Meloidogyne sp
Rabu, 16 Maret 2011
BAB VIII
AMBANG EKONOMI
Pendahuluan
Dalam setiap keputusan akan suatu tindakan pengendalian yang diambil, terdapat 2 aspek yang harus dipertimbangkan yaitu aspek ekologi dan ekonomi, terutama bila tindakan pengendalian yang akan diambil adalah penggunaan pestisida (fungisida). Aspek ekologi lebih cenderung kepada pengaruh suatu teknik pengendalian terhadap lingkungan, sedangkan aspek ekonomi lebih kepada perhitungan apakah suatu tindakan pengendalian yang akan dilakukan memberikan keuntungan atau sebaliknya. Dalam pokok bahasan ini akan dibicara konsep ekonomi dalam pengambilan keputusan tindakan pengendalian penyakit tanaman.
Setelah membaca pokok bahasan ini, pembaca diharapkan mampu;
1. Memahami konsep ekonomi dalam pengelolaan penyakit
2. Memahami faktor-faktor yang mempengaruhi nilai ALE
3. Memahami perbedaan konsep aras luka ekonomi dan ambang ekonomi
KONSEP ARAS LUKA EKONOMI
Konsep aras luka ekonomi untuk pertama kalinya dikemukan oleh ahli entomologi. Dalam konsep aras luka ekonomi terdapat 3 komponen/element utama yaitu kerusakan ekonomi, aras luka ekonomi, dan ambang ekonomi.
a. Kerusakan ekonomi
Kerusakan ekonomi merupakan komponen dasar dari konsep aras luka ekonomi. menurut Stern et all. Kerusakan ekonomi adalah jumlah atau tingkat kerusakan yang dapat kita gunakan ssebagai dasar untuk mengeluarkan biaya melakukan tindakan pengendalian. Kerusakan ekonomi ini dimulai pada saat besarnya kerugian akibat kerusakan sama dengan biaya pengendalian yang dikeluarkan.
Dalam memahami kerusakan ekonomi ini, kita harus bisa membedakan pengertian antara luka (injury) dan kerusakan (damage). Luka lebih diartikan pada efek keberadaan penyakit pada tanaman inangnya (misal menyebabkan bercak, layu, dll), sedangkan kerusakan lebih pada pengukuran (lebih pada dampak ekonomi) efek keberadaan penyakit pada tanaman inangnya (misal menurunkan hasil dan kualitas).
Penentuan kerusakan ekonomi ini sangat penting, karena petani dapat menentukan kapan tindakan pengendalian harus dilakukan, sehingga kerugian akibat penyakit dapat diminimalkan. Konsep kerusakan ekonomi ini akan berdampak pada besarnya hasil yang akan diperoleh petani dari usaha pengendalian yang dilakukannya. Besarnya nilai yang dapat diselamatkan dari tindakan pengendalian atau yang biasa disebut ambang perolehan dapat dihitung dengan rumus
Perhitungan seperti diatas diharapkan petani dapat menentukan kapan tindakan pengendalian harus dilakukan agar biaya pengendalian yang dikeluarkan tidak melebihi niali kehilangan hasil akibat penyakit yang dapat diselamatkan.
b. Aras Luka Ekonomi (Ambang Kerusakan)
Tujuan akhir dari tindakan pengendalian penyakit adalah untuk menekan penyakit pada level yang tidak menimbulkan kerugian secara ekonomi baik pada jumlah maupun kulitas hasil, dengan demikian ambang kerusakan (tingkat kerusakan ekonomi) haruslah diketahui untuk mencegah kerugian yang lebih besar akibat adanya penyakit.
Tingkat/level xt tertinggi yang dapat menimbulkan kerusakan ekonomi disebut juga dengan aras luka ekonomi atau dalam entomologi “jumlah kepadatan populasi terendah yang dapat menyebabkan kerusakan secara ekonomi”. Secara matematika pengukuran ALE dapat modelkan sebagai berikut
Yang mana;
C = Biaya pengendalian
P = harga komoditi
e = intensitas penyakit (ALE)
d = koefisien proporsi kehilangan hasil
k = keefektifan tindakan pengendalian.
Bila besarnya nilai d dan k tidak dapat diukur/ditentukan secara langsung, maka digunakan analisis regresi dengan persamaan
Sehingga nilai ALE dihitung dengan rumus
dimana nilai b didapat dari persamaan regresi diatas.
Nilai ambang kerusakan ini bervariasi bergantung pada tanaman, penyakit, dan ekonomi lokal, sehingga dari musim ke musim atau dari daerah ke daerah bisa saja berbeda-beda nilai ambang kerusakan ini, meskipun penyakitnya sama.
c. Ambang ekonomi (ambang tindakan)
Selain berdasarkan pada nilai ALE pengambilan keputusan untuk melakukan tindakan pengendalian adalah menggunakan ambang ekonomi (AE). Ambang ekonomi adalah suatu tingkat/level kerusakan penyakit (keparahan penyakit) yang mengharuskan dilakukan pengendalian sehingga penyakit tidak berkembang mencapai ALE. Dengan kata lain AE adalah ambang tindakan (action threshold). Nilai AE lebih rendah dari ALE, sehingga petani mempunyai kesempatan melakukan tindakan pengendalian untuk mencegah berkembangnya penyakit mencapai/melebihi ALE. Dengan demikian diharapkan tindakan pengendalian yang dilakukan selain menekan penyakit (keparahan penyakit) mencapai level yang dapat menimbulkan kerusakan ekonomi, juga diharapkan bahwa biaya yang dikeluarkan untuk pengendalian lebih rendah (setidaknya sama dengan) nilai kehilangan hasil yang dapat diselamatkan oleh tindakan pengendalian tersebut.
Model perkembangan penyakit, baik monosiklik dan polisiklik r (R) adalah laju perkembangan penyakit, dimana nilainya bervariasi bergantung pada virulensi patogen, ketahanan tanaman inang, dan lingkungan yang mendukung. Jika xo, r dan ambang kerusakan telah diketahui, maka dapat diprediksikan kapan penyakit akan mencapai/melebihi nilai ambang kerusakan, sehingga petani harus tahu kapan harus melukan tindakan pengendalian (pada waktu yang tepat).
Nilai AE ini bukanlah nilai yang konstan (statik) tetapi bervariasi bergantung pada ALE (ketahan tanaman), fase pertumbuhan tanaman pada saat patogen menginfeksi tanaman, keadaan iklim, geografi daerah, dan system budidaya.
RINGKASAN
Uraian tentang konsep aras luka ekonomi dalam pengambilan keputusan tindakan pengendalian menenkankan pada efisiensi tindakan pengendalian dalam suatu usaha pertanian. Dengan pemahaman yang baik dan pengukuran yang benar di harapkan petani dapat menentukan kapan waktu yang tepat (dan tidak tepat) untuk melakukan pengendalian terutama pengendalian menggunakan fungisida. Sehingga tindakan pengendalian yang dilakukan memberikan keuntungan (dalam arti besarnya biaya yang dikeluarkan untuk pengendalian lebih kecil atau sama dengan besarnya nilai kehilangan hasil yang dapat diselamat dari tindakan pengendalian yang dilakukan tersebut),
LATIHAN
1. Manakah yang lebih luas aras luka ekonomi atau ambang ekonomi? Jelaskan!
2. Sebutkan faktor-faoktor yang mempengaruhi nilai ALE dan AE?
3. Mengapa AE disebut juga dengan ambang tindakan?
DAFTAR PUSTAKA
Zadok, J, C, R.D Schein. 1979. Epidemilogy and Plant Disease Management. Oxford University Press, 417p
James, WC. 1974. Crop loss assessment and modeling (chapter 14)
BAB IX
EPIDEMIOLOGI DALAM AGROEKOSISTEM
Pendahuluan
Ekosistem terbentuk karena adanya interaksi antar komponen yang menyusunnya, baik komponen biotik ataupun abiotik. Secara alami, ekosistem selalu berada dalam kesetabilan dan tidak pernah terjadi peledakan populasi spesies tertentu. Sejak pertanian ada sebagian ekosistem alami terganti oleh ekosistem pertanian (agroekosistem). Dalam agroekosistem, karena keragaman (diversity) dan kompleksitasnya (complexity) yang rendah, sering terjadi peledakan suatu populasi tertentu sehingga tidak lagi terjadi keseimbangan. Dan dalam ekosistem pertanian inilah epidemi suatu penyakit tanaman sering terjadi.
Setelah membaca topik ini, pembaca diharapkan mampu;
1. Menjelaskan perbedaan antara ekosistem alami dan ekosistem pertanian (agro-ekosistem.
2. Memahami komponen-komponen dalam ekosistem
3. Membandingkan karakteristik ekosistem alami dan ekosistem buatan
4. Menjelaskan mengapa penyakit lebih berkembang dalam ekosistem buatan
5. Menjelaskan mengapa epidemi jarang terjadi dalam ekosistem alami
9.1. Konsep Ekosistem
Ekosistem merupakan kumpulan beberapa komunitas baik hewan dan tumbuhan yang saling berinteraksi (timbal balik) antar mahluk hidup maupun mahluk hidup dengan lingkungannya. Sedangkan komunitas adalah kumpulan beberapa populasi mahluk hidup yang menempati suatu tempat tertentu. Komunitas tersusun atas beberapa populasi. Populasi adalah kumpulan beberapa mahluk hidup (satu spesies) yang sama baik tumbuhan maupun hewan.
Perlu dipahami bahwa ekosistem bukan merupakan tingkat interaksi tertinggi dalam ekologi. Kumpulan dari beberapa ekosistem yang memiliki tipe vegatasi sama disebut biomes, misal tundra, savanna, padang pasir dan lain-lain, sedangkan keseluruhan biomes disebut biosfer. Biosfer ini meliputi seluruh bagian bumi tempat dimana ada kehidupan. Dalam ekologi juga dikenal istilah biocenosis, yaitu komunitas yang kecil, misalnya komunitas organisme yang hidup dalam suatu kolam.
Ekosistem tersusun dari dua komponen utama yaitu komponen abiotik yang meliputi seluruh mahluk hidup (produsen, konsumen, dan pengurai) dan komponen abiotik yang meliputi iklim dan materi. Hubungan timbal balik antar komponen dapat dilihat antara lain dari rantai makanan dan pola keragaman pada waktu dan tempat tertentu. Oleh karena adanya hubungan yang komplek (hubungan mahluk hidup dengan mahluk hidup lain dan mahluk hidup dengan lingkungannya) dalam suatu ekosistem, perubahan satu komponen maka akan berdampak pada seluruh ekosistem tersebut.
Secara umum ekosistem dibagi dalam dua bentuk yaitu ekosistem alami dan ekosistem buatan. Contoh ekosistem alami adalah hutan hujan tropis dan gurun pasir, sedangkan ekosistem buatan contohnya ekosistem pertanian. Dalam ekosistem alami, eksistensi suatu penyakit pada tanaman inangnya biasanya endemik di suatu tempat tertentu, dan akan menjadi epidemi dalam suatu pola tanam monokultur. Ekosistem pertanian sebagai bentuk ekosistem buatan sangat rawan (tempat yang mendukung) untuk terjadinya epidemi suatu penyakit karena pada umumnya ekosistem pertanian vegetasinya hanya sejenis (monokultur). Perbedaan yang mendasar antara ekosistem alami dengan ekosistem buatan adalah pada kompleksitasnya dan keragamannya.
Pemahaman mengenai konsep ekosistem sangat diperlukan untuk membantu kita dalam memahami pertanian sebagai suatu sistem, tempat dimana penyakit tanaman berada, tempat terjadinya evolusi patogenisitas dan resistensi, dan pengaruh pertanian pada interaksi patogen dengan tanaman inangnya.
Sifat atau karakteristik yang spesifik dari agroekosistem adalah adanya campur tangan manusia. Agroekosistem biasanya lebih sederhana susunannya dibanding dengan ekosistem alami, keragamannya rendah baik jenis maupun jumlah, dan juga kecilnya interaksi antar spesies dalam populasi. Pada umumnya dalam agroekosistem tanaman ataupun hewan yang tidak diinginkan akan dikendalikan (termasuk patogen), sedang populasi yang paling dominan adalah yang dikehendaki oleh manusia yang mengelolanya. Dalam keadaan seperti ini (populasi tanaman sejenis yang melimpah) akan meningkatkan kemungkinan terjadinya suatu penyakit.
Pola interaksi dan fungsi komponen-komponen dalam ekosistem dapat digambarkan dalam piramida ekologi (konsep aras tropi dalam ekosistem). Dalam konsep ini masing-masing populasi dalam komunitas mempunyai peranan dalam aliran energi dan materi. Secara umum, perbedaan jenis organisme dapat dipisahkan kedalam aras tropik, tergantung pada sumber energi dan materi yang mereka gunakan. Kelompok paling dasar terdiri atas produsen yang meliputi tumbuhan hijau dan berbagai bakteri autotropik. Kelompok ini dapat membuat makanannya sendiri. Kelompok diatasnya adalah konsumen (organisme heterotrop). Konsumen dapat dipisahkan dalam tingkat tertentu, yaitu;
1. konsumen pertama (heterotrop, termasuk patogen, herbivora) mendapat makanan langsung dari produsen,
2. konsumen kedua (hiperparasit, predator, carnivora) yang mengambil makanan dari konsumen pertama.
Interaksi diatas dapat diilustrasikan dalam piramida ekologi berikut:
Ekosistem pertanian banyak terjadi perubahan-perubahan karena adanya campur tangan manusia. Apa yang kita anggap benar dalam suatu ekosistem alami tidaklah selalu berlaku dalam ekosistem pertanian. Ekosistem pertanian campur tangan manusia sangat mempengaruhi keseimbangan yang ada. Pengolahan tanah dan pengendalian tanaman pengganggu akan menurunkan kompetisi tanaman kompetitor yang lain, sedangkan penambahan pupuk akan meningkatkan produktivitas produsen dan penggunaan fungisida akan menurunkan kompetisi konsumen tingkat pertama. Penggunaan tanaman yang tahan juga akan mempengaruhi interaksi yang ada.
