laporan praktikum klimatologi dasar fpik ub

BAB I

PENDAHULUAN

1.1       Latar Belakang

Cuaca (weather) dan iklim (climate) dinyatakan dengan besaran unsur fisika atmosfer yang selanjutnya disebut unsur cuaca atau unsur iklim yang terdiri dari penerimaan radiasi matahari (kerapatan flukas pada permukaan datar di permukaan bumi), lama penyinaran matahari, suhu udara, kelembaban udara, tekanan udara, kecepatan dan arah angin, penutupan awan, presipitasi (embun, hujan, salju) dan evaporasi/evapotranspirasi. Cuaca adalah kondisi sesaat dari keadaan atmosfer, serta perubahan dalam jangka pendek (kurang dari satu jam hingga 24 jam) di suatu tempat tertentu di bumi. Nilai cuaca dapat dinyatakan dalam bentuk kualitatif (tanpa besaran angka) dan kuantitaif.

Nilai unsur-unsur cuaca saat demi saat selama 24 jam di suatu tempat akan menunjukkan pola siklus yang disebut perubahan cuaca diurnal (pukul 00:00 hingga 24:00). Nilai tiap unsur cuaca tersebut dapat dirata-ratakan dan menghasilkan cuaca pada tanggal tersebut. Cuaca dicatat terus menerus pada jam-jam pengamatan tertentu secara rutin, menghasilkan suatu seri data cuaca yang selanjutnya dapat diolah secara statistika mejadi data iklim. Jadi dapat disimpulkan bahwa iklim adalah nilai statistika dari cuaca jangka panjang di wilayah luas.

Data cuaca terdiri dari data discontinue karena mudah kembali bernilai nol (0) dan data continue karena tidak mudah turun mencapai nol. Data unsur cuaca yang sifatnya diskontinyu antara lain penerimaan radiasi matahari dan lama penyinarannya, presipitasi (curah hujan, embun, dan salju) dan penguapan. Penyajian dan analisisnya dalam bentuk nilai akumulasi sedangkan penyajian grafiknya dalam bentuk kurva histogram. Data cuaca yang bersifat kontinyu antara lain: suhu, kelembaban dan tekanan udara serta kecepatan angin. Analisis dan penyajiannya dalam bentuk angka rata-rata atau angka sesaat (instantaneous) sedangkan grafiknya dalam bentuk garis/kurva.

iklim adalah sintesis atau kesimpulan atau rata-rata perubahan unsur-unsur cuaca (hari demi hari dan bulan demi bulan) dalam jangka panjang di suatu tempat atau pada suatu wilayah.Sintesis tersebut dapat diartikan pula sebagai nilai statistik yang meliputi antara lain nilai rata-rata, maksimum, minimum, frekuensi kejadian, atau peluang kejadian dari cuaca. Iklim dapat pula diartikan sebagai pola kebiasaan serta perubahan cuaca di sutau tempat atau wilayah.

Mengingat iklim adalah sifat cuaca dalam jangka waktu panjang pada tempat tertentu atau daerah yang luas, maka data cuaca yang digunakan hendaklah mewakili keadaan atmosfer seluas mungkin di tempat atau wilayah yang bersangkutan. Demikian pula datanya haruslah murni dan terhindar dari gangguan lokal. Pada prinsipnya data iklim harus terbentuk dari data cuaca yang dapat mewakili (representative) secara benar keadaan atmosfer suatu tempat atau wilayah luas dan dalam jangka waktu sepanjang mungkin. Orgainsasi Meteorologi Sedunia (World Meteorological Organization, WMO) merekomendasikan jangka waktu minimum 30 tahun (IklimIndonesia, 2011).

1.2       Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka kami merumuskan masalah sebagai berikut:

a.              Apa sajakah alat-alat yang digunakan dalam suatu pengukuran unsur-unsur iklim?

b.             Apakah fungsi dari alat-alat yang digunakan dalam pengukuran unsur-unsur iklim?

