Laporan Klimatologi (Campbell Stokes)
ALAT UKUR RADIASI MATAHARI
DISUSUN OLEH : KELOMPOK 5
NAMA ANGGOTA :
ANA SYAHARA 05021181621087
AYU FEBRIANI 05021181621025
AYU ISLAH
FERI AMANDA 05021181621012
M. AHFAZ 05021281621031
M. ISNAN HABIBI 05021381621080
MARDIAN 05021281621040
MERI SURANTI 05021281621046
OLIVIA RITANTY 05021181621018
SRI FADILA
FAKULTAS PERTANIAN JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN
PRODI TEKNIK PERTANIAN UNIVERSITAS SRIWIJAYA
TAHUN AJARAN 2016-2017
BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Matahari adalah salah satu energi terpenting yang ada di dunia. Allah menciptakan matahari untuk memberi kehidupan dibumi. Kehangatan, penerangan, matahari berperan penting dalam proses terjadinya udara dan makanan yang manusia nikmati setiap hari. Bayangkan jika tidak ada matahari, kita tidak akan mendapat oksigen yang dibentuk dari proses yang dinamakan fotosintesis. Sektor utama yang berperan dalam fotosintesis adalah matahari. Tanpa matahari fotosintesis tidak bisa dilakukan. Yang kedua, fotosintesis juga memberikan kelangsungan hidup pada makhluk hidup yang lain. Tanpa fotosintesis tumbuhan tidak akan tumbuh dan tentunya makhluk hidup lainnya seperti manusia dan hewan tidak dapat memperoleh makanan yang sangat diperlukan untuk kelangsungan hidup. Kita tidak akan memperoleh asupan gizi yang diperlukan sebagai energi untuk melakukan rutinitas sehari-hari.
Matahari menghasilkan energi cahaya, dari sini muncul sebuah pertanyaan apakah matahari mempunyai radiasi akibat cahaya terangnya? Adakah alat ukur yang bisa menghitung waktu berlangsungnya radiasi matahari? Dan bagaimana pula cara perhitungannya? Mari kita simak dan analisa dalam laporan ini.
Rumusan Masalah
Apa itu radiasi matahari?
Apakah alat ukur yang digunakan untuk mengukur radiasi matahari?
Bagaimana cara perhitungannya?
Apa penyebab terjadinya perbedaan pada pembakaran kertas pias?
Tujuan
Mengetahui definisi radiasi matahari.
Mengetahui alat ukur yang digunakan untuk mrngukur radiasi matahari, serta fungsi-fungsi dari bagian-bagaian alat ukur tersebut.
Mengetahui cara perhitungan dari alat tersebut.
Mengetahui penyebab terjadinya perbedaan pada kertas pias.
BAB II
PEMBAHASAN
Radiasi Matahari
Radiasi matahari adalah sinar yang dipancarkan dari matahari ke permukaan bumi yang disebabkan oleh adanya emisi bumi dan gas pijar panas matahari. Radiasi dan sinar matahari dipengaruhi oleh berbagai hal sehingga pancarannya yang sampai kepermukaan bumi sangat bervariasi. Penyebabnya adalah kedudukan matahari yang berubah-ubah, revolusi bumi, dan lain sebagainya.
Radiasi matahari yang terjadi diatmosfer mengalami berbagai penyimpangan, sehingga kekuatannya menuju bumi lebih kecil. Bagian dari radiasi matahari yang dihisap (absorbsi) akan berubah sama sekali sifatnya. Perubahan dari sudut jatuhnya sinar dapat menyebabkan perubahan dari panjangnya jalan yang dilalui oleh sinar tersebut. (Nasir, A, 1990).