Dalam suatu ekosistem (baik alami maupun buatan) keberadan jamur (pathogen ataupun pengurai/saprofit) mempunyai peranan yang penting dalam siklus dan aliran energi dalam ekosistem. Tumbuhan atau hewan yang mati maka akan diuraikan menjadi molekul yang lebih sederhana oleh mikroorganisme mikroskopik, bakteri, dan jamur. Hal ini sangat penting (membantu) dalam siklus oksigen, karbon, nitrogen, dan air. Mikroorganisme pengurai disebut juga sapropit. Di lain pihak jamur juga berada/menepati aras tropi lain. Dalam hal ini jamur termasuk sebagai parasit yang hidup tergantung pada produsen atau bisa juga disebut konsumen tingkat pertama, seperti herbivora dalam dunia hewan. Selain sebagai pengurai dan konsumen tingkat kedua, jamur juga dapat menempati aras tropi ketiga (konsumen tingkat dua) yang mendapat makanan dari konsumen pertama. Sebagai contoh adalah jamur yang menyerang serangga ataupun jamur yang memarasit jamur lain. Peran jamur dalam dalam ekosistem dapat tabel berikut
Aras tropi jamur dalam ekosistem:
Cara hidup Tropik level
hiperparasit
parasit obligat
parasit fakultatif
sapropit konsumen tingkat dua
konsumen tingkat pertama
dekomposer
Tabel diatas dapat dilihat bahwa jamur pada awalnya (sebagian besar) bersifat saprofit. Setelah mengalami evolusi dalam jangka waktu yang lama, sebagian beradaptasi dan berkembang menjadi parasit dengan berbagai tingkat parasitisisme. Perkembangan jamur dari sprofit ke parasit adalah evolusi yang terjadi secara berulang pada beberapa waktu pada beberapa jenis jamur. Apapun tingkat aras tropi jamur, jamur (penyakit tanaman) merupakan bagian dari sistem alami. Ketika manusia mulai campur tangan, manusia menyebabkan perubahan dalam sistem alami, membuat sistem yang sederhana (ekosistem pertanian), memanipulasi genetik tanaman secara bersamaan yang secara tidak langsung menyebabkan co-evolusi genetik parasit. Dengan kata lain aktifitas manusia mendorong terjadinya epidemi.
Uraian diatas jelas bahwa jamur (penyakit) merupakan komponen alami dalam ekosistem. Dalam beberapa kasus, tropik level dari jamur adalah adalah parasit obligat (konsumen tingkat pertama), tetapi dalam beberapa kasus, terlihat bahwa hal itu adalah interaksi alami dan saling ketergantungan yang pada akhirnya membentuk keseimbangan (homeostasis). Jika waktu terjadinya interaksi antara tanaman inang dan parasit cukup lama untuk berkembang bersama, maka penyakit berada pada level yang rendah (tidak merugikan).
Sudah sejak lama ekosistem alami komponen-komponennya berkembang membentuk keseimbangan. Berbagai tipe vegetasi bercampur dan saling berhubungan, sistem yang dinamis, komposisi spesies, penyebaran spesies, dan kepadatan spesies yang semuanya berjalan secara alami dan teratur. Dalam sistem seperti ini jamur memiliki beberapa peran diantaranya adalah sebagai parasit. Berlawanan dari hal diatas, kepadatan dan keragaman spesies yang rendah, parasit berkembang, dengan memanfatkan berbagai mekanisme untuk bertahan melawan perubahan ketahanan tanaman inangnya. Sifat resistansi tanaman berkembang dengan adanya respon trhadap infeksi parasit. Dengan alasan ini, dalam ekosistem alami, peledakan epidemi penyakit akan jarang terjadi dan terbatas pada tempat dan waktu tertentu.
RINGKASAN.
Ekosistem secara umum dibedakan menjadi dua yaitu ekosistem buatan dan ekosistem alami. Dari segi susunannya, pada umumnya ekosistem alami lebih komplek dan lebih beragam. Dalam ekosistem alami semua komponen penyusunnya berinteraksi membentuk suatu kesetabilan sedangkan dalam ekosistem buatan karena keragamannya yang rendah maka tingkat interaksinya pun rendah. Pada ekosistem alami jamur (penyakit tanaman) memainkan peran yang penting dan selalu dalam keseimbangan sehingga tidak merupakan suatu masalah. Pada ekosistem buatan, oleh karena adanya campur tangan manusia maka jarang terjadi keseimbangan, dan disini jamur dapat berkembang melewati batas sehingga timbul masalah, dengan kata lain aktifitas manusia mendorong terjadinya epidemic suatu penyakit.
LATIHAN.
1. Jelaskan perbedaan antara ekosistem alami dan ekositem buatan?
2. Sebutkan dan jelaskan komponen penyusun ekosistem?
3. Jelaskan perbedaan karateristik ekosistemalami dan ekosistem buatan?
4. Jelaskan mengapa epidemi penyakit jarang terjadi dalam ekosistem alami?
5. Jelaskan mengapa aktivitas manusia dalam ekosistem dapat mendorong terjadinya epidemi?
DAFTAR PUSTAKA
Agro-ecosystems Man and Disease
BAB X
PENGELOLAN PENYAKIT TANAMAN
Pendahuluan
Pemahaman konsep epidemi dalam pengelolaan suatu penyakit tanaman merupakan salah satu faktor penentu keberhasilan suatu tindakan pengendalian penyakit tanaman. Pemahaman yang baik diharapakan dalam pemilihan teknik dan penentuan waktu pengendalian dapat dilakukan dengar benar, sehingga hasilnya sesuai dengan yang diharapkan.
Epidemiologi sebagai salah satu cabang ilmu penyakit tumbuhan yang mempejalari perkembangan penyakit dalam suatu populasi memiliki peran yang penting dalam pengotimalan usaha pengelolaan penyakit tumbuhan. Dalam bab ini akan dibahas tentang pengelolaan penyakit tumbuhan yang berbasis pada pengetahuan epidemi suatu penyakit tanaman
Setelah mempelajari/membaca pokok bahasan ini, pembaca diharapkan mampu:
1. Memahami konsep dasar pengendalian penyakit tanaman
2. Memahami konsep pengelolaan penyakit tanaman yang berbasis pada pengetahuan epidemi
3. Memahami beberapa strategi dalam pengelolan penyakit tanaman yang berbasis pada pengetahuan epidemi
4. Menjelaskan beberapa taktik dalam strategi pengelolan penyakit tanaman yang berbasis pada pengetahuan epidemi
10.1. Strategi dan Taktik
Sejak manusia membudidayakan tanaman, manusia mulai merasakan adanya gangguan hama dan penyakit terhadap tanamannya. Berbagai usaha pun dilakukan untuk mengurangi gangguan tersebut. Perkembangan pengetahuan manusia terhadap cara pengendalian penyakit tanaman pun berkembang sejalan dengan perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan.
Pada awalnya manusia cenderung melakukan tindakan pemberantasan (menghilangkan sampai habis atau nol) terhadap patogen yang menginfeksi tanaman tanpa memperhatikan aspek ekonomi dan ekologi dari tindakan yang dilakukan tersebut. Perkembangan selanjutnya, manusia tidak lagi melakukan pemberantasan tetapi pengendalian. Pengendalian merupakan usaha untuk mengurangi suatu penyakit dengan satu/lebih teknik tertentu tanpa bermaksud memberantas sampai nol. Tindakan pengendalian pada umumnya dilakukan setelah suatu penyakit diketahui sudah berasosiasi dengan tanaman.
Perkembangan selanjutnya adalah apa yang disebut dengan pengelolaan penyakit tanaman (plant disease management). Konsep ini berkembang dari konsep yang dikembangkan ahli entomologi yaitu konsep pengelolaan hama terpadu. Konsep pengelolaan penyakit tanaman merupakan usaha yang terintegrasi dengan sistem budidaya tanaman dan tindakan pengendalian suatu penyakit tanaman adalah salah satu bagian dalam konsep ini.
Untuk membedakan pengertaian strategi dan taktik cobalah pahami contoh berikut; dalam usaha pengendalian/menekan suatu penyakit tanaman agar tidak menimbulkan kerugian secara ekonomi tidak dapat melakukan usaha pengenalian dengan cara mengurangi jumlah inokulum awal dan lain sebagainya. Tindakan untuk mengurangi jumlah inokulum awal dapat kita dilakukan dengan cara sanitasi, memhilangkan tanaman inang alternatif, rotasi tanam dan lain-lain. Dari contoh diatas jelas bahwa antara strategi dan taktik adalah suatu hal yang berbeda.
10.2. Prinsip-prinsip Dasar Pengendalian Penyakit
Sering kali suatu teknik pengendalian tidak dapat dilakukan pada berbagai tempat tang berbeda, kalaupun bisa efek dari pengendalian tersebut akan berbeda dengan daerah lain. Hal ini dapat terjadi karena adanya perbedaan cuaca, curah hujan yang berbeda, tanah, cara bercocok tanam, dan lian-lain.
Pada prinsipnya semua teknik pengendalaian bertujuan untuk menekan suatu penyakit sehingga tidak menimbulkan kerugian secara ekonomis. Secara umum prinsip dasar pengendalian penyakit tanaman dapat digolongkan menjadi 6 yaitu: ekslusi, eradikasi, proteksi, resistensi, penghindaran, dan terapi.
1. Ekslusi (exclusion); merupakan usaha untuk mengendalikan suatu penyakit dengan cara mencegah masuknya suatu inokulum patogen kedaerah lain.
2. Eradikasi (eradication); usaha untuk mengendalikan suatu penyakit dengan cara menghilangkan inokulum ataupun tanaman inang (tanaman inang alternative) atau juga dengan menonaktifkan inokulum yang ada.
3. Proteksi (protection); usaha untuk mengendalikan suatu penyakit dengan cara meningkatkan ketahanan tanaman.
4. Penghindaran (avoidance); merupakan usaha untuk mengendalikan suatu penyakit dengan cara memilih waktu dimana inokulum suatu penyakit tidak ada atau konsidi yang kurang tepat untuk berkembangan penyakit.
5. Terapi (therapy); usaha untuk mengendalikan suatu penyakit dengan cara memberikan perlakuan pada bagian tanaman sebelum ditanam.
10.3. Konsep dasar pengelolaan penyakit dalam epidemiologi
Pada pokok bahasan yang terdahulu telah dibicarakan tentang model-model perkembangan penyakit. Dalam pokok bahasan pengelolaan penyakit tanaman, model perkembangan penyakit yang digunakan hanya model perkembangan penyakit monosiklik dan polisiklik, sedangkan model polietis tidak dibahas karena merupakan model kombinasi antara monosiklik dan polisiklik
Model perkembangan penyakit monosiklik merupakan model perkembangan penyakit yang mengikuti linear sedangkan model polisiklik adalah eksponensial. Secara matematika kedua model tersebut dirumuskan sebagai berikut:
Model Monosiklik
Model Polisiklik
Yang mana:
Q dan x0 = jumlah inokulum awal,
R dan r = kecepatan infeksi,
t = waktu, dan
e = 2,72 (bilangan alam)
Keedua model tersebut dapat kita lihat bahwa ada 3 (tiga) cara yang dapat kita lakukan untuk menekan x yaitu;
1. menekan jumlah inokulum awal (Q dalam model monosiklik dan x0 pada polisiklik), (sebenarnya x0 menunjukkan lebih kepada keterjadian penyakit, tetapi dapat pula digunakan senagai petunjuk jumlah inokulum awal),
2. menekan kecepatan infeksi (R dalam model monosiklik dan r dalam polisiklik), dan
3. menekan durasi/waktu untuk terjadinya epedemi (waktu, t, pada akhir epidemi).
Model monosiklik semua komponen (Q, R, dan t) memiliki kemampuan yang sama untuk meningkatkan nilai x, sedangkan pada model polisiklik hanya x0 yang sangat berperan dalam meningkatkan x.
Ketiga strategi diatas dapat digunakan sebagai konsep/prinsip utama untuk pengendalian penyakit tanaman dalam epidemiologi, dan juga untuk merencanakan taktik/teknik pengendalian suatu penyakit dengan memanfaatkan satu atau semua strategi tersebut.
a. Model Monosiklik
Dari model diatas jelas bahwa Q, R, dan t mempunyai pengaruh yang sama besar terhadapat x (linear). Pengurangan jumlah inokulum awal (Q) atau pengurangan laju infeksidari pathogen akan berdampak pada berkurangnya tingkat penyakit dengan proporsi yang sama pada waktu tertentu. Jika t dapat dikurangi (misalnya dengan penanaman lebih awal), maka penyakit akan berkurang secara proporsional.
b. Model polisiklik
• jika r sangat tinggi, pengaruh langsung dari pengurangan x0 yaitu akan memperlambat terjadinya epidemi.
• jika r sangat tinggi, x0 harus ditekan/dikurangi sampai pada level yang rendah untuk mendapatkan effect yang significan pada epedemi.
• pengurangan r memiliki efek yang relative lebih besar pada terjadinya epidemi dari pada mengurangi x0.
• pengurangan x0 akan memberikan hasil yang baik bila r dari suatu pathogen adalah rendah atau bila r juga ditekan.
Empat konsep diatas akan lebih mudah dipahami atau diingat bila nilai x0 dan r kita gunakan dalam model matematikan.
c. Modifikasi Prinsip dasar pengelolaan penyakit
Untuk membuat perubahan pemahaman tentang konsep pengendalian ke pengelolaan penyakit, perlu kiranya sedikit modifikasi prinsip dasar pengendalian penyakit dengan cara menyesuaikannya dengan tiga konsep utama strategi pengelolaan penyakit.
d. Taktik untuk menekan jumlah inokulum awal
• Avoidance—mengurangi tingkat penyakit dengan memilih waktu/musim atau tempat dimana jumlah inokulum suatu penyakit rendah atau memilih tempat dimana lingkungan tidaka mendukung untuk terjadinya infeksi
• Exclusion—mengurangi jumlah inokulum awal dengan mencegah masuknya sumber inokulum ke daerah lain.
• Eradication—mengurangi jumlah inokulum dengan menghilangkan sumber inokulum (sanitasi, menghilangkan tanaman inang, dll.)
