin
bulanan (Gambar 2) menunjukkan bahwa kecepatan angin terbesar terjadi di
ketinggian 10 meter dibandingkan dengan kecepatan angin pada ketinggian 7
meter dan 4 meter. Hal ini menunjukkan semakin tinggi dari permukaan, maka
kecepatan angin semakin tinggi. Secara matematis dapat dikatakan bahwa
kecepatan angin meningkat secara eksponensial terhadap ketinggian. Kekasapan
permukaan menjadi faktor utamanya. Permukaan yang kasar akan mengakibatkan
kecepatan angin kecil karena semakin dekat dengan permukan kekasapan semakin
tinggi.
8.0
6.0
4.0
2.0
0.0
J
F
M
A
Ketinggian 4 m
M
J
J
Waktu
A
Ketinggian 7 m
S
O
N
D
Ketinggian 10 m
Gambar 2 Profil kecepatan angin bulanan pada berbagai ketinggian di wilayah
Situ Gede, Darmaga, Bogor pada tahun 2011
z (m)
Kecepatan angin bulanan tertinggi terjadi pada bulan Januari dan terendah
terjadi pada bulan Maret. Secara umum, kecepatan angin bulanan yang terjadi
pada tahun 2011 bersifat statis. Profil kecepatan angin dari masing-masing
ketinggian memiliki pola yang sama. Selama tahun 2011 kecepatan angin berada
dalam selang 2,8 m/s hingga 6 m/s.
Gambar 3 menunjukkan profil kecepatan angin pada kondisi netral, tidak
stabil, dan stabil. Hal ini menerangkan kecepatan angin akan meningkat seiring
bertambahnya ketinggian. Kecepatan angin diurnal bervariasi dari waktu ke waktu.
Berdasarkan hasil penelitian pada kondisi tidak stabil (siang hari) cenderung
10
8
6
4
2
0
1.00
Netral
1.20
1.40
u (m/s)
Stabil
1.60
1.80
Tidak Stabil
Gambar 3 Profil kecepatan angin pada stabilitas atmosfer netral, tidak stabil,
stabil di wilayah Situ Gede, Darmaga, Bogor pada tahun 2011
9
memiliki kecepatan angin yang lebih besar daripada kondisi netral dan stabil. Hal
tersebut dipengaruhi oleh intensitas radiasi matahari. Pada siang hari intensitas
radiasi matahari akan mempengaruhi peningkatan suhu udara sehingga terjadi
peningkatan kecepatan angin di permukaan. Gambar 3 sesuai dengan terori yang
dikemukakan oleh Stull (1950), pada kondisi netral profil kecepatan angin
membentuk garis lurus. Pada kondisi tidak stabil akan membentuk pola lengkung
ke atas sedangkan pada kondisi stabil membentuk pola lengkung ke bawah.
Suhu Udara (◦C)
Profil Suhu Udara
Suhu udara rata-rata bulanan yang terukur di stasiun Klimatologi Situ Gede
berada dalam interval 25 °C hingga 26.5 °C. Hal ini menunjukkan suhu udara
tersebut normal karena termasuk dalam suhu udara tropis. Suhu udara rata-rata
bulanan dari masing-masing ketinggian tersebut memiliki pola yang sama tiap
26.5
26.0
25.5
25.0
24.5
J
F M A M J J
waktu
Ketinggian 4 m
A
ketinggian 7 m
S
O N D
ketinggian 10 m
Gambar 4 Profil suhu udara bulanan di wilayah Situ Gede, Darmaga Bogor
pada tahun 2011
bulannya. Terlihat pada Gambar 4 bahwa suhu rata-rata bulan pada ketinggian 7
meter lebih tinggi dibandingkan dengan ketinggian 4 meter dan 10 meter. Kondisi
tersebut menunjukkan bahwa suhu udara dipengaruhi adanya mixing dan
turbulensi di ketinggian tersebut sehingga perbedaan nilai suhu tidak terlalu jauh.
Suhu udara rata-rata tertinggi pada bulan Oktober yang termasuk periode
kering, sedangkan suhu terendah terjadi pada bulan Januari. Kondisi perubahan
suhu rata-rata permukaan dipengaruhi oleh intensitas matahari.
z (m)
10
8
6
4
2
0
21.0
24.0
27.0
30.0
T (°C)
Netral
Stabil
Tidak Stabil
Gambar 5 Profil suhu pada stabilitas atmosfer netral, tidak stabil, dan stabil di
wilayah Situ Gede, Darmaga, Bogor pada tahun 2011.
10
Suhu udara akan mengalami flukutasi dari waktu ke waktu. Pada pagi hari
profil suhu tidak memiliki gradien, siang hari profil suhu membentuk pola lapse
rate, kondisi sore membentuk pola inversi. Pola lapse rate menunjukan suhu
menurun seiring bertambahnya ketinggian dengan gradien suhu bernilai negatif.
Pola inversi, yaitu suhu meningkat seiring bertambahnya ketinggian dengan
gradien suhu bernilai positif.
RH (%)
Profil Kelembaban Relatif
Profil kelembaban relatif (RH) menunjukkan bahwa nilai RH tidak terjadi
perubahan yang signifikan dari ketiga ketinggian. Hal ini bisa disebabkan karena
pengaruh turbulensi pada permukaan yang lebih rendah, sehingga menyebabkan
pertukaran massa udara dan uap air di tiga ketinggian tersebut. Sepanjang tahun
2011 dari ketiga ketinggian membentuk pola yang sama. Kelembaban relatif ratarata pada ketinggian 7 meter lebih tinggi dibandingkan kelembaban relatif pada
ketinggian 4 meter dan 10 meter (Gambar 6). Pengaruh transfer uap air menjadi
faktor yang menyebabkan nilai kelembaban relatif tinggi pada ketinggian 7 meter.
Hal ini dipengaruhi oleh adanya transfer uap air yang besar pada lapisan atmosfer
di ketinggian 7 meter sehingga menyebabkan kapasitas uap air menurun.
Penurunan kapasitas uap air udara menyebabkan rendahnya tekanan uap air
sehingga kelembaban relatif cenderung lebih tinggi.
Kelembaban relatif bulanan pada Januari hingga April cukup tinggi
kemudian menurun pada bulan Juni sampai Agustus dengan selang 65% - 75%.
Pada bulan September hingga Desember RH bulanan kembali meningkat. Pada
periode kering nilai kelembaban udara cendrung lebih rendah dibandingkan
kelembaban pada periode basah. Hal ini karena pada periode kering radiasi
matahari yang diterima akan semakin besar dan nilai suhu menjadi lebih tinggi
sehingga udara mengembang dan kapasitas uap air meningkat yang menyebabkan
tekanan uap air jenuh meningkat dan kelembaban cendrung rendah. Kelembaban
udara terbesar berada pada bulan Desember sebesar 81% sedangkan kelembaban
udara terkecil berada pada bulan Agustus yakni 68%. Hal ini sesuai dengan Allen
1998 menyatakan variasi nilai kelembaban relatif adalah fakta hasil dari tekanan
uap jenuh yang ditentukan suhu udara. Suhu udara berubah sepanjang hari, secara
subtansi kelembaban relatif pun berubah.
85
80
75
70
65
J
F M A M J J A S O N D
waktu
Ketinggian 4 m
Ketinggian 7 m
Ketinggian 10 m
Gambar 6 Profil kelembaban relatif bulanan di wilayah Situ Gede, Darmaga,
Bogor pada tahun 2011
11
Intensitas Radiasi
Matahari
(MJ/m2)
Intensitas Radiasi
Wilayah Situ Gede, Darmaga merupakan wilayah dengan ketinggian 207
meter di atas permukaan laut dan di kelilingi oleh pegunungan. Kondisi tersebut
sangat mempengaruhi intensitas radiasi matahari. Hal ini dikarenakan radiasi
matahari oleh kondisi keawanan dan terhalang lereng gunung sehingga intensitas
500
400
300
200
100
0
J
F
M
A
M J
J
Waktu
A
S
O
N
D
Gambar 7 Profil intensitas radiasi di wilayah Situ Gede, Darmaga, Bogor pada
tahun 2011
yang diterima sedikit. Semakin tinggi suatu daerah maka intensitas radiasi
semakin rendah.
Data intensitas radiasi (Gambar 7) tersebut menunjukkan adanya perubahan
nilai intensitas radiasi tetapi tidak begitu signifikan. Intensitas radiasi terendah
pada bulan Januari dan tertinggi pada bulan Agustus. Bulan Januari merupakan
periode basah dengan kondisi curah hujan lebih tinggi dari bulan lainnya,
sedangkan bulan Agustus termasuk periode kering. Kondisi keawanan
mempengaruhi nilai intensitas radiasi yang diterima oleh permukaan. Pada
periode basah sering kali terjadi pentupan awan, sehingga penyerapan radiasi
matahari oleh permukaan bumi lebih sedikit dibandingkan penyerapan radiasi oleh
awan. Sebaliknya pada periode kering jarang terjadi penutupan awan tebal
sehingga penyerapan radiasi oleh permukaan bumi lebih besar daripada
penyerapan oleh permukaan awan. Selain itu, letak geofrafis wilayah Situ Gede
yang terletak di dataran tinggi dan dikelilingi perbukitan mempengaruhi intensitas
radiasi matahari yang diterima. Hal ini karena radiasi yang datang terhalang oleh
perbukitan sehingga intensitas radiasi rendah.
Radiasi Netto
Radiasi netto merupakan selisih antara radiasi gelombang pendek dengan
radiasi gelombang panjang (Allen et al. 1998). Penentuan radiasi netto
menggunakan pendekatan data lama penyinaran dan suhu maksimum serta
minimum berasal dari data iklim. Pada Gambar 8 profil radiasi sepanjang tahun
2011 mengalami kondisi fluktuatif baik periode kering maupun basah. Kondisi
tersebut dipengaruhi penutupan awan. Radiasi yang diterima pada kondisi
penutupan awan tinggi akan menyebabkan suhu permukaan rendah dan nilai lama
12
Gambar 8 Profil Radiasi Netto dan Curah Hujan pada tahun 2011
penyinaran rendah. Sedangkan ketika penutupan awan rendah maka suhu
permukaan tinggi dan nilai lama penyinaran tinggi.