Energi matahari ialah penyebab utama semua kegiatan perubahan maupun pergerakan di atmosfer. Oleh karena itu, penyebaran energi radiasi matahari dipermukaan bumi merupakan faktor pengendali cuaca dan iklim yang terpenting. Radiasi matahari yang sampai ke bumi tidak seluruhnya dapat diserap oleh permukaan bumi, yaitu sekitar 50% saja, 20% diserap oleh atmosfer dan sisanya sekitar 30% dipantulkan kembali. Namun hal tersebut tergantung pada kondisi atmosfer pada saat tersebut (Ariffin, dkk., 2010).
Matahari menyalurkan energi dalam bentuk radiasi ke bumi. Radiasi ini digunakan oleh tumbuhan untuk fotosintesis dan evaporasi (penguapan), yakni tumbuhan mengubah energi surya menjadi energi kimia (Reijntjes, dkk., 2007).
Lama penyinaran adalah periode (dalam jam) matahari bersinar cerah. Faktor yang menentukan lama penyinaran adalah penutupan awan, semakin lama penutupan awan maka lama penyinaran berkurang. Jadi, lama penyinaran memang sangat ditentukan oleh keadaan awannya. Sebagai contoh, kita tahu bahwa keadaan matahari menyinari Indonesia sekitar 11-12 jam, namun lama penyinaran maksimumnya sekitar 8 jam. Untuk menentukan lama penyinaran ini ada alat ukur yang digunakan, bernama alat ukur Cambell Stokes. Penggunaannya adalah dengan melihat keadaan kertas pias sampai terbakar. (Infonta, 2010)
Alat yang digunakan untuk mengukur radiasi matahari
Campbell Stokes
Campbell Stokes adalah alat pengukur lamanya penyinaran matahari yang sering dijumpai. Alat ini berupa bola kaca masif dengan garis tengah/diameter 10-15 cm, berfungsi sebagai lensa cembung (convex) yang dapat mengumpulkan sinar matahari ke suatu titik api (fokus), dan alat ini dipasang di tempat terbuka diatas pondasi beton dengan ketinggian 120 cm dari permukan tanah. Lamanya penyinaran matahari dicatat dengan jalan memfokuskan sinar matahari tepat mengenai Kertas Pias.
Kertas Pias adalah kertas yang digunakan untuk merekam sinar matahari yang terbuat dari karton, mudah terbakar dan berwarna biru gelap sehingga dapat menyerap radiasi matahari. Kertas pias dilengkapi dengan skala jam, mulai pukul 06.00 hingga 18.00. terdapat tiga macam bentuk kertas pias, yaitu: bentuk lengkung panjang, lurus dan lengukung pendek. Maksud penggunaan kertas pias yang berbeda-beda bentuknya tersebut ialah menyesuaikan letak kedudukan matahari pada suatu saat dengan kedudukan alat yang dipasang, sehingga lintasan sinar matahari dapat direkam dengan sempurna oleh kertas pias tersebut. Oleh karena itu, alat perekam harus dipasang pada jalur-jalur yang telah ada dimana posisi yang menunjukkan jam tepat pada alur melintang di tengah-tengah jalur (Ariffin, dkk,. 2010).
Kertas Pias sengaja dibuat khusus untuk Campbell Stokes, untuk menghitung lama penyinaran matahari dan hasilnya kertas pias akan terlihat bagian yang terbakar, panjang jejak/bekas bakaran menunjukkan lamanya penyinaran matahari. Pada kertas pias terdapat skala jam, sehingga dapat dijumlahkan berapa lamanya matahari bersinar terang/cerah. Pias akan mulai terbakar bila sinar matahari 0,3 cal/cm2 atau 209,34 WM2 .
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 kartu pencatat 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.
Alat ini bekerja atas dasar efek pemanasan yang mengakibatkan terbakarnya kertas pias yang dipasang di dalam alat tersebut. Kertas pias adalah kertas yang digunakan untuk merekam sinar matahari yang terbuat dari karton, mudah terbakar dan berwarna biru gelap sehingga dapat menyerap radiasi matahari. Kertas pias dilengkapi dengan skala jam, mulai pukul 06.00 hingga 18.00.