• Protection—menekan tingkat infeksi awal dengan penyemprotan atau penghambat lain untuk terjadinya infeksi
• Resistance—menggunakan varietas tahan
• Therapy—secara fisik dan juga kimiawi
e. Taktik untuk menekan laju perkembangan penyakit
• Avoidance—pemilihan tempat yang tidak mendukung untuk perkembangan penyakit
• Exclusion—mengurangi masuknya inokulum penyakit dari daerah yang mengalami endemi
• Eradication—menekan produksi inokulum dengan menghilangkan inang alternative dan sanitsi
• Protection—dengan penyemprotan fungisida
• Resistance—penanaman varietas tahan
• Therapy—merawat tanaman yang telah terinfeksi atau menekan produksi inokulumnya.
f. Taktik menunda terjadinya epidemi
• Avoidance—penanaman kultivar genjah (berumur pendek)
• Exclusion—karantina
RINGKASAN
Tujuan akhir dari suatu tindakan pengendalian penyakit tanaman adalah untuk menekan suatu penyakit sampai batas yang tidak menyebabkan kerusakan secara ekonomi. Epidemiologi memberikan kepada kita bahwa tindakan pengendalian dapat dilakukan dengan tiga konsep dasar (strategi) atau cara yaitu (1) dengan mengurangi (atau menghambat) penyakit pada awal musim (X0), (2) dengan menekan laju perkembangan penyakit (r) selama periode pertumbuhan tanaman, dan (3) dengan menghambat watu terjadinya suatu epidemi.
Hal penting yang harus dipahami adalah bahwa pada dasarnya pengembangan strategi pengelolaan penyakit memerlukan pengetahuan yang cukup akan biologi dari pathogen dan tanaman inangnya untuk menentukan model epidemilogi yang tepat. Disamping itu juga diperlukan estimasi mengenai pengukuran model dan besarnya dampak dari masing-masing taktik pada jumlah inokulum atau laju infeksi yang terlihat. Sehingga kesalahan akan dapat diminimalkan.
LATIHAN
1. Jelaskan konsep dasar pengendalian penyakit dan berikan contohnya
2. Jelaskan tiga konsep utama (strategi) pengelolaan penyakit dalam epidemiologi dan berikan contohnya (taktik)
DAFTAR PUSTAKA
WWW.Aspnet.org/education/advancedPlantPath/Topics/Epidemiologi/Managent Strategies.htm.
AMBANG EKONOMI
Pendahuluan
Dalam setiap keputusan akan suatu tindakan pengendalian yang diambil, terdapat 2 aspek yang harus dipertimbangkan yaitu aspek ekologi dan ekonomi, terutama bila tindakan pengendalian yang akan diambil adalah penggunaan pestisida (fungisida). Aspek ekologi lebih cenderung kepada pengaruh suatu teknik pengendalian terhadap lingkungan, sedangkan aspek ekonomi lebih kepada perhitungan apakah suatu tindakan pengendalian yang akan dilakukan memberikan keuntungan atau sebaliknya. Dalam pokok bahasan ini akan dibicara konsep ekonomi dalam pengambilan keputusan tindakan pengendalian penyakit tanaman.
Setelah membaca pokok bahasan ini, pembaca diharapkan mampu;
1. Memahami konsep ekonomi dalam pengelolaan penyakit
2. Memahami faktor-faktor yang mempengaruhi nilai ALE
3. Memahami perbedaan konsep aras luka ekonomi dan ambang ekonomi
KONSEP ARAS LUKA EKONOMI
Konsep aras luka ekonomi untuk pertama kalinya dikemukan oleh ahli entomologi. Dalam konsep aras luka ekonomi terdapat 3 komponen/element utama yaitu kerusakan ekonomi, aras luka ekonomi, dan ambang ekonomi.
a. Kerusakan ekonomi
Kerusakan ekonomi merupakan komponen dasar dari konsep aras luka ekonomi. menurut Stern et all. Kerusakan ekonomi adalah jumlah atau tingkat kerusakan yang dapat kita gunakan ssebagai dasar untuk mengeluarkan biaya melakukan tindakan pengendalian. Kerusakan ekonomi ini dimulai pada saat besarnya kerugian akibat kerusakan sama dengan biaya pengendalian yang dikeluarkan.
Dalam memahami kerusakan ekonomi ini, kita harus bisa membedakan pengertian antara luka (injury) dan kerusakan (damage). Luka lebih diartikan pada efek keberadaan penyakit pada tanaman inangnya (misal menyebabkan bercak, layu, dll), sedangkan kerusakan lebih pada pengukuran (lebih pada dampak ekonomi) efek keberadaan penyakit pada tanaman inangnya (misal menurunkan hasil dan kualitas).
Penentuan kerusakan ekonomi ini sangat penting, karena petani dapat menentukan kapan tindakan pengendalian harus dilakukan, sehingga kerugian akibat penyakit dapat diminimalkan. Konsep kerusakan ekonomi ini akan berdampak pada besarnya hasil yang akan diperoleh petani dari usaha pengendalian yang dilakukannya. Besarnya nilai yang dapat diselamatkan dari tindakan pengendalian atau yang biasa disebut ambang perolehan dapat dihitung dengan rumus
Perhitungan seperti diatas diharapkan petani dapat menentukan kapan tindakan pengendalian harus dilakukan agar biaya pengendalian yang dikeluarkan tidak melebihi niali kehilangan hasil akibat penyakit yang dapat diselamatkan.
b. Aras Luka Ekonomi (Ambang Kerusakan)
Tujuan akhir dari tindakan pengendalian penyakit adalah untuk menekan penyakit pada level yang tidak menimbulkan kerugian secara ekonomi baik pada jumlah maupun kulitas hasil, dengan demikian ambang kerusakan (tingkat kerusakan ekonomi) haruslah diketahui untuk mencegah kerugian yang lebih besar akibat adanya penyakit.
Tingkat/level xt tertinggi yang dapat menimbulkan kerusakan ekonomi disebut juga dengan aras luka ekonomi atau dalam entomologi “jumlah kepadatan populasi terendah yang dapat menyebabkan kerusakan secara ekonomi”. Secara matematika pengukuran ALE dapat modelkan sebagai berikut
Yang mana;
C = Biaya pengendalian
P = harga komoditi
e = intensitas penyakit (ALE)
d = koefisien proporsi kehilangan hasil
k = keefektifan tindakan pengendalian.
Bila besarnya nilai d dan k tidak dapat diukur/ditentukan secara langsung, maka digunakan analisis regresi dengan persamaan
Sehingga nilai ALE dihitung dengan rumus
dimana nilai b didapat dari persamaan regresi diatas.
Nilai ambang kerusakan ini bervariasi bergantung pada tanaman, penyakit, dan ekonomi lokal, sehingga dari musim ke musim atau dari daerah ke daerah bisa saja berbeda-beda nilai ambang kerusakan ini, meskipun penyakitnya sama.
c. Ambang ekonomi (ambang tindakan)
Selain berdasarkan pada nilai ALE pengambilan keputusan untuk melakukan tindakan pengendalian adalah menggunakan ambang ekonomi (AE). Ambang ekonomi adalah suatu tingkat/level kerusakan penyakit (keparahan penyakit) yang mengharuskan dilakukan pengendalian sehingga penyakit tidak berkembang mencapai ALE. Dengan kata lain AE adalah ambang tindakan (action threshold). Nilai AE lebih rendah dari ALE, sehingga petani mempunyai kesempatan melakukan tindakan pengendalian untuk mencegah berkembangnya penyakit mencapai/melebihi ALE. Dengan demikian diharapkan tindakan pengendalian yang dilakukan selain menekan penyakit (keparahan penyakit) mencapai level yang dapat menimbulkan kerusakan ekonomi, juga diharapkan bahwa biaya yang dikeluarkan untuk pengendalian lebih rendah (setidaknya sama dengan) nilai kehilangan hasil yang dapat diselamatkan oleh tindakan pengendalian tersebut.
Model perkembangan penyakit, baik monosiklik dan polisiklik r (R) adalah laju perkembangan penyakit, dimana nilainya bervariasi bergantung pada virulensi patogen, ketahanan tanaman inang, dan lingkungan yang mendukung. Jika xo, r dan ambang kerusakan telah diketahui, maka dapat diprediksikan kapan penyakit akan mencapai/melebihi nilai ambang kerusakan, sehingga petani harus tahu kapan harus melukan tindakan pengendalian (pada waktu yang tepat).
Nilai AE ini bukanlah nilai yang konstan (statik) tetapi bervariasi bergantung pada ALE (ketahan tanaman), fase pertumbuhan tanaman pada saat patogen menginfeksi tanaman, keadaan iklim, geografi daerah, dan system budidaya.
RINGKASAN
Uraian tentang konsep aras luka ekonomi dalam pengambilan keputusan tindakan pengendalian menenkankan pada efisiensi tindakan pengendalian dalam suatu usaha pertanian. Dengan pemahaman yang baik dan pengukuran yang benar di harapkan petani dapat menentukan kapan waktu yang tepat (dan tidak tepat) untuk melakukan pengendalian terutama pengendalian menggunakan fungisida. Sehingga tindakan pengendalian yang dilakukan memberikan keuntungan (dalam arti besarnya biaya yang dikeluarkan untuk pengendalian lebih kecil atau sama dengan besarnya nilai kehilangan hasil yang dapat diselamat dari tindakan pengendalian yang dilakukan tersebut),
LATIHAN
1. Manakah yang lebih luas aras luka ekonomi atau ambang ekonomi? Jelaskan!
2. Sebutkan faktor-faoktor yang mempengaruhi nilai ALE dan AE?
3. Mengapa AE disebut juga dengan ambang tindakan?
DAFTAR PUSTAKA
Zadok, J, C, R.D Schein. 1979. Epidemilogy and Plant Disease Management. Oxford University Press, 417p
James, WC. 1974. Crop loss assessment and modeling (chapter 14)
BAB IX
EPIDEMIOLOGI DALAM AGROEKOSISTEM
Pendahuluan
Ekosistem terbentuk karena adanya interaksi antar komponen yang menyusunnya, baik komponen biotik ataupun abiotik. Secara alami, ekosistem selalu berada dalam kesetabilan dan tidak pernah terjadi peledakan populasi spesies tertentu. Sejak pertanian ada sebagian ekosistem alami terganti oleh ekosistem pertanian (agroekosistem). Dalam agroekosistem, karena keragaman (diversity) dan kompleksitasnya (complexity) yang rendah, sering terjadi peledakan suatu populasi tertentu sehingga tidak lagi terjadi keseimbangan. Dan dalam ekosistem pertanian inilah epidemi suatu penyakit tanaman sering terjadi.
Setelah membaca topik ini, pembaca diharapkan mampu;
1. Menjelaskan perbedaan antara ekosistem alami dan ekosistem pertanian (agro-ekosistem.
2. Memahami komponen-komponen dalam ekosistem
3. Membandingkan karakteristik ekosistem alami dan ekosistem buatan
4. Menjelaskan mengapa penyakit lebih berkembang dalam ekosistem buatan
5. Menjelaskan mengapa epidemi jarang terjadi dalam ekosistem alami
9.1. Konsep Ekosistem
Ekosistem merupakan kumpulan beberapa komunitas baik hewan dan tumbuhan yang saling berinteraksi (timbal balik) antar mahluk hidup maupun mahluk hidup dengan lingkungannya. Sedangkan komunitas adalah kumpulan beberapa populasi mahluk hidup yang menempati suatu tempat tertentu. Komunitas tersusun atas beberapa populasi. Populasi adalah kumpulan beberapa mahluk hidup (satu spesies) yang sama baik tumbuhan maupun hewan.
Perlu dipahami bahwa ekosistem bukan merupakan tingkat interaksi tertinggi dalam ekologi. Kumpulan dari beberapa ekosistem yang memiliki tipe vegatasi sama disebut biomes, misal tundra, savanna, padang pasir dan lain-lain, sedangkan keseluruhan biomes disebut biosfer. Biosfer ini meliputi seluruh bagian bumi tempat dimana ada kehidupan. Dalam ekologi juga dikenal istilah biocenosis, yaitu komunitas yang kecil, misalnya komunitas organisme yang hidup dalam suatu kolam.
Ekosistem tersusun dari dua komponen utama yaitu komponen abiotik yang meliputi seluruh mahluk hidup (produsen, konsumen, dan pengurai) dan komponen abiotik yang meliputi iklim dan materi. Hubungan timbal balik antar komponen dapat dilihat antara lain dari rantai makanan dan pola keragaman pada waktu dan tempat tertentu. Oleh karena adanya hubungan yang komplek (hubungan mahluk hidup dengan mahluk hidup lain dan mahluk hidup dengan lingkungannya) dalam suatu ekosistem, perubahan satu komponen maka akan berdampak pada seluruh ekosistem tersebut.
Secara umum ekosistem dibagi dalam dua bentuk yaitu ekosistem alami dan ekosistem buatan. Contoh ekosistem alami adalah hutan hujan tropis dan gurun pasir, sedangkan ekosistem buatan contohnya ekosistem pertanian. Dalam ekosistem alami, eksistensi suatu penyakit pada tanaman inangnya biasanya endemik di suatu tempat tertentu, dan akan menjadi epidemi dalam suatu pola tanam monokultur. Ekosistem pertanian sebagai bentuk ekosistem buatan sangat rawan (tempat yang mendukung) untuk terjadinya epidemi suatu penyakit karena pada umumnya ekosistem pertanian vegetasinya hanya sejenis (monokultur). Perbedaan yang mendasar antara ekosistem alami dengan ekosistem buatan adalah pada kompleksitasnya dan keragamannya.
Pemahaman mengenai konsep ekosistem sangat diperlukan untuk membantu kita dalam memahami pertanian sebagai suatu sistem, tempat dimana penyakit tanaman berada, tempat terjadinya evolusi patogenisitas dan resistensi, dan pengaruh pertanian pada interaksi patogen dengan tanaman inangnya.
Sifat atau karakteristik yang spesifik dari agroekosistem adalah adanya campur tangan manusia. Agroekosistem biasanya lebih sederhana susunannya dibanding dengan ekosistem alami, keragamannya rendah baik jenis maupun jumlah, dan juga kecilnya interaksi antar spesies dalam populasi. Pada umumnya dalam agroekosistem tanaman ataupun hewan yang tidak diinginkan akan dikendalikan (termasuk patogen), sedang populasi yang paling dominan adalah yang dikehendaki oleh manusia yang mengelolanya. Dalam keadaan seperti ini (populasi tanaman sejenis yang melimpah) akan meningkatkan kemungkinan terjadinya suatu penyakit.
Pola interaksi dan fungsi komponen-komponen dalam ekosistem dapat digambarkan dalam piramida ekologi (konsep aras tropi dalam ekosistem). Dalam konsep ini masing-masing populasi dalam komunitas mempunyai peranan dalam aliran energi dan materi. Secara umum, perbedaan jenis organisme dapat dipisahkan kedalam aras tropik, tergantung pada sumber energi dan materi yang mereka gunakan. Kelompok paling dasar terdiri atas produsen yang meliputi tumbuhan hijau dan berbagai bakteri autotropik. Kelompok ini dapat membuat makanannya sendiri. Kelompok diatasnya adalah konsumen (organisme heterotrop). Konsumen dapat dipisahkan dalam tingkat tertentu, yaitu;
1. konsumen pertama (heterotrop, termasuk patogen, herbivora) mendapat makanan langsung dari produsen,
2. konsumen kedua (hiperparasit, predator, carnivora) yang mengambil makanan dari konsumen pertama.