1.3       Tujuan Penulisan

Berdasarkan rumusan masalah di atas, maka tujuan dari penulisan makalah ini adalah:

·                Untuk mengetahui alat-alat pada pengukuran unsur-unsur iklim

·                Untuk mengetahui fungsi dan cara kerja alat pengukuran unsur-unsur iklim

1.4       Manfaat Penulisan

Penulis berharap makalah ini dapat memberi manfaat kepada masyarakat pada umumnya dan mahasiswa khususnya. Penulisan makalah ini diharapkan mampu menambah pengetahuan dan wawasan bagi pembaca, khususnya bagi penulis agar makalah ini menjadi tolok ukur pembuatan makalah selanjutnya yang lebih sempurna.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1       Unsur-Unsur Iklim

2.1.1    Radiasi Matahari

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 (Wikipedia,2011).

2.1.2    Suhu

            Suhu adalah besaran yang menyatakan derajat panas dingin suatu benda dan alat yang digunakan untuk mengukur suhu adalah  termometer. Dalam kehidupan sehari-hari, untuk mengukur suhu, masyarakat cenderung menggunakan indera peraba. Tetapi dengan adanya perkembangan teknologi maka diciptakanlah thermometer untuk mengukur suhu dengan valid (Aljabar, 2008).

            Suhu tanah berperan penting dalam perkecambahan dan pertumbuhan tanaman, aktivitas organisme tanah, pelapukan, dekomposisi dan humifikasi bahan organic, struktur dan air tanah(Anonymous, 2011).

2.1.3    Kelembaban

Menurut Dicky (2011), kelembaban relatf dari suatu campuran udara-air didefinisikan sebagai rasio dari tekanan parsial uap air dalam campuran terhadap tekanan uap jenuh air pada temperatur tersebut. Kelembaban relatif menggunakan satuan persen dan dihitung dengan cara berikut:

di mana:

-               adalah kelembaban relatif campuran;

-               adalah tekanan parsial uap air dalam campuran

-               adalah tekanan uap jenuh air pada temperatur tersebut dalam campuran.

2.1.4    Evaporasi

Evaporasi atau penguapan adalah proses pertukaran (transfer) air dari permukaan bebas (free water surface) dari muka tanah atau dari air yang tertahan diatas permukaan bangunan atau tanaman menjadi molekul uap air di atmosfer (Maman, 2010).

Menurut Asdak (1995), air yang mempunyai permukaan secara langsung melintas di atas permukaan tanah. Sebagian darinya, secara langsung atau setelah penyimpanan permukaan. Hilangnya dalam bentuk evaporasi yaitu proses dimana air menjadi uap, transpirasi yaitu proses dimana air menjadi uap melalui metabolisme tanaman.

2.1.5    Curah Hujan

Hujan merupakan satu bentuk presipitasi yang berwujud cairan. Presipitasi sendiri dapat berwujud padat (misalnya salju dan hujan es) atau aerosol (seperti embun dan kabut). Hujan terbentuk apabila titik air yang terpisah jatuh ke bumi dari awan. Tidak semua air hujan sampai ke permukaan bumi karena sebagian menguap ketika jatuh melalui udara kering. Hujan jenis ini disebut sebagai virga.Hujan memainkan peranan penting dalam siklus hidrologi. Lembaban dari laut menguap, berubah menjadi awan, terkumpul menjadi awan mendung, lalu turun kembali ke bumi, dan akhirnya kembali ke laut melalui sungai dan anak sungai untuk mengulangi daur ulang itu semula (Kapelima, 2011).

2.1.6    Tekanan Udara

Tekanan udara di permukaan bumi pada dasarnya sangat ditentukan oleh kerapatan massa udara. Makin rapat udara, makin besar tekanan yang ditimbulkan. Sebagaimana telah diuraikan di atas, kerapatan udara sangat berhubungan dengan suhu, radiasi, kelembaban udara serta gaya berat(Battan, 1980).

Tekanan udara diukur berdasarkan tekanan gaya pada permukaan dengan luas tertentu, misalnya 1 cm2. Satuan yang digunakan adalah atmosfer (atm),millimeter kolom air raksa (mmHg) atau milibar (mbar).Tekanan udara patokan (sering juga disebut) tekanan udara normal) adalah tekanan kolom udara setinggi lapisan atmosfer bumi pada garis lintang 450 dan suhu 00C. besarnya tekanan udara tersebut dinyatakan sebagai 1 atm. Tekanan sebesar 1 atm ini setara dengan tekanan yang diberikan oleh kolom air raksa setinggi 760 mm. satuan tekanan selain dengan atm atau mmHg juga dapat dan sering dinyatakan dalam satuan kg/m2 (Andrea,2010).