Pada penentuan Rn menggunakan metode Penman-Monteith. Hal ini
dikarena pada persamaan tersebut menggunakan pendekatan beberapa data iklim
seperti data lintang, lama penyinaraan, dan suhu maksimum serta minimum. Profil
Rn pada Gambar 8 merupakan hasil perhitungan metode tersebut. Nilai Rn
tertinggi terjadi pada periode kering tepatnya pada dasarian ke-3 bulan Agustus
sebesar 15.53 MJ m-2 day-1. Hal ini diperkuat dengan kondisi curah hujan yang
rendah. Sedangkan nilai Rn paling rendah terjadi pada dasarian ke-3 bulan Maret
sebesar 9.07 MJ m-2 day-1dengan tingkat curah hujan yang relatif tinggi.
Stabilitas Atmosfer
Kondisi kestabilan pada atmosfer ditentukan secara dinamis. Stablitas
atmosfer ditentukan dengan Richardson Number (Ri) melalui pendekatan gradien
suhu dan kecepatan angin (Oke 1978). Berdasarkan hasil perhitungan didapatkan
stabilitas atmosfer, yaitu netral, stabil, dan tidak stabil. Stabilitas atmosfer stabil
terjadi dengan tingkat kejadian yang rendah, yaitu hanya sebesar 19,9% dari total
data hasil pengolahan stabilitas atmosfer. Dalam kurun satu tahun kondisi
atmosfer didominasi oleh kondisi netral mencapai 48.5%. kondisi tidak stabil
mencapai 31.56% (Tabel 2).
Berdasarkan Tabel 3 Secara umum nilai fluks bahang laten (Qe), fluks
bahang terasa (Qh), dan fluks bahang tanah (Qg) pada pukul 07.00 WS paling
kecil dibandingkan dengan yang lain. Pada pukul 14.00 WS nilai fluks meningkat
dan nilai kembali menurun pada pukul 18.00 WS. Kondisi tersebut dipengaruhi
oleh gradien suhu dan kecepatan angin. Allen et al (1998) menyatakan bahwa
suhu permukaan akan mencapai nilai tertinggi pada pukul 12.00 WS hingga 15.00
WS. Pada pukul 07.00 WS merupakan waktu awal penerimaan radiasi, pukul
Tabel 2 Presentase Stabilitas Atmosfer tahun 2011
Presentase dalam setahun (%)
Tidak stabil
31.56
Netral
48.53
Stabil
19.91
13
Tabel 3 Nilai Qe , Qh , dan Qg berdasarkan waktu pengukuran
Waktu
Pengukuran
(WS)
Kondisi
Stabilitas
Qe
(MJ m-2 day-1)
Qh
(MJ m-2 day-1)
Qg
(MJ m-2 day-1)
Pukul 07.00
Pukul 14.00
Pukul 18.00
Stabil
Tidak Stabil
Netral
0.60
-7.42
5.07
0.33
-3.11
0.46
0.10
-1.11
0.14
14.00 WS masih dalam waktu puncak penerimaan radiasi, dan waktu akhir
penerimaan energi terjadi pukul 18.00 WS.
Pada kondisi tersebut terdapat nilai negatif. Wohlfahrt et al. (2010) dalam
Suciatiningsih (2013) menyatakan bahwa pada metode aerodinamik nilai negatif
menunjukkan transfer bahang ke luar dari permukaan, sedangkan nilai positif
menunjukkan transfer bahang masuk ke permukaan. Berdasarkan hasil yang
diperoleh, transfer bahang ke luar dari permukaan pada stabilitas atmosfer tidak
stabil, sedangkan transfer bahang masuk ke dalam permukaan pada stabilitas
atmosfer stabil. Oke (1987) menyatakan bahwa fluks bahang dipengaruhi suhu
yang terjadi di permukaan. Setelah matahari terbit suhu mulai meningkat hingga
puncaknya pada siang hari dan kembali menurun pada sore hari. Fluks bahang
laten tidak hanya tergantung pada kondisi suhu dan ketersediaan uap air tetapi
juga tergantung pada ketersediaan energi untuk mengubahnya, gradien konsentrasi
uap, dan kondisi turbulensi atmosfer untuk membawa uap.
Nilai Qe (bahang laten) ditentukan melalui pendekatan gradien nilai RH dan
kecepatan angin. Hal ini akan berpengaruh pada jumlah energi yang diperlukan
untuk menguapkan air sedangkan nilai Qh melalui pendekatan perbedaan suhu
dan kecepatan angin. Berbeda dengan Qe dan Qh , pada penentuan Qg melalui
pendekatan nilai Qh . Hal ini digunakan kerena data suhu tanah tidak tersedia
sehingga memakai metode yang sudah digunakan oleh Stull (1988).
Berdasarkan Gambar 9, secara umum fluks bahang laten lebih tinggi
daripada fluks bahang terasa dan fluks bahang tanah. Menurut penelitian Nur
2004, Rauf 2009 bahwa nilai fluks bahang laten lebih besar dari pada fluks terasa
dan tanah. Hal ini menunjukkan adanya pemindahan massa air ke atmosfer yang
lebih besar. Pada Gambar 10 menunjukkan nilai fluks yang bervariasi selama
sepanjang tahun 2011. Secara umum ketiga fluks tersebut memiliki pola yang
sama, yaitu pada awal tahun memiliki nilai yang tinggi kemudian menurun pada
tengah tahun dan di akhir tahun meningkat kembali.
Tabel 4 Nilai komponen neraca energi di berbagai wliayah
Wilayah kajian
Pandere (200 m),
Sulawesi
Tengah
Tahun 2002
Yangz Delta, China
Tahun 2003
Qe
(MJ m-2
day-1)
Qh
(MJ m-2
day-1)
Qg
(MJ m-2
day-1)
Rn
(MJ m-2
day-1)
Storage
(MJ m-2
day-1)
11.52
2.66
0.80
13.76
-0.42
7.63
1.27
0.38
9.49
0.58
Sumber : Pusmahasib 2002, Longhua LU et al 2003
14
Analisis Neraca Energi
Neraca energi ditentukan dengan persamaan (Verma et al 1986):
Rn = Qh + Qe + Qg + Storage
Radiasi netto ditentukan dengan menggunakan metode Penman-Monteith dan
nilai fluks bahang ditentukan dengan metode aerodinamik. Hasil tersebut dapat
dilihat pada Gambar 8 dan Gambar 9.
Q rata-rata harian
15
10
5
0
1
31
61
91
Qe (MJ m-2 day-1)
121
151
181
211
241
Waktu (hari)
Qh (MJ m-2 day-1)
271
301
331
361
Qg (MJ m-2 day-1)
Gambar 9 Profil Qe , Qh , dan Qg rata-rata harian pada tahun 2011
*data harian siang hari
Hasil pada Tabel 3 menunjukkan bahwa nilai Qe lebih besar daripada nilai
Qh dan Qg . Nilai Qh lebih besar daripada nilai Qg . Hal ini mengindikasikan bahwa
aliran energi bahang laten yang mendominasi di masing-masing waktu
pengukuran. Kondisi tersebut juga kurang sesuai dengan literatur (Tabel 4).
Terlihat nilai fluks bahang yang didapatkan lebih kecil daripada fluks bahang pada
literatur sehingga menghasilkan nilai storage yang relatif besar. Hal ini
dikarenakan faktor unsur meteorologi yang belum terukur dalam penelitian ini.
Selain itu, disebabkan oleh ada perbedaaan waktu pengukuran unsur meteorologi
yaitu pada penelitian ini menggunakan data yang diukur pada pagi, siang, dan
sore sedangkan pada literatur penelitian menggunakan data diurnal dan wilayah
kajian yang berbeda. Hal ini menunjukkan pemanfaatan energi untuk pertukaran
bahang relatif kecil.
15.00
12.78
10.00
4.92
5.00
3.35
2.40
2.10
0.00
Rata-rata dalam 1 tahun
Qe (MJ m-2 day-1)
Qh (MJ m-2 day-1)
Qg (MJ m-2 day-1)
Rn(MJ m-2 day-1)
Storage (MJ m-2 day-1)
Gambar 10 Nilai rata-rata Qe , Qh , Qg , Rn, dan Storage tahun 2011
*data harian siang hari
15
Pada penelitian ini nilai storage ditentukan dari selisih Rn dan jumlah Qe ,
Qh , dan Qg . Nilai storage merupakan hasil perbedaan nilai fluks keluar dan fluks
masuk yang berasal dari kombinasi nilai Rn, Qe , Qh , dan Qg (Oke 1987; Arya
2001). Hasil tersebut dapat dilihat pada Gambar 9. Berdasarkan Gambar 9 wilayah
pertanian situ gede didapatkan komponen Qe = 4.92 MJ m-2 day-1, Qh = 3.35 MJ
m-2 day-1, dan Qg , = 2.40 MJ m-2 day-1. Hal ini mengindikasikan bahwa energi
yang diperlukan untuk memanaskan atmosfer, menguapkan air, dan memanaskan
permukaan tanah relatif kecil. Berdasarkan hasil perhitungan data selama satu
tahun wilayah pertanian situ gede memperoleh nilai radiasi netto rata-rata sebesar
12.78 MJ m-2 day-1dengan storage 2.10 MJ m-2 day-1. Arya 2001 menyatakan
bahwa nilai energi simpanan terdiri atas dua bagian, yaitu nilai simpanan panas
fisik dan simpanan panas biochemical yang merupakan seperti hasil dari
fotosintesis dan pertukaran karbon dioksida.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Berdasarkan hasil perhitungan didapatkan stabilitas atmosfer, yaitu netral,
stabil, dan tidak stabil. Pada kondisi netral profil suhu udara membentuk pola
garis lurus, kondisi tidak stabil membentuk pola lapse rate, dan kondisi stabil
membentuk pola inversi. Profil kecepatan angin pada kondisi netral membentuk
pola garis lurus, kondisi tidak stabil membentuk pola lengkung ke atas, dan
kondisi stabil membentuk pola lengkung ke bawah. Stabilitas atmosfer stabil
terjadi dengan tingkat kejadian yang rendah, yaitu hanya sebesar 19,9% dari total
data hasil pengolahan stabilitas atmosfer. Dalam kurun satu tahun kondisi
atmosfer didominasi oleh kondisi netral mencapai 48.5%. kondisi tidak stabil
mencapai 31.56%.