Interaksi diatas dapat diilustrasikan dalam piramida ekologi berikut:
Ekosistem pertanian banyak terjadi perubahan-perubahan karena adanya campur tangan manusia. Apa yang kita anggap benar dalam suatu ekosistem alami tidaklah selalu berlaku dalam ekosistem pertanian. Ekosistem pertanian campur tangan manusia sangat mempengaruhi keseimbangan yang ada. Pengolahan tanah dan pengendalian tanaman pengganggu akan menurunkan kompetisi tanaman kompetitor yang lain, sedangkan penambahan pupuk akan meningkatkan produktivitas produsen dan penggunaan fungisida akan menurunkan kompetisi konsumen tingkat pertama. Penggunaan tanaman yang tahan juga akan mempengaruhi interaksi yang ada.
Dalam suatu ekosistem (baik alami maupun buatan) keberadan jamur (pathogen ataupun pengurai/saprofit) mempunyai peranan yang penting dalam siklus dan aliran energi dalam ekosistem. Tumbuhan atau hewan yang mati maka akan diuraikan menjadi molekul yang lebih sederhana oleh mikroorganisme mikroskopik, bakteri, dan jamur. Hal ini sangat penting (membantu) dalam siklus oksigen, karbon, nitrogen, dan air. Mikroorganisme pengurai disebut juga sapropit. Di lain pihak jamur juga berada/menepati aras tropi lain. Dalam hal ini jamur termasuk sebagai parasit yang hidup tergantung pada produsen atau bisa juga disebut konsumen tingkat pertama, seperti herbivora dalam dunia hewan. Selain sebagai pengurai dan konsumen tingkat kedua, jamur juga dapat menempati aras tropi ketiga (konsumen tingkat dua) yang mendapat makanan dari konsumen pertama. Sebagai contoh adalah jamur yang menyerang serangga ataupun jamur yang memarasit jamur lain. Peran jamur dalam dalam ekosistem dapat tabel berikut
Aras tropi jamur dalam ekosistem:
Cara hidup Tropik level
hiperparasit
parasit obligat
parasit fakultatif
sapropit konsumen tingkat dua
konsumen tingkat pertama
dekomposer
Tabel diatas dapat dilihat bahwa jamur pada awalnya (sebagian besar) bersifat saprofit. Setelah mengalami evolusi dalam jangka waktu yang lama, sebagian beradaptasi dan berkembang menjadi parasit dengan berbagai tingkat parasitisisme. Perkembangan jamur dari sprofit ke parasit adalah evolusi yang terjadi secara berulang pada beberapa waktu pada beberapa jenis jamur. Apapun tingkat aras tropi jamur, jamur (penyakit tanaman) merupakan bagian dari sistem alami. Ketika manusia mulai campur tangan, manusia menyebabkan perubahan dalam sistem alami, membuat sistem yang sederhana (ekosistem pertanian), memanipulasi genetik tanaman secara bersamaan yang secara tidak langsung menyebabkan co-evolusi genetik parasit. Dengan kata lain aktifitas manusia mendorong terjadinya epidemi.
Uraian diatas jelas bahwa jamur (penyakit) merupakan komponen alami dalam ekosistem. Dalam beberapa kasus, tropik level dari jamur adalah adalah parasit obligat (konsumen tingkat pertama), tetapi dalam beberapa kasus, terlihat bahwa hal itu adalah interaksi alami dan saling ketergantungan yang pada akhirnya membentuk keseimbangan (homeostasis). Jika waktu terjadinya interaksi antara tanaman inang dan parasit cukup lama untuk berkembang bersama, maka penyakit berada pada level yang rendah (tidak merugikan).
Sudah sejak lama ekosistem alami komponen-komponennya berkembang membentuk keseimbangan. Berbagai tipe vegetasi bercampur dan saling berhubungan, sistem yang dinamis, komposisi spesies, penyebaran spesies, dan kepadatan spesies yang semuanya berjalan secara alami dan teratur. Dalam sistem seperti ini jamur memiliki beberapa peran diantaranya adalah sebagai parasit. Berlawanan dari hal diatas, kepadatan dan keragaman spesies yang rendah, parasit berkembang, dengan memanfatkan berbagai mekanisme untuk bertahan melawan perubahan ketahanan tanaman inangnya. Sifat resistansi tanaman berkembang dengan adanya respon trhadap infeksi parasit. Dengan alasan ini, dalam ekosistem alami, peledakan epidemi penyakit akan jarang terjadi dan terbatas pada tempat dan waktu tertentu.
RINGKASAN.
Ekosistem secara umum dibedakan menjadi dua yaitu ekosistem buatan dan ekosistem alami. Dari segi susunannya, pada umumnya ekosistem alami lebih komplek dan lebih beragam. Dalam ekosistem alami semua komponen penyusunnya berinteraksi membentuk suatu kesetabilan sedangkan dalam ekosistem buatan karena keragamannya yang rendah maka tingkat interaksinya pun rendah. Pada ekosistem alami jamur (penyakit tanaman) memainkan peran yang penting dan selalu dalam keseimbangan sehingga tidak merupakan suatu masalah. Pada ekosistem buatan, oleh karena adanya campur tangan manusia maka jarang terjadi keseimbangan, dan disini jamur dapat berkembang melewati batas sehingga timbul masalah, dengan kata lain aktifitas manusia mendorong terjadinya epidemic suatu penyakit.
LATIHAN.
1. Jelaskan perbedaan antara ekosistem alami dan ekositem buatan?
2. Sebutkan dan jelaskan komponen penyusun ekosistem?
3. Jelaskan perbedaan karateristik ekosistemalami dan ekosistem buatan?
4. Jelaskan mengapa epidemi penyakit jarang terjadi dalam ekosistem alami?
5. Jelaskan mengapa aktivitas manusia dalam ekosistem dapat mendorong terjadinya epidemi?
DAFTAR PUSTAKA
Agro-ecosystems Man and Disease
BAB X
PENGELOLAN PENYAKIT TANAMAN
Pendahuluan
Pemahaman konsep epidemi dalam pengelolaan suatu penyakit tanaman merupakan salah satu faktor penentu keberhasilan suatu tindakan pengendalian penyakit tanaman. Pemahaman yang baik diharapakan dalam pemilihan teknik dan penentuan waktu pengendalian dapat dilakukan dengar benar, sehingga hasilnya sesuai dengan yang diharapkan.
Epidemiologi sebagai salah satu cabang ilmu penyakit tumbuhan yang mempejalari perkembangan penyakit dalam suatu populasi memiliki peran yang penting dalam pengotimalan usaha pengelolaan penyakit tumbuhan. Dalam bab ini akan dibahas tentang pengelolaan penyakit tumbuhan yang berbasis pada pengetahuan epidemi suatu penyakit tanaman
Setelah mempelajari/membaca pokok bahasan ini, pembaca diharapkan mampu:
1. Memahami konsep dasar pengendalian penyakit tanaman
2. Memahami konsep pengelolaan penyakit tanaman yang berbasis pada pengetahuan epidemi
3. Memahami beberapa strategi dalam pengelolan penyakit tanaman yang berbasis pada pengetahuan epidemi
4. Menjelaskan beberapa taktik dalam strategi pengelolan penyakit tanaman yang berbasis pada pengetahuan epidemi
10.1. Strategi dan Taktik
Sejak manusia membudidayakan tanaman, manusia mulai merasakan adanya gangguan hama dan penyakit terhadap tanamannya. Berbagai usaha pun dilakukan untuk mengurangi gangguan tersebut. Perkembangan pengetahuan manusia terhadap cara pengendalian penyakit tanaman pun berkembang sejalan dengan perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan.
Pada awalnya manusia cenderung melakukan tindakan pemberantasan (menghilangkan sampai habis atau nol) terhadap patogen yang menginfeksi tanaman tanpa memperhatikan aspek ekonomi dan ekologi dari tindakan yang dilakukan tersebut. Perkembangan selanjutnya, manusia tidak lagi melakukan pemberantasan tetapi pengendalian. Pengendalian merupakan usaha untuk mengurangi suatu penyakit dengan satu/lebih teknik tertentu tanpa bermaksud memberantas sampai nol. Tindakan pengendalian pada umumnya dilakukan setelah suatu penyakit diketahui sudah berasosiasi dengan tanaman.
Perkembangan selanjutnya adalah apa yang disebut dengan pengelolaan penyakit tanaman (plant disease management). Konsep ini berkembang dari konsep yang dikembangkan ahli entomologi yaitu konsep pengelolaan hama terpadu. Konsep pengelolaan penyakit tanaman merupakan usaha yang terintegrasi dengan sistem budidaya tanaman dan tindakan pengendalian suatu penyakit tanaman adalah salah satu bagian dalam konsep ini.
Untuk membedakan pengertaian strategi dan taktik cobalah pahami contoh berikut; dalam usaha pengendalian/menekan suatu penyakit tanaman agar tidak menimbulkan kerugian secara ekonomi tidak dapat melakukan usaha pengenalian dengan cara mengurangi jumlah inokulum awal dan lain sebagainya. Tindakan untuk mengurangi jumlah inokulum awal dapat kita dilakukan dengan cara sanitasi, memhilangkan tanaman inang alternatif, rotasi tanam dan lain-lain. Dari contoh diatas jelas bahwa antara strategi dan taktik adalah suatu hal yang berbeda.
10.2. Prinsip-prinsip Dasar Pengendalian Penyakit
Sering kali suatu teknik pengendalian tidak dapat dilakukan pada berbagai tempat tang berbeda, kalaupun bisa efek dari pengendalian tersebut akan berbeda dengan daerah lain. Hal ini dapat terjadi karena adanya perbedaan cuaca, curah hujan yang berbeda, tanah, cara bercocok tanam, dan lian-lain.
Pada prinsipnya semua teknik pengendalaian bertujuan untuk menekan suatu penyakit sehingga tidak menimbulkan kerugian secara ekonomis. Secara umum prinsip dasar pengendalian penyakit tanaman dapat digolongkan menjadi 6 yaitu: ekslusi, eradikasi, proteksi, resistensi, penghindaran, dan terapi.
1. Ekslusi (exclusion); merupakan usaha untuk mengendalikan suatu penyakit dengan cara mencegah masuknya suatu inokulum patogen kedaerah lain.
2. Eradikasi (eradication); usaha untuk mengendalikan suatu penyakit dengan cara menghilangkan inokulum ataupun tanaman inang (tanaman inang alternative) atau juga dengan menonaktifkan inokulum yang ada.
3. Proteksi (protection); usaha untuk mengendalikan suatu penyakit dengan cara meningkatkan ketahanan tanaman.
4. Penghindaran (avoidance); merupakan usaha untuk mengendalikan suatu penyakit dengan cara memilih waktu dimana inokulum suatu penyakit tidak ada atau konsidi yang kurang tepat untuk berkembangan penyakit.
5. Terapi (therapy); usaha untuk mengendalikan suatu penyakit dengan cara memberikan perlakuan pada bagian tanaman sebelum ditanam.
10.3. Konsep dasar pengelolaan penyakit dalam epidemiologi
Pada pokok bahasan yang terdahulu telah dibicarakan tentang model-model perkembangan penyakit. Dalam pokok bahasan pengelolaan penyakit tanaman, model perkembangan penyakit yang digunakan hanya model perkembangan penyakit monosiklik dan polisiklik, sedangkan model polietis tidak dibahas karena merupakan model kombinasi antara monosiklik dan polisiklik
Model perkembangan penyakit monosiklik merupakan model perkembangan penyakit yang mengikuti linear sedangkan model polisiklik adalah eksponensial. Secara matematika kedua model tersebut dirumuskan sebagai berikut:
Model Monosiklik
Model Polisiklik
Yang mana:
Q dan x0 = jumlah inokulum awal,
R dan r = kecepatan infeksi,
t = waktu, dan
e = 2,72 (bilangan alam)
Keedua model tersebut dapat kita lihat bahwa ada 3 (tiga) cara yang dapat kita lakukan untuk menekan x yaitu;
1. menekan jumlah inokulum awal (Q dalam model monosiklik dan x0 pada polisiklik), (sebenarnya x0 menunjukkan lebih kepada keterjadian penyakit, tetapi dapat pula digunakan senagai petunjuk jumlah inokulum awal),
2. menekan kecepatan infeksi (R dalam model monosiklik dan r dalam polisiklik), dan
3. menekan durasi/waktu untuk terjadinya epedemi (waktu, t, pada akhir epidemi).
Model monosiklik semua komponen (Q, R, dan t) memiliki kemampuan yang sama untuk meningkatkan nilai x, sedangkan pada model polisiklik hanya x0 yang sangat berperan dalam meningkatkan x.
Ketiga strategi diatas dapat digunakan sebagai konsep/prinsip utama untuk pengendalian penyakit tanaman dalam epidemiologi, dan juga untuk merencanakan taktik/teknik pengendalian suatu penyakit dengan memanfaatkan satu atau semua strategi tersebut.
a. Model Monosiklik
Dari model diatas jelas bahwa Q, R, dan t mempunyai pengaruh yang sama besar terhadapat x (linear). Pengurangan jumlah inokulum awal (Q) atau pengurangan laju infeksidari pathogen akan berdampak pada berkurangnya tingkat penyakit dengan proporsi yang sama pada waktu tertentu. Jika t dapat dikurangi (misalnya dengan penanaman lebih awal), maka penyakit akan berkurang secara proporsional.
b. Model polisiklik
• jika r sangat tinggi, pengaruh langsung dari pengurangan x0 yaitu akan memperlambat terjadinya epidemi.
• jika r sangat tinggi, x0 harus ditekan/dikurangi sampai pada level yang rendah untuk mendapatkan effect yang significan pada epedemi.
• pengurangan r memiliki efek yang relative lebih besar pada terjadinya epidemi dari pada mengurangi x0.
• pengurangan x0 akan memberikan hasil yang baik bila r dari suatu pathogen adalah rendah atau bila r juga ditekan.