2.1.7    Angin

Angin adalah udara yang bergerak yang diakibatkan oleh rotasi bumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan udara di sekitarnya. Angin bergerak dari tempat bertekanan udara tinggi ke bertekanan udara rendah (Wikipedia,2011).

Angin merupakan udara yang bergerak akibat adanya perbedaan tekanan udara maupun pergerakan bumi mengitari porosnya. Angin banyak dimanfaatkan oleh manusia untuk kesejahteraan hidupnya seperti untuk menarik perahu, sumber tenaga listrik, menyejukkan udara, pengering rambut, dan lain sebagainya. Semakin tinggi kita berada maka semakin kencang pula angin yang menerpa kita. Malam hari, angin tidak sekencang di siang hari. Angin di daerah wilayah khatulistiwa atau garis ekuator seperti indonesia anginnya lebih kencang daripada di daerah kutub (Godam, 2008).

2.1. 8   Awan

Awan adalah massa terlihat dari tetesan air atau beku kristal tergantung di atmosfer di atas permukaan bumi atau lain planet tubuh. Awan juga terlihat massa tertarik oleh gravitasi, seperti massa materi dalam ruang yang disebut awan antar bintang dan nebula. Awan dipelajari dalam ilmu tentang awan atau awan fisika cabang meteorologi(Awanku,2011).

Udara di sekeliling kita banyak mengandung uap air. Tidak terhitung banyaknya gelembung udara yang terbentuk oleh busa laut secara terus-menerus dan menyebabkan partikel-partikel air terangkat ke langit. Partikel-partikel yang disebut dengan aerosol inilah yang berfungsi sebagai perangkap air dan selanjutnya akan membentuk titik-titik air. Selanjutnya aerosol ini naik ke atmosfer, dan bila sejumlah besar udara terangkat ke lapisan yang lebih tinggi, maka ia akan mengalami pendinginan dan selanjutnya mengembun. Kumpulan titik-titik air hasil dari uap air dalam udara yang mengembun inilah yang terlihat sebagai awan. Makin banyak udara yang mengembun, makin besar awan yang terbentuk(Pengetahuan, 2009).

BAB III

PEMBAHASAN

3.1       Alat-Alat yang Digunakan dalam Pengukuran Unsur-Unsur Iklim

Alat-alat yang digunakan dalam pengukuran unsur-unsur iklim yaitu:

a.       Sun shine recorder type Campbell stokes

b.      Silicon cell solarimeter

c.       Gun bellani integrator radiation

d.      Sangkar cuaca

e.       Termometer bola kering dan bola basah

f.       Termometer tanah

g.      Thermometer max-min type six bellini

h.      Thermohygrograph

i.        Pan evaporimeter

j.        Atmometer tipe piche evaporimeter

k.      Ombrograf

l.        Ombrometer

m.    Automatic rain sampler

n.      Barometer

o.      Wind vane

p.      Anemometer 10 m

q.      Anemometer cup

3.2       Fungsi dan Cara Kerja Alat  Pengukuran Unsur-Unsur Iklim

Fungsi dan cara kerja alat  pengukuran unsur-unsur iklim yaitu :

a.  Sun shine recorder type Campbell stokes

-       Fungsi               : Untuk mengukur lama penyinaran

-       Cara kerja         : Memasang kertas pias pada tempat yang telah disediakan    pada   sunshine recorder, kertas pias akan terbakar jika ada sinar matahari yang jatuh ke bola, bola baca disini berfungsi memfokuskan sinar yang jatuh di atasnya sehingga dapat membakar kertas yang berada dibawahnya.

