I.
PENDAHULUAN
Radiasi surya merupakan sumber energi utama kehidupan di muka bumi ini. Setiap waktu hampir terjadi perubahan penerimaan energi radiasi surya yang dapat mengaktifkan melekul gas atmosfer sehingga terjadilah pembentukan cuaca. Iklim adalah keadaan unsur cuaca rata-rata dalam waktu yang relatif panjang, dengan unsur-unsur sebagai berikut: radiasi surya, suhu udara, kelembaban nisbi udara, tekanan udara, angin, curah hujan, evapotranspirasi dan keawanan. Radiasi
surya
merupakan
unsur
iklim/cuaca
utama
yang
akan
mempengaruhi keadaan unsur iklim/cuaca lainnya. Perbedaan penerimaan radiasi surya antar tempat di permukaan bumi akan menciptakan pola angin yang selanjutnya akan berpengaruh terhadap kondisi curah hujan, suhu udara, kelembaban nisbi udara, dan lain-lain. Pengukuran radiasi surya yang sampai dipermukaan bumi di pengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain oleh kedudukan surya terhadap bumi, kebersihan langit termasuk keawanan dan lokasi titik pengukuran itu sendiri. Radiasi surya yang diukur adalah jumlah energi radiasi yang sampai di permukaan bumi dalam bentuk intensitas dan lama peyinaran dalam sehari, sebulan atau setahun atau untuk periode waktu tertentu yang diinginkan. Radiasi Matahari adalah pancaran energi yang berasal dari proses thermonuklir yang terjadi di Matahari. Energi radiasi Matahari berbentuk sinar dan gelombang elektromagnetik. Spektrum radiasi Matahari sendiri terdiri dari dua yaitu, sinar bergelombang pendek dan sinar bergelombang panjang. Sinar
yang termasuk gelombang pendek adalah sinar x, sinar gamma, sinar ultra violet, sedangkan sinar gelombang panjang adalah sinar infra merah. Jumlah total radiasi yang diterima di permukaan bumi tergantung 4 (empat) faktor. 1.Jarak Matahari. Setiap perubahan jarak bumi dan Matahari menimbulkan variasi terhadap penerimaan energi Matahari 2.Intensitas radiasi Matahari yaitu besar kecilnya sudut datang sinar Matahari pada permukaan bumi. Jumlah yang diterima berbanding lurus dengan sudut besar nya sudut datang. Sinar dengan sudut datang yang miring kurang memberikan energi pada permukaan bumi disebabkan karena energinya tersebar pada permukaan yang luas dan juga karena sinar tersebut harus menempuh lapisan atmosphir yang lebih jauh ketimbang jika sinar dengan sudut datang yang tegak lurus. 3. Panjang hari (sun duration), yaitu jarak dan lamanya antara Matahari terbit dan Matahari terbenam. 4. Pengaruh atmosfer. Sinar yang melalui atmosfer sebagian akan diadsorbsi oleh gas-gas, debu dan uap air, dipantulkan kembali, dipancarkan dan sisanya diteruskan ke permukaan bumi.
II.