Empat konsep diatas akan lebih mudah dipahami atau diingat bila nilai x0 dan r kita gunakan dalam model matematikan.
c. Modifikasi Prinsip dasar pengelolaan penyakit
Untuk membuat perubahan pemahaman tentang konsep pengendalian ke pengelolaan penyakit, perlu kiranya sedikit modifikasi prinsip dasar pengendalian penyakit dengan cara menyesuaikannya dengan tiga konsep utama strategi pengelolaan penyakit.
d. Taktik untuk menekan jumlah inokulum awal
• Avoidance—mengurangi tingkat penyakit dengan memilih waktu/musim atau tempat dimana jumlah inokulum suatu penyakit rendah atau memilih tempat dimana lingkungan tidaka mendukung untuk terjadinya infeksi
• Exclusion—mengurangi jumlah inokulum awal dengan mencegah masuknya sumber inokulum ke daerah lain.
• Eradication—mengurangi jumlah inokulum dengan menghilangkan sumber inokulum (sanitasi, menghilangkan tanaman inang, dll.)
• Protection—menekan tingkat infeksi awal dengan penyemprotan atau penghambat lain untuk terjadinya infeksi
• Resistance—menggunakan varietas tahan
• Therapy—secara fisik dan juga kimiawi
e. Taktik untuk menekan laju perkembangan penyakit
• Avoidance—pemilihan tempat yang tidak mendukung untuk perkembangan penyakit
• Exclusion—mengurangi masuknya inokulum penyakit dari daerah yang mengalami endemi
• Eradication—menekan produksi inokulum dengan menghilangkan inang alternative dan sanitsi
• Protection—dengan penyemprotan fungisida
• Resistance—penanaman varietas tahan
• Therapy—merawat tanaman yang telah terinfeksi atau menekan produksi inokulumnya.
f. Taktik menunda terjadinya epidemi
• Avoidance—penanaman kultivar genjah (berumur pendek)
• Exclusion—karantina
RINGKASAN
Tujuan akhir dari suatu tindakan pengendalian penyakit tanaman adalah untuk menekan suatu penyakit sampai batas yang tidak menyebabkan kerusakan secara ekonomi. Epidemiologi memberikan kepada kita bahwa tindakan pengendalian dapat dilakukan dengan tiga konsep dasar (strategi) atau cara yaitu (1) dengan mengurangi (atau menghambat) penyakit pada awal musim (X0), (2) dengan menekan laju perkembangan penyakit (r) selama periode pertumbuhan tanaman, dan (3) dengan menghambat watu terjadinya suatu epidemi.
Hal penting yang harus dipahami adalah bahwa pada dasarnya pengembangan strategi pengelolaan penyakit memerlukan pengetahuan yang cukup akan biologi dari pathogen dan tanaman inangnya untuk menentukan model epidemilogi yang tepat. Disamping itu juga diperlukan estimasi mengenai pengukuran model dan besarnya dampak dari masing-masing taktik pada jumlah inokulum atau laju infeksi yang terlihat. Sehingga kesalahan akan dapat diminimalkan.
LATIHAN
1. Jelaskan konsep dasar pengendalian penyakit dan berikan contohnya
2. Jelaskan tiga konsep utama (strategi) pengelolaan penyakit dalam epidemiologi dan berikan contohnya (taktik)
DAFTAR PUSTAKA
WWW.Aspnet.org/education/advancedPlantPath/Topics/Epidemiologi/Managent Strategies.htm.
Jumat, 21 Januari 2011
ACARA I
PENGENALAN STASIUN METEOROLOGI PERTANIAN KHUSUS DAN PERALATAN PENGAMATAN CUACA
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Klimatologi adalah ilmu tentang atmosfer. Hampir sama seperti meteorologi, namun dalam klimatologi lebih ditekankan pada kajian tentang hasil akhir proses-proses atmosfernya. Klimatologi mencari gambaran penjelasan dan sifat iklim, mengapa terjadi variasi iklim untuk tiap daerah yang berbeda, serta bagaimana kaitan antara iklim dengan aktivitas manusia, dalam hal ini termasuk aktivitas pertanian.
Pertanian merupakan sektor yang keberlangsungannya sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungannya, termasuk iklim. Iklim menjadi faktor pembatas dalam proses pertumbuhan dan produksi tanaman yang merupakan obyek dalam sektor pertanian. Jenis-jenis dan sifat-sifat iklim sanagt penting untuk membantu menentukan perwilayahan komoditas pertanian sehingga usaha pertanian dapat berlangsung secara efektif dan efisien. Iklim juga mempengaruhi faktor biologis lain yang keberadaannya dapat mendukung atau justru mengancam produksi pertanian tergantung dari sifat faktor tersebut, seperti serangan hama dan gulma misalnya. Dengan kajian klimatologi yang baik untuk upaya antisipasi, maka resiko kegagalan yang selama ini menjadi ancaman besar bagi sektor pertanian dapat ditekan seminimal mungkin, bukan hanya untuk saat ini melainkan mencakup kemungkinan di masa yang akan datang yang dapat diupayakan melalui peramalan. Oleh karena itu, kajian klimatologi menjadi sangat penting untuk dipelajari sebagai pendukung bagi sektor pertanian itu sendiri.
Kajian klimatologi dapat dilakukan dengan baik apabila dilakukan melalui stasiun meteorologi dengan alat-alat pengukur anasir cuaca yang memenuhi standar. Oleh karena itu sangat penting untuk mengenal alat-alat tersebut baik macam, prinsip kerja, maupun sifat dan kualitas data yang dihasilkan, baik untuk alat-alat pengukur manual maupun AWS (Automatic Weather Station). Dengan kelemahan dan kelebihan dari masing-masing jenis alat pengukur maka dapat ditentukan kombinasi penggunaannya secara tepat dan cepat sesuai kebutuhan dan kondisi lingkungan.
B. Tujuan
1. Pengenalan alat-alat meterologi ini bertujuan untuk mengenal stasiun meterologi pertanian dan alat-alat pengukur anasir cuaca yang biasa digunakan dalam bidang meterologi pertanian.
2. Mempelajari prinsip kerja, cara penggunaan alat, serta macam dan kualitas data yang dihasilkan dari suatu alat pengukur anasir cuaca.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Kegiatan pertanian selalu berhubungan dengan fluktuasi unsur-unsur cuaca yang mempengaruhi hasil pertanian baik yang bersifat positif (meningkatkan hasil) maupun negatif (menurunkan hasil). Pemantauan unsur-unsur cuaca sangat diperlukan khususnya pada saat pergantian musim, baik antara musim hujan ke kemarau atau sebaliknya. Awal musim hujan sangat menentukan penentuan saat tanam sedangkan awal musim kemarau menentukan tingkat keberhasilan panen, karena akhir musim pertanaman sangat ditentukan oleh ketersediaan air menjelang kemarau. Tanaman kekurangan air jika keluaran (evaporanspirasi tanaman) melebihi penyediaan air tanah. Evapotranspirasi ditentukan oleh unsur-unsur cuaca seperti radiasi surya, suhu udara, kelembaban udara dan kecepatan angin sedangkan penyediaan air ditentukan oleh penyediaan air hujan jika irigasi tidak tersedia ( Hamsyah, 2010).
Iklim merupakan salah satu faktor pembatas dalam proses pertumbuhan dan produksi tanaman. Jenis2 dan sifat2 iklim bisa menentukkan jenis2 tanaman yg tumbuh pada suatu daerah serta produksinya. Oleh karena itu kajian klimatologi dalam bidang pertanian sangat diperlukan. Seiring dengan dengan semakin berkembangnya isu pemanasan global dan akibatnya pada perubahan iklim, membuat sektor pertanian begitu terpukul. Tidak teraturnya perilaku iklim dan perubahan awal musim dan akhir musim seperti musim kemarau dan musim hujan membuat para petani begitu susah untuk merencanakan masa tanam dan masa panen. Untuk daerah tropis seperti indonesia, hujan merupakan faktor pembatas penting dalam pertumbuhan dan produksi tanaman pertanian (Susilowati, 2010).
Klimatologi adalah ilmu yang mempelajari iklim. Ilmu ini mencoba melukiskan atau menguraikan dan menerangkan hakikat iklim, distribusinya terhadap ruang, serta variasinya terhadap waktu, hubungannya dengan berbagai unsur lain dari lingkungan alam dan aktivitas manusia ( Prawirowardoyo, 1996 ).
Iklim dan cuaca di suatu tempat terbentuk dari ramuan berbagai unsur-unsur seperti suhu tekanan, kelembaban udara, presipitasi, penguapan, keawanan dan radiasi iklim adalah gabungan dari berbagai keadaan cuaca kadang ditemukan bahwa iklim adalah keadaan rata-rata dan cuaca (Hamzah, 2006).
Perumusan model matematik untuk estimasi curah hujan dan korelasinya berdasarkan pada nilai-nilai dari peubah tersebut. Curah hujan sebagai peubah tergantung albedo dan temperatur puncak sebagai peubah bebas. Pemrosesan citra untuk mencari indeks kecerahan dikerjakan dengan perangkat lunak ALDUS PHOTOSTYLER 2, sedang proses dan statistik menggunakan program SPSS/PC ( Widodo dan Gunawan,1999 ).
Seluruh subjek klimatologi, baik murni maupun aplikasinya, sangat tergantung pada data-data yang diperoleh dan orang-orang yang menggunakan atau menginterpretasikan data-data tersebut. Ada kecenderungan bahwa; ketika mempelajari aspek-aspek dari aplikasi klimatologi; untuk menerima data-data dari pengukuran anasir cuaca, yang dipilih adalah data-data yang mendekati kondisi tempat pengamatan di mana iklim mikro yang berbeda kemungkinan ada di dekat tempat tesebut. Sebelum seseorang menerima atau mengolah data-data tersebut harus diingat dua sisi penting di sini yaitu alat-alat yang digunakan (batasan, ketelitian, kelebihan, serta kekurangan alat-alat tersebut) dan kesesuaiannya dengan elemen-elemen yang menghubungkannya. Masing-masing parameter iklim harus dipertimbangkan keakuratan atau ketelitiannya. Beberapa parameter digunakan untuk mengukur anasir-anasir cuaca. Anasir-anasir cuaca misalnya radiasi matahari, panjang penyinaran, suhu udara, arah angin, kecepatan angin, evaporasi, dan lain-lain (Griffiths, 1978).
III. METODOLOGI
Praktikum Klimatologi Dasar Acara 1 yaitu “Pengenalan Stasiun Meteorologi Pertanian Khusus Dan Peralatan Pengamatan Cuaca” dilaksanakan pada hari Sabtu, 20 November 2010 di Laboratorium Agroklimatologi Pertanian, Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Pada praktikum ini diperkenalkan alat-alat meteorologi manual dan AWS (Automatic Weather Station). AWS yang diamati terdiri atas wind speed (anemometer), wind direction, solar radiation, relative humidity, air temperature, barometer pressure, rain gauge dan soil temperature. Alat-alat meteorologi manual yang diamati adalah alat pengukur curah hujan (ombrometer tipe observatorium), alat pengukur kelembaban nisbi udara (psikrometer sangkar, sling psikrometer, psikrometer assman, hygrometer, dan higrograf), alat pengukur suhu udara (termomter biasa dan termometer maksimum, thermometer minimum, thermometer maksimum-minimum Six Bellani), alat pengukur suhu dan kelembaban nisbi udara (termohigrometer dan termohigrograf), alat pengukur suhu tanah (termometer permukaan tanah, termometer selubung kayu, termometer bengkok, termometer Simons, stick termometer dan termometer maksimum-minimum tanah), alat pengukur suhu air (termometer maksimum minimum permukaan air), alat pengukur panjang penyinaran matahari (solarimeter tipe Jordan dan solarimeter tipe Combell Stokes), alat pengukur intensitas penyinaran matahari (aktinograf dwi logam), alat pengukur kecepatan angin (cup anemometer, hand anemometer, dan anemometer), dan alat pengukur evaporasi (panci evaporasi kelas A dan Piche evaporation). Alat- alat meteorologi manual yang ada diamati, kemudian dicatat nama alat, kegunaan, satuan, ketelitian, prinsip kerja, cara kerja, cara pengamatan, dan cara pemasangan alat. Sedangkan, AWS hanya diperkenalkan kemudian dipelajari, sehingga diketahui perbandingan kelebihan dan kekurangannya terhadap alat-alat meteorologi manual. Pada hasil pengamatan, tertera uraian singkat mengenai alat-alat meteorologi manual dan perbandingannya dengan AWS.
IV. HASIL PENGAMATAN
1. ALAT PENGUKUR CURAH HUJAN
1. Ombrometer Tipe Observatorium
Keterangan Gambar :
a. Mulut penakar seluas 100 cm²
b. Corong sempit
c. Tabung penampung (kapasitas 300-500 mmCH)
d. Kran
- Fungsi : Mengukur jumlah hujan harian
- Satuan Alat : mm
- Satuan Pengukuran : mm
- Ketelitian Alat : 0,5 mm
- Prinsip Kerja : Penampungan curah hujan
- Cara Kerja :
a. Alat ditempatkan di lapangan terbuka dengan jarak terhadap pohon atau bangunan terdekat sekurang-kurangnya sama dengan tinggi pohon atau bangunan tersebut.
b. Permukaan mulut corong harus benar-benar horisontal dan dipasang pada ketinggian 120 cm dari pemukaan tanah.
- Cara Pengamatan :
a. Pengamatan dilakukan setiap pukul 07.00
b. Data curah hujan harian didapat dengan membuka kran dan airnya ditampung dalam gelas penakar yang bersatuan mm tinggi air.
c. Ketelitian pengamatan sampai 0,2 mm
d. Hujan kurang dari 0,5 mm dianggap tidak ada meskipun tetap dicatat.
e. Jika gelas penakar pecah, pengukuran dapat dilakukan dengan mengukur volume air yang tertampung dengan gelas ukur biasa. Karena luas penampang pengukuran curah hujan 100 cm² sehingga setiap volume 100 cc berarti sama dengan 1mm tinggi muka air.
