Transcript iv.radiasi mthr. dan pengaruhnya thd. tanaman

Unsur Cuaca = unsur iklim.
Unsur cuaca adalah Keadaan fisik atmosfir bumi yang dapat
diukur.
Biasanya keadaan atmosfer yang dipengaruhi oleh radiasi
matahari (sumber utama energi pada sistem iklim), adalah (1)
radiasi mthr di permukaan bumi, (2) suhu udara, (3) tekanan
udara, (4) penguapan air, (5) kelembaban udara, (6) awan dan
hujan, dan (7) arah dan kecepatan angin.
Yang perlu dibahas adalah: (a). Pengertian masing-masing
unsur cuaca, (b). cara mengukur, alat dan satuannya, (c).
Agihan menurut tempat dan waktu (d). faktor pengendalinya,
(e). pengaruhnya terhadap tanaman, tanah, dan OPT.
o
o
o
o
o
Radiasi Matahari
Radiasi adalah bentuk energi yang dipancarkan oleh setiap
benda yang bersuhu > 0 oK dan merupakan satu-satunya
bentuk energi yang dapat menjalar di dalam vakum angkasa
luar.
Radiasi mthr. adalah gelombang elektromagnet yang dibangkitkan dari reaksi fusi nuklir yang mengubah dari Hidrogen
menjadi Helium.
Suhu permukaan matahari 6000 oK dan memancarkan radiasi
GE 73,5 juta watt/m2, dan sampai di puncak atm. Bumi 1.360
watt/m2.
Radiasi yang sampai di muka bumi lk. setengah dari di bagian
puncak atm.
Rata-rata radiasi matahari yang diterima di bumi 30 % dipantulkan ke angkasa.
bumi
147-152 j1uta km
Radiasi suatu benda yang bersuhu permukaan > 0o K adalah F
F = Єσ Ts4 watt/m2
Keterangan
F = pancaran radiasi
Є = emisivitas permukaan, Є = 1 bila benda
hitam,
Є = antara 0,9 dan 1,0 benda-benda alam,
σ = tetapan Stefan-Boltzman (=5,67x10-8
watt/m
Ts = suhu mutlak permukaan benda
Makin besar Ts, maka pancaran radiasi, F, makin besar.
Apa bentuk yang diradiasikan oleh benda bersuhu Ts?
gelombang!
Wien menyatakan panjang gelombang dari pancaran benda
adalah λ. Nilai λ maksiumum berbading terbalik dengan Ts
benda yang memancarkan.
λ maksimum = 2897/Ts μm
Hampir seluruh (99 %) energi matahari berada pada gelombang
pendek
Komposisi spektralnya
0,1 - 0,4 μm ultra violet = gelombang pendek (energi RM)- 9%
0,4 - 0,7 μm sinar tampak (mer, ji, ku, hi, bi, vi)- 45 %
0,7 - 1000 μm infra merah – 46 %
0,1
tampak
UV
0,5 1
radio
Infra merah
5
10
500 1000
50 100
µm
mer, ji, ku, hi, bi, vi
Radiometer
Solarimeter mengukur radiasi global (radiasi yang
diserap dan dihamburkan) = Qs
Awan penghalang jumlah radiasi yang sampai ke
permukaan bumi, lamanya radiasi mthr diterima di
bumi (lama penyinaran = n) diukur dengan alat
Solarimeter tipe Campbell Stokes
Qs/QA= a + b n/N
QA = jumlah radiasi secara teoritis (nilai Angot)
N = panjang hari
n = lama penyinaran
a dan b = tetapan yang tergantung dari keadaan daerah
Radiasi Mth di bumi ditentukan oleh tempat dan waktu
Tempat di bumi - letak lintang (latitude)
- keawanan
- arah lereng
Waktu
- perbedaan letak matahari dalam 1 hari
(diurnal)
- perbedaan letak matahari dalam 1 tahun
(hari ke hari)
Secara makro penerimaan radiasi mthr di muka bumi
dipengaruhi oleh:
a. jarak antara mthr. dan bumi
b. panjang hari dan sudut datang (ketinggian matahari)
c. pengaruh atmosfer bumi
Pkl. 12.00
siang
Pkl. 18.00
Pkl. 06.00
Malam
hari
.
utara
22 juni
21 maret
29 september
22 desember
selatan
bumi
147-152 j1uta km
Jarak terdekat 4 juli (147 juta km) -- perihelion
Jarak terjauh 3 januari (152 juta km) -- aphelion
23/9
terdekat
Winter
solstice
22/6
22/12
terjauh
21/3
equinox
Summer
solstice
Ragam jarak ini mempengaruhi jumlah energi yang diterima
di bumi
Penerimaan radiasi mthr di bumi pada suatu waktu ditentukan oleh
sudut datang mthr. Sudut datang matahari suatu tempat tergantung
letak lintang.
Di Kutub utara dan selatan mengalami panjang hari 24 jam dan 0 jam
selama 6 bulan dalam 1 tahun
Di Indonesia 6oLU-11oLS ?
Cos z = sinΦ sinδ + cos Φ cos δ cos h
δ = -23,4 cos {22(No + 10)/365}
z = sudut antara garis normal dan sinar datang
Φ = letak lintang
h = sudut waktu (24 jam =360 derajat)
δ = sudut deklinasi mthr ditentukan oleh waktu/tanggal No
No = nomor hari dalam 1 tahun. 1 Jan adalah no 1, dst. .. 365.
