2.4 PENGUKURAN DATA KLIMATOLOGI

Ilmu yang mempelajari proses – proses di lapisan bawah atmosfir (trofosfir) disebut ilmu cuaca

(meteorology), sedangkan ilmu yang mempelajari hasil dari proses – proses cuaca disebut ilmu

klimatologi. Unsur – unsur cuaca atau iklim seperti, temperatur udara, kelembaban udara,

radiasi matahari, kecepatan angin, dan hujan, akan mempengaruhi kondisi hidrologi suatu

daerah (DPS). Cuaca dapat diartikan sebagai keadaan atmosfir pada suatu saat dan sifatnya

selalu berubah ubah, sedangkan iklim dapat diartikan sebagai keadaan cuaca rata- rata dalam

periode yang lama, minimal 30 tahun. Iklim akan berbeda dari suatu tempat ke tempat lain

disebabkan antara lain oleh perubahan ketinggian tempat, garis lintang, arus laut, angin,

pegunungan, badai.

Selain dipengaruhi keadaan cuaca atau iklim, suatu DPS juga dipengaruhi oleh keadaan

topografi dan geologi. Keadaan topografi, seperti kondisi tanah, tataguna lahan, waduk, dan

rawa, akan mempengaruhi debit sungai suatu DPS. Keadaan geologi akan mempengaruhi air

tanah.

Di dalam suatu stasiun/pos klimatologi sering ditemui alat-alat pengukur cuaca seperti terlihat

pada gambar di bawah ini.

Pos klimatologi lengkap, adalah suatu bangunan terbuka berukuran 6 m x 10 m sebagai ruang

untuk menempatkan alat alat ukur unsur cuaca seperti :

- Alat penakar curah hujan biasa dan otomatis, anemometer, dan anemograf, Campbell

stokes dan aktinograf, panic penguapan.

- Sangkar meteo yang berisi thermometer maksimum dan minimum, thermometer bola

basah dan kering, termohigrograf.

2.4.1. Pengukuran Suhu Udara.

Suhu udara dapat disebut sebagai ukuran derajat panas udara. Beberapa factor yang

mempengaruhi suhu udara diantaranya, tinggi tempat, daratan atau lautan, radiasi matahari,

indeks dating matahari, angin. Suhu udara umumnya diukur berdasarkan skala tertentu

menggunakan alat thermometer. Satuan suhu udara di Indonesia menggunakan derajat Celsius

(O C). Di beberapa negara lain menggunakan satuan Farenheit (OF), Reamur (OR), atau Kelvin (OK).

Hubungan tOC dengan skala yang lain adalah.

t 0C=5 /9 X ( t0 F−32 ) t 0R=4 /5 X t0C

t 0F=9 /5 X ( t0 F )−32 t 0F=5 /9 X t 0C−273

1. Alat Ukur Suhu Udara.

Alat pengukur suhu diantaranya, thermometer air raksa biasa, thermometer maksimum,

thermometer minimum, termohigrograf, alat pencatat suhu dan kelembaban udara secara

otomatis.

Penempatan peralatan thermometer dipasang pada tempat yang sirkulasi udaranya tidak

terganggu dan harus terlindung dari sinar matahari dan hujan secara langsung.

Pencatatan dilakukan 1-3 kali sehari. Jika dilakukan 3 kali sehari waktu pencatatan adalah setiap

selang 6-7 jam antara jam 700 – 1300 – 1800, jika pencatatan dilakukan 1 kali sehari pencatatan

pada jam 700 atau jam 1700.

2. Pengolahan Data Suhu Udara

Data pencatatan disajikan dalam data temperature harian rata-rata yang dihitung dengan

metoda praktis, yaitu merata- ratakan temperature seperti berikut:

T = (2 X T 700 + T 1300 + T 1800 )/4

Atau T = (Tmaks + Tmin)/2

Temperatur bulanan adalah temperature rata-rata harian selama bulan yang bersangkutan,

sedangkan temperatur secara praktis dapat dihitung dari jumlah temperature bulanan rata-rata

dibagi 12.

2.4.2 Pengukuran Kelembaban Suhu Udara.

Udara atmosfer merupakan campuran udara dan uap air. Secara umum kelembaban dinyatakan

dengan banyaknya kadar air yang ada di udara. Banyaknya uap air yang bergerak di dalam

atmosfer berpengaruh terhadap besarnya hujan, lamanya hujan dan intensitas curah hujan. Di

Indonesia kelembaban tertinggi pada musim hujan dan terendah pada musim kemarau. Makin

tinggi suhu udara akan dapat menyebabkan bertambah banyak uap air yang dapat diserap. Uap

air itu dapat menghasilkan tekanan yang disebut tekanan uap air (ea = vapor pressure) dan

dinyatakan dalam satuan tinggi air raksa ( 1 mmHg = 1.33 milibar), bila uap air di atmosfer

bertambah terus akan menyebabkan peningkatan tekanan uap, hingga akhirnya terjadi

kondensasi (udara mengandung uap air maksimum pada temperature tertentu), maka pada

saat itu keadaan udara dinyatakan jenuh dan mulai terjadi pengembunan sedang tekanannya

disebut tekanan uap jenuh (es = saturation vapor pressure).