2. Ombrograf
Keterangan Gambar :
a. Mulut penakar
b. Corong sempit
c. Tabung penampung I
d. Tabung penampung utama (kapasitas 60 mm CH)
e. Saluran pembuangan air (sistem bejana berhubungan)
f. Silinder kertas grafik
g. Pelampung
- Fungsi : Mengukur dan mencatat jumlah hujan
- Satuan Alat : mm
- Satuan Pengukuran : mm
- Ketelitian Alat : 2 mm
- Prinsip Kerja : Dengan sistem pelampung
- Cara kerja :
a. Syarat penempatan alat seperti ombrometer tipe observatorium- alat ditempatkan di lapangan terbuka dengan jarak terhadap pohon dan bangunan terdekat sekurang-kurangnya sama dengan tinggi pohon atau bangunan tersebut.
b. Alat dipasang di atas permukaan tanah dengantinggi permukaan mulut corong 40 cm dari permukaan tanah
- Cara Pengamatan :
a. Kertas grafik dipasang pada silinder yang berputar secara otomatis.
b. Penggantian kertas grafik dilakukan seminggu sekali.
c. Pencatatan curah hujan bersifat kumulatif, dengan kapasitas maksimum penampung 60 mm.
d. Banyaknya curah hujan dan terjadinya hujan (waktu dan intensitasnya) dapat dibaca dari kertas grafik.
2. ALAT PENGUKUR KELEMBABAN NISBI UDARA
1. Psikrometer Sangkar
Keterangan Gambar :
a. Statif
b. Termometer bola basah
c. Termometer bola kering
d. Kain kasa yang dibasahi
e. Bejana tempat air
- Fungsi : Mengukur kelembaban nisbi udara.
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : %
- Ketelitian Alat : 0,50C
- Prinsip Kerja : Berdasarkan hukum termodinamika
- Cara kerja :
a. Psikrometer dipasang dalam sangkar meteo.
b. Kain kasa pada termometer bola basah harus tetap bersih dan selalu dibasahi secara kapilaritas.
- Cara Pengamatan :
a. Pengamatan dilakukan tiga kali sehari, pada pukul 07.00, 13.00/14.00, dan 18.00
b. Mula-mula dilakukan pembacaan suhu termometer bola basah (TBB) kemudian termometer bola kering (TBK).
c. Pembacaan dilakukan sampai ketelitian 0,1ºC, kelembaban nisbi dicari dalam total, berdasarkan nilai selisih suhu pada TBK dan TBB
2. Sling Psikrometer
Keterangan Gambar :
a. Termometer bola basah
b. Termometer bola kering
c. Pegangan
- Fungsi : Mengukur kelembaban nisbi udara sesaat.
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : %
- Ketelitian Alat : 0,2ºC
- Prinsip Kerja : Berdasarkan hukum termodinamika
- Cara kerja : jinjing (portable)
- Cara Pengamatan :
a. Sebelum digunakan, kain kasa di TBB ditetesi air secukupnya.
b. Selanjutnya sling psikrometer diputar ± 33 kali dengan kecepatan 4 putaran/detik.
c. Pengamatan selanjutnya sama seperti pada seperti pada termometer sangkar.
3. Psikrometer Tipe Assman
Keterangan Gambar :
a. Termometer bola basah
b. Termometer bola kering
c. Kipas
d. Sekrup pemutar pegas
e. Saluran angin
- Fungsi : Mengukur kelembaban nisbi udara sesaat.
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : %
- Ketelitian Alat : 0,2ºC
- Prinsip Kerja : Berdasarkan hukum termodinamika
- Cara Kerja : Jinjing
- Cara Pengamatan :
a. Sebelum dipakai, kain kasa di TBB ditetesi air secukupnya.
b. Pegas kipas diputar, sehingga kipas akan mengalirkan udara dengan kecepatan ± 5 m/s pada bagian reservoir.
c. Setelah suhu termometer konstan, dilaksanakan pembacaan seperti pada psikometer jangkar.
4. Higrograf
Keterangan Gambar :
a. Rambut
b. Sistem tuas
c. Pena / penera grafik
d. Silinder kertas grafik
- Fungsi : Mengukur kelembaban nisbi udara sesaat.
- Satuan Alat : %
- Satuan Pengukuran : %
- Ketelitian Alat : 0,1 %
- Prinsip Kerja : Sifat kembang kerut benda higroskopis.
- Cara Pemasangan : Dipasang pada sangkar meteo
- Cara Pengamatan :
a. Dipasang kertas grafik pada
b. silinder yang dapat diputar secara otomatis.
c. Penggantian kertas grafik dilakukan sekali dalam seminggu.
d. Kelembaban nisbi udara dalam satuan persen (%) dapat dibaca pada kertas grafik.
e. Alat ini dapat digunakan untuk mengetahui ayunan kelembaban nisbi udara selama satu minggu.
3. ALAT PENGUKUR SUHU UDARA
1. Termometer Biasa
Keterangan Gambar :
a. Reservoir
b. Pipa kapiler berisi raksa atau alkohol
- Fungsi : Mengukur suhu udara.
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 0,5ºC
- Prinsip Kerja : Muai ruang air raksa atau alkohol
- Cara Kerja : Dipasang sekaligus sebagai termometer bola kering pada psikrometer sangkar
- Cara Pengamatan :
a. Suhu udara dapat dibaca pada skala termometer dengan ketelitian 0,10C
b. Mata pengamat harus tegak lurus terhadap kolom raksa
c. Pengamatan dilakukan 3 kali sehari (pukul 07.00,13.00,14.00 dan 18.00)
2. Termometer Maksimum Udara
Keterangan Gambar :
a. Reservoir
b. Celah Sempit
c. Pipa kapiler berisi raksa
- Fungsi : Mengukur suhu udara maksimum.
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 0,25ºC
- Prinsip Kerja : Muai ruang raksa yang dimodifikasi dengan adanya penyempitan pipa kapiler.
- Cara kerja : Alat dipasang pada sangkar meteo (miring ± 2 terhadap suhu horizontal), dengan bagian resrvoir lebih rendah.
- Cara Pengamatan :
a. Suhu maksimum dapat dibaca tepat pada permukaan kolom air raksa.
b. Setelah pengamatan, alat dipasang pada posisi bagian reservoir disebelah luar dan dikibaskan sampai tidak terdapat pemutusan kolom air raksa di celah sempit dan dipasang untuk pemasangan selanjutnya.
c. Pengamatan dilakukan pada pukul 16.00.
3. Termometer Minimum Udara
Keterangan Gambar :
a. Reservoir
b. Indeks penunjuk suhu minimum
c. Pipa kapiler berisi alkohol
- Fungsi : Mengukur suhu udara minimum.
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 0,25ºC
- Prinsip Kerja : Muai ruang alkohol yang dimodifikasi dengan adanya indeks.
- Cara kerja : Alat dipasang pada sangkar meteo. Miring 2 terhadap sumbu horizontal, dengan reservoir lebih rendah.
- Cara Pengamatan :
a. Suhu udara minimum dapat diketahui dengan membaca tepat pada skala yang ditunjuk oleh ujung indeks yang berdekatan dengan ujung kolom alkohol.
b. Ujung kolom alkohol menunjuk suhu udara sesaat.
c. Pengamatan dilakukan pada pukul 16.00.
d. Setelah pengamatan, indeks harus dikembalikan tepat pada ujung kolom alkohol, untuk pengamatan hari selanjutnya.
4. Termometer Maksimum Minimum Six-Bellani
Keterangan Gambar :
a. Reservoir
b. Pipa kapiler berisi raksa (suhu max).
c. Pipa kapiler berisi alkohol (suhu min)
d. Indeks penunjuk suhu maksimum
e. Indeks penunjuk suhu minimum
f. Tombol pengembali indeks
- Fungsi : Mengukur suhu udara max dan min
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 1ºC
- Prinsip Kerja : Muai ruang zat cair (alkohol dan air raksa)
- Cara kerja :
a. Suhu max dan min dibaca pada ujung bawah indeks
b. Indeks bagian kanan menunjukkan suhu max, indeks bagian kiri menunjukkan suhu min.
- Cara Pengamatan :
a. Suhu maksimum dan minimum dibaca pada ujung bawah indeks
b. Indeks bagian kanan menunjukkan suhu maksimum, indeks bagian kiri menunjukkan suhu minimum
c. Pengamatan dilakukan pukul 16.00.
d. Setelah pengamatan, pengamatan hari selanjutnya, tombol kemudian ditekan sedemikian sehingga ujung bawah indeks berhimpit dengan permukaan kolom air raksa, untuk pengamatan berikutnya
D. ALAT PENGUKUR SUHU UDARA SEKALIGUS KELEMBABAN NISBI UDARA
1. Thermohigrometer
Keterangan Gambar :
a. Spiral Dwi Logam / Bimetal
b. Spiral benda higrokopis
c. Jarum penunjuk skala suhu (biru)
d. Jarum penunjuk skala kelembaban (merah)
e. Ventilasi
- Fungsi : Mengukur suhu udara dan kelembaban nisbi udara dalam 1 waktu.
- Satuan Alat : ºC dan %
- Satuan Pengukuran : ºCdan %
- Ketelitian Alat : 5ºC dan 1%
- Prinsip Kerja :
a. Termometer : Muai dwi logam
b. Higrometer : Higroskopis rambut
- Cara Kerja : jinjing/dipasang pada sangkar meteo
- Cara Pengamatan :
a. Saat pengamatan, alat harus terlindung dari pengaruh sinar matahari secara langsung, dan tetesan air hujan.
b. Suhu udara (ºC) dan kelembaban (%), dibaca langsung pada alat
2. Thermohigrograf
Keterangan Gambar :
a. Lempeng dwi logam/bimetal
b. Rambut
c. Sistem tuas higrograf
d. Sistem tuas termohigrograf
e. Termograf
f. Pena
g. Silinder kertas grafik
- Fungsi : Mengukur suhu dan kelembaban udara dalam 1 waktu.
- Satuan Alat : ºC dan %
- Satuan Pengukuran : ºC dan %
- Ketelitian Alat : 5ºC (termometer) dan 0,5% (higrometer)
- Prinsip Kerja :
a. Termometer : Muai dwi logam
b. Higrometer : Higroskopis rambut
- Cara Kerja : jinjing dan diletakkan pada sangkar meteo
- Cara Pengamatan :
a. Dipasang kertas grafik pada silinder yang dapat berputar secara otomatis
b. Kertas grafik diganti tiap minggu
c. Kelembaban nisbi (%) dan temperatur (ºC), suatu saat dan ayunannya dapat dibaca pada kertas grafik.
E. ALAT PENGUKUR SUHU AIR
1. Termometer Maksimum-Minimum Permukaan Air
Keterangan Gambar :
a. Reservoir
b. Pipa kapiler berisi raksa (suhu max).
c. Pipa kapiler berisi alkohol (suhu min)
d. Indeks penunjuk suhu maksimum
e. Indeks penunjuk suhu minimum
f. Pelindung reservoir
g. Pelampung
- Fungsi : Mengukur suhu maksimum dan minimum permukaan air
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 0,5ºC
- Prinsip Kerja : Muai ruang zat cair
- Cara Kerja : Dapat diletakkan terapung pada permukaan air (biasanya dalam panci evaporasi klas A) dengan kedudukan horisontal.
- Cara Pengamatan :
a. Suhu maksimum dan minimum dibaca pada ujung bawah indeks
b. Indeks bagian kanan menunjukkan suhu maksimum, indeks bagian kiri menunjukkan suhu minimum
c. Pengamatan dilakukan pukul 16.00.
d. Setelah pengamatan, pengamatan hari selanjutnya, tombol kemudian ditekan sedemikian sehingga ujung bawah indeks berhimpit dengan permukaan kolom air raksa, untuk pengamatan berikutnya
F. ALAT PENGUKUR SUHU TANAH
1. Termometer Permukaan Tanah (Jeluk 0cm)
Keterangan Gambar :
a. Termometer zat cair
b. Rerservoir
c. Statif kaki tiga
d. Tabung pelindung reservoir ventilasi
- Fungsi : Mengukur suhu permukaan tanah
- Satuan Alat : ºF
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 1ºF
- Prinsip Kerja : Muai ruang zat cair
- Cara Kerja : Alat bersifat jinjing, alat diletakkan di atas permukaan tanah.
- Cara Pengamatan : Setelah stabil suhu dibaca langsung pada skala yang ditunjukan saat pencatatan pada suhu udara harian.
2. Termometer Tanah Selubung Kayu (jeluk 0-10 cm)
Keterangan Gambar :
a. Ujung sensor sampai jeluk 5 cm
b. Termometer zat cair
c. Pegangan tangan
d. Selubung kayu pelindung termometer
- Fungsi : Mengukur suhu permukaan tanah dengan jeluk 5cm
- Satuan Alat : F
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 1 F
- Prinsip Kerja : Muai ruang zat cair
- Cara Kerja : Alat bersifat jinjing, bagian ujung ditancapkan kedalam tanah dengan jeluk yang akan diamati.
- Cara Pengamatan : Setelah stabil , suhu tanah diamati dengan membaca skala yang ditunjuk.
3. Termometer Tanah Tipe Bengkok (jeluk 20 cm)
Keterangan Gambar :
a. Reservoir untuk jeluk tanah 20 cm
b. Pipa kapiler berisi raksa
- Fungsi : Mengukur suhu permukaan tanah dengan jeluk 20 cm.
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 1ºC
- Prinsip Kerja : Muai ruang zat cair
- Cara Kerja :
a. Dibuat lubang pada tanah dengan jeluk tertentu dengan bor.
b. Bagian reservoir termometer dimasukkan lubang kemudian ditimbun kembali dengan tanah bekas galian.
- Cara Pengamatan : Setelah stabil suhu dibaca langsung pada skala yang ditunjukan saat pencatatan pada suhu udara harian
4. Termometer Tipe Symons (jeluk 50cm)
Keterangan Gambar :
a. Pipa pelindung termometer
b. Bagian sensor
c. Termometer zat cair
d. Reservoir
e. Rantai
- Fungsi: Mengukur suhu tanah kedalaman 50 cm.
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 0,5ºC
- Prinsip Kerja : Muai ruang zat cair
- Cara Pemasangan :
a. Dibuat lubang pada tanah dengan jeluk tertentu dengan bor.
b. Bagian reservoir termometer dimasukkan lubang kemudian ditimbun kembali dengan tanah bekas galian.
- Cara Pengamatan :
a. Termometer diangkat dari selubung bagian pelindung, suhu tanah dapat dibaca langsung pada skala yang ditunjuk.
b. Pembacaan harus dilakukan dengan cepat.
5. Stick Thermometer
Keterangan Gambar :
a. Tangkai pemutar
b. Jarum penunjuk suhu
c. Tabung bejana berisi spiral logam sebagai penghantar
d. Ujung peka
- Fungsi: Mengukur suhu tanah kedalaman 100 cm.
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 1ºC
- Prinsip Kerja : Muai zat cair bertekanan tinggi pada tabung bejana
- Cara Kerja : Alat dimasukkan dalam tanah dan ditekan menurut jeluk yang kita inginkan dengan cara memutar pegasnya.