PEMBAHASAN
Sumber energi yang diterima atmosfer bumi berasal dari matahari, yang secara terus menerus memancarkan radiasi gelombang elektromagnetik dan partikel energi ke angkasa. Energi konstan ini merepresentasikan seluruh energi yang ada di bumi (kecuali sejumlah energi yang dihasilkan dari bahan radioaktif material bumi). Jumlah energi yang diterima bumi ini dipengaruhi oleh empat faktor: energi matahari, jarak bumi – matahari, posisi matahari dan panjang hari. 1. Energi Matahari
Energi matahari dihasilkan dari reaksi nuklir di dalam inti (10×10^6 K) dan ditransmisikan oleh permukaan matahari melalui proses radiasi dan konveksi hydrogen. Radiasi surya tampak berasal dari lapisan luar (6000K) yang disebut Photosphere. Gas yang keluar dari matahari, yang disebut solar wind (dengan kecepatan 1.5 x 10^6 km/jam) berinteraksi dengan medan magnet bumi dan permukaan luar atmosfer. Bumi menerima radiasi elektromagnetik normal dan partikel energi dari flare. Berdasarkan hukum Stefan Boltzmann, radiasi matahari dapat dihitung dari suhu permukaan 5760K, sehingga dapat diketahui bahwa energi yang dipancarkan matahari berkisar 3.84 x 10^26 W. Namun begitu, hanya sebagian kecil dari energi tersebut yang sampai di bumi karena jarak matahari dan bumi yang sangat jauh (sekitar 150 juta km). Energi yang sampai dipermukaan atmosfer secara tegak lurus disebut solar constant . Hasil pengukuran satelit sejak tahun 1980 menunjukkan bahwa nilai solar constant berkisar 1366 W/m2 (dengan variasi nilai 2 W/m2). Radiasi surya tersebut memiliki beberapa jenis panjang
gelombang, seperti 7% sebagai gelombang ultraviolet (0.2 – 0.4 μm), 44% sebagai cahaya tampak (0.4 – 0.7 μm) dan 48% sebagai cahaya inframerah (> 0.7 μm).
Data iradiasi yang dimonitor sejak tahun 1980 (Frolich 2006)
Spektrum elektromagnetik matahari (Ahrens 2006)
2. Jarak Bumi – Matahari
Perubahan jarak bumi dari matahari menimbulkan variasi energi matahari yang diterima bumi secara musiman. Perubahan orbit revolusi bumi yang disebut eccentricity berdampak pada perubahan penerimaan energi surya sebesar 7% lebih besar pada 3 Januari (perihelion) daripada pada 4 Juli (aphelion). Perbedaan penerimaan radiasi ini menyebabkan suhu permukaan bumi pada bulan Januari lebih tinggi 4 derajat dibandingkan suhu permukaan bumi pada bulan Juli.
Hal tersebut berimplikasi pada musim dingin belahan bumi utara (BBU) yang lebih panas dibandingkan musim dingin pada belahan bumi selatan (BBS). Selain itu, musim panas BBU (21 Maret sampai 22 September) memiliki perbedaan lima hari lebih lama daripada musim panas austral (22 septembber sampai 21 maret). Namun, perbedaan ini secara perlahan berubah. Sekitar 10000 tahun lalu Aphelion terjadi saat musim dingin BBU dan musim panas BBU menerima radiasi lebih besar 4% daripada saat ini.
3. Posisi Matahari
Posisi matahari, sudut antara cahaya yang dipancarkan dan garis singgung permukaan bumi, juga mempengaruhi radiasi surya yang diterima permukaan bumi. Semakin besar sudut tersebut, semakin terkonsentrasi intensitas radiasi dan semakin pendek jarak sudut terima atmosfer. Faktor-faktor utama yang mempengaruhi posisi matahari adalah posisi lintang, waktu harian, dan musim. Pada titik balik matahari Juni, posisi matahari adalah 23.5 derajat di kutub utara. 4. Panjang Hari
Panjang hari juga mempengaruhi penerimaan radiasi matahari. Semakin panjang waktu matahari bersinar, maka semakin besar jumlah radiasi yang diterima bumi. Di ekuator, panjang hari biasanya mendekati 12 jam pada seluruh bulan. Namun, di kutub panjang hari bervariasi antara 0 sampai 24 jam selama musim dingin dan musim panas. Kombinasi dari seluruh faktor tersebut membentuk pola penerimaan energi surya pada puncak atmosfer. Area kutub menerima radiasi maksimum selama titik
balik musim panas. Jumlah radiasi yang diterima pada titik balik Desember di BBS secara teori lebih besar daripada titik balik Juni di BBS.
