RADIASI SURYA by mq49C2d

VIEWS: 217 PAGES: 38

									RADIASI SURYA
       Pancaran Radiasi Surya
 Radiasi surya (surya = matahari) sumber energi
  utama untuk proses-proses fisika atmosfer yang
  menentukan keadaan cuaca dan iklim di
  atmosfer bumi.
 Permukaan matahari bersuhu 6000 K, dengan
  jarak dari bumi 150 juta Km
 Radiasi yang sampai di puncak atmosfer 1360
  Wm2, yang sampai ke permukaan bumi
  setengah dari yang diterima di puncak atmosfer.
 Rata-rata 30% radiasi yang sampai dipermukaan
  bumi dipantulkan kembali ke angkasa luar.
    Karakteristik Radiasi Surya dan Bumi
     Setiap benda di alam yang bersuhu 0 K (-273
      o C) memancarkan radiasi berbanding lurus
      dengan pangkat empat suhu permukaannya
      (Hukum Stefan – Boltzman)
                  F = ε σ T4
F = Pancaran RAdiasi (Wm2)
ε = emisivitas permukaan, bernilai satu untuk
    benda hitam (black body radiation),
    sedangkan untuk benda-benda alam berkisar
    0.9-1.0)
σ = tetapan Stefan – Boltzman (5.67 10-8 Wm2)
T = Suhu permukaan (K)
Sistem Kesetimbangan Panas di Bumi
Kenaikan suhu rata-rata bumi
 selama 157 tahun terakhir
Radiasi Gelombang pendek dan
           panjang
   Panjang gelombang semakin pendek bila suhu
    permukaan yang memancarkan radiasi tersebut
    lebih tinggi
   Matahari (suhu 6000 K) mempunyai kisaran
    panjang gelombang antara 0.3 – 4.0 μm
   Bumi suhu 300 K (27oC) memancarkan radiasi
    dengan panjang gelombang 4 – 120 μm,
   Karena panjang gelombang radiasi surya relatif
    pendek dibandingkan benda-benda alam lainnya
    maka disebut radiasi gelombang pendek.
   Radiasi bumu/benda-benda yang ada dibumi
    disebut radiasi gelombang panjang.
    Penerimaan Radiasi Surya di
         Permukaan Bumi
 Bervariasi menurut tenpat dan
  Waktu
 Skala makro menurut tempat
  ditentukan oleh letak lintang dan
  keadaan atmosfer terutama awan
 Skala mikro arah lereng menentukan
  jumlah radiasi surya yang diteima
Faktor yang mempengaruhi penerimaan
       radiasi surya secara makro



 Jarak antara matahari dan Bumi
 Panjang hari dan sudut datang
 Pengaruh atmosfer bumi
    Neraca Energi pada Permukaan Bumi
   Neraca energi pada permukaan bumi

              Qn = Qs + Ql – Qs – Ql
             Qn = Radiasi Netto (Wm2)
Qs dan Qs = radiasi surya yang datang dan keluar (Wm2)
Ql dan Ql = radiasi gelombang panjang yang datang dan keluar (Wm2)
 Radiasi surya (Qs) bernilai 0 pada malam hari, radiasi netto (Qn)
   bernilai negatif.
 Siang hari Qs jauh lebih besar sehingga Qn positif.
 Qn yang positif akan digunakan untuk memanaskan udara (H),
   penguapan (λE), pemanasan tanah/lautan (G) dan kurang dari 5 %
   untuk fotosintesis (berlakiu bila tidak ada adveksi
   panas/pemindahan panas secara horisontal)
Konsentrasi beberapa gas rumah kaca
    selama 2000 tahun terakhir
Komponen radiative
forcing dari manusia
dan alam
(radiasi matahari).
 Perbandingan antara radiasi gelombang pendek (surya)
  yang dipantulkan dengan yang datang disebut albedo
  permukaan
 Di Atmosfer, uap air dan CO2 adalah penyerap radiasi
  gelombang panjang utama. Energi radiasi yang diserap
  oleh kedua gas tersebut dipancarkan kembali ke
  permukaan bumi diiringi dengan peningkatan suhu udara
  (efek rumah kaca = green house effect).
 Seperti rumah kaca, radiasi surya mampu menembus
  atap kaca karena energinya besar, sedangkan radiasi
  gelombang panjang dari dalam rumah kaca tidak mampu
  menembus atap kaca sehingga terjadi penimbunan
  energi yang berlebihan dalam rumah kaca tersebut yang
  meningkatkan suhu udara.
 Gas Rumah Kaca (GRK) = uap air, CO2 dan methane)
  dapat menyebabkan pemanasan global
Model iklim dengan dan tanpa memasukkan
              faktor manusia
Pengukur Radiasi Matahari
        Sunshine Pyranometer - SPN1

       •Global (Total) and Diffuse irradiance in W.m-2
       •WMO sunshine threshold: 120 W.m-2 direct
       beam
       •No moving parts, shade rings or motorised
       tracking