- Cara Pengamatan: Setelah jarum penunjuk skala pada suhu konstan, suhu dapat dibaca oleh skala yang ditunjuk.
6. Termometer Maksimum Minimum Tanah
Keterangan Gambar :
a. Bagian sensor
b. Pipa berisi zat cair (air raksa)
c. Jarum hitam penunjuk suhu sesaat
d. Jarum hijau penunjuk suhu maksimum
e. Jarum merah penunjuk suhu minimum
- Fungsi : Mengukur suhu max dan min tanah.
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 0,5ºC
- Prinsip Kerja : Muai ruang zat cair pada tabung Bourdan.
- Cara Kerja : Alat jinjing, bagian sensor ditanamkan dalam tanah sampai kedalaman 20 cm dan dibiarkan selama periode pengamatan.
- Cara Pengamatan :
a. Sebelumnya ketiga jarum penunjuk dibuat saling berimpit denga memutar sekrup.
b. Pada saat pembacaan :
- Jarum merah akan menunjukan suhu maksimum
- Jarum hijau akan menunjukan suhu minimum
- Jarum hitam akan menunjukan suhu sesaat.
G. ALAT PENGUKUR PANJANG PENYINARAN
1. Solarimeter Tipe Jordan
Keterangan Gambar :
a. Silinder setengah lingkaran dengan sudut 60º
b. Celah sempit tempat masuknya sinar
c. Pelindung celah sempit
d. Sekrup pengatur kemiringan
- Fungsi: Mengukur panjang penyinaran
- Satuan Alat : jam
- Satuan Pengukuran : %
- Ketelitian Alat : 0,5 jam
- Prinsip Kerja : Reaksi fotokhemis
- Cara Kerja :
a. Alat dipasang pada tempat terbuka, alat diletakkan pada beton yang agak tinggi sedemikian rupa sehingga dalam keadaan normal, sensor dapat menangkap sinar matahari pada ketinggian 3 m diatas horizon.
b. Solarimeter dipasang sedemikian rupa sehingga,
- Arah U-S dari alat sesuai dengan U-S dari tempat pemasangan.
- Tutup kotak menghadap katulistiwa
- Alat dipasang dengan kemiringan kearah katulistiwa terhadap sumbu horizontal sebesar derajat lintang tempat pemasangan (Jogjakarta 7º LS).
- Cara Pengamatan :
a. Persiapan kertas pias
- Kertas pias dicelupkan / dilapisi dengan larutan kalium ferrosianida atau ferniamonium sitrat dengan kepekatan baku, disesuaikan dengan kepekatan kertas pias terhadap intensitas sinar matahari
- Sebelum digunakan kertas pias harus disimpan rapat / tidak boleh bereaksi dengan sinar.
b. Dua buah kertas pias dipasang pada masing-masing tabung dan diganti setiap sore hari pada pukul 18.00.
c. Noda yang terjadi pada kertas pias (dicelupkan dahulu kedalam aquades segera setelah digunakan), diukur panjangnya dalam satuan jam, ini merupakan nilai PP aktual.
- Panjang penyinaran : PP aktual x 100 %
PP potensial
Sementara PP potensial merupakan panjang penyinaran yang seharusnya dapat terjadi bila udara cerah selama 1 periode.
2. Solarimeter Tipe Combell-Stokes
Keterangan Gambar :
a. Lensa bola kaca pejal dengan r = 7,3 cm
b. Busur pemegang bola kaca pejal
c. Sekrup pengunci kedudukan lensa
d. Sekrup pengatur kemiringan
e. Mangkuk tempat kaca pias
- Fungsi : Mengukur panjang penyinaran
- Satuan Alat : jam
- Satuan Pengukuran : %
- Ketelitian Alat : 0,5 jam
- Prinsip Kerja : Pemfokusan sinar matahari
- Cara Kerja :
a. alat diapasang pada tempat terbuka dan diletakkan di atas beton yang agak tinggi, sedemikian rupa sehingga sensor dapat menangkap sinar matahari dalam keadaan normal pada ketinggian 3m di atas horizon.
b. Solarimeter dipasang sedemikian rupa sehingga :
- Mangkuk tempat pemasangan kertas pias harus menunjukkan arah timur-barat.
- Bagian bawah alat harus bener-benar datar (diatur dengan levelling)
- Lensa bola bersama dengan tempat kertas pias dimiringkan sesuai dengan letak lintang tempat pengamatan.
- Cara Pengamatan :
a. kertas pias dipasang dan diganti setiap sore hari pukul 18.00
b. kertas pias yang digunakan ada 3 macam, yaitu bentuk lurus, bengkok panjang dan bengkok pendek
c. jadwal penggunan masing-masing bentuk kertas pias tergantung pada letak pengamatan dan kedudukan matahari terhadap tempat tersebut.
d. Pengukuran PP aktual dengan ketelitian 0,1 jam dengan ketentuan sebagai berikut :
- Noda langsung bundar, dihitung 0,5 panjang garis tengah noda
- Noda berbentuk titik, setiap 2 titik atau 3 titik dihitung 0,1 jam
- Noda berbentuk garis berlubang, dihitung dikurangi 0,1 jam setiap pemutusan
- Noda berbentuk garis tidak berlubang, tidak perlu dikoreksi.
A. ALAT PENGUKUR INTENSITAS PENYINARAN
1. Aktinograf Dwi Logam
Keterangan Gambar :
a. Lempeng logam warna putih
b. Lempeng logam warna hitam
c. Lembar kaca pyrex
d. Pena / penera grafik
e. Silinder kertas grafik
- Fungsi : Mengukur intensitas penyinaran matahari
- Satuan Alat : cm²
- Satuan Pengukuran : kal/cm² per hari
- Ketelitian Alat : 1 cm²
- Prinsip Kerja : Beda muai logam hitam dan putih
- Cara Kerja : Alat dipasang pada tempat terbuka di atas tiang beton yang kuat dan bagian atas dibuat sedemikian rupa sehingga selain sinar berada 15º di atas horizon bumi, sinar harus bebas mencapai sensor.
- Cara Pengamatan :
a. Kertas grafik dipasang dan diganti setiap sore hari pada pukul 18.00
b. Dan grafik yang tergambar diukur luasan di bawah grafik tersebut dengan alat planimeter. Dan luasan terukur disetarakan terhadap satuan kalori / cm² per hari.
I. ALAT PENGUKUR KECEPATAN ANGIN
1. Cup Anemometer
Keterangan Gambar :
a. Mangkok anemo
b. Pencatat jarak
c. Tiang penyangga
- Fungsi : Mengukur kecepatan angin
- Satuan Alat : km
- Satuan Pengukuran : km/jam
- Ketelitian Alat : 1 km
- Prinsip Kerja : sistem mekanik (gear)
- Cara Kerja :
a. Alat dipasang pada tiang ketinggian 0,5 m, 2 m atau 10 m sesuai dengan masing-masing penggunaan.
b. Pemasangan harus tepat terbuka, jarak benda terdekat paling sedikit 10x tinggi benda tersebut.
- Cara Pengamatan :
a. Tiap pagi pukul 07.00 dibaca angka pada alat pencatat.
b. Rerata kecepatan angin dapat dihitung dari besarnya selisih pembacaan hari kedua dengan hari pertama (jarak tempuh angin) dibagi waktu antara beda pengamatan tersebut (periode satu hari = 24 jam).
c. Satuan pengamatan adalah km / jam.
2. Hand Anemometer
Keterangan Gambar :
a. Mangkok anemometer
b. Speed meter
c. Skala beauford
d. Tangkai pegangan tangan
- Fungsi : Mengukur kecepatan angin
- Satuan Alat : m/s
- Satuan Pengukuran : m/s
- Ketelitian Alat : 1 m/s
- Prinsip Kerja : Sistem GGL induksi (seperti sistem dinamo)
- Cara Kerja : jinjing
- Cara Pengamatan :
a. Kecepatan angin sesaat dapat diketahui dengan membaca langsung pada pencatat.
b. Satuan alat dalam meter / detik atau skala Beauford.
3. Biram Anemometer
Keterangan Gambar :
a. Kipas anemo
b. Jarum pencatat jarak per 100 m
c. Jarum pencatat jarak per 1000 m
d. Pengunci
- Fungsi : Mengukur kecepatan angin
- Satuan Alat : m
- Satuan Pengukuran : m/s
- Ketelitian Alat : 1 m/s
- Prinsip Kerja : Sistem mekanik
- Cara Pemasangan : jinjing
- Cara Pengamatan :
a. Umumnya alat digunakan untuk pengukuran rerata kecepatan angin pada periode pendek, satuan dalam meter per detik.
b. Rerata kecepatan angin dapat dihitung dari besarnya selisih pembacaan hari ke-2 dengan pembacaan hari pertama (jarak tempuh angin), dibagi dengan waktu antara benda pengamatan tersebut (periode 1 hari =24 jam)
J. ALAT PENGUKUR EVAPORASI
1. Piche Evaporimeter
Keterangan Gambar :
a. Tabung kaca tempat air
b. Kawat penjepit tempat meletakkan kertas berpori.
c. Penggantung
- Fungsi : Mengukur penguapan air
- Satuan Alat : ml
- Satuan Pengukuran : mm
- Ketelitian Alat : 0,1 ml
- Prinsip Kerja : Pengukuran selisih tinggi permukaan air.
- Cara Pemasangan : Tabung diisi air dan digantung di dalam ruangan atau sangkar meteo.
- Cara Pengamatan : Pengamatan dilakukan sehari sekali. Mula-mula mengamati tinggi permukaan air (P I), pengamatan kedua dilakukan keesokan harinya (P II). Besarnya penguapan adalah selisih pengamatan I dengan II.
2. Panci Evaporasi Klas A
Keterangan Gambar :
a. Panci evaporasi (diameter 120,7 cm, tinggi 25 cm, tebal 0,8 cm)
b. Rangka kayu / besi
c. Tabung peredam riak ? belombang (diameter 10 cm)
d. Hook (batang kall) dan skala ukur (nonius)
e. Sekrup pemutar batang pengukur
- Fungsi : Mengukur penguapan
- Satuan Alat : mm
- Satuan Pengukuran : mm
- Ketelitian Alat : 0,02 mm
- Prinsip Kerja : Pengukuran selisih tinggi permukaan air.
- Cara Kerja :
a. Panci diletakkan pada balok kayu yang disusun di atas permukaan tanah.
b. Air bersih dimasukkan setinggi 20 cm, permukaan air dijaga jangan kurang dari 2,5 cm dari batas, jika tinggi air kurang dari 10 cm dari dasar dapat berakibat kesalahan hingga 15 %.
- Cara Pengamatan :
a. Ujung hooke diatur dengan sekrup pemutar tepat menyentuh permukaan air kemudian tinggi air dapat dibaca pada penera (ketelitian 0,02 mm).
b. Sore berikutnya, ujung kail diatur kembali sampai menyentuh permukaan air.
c. Selisih pembaca pertama (P I) dengan pembaca kedua (P II ) merupakan besarnya penguapan air.
d. Jika terdapat hujan, maka rumus perhitunganevaporasi adalah P I – P II + CH (dalam mm). Ka[pasitas maksimum jika terjadi hujan sebesar 50 mm pada periode pengamatannya.
e. Penguapan yang terukur adalah penguapan pada permukan air terbuka.
K. AUTOMATIC WEATHER STATION (AWS)
1. Wind Speed ( Kecepatan Angin)
- Fungsi : Sensor ini mengukur kecepatan dan larinya angin secara horisontal.
- Cara Kerja : Mangkuk ringan dipasang di atas sebuah rotor yang bergerak atau digerakkan angin. Di dalam tubuh sensor, sebuah magnet berotasi memproduksi satu medan magnet penggerak yang membuka dan menutup sebuah reed switch dua kali setiap putaran. Data logger menghitung perputaran buka tutup ini dan mengukur kecepatan angin melalui jumlah putaran buka tutup perdetiknya. Sensor kecepatan angin terbuat dari stainless steel yaitu campuran logam aluminium yang dianodakan.
- Performa :
- Kecepatan awal : 0,25 m/s
- Kecepatan maksimum : 65 m/s
- Resolusi : 0,1 m/s.
- Akurasi : + 2%
- Konstanta jarak : 6,5 m
2. Wind Direction (Arah Angin)
- Fungsi : Sensor ini mengukur arah angin searah horisontal.
- Cara Kerja : Arah angin adalah arah dari mana angin berhembus, diukur dari arah utara kompas dengan gerak searah jarum jam. Rakitan baling-balingnya terdiri dari dua baling-baling diimbangi oleh penunjuk tahan kerat. Saat rakitan baling-baling bergerak sesuai arah angin, presisi potensiometer di dalam sensor mengubah muatan listriknya. Pemasok data mengukur hambatan listrik ini dan menentukan posisi baling-baling berdasarkan pembacaan tersebut.
Sensor arah angin terbuat dari stainless steel yang merupakan campuran aluminium teranodakan.
- Performa :
- Kecepatan awal : 0,25 m/s.
- Kecepatan maksimum : 65 m/s.
- Kisaran : 0 sampai 360o
- Resolusi : 1o
- Akurasi : + 2o
- Konstanta Jarak : 4,0 m
3. Solar Radiation (Radiasi Matahari)
- Fungsi : Sensor ini mengukur radiasi sinar matahari dengan satuan pengukuran watt per meter persegi.
- Cara Kerja : Radiasi sinar matahari menyebabkan silikon fotosel menggerakkan tegangan yang berbanding lurus dengan radiasi matahari. Pemasok data mengukur tegangan dan mencatat pembacaan dalam W/m2. Sensor radiasi cahaya matahari terbuat dari baja anti karat yaitu logam campuran aluminium yang diberi muatan anoda.
- Performa :
• Kisaran : 0 - 2000 W/m2.
• Resolusi : 0,1 W/m2.
• Akurasi : + 2 W/m2.
• Gel. Frek. : 350 sampai 1100 nm.
• Waktu respon : 0,01 s ( sampai 63%)
4. Relative Humidity (Kelembaban Nisbi)
- Fungsi : Sensor kelembaban nisbi ini mengukur muatan lembab pada udara.
- Cara Kerja : Kelembaban nisbi adalah kelembaban sebenarnya sebagai prosentase dari kelembaban maksimum (udara yang terlembabkan dengan air) saat suhu kamar atau sekitarnya. Kelembaban diukur dengan menggunakan sensor film dari polimer yang tipis.