-       Data hasil         : Yaitu hasil bakar kertas bias.

b. Silicon cell solarimeter

-       Fungsi               : Untuk mengukur intensitas radiasi matahari

-       Cara kerja         : Bagian atas silinder ditutup dengan kubah kaca diteruskan ke silicon untuk diubah menjadi energy listrik. 6 buah amperemetr dibaca dimulai dari angka terkecil terus meningkat, maka akan menaikkan angka amperemeter berikutnya sebesar satu angka. Dan seterusnya hingga amperemeter ke-enam.

c.  Gun bellani integrator radiation

-       Fungsi               : Mencatat intensitas cahaya matahari

-       Cara kerja         : Sewaktu memasang alat dipagi hari, alat dibalik dan dikembalikan sehingga permukaan air dalam tabung mendekati nol. Air dlm alat volumenya konstan dan bila kena cahaya matahari akan menguap dan berkondensasi shg air turun kebawah.

d. Sangkar cuaca

-       Fungsi               : Untuk meletakkan alat-alat meteorologi

-       Cara kerja         :Dengan meletakkan alat-alat meteorologi pada sangkar cuaca.

e.  Termometer bola kering dan bola  basah

-       Fungsi   : Untuk mengukur temperatur udara

-       Thermometer bola basah adalah termometer biasa (bola kering) dengan bolanya terbungkus dalam kain yang selalu basah oleh air murni.

f.  Termometer tanah

-       Fungsi               : Untuk mengukur suhu dalam tanah

-       Cara kerja         : Bagian vertikal yang ditanam sedalam 0, 2, 5, 10, 20 cm. Untuk mengukur lebih dari 30 cm, digunakan thermometer khusus dimasukkan dalam pipa baja, ditanam di kedalaman 50 dan 100 cm. Sebuah thermometer air raksa dipasang dalam tabung gelas yang kuat. Atas tabung ini 4 cm, diisi dengan “Paraffin Wax”. Bola thermometer tertanam di dalam wax. Dipasang membujur Utara-Selatan dengan jarak 0.5 sampai dengan 1 m antara dengan lainnya (kecuali ada standar khusus yang 0 sampai dengan 20 cm). Gunanya agar bayangan tidak saling mengenai satu dengan lainnya.

g. Thermometer max-min type six bellini

-       Fungsi              : Untuk mengetahui suhu tertinggi dan suhu     terendah pada suatu periode tertentu.

-       Cara kerja         : Suhu tertinggi pada termometer maximum dapat diketahui dengan menbaca angka pada skala yang bertepatan dengan air raksa. Suhu terendah pada thermometer minimum dapat diketahui dengan membaca angka yang bertepatan dengan ujung kanan penunjuk. Membaca skala yang ada pada thermometer. Thermometer tanah bengkok ditanam didalam tanah dengan kedalaman tertentu.

-       Data hasil : Berupa angka

h. Thermohygrograph

-       Fungsi               : Untuk mengukur suhu dan kelembaban udara secara mekanis.

-       Cara kerja         : Jika temperatur naik, sensor rambut akan menggerakkan tangkai pena keatas, dan sebaliknya. Sensor rambut pada alat ini juga sebagai indikasi kelembaban nisbi udara. Bila udara lembab rambut mengembang, menggerakkan engsel, diteruskan ketangkai pena sehingga tangkai pena naik. Begitu juga sebaliknya.

i.  Pan evaporimeter

-       Fungsi               : Untuk mengukur evaporasi (penguapan)  yang terjadi di permukaan tanah akibat radiasi sinar matahari

-       Cara kerja         : Evaporimeter panci terbuka digunakan untuk mengukur evaporasi. Makin luas permukaan panci, makin representatif atau makin mendekati penguapan yang sebenarnya terjadi pada permukaan danau, waduk, sungai dan lain-lainnya.

j.  Atmometer tipe piche evaporimeter

-       Fungsi               : Untuk mengukur penguapan secara relatif, (Tidak dapat mengukur langsung evaporasi yang sesungguhnya terjadi)

-       Cara kerja         : Pipa gelas terdapat skala yang menyatakan volume air dalam cm³ atau persepuluhannya. Piringan kertas filter berbentuk bulat. Kertas ini berpori-pori banyak sehingga mudah menerap air. Kertas ini dipasang dimulut pipa terbuka. Dipasang digantung di dalam sangkar meteorologi bersama dengan thermometer bola basah, bola kering, maksimum, dan minimum.

k. Ombrograf

-       Fungsi               : Untuk mengukur besarnya curah hujan disuatu  tempat dengan satuan millimeter.

-       Cara kerja         : Curah hujan yang jatuh pada corong mengalir ke tabung penampung sehingga permukaan air naik dan mendorong penghisapan / pelampung dimana sumbunya bertepatan dengan sumbu pena. Tangkai pena bertinta ikut naik member bekas baris / garis pada kertas yang berskala bergeraknya kertas searah putaran jam dan sesuai dengan waktu yang ada.