       The new Sunshine Pyranometer is a patented,
       meteorological class instrument for measuring
       global and diffuse radiation and sunshine
       duration
                Cahaya
 Faktor esensial pertumbuhan dan
  perkembangan tanaman
 Cahaya memegang peranan
  penting dalam proses fisiologis
  tanaman, terutama fotosintesis,
  respirasi, dan transpirasi
 Fotosintesis : sebagai sumber
  energi bagi reaksi cahaya, fotolisis
  air menghasilkan daya asimilasi
  (ATP dan NADPH2)
 Cahaya matahari ditangkap daun sebagai
  foton
 Tidak semua radiasi matahari mampu
  diserap tanaman, cahaya tampak, dg
  panjang gelombang 400 s/d 700 nm
 Faktor yang mempengaruhi jumlah radiasi
  yang sampai ke bumi: sudut datang,
  panjang hari, komposis atmosfer
 Cahaya yang diserap daun 1-5% untuk
  fotosintesis, 75-85% untuk memanaskan
  daun dan transpirasi
 Peranan cahaya dalam respirasi,
  fotorespirasi, menaikkan suhu
 Peranan cahaya dalam transpirasi,
  transpirasi stomater, mekanisme
  bukaan stomata
 Kebutuhan intensitas cahaya
  berbeda untuk setiap jenis tanaman,
  dikenal tiga tipe tanaman C3, C4,
  CAM
 C3 memiliki titik kompensasi cahaya
  rendah, dibatasi oleh tingginya
  fotorespirasi
 C4 memiliki titik kompensasi cahaya
  tinggi, sampai cahaya terik, tidak dibatasi
  oleh fotorespirasi
 Besaran yang menggambarkan banyak
  sedikitnya radiasi matahari yang mampu
  diserap tanaman:ild
 ILD kritik dan ILD optimum, ILD kritik
  menyebabkan pertumbuhan tanaman
  90% maksimum. ILD optimum
  menyebabkan pertumbuhan tanaman
  (CGR) maksimum
 ILD optimum setiap jenis tanaman berbeda
  tergantung morfologi daun
 Faktor eksternal juga mempengaruhi nilai ild
  optimum, misalnya jarak tanam (kerapatan
  tanaman) maupun sistem tanam
 Faktor eksternal mempengaruhi radiasi yang
  diserap dan nilai ILD optimum, melalui efek
  penaungan (mutual shading)
 Penaungan: distribusi cahaya dalam tajuk tidak
  merata, ada daun yang bersifat parasit terhadap
  fotosintat yang dihasilkan daun yang lain, NAR
  rendah, CGR rendah, telah tercapai titik
  kompensasi cahaya, ILD telah melampaui nilai
  optimumnya
 Kaitannya dengan ILD optimum setiap
  jenis tanaman perlu dilakukan kajian
  mengenai jarak tanam yang menyebabkan
  tercapainya ILD optimum tersebut.
  Pengaturan jarah tanam ditentukan oleh
  tingkat kesuburan lahan maupun habitus
  tanaman (morfologi tanaman)
 Penentuan kerapatan tanaman
  dipengaruhi juga oleh hasil ekonomis yang
  akan diambil dari pertanaman.
 Hasil ekonomis tanaman berupa biji (produk
  reproduktif yang lain). Kalo dibuat grafik hub
  antara kerapatan dengan hasil, kurve berbentuk
  parabolik, ada nilai LAI optimum. Peningkatan
  kerapatan tanaman setelah LAI optimum,
  menimbulkan penurunan hasil. Hasil fotosintesis
  digunakan lebih banyak untuk keperluan
  vegetatif
 Hasil ekonomis tanaman berupa bagian vegetatif
  tanaman, grafik hub antara kerapatan dengan
  hasil berbentuk asimtotik. Jarak tanam dibuat
  serapat mungkin supaya penyerapan radiasi
  maksimum cepat tercapai, dapat dikatakan tidak
  ada LAI optimum
    Faktor yang Menentukan Besarnya
        Radiasi Matahari ke Bumi
 Sudut datang matahari (dari suatu titik
  tertentu di bumi)
 Panjang hari
 Keadaan atmosfer (kandungan debu dan
  uap air)
 Panjang hari sering menjadi faktor
  pembatas pertumbuhan di daerah sub-
  tropik
 Keberadaan radiasi, sering terbatas di
  sub-tropik pada musim tertentu, sehingga
  kekurangan radiasi matahari merupakan
  kendala utama pertanian di sub-tropik
 Panjang hari di daerah tropik tidak terlalu
  menimbulkan masalah (bukan faktor
  pembatas), relatif konstan, 12 jam/hari
 Yang sering menjadi faktor pembatas
  adalah masalah kelebihan radiasi
  (intensitas matahari)
                Naungan
 Merupakan salah satu alternatif untuk
  mengatasi intensitas cahaya yang terlalu
  tinggi.
 Pemberian naungan dilakukan pada
  budidaya tanaman yang umumnya
  termasuk kelompok C3 maupun dalam
  fase pembibitan
 Pada fase bibit, semua jenis tanaman
  tidak tahan IC penuh, butuh 30-40%,
  diatasi dengan naungan
 Pada tanaman kelompok C3, naungan
  tidak hanya diperlukan pada fase bibit
  saja, tetapi sepanjang siklus hidup
  tanaman
 Meskipun dengan semakin dewasa umur
  tanaman, intensitas naungan semakin
  dikurangi
 Naungan selain diperlukan untuk
  mengurangi intensitas cahaya yang
  sampai ke tanaman pokok, juga
  dimanfaatkan sebagai salah satu metode
  pengendalian gulma
 Di bawah penaung, bersih dari gulma
  terutama rumputan
 Semakin jauh dari penaung, gulma mulai
  tumbuh semakin cepat
 Titik kompensasi gulma rumputan dapat
  ditentukan sama dengan IC pada batas
  mulai ada pertumbuhan gulma
 Tumbuhan tumbuh ditempat dg IC lebih
  tinggi dari titik kompensasi (sebelum
  tercapai titik jenuh), hasil fotosintesis
  cukup untuk respirasi dan sisanya untuk
  pertumbuhan
     Dampak pemberian naungan
        terhadap iklim mikro
 Mengurangi IC di sekitar sebesar 30-40%
 Mengurangi aliran udara disekitar tajuk
 Kelembaban udara disekitar tajuk lebih
  stabil (60-70%)
 Mengurangi laju evapotranspirasi
 Terjadi keseimbangan antara ketersediaan
  air dengan tingkat transpirasi tanaman
   Hasil penelitian pada tembakau