Pada waktu sinar matahari menyinari bumi titik api akan memanasi kertas pias hingga membuat jejak gosong yang memanjang. Jejak gosong tersebut menunjukan lama penyinaran matahari atau jumlah-waktu sinar matahari sampai ke permukaan karena tidak terhalang oleh partikel/benda lain seperti awan.
Ada 3 tipe pias yang digunakan pada alat yang sama :
Pias waktu matahari di ekuator
Pias waktu matahari di utara
Pias waktu matahari di selatan
Cara perhitungan Campbell stokes
Lamanya penyinaran matahari dicatat dengan jalan memfokuskan sinar matahari tepat mengenai kertas pias yang khusus dibuat untuk alat ini, dan hasilnya pada pias akan terlihat bagian terbakar, panjang jejak/bekas bakaran menunjukkan lamanya penyinaran matahari. Pada kertas pias terdapat skala jam, sehingga dapat dijumlahkan berapa lamanya matahari bersinar terang/cerah. Pias akan mulai terbakar bila sinar matahari 0,3 cal/cm2 atau 209,34 WM2 . Lamanya penyinaran matahari biasa diukur dengan satuan jam.
Langkah-langkah penggunaan kertas pias :
a. Setting up
Pilih tempat dimana Sinar matahari sepanjang hari bebas ke-arah alat.
Permukaan dasar alat ditempatkan harus Stabil, Temp. Humidity, Angin dan vibrasi tidak mempengaruhi leveling. (disarankan pondasi terbuat dari beton/metal).
Bagian terbuka mangkuk logam harus mengarah equator, yaitu : Bila alat ditempatkan pada belahan bumi Utara, mangkuk ke-arah Selatan atau sebaliknya.
Leveling dapat dilakukan dengan mengatur posisi 3 buah mur.
b. Memasang Pias
Pias terdiri dari 3 jenis yaitu : Pias lurus dipasang pada pasangan celah yang ada ditengah mangkuk. Pias pendek pada pasangan celah bagian atas dan Pias panjang pada pasangan celah bagian bawah.
Pias pendek dipergunakan dari pertengahan Oktober s/d akhir Pebruari. Pias Lurus dari awal Maret s/d pertengahan April dan awal September s/d pertengahan Oktober. Pias panjang dari pertengahan April s/d akhir Agustus.
Pias dimasukkan ke-celah, sehingga garis tanda jam 12.00 benar-benar tepat dengan tanda jam 12.00 pada mangkuk.
Pada titik tertentu(kira-2. garis jam 14.00 & 10.00) mangkuk dilengkapi 3 lubang. Masukkan pin logam yang tergantung dengan rantai dari sisi luar kedalam salah satu lubang tersebut (sesuai pias), agar pias tidak berubah posisi.
c. Pengaturan Utara – Selatan Dan Leveling
Atur agar skala derajat lintang pada alat menunjukkan lintang tempat alat ditempatkan.
Perhatikan jejak pembakaran pada pias, bila pengaturan Utara-Selatan dan leveling tepat maka jejak ini harus sejajar dengan garis tengah pias.
Jejak pembakaran yang tepat jatuh pada titik pusat pias (tengah hari), harus sama dengan nilai True Solar Time, yaitu waktu matahari tepat berada pada titik nadir/puncak.
Cara Menentukan True Solar Time (True Local Time).
Medium local time = Standard time ± (λs – λ) . 4 min.
True Local Time = Medium local time - Equation of time
Dimana :
Standard time = pukul -12
+ = bila alat ditempatkan disebelah Barat meridian (bujur) waktu.
- = bila alat ditempatkan disebelah Timur meridian (bujur) waktu
λs = Bujur standard waktu terdekat pada lokasi
λ = Bujur lokasi alat dipasang.
Penyebab Perbedaan Pembakaran Pada Kertas Pias :
Rotasi Bumi
Cuaca dan Suhu
Perbedaan letak lintang
Keadaan atmosfir
Pergerakan matahari dari timur ke barat.