-       Data hasilnya    : Berupa grafik.

l.     Ombometer

-       Fungsi   : Untuk mengukur besarnya curah hujan disuatu  tempat dengan satuan millimeter.

-       Cara kerja         : Air hujan  yang jatuh dari atas akan diterima oleh corong ombrometer, kemudian akan disalurkan pada bak penampung. Air hujan yang ada didalam bak penampung dapat dikeluarkan untuk diukur menggunakan gelas ukur. Dari gelas ukur dapat diketahui berapa millimeter air hujannya pada skala gelas ukur tersebut.

-       Data hasilnya    : Berupa angka

m.   Automatic rain sampler

-       Fungsi               : Pengukur kadar kimia air hujan (pH, dll)

-       Cara kerja         :Terdiri dari s ensor untuk menggerakkan tuas wet & dry bucket. Saat sensor kena hujan, tuas bergerak ke dry bucket sehingga wet bucket terbuka utk menampung air hujan. Begitu sebaliknya jk sensor kering, tuas bergerak dan menutup wet bucket. Sample air hujan di ambil 1 minggu sekali sesuai jadwal.

n.    Barometer

-       Fungsi               :  Untuk mengukur besarnya tekanan udara

-       Cara kerja         : Membaca angka yang berada pada barometer, yang di baca adalah angka yang berada dibaris kedua dari pinggir yang paling dalam. Satuan dari tekanan udara adalah milibar (mb).

-       Data hasilnya    : Berupa angka

o.    Wind vane

-       Fungsi               : Untuk mengetahui arah angin

-       Cara kerja         : Untuk menggunakan wind vane cukup dengan melihat posisi vane yang menunjukkan arah angin, kemudian mencatat arah angin pada waktu tersebut.

-       Data hasilnya    : Bergeraknya arah panah

p.    Anemometer 10 meter

-       Fungsi               : Untuk mengukur arah dan kecepatan angin 10 meter di atas permukaan tanah

-       Cara kerja         : Ditempatkan ditanah terbuka atau lapangan dengan benda (pohon, rumah) yang berjarak minimal 10 kali tinggi benda itu dari tiang anemometer. Arah diukur dengan vane dan dinyatakan dalam puluhan derajat. Kecepatan dapat diukur dengan tiga buah mangkok (cups) yang letaknya sejajar dengan vane arah Timur-Barat.

q.    Anemometer cup

-       Fungsi   : Untuk mengetahui arah dan kecepatan angin dekat permukaan tanah (2 meter)

-       Cara kerja         : Dalam penggunaan anemometer cukup dengan membaca skala yang tertera pada anemometer. Pembacaan alat ini dengan angka satuan 6 digit, bila cup berputar maka angka itu akan naik bertambah.

BAB IV

PENUTUP

4.1       Kesimpulan

Dari makalah Klimatologi Dasar yang berjudul “alat-alat pengukuran unsure-unsur iklim” ini dapat di simpulkan bahwa:

·         Cuaca adalah kondisi sesaat dari keadaan atmosfer, serta perubahan dalam jangka pendek (kurang dari satu jam hingga 24 jam) di suatu tempat tertentu di bumi. Nilai cuaca dapat dinyatakan dalam bentuk kualitatif (tanpa besaran angka) dan kuantitaif.

·         Unsur-unsur cuaca adalah radiasi matahari, kelembaban, evaporasi, curah hujan, tekanan udara, angin, awan.

·         Alat-alat yang digunakan dalam pengukuran unsur-unsur iklim yaitu: Sun shine recorder type Campbell stokes, silicon cell solarimeter, gun bellani integrator radiation, sangkar cuaca, termometer bola kering dan bola basah, termometer tanah, thermometer max-min type six bellini, thermohygrograph, pan evaporimeter, atmometer tipe piche evaporimeter, ombrograf, ombrometer, automatic rain sampler, barometer, wind vane, anemometer 10 m, anemometer cup.

4.2       Saran

Melalui makalah ini, kami berharap dapat membantu menambah dan memperluas wawasan masyarakat tentang  alat-alat serta fungsi yang digunakan untuk mengetahui cara mengukur iklim.