Kelembaban relative RH dapat dirumuskan sebagai berikut:

RH = ea / es X 100

Dengan:

RH = kelembaban relative, dinyatakan dalam satuan persen (%)

ea = tekanan uap actual, dinyatakan dalam satuan milimiter air raksa (mmHg)

es = tekanan uap jenuh, dinyatakan dalam satuan milimiter air raksa (mmHg)

1. Alat Pengukur Kelembaban Udara

Alat ukur kelembaban diletakan pada sangkar meteo, pengukuran kelembaban udara dilakukan

dengan:

a. Cara manual, yaitu dengan menggunakan thermometer bola basah dan thermometer

bola kering, yang dipasang vertical bersama sama dengan thermometer maksimum dan

minimum, rangkaian alat ini disebut psikrometer standar. Dengan menghitung nilai

depresi (D) tekanan uap.

b. Cara otomatis, data kelembaban udara direkam secara otomatis pada kertas grafik

termohigrograf. Pena bagian bawah mencatat nilai kelembaban relative, dinyatakan

mulai dari 0 – 100% pada skala tegak, sedangkan skala mendatar menunjukkan waktu

dalam satu minggu (hari, tanggal, jam, menit).

2. Pengolahan Data Kelembaban Udara

Beberapa cara untuk mengolah/menghitung kelembaban relative berdasarkan data yang

tersedia hasil pengukuran:

a. Dengan cara melalui depresi.

Dari sangkar meteo diperoleh data pembacaan thermometer bola basah To = 2,5 0C, bola

kering Td = 27 0C. Hitung kelembaban relatif.

Jawab:

Depresi, D = Td – T0 = 27 – 24,5 = 2,5 0C

Pembacaan thermometer bola kering Td = 27 0C, dan D = 2,5 0C, maka dari table 2.

Diperoleh nilai RH = 79 %.

b. Dengan cara melalui bacaan grafik thermohigrograf.

Apabila kelembaban relative tercatat secara otomatis menggunakan alat

thermohigrograf dalam sangkar meteo (bersama dengan grafik suhu udara), maka data

kelembaban relatif dapat dibaca dari grafik tersebut, dan datanya dapat diisikan pada

formulir isian. (Tabel 2.9) selama 24 jam, grafik kelembaban dibaca setiap perioda waktu

satu atau dua jam, jadi untuk mengisi kolom pukul 6 00 harus dihitung rata - rata

kelembaban pukul 5 00 dan pukul 7 00 (dengan metoda cut and fill). Untuk kolom pukul 8 00 harus dihitung rata-rata kelembaban pukul 7 00 dan pukul 9 00 dan demikian

seterusnya. Perekaman data menggunakan thermohigrograf ini harus dicek minimal 3

kali per minggu, dengan data yang dicatat dari psikrometer standar, dimaksudkan

apakah sensor thermohigrograf masih berfungsi dengan baik.

c. Dengan cara melalui tekanan uap.

Kelembaban relative (%) dihitung berdasarkan persamaan

RH = ea / es X 100

dengan:

RH = kelembaban relative, dinyatakan dalam satuan persen (%)

ea = tekanan uap actual, dinyatakan dalam satuan milimiter air raksa (mmHg)

es = tekanan uap jenuh, dinyatakan dalam satuan milimiter air raksa (mmHg)

Jadi ea dapat dihitung dari persamaan berikut:

ea = ew – A.P(Td –Tw)

dengan:

ea = tekanan uap pada saat pengukuran (hPa)

ew = tekanan atmosfir (hPa)

Td = tekanan uap jenuh (hPa) pada temperature bola basah, Tw = (0C) saat pengukuran

A = temperature bola kering (0C) = 6,2 x 10-4 k-1

P = koefisien psikrometer (nilainya dapat dilihat pada tabel)

Tabel nilai tekanan atmosfer rata – rata, P(hPa) pada beberapa ketinggian, H(m)

H 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

0 1013 1001 990 978 967 955 944 933 921 910

1000 899 888 887 867 856 845 835 825 816 805

2000 795 785 776 766 757 747 738 729 719 710

3000 701 693 684 676 667 658 650 641 633 624

4000 616 608 600 593 585 577 570 562 555 574

5000 540 533 526 519 512 505 498 492 485 479

Tabel nilai kelembaban relative, RH (%) terhadap depresi bola basah, D (0C)

Suhu bola Depresi bola basah D ( 0C)

Kering Td 0C 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,035 96 92 88 84 81 78 74 71 68 66 63 61 58 5634 96 92 88 84 81 77 74 71 68 65 63 60 58 5533 96 92 88 84 80 77 74 71 68 65 62 60 57 5532 96 91 88 84 80 77 73 70 67 65 62 59 57 5431 96 91 87 83 80 76 73 70 67 64 61 59 56 54

30 96 91 87 83 80 76 73 70 67 64 61 59 56 5329 95 91 87 83 79 76 72 69 66 63 60 58 55 5328 95 91 87 83 79 75 72 69 66 63 60 57 55 5227 95 91 87 83 79 75 72 68 65 62 59 57 54 5226 95 91 86 82 78 75 71 68 65 62 59 56 54 51

25 95 90 86 82 78 74 71 67 64 61 58 56 53 5024 95 90 86 82 78 74 70 67 63 60 58 55 52 5023 95 90 86 81 77 73 70 66 63 60 57 54 52 4922 95 90 85 81 77 73 69 66 62 59 56 53 51 4921 95 90 85 80 76 72 68 65 62 58 55 53 50 47

20 95 89 85 80 76 72 68 64 61 58 55 52 49 4719 94 89 84 80 75 71 67 63 60 57 54 51 48 4618 94 89 84 79 75 70 67 63 59 56 53 50 47 4517 94 89 83 79 74 70 66 62 59 55 52 49 46 4416 94 89 83 78 74 69 65 61 58 54 51 48 45 43

15 94 88 83 78 73 68 64 60 57 53 50 47 44 4214 94 88 82 77 72 68 63 59 56 52 49 46 43 4013 93 87 82 76 71 67 62 58 55 51 48 45 42 3912 93 87 81 76 71 66 61 57 54 50 47 43 41 3811 93 87 81 75 70 65 60 56 52 49 45 42 39 36

10 93 86 80 74 69 64 59 55 51 47 44 41 38 359 93 86 79 74 68 63 58 54 50 46 42 39 36 338 92 85 79 73 67 62 57 52 48 44 41 37 34 327 92 85 78 72 66 61 56 51 47 43 39 36 33 306 92 84 77 71 65 59 54 49 45 41 37 34 31 28

5 91 84 76 70 64 58 53 48 43 39 35 32 29 264 91 83 75 69 62 56 51 46 41 37 33 30 26 243 91 82 75 67 61 55 49 44 39 35 31 27 24 212 90 82 74 66 59 53 47 42 37 33 29 25 22 191 90 81 72 65 58 51 45 40 35 30 26 22 19 160 90 80 71 63 56 49 43 37 32 28 23 20 16 13

Tabel tekanan uap jenuh es (mmHg) terhadap suhu udara T(0C)1 mmHg = 1,33 mbar

T(0C) 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 T(0C)-10 2,15 -10-9 2,32 2,30 2,29 2,27 2,26 2,24 2,22 2,21 2,19 2,17 -9-8 2,51 2,49 2,47 2,45 2,43 2,41 2,40 2,38 2,36 2,34 -8-7 2,71 2,69 2,67 2,65 2.63 2,61 2,59 2,57 2,55 2,53 -7-6 2,93 2,91 2,89 2,86 2,84 2,82 2,80 2,77 2,75 2,73 -6-5 3,16 3,14 3,11 3,09 3,06 3,04 3,01 2,99 2,97 2,95 -5-4 3,41 3,39 3,37 3,34 3,32 3,29 3,27 3,24 3,22 3,18 -4-3 3,67 3,64 3,62 3,59 3,57 3,54 3,52 3,49 3,46 3,44 -3-2 3,97 3,94 3,91 3,88 3,85 3,82 3,79 3,76 3,73 3,70 -2-1 4,26 4,23 4,20 4,17 4,14 4,11 4,08 4,05 4,03 4,00 -10 4,58 4,62 4,65 4,69 4,71 4,75 4,78 4,82 4,86 4,89 01 4,92 4,96 5,00 5,03 5,07 5,11 5,14 5,18 5,21 5,25 12 5,29 5,33 5,37 5,40 5,44 5,48 5,53 5,57 5,60 6,06 23 5,68 5,72 5,76 5,80 5,84 5,89 5,93 5,97 6,01 6,49 34 6,10 6,14 6,18 6,23 6,27 6,31 6,36 6,40 6,45 6,64 45 6,54 6,58 6,54 6,68 6,72 6,77 6,82 6,86 6,91 6,96 56 7,01 7,06 7,11 7,16 7,20 7,25 7,31 7,36 7,41 7,46 67 7,51 7,56 7,61 7,67 7,72 7,77 7,82 7,88 7,93 7,98 78 8,04 8,10 8,15 8,21 8,26 8,32 8,37 8,43 8,48 8,54 89 8,61 8,67 8,73 8,78 8,84 8,90 9,58 9,02 9,08 9,14 9

10 9,20 9,26 9,33 9,39 9,46 9,52 9,96 9,65 9,71 9,77 1011 9,84 9,90 9,97 10,03 10,10 10,17 10,24 10,31 10,38 10,45 1112 10,52 10,58 10,66 10,72 10,79 10,86 10,93 11,00 11,08 11,15 1213 11,23 11,30 11,38 11,75 11,53 11,60 11,68 11,76 11,83 11,91 1314 11,98 12,06 12,14 12,22 12,96 12,38 12,46 12,54 12,62 12,70 1415 12,78 12,86 12,95 13,03 13,11 13,20 13,28 13,37 13,45 13,54 1516 13,63 13,71 13,80 13,90 13,99 14,08 14,17 14,26 14,35 14,44 1617 14,53 14,62 14,71 14,80 14,90 14,99 15,90 15,17 15,27 15,38 1718 15,46 15,56 15,66 15,76 15,96 15,96 16,06 16,16 16,26 16,36 1819 16,46 16,57 16,68 16,79 16,90 17,00 17,10 17,21 17,32 17,43 1920 17,53 17,64 17,75 17,86 17,97 18,08 18,20 18,31 18,43 18,54 2021 18,65 18,77 18,88 19,00 19,11 19,23 19,35 19,46 19,58 19,70 2122 19,82 19,94 20,06 20,19 20,31 20,43 20,58 20,69 20,80 20,93 2223 21,05 21,19 21,32 21,45 21,58 21,71 21,84 21,97 22,10 22,23 2324 22,27 22,50 22,63 22,76 22,91 23,05 23,19 23,31 23,45 23,60 2425 23,75 23,90 24,03 24,20 24,35 24,49 24,64 24,79 24,46 25,08 2526 25,31 24,45 25,60 25,74 25,89 26,03 26,18 26,32 24,94 26,60 2627 26,74 26,90 27,05 27,21 27,37 27,53 27,69 27,85 28,00 28,18 2728 28,32 28,49 28,66 28,83 29,00 29,17 29,34 29,51 29,65 29,85 2829 30,03 30,20 30,38 30,56 30,74 30,92 31,10 31,28 31,46 31,64 2930 31,82 32,00 32,19 32,38 32,57 32,76 32,95 33,14 33,33 33,52 30

T(0C) 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 T(0C)Tabel Tekanan uap jenuh, es (mmHg) sebagai fungsi dari suhu udara, Td (0C)

Td(0C) 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

0 6,1 6,2 62 62 63 63 64 64 65 651 6,6 6,6 6,7 6,7 6,8 6,8 6,9 6,9 7,0 7,02 7,1 7,1 7,2 7,2 7,3 7,3 7,4 7,4 7,5 7,53 7,6 7,6 7,7 7,7 7,8 7,9 7,9 8,0 8,0 8,14 8,1 8,2 8,2 8,3 8,4 8,4 8,5 8,5 8,6 8,7

5 8,7 8,8 8,8 8,9 9,0 9,0 9,1 9,2 9,2 9,36 9,4 9,4 9,5 9,5 9,6 9,7 9,7 9,8 9,9 9,97 10,1 10,1 10,2 10,2 10,3 10,4 10,4 10,5 10,6 10,78 10,7 10,8 10,9 10,9 11,0 11,1 11,2 11,2 11,3 11,49 11,5 11,6 11,6 11,7 11,8 11,9 12,0 12,0 12,1 12,2

10 12,3 12,4 12,4 12,5 12,6 12,7 12,8 12,9 13,0 13,011 13,1 13,2 13,3 13,4 13,5 13,6 13,7 13,7 13,8 13,912 14,0 14,1 14,2 14,3 14,4 14,5 14,6 14,7 14,8 14,913 15,0 15,1 15,2 15,3 15,4 15,5 15,6 15,7 15,8 15,914 16,0 16,1 16,2 16,3 16,4 16,5 16,6 16,7 16,8 16,9

15 17,0 17,2 17,3 17,4 17,5 17,6 17,7 17,8 17,9 18,116 18,2 18,3 18,4 18,5 18,6 18,8 18,9 19,0 19,1 19,317 19,4 19,5 19,6 19,7 19,9 20,0 20,1 20,2 20,4 20,518 20,6 20,8 20,9 21,0 21,2 21,3 21,4 21,6 21,7 21,819 22,0 22,1 22,2 22,4 22,5 22,7 22,8 22,9 23,1 23,2

20 23,4 23,5 23,7 23,8 24,0 24,1 24,3 24,4 24,6 24,721 24,9 25,0 25,2 25,3 25,5 25,6 25,8 26,0 26,1 26,322 26,4 26,0 26,8 26,9 27,1 27,3 27,4 27,6 27,8 27,923 28,1 28,3 28,4 28,6 28,8 29,0 29,1 29,3 29,5 29,724 29,8 30,0 30.2 30.4 30.6 30.7 30.9 31,1 31,3 31,5

25 31,7 31,9 32,1 32,2 32,4 32,6 32,8 33,0 33,2 33,426 33,6 33,8 34,0 34,2 34,4 34,6 34,8 35,0 35,2 35,427 35,7 35,9 36,1 36,3 36,5 36,7 36,9 37,1 37,4 37,628 37,8 38,0 38,2 38,5 38,7 38,9 39,1 39,4 39,6 39,829 40,1 40,3 40,5 40,8 41,0 41,2 41,5 41,7 42,0 42,2

30 42,4 42,7 42,7 43,2 43,4 43,7 43,9 44,2 44,4 44,731 44,9 45,2 45,4 45,7 46,0 46,2 46,5 46,8 47,0 47,332 47,6 47,8 48,1 48,4 48,6 48,9 49,2 49,5 49,8 50,033 50,3 50,6 50,9 51,2 51,5 51,7 52,0 52,2 52,6 52,934 53,2 53,5 53,8 54,1 54,4 54,7 55,0 55,3 55,6 55,9

35 56,2 56,6 56,9 57,2 57,5 57,8 58,1 58,5 58,8 59,136 59,4 59,8 60,1 60,4 60,7 61,1 61,4 61,7 62,1 62,437 62,8 63,1 63,5 63,8 64,1 64,5 64,8 65,2 65,6 65,938 66,3 66,6 67,0 67,4 67,7 68,1 68,5 68,8 69,2 69,539 69,9 70,3 70,7 71,1 71,5 71,8 72,2 72,6 73,0 73,4

2.4.3. Radiasi matahari

Radiasi matahari merupakan sumber utama energy bumi yang menentukan kondisi cuaca dan

iklim. Faktor iklim merupakan salah satu factor yang menentukan fenomena hidrologi suatu

kawasan DPS, misalnya curah hujan, penguapan, kelembaban, dan debit.

Dari matahari dipancarkan sinar gelombang pendek (0,4 – 0,8 µm), sedangkan dari bumi

dipantulkan (dipancarkan kembali) sinar gelombang panjang (sekitar 10 µm). Perbandingan

antara radiasi pantul dari permukaan bumi terhadap radiasi matahari disebut albedo. Nilai

albedo umumnya dinyatakan dalam prosentase.

Jumlah radiasi matahari yang diterima permukaan bumi bergantung banyak factor, antara lain:

a. Jarak peredaran bumi mengeliling matahari, setiap perbedaan jarak suatu tempat dari

permukaan bumi ke matahari akan menyebabkan perbedaan energy yang diterima oleh

tempat tersebut.

b. Kondisi atmosfir, adanya awan dan penyerapan oleh uap air atau zat lain akan

mengurangi energy matahari diterima oleh permukaan bumi.

c. Lamanya penyinaran matahari.

d. Intensitas radiasi matahari.

Untuk mengetahui radiasi matahari, diperlukan 2 macam pengukuran, yaitu pengukuran lama

penyinaran matahari, dan pengukuran intensitas penyinaran matahari.

1. Pengukuran Lama Penyinaran Matahari

Lama penyinaran matahari dalam 1 hari dapat dinyatakan sebagai lamanya waktu suatu tempat

menerima sinar matahari (dalam satuan jam), dalam analisis hidrologi seperti neraca air atau

perkiraan evaporasi umumnya dinyatakan dalam (%), yaitu lamanya penyinaran matahari (jam)

dalam satu hari terhadap lama penyinaran teoritis (jam) sejak waktu matahari terbit sampai

terbenam di suatu permukaan bumi.

A. Alat Pengukur Durasi Penyinaran Matahari

Sejak tahun 1962, WMO memutuskan penggunaan Campbell-Stoke sebagai alat standar. Di

Indonesia umumnya menggunakan Campbell-stoke (CASELLA), alat ini dipasang pada ketinggian

1,20 m dari permukaan tanah.

Alat Campbell-Stoke terdiri dari bola gelas pejal dengan diameter sekitar 10,16 cm, yang

dipasang simetris dalam suatu bidang cekung berbentuk bola. Bola gelas berfungsi sebagai

lensa agar sinar matahari yang dating dapat terpusat sehingga dapat membakar kertas grafik

yang dipasang pada bidang cekung tersebut pada saat matahari bersinar. Kertas grafik akan

terbakar jika intensitas radiasi matahari mencapai minimal 140 – 280 watt/m 2 (0,2-0,4

kal/cm2/menit).

Adanya pohon dan bangunan tinggi di sekitar alat ini, dapat menyebabkan gangguan dalam

pembakaran kertas grafik, hal ini perlu dihindarkan.

Gambar Campbell-stoke (CASELLA)

Tabel Lama penyinaran matahari teoritis, N (jam/hari) menurut letak lintang.

Lintang utara

Bulan 00 100 200 300 400 500 600

Jan 12,10 11,62 11,09 10,45 9,71 8,58 6,78Feb 12,10 11,80 11,49 11,09 10,64 10,07 9,11Mar 12,10 12,08 12,04 12,00 11,96 11,90 11,81Apr 12,10 12,35 12,60 12,90 13,26 13,77 14,61Mei 12,10 12,59 13,41 13,71 14,39 15,46 17,18Jun 12,10 12,70 13,33 14,01 14,96 16,33 18,73Jul 12,10 12,64 13,24 13,85 14,68 15,86 17,97Ags 12,10 12,44 13,20 13,21 13,72 14,49 15,58Sep 12,10 12,18 12,26 12,36 12,46 12,63 12,89Okt 12,10 11,90 11,70 11,45 11,15 10,77 10,14Nov 12,10 11,60 11,19 10,67 10,00 9,08 7,50Des 12,10 11,51 10,91 10,23 9,39 8,15 6,30

Lintang selatan

Bulan 00 100 200 300 400 500 600

Jan 12,10 12,64 13,24 13,84 14,64 15,82 17,80Feb 12,10 12,39 12,73 13,13 13,62 14,31 15,38Mar 12,10 12,16 12,22 12,26 12,34 12,46 12,64Apr 12,10 11,90 11,63 11,33 11,03 10,62 9,91Mei 12,10 11,68 11,18 10,62 9,95 9,00 7,44Jun 12,10 11,51 10,91 10,25 9,38 8,15 6,01Jul 12,10 11,60 11,06 10,40 9,64 8,50 6,63Ags 12,10 11,80 11,47 11,07 10,56 9,92 8,88Sep 12,10 12,06 11,99 11,91 11,83 11,74 11,55Okt 12,10 12,30 12,53 12,83 13,14 13,57 14,53Nov 12,10 12,57 13,07 13,64 14,32 15,34 17,01Des 12,10 12,70 13,30 14,06 14,94 16,28 18,70

Hal hal yang perlu diperhatikan dalam pemasangan antara lain:

1. Alat harus terpasang pada kedudukan horizontal, dengan memutar 3 sekerup penyetel

sesuai dengan bidang nivo.

2. Alat harus dipasang sesuai dengan garis lintang (latitude) dari pos klimatologi setempat,

dengan cara mengendurkan mangkok yang memegang bola dengan memutar bola gelas

di dalam setengah lingkaran sehingga titik ujung tanda panah alat sesuai dengan garis

lintang setempat kemudian keraskan kedudukan bola gelas. Dan juga sumbu bola gelas

harus sejajar (pararel) dengan sumbu kutub.

3. Alat harus dipasang sesuai dengan garis bujur (meridian) dari pos klimatologi setempat,

dimaksudkan agar skala waktu pada kartu sesuai dengan waktu setempat.

B. Pengolahan Data Lama Penyinaran Matahari

Lama penyinaran matahari dihitung berdasarkan rekaman data pembakaran dari kartu yang

dipasang setiap hari. Lama penyinaran matahari dalam satu hari umumnya dinyatakan dalam

persentase (%) yang dapat dihitung dengan persamaan:

DM = n/N x 100

dengan:

DM = durasi penyinaran matahari (%)

n = lamanya penyinaran matahari dari rekaman kartu (jam)

N = Kemungkinan maksimum durasi penyinaran matahari mulai terbit hingga terbenam (jam)

dari lokasi pos klimatologi, didapat dari tabel.

C. Contoh Pengolahan Data Lama Penyinaran Matahari

Diketahui:

Dari sketsa gambar kartu data lama penyinaran matahari, diperoleh hasil analisa bahwa pada

hari itu total pembakaran, n = 8,4 jam. Jika pos klimatologi setempat hari itu, mulai matahari

terbit sampai terbenam mempunyai waktu selama, N = 12 jam 5 menit.

Hitung lama penyinaran matahari hari itu.

Jawab:

Matahari terbit sampai terbenam mempunyai waktu selama, N = 12 jam 5 menit = 12,08 jam

atau N diperoleh dari tabel. Jika letak lintang pos klimatologi dan bulan sebagai datanya, lama

penyinaran matahari dihitung berdasarkan persamaan:

DM = n/N x 100

= 8,4/12,08 x 100 = 69,53 %

Jadi lama penyinaran matahari pada hari itu DM = 69,53 %.

Catatan: makin besar nilai DM, berarti makin lama matahari bersinar.

2. Pengukuran Intensitas Radiasi Matahari

Intensitas radiasi matahari menyatakan jumlah energy matahari yang sampai pada satu satuan

luas permukaan bumi dalam satu satuan waktu tertentu. Di Indonesia untuk menyatakan

intensitas tersebut dinyatakan dalam kal/cm2/hari, sedangkan satuan yang disarankan

internasional adalah mega joule per meter kuadrat (MJ/m2).

Konversi satuan: 1 kal/cm2 = 41868 J/m2 = 0,041868 MJ/m2, dan 1 kal = 4,1868 J, dan

: 1 kal/cm2/hari = . . . . watt/m2, dimana 1 watt = 1 J/detik.

A. Alat Pengukur Intensitas Radiasi Matahari

Untuk mengukur intensitas radiasi matahari dapat digunakan alat piranometer. Di Indonesia

umumnya menggunakan piranometer jenis aktinograf, tipe yang umum digunakan adalah OSK,

terdiri dari sensor bagian penghubung, alat pencatat, dudukan dan tutup. Alat sensor dibuat

dari 2 pasang plat bimatik termostatik. Plat bimatik hitam berfungsi menyerap radiasi dari

matahari, sedangkan yang berwarna putih berfungsi mementulkan kembali radiasi tersebut.

Nilai defleksi dari perbedaan energy yang diserap dan dipantulkan itu merupakan intensitas

radiasi matahari. Setiap perubahan defleksi akan ditulis oleh pena pada kertas grafik dan

merupakan rekaman data untuk menghitung intensitas radiasi matahari.

B. Pengolahan Data Intensitas Radiasi Matahari.

Untuk menghitung intensitas radiasi matahari global dapat dilakukan dengan beberapa

tahapan:

1. Urutkan data rekaman radiasi dari grafik aktinograf menurut waktu.

2. Lakukan koreksi waktu (hari, tanggal, jam) dan koreksi garis dasar, jika terjadi kesalahan.

3. Radiasi matahari yang terekam pada saat ½ jam sebelum matahari terbit dan sesudah

matahari terbenam tidak perlu dihitung luasnya.

4. Hitung luas bidang dibawah kurva radiasi (A) dalam satuan cm2, luas bidang ini dapat diukur

dengan planimeter atau jumlah kotak berdasarkan skala grafik yang digunakan.

5. Hitung intensitas radiasi matahari dengan persamaa:

Rs = A x S x K

dengan:

Rs = intensitas radiasi matahari (kal/cm2/hari)

A = luas bidang radiasi di atas garis dasar di bawah kurva radiasi (cm2).

K = factor intensitas, nilainya ditentukan oleh pabrik pembuat alat, missal altinograf tipe OSK

746 nilai K = 0,356 kal/cm2/hari

S = nilai yang ditentukan oleh skala luas setiap bagian grafik aktinograf, bagian luas setiap

satuan

waktu menggambarkan jumlah insolasi, insolasi adalah jumlah energy radiasi matahari

yang

diterima permukaan bumi.

6. Menghitung intensitas radiasi matahari global dengan persamaan empiris

Rs = Ra (p + q (n/N))

dengan:

Rs = intensitas radiasi matahari (kal/cm2/hari)

Ra = intensitas radiasi maksimum teoritis (kal/cm2/hari), dapat diperkirakan menurut waktu

(bulan) dan garis lintang (tabel).

N = lamanya penyinaran matahari dari rekaman kartu (jam).

N = Kemungkinan durasi penyinaran matahari mulai terbit hingga terbenam (jam) dari

lokasi pos klimatologi (tabel).

P,q = konstanta, bergantung dari lokasi.

Tabel Radiasi maksimum teoritis, Ra (kal/cm2/hari) menurut waktu (bulan) dan lintang.

Lintang utara

Bulan Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nov Des900 0 0 40 470 900 1085 1010 670 170 0 0 0800 0 0 125 480 890 1075 995 660 255 25 0 0700 0 70 275 565 855 1025 945 685 385 145 15 0600 90 215 425 670 890 1000 945 770 510 285 120 60500 225 360 555 750 930 1010 970 830 640 435 265 190400 380 505 675 845 965 1020 985 895 740 565 415 335300 520 630 775 895 975 1000 990 925 820 685 560 490200 660 750 850 920 960 965 960 935 875 785 685 630100 780 840 900 925 915 900 905 915 905 865 800 76000 885 915 925 900 850 820 830 870 905 910 890 875

Lintang selatan

Bulan Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nov Des100 965 960 915 840 755 710 730 795 875 935 955 960200 1020 975 885 765 650 590 615 705 820 930 1000 1025300 1050 965 830 665 525 460 480 595 750 900 1020 1065400 1055 925 740 545 390 315 345 465 650 840 995 1080500 1055 865 640 415 250 180 205 325 525 760 975 1075600 1000 785 510 280 110 55 75 190 390 660 920 1060700 1000 695 375 130 10 0 0 55 250 550 885 1090800 1035 645 225 15 0 0 0 0 100 450 905 1140900 1035 660 135 0 0 0 0 0 15 440 920 1160

2.4.4. Pengukuran Kecepatan Dan Arah Angin.

Angin adalah massa udara yang bergerak dari daerah yang bertekanan tinggi ke daerah yang

bertekanan rendah, yang dimaksud massa udara di sini adalah udara dalam ukuran yang besar

dan mempunyai sifat fisik yang seragam, Kecrpatan angina umumnya dinyatakan dalam satuan

km/jam, m/detik, knots, (1 knots = 1.852 km/jam = 1,51 mol/jam = 0,514 m/jdetik, sebaliknya 1

km/jam = 0,621 mil/jam = 0,278 knots).

Dalam hubungan dengan analisa hidrologi, kecepatan angin pada lapisan batas permukaan

sampai dengan elevasi alat anemometer sangat diperlukan, missal kecepatan permukaan untuk

menghitung penguapan.

1. Alat Pengukur Kecepatan Dan Arah Angin.

Alat pengukur angin adalah anemometer, yaitu alat pengukur kecepatan angina yang

mempunyai bebersps tipe. Anemometer tiga atau empat mangkok dengan sumbu rotasi

vertical dan tipe otomatis yang disebut anemograf. Untuk keperluan analisa cuaca alat ukur

angina dipasang pada ketinggian 10 m dari permukaan tanah.

Nilai kecepatan angina dihitung dari hasil pembacaan alat hitung putaran angin pada

spidometer, yang dibaca antara pukul 7 00 – 8 00 pagi waktu setempat. Arah angin sangat

penting untuk pekerjaan perencanaan, oleh karena itu disarankan setiap pos klimatologi

dipasang alat ukur arah angin (wind vane). Kadang- kadang dipasang antara anemometer

bergabung menjadi satu dengan wind vane, atau disebut dengan anemovane. Arah angin

adalah dari mana angina tersebut bertiup, biasanya dinyatakan dalam 16 titik kompas, dan

pada alat dinyatakan dalam derajat dari arah utara diukur searah jarum jam. Sedang arah dalam

derajat.

2. Pengolahan Data Angin

Kecepatan angin pada ketinggian 2 m, terhadap ketinggian alat secara umum dinyatakan:

U 2=U z( 4,87ln (67,8 z−5,42 ) )

Dengan:

U2 = kecepatan angin pada ketinggian 2 m, dinyatakan dalam (m)

Uz = kecepatan angin pada ketinggian z m, dinyatakan dalam (m)

Z = ketinggian alat ukur kecepatan angina, dinyatakan dalam (m)

2.4.5 Pengukuran Tekanan Udara

Tekanan udara adalah berat kolom udara di atas elevasi permukaan suatu tempat, nilainya

dinyatakan dalam satuan milimiter air raksa (mm Hg)

1. Alat Pengukur Tekanan Udara.

Alat ukur tekanan udara secara manual dilakukan dengan alat barometer, sedangkan secara

otomatis dapat menggunakan barograf. Alat barograf yang digunakan dilengkapi dengan sensor

tekanan udara yang perubahan nilainya dicatat secara kontinyu pada kertas grafik. Kertas grafik

tersebut beroperasi mingguan dan dapat merekam nilai tekanan udara berkisar antara 954

sampai 1052 mb. Penggantian kertas grafik barograf pada pukul 7 00 waktu setempat, setiap

minggu sekali.

2. Pengolahan Data Tekanan Udara.

Apabila tidak tersedia peralatan, maka tekanan udara (P) dihitung dengan rumus Burman dkk:

P=P0(T k 0−τ ( z−z0 )T k0 )

gτR

dengan:

P = tekanan udara pada elevasi z, dinyatakan dalam kilo paskal (kPa)

P0 = tekanan udara pada permukaan air laut, dinyatakan dalam kilo paskal (kPa)

Z = elevasi setempat, dinyatakan dalam meter (m)

Z0 = elevasi acuan, dinyatakan dalam meter (m)

G = gravitasi, = 9,81 m/detik2

R = konstanta gas spesifik = 287 J/kg/K

Tk0 = suhu pada elevasi Z0 , dinyatakan dalam Kelvin (K)

τ = konstanta lapse rate udara jenuh = 0,0065 K/m

Selain cara di atas, untuk menentukan tekanan udara dapat juga menggunakan tabel, yang

merupakan fungsi tinggi tempat (elevasi terhadap muka air laut) dari suatu lokasi yang diukur.

2.4.6. Pengukuran Evaporasi

Penguapan (evaporation) adalah proses perubahan dari molekul air menjadi uap air dan

kembali lagi ke atmosfir. Banyaknya air yang menguap dinyatakan sebagai laju penguapan,

dinyatakan dalam satuan mm/hari.

Laju penguapan tergantung dari factor meteorology, seperti temperature udara, temperature

air, kecepatan angina, tekanan atmosfir, radiasi matahari disamping kualitas air dan bentuk

permukaan dimana penguapan terjadi.

Laju penguapan di Indonesia dan daerah tropis pada umumnya berkisar antara 100 – 200

mm/hari. Fakta ini yang sesungguhnya menjadi dasar pemilihan bulan menjadi bulan basah,

bulan lembab dan bulan kering. Kaitannya dengan musim, pada musim penghujan laju

penguapan lebih rendah disbanding musim kemarau. Dengan demikian pada musim penghujan

terjadi surplus air pada tanah sehingga tanaman tidak akan kekurangan air untuk kebutuhan

laju metabolisme dan pertumbuhannya, sebaliknya pada musim kemarau terjadi deficit air pada

tanah sehingga menghambat pertumbuhan dan metabolism tanaman.

Besarnya laju penguapan itu merupakan data penting dalam mempelajari hidrologi suatu

kawasan DPS, missal untuk memperkirakan debit sungai, kapasitas waduk, penyediaan air

irigasi dan sebagainya.

Pengukuran penguapan dapat dilakukan dengan alat:

1. Panci penguapan (Pan – A)

2. Alat atmometer

3. Evaporigraf.

A. Alat Pengukur Evaporasi

Panci penguapan (Pan – A) dibuat untuk memperkirakan laju penguapan dari muka air bebas,

dengan cara mencatat penurunan tinggi muka air dalam panci terhadap tinggi muka air yang

telah ditentukan sebagai pedoman awal. Selain itu di dalam panci dilengkapi thermometer

apung untuk mengukur suhu rata – rata air di dalam panci. Panci penguapan di dalam pos

pengamatan di pasang pada panggung kayu setinggi 15 cm untuk memberikan sirkulasi udara di

bawahnya.

B. Cara Pengukuran Dan Perhitungan.

1). Harus betul betul memperhatikan elevasi titik tinggi pedoman yang terdapat dalam

panci.

2). Apabila titik pedoman terbenam maka air dalam panci harus dikurangi sampai tinggi

muka

air panci satu level dengan titik pedoman.

3). Apabila titik pedoman muncul maka ait dalam panci harus ditambah sampai tinggi muka

air panci satu level dengan titik pedoman.

Tebal air yang ditambah atau dikurangi dari panci penguapan yang diukur dengan tabung

penakar, setelah dikoreksi dengan tebal hujan (bila ada hujan) merupakan laju penguapan

(mm/hari) yang diukur. Dapat dihitung dengan persamaan:

Ep = d + At atau,

Ep = d – Ak

Dengan:

Ep = penguapan dari panci (mm)

d = tebal curah hujan

At = penambahan air dalam panci sampai tinggi titik pedoman (mm)

Ak = pengurangan air dalam panci sampai tinggi titik pedoman (mm)

Sebagai mana telah diketahui penguapan air pada panci akan berbeda dengan penguapan pada

permukaan air bebas, maka perlu adanya suatu koefisien korelasi yang disebut koefisien panci

dihitung dari persamaan:

k p=EoE p

=ew−eae p−ea

Dengan:

Kp = koefisien panci

Eo = penguapan dari permukaan air bebas

Ep = penguapan dari panci

ep = tekanan uap jenuh pada suhu air di permukaan panci

ew = tekanan uap jenuh udara pada suhu air di permukaan waduk, danau

ea = tekanan uap actual

C. Pengolahan Data Evaporasi

Contoh pengolahan data 1

Dari suatu daerah irigasi pos klimatologi, dengan laju penguapan dari panci penguapan (Pan –

A) sebesar 5 mm/hari, dengan koefisien panci 0,80.

Apabila saluran irigasi tersebut mempunyai panjang 50 km, dengan lebar rata - rata 2,00 m.

Hitung berapa m3 air yang hilang akibat penguapan.

Jawab:

Dari persamaan, Eo = kp Ep = 0.80 x (5 mm/hari) = 0,40 mm/hari.

Luas permukaan sluran adalah, A = b x L = (2,00) x (50 x 103) = 103 m2

Jadi besarnya air yang hilang akibat penguapan, Elosses = (0,4 x 103 m/hari)(100 x 103 m2)

= 40 m3/hari

Contoh pengolahan data 2

Dari suatu waduk dipasang panci penguapan (Pan-A) terapung, dengan laju penguapan 5

mm/hari, pada saat yang sama diukur suhu air dalam panel penguapan sebesar 25 0C dan suhu

waduk rata-rata sebesar 23 0C, suhu udara tercatat 30 0C. Apabila kelembaban relative saat itu

sebesar 50 %, hitung besarnya penguapan waduk tersebut saat itu.

Jawab.

Dari tabel dapat ditentukan tekanan uap jenuh di atas panci penguapan pada suhu 25 0C adalah

ep = 23,75 mmHg. Dari tabel juga dapat ditentukan tekanan uap jenuh di atas waduk untuk suhu

air waduk 23 0C adalah ew = 21,05 mmHg. Dari tabel juga dapat ditentukan tekanan uap jenuh

(es) untuk suhu udara 30 0C adalah es = 31.82 mmHg.

Apabila kelembaban relative RH = 50 %, dan tekanan uap jenuh (es) = 31,83 mmHg, dan tekanan

uap actual adalah:

Ea = RH . es = (0,50)(31,82) = 15,91 mmHg

Koefisien panci dapat dihitung dengan persamaan:

Kp = E0Ep

=ew−e0e p−e0

=21,05−15,9123,75−15,91 =0,66

E0 = kp . Ep = 0,66 x 5,0 mm/hari = 3,3 mm/hari

Jadi penguapan air waduk, E0 = 3,3 mm/hari.

Gambar panci penguapan