DISUSUN OLEH : KELOMPOK 5
NAMA ANGGOTA :
ANA SYAHARA 05021181621087
AYU FEBRIANI 05021181621025
AYU ISLAH
FERI AMANDA 05021181621012
M. AHFAZ 05021281621031
M. ISNAN HABIBI 05021381621080
MARDIAN 05021281621040
MERI SURANTI 05021281621046
OLIVIA RITANTY 05021181621018
SRI FADILA
FAKULTAS PERTANIAN JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN
PRODI TEKNIK PERTANIAN UNIVERSITAS SRIWIJAYA
TAHUN AJARAN 2016-2017
BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Matahari adalah salah satu energi terpenting yang ada di dunia. Allah menciptakan matahari untuk memberi kehidupan dibumi. Kehangatan, penerangan, matahari berperan penting dalam proses terjadinya udara dan makanan yang manusia nikmati setiap hari. Bayangkan jika tidak ada matahari, kita tidak akan mendapat oksigen yang dibentuk dari proses yang dinamakan fotosintesis. Sektor utama yang berperan dalam fotosintesis adalah matahari. Tanpa matahari fotosintesis tidak bisa dilakukan. Yang kedua, fotosintesis juga memberikan kelangsungan hidup pada makhluk hidup yang lain. Tanpa fotosintesis tumbuhan tidak akan tumbuh dan tentunya makhluk hidup lainnya seperti manusia dan hewan tidak dapat memperoleh makanan yang sangat diperlukan untuk kelangsungan hidup. Kita tidak akan memperoleh asupan gizi yang diperlukan sebagai energi untuk melakukan rutinitas sehari-hari.
Matahari menghasilkan energi cahaya, dari sini muncul sebuah pertanyaan apakah matahari mempunyai radiasi akibat cahaya terangnya? Adakah alat ukur yang bisa menghitung waktu berlangsungnya radiasi matahari? Dan bagaimana pula cara perhitungannya? Mari kita simak dan analisa dalam laporan ini.
Rumusan Masalah
Apa itu radiasi matahari?
Apakah alat ukur yang digunakan untuk mengukur radiasi matahari?
Bagaimana cara perhitungannya?
Apa penyebab terjadinya perbedaan pada pembakaran kertas pias?
Tujuan
Mengetahui definisi radiasi matahari.
Mengetahui alat ukur yang digunakan untuk mrngukur radiasi matahari, serta fungsi-fungsi dari bagian-bagaian alat ukur tersebut.
Mengetahui cara perhitungan dari alat tersebut.
Mengetahui penyebab terjadinya perbedaan pada kertas pias.
BAB II
PEMBAHASAN
Radiasi Matahari
Radiasi matahari adalah sinar yang dipancarkan dari matahari ke permukaan bumi yang disebabkan oleh adanya emisi bumi dan gas pijar panas matahari. Radiasi dan sinar matahari dipengaruhi oleh berbagai hal sehingga pancarannya yang sampai kepermukaan bumi sangat bervariasi. Penyebabnya adalah kedudukan matahari yang berubah-ubah, revolusi bumi, dan lain sebagainya.
Radiasi matahari yang terjadi diatmosfer mengalami berbagai penyimpangan, sehingga kekuatannya menuju bumi lebih kecil. Bagian dari radiasi matahari yang dihisap (absorbsi) akan berubah sama sekali sifatnya. Perubahan dari sudut jatuhnya sinar dapat menyebabkan perubahan dari panjangnya jalan yang dilalui oleh sinar tersebut. (Nasir, A, 1990).
Energi matahari ialah penyebab utama semua kegiatan perubahan maupun pergerakan di atmosfer. Oleh karena itu, penyebaran energi radiasi matahari dipermukaan bumi merupakan faktor pengendali cuaca dan iklim yang terpenting. Radiasi matahari yang sampai ke bumi tidak seluruhnya dapat diserap oleh permukaan bumi, yaitu sekitar 50% saja, 20% diserap oleh atmosfer dan sisanya sekitar 30% dipantulkan kembali. Namun hal tersebut tergantung pada kondisi atmosfer pada saat tersebut (Ariffin, dkk., 2010).