Pada saat terbit z = 90o , h = ½ panjang hari , cos90o =0
0 = sinΦ sinδ + cos Φ cos δ cos H
Cos H = -tg Φ tg δ , maka H = -tg-1 Φ tg-1 δ
.
147-152
juta km
E
Lm
E
Lt
bumi
mthr
Lm > Lt, maka
E/Lm < E/Lt
Radiasi mthr. Yang masuk bumi mengalami:
(1) penyerapan,
(2) pemantulan,
oleh gas aerosol, dan awan
(3) penghamburan,
Penyerapan
O2 menyerap radiasi mthr UV (0,12 – 0,18 μm)
Ozon menyerap radiasi mthr UV (0,22-0,33 μm)
Uap air menyerap iR 0,93; 1,13; 1,42, 1,47 μm)
CO2 menyerap IR (2,7 μm)
Pembauran (hamburan):
Pelaku penyerapan oleh mol udara, uap air, partikel
Radiasi mthr. dibaurkan sebagai radiasi langit (sumber kalor
permukaan bumi.)
Atas dasar ukuran partikel penghambur: pembauran Reyleigh
dan pembauran Mie
Pemantulan
Pelaku: awan, jumlah rad. mthr yang dipantulkan awan 20 %
Jumlah yang dipantulkan tgt. pada - banyaknya awan
- tebal awan
- jenis awan
Albedo = nisbah radiasi mthr yang dipantulkan/radiasi
mthr datang
makin besar albedo makin besar yang dipantulkan
Penentu albedo: macam permukaan, kandungan air, sudut
datang mthr.
Albedo:
Awan sirus 36 %, altostratus 39-59 %, stratus 42-84 %,
kumulus 70-90 %; kumolonimbus 92 %, tanaman 15-25 %,
lapangan rumput 10-20 %, tanah hitam 5-15 %, tanah abuabu lembab 10-25 %; padang pasir 25-30 %, jalan aspal 510 %, air di katulistiwa 6 %
4
6
100 dari mthr
18
Ozon,
uap air
4
20
38
awan
2
18
12
26
16
Bumi menerima radiasi mthr  bumi hangat ( 15oC=273 +
15oK)
λ maksimum = (2897/Ts) μm  IR (gel panjang 4120 μm).
IR (gel panjang) = Radiasi Bumi = radiasi malam
Radiasi bumi juga oleh atmosfer bumi diserap, diradiasikan
lagi, dan diteruskan
Radiasi mthr yang jatuh di atas tanaman berpengaruh:
1.
Kecepatan pertumbuhan
2.
Kecepatan transpirasi  kebutuhan air
3.
Pada energi tinggi menyebabkan pembakaran
Pengaruh radiasi mthr terhadap pertumbuhan melalui:
1. Fotosintesis PAR
CO2 + H2O ==== C11H22O11 + O2 (dalam khloroplas)
PAR = Photosyntetically active radiation, λ : 400-700 nm
2. Fotostimulus misalnya Fotoperiodisme: respon tanaman
terhadap panjang siang dan malam
Fotosintesis dibutuhkan intensitas radiasi, sedangkan fotoperiodime dibutuhkan lama radiasi mthr
Laju fotosintesis meningkat dengan bertambahnya intensitas, karena peningkatan reaksi fotokimia. Pada intensitas
rendah konduksi CO2 stomata berhenti, maka laju fotosintesis sangat rendah dan sebaliknya, tetapi keadaan ttt.,
fotosintesis tidak dipengaruhi oleh intensitas radiasi mthr.
Penyebabnya adalah daun telah jenuh radiasi mthr. -->
konduksi (kehantaran) CO2 stomata berhenti.
Ada tanaman yang laju fotosintesis mulai menurun sebelum
mengalami titik jenuh radiasi mthr, karena turgor stomata
terganggu --> stomata menutup --> CO2 tidak masuk ke
dalam daun.
Pada fotoperiodisme panjang hari yang penting adalah
lamanya radiasi mthr tampak mata (bukan semua radiasi).
Respon (tanggap) ini dilihat dari waktu pembungaan
Alard dan Garner (1940), membagi tanaman atas dasar
respon terhadap panjang hari.
Tanaman hari panjang – berbunga bila panjang hari > nilai
kritisnya
Lobak, selada, bit, kembang sepatu, kentang, dan tanaman
yang berbunga pada akhir musim semi atau awal musim
panas
Tanaman hari pendek – berbunga bila panjang hari < nilai
kritisnya
Arbei, aster, seruni, ubi jalar, dan tanaman yang berbunga
pada awal musim semi atau akhir musim panas
Tanaman netral – tidak terpengaruh
Nilai kritis rata-rata adalah 14 jam
Pengaruh (peran) Radiasi matahari terhadap proses tanah
Pengaruh radiasi matahari terhadap serangga melalui suhu
dan cahaya.
Intensitas cahaya mempengaruhi perilaku serangga.
Banyak serangga yang aktif siang hari 
Banyak serangga yang diam pada malam hari 
Beberapa serangga aktiv saat cahaya redup saat fajar dan
senja
Kegiatan OPT yang lain ?
Ada anggapan bahwa daerah tropis daerah yang potensial
untuk pertanian, tetapi produksi < daerah sedang akibat
kegagalan teknologi. Padahal bukan.
Kemungkinan oleh suhu yang hangat pada malam hari (?).
Atau radiasi matahri lebih rendah dari pada daerah sedang (?)
Tugas
Kemungkinan oleh suhu yang hangat pada malam hari (?).
Atau radiasi matahri lebih rendah dari pada daerah sedang (?)
Buatlah paper tentang produktivitas di daerah tropis <
sedang !
Terima kasih