Pada wilayah pertanian situ gede didapatkan nilai rata- rata Qe = 4.92 MJ
-2
m day-1, Qh = 3.35 MJ m-2 day-1, dan Qg = 2.40 MJ m-2 day-1. Hal ini
mengindikasikan bahwa energi yang diperlukan untuk memanaskan atmosfer,
menguapkan air, dan memanaskan permukaan tanah cukup kecil sedangkan nilai
radiasi netto rata-rata sebesar 12.78MJ m-2 day-1 dengan storage 2.10MJ m-2 day-1.
Hal ini menunjukkan potensi pemanfaatan energi oleh tumbuhan.
Saran
Penelitian lebih lanjut diperlukan data dengan frekuensi pengamatan yang
lebih tinggi (per jam) dan menggunakan peralatan yang mampu mendeteksi
gradien sifat-sifat atmosfer (seperti CO2, uap air dan bahang) dan kekasapan. Hal
ini bertujuan untuk mengetahui nilai fluks bahang dan uap air yang lebih akurat.
Pengukuran saat ini belum bisa menggambarkan gradien suhu, kecepatan angin
dan RH yang baik karena kurang sensitifnya alat dan periode waktu pengamatan
yang panjang.
16
DAFTAR PUSTAKA
Allen RG, Pereira LS, & Smith M. 1998. Crop Evapotranspiration. Guidelines
Computing Crop Water Requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper 56.
Arya SP. 2001. Introduction to Micrometeorology. Ed ke-2. San Diego: Academic
Pr.
[BMKG] Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika. 2012. Prakiraan Musim
Hujan 2012/2013 di Indonesia. Jakarta (ID): Badan Meteorologi Klimatologi
dan Geofisika.
De Bruin HAR, Hostlag AAM. 1982. A Simple Parameterization of the Surface
Fluxes of Sensible and Latent Heat During Daytime Compared with PenmanMonteith Concept. American Meteorogical Society vol. 21.
June T. 2012. Praktikum Mikrometeorologi : Pengukuran Profil Iklim Mikro,
Fluks Momentum, Fluks Bahang dan Fluks Uap Air dari Permukaan Kanopi
Tanaman. Departemen Geofisika Meteorologi IPB. Tidak dipublikasikan.
Longhua LU, Yanjie C, Lingen B, Changgui LU, Guoan D. 2003. A Study Of The
Turbulence Fluxes Transfer Of CO2, Sensible Heat And Latent Heat for The
Surface Layer Over The Typical Rice Field, Yangtdz Delta. Chinese Journal
Of Geophysics vol.46, no.6.
Nur MS. 2004. Neraca Energi dan Air di Kawasan Taman Nasional Lore Lindu
Propinsi Sulawesi Tengah. [Disertasi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Oke TR. 1978. Boundary Layer Climates. London: Methuen & Co Ltd.
Pusmahasib. 2002. Perhitungan Neraca Energi dan Air pada Tanaman Padi.
[Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Harjadi S S. 1984. Pengantar Agronomi. Jakarta (ID) : Gramedia.
Suciatiningsih F. 2013. Karakteristik Kekasapan Permukaan Wilayah Pertanian.
[Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Stull RB. 2000. Meteorology for Scientists and Engineers. USA (US):
Brooks/Cole.
Stull RB. 1950. An Introduction to Boundary Layer Meteorology. London:
Kluwer Academic.
Rauf A. 2009. Intersepsi Hujan dan Pengaruhnya terhadap Pemindahan energi dan
Massa pada Hutan Tropika Basah Studi Kasus Taman Nasional Lore Lindu.
[Disertasi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Romanelli T L & Milan M. 2004. Energy balance methodology and modeling of
Supplementary forage production. Proceedings of IV Biennial International
Workshop “Advances in Energy Studies”. Unicamp, Campinas, SP, Brazil
Pages 315-321.
Todd RW, Evett SR, Howell TA. 1998. Latent Heat Flux Of Irrigated Alfalfa
Measured by Weighing Lysimeter and Bowen Ratio-Energy Balance. ASAE
No. 982119.
Verma SB, Baldocchi D.D, Andreson .D, Matt D.R, Clement R.J. 1986. Eddy
Fluxes Of Co,, Water Vapor, And Sensible Heat Over A Deciduous Forest*.
Boundary-Layer Meteorology 36 ( 1986) 7 l-91.
WMO (World Meteorological Organization). 1994. Land Surface Prosseses in
Large Scale Hydrologi.
17
Lampiran 1 Curah Hujan dasarian wilayah Situ Gede, Bogor pada tahun 2011
Bulan
Jan
Feb
Mar
Apr
Mei
Jun
Jul
Aug
Sep
Okt
Nov
Des
Dasarian
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
Curah Hujan (mm)
118.80
68.60
15.30
34.80
12.60
29.10
58.70
47.00
34.30
56.50
136.20
85.70
63.60
87.80
112.90
183.50
26.30
64.80
44.00
140.20
17.80
3.90
58.00
80.10
31.60
57.80
16.50
18.90
79.90
157.20
56.30
300.60
100.80
106.90
83.00
154.70
18
Lampiran 2 Data suhu, kelembaban relatif, dan kecepatan angin tahun 2011
Ketinggian
4 meter
Ketinggia
n 7 meter
Ketinggian
10 meter
T1
(oC)
25.3
25.6
25.4
25.8
26.0
26.1
25.8
25.7
26.1
26.1
26.0
25.9
T2 RH2
(oC) (%)
25.4 80
25.7 77
25.6 80
25.9 81
26.1 81
26.2 75
25.9 75
25.8 69
26.1 71
26.2 75
26.1 79
26.0 81
T3
(oC)
25.2
25.6
25.4
25.7
26.0
26.1
25.7
25.7
26.1
26.3
26.0
26.0
Kecepatan Angin (m/s)
Bulan
Jan
Feb
Mar
Apr
Mei
Jun
Jul
Agst
Sep
Okt
Nop
Des
RH1
(%)
80
78
80
80
81
75
75
68
69
76
79
81
RH3 Ketinggian Ketinggian Ketinggian
(%)
4 meter
7 meter
10 meter
298.2
1.0
1.3
1.6
298.6
0.9
1.2
1.5
298.4
0.8
1.2
1.4
298.7
0.9
1.2
1.4
299.0
0.8
1.0
1.2
299.1
0.9
1.2
1.3
298.7
1.0
1.2
1.3
298.7
1.1
1.3
1.5
299.1
1.2
1.5
1.6
299.3
1.3
1.4
1.6
299.0
1.1
1.2
1.4
299.0
1.0
1.2
1.3
19
Lampiran 3 Intensitas Radiasi Matahari Wilayah Situ Gede, Bogor tahun 2011
Bulan
Januari
Februari
Maret
April
Mei
Juni
Juli
Agustus
September
Oktober
Nopember
Desember
Intensitas Radiasi
(MJ m-2 bulan-1)
300
324
363
398
389
385
409
463
459
438
373
364
20
Lampiran 4 Radiasi Netto Wilayah Situ Gede, Bogor tahun 2011
Bulan
Dasarian
Jan
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
Feb
Mar
April
Mei
Jun
Jul
Agust
Sept
Okt
Nov
Des
Radiasi Netto
(MJ/m2 day-1)
9.51
9.20
10.98
10.26
12.61
10.09
11.23
13.19
9.07
12.53
12.44
11.99
14.71
14.08
12.67
14.71
15.49
13.86
13.66
14.45
15.29
15.12
14.81
15.53
15.26
14.35
15.52
13.27
15.13
12.70
10.46
13.30
11.95
11.45
11.03
10.34
21
Lampiran 5 Lokasi Stasiun Klimatologi Klas I, Darmaga, Bogor
Gambar 11 Lokasi Stasiun Klimatologi Klas I, Darmaga, Bogor
22
Lampiran 6 Alat-alat pengukur unsur cuaca
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Gambar 12 (a) Termometer bola kering dan termometer bola basah, (b) Gun
bellani integrator, (c) Sangkar cuaca, (d) Cup counter anemometer,(e)
Penakar hujan tipe observatorium
23
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Serang, Banten pada tanggal 5 Oktober 1990 sebagai
anak kedua dari tiga bersaudara, anak pasangan Saridjo dan Suginah. Penulis
menyelasaikan masa sekolah di TK YPWKS IV tahun 1996. SD YPWKS V
Cilegon tahun 2002 dan SMP N 7 Cilegon tahun 2005. Tahun 2008 penulis lulus
SMA N 2 KS (Krakatau Steel) Cilegon dan pada tahun yang sama lulus seleksi
masuk IPB melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB) Mayor
Meteorologi Terapan Departemen Geofisika dan Meteorologi, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama di IPB, penulis aktif di LDF
(Lembaga Dakwah Fakultas) MIPA selama 2 periode dari tahun 2009-2011.