5. Campbell Stokes
Salah satu alat yang digunakan dalam mengukur intensitas dan lama penyinaran matahari adalah Campbell Stokes. Satuan dari intensitas dan lama penyinaran matahari adalah persen. Campbell Stokes dilengkapi dengan kartu khusus. Kartu ini adalah kartu yang berperan sebagai pencatat data. Kartu Campbell Stokes ini dipasang dibawah lensa pada alat, kemudian diletakkan di tempat terbuka. Pencatat waktu pada kartu akan mencatat bekas bakaran kartu. Bagian yang hangus itulah yang menunjukkan intensitas sinar matahari selama satu hari. Bekas bagian hangus yang berwarna coklat, dicocokkan oleh satuan waktu dan lamanya penyinaran. Lamanya penyinaran yang diukur adalah penyinaran terus-menerus dan penyinaran yang tertutup awan. Secara khusus Campbell Stokes dipergunakan untuk mengukur waktu dan lama matahari bersinar dalam satu hari dimana alat tersebut dipasang. Campbell Stokes terdiri dari beberapa bagian yaitu Bola kaca pejal (umumnya berdiameter 96 mm). Plat logam berbentuk mangkuk, sisi bagian dalamnya bercelah-celah sebagai tempat kartupencatat dan penyanggah tempat bola kaca pejal dilengkapi skala dalam derajat yang sesuai dengan derajat lintang bumi. Bagian Pendiri
(stand), Bagian dasar terbuat dari logam yang dapat di-leveling. Kertas pias terdiri dari 3 (tiga) jenis menurut letak matahari. Prinsip kerja Sinar matahari yang datang menuju permukaan bumi, khususnya yang tepat jatuh pada sekeliling permukaan bola kaca pejal akan dipokuskan ke atas permukaan kertas pias yang telah dimasukkan ke celah mangkuk dan meninggalkan jejak bakar sesuai posisi matahari saat itu. Jumlah kumulatif dari jejak titik bakar inilah yang disebut sebagai lamanya matahari bersinar dalam satu hari (satuan jam/menit).
III.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pembahasan di atas dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Lama penyinaran adalah seberapa lama intensitas radiasi matahari menyinari permukaan bumi dalam kurun waktu tertentu dan merupakan hal terpenting bagi penyinaran pada setiap tumbuhan. 2. Radiasi matahari yang dipancarkan ke bumi tergantung oleh jarak matahari dan juga intensitas matahari (besar kecilnya cahaya matahari dipancarkan) 3. Radiasi surya yang diukur berdasarkan jumlah energi radiasi yang dipancarkan dalam sehari sebarapa besar intensitas dan lamanya peyinaran energi tersebut. Radiasi yang dikeluarkan dipengaruhi oleh jarak dari matahari, intensitas radiasi matahri, lama penyinaran matahari/panjang hari/duration, dan atmosfer 4. Radiasi surya memegang peranan penting dari berbagai sumber energi lain yang dimanfaatkan manusia. 5. Alat yang dapat digunakan untuk mengukur lama penyinaran matahari Campbell Stokes.
DAFTAR PUSTAKA
Handoko. 1994. Klimatologi dasar . Pustaka jaya, Bogor. Lakitan, Benyamin, 1994. Dasar-dasar Klimatologi. PT. Rajagrafindo Persada, Jakarta. Nasir, A. A. dan Y. Koesmaryono. 1990. PENGANTAR ILMU IKLIM UNTUK PERTANIAN . Pustaka Jaya, Bogor. Tjasyono Bayong. 2004. Klimatologi. ITB, Bandung. Wiryosimin, S., 1998. Mengenal Asas Proteksi Radiasi. Penerbit ITB, Bandung.
TUGAS AGROKLIMATOLOGI
RADIASI SURYA
NAMA
: HENERASIA ANNISAPRAKASA
NIM
: G111 13 058
KELAS
:B
ASISTEN
: MUHAMMAD REZKI AGUNG
KELOMPOK: 9
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2014