Matahari menyalurkan energi dalam bentuk radiasi ke bumi. Radiasi ini digunakan oleh tumbuhan untuk fotosintesis dan evaporasi (penguapan), yakni tumbuhan mengubah energi surya menjadi energi kimia (Reijntjes, dkk., 2007).
Lama penyinaran adalah periode (dalam jam) matahari bersinar cerah. Faktor yang menentukan lama penyinaran adalah penutupan awan, semakin lama penutupan awan maka lama penyinaran berkurang. Jadi, lama penyinaran memang sangat ditentukan oleh keadaan awannya. Sebagai contoh, kita tahu bahwa keadaan matahari menyinari Indonesia sekitar 11-12 jam, namun lama penyinaran maksimumnya sekitar 8 jam. Untuk menentukan lama penyinaran ini ada alat ukur yang digunakan, bernama alat ukur Cambell Stokes. Penggunaannya adalah dengan melihat keadaan kertas pias sampai terbakar. (Infonta, 2010)
Alat yang digunakan untuk mengukur radiasi matahari
Campbell Stokes
Campbell Stokes adalah alat pengukur lamanya penyinaran matahari yang sering dijumpai. Alat ini berupa bola kaca masif dengan garis tengah/diameter 10-15 cm, berfungsi sebagai lensa cembung (convex) yang dapat mengumpulkan sinar matahari ke suatu titik api (fokus), dan alat ini dipasang di tempat terbuka diatas pondasi beton dengan ketinggian 120 cm dari permukan tanah. Lamanya penyinaran matahari dicatat dengan jalan memfokuskan sinar matahari tepat mengenai Kertas Pias.
Kertas Pias adalah kertas yang digunakan untuk merekam sinar matahari yang terbuat dari karton, mudah terbakar dan berwarna biru gelap sehingga dapat menyerap radiasi matahari. Kertas pias dilengkapi dengan skala jam, mulai pukul 06.00 hingga 18.00. terdapat tiga macam bentuk kertas pias, yaitu: bentuk lengkung panjang, lurus dan lengukung pendek. Maksud penggunaan kertas pias yang berbeda-beda bentuknya tersebut ialah menyesuaikan letak kedudukan matahari pada suatu saat dengan kedudukan alat yang dipasang, sehingga lintasan sinar matahari dapat direkam dengan sempurna oleh kertas pias tersebut. Oleh karena itu, alat perekam harus dipasang pada jalur-jalur yang telah ada dimana posisi yang menunjukkan jam tepat pada alur melintang di tengah-tengah jalur (Ariffin, dkk,. 2010).
Kertas Pias sengaja dibuat khusus untuk Campbell Stokes, untuk menghitung lama penyinaran matahari dan hasilnya kertas pias akan terlihat bagian yang terbakar, panjang jejak/bekas bakaran menunjukkan lamanya penyinaran matahari. Pada kertas pias terdapat skala jam, sehingga dapat dijumlahkan berapa lamanya matahari bersinar terang/cerah. Pias akan mulai terbakar bila sinar matahari 0,3 cal/cm2 atau 209,34 WM2 .
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 kartu pencatat 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.
Alat ini bekerja atas dasar efek pemanasan yang mengakibatkan terbakarnya kertas pias yang dipasang di dalam alat tersebut. Kertas pias adalah kertas yang digunakan untuk merekam sinar matahari yang terbuat dari karton, mudah terbakar dan berwarna biru gelap sehingga dapat menyerap radiasi matahari. Kertas pias dilengkapi dengan skala jam, mulai pukul 06.00 hingga 18.00.
Pada waktu sinar matahari menyinari bumi titik api akan memanasi kertas pias hingga membuat jejak gosong yang memanjang. Jejak gosong tersebut menunjukan lama penyinaran matahari atau jumlah-waktu sinar matahari sampai ke permukaan karena tidak terhalang oleh partikel/benda lain seperti awan.
Ada 3 tipe pias yang digunakan pada alat yang sama :
Pias waktu matahari di ekuator
Pias waktu matahari di utara
Pias waktu matahari di selatan
Cara perhitungan Campbell stokes
Lamanya penyinaran matahari dicatat dengan jalan memfokuskan sinar matahari tepat mengenai kertas pias yang khusus dibuat untuk alat ini, dan hasilnya pada pias akan terlihat bagian terbakar, panjang jejak/bekas bakaran menunjukkan lamanya penyinaran matahari. Pada kertas pias terdapat skala jam, sehingga dapat dijumlahkan berapa lamanya matahari bersinar terang/cerah. Pias akan mulai terbakar bila sinar matahari 0,3 cal/cm2 atau 209,34 WM2 . Lamanya penyinaran matahari biasa diukur dengan satuan jam.
Langkah-langkah penggunaan kertas pias :
a. Setting up
Pilih tempat dimana Sinar matahari sepanjang hari bebas ke-arah alat.
Permukaan dasar alat ditempatkan harus Stabil, Temp. Humidity, Angin dan vibrasi tidak mempengaruhi leveling. (disarankan pondasi terbuat dari beton/metal).
Bagian terbuka mangkuk logam harus mengarah equator, yaitu : Bila alat ditempatkan pada belahan bumi Utara, mangkuk ke-arah Selatan atau sebaliknya.
Leveling dapat dilakukan dengan mengatur posisi 3 buah mur.
b. Memasang Pias
Pias terdiri dari 3 jenis yaitu : Pias lurus dipasang pada pasangan celah yang ada ditengah mangkuk. Pias pendek pada pasangan celah bagian atas dan Pias panjang pada pasangan celah bagian bawah.
Pias pendek dipergunakan dari pertengahan Oktober s/d akhir Pebruari. Pias Lurus dari awal Maret s/d pertengahan April dan awal September s/d pertengahan Oktober. Pias panjang dari pertengahan April s/d akhir Agustus.
Pias dimasukkan ke-celah, sehingga garis tanda jam 12.00 benar-benar tepat dengan tanda jam 12.00 pada mangkuk.
Pada titik tertentu(kira-2. garis jam 14.00 & 10.00) mangkuk dilengkapi 3 lubang. Masukkan pin logam yang tergantung dengan rantai dari sisi luar kedalam salah satu lubang tersebut (sesuai pias), agar pias tidak berubah posisi.
c. Pengaturan Utara – Selatan Dan Leveling
Atur agar skala derajat lintang pada alat menunjukkan lintang tempat alat ditempatkan.
Perhatikan jejak pembakaran pada pias, bila pengaturan Utara-Selatan dan leveling tepat maka jejak ini harus sejajar dengan garis tengah pias.
Jejak pembakaran yang tepat jatuh pada titik pusat pias (tengah hari), harus sama dengan nilai True Solar Time, yaitu waktu matahari tepat berada pada titik nadir/puncak.
Cara Menentukan True Solar Time (True Local Time).
Medium local time = Standard time ± (λs – λ) . 4 min.
True Local Time = Medium local time - Equation of time
Dimana :
Standard time = pukul -12
+ = bila alat ditempatkan disebelah Barat meridian (bujur) waktu.
- = bila alat ditempatkan disebelah Timur meridian (bujur) waktu
λs = Bujur standard waktu terdekat pada lokasi
λ = Bujur lokasi alat dipasang.
Penyebab Perbedaan Pembakaran Pada Kertas Pias :
Rotasi Bumi
Cuaca dan Suhu
Perbedaan letak lintang
Keadaan atmosfir
Pergerakan matahari dari timur ke barat.
Komentar
Posting Komentar