  Dampak pemberian naungan pada
  pertanaman tembakau :
 Laju transpirasi tanaman tembakau
  menurun sebesar 45,6%
 Evapotranspirasi tanah menurun sebesar
  60%
 Kadar air daun meningkat
 Total luas daun tembakau meningkat 40%
             Tanaman muda
 Memerlukan intensitas cahaya
  relatif rendah
 IC terlalu rendah aktifitas
  fotosintesis menurun, suplai KH
  dan auxin untuk pertumbuhan
  akar menurun, bibit yang
  kekurangan IC memiliki
  perakaran yang tidak
  berkembang
 IC terlalu tinggi : fotooksidasi
  meningkat, suhu tinggi,
  kelembaban rendah, kematian
  daun (daun terbakar)
 Penelitian pada penyetekan kakao: stek
  kakao mampu berakar dengan baik kalau
  mendapatkan intensitas cahaya 20% lebih
  rendah dari IC penuh (stek kakao diberi
  naungan dengan intensitas sedang)
 Penelitian pada pembibitan karet: bibit
  karet mampu berakar dengan baik kalau
  mendapatkan IC 50%
 Penelitian pada penyetekan vanili: bibit
  vanili mampu berakar dengan baik kalau
  mendapatkan IC 30%-50%
 Naungan dapat menghindari fluktuasi
  temperatur yang tinggi dan kadar air
  tanah
 Naungan dapat digunakan sebagai
  saranan konservasi tanah, karena
  meningkatkan jumlah pori penyedia air
  tanah (melalui pengaturan temperatur dan
  evaporasi)
 Besar kecilnya fotosintesis tergantung
  pada temperatur, suplai air, unsur-unsur
  hara, sifat morfologis tanaman. Puncak
  fotosintesis terkait dengan besarnya sinar
  dan temperatur
        Kekurangan Air Diatasi dg
               naungan

   Naungan mengurangi volume kecepatan
    aliran permukaan dan meningkatkan air
    tersedia bagi tanaman
Pengaruh lingkungan (Tekanan)
 Pengaruh merusak yang dipaksakan,
  dikendalikan oleh lingkungan
 Respon adaptasi, dikendalikan oleh
  tanaman
 Kerusakan: kematian sebagian organ
  maupun keseluruhan tanaman, penurunan
  pertumbuhan karena kelainan fisiologis
 Kerusakan: resistensi tanaman terhadap
  tekanan lingkungan berkurang
 Respon beradaptasi, merupakan
  pengendali yang halus terhadap resistensi
 Resistensi bisa elastis (terbalikkan)
  maupun plastis (tidak terbalikkan)
 Resistensi elastis, efek mekanisme
  fisiologis (lebih besifat fisiologis)
 Resistensi plastis, efek adaptasi morfologis
 Tekanan cahaya bisa menimbulkan respon
  fisiologis (dalam aktivitas fotosintesis)
  maupun respon morfologis (berubahnya
  ukuran daun dll)
 Kedua respon tsb memerlukan fleksibilitas
  fenotipe
             Respon Morfologi
 Makromorfologi: tinggi tanaman, diameter
  tanaman, sudut percabangan, jumlah daun, luas
  daun dll
 Mikromorfologi: kandungan klorofil daun,
  ketebalan daun dll
 Tinggi tanaman lebih cepat naik di tempat
  teduh, diameter tanaman lebih cepat naik di
  tempat tanpa naungan, sudut percabangan lebih
  besar ditempat ternaungi, luas daun lebih besar
  di tempat ternaungi, begitu juga dengan jumlah
  daun
 Kandungan klorofil lebih tinggi di tempat terang,
  ketebalan daun lebih tinggi di tempat terang

								
To top