Ketua Departemen ROHIS Kelas LDF MIPA 2009-2010. Ketua LDF MIPA pada
tahun 2010-2011. Koordinator Wilayah 3 JRMN (Jaringan Rohis MIPA Nasional)
pada tahun 2010-2011.
SITU GEDE, BOGOR
DWI OKTA PRIANDI
DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI
FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Neraca Energi
Wilayah Pertanian Situ Gede, Bogor adalah benar karya saya dengan arahan dari
dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Juli 2013
Dwi Okta Priandi
NIM G24080025
ABSTRAK
DWI OKTA PRIANDI. Analisis Neraca Energi Wilayah Pertanian Situ Gede,
Bogor. Dibimbing oleh TANIA JUNE.
Tujuan dari penelitian ini adalah (i) mempelajari dinamika stabilitas
atmosfer, (ii) menentukan fluks bahang terasa (Qh) dan bahang laten (Qe) wilayah
pertanian Situ Gede, (iii) menentukan dan menganalisis neraca energi di wilayah
pertanian Situ Gede, Bogor. Penelitian ini menggunakan data suhu, kelembaban
udara, kecepatan angin, lama penyinaran, dan curah hujan pada tahun 2011.
Stabilitas atmosfer yang dianalisis terdiri dari kondisi netral, stabil, dan tidak
stabil. Dalam kurun satu tahun kondisi stabil terjadi hanya sebesar 19.9% dari
total data hasil pengolahan stabilitas atmosfer. Kondisi atmosfer didominasi oleh
kondisi netral mencapai 48.5%. Kondisi tidak stabil mencapai 31.5%. Pada
wilayah pertanian Situ Gede didapatkan nilai rata-rata komponen Qe = 4.92 MJ
m-2 day-1, Qh = 3.35 MJ m-2 day-1, dan Qg = 2.40 MJ m-2 day-1. Hal ini
mengindikasikan bahwa energi yang diperlukan untuk memanaskan atmosfer,
menguapkan air, dan memanaskan permukaan tanah relatif kecil sedangkan nilai
radiasi netto rata-rata sebesar 12.78 MJ m-2 day-1 dengan storage 2.10MJ m-2 day-1.
Hal ini menunjukkan potensi pemanfaatan energi oleh tumbuhan.
Kata kunci : stabilitas atmosfer, fluks bahang, neraca energi.
ABSTRACT
DWI OKTA PRIANDI. Analyses of Energy Balance on Agricultural Areas in Situ
Gede, Bogor. Supervised by TANIA JUNE.
The purposes of this research are studying the dynamics of atmospheric
stability, determining the heat flux (Qh) and latent heat (Qe), determining and
analyzing the energy balance on agricultural areas in Situ Gede, Bogor. This
research uses the data of temperature, humidity, wind speed, radiation, and rainfall
in 2011. Atmospheric stability that is analyzed consists of neutral, stable and
unstable conditions. For the year, the stable condition occurred only at 19.9% of
the total of the data of the atmospheric stability. The atmospheric conditions that
are dominated by neutral conditions reached 48.5%. Unstable conditions reached
31.5%. On the agricultural areas in Situ Gede Qe = 4.92 MJ m-2 day-1, Qh = 3.35
MJ m-2 day-1, and Qg = 2.40 MJ m-2 day-1. It indicates that the energy needed to
heat the atmosphere, evaporate water, and heat the soil surface is relatively small
while the average net radiation is 12.78 MJ m-2 day-1 and the storage is 2.10 MJ m2
day-1. It shows the potential of energy utilization by plants.
Keywords: atmospheric stability, heat flux, the energy balance.
ANALISIS NERACA ENERGI WILAYAH PERTANIAN
SITU GEDE, BOGOR
DWI OKTA PRIANDI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Geofisika dan Meteorologi
DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI
FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Judul Skripsi : Analisis Neraca Energi Wilayah Pertanian Situ Gede, Bogor
Nama
: Dwi Okta Priandi
NIM
: G24080025
Disetujui oleh
Dr Ir Tania June, M.Sc
Pembimbing I
Diketahui oleh
Dr Ir Rini Hidayati, MS
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Januari 2013 ini ialah
Neraca Energi, dengan judul Analisis Neraca Energi Wilayah Pertanian Situ
Gede, Bogor.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr Ir Tania June, M.Sc. Di
samping itu, penulis sampaikan kepada Badan Meteorologi dan Geofisika yang
telah membantu selama pengumpulan data. Ungkapan terima kasih juga
disampaikan kepada ayah, ibu, dan seluruh keluarga, serta teman-teman atas
segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Juli 2013
Dwi Okta Priandi
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
1
METODE
1
Bahan
1
Alat
2
Prosedur Analisis Data
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
7
Radiasi Netto
11
Stabilitas Atmosfer
12
Analisis Neraca Energi
14
SIMPULAN DAN SARAN
15
Simpulan
15
Saran
15
DAFTAR PUSTAKA
16
RIWAYAT HIDUP
23
LAMPIRAN
17
RIWAYAT HIDUP
23
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
Hubungan antara suhu dengan tekanan uap jenuh
Presentase Stabilitas Atmosfer tahun 2011
Nilai Qe, Qh, dan Qg berdasarkan waktu pengukuran
Nilai komponen neraca energi di berbagai wliayah
6
12
13
13
DAFTAR GAMBAR
Curah hujan wilayah Situ Gede, Darmaga, Bogor pada tahun
2011
2 Profil kecepatan angin bulanan pada berbagai ketinggian di
wilayah Situ Gede, Darmaga, Bogor pada tahun 2011
3 Profil kecepatan angin pada stabilitas atmosfer netral, tidak stabil,
stabil di wilayah Situ Gede, Darmaga, Bogor pada tahun 2011
4 Profil suhu udara bulanan di wilayah Situ Gede, Darmaga Bogor
pada tahun 2011
5 Profil suhu pada stabilitas atmosfer netral, tidak stabil, dan stabil
di wilayah Situ Gede, Darmaga, Bogor pada tahun 2011.
6 Profil kelembaban relatif bulanan di wilayah Situ Gede, Darmaga,
Bogor pada tahun 2011
7 Profil intensitas radiasi di wilayah Situ Gede, Darmaga, Bogor
pada tahun 2011
8 Profil Radiasi Netto dan Curah Hujan pada tahun 2011
9 Profil Qe, Qh, dan Qg rata-rata harian pada tahun 2011
10 Nilai rata-rata Qe, Qh, Qg, Rn, dan Storage tahun 2011
11 Lokasi Stasiun Klimatologi Klas I, Darmaga, Bogor
12 (a) Termometer bola kering dan termometer bola basah, (b) Gun
bellani integrator, (c) Sangkar cuaca, (d) Cup counter
anemometer,(e) Penakar hujan tipe observatorium
1
7
8
8
9
9
10
11
12
14
14
21
22
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
Curah Hujan dasarian wilayah Situ Gede, Bogor pada tahun 2011 ..... 17
Data suhu, kelembaban relatif, dan kecepatan angin tahun 2011 ......... 18
Intensitas Radiasi Matahari Wilayah Situ Gede, Bogor tahun 2011 .... 19
Radiasi Netto Wilayah Situ Gede, Bogor tahun 2011 ......................... 20
Lokasi Stasiun Klimatologi Klas I, Darmaga, Bogor .......................... 21
Alat-alat pengukur unsur cuaca .......................................................... 22
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Radiasi netto di permukaan bumi merupakan energi hasil proses transmisi,
pemantulan dan penyerapan radiasi gelombang panjang dan gelombang pendek
melalui atmosfer sampai ke permukaan tanaman. Energi tersebut digunakan untuk
memanaskan atmosfer (Qh), lapisan tanah (Qg), penguapan (Qe) serta proses
fotosintesis dan penyimpanan energi (keduanya diberi simbol S merupakan
simpanan/storage) (Stull 1950; Arya 2001). Oke (1978) menyatakan bahwa nilai
storage terdiri dari phsyical heat storage dan biochemical heat storage. Konsep
tersebut disebut dengan konsep neraca energi (Energy Balance). Menurut
Setiyani (1984), pemanfaatan energi matahari oleh tanaman untuk berfotosintesis
sebesar 7 % dan selebihnya digunakan oleh makhluk hidup lainnya. Pada bidang
pertanian neraca energi merupakan konsep yang penting digunakan untuk
menentukan effisiensi energi dan menghitung jumlah aliran energi masuk dan
keluar (Hetz 1992 dalam Romanelli 2004). Beberapa metode dapat digunakan
untuk menentukan neraca energi, seperti metode Bowen Ratio, Eddy Coleration,
Penman-Montieth, Priestley-Taylor, dan Gradien/Aerodinamik (Oke 1978; De
Bruin et. al 1982; Verma et.al 1986; Todd et.al 1998 LU Longhua et.al 2003; Nur
2004; Rauf 2009). Pada penelitian ini menggunakan metode aerodinamik yang
digunakan dalam penelitian Verma et.al 1986.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari dinamika stabilitas
atmosfer, menentukan fluks bahang terasa ( Qh ) dan bahang laten ( Qe ),
menentukan dan menganalisis neraca energi di wilayah pertanian Situ Gede.
METODE
Bahan
Data yang dibutuhkan selama penelitian adalah data suhu udara, data
kecepatan dan arah angin, data kelembaban udara pada tiga ketinggian (4 meter, 7
meter, dan 10 meter) dengan tiga waktu pengamatan, yaitu pukul 07.00 WS; pukul
14.00 WS; dan pukul 18.00 WS, data radiasi matahari harian, dan data curah
hujan harian.
2
Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain gun bellani integrator
untuk radiasi matahari, ombrometer untuk curah hujan, termometer bola kering
untuk suhu udara, cup counter anemometer untuk kecepatan angin, wind vane
untuk arah angin, dan seperangkat komputer dengan perangkat lunak Microsoft
Excel.
Prosedur Analisis Data
Identifikasi Iklim Lokasi Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Stasiun Klimatologi Klas I, Darmaga, Bogor, Jawa
Barat. Stasiun Klimatologi tersebut dikelilingi oleh lahan pertanian. Identifikasi
iklim ditentukan dengan membuat profil iklim lokasi penelitian, seperti radiasi
matahari, curah hujan, suhu udara, kelembaban udara, dan kecepatan angin. Profil
iklim tersebut dibuat dengan cara memplotkan data iklim terhadap waktu.
Kestabilan statis hanya mempertimbangkan buoyancy untuk mengGambarkan
aliran kestabilan atmosfer dan mengabaikan gesekan dari kecepatan angin ratarata. Kestabilan ini dapat ditentukan dengan persamaan di bawah ini:
Stabil
jika
dT/dz>0
Tidak stabil
jika
dT/dz 0.1
Kemudian s dan m dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan:
untuk < 0
s = m2 = (1 − 15)−1/2
s = m = 1+5
untuk 0
Dengan menggunakan persamaan di atas, fluks bahang terasa dan fluks uap
air kemudian dapat ditentukan dengan persamaan Qh dan ρa (Oke 1978; Arya
2001; June 2012):
Qh =ρa Cp k2
u2 -u1 θ2 -θ1
ln
z2 -d
z1 -d
2
φm φs
di mana Qh adalah fluks bahang terasa (J/s m2), k merupakan konstanta von
karman (0.4), u adalah kecepatan angin (ms -1), z = ketinggian alat (m), d = zero
plane displacement (m) di wilayah pertanian nilai d kurang dari 0.3, s merupakan
dimensionless gradient of ; m adalah dimensionless wind shear, a merupakan
kerapatan udara kering (kg m-3) dan Cp merupakan bahang spesifik udara kering
pada tekanan konstan (1004,2 JK-1kg-1). Kerapatan udara kering ditentukan dari
persamaan:
273.15
= 1.293
�
Keterangan :
ρa : kerapatan udara kering (kg m-3)
T : suhu udara rata-rata (K)
Nilai d dapat ditentukan dari analisa profil angin atau dapat ditentukan d =
0.7 h (h adalah tinggi kanopi). Fluks bahang laten (LE) dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan Qe :
Qe =Lρa k2
di mana
u2 -u1 q2 -q1
ln
z2 -d
2
z1 -d
φm φs
L = 2.50 x 106 – 2400 T
q=
0.622 e
P-0.378 e
e=
RHes
100
4
es =6.1078 exp
17.2693882 T
T+237.3
di mana Qe adalah fluks bahang laten (J/s m2) L adalah Laten heat
vaporization (J kg-1) q adalah kelembaban spesifik (kg kg-1), P adalah tekanan
atmosfer (hPa), e adalah tekanan uap air (hPa), RH adalah kelembaban relatif (%),
es merupakan tekanan uap air jenuh (hPa) dan T merupakan suhu udara ( oC).
Tekanan atmosfer dapat dihitung menggunakan persamaan berikut :
293−0.0065 z 5.26
P
z
P = 101.3
293
Keterangan :
: tekanan atmosfer (kPa)
: ketinggian stasiun pengamatan di atas permukaan laut (m)
Pendugaan Qg menggunakan pendekatan nilai Qh (Stull 1988) :
Qg =0.3 Qh
2
Konversi 1 J/s m = 0.0864 MJ/ m2 day-1.
Analisa Neraca Energi
Penentuan radiasi netto (Rn) pada permukaan tanah (Allen et al. 1998) :
Rn = Rns – Rnl
Keterangan :
Rn : radiasi netto (MJm-2day-1)
Rns:radiasi gelombang pendek(MJm-2day-1)
Rnl : radiasi gelombang panjang(MJm-2day-1)
Radiasi netto gelombang pendek dan gelombang panjang pada permukaan
tanaman dapat menggunakan persamaan berikut:
Rns = (1 – α) Rs
Rnl = σ
Tmax K4 + Tmin K 4
0.34 – 0.14 ea
2
Rs
- 0.35
1.35
Rso
Keterangan :
Rns : radiasi netto gelombang pendek pada permukaan tanaman (MJm-2day-1)
α
: albedo atau koefisien pantulan radiasi tajuk yang bernilai 0.23
Rs
: radiasi matahari (MJm-2day-1)
Rnl
: radiasi netto gelombang panjang pada permukaan tanaman (MJm-2day-1)
σ
: konstanta Stefan Boltzman (4.903x10 -9 MJ K-4 m-2day-1)
Tmax : suhu absolut maksimum selama 24 jam (K)
Tmin : suhu absolut minimum selama 24 jam (K)
ea
: tekanan uap jenuh (kPa)
5
Rs/Rso : radiasi gelombang pendek relatif (≤1.0)
Rs
: radiasi bruto gelombang pendek matahari (MJm-2 day-1)
Rso : radiasi bruto matahari saat kondisi cerah, tidak ada penutupan awan
(MJm-2day-1)
Penentuan radiasi bruto matahari dapat menggunakan rumus berikut :
Rs = as + bs
n
Ra
N
Rso = (0.75 + 2×10-5 z) Ra
Keterangan :
Rs : radiasi bruto gelombang pendek matahari (MJm-2day-1)
: 0.25
�
: 0.5
�
n
: lama penyinaran (jam)
N
: panjang hari (jam)
Ra : radiasi matahari ekstraterestrial (MJm-2day-1)
Z
: ketinggian stasiun (mdpl)
Penentuan radiasi ekstraterestrial dapat menggunakan persamaan berikut :
Ra=
24 (60)
Gsc dr [ωs sin φ sin δ +cos(φ) cos(δ) sin(ωs)]
π
Parameter-parameter yang digunakan dalam menghitung radiasi matahari
ekstraterestrial menggunakan beberapa persamaan berikut :
dr= 1 + 0.033 cos
δ= 0.409 sin
2π
365
2π
365
J
J-1.39
ωs = arccos [ -tan (φ) tan(δ) ]
π
φ=
[derajat desimal]
180
24
� =
Keterangan :
dr
: jarak relatif antara bumi dan matahari
J
: julian date
δ
: sudut deklinasi matahari
ωs : sudut datang matahari (rad)
φ
: letak lintang (rad). Jika berada pada lintang utara bernilai positif, jika
berada pada selatan maka nilainya negatif (rad)
N
: panjang hari (jam)
Gsc : solar constant = 0.0820 MJ m-2 min-1
ea = eoTdew = 0.6108 exp[
Keterangan :
ea
: tekanan uap air jenuh aktual (kPa)
� � : suhu titik embun (oC)
17.27 �
�
�
� +237
]
6
Suhu titik embun (Tdew) dicari menggunakan Tabel .1
Tabel 1 Hubungan antara suhu dengan
tekanan uap jenuh
Suhu (oC)
Tekanan uap air jenuh
(mb)
18
21
24
27
29
32
35
21
25
29.6
35
41
48.1
56.2
Berdasarkan hubungan suhu dengan tekanan uap air jenuh akan didapatkan
persamaan eksponensial y =ex , di mana y adalah tekanan uap air jenuh dan x
adalah suhu rata-rata. Selanjutnya dari kedua hubungan tadi akan didapatkan
persamaan logaritmik y=ax+b, persamaan tersebut digunakan untuk menentukan
suhu titik embun dengan y adalah suhu titik embun dan x adalah tekanan uap air
jenuh.
Secara keseluruhan komponen-komponen yang dan diukur dapat
dibandingkan sebagai berikut :
RnS – RnL = Qh +Qe + Qg + Storage
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
Curah Hujan
Curah hujan relatif beragam karena empat pola cuaca yang berbeda. Bogor
merupakan tipe lokal karena hanya memiliki satu puncak maksimum. Penyebaran
curah hujan tidak seragam dan tidak terstruktur dikarenakan kecilnya unsur-unsur
konveksi di sistem awan, efek orografis, efek kestabilan atmosfer, dan kondisi
angin (WMO 1994).
Penentuan tersebut didasarkan pada ketentuan BMKG (2012) periode basah
ditandai dengan curah hujan yang terjadi dalam satu dasarian sebesar 50 mm atau
lebih yang diikuti oleh dasarian berikutnya, atau dalam satu bulan terjadi lebih
dari 150 mm. Sebaliknya, pada periode kering ditandai dengan curah hujan yang
terjadi kurang dari 50 mm dalam satu dasarian atau kurang dari 150 mm dalam
satu bulan. Kisaran curah hujan per bulan wilayah Situ Gede, Darmaga, Bogor
adalah 77- 458 mm.
Gambar 1 Curah hujan wilayah Situ Gede, Darmaga, Bogor pada tahun 2011
Berdasarkan Gambar 1 terlihat pada periode basah terjadi pada dasarian 1
dan 2 bulan Januari, dasarian bulan April hingga dasarian 2 bulan Juli dan terjadi
pada dasarian 2 bulan Oktober hingga bulan Desember sedangkan periode kering
terjadi pada dasarian 3 bulan Januari hingga bulan Maret dan berlanjut bulan Juli
dasarian 3 hingga bulan Oktober dasarian 1. Hal ini menjelaskan bahwa selama
tahun 2011 daerah Situ Gede mengalami periode basah sebanyak 7 bulan dan
periode kering 5 bulan.
Secara umum nilai curah hujan tertinggi terjadi pada bulan November yang
mencapai 300 mm sedangkan curah hujan terendah pada bulan Agustus
mencapai 4 mm.
8
Kecepatan Angin (m/s)
Profil kecepatan angin
Kecepatan angin merupakan salah satu unsur yang diamati di Stasiun
Pengamatan Klimatologi Klas 1 yang terdiri atas 3 ketinggian. Profil angin
bulanan (Gambar 2) menunjukkan bahwa kecepatan angin terbesar terjadi di
ketinggian 10 meter dibandingkan dengan kecepatan angin pada ketinggian 7
meter dan 4 meter. Hal ini menunjukkan semakin tinggi dari permukaan, maka
kecepatan angin semakin tinggi. Secara matematis dapat dikatakan bahwa
kecepatan angin meningkat secara eksponensial terhadap ketinggian. Kekasapan
permukaan menjadi faktor utamanya. Permukaan yang kasar akan mengakibatkan
kecepatan angin kecil karena semakin dekat dengan permukan kekasapan semakin
tinggi.
8.0
6.0
4.0
2.0
0.0
J
F
M
A
Ketinggian 4 m
M
J
J
Waktu
A
Ketinggian 7 m
S
O
N
D
Ketinggian 10 m
Gambar 2 Profil kecepatan angin bulanan pada berbagai ketinggian di wilayah
Situ Gede, Darmaga, Bogor pada tahun 2011
z (m)
Kecepatan angin bulanan tertinggi terjadi pada bulan Januari dan terendah
terjadi pada bulan Maret. Secara umum, kecepatan angin bulanan yang terjadi
pada tahun 2011 bersifat statis. Profil kecepatan angin dari masing-masing
ketinggian memiliki pola yang sama. Selama tahun 2011 kecepatan angin berada
dalam selang 2,8 m/s hingga 6 m/s.
Gambar 3 menunjukkan profil kecepatan angin pada kondisi netral, tidak
stabil, dan stabil. Hal ini menerangkan kecepatan angin akan meningkat seiring
bertambahnya ketinggian. Kecepatan angin diurnal bervariasi dari waktu ke waktu.
Berdasarkan hasil penelitian pada kondisi tidak stabil (siang hari) cenderung
10
8
6
4
2
0
1.00
Netral
1.20
1.40
u (m/s)
Stabil
1.60
1.80
Tidak Stabil
Gambar 3 Profil kecepatan angin pada stabilitas atmosfer netral, tidak stabil,
stabil di wilayah Situ Gede, Darmaga, Bogor pada tahun 2011
9
memiliki kecepatan angin yang lebih besar daripada kondisi netral dan stabil. Hal
tersebut dipengaruhi oleh intensitas radiasi matahari. Pada siang hari intensitas
radiasi matahari akan mempengaruhi peningkatan suhu udara sehingga terjadi
peningkatan kecepatan angin di permukaan. Gambar 3 sesuai dengan terori yang
dikemukakan oleh Stull (1950), pada kondisi netral profil kecepatan angin
membentuk garis lurus. Pada kondisi tidak stabil akan membentuk pola lengkung
ke atas sedangkan pada kondisi stabil membentuk pola lengkung ke bawah.
Suhu Udara (◦C)
Profil Suhu Udara
Suhu udara rata-rata bulanan yang terukur di stasiun Klimatologi Situ Gede
berada dalam interval 25 °C hingga 26.5 °C. Hal ini menunjukkan suhu udara
tersebut normal karena termasuk dalam suhu udara tropis. Suhu udara rata-rata
bulanan dari masing-masing ketinggian tersebut memiliki pola yang sama tiap
26.5
26.0
25.5
25.0
24.5
J
F M A M J J
waktu
Ketinggian 4 m
A
ketinggian 7 m
S
O N D
ketinggian 10 m
Gambar 4 Profil suhu udara bulanan di wilayah Situ Gede, Darmaga Bogor
pada tahun 2011
bulannya. Terlihat pada Gambar 4 bahwa suhu rata-rata bulan pada ketinggian 7
meter lebih tinggi dibandingkan dengan ketinggian 4 meter dan 10 meter. Kondisi
tersebut menunjukkan bahwa suhu udara dipengaruhi adanya mixing dan
turbulensi di ketinggian tersebut sehingga perbedaan nilai suhu tidak terlalu jauh.
Suhu udara rata-rata tertinggi pada bulan Oktober yang termasuk periode
kering, sedangkan suhu terendah terjadi pada bulan Januari. Kondisi perubahan
suhu rata-rata permukaan dipengaruhi oleh intensitas matahari.
z (m)
10
8
6
4
2
0
21.0
24.0
27.0
30.0
T (°C)
Netral
Stabil
Tidak Stabil
Gambar 5 Profil suhu pada stabilitas atmosfer netral, tidak stabil, dan stabil di
wilayah Situ Gede, Darmaga, Bogor pada tahun 2011.
10
Suhu udara akan mengalami flukutasi dari waktu ke waktu. Pada pagi hari
profil suhu tidak memiliki gradien, siang hari profil suhu membentuk pola lapse
rate, kondisi sore membentuk pola inversi. Pola lapse rate menunjukan suhu
menurun seiring bertambahnya ketinggian dengan gradien suhu bernilai negatif.
Pola inversi, yaitu suhu meningkat seiring bertambahnya ketinggian dengan
gradien suhu bernilai positif.
RH (%)
Profil Kelembaban Relatif
Profil kelembaban relatif (RH) menunjukkan bahwa nilai RH tidak terjadi
perubahan yang signifikan dari ketiga ketinggian. Hal ini bisa disebabkan karena
pengaruh turbulensi pada permukaan yang lebih rendah, sehingga menyebabkan
pertukaran massa udara dan uap air di tiga ketinggian tersebut. Sepanjang tahun
2011 dari ketiga ketinggian membentuk pola yang sama. Kelembaban relatif ratarata pada ketinggian 7 meter lebih tinggi dibandingkan kelembaban relatif pada
ketinggian 4 meter dan 10 meter (Gambar 6). Pengaruh transfer uap air menjadi
faktor yang menyebabkan nilai kelembaban relatif tinggi pada ketinggian 7 meter.
Hal ini dipengaruhi oleh adanya transfer uap air yang besar pada lapisan atmosfer
di ketinggian 7 meter sehingga menyebabkan kapasitas uap air menurun.
Penurunan kapasitas uap air udara menyebabkan rendahnya tekanan uap air
sehingga kelembaban relatif cenderung lebih tinggi.
Kelembaban relatif bulanan pada Januari hingga April cukup tinggi
kemudian menurun pada bulan Juni sampai Agustus dengan selang 65% - 75%.
Pada bulan September hingga Desember RH bulanan kembali meningkat. Pada
periode kering nilai kelembaban udara cendrung lebih rendah dibandingkan
kelembaban pada periode basah. Hal ini karena pada periode kering radiasi
matahari yang diterima akan semakin besar dan nilai suhu menjadi lebih tinggi
sehingga udara mengembang dan kapasitas uap air meningkat yang menyebabkan
tekanan uap air jenuh meningkat dan kelembaban cendrung rendah. Kelembaban
udara terbesar berada pada bulan Desember sebesar 81% sedangkan kelembaban
udara terkecil berada pada bulan Agustus yakni 68%. Hal ini sesuai dengan Allen
1998 menyatakan variasi nilai kelembaban relatif adalah fakta hasil dari tekanan
uap jenuh yang ditentukan suhu udara. Suhu udara berubah sepanjang hari, secara
subtansi kelembaban relatif pun berubah.
85
80
75
70
65
J
F M A M J J A S O N D
waktu
Ketinggian 4 m
Ketinggian 7 m
Ketinggian 10 m
Gambar 6 Profil kelembaban relatif bulanan di wilayah Situ Gede, Darmaga,
Bogor pada tahun 2011
11
Intensitas Radiasi
Matahari
(MJ/m2)
Intensitas Radiasi
Wilayah Situ Gede, Darmaga merupakan wilayah dengan ketinggian 207
meter di atas permukaan laut dan di kelilingi oleh pegunungan. Kondisi tersebut
sangat mempengaruhi intensitas radiasi matahari. Hal ini dikarenakan radiasi
matahari oleh kondisi keawanan dan terhalang lereng gunung sehingga intensitas
500
400
300
200
100
0
J
F
M
A
M J
J
Waktu
A
S
O
N
D
Gambar 7 Profil intensitas radiasi di wilayah Situ Gede, Darmaga, Bogor pada
tahun 2011
yang diterima sedikit. Semakin tinggi suatu daerah maka intensitas radiasi
semakin rendah.
Data intensitas radiasi (Gambar 7) tersebut menunjukkan adanya perubahan
nilai intensitas radiasi tetapi tidak begitu signifikan. Intensitas radiasi terendah
pada bulan Januari dan tertinggi pada bulan Agustus. Bulan Januari merupakan
periode basah dengan kondisi curah hujan lebih tinggi dari bulan lainnya,
sedangkan bulan Agustus termasuk periode kering. Kondisi keawanan
mempengaruhi nilai intensitas radiasi yang diterima oleh permukaan. Pada
periode basah sering kali terjadi pentupan awan, sehingga penyerapan radiasi
matahari oleh permukaan bumi lebih sedikit dibandingkan penyerapan radiasi oleh
awan. Sebaliknya pada periode kering jarang terjadi penutupan awan tebal
sehingga penyerapan radiasi oleh permukaan bumi lebih besar daripada
penyerapan oleh permukaan awan. Selain itu, letak geofrafis wilayah Situ Gede
yang terletak di dataran tinggi dan dikelilingi perbukitan mempengaruhi intensitas
radiasi matahari yang diterima. Hal ini karena radiasi yang datang terhalang oleh
perbukitan sehingga intensitas radiasi rendah.
Radiasi Netto
Radiasi netto merupakan selisih antara radiasi gelombang pendek dengan
radiasi gelombang panjang (Allen et al. 1998). Penentuan radiasi netto
menggunakan pendekatan data lama penyinaran dan suhu maksimum serta
minimum berasal dari data iklim. Pada Gambar 8 profil radiasi sepanjang tahun
2011 mengalami kondisi fluktuatif baik periode kering maupun basah. Kondisi
tersebut dipengaruhi penutupan awan. Radiasi yang diterima pada kondisi
penutupan awan tinggi akan menyebabkan suhu permukaan rendah dan nilai lama
12
Gambar 8 Profil Radiasi Netto dan Curah Hujan pada tahun 2011
penyinaran rendah. Sedangkan ketika penutupan awan rendah maka suhu
permukaan tinggi dan nilai lama penyinaran tinggi.
Pada penentuan Rn menggunakan metode Penman-Monteith. Hal ini
dikarena pada persamaan tersebut menggunakan pendekatan beberapa data iklim
seperti data lintang, lama penyinaraan, dan suhu maksimum serta minimum. Profil
Rn pada Gambar 8 merupakan hasil perhitungan metode tersebut. Nilai Rn
tertinggi terjadi pada periode kering tepatnya pada dasarian ke-3 bulan Agustus
sebesar 15.53 MJ m-2 day-1. Hal ini diperkuat dengan kondisi curah hujan yang
rendah. Sedangkan nilai Rn paling rendah terjadi pada dasarian ke-3 bulan Maret
sebesar 9.07 MJ m-2 day-1dengan tingkat curah hujan yang relatif tinggi.
Stabilitas Atmosfer
Kondisi kestabilan pada atmosfer ditentukan secara dinamis. Stablitas
atmosfer ditentukan dengan Richardson Number (Ri) melalui pendekatan gradien
suhu dan kecepatan angin (Oke 1978). Berdasarkan hasil perhitungan didapatkan
stabilitas atmosfer, yaitu netral, stabil, dan tidak stabil. Stabilitas atmosfer stabil
terjadi dengan tingkat kejadian yang rendah, yaitu hanya sebesar 19,9% dari total
data hasil pengolahan stabilitas atmosfer. Dalam kurun satu tahun kondisi
atmosfer didominasi oleh kondisi netral mencapai 48.5%. kondisi tidak stabil
mencapai 31.56% (Tabel 2).
Berdasarkan Tabel 3 Secara umum nilai fluks bahang laten (Qe), fluks
bahang terasa (Qh), dan fluks bahang tanah (Qg) pada pukul 07.00 WS paling
kecil dibandingkan dengan yang lain. Pada pukul 14.00 WS nilai fluks meningkat
dan nilai kembali menurun pada pukul 18.00 WS. Kondisi tersebut dipengaruhi
oleh gradien suhu dan kecepatan angin. Allen et al (1998) menyatakan bahwa
suhu permukaan akan mencapai nilai tertinggi pada pukul 12.00 WS hingga 15.00
WS. Pada pukul 07.00 WS merupakan waktu awal penerimaan radiasi, pukul
Tabel 2 Presentase Stabilitas Atmosfer tahun 2011
Presentase dalam setahun (%)
Tidak stabil
31.56
Netral
48.53
Stabil
19.91
13
Tabel 3 Nilai Qe , Qh , dan Qg berdasarkan waktu pengukuran
Waktu
Pengukuran
(WS)
Kondisi
Stabilitas
Qe
(MJ m-2 day-1)
Qh
(MJ m-2 day-1)
Qg
(MJ m-2 day-1)
Pukul 07.00
Pukul 14.00
Pukul 18.00
Stabil
Tidak Stabil
Netral
0.60
-7.42
5.07
0.33
-3.11
0.46
0.10
-1.11
0.14
14.00 WS masih dalam waktu puncak penerimaan radiasi, dan waktu akhir
penerimaan energi terjadi pukul 18.00 WS.
Pada kondisi tersebut terdapat nilai negatif. Wohlfahrt et al. (2010) dalam
Suciatiningsih (2013) menyatakan bahwa pada metode aerodinamik nilai negatif
menunjukkan transfer bahang ke luar dari permukaan, sedangkan nilai positif
menunjukkan transfer bahang masuk ke permukaan. Berdasarkan hasil yang
diperoleh, transfer bahang ke luar dari permukaan pada stabilitas atmosfer tidak
stabil, sedangkan transfer bahang masuk ke dalam permukaan pada stabilitas
atmosfer stabil. Oke (1987) menyatakan bahwa fluks bahang dipengaruhi suhu
yang terjadi di permukaan. Setelah matahari terbit suhu mulai meningkat hingga
puncaknya pada siang hari dan kembali menurun pada sore hari. Fluks bahang
laten tidak hanya tergantung pada kondisi suhu dan ketersediaan uap air tetapi
juga tergantung pada ketersediaan energi untuk mengubahnya, gradien konsentrasi
uap, dan kondisi turbulensi atmosfer untuk membawa uap.
Nilai Qe (bahang laten) ditentukan melalui pendekatan gradien nilai RH dan
kecepatan angin. Hal ini akan berpengaruh pada jumlah energi yang diperlukan
untuk menguapkan air sedangkan nilai Qh melalui pendekatan perbedaan suhu
dan kecepatan angin. Berbeda dengan Qe dan Qh , pada penentuan Qg melalui
pendekatan nilai Qh . Hal ini digunakan kerena data suhu tanah tidak tersedia
sehingga memakai metode yang sudah digunakan oleh Stull (1988).
Berdasarkan Gambar 9, secara umum fluks bahang laten lebih tinggi
daripada fluks bahang terasa dan fluks bahang tanah. Menurut penelitian Nur
2004, Rauf 2009 bahwa nilai fluks bahang laten lebih besar dari pada fluks terasa
dan tanah. Hal ini menunjukkan adanya pemindahan massa air ke atmosfer yang
lebih besar. Pada Gambar 10 menunjukkan nilai fluks yang bervariasi selama
sepanjang tahun 2011. Secara umum ketiga fluks tersebut memiliki pola yang
sama, yaitu pada awal tahun memiliki nilai yang tinggi kemudian menurun pada
tengah tahun dan di akhir tahun meningkat kembali.
Tabel 4 Nilai komponen neraca energi di berbagai wliayah
Wilayah kajian
Pandere (200 m),
Sulawesi
Tengah
Tahun 2002
Yangz Delta, China
Tahun 2003
Qe
(MJ m-2
day-1)
Qh
(MJ m-2
day-1)
Qg
(MJ m-2
day-1)
Rn
(MJ m-2
day-1)
Storage
(MJ m-2
day-1)
11.52
2.66
0.80
13.76
-0.42
7.63
1.27
0.38
9.49
0.58
Sumber : Pusmahasib 2002, Longhua LU et al 2003
14
Analisis Neraca Energi
Neraca energi ditentukan dengan persamaan (Verma et al 1986):
Rn = Qh + Qe + Qg + Storage
Radiasi netto ditentukan dengan menggunakan metode Penman-Monteith dan
nilai fluks bahang ditentukan dengan metode aerodinamik. Hasil tersebut dapat
dilihat pada Gambar 8 dan Gambar 9.
Q rata-rata harian
15
10
5
0
1
31
61
91
Qe (MJ m-2 day-1)
121
151
181
211
241
Waktu (hari)
Qh (MJ m-2 day-1)
271
301
331
361
Qg (MJ m-2 day-1)
Gambar 9 Profil Qe , Qh , dan Qg rata-rata harian pada tahun 2011
*data harian siang hari
Hasil pada Tabel 3 menunjukkan bahwa nilai Qe lebih besar daripada nilai
Qh dan Qg . Nilai Qh lebih besar daripada nilai Qg . Hal ini mengindikasikan bahwa
aliran energi bahang laten yang mendominasi di masing-masing waktu
pengukuran. Kondisi tersebut juga kurang sesuai dengan literatur (Tabel 4).
Terlihat nilai fluks bahang yang didapatkan lebih kecil daripada fluks bahang pada
literatur sehingga menghasilkan nilai storage yang relatif besar. Hal ini
dikarenakan faktor unsur meteorologi yang belum terukur dalam penelitian ini.
Selain itu, disebabkan oleh ada perbedaaan waktu pengukuran unsur meteorologi
yaitu pada penelitian ini menggunakan data yang diukur pada pagi, siang, dan
sore sedangkan pada literatur penelitian menggunakan data diurnal dan wilayah
kajian yang berbeda. Hal ini menunjukkan pemanfaatan energi untuk pertukaran
bahang relatif kecil.
15.00
12.78
10.00
4.92
5.00
3.35
2.40
2.10
0.00
Rata-rata dalam 1 tahun
Qe (MJ m-2 day-1)
Qh (MJ m-2 day-1)
Qg (MJ m-2 day-1)
Rn(MJ m-2 day-1)
Storage (MJ m-2 day-1)
Gambar 10 Nilai rata-rata Qe , Qh , Qg , Rn, dan Storage tahun 2011
*data harian siang hari
15
Pada penelitian ini nilai storage ditentukan dari selisih Rn dan jumlah Qe ,
Qh , dan Qg . Nilai storage merupakan hasil perbedaan nilai fluks keluar dan fluks
masuk yang berasal dari kombinasi nilai Rn, Qe , Qh , dan Qg (Oke 1987; Arya
2001). Hasil tersebut dapat dilihat pada Gambar 9. Berdasarkan Gambar 9 wilayah
pertanian situ gede didapatkan komponen Qe = 4.92 MJ m-2 day-1, Qh = 3.35 MJ
m-2 day-1, dan Qg , = 2.40 MJ m-2 day-1. Hal ini mengindikasikan bahwa energi
yang diperlukan untuk memanaskan atmosfer, menguapkan air, dan memanaskan
permukaan tanah relatif kecil. Berdasarkan hasil perhitungan data selama satu
tahun wilayah pertanian situ gede memperoleh nilai radiasi netto rata-rata sebesar
12.78 MJ m-2 day-1dengan storage 2.10 MJ m-2 day-1. Arya 2001 menyatakan
bahwa nilai energi simpanan terdiri atas dua bagian, yaitu nilai simpanan panas
fisik dan simpanan panas biochemical yang merupakan seperti hasil dari
fotosintesis dan pertukaran karbon dioksida.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Berdasarkan hasil perhitungan didapatkan stabilitas atmosfer, yaitu netral,
stabil, dan tidak stabil. Pada kondisi netral profil suhu udara membentuk pola
garis lurus, kondisi tidak stabil membentuk pola lapse rate, dan kondisi stabil
membentuk pola inversi. Profil kecepatan angin pada kondisi netral membentuk
pola garis lurus, kondisi tidak stabil membentuk pola lengkung ke atas, dan
kondisi stabil membentuk pola lengkung ke bawah. Stabilitas atmosfer stabil
terjadi dengan tingkat kejadian yang rendah, yaitu hanya sebesar 19,9% dari total
data hasil pengolahan stabilitas atmosfer. Dalam kurun satu tahun kondisi
atmosfer didominasi oleh kondisi netral mencapai 48.5%. kondisi tidak stabil
mencapai 31.56%.