- Performa :
• Kisaran : 0 sampai 100%
• Resolusi : 1%
• Akurasi : + 2%
• Waktu respon : 75 detik untuk 63% untuk berubah ke 25%- 75% langkah perubahan dalam kelembaban.
5. Air Temperature (Suhu Udara)
- Fungsi : Sensor ini mengukur suhu udara menggunakan Platinum Resistance Termometer (PRT).
- Cara Kerja : Sensor ini dipasang di dalam sebuah layar radiasi yang terlindungi untuk meminimalisir efek-efek hujan dan radiasi matahari. Hambatan listrik PRT berubah seiring berubahnya suhu dan pemasok data dalam mengukur hambatan ini untuk menghitung suhu.
- Performa :
• Kisaran : -40oC sampai +80oC
• Resolusi : 0,1oC
• Akurasi : 0,2oC (0 sampai +70oC)
0,5oC (-40oC sampai 0)
6. Soil Temperature (Suhu Tanah)
- Fungsi : Sensor ini mengukur temperatur suhu tanah pada posisi dalam profil tanah dimana satelit ditanam.
- Cara Kerja : Sensor ini bertipe termistor yang dibungkus dalam sebuah satelit stainless stell. Resistensi elektris termistor berubah seiring berubahnya temperatur dan pemasok data mengukur resistensi ini untuk menghitung temperaturnya. Sensor temperatur tanah ini terbuat dari stainless stell.
- Performa :
• Kisaran : -40oC sampai +80oC
• Resolusi : 0,1oC
• Akurasi : 0,2oC (0 sampai +70oC)
+ 0,5oC (-40oC sampai 0)
• Waktu respon : 6 detik sampai dengan 63% perubahan.1050 mbar)
7. Raingauge (Curah Hujan)
- Fungsi : Sensor ini mengukur hujan menggunakan metode ember terbalik.
- Cara Kerja : Hujan dikumpulkan melalui sebuah celah atau lubang berukuran tertentu dan disalurkan ke ember terbalik yang dibagi saat jumlah curah hujan sebesar 0,2 mm terkumpul. Ember akan terbalik atau tumpah sampai kosong. Gerakan ini menutup sebuah reed switch yang mengirimkan sinyal listrik ke pemasok data. Belahan ember yang lain kemudian terisi dan proses ini akan terulang kembali. Pemasok data mengjitung sinyal listrik untuk mencatat jumlah curah hujan. Sensor curah hujan terbuat dari fiberglass dan cetakan plastik yang terinjeksi.
- Performa :
• Kisaran : -400C - +800C
• Resolusi : 0,2 mm
• Akurasi : 1%
• Waktu respon : <100 ms per closure
8. Barometric Pressure (Tekanan Barometer)
- Fungsi : Sensor tekanan barometer mengukur tekanan atmosfer.
- Cara Kerja : Sensor ini dipasang pada papan sirkuit pemasok data di dalam wadah pelindung.
- Performa :
Kisaran : 600 sampai 1250 mbar
Resolusi : 1 mbar
Akurasi : 1 mbar (950 – 1050 mbar)
V. PEMBAHASAN
Cuaca adalah keadaan fisik atmosfer pada suatu saat (waktu tertentu) di suatu tempat, yang dalam waktu singkat (pendek) berubah keadaannya, seperti panasnya, kelembabannya, atau gerak udaranya.Iklim merupakan karakter, sintesis atau nilai statistik cuaca jangka panjang di suatu lokasi atau wilayah yang luas. Iklim terbentuk dari anasir-anasir iklim yang saling berkaitan dan harus diketahui kondisinya secara akurat sebagai dasar pengambilan keputusan, dalam hal ini untuk kepentingan pertanian. Anasir-anasir iklim itu meliputi intensitas penyinaran matahari, lama penyinaran matahari, suhu udara dan tanah, kelembaban relatif udara, tekanan udara, kecepatan angin, arah angin, presipitasi, dan evaporasi. Untuk mengetahuinya digunakan alat-alat pengukur yang spesifik untuk masing-masing anasir iklim dengan spesifikasinya masing-masing. Pengukuran dapat dilakukan dengan alat pengukur manual maupun otomatis sesuai kebutuhan dan pertimbangan tertentu berkaitan dengan kondisi yang ada. Alat pengukur manual secara umum memiliki tingkat ketelitian dibandigkan dengan alat pengukur otomatis meskipun penggunaannya relatif kurang praktis. Data suatu pengamatan harus dapat diterima secara universal sehingga satuan dari tiap anasir iklim diseragamkan secara internasional oleh WMO. Untuk standardisasi ketelitian alat pengukur itu sendiri oleh WMO disepakati penera bakunya untuk diberlakukan secara internasional.
A. Alat Pengukur Curah Hujan
Besarnya keseluruhan curah hujan pada suatu waktu tertentu merupakan jumlah hujan yang jatuh menutup suatu permukaan tanah jika tidak terjadi penghilangan oleh proses penguapan (evaporation), aliran permukaan (run off)), dan peresapan (infiltration and percolation) yang diukur dalam satuan tinggi air di atas permukaan horisontal. Tinngi air dinyatakan dalam satuan millimeter. Ketelitian pengukuran curah hujan di pengaruhi oleh angin, tinggi pemasangan dari permukaan tanah, letak ( jarak dari bangunan atau vegetasi), serta luas alat penangkap air hujan. Angin dan letak dapat menyebabkan perbedaan 50%. Penangkapan air hujan merupakan fungsi ketinggian alat. Makin terbuka tempatnya akan semakin besar perbedaan penangkapan dengan perbedaan ketinggian. Untuk akurasi hasil harus memperhatikan arah dan kecepatan angin yang naik. Dalam pelaksanaan ukuran penangkap hujan mempunyai pengaruh yang kecil saja terhadap jumlah hujan yang diterima kecuali untuk tipe-tipe yang percikan dan evaporasi air yang melekat pada corong kira-kira 1-2 persen. Alat pengukur curah hujan yang digunakan adalah ombrometer tipe observatorium dan ombrograf.
1. Ombrometer Tipe Observatorium
Alat ini bekerja berdasarkan prinsip penampungan curah hujan. Lubang penangkapnya merupakan mulut penakar berbentuk lingkaran seluas 100 cm2 yang dihubungkan oleh corong sempit menuju tabung penampungan dengan kapasitas setara 300-500 mm CH. Air yang tertampung dibuat sedemikian rupa sehingga tidak mengalami penguapan lagi dan dapat dialirkan melalui lubang kran pada bagian bawah alat ini. Alat ini hanya merupakan pengukur curah hujan yang digunakan secara manual. Air yang tertampung kemudian diukur dengan gelas ukur setelah dikonversikan dalam satuan tinggi air.
Penggunaan alat ini harus benar-benar ditempatkan pada posisi permukaan corong yang horizontal dengan ketinggian sekitar 120 cm dari permukaan tanah. Alat ini ditempatkan pada tempat terbuka dengan jarak terhadap pohon di sekitarnya sekurang-kurangnya sama dengan pohon tersebut.
Kelebihan alat pengukur ini antara lain:
a. Penggunaan dan perawatannya mudah dan sederhana.
b. Memiliki kapasitas tampungan yang lebih besar dari ombrograf.
c. Tingkat ketelitiannya lebih tinggi dibandingkan dengan ombrograf (sampai 0,5 mm).
d. Satuan alat dan satuan pengukurannya sama sehingga memudahkan perhitungan.
e. Jika gelas penakar pecah dapat diganti dengan mengukur volume air yang tertampung dengan jelas karena penampang curah memiliki luas 100 cm2 sehingga tiap 1000 volume sama dengan 1 mm muka air.
Adapun untuk kelemahannya adalah:
a. Memerlukan alat penjangkau untuk mencapai ketinggian 120 cm dari permukaan tanah saat penempatan alat ini.
b. Memerlukan pengecekan berulang kali terhadap kemungkinan tersumbatnya corong oleh seresah maupun kotoran lain sehingga kurang efisien dalam waktu dan tenaga dalam pengamatan.
c. Membutuhkan kehati-hatian lebih untuk menghindari penguapan curah hujan yang telah tertampung sehingga mengurangi keakuratan datanya.
d. Sistem pembuangan yang manual dapat mengganggu kelancaran pengukuran curah hujan ketika kran dibuka karena penuhnya penampung.
2. Ombrograf
Ombrograf merupakan alat pengukur hujan tipe perekam data yang bekerja secara otomatis. Prinsip kerja alat ini berdasarkan sistem pelampung dengan mencatat tinggi air secara kumulatif dengan pena pencatat yang dihubungkan dengan pelampung di dalam tabung penampung. Berbeda dengan ombrometer tipe orservatorium, ombrograf dapat mencatat curah hujan dan intensitasnya pada suatu waktu tertentu.
Alat ini dipasang di tempat terbuka dengan jarak terhadap pohon di sekitarnya sekurang-kurangnya sama dengan tinggi pohon tersebut. Tidak setinggi ombrometer tipe observatorium, alat ini hanya dipasang dengan tinggi mulut corong pada ketinggian 40 cm di atas permukaan tanah.
Kelebihan alat pengukur ini antara lain:
a. Penempatannya lebih mudah, hanya pada ketinggian 40 cm di atas permukaan tanah.
b. Sistem pembuangannya menggunakan system bejana berhubungan sehingga air akan terbuang secara otomatis jika pemampung penuh.
c. Waktu terjadinya hujan dan intensitasnya dapat diketahui dengan baik.
d. Merekam data secara otomatis sehingga lebih praktis.
e. Data yang dihasilkan sudah berupa data matang berupa grafik.
Kelemahan alat ini antara lain:
a. Tingkat ketelitiannya lebih rendah dibandingkan dengan ombrometer tipe observatorium (hanya 2 mm).
b. Perawatan alat lebih lebih rumit.
c. Membutuhkan waktu yang lebih lama.
d. Membutuhkan keahlian dalam menginterpretasikan grafik sehingga pengamatnnya relative lebih sulit.
e. Boros tinta dan kertas grafik karena harus diganti setiap satu minggu sekali.
f. Daya tampngnya lebih kecil dari ombrometer tipe observatorium (hanya 60 mm CH).
B. Alat Pengukur Kelembaban Nisbi Udara (Relatif Humidity/RH)
Kelembaban nisbi udara menunjukkan nisbah (perbandingan) antara uap air yang terkandung dengan kapasitas kandungan maksimum uap air pada suatu temperature dan teknan udara tertentu. Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah psikrometer dan higrograf.
1. Psikrometer
Psikrometer merupakan alat pengukur RH yang bekerja berdasarkan prinsip termodinamika terutama tentang hubungan suhu dan tekanan air jenuh di udara. Secara umum psikrometer terdiri dari dua thermometer yang salah satunya dililiti kain kasa basah sebagai Termometer Bola Basah (TBB) dan yang lain sebagai Termometer Bola Kering (TBK). TBK menunjukkan suhu udara sedangkan dari kain kasa basah yang dililitkan TBB akan mencatat kelembaban udara dengan bantuan tabel. RH dibaca dari tabel pembacaan TBB terhadap ΔTBK-TBB. Pada waktu pembacaan terlebih dulu dibaca termometer bola kering kemudian termometer bola basah. Suhu udara yang ditunjukkan oleh termometer bola kering lebih mudah berubah daripada suhu termometer bola basah. Jenis psikrometer yang biasa digunakan adalah psikrometer sangkar, sling psikrometer, dan psikrometer tipe Assman.
a. Psikrometer Sangkar
Alat ini bekerja pada kecepatan angin 3-5 m/detik dan dipasang pada sangkar meteor dengan kondisi termometer bola basah yang selalu lembab terliliti oleh kain kasa basah. Kelebihan alat ini adalah kecepatan angin yang tidak terpengaruh oleh kecepatan tangan karena ditempatkan di alam terbuka dan tingkat ketelitiannya lebih tinggi daripada psikrometer tipe Assman. Adapun kelemahannya adalah dibutuhkan ketelitian yang lebih untuk mengamati TBB-nya serta penggunaan kain kasa yang harus selalu terjaga kebersihannya dari jamur, debu, dan lumut sehingga harus diganti seminggu sekali agar tidak mempengaruhi hasil pengamatan.
b. Sling Psikrometer
Alat ini digunakan untuk kecepatan angin 2,5 m/detik dengan prinsip kerja yang hamper sama dengan psikrometer sangkar. Psikrometer ini dioperasikan dengan prinsip termodinamika melalui gerakan putaran tangan sehingga pengoperasian alat ini relatif cukup sederhana. Putaran dilakukan sebanyak kurang lebih 33 kali untuk mencapai kecepatan angin yang ideal. Sementara kelemahannya adalah perhitungan data yang agak rumit karena harus menghitung temperature pada TBB dan TBK dulu dan pengukuran tidak optimal karena mendapat pengaruh dari pengamat ketika mengoperasikan alat ini.
c. Psikrometer Tipe Assman
Psikrometer ini digunakan pada kecepatan angin 5 m/detik. Kelebihan yang dimiliki alat ini adalah memiliki alat pemompa kecepatan angin sehingga lebih efisien dan lebih mudah dioperasikan. Sementara kelemahannya adalah ketelitiannya kurang dibanding psikrometer yang lain dan TBB harus dijaga agar tetap basah sebelum pengukuran.
d. Higrograf
Higrograf adalah alat ukur RH lain yang bekerja berdasarkan prinsip perubahan panjang bahan higroskopis jika menyerap atau menguapkan air. Bahan higroskopis yang digunakan dalam praktikum ini adalah rambut ekor kuda karena memiliki koefisien muai yang lebih tinggi daripada rambut dari hewan lain atau pun manusia sehingga lebih sensitif terhadap perubahan kelembaban. Kelebihan alat ini adalah sifatnya praktis karena data yang didapat berupa data matang dan rambut sebagai sensor mudah didapat. Sementara kelemahannya adalah memilki ketelitian yang kurang bila dibandingkan dengan alat psikrometer sehingga sebelum digunakan harus ditera terlebih dahulu dengan psikrometer dan kertas grafik harus diganti seminggu sekali sehingga tidak efisien.
C. Alat Pengukur Suhu Udara
Pengukuran suhu dilakukan dengan menggunakan termometer zat cair. Prinsip kerja alat ini berdasarkan kepekaan zat cair terhadap perubahan suhu. Dalam pengguanannya, alat ini ditempatkan pada sangkar meteor agar tidak langsung dipengaruhi oleh radiasi sinar matahari, terlindung dari hujan dan angin, serta terhindar dari pemanasan dan pendinