RADIASI MATAHARI

Radiasi

- Matahari- Konsep/pengertian radiasi- Komponen radiasi surya- Faktor yang pengaruhi intensitas radiasi surya- Radiasi bumi dan atmosfer- Faktor yang pengaruhi radiasi surya- Neraca bahang

Matahari

• matahari (matahari = surya ) 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.

Tata surya

28 Pebruari 2008 Bahan Ajar berbasis TIK - Geografi (SAKB) 3

TATA SURYA KITA



SUN SPOT

MATAHARI

JARAK DARI BUMI

TERDEKAT

TERJAUHRATA - RATA

UKURAN KHAS DARI…….

UMUR

4,6 MILYAR TAHUN

JENIS SPEKTRAL

G. 2

UKURAN / ENERGIRADIUS

PANCARAN ENERGI

MASSA

TEMPERATUR MENCAPAI :PUSAT/ I NTI

PERMUKAANSUN SPOTCORONA

KOMPOSISI KIMIA

HIDROGEN, HELIUM ( DENGAN

SEDIKITNYA 70 UNSUR YANG LEBIH BERAT )

BUTIRAN

SUPER BUTIRAN

Joule/ detikMATAHARI

BULANBUMI

VENUS

MARS

JUPITER

SATURNUS

URANUS

NEPTUNUS

PLUTO

MERKURIUS


ZONA RADIASI

INTI MATAHARI

PHOTOSPERA

ZONA KONVEKSI

Konsep Radiasi

• Perpindahan energi/kalor dari permukaan matahari ke suatu tempat dipermukaan bumi yang di pancarkan dlm bntuk gelombang elektromagnetik baik melalui perantara maupun tdk melalui perantara.

• Ada 2 teori dalam perpindahan ini yaitu:Teori gel elektromagnetik = cahaya merambat melalui

ruangan sbgai suatu gelombangTeoti kuantum = cahaya merambat dlm bntuk aliran

partikel yg disebut foton

Komponen radiasi matahari

• Intensitas radiasi = jmlah energi yg dipancarkan oleh matahari per satuan wktu per satuan luas

• Kualitas radiasi = panjang gelombang sinar atau tnkat energi yg dipancarkan olh matahari

• Panjang hari dan lama pnyinaran = peride mulai terbit hingga terbenam matahari dan merupakan lama pnyinaran maksimum yg dpt dicapai matahari

Karakteristik Radiasi Surya• 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)

Faktor yang pengaruhi intensitas radiasi surya

• Jumlah radiasi yg sampai di permk bumi dan mngalami pemantulan olh keragaman bntuk bumi di sebut Insolasi

• 4 faktor yg pngaruhi insolasi• Intensitas radiasi• Faktor astronomis• Transparansi atm• pemantulan

Radiasi bumi dan atmosfer

• Radiasi bumi = radiasi yg dipacarkn olh bumi ke sekelilingx (atm & angkasa) dlm bntuk gel elektromagnetik setelah mnerima radiasi dr matahari

• Radiasi atmosfer = radiasi yg dipacarkn olh atmosfer ke sekelilingx (bumi & angkasa) dlm bntuk gel elektromagnetik baik mlalui perantara ataupun tdk.

Sistem Kesetimbangan Panas di Bumi

Kenaikan suhu rata-rata bumi selama 157 tahun terakhir

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

Education

RADIASI MATAHARI