Pada wilayah pertanian situ gede didapatkan nilai rata- rata Qe = 4.92 MJ
-2
m day-1, Qh = 3.35 MJ m-2 day-1, dan Qg = 2.40 MJ m-2 day-1. Hal ini
mengindikasikan bahwa energi yang diperlukan untuk memanaskan atmosfer,
menguapkan air, dan memanaskan permukaan tanah cukup kecil sedangkan nilai
radiasi netto rata-rata sebesar 12.78MJ m-2 day-1 dengan storage 2.10MJ m-2 day-1.
Hal ini menunjukkan potensi pemanfaatan energi oleh tumbuhan.
Saran
Penelitian lebih lanjut diperlukan data dengan frekuensi pengamatan yang
lebih tinggi (per jam) dan menggunakan peralatan yang mampu mendeteksi
gradien sifat-sifat atmosfer (seperti CO2, uap air dan bahang) dan kekasapan. Hal
ini bertujuan untuk mengetahui nilai fluks bahang dan uap air yang lebih akurat.
Pengukuran saat ini belum bisa menggambarkan gradien suhu, kecepatan angin
dan RH yang baik karena kurang sensitifnya alat dan periode waktu pengamatan
yang panjang.
16
DAFTAR PUSTAKA
Allen RG, Pereira LS, & Smith M. 1998. Crop Evapotranspiration. Guidelines
Computing Crop Water Requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper 56.
Arya SP. 2001. Introduction to Micrometeorology. Ed ke-2. San Diego: Academic
Pr.
[BMKG] Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika. 2012. Prakiraan Musim
Hujan 2012/2013 di Indonesia. Jakarta (ID): Badan Meteorologi Klimatologi
dan Geofisika.
De Bruin HAR, Hostlag AAM. 1982. A Simple Parameterization of the Surface
Fluxes of Sensible and Latent Heat During Daytime Compared with PenmanMonteith Concept. American Meteorogical Society vol. 21.
June T. 2012. Praktikum Mikrometeorologi : Pengukuran Profil Iklim Mikro,
Fluks Momentum, Fluks Bahang dan Fluks Uap Air dari Permukaan Kanopi
Tanaman. Departemen Geofisika Meteorologi IPB. Tidak dipublikasikan.
Longhua LU, Yanjie C, Lingen B, Changgui LU, Guoan D. 2003. A Study Of The
Turbulence Fluxes Transfer Of CO2, Sensible Heat And Latent Heat for The
Surface Layer Over The Typical Rice Field, Yangtdz Delta. Chinese Journal
Of Geophysics vol.46, no.6.
Nur MS. 2004. Neraca Energi dan Air di Kawasan Taman Nasional Lore Lindu
Propinsi Sulawesi Tengah. [Disertasi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Oke TR. 1978. Boundary Layer Climates. London: Methuen & Co Ltd.
Pusmahasib. 2002. Perhitungan Neraca Energi dan Air pada Tanaman Padi.
[Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Harjadi S S. 1984. Pengantar Agronomi. Jakarta (ID) : Gramedia.
Suciatiningsih F. 2013. Karakteristik Kekasapan Permukaan Wilayah Pertanian.
[Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Stull RB. 2000. Meteorology for Scientists and Engineers. USA (US):
Brooks/Cole.
Stull RB. 1950. An Introduction to Boundary Layer Meteorology. London:
Kluwer Academic.
Rauf A. 2009. Intersepsi Hujan dan Pengaruhnya terhadap Pemindahan energi dan
Massa pada Hutan Tropika Basah Studi Kasus Taman Nasional Lore Lindu.
[Disertasi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Romanelli T L & Milan M. 2004. Energy balance methodology and modeling of
Supplementary forage production. Proceedings of IV Biennial International
Workshop “Advances in Energy Studies”. Unicamp, Campinas, SP, Brazil
Pages 315-321.
Todd RW, Evett SR, Howell TA. 1998. Latent Heat Flux Of Irrigated Alfalfa
Measured by Weighing Lysimeter and Bowen Ratio-Energy Balance. ASAE
No. 982119.
Verma SB, Baldocchi D.D, Andreson .D, Matt D.R, Clement R.J. 1986. Eddy
Fluxes Of Co,, Water Vapor, And Sensible Heat Over A Deciduous Forest*.
Boundary-Layer Meteorology 36 ( 1986) 7 l-91.
WMO (World Meteorological Organization). 1994. Land Surface Prosseses in
Large Scale Hydrologi.
17
Lampiran 1 Curah Hujan dasarian wilayah Situ Gede, Bogor pada tahun 2011
Bulan
Jan
Feb
Mar
Apr
Mei
Jun
Jul
Aug
Sep
Okt
Nov
Des
Dasarian
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
Curah Hujan (mm)
118.80
68.60
15.30
34.80
12.60
29.10
58.70
47.00
34.30
56.50
136.20
85.70
63.60
87.80
112.90
183.50
26.30
64.80
44.00
140.20
17.80
3.90
58.00
80.10
31.60
57.80
16.50
18.90
79.90
157.20
56.30
300.60
100.80
106.90
83.00
154.70
18
Lampiran 2 Data suhu, kelembaban relatif, dan kecepatan angin tahun 2011
Ketinggian
4 meter
Ketinggia
n 7 meter
Ketinggian
10 meter
T1
(oC)
25.3
25.6
25.4
25.8
26.0
26.1
25.8
25.7
26.1
26.1
26.0
25.9
T2 RH2
(oC) (%)
25.4 80
25.7 77
25.6 80
25.9 81
26.1 81
26.2 75
25.9 75
25.8 69
26.1 71
26.2 75
26.1 79
26.0 81
T3
(oC)
25.2
25.6
25.4
25.7
26.0
26.1
25.7
25.7
26.1
26.3
26.0
26.0
Kecepatan Angin (m/s)
Bulan
Jan
Feb
Mar
Apr
Mei
Jun
Jul
Agst
Sep
Okt
Nop
Des
RH1
(%)
80
78
80
80
81
75
75
68
69
76
79
81
RH3 Ketinggian Ketinggian Ketinggian
(%)
4 meter
7 meter
10 meter
298.2
1.0
1.3
1.6
298.6
0.9
1.2
1.5
298.4
0.8
1.2
1.4
298.7
0.9
1.2
1.4
299.0
0.8
1.0
1.2
299.1
0.9
1.2
1.3
298.7
1.0
1.2
1.3
298.7
1.1
1.3
1.5
299.1
1.2
1.5
1.6
299.3
1.3
1.4
1.6
299.0
1.1
1.2
1.4
299.0
1.0
1.2
1.3
19
Lampiran 3 Intensitas Radiasi Matahari Wilayah Situ Gede, Bogor tahun 2011
Bulan
Januari
Februari
Maret
April
Mei
Juni
Juli
Agustus
September
Oktober
Nopember
Desember
Intensitas Radiasi
(MJ m-2 bulan-1)
300
324
363
398
389
385
409
463
459
438
373
364
20
Lampiran 4 Radiasi Netto Wilayah Situ Gede, Bogor tahun 2011
Bulan
Dasarian
Jan
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
Feb
Mar
April
Mei
Jun
Jul
Agust
Sept
Okt
Nov
Des
Radiasi Netto
(MJ/m2 day-1)
9.51
9.20
10.98
10.26
12.61
10.09
11.23
13.19
9.07
12.53
12.44
11.99
14.71
14.08
12.67
14.71
15.49
13.86
13.66
14.45
15.29
15.12
14.81
15.53
15.26
14.35
15.52
13.27
15.13
12.70
10.46
13.30
11.95
11.45
11.03
10.34
21
Lampiran 5 Lokasi Stasiun Klimatologi Klas I, Darmaga, Bogor
Gambar 11 Lokasi Stasiun Klimatologi Klas I, Darmaga, Bogor
22
Lampiran 6 Alat-alat pengukur unsur cuaca
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Gambar 12 (a) Termometer bola kering dan termometer bola basah, (b) Gun
bellani integrator, (c) Sangkar cuaca, (d) Cup counter anemometer,(e)
Penakar hujan tipe observatorium
23
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Serang, Banten pada tanggal 5 Oktober 1990 sebagai
anak kedua dari tiga bersaudara, anak pasangan Saridjo dan Suginah. Penulis
menyelasaikan masa sekolah di TK YPWKS IV tahun 1996. SD YPWKS V
Cilegon tahun 2002 dan SMP N 7 Cilegon tahun 2005. Tahun 2008 penulis lulus
SMA N 2 KS (Krakatau Steel) Cilegon dan pada tahun yang sama lulus seleksi
masuk IPB melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB) Mayor
Meteorologi Terapan Departemen Geofisika dan Meteorologi, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama di IPB, penulis aktif di LDF
(Lembaga Dakwah Fakultas) MIPA selama 2 periode dari tahun 2009-2011.
Ketua Departemen ROHIS Kelas LDF MIPA 2009-2010. Ketua LDF MIPA pada
tahun 2010-2011. Koordinator Wilayah 3 JRMN (Jaringan Rohis MIPA Nasional)
pada tahun 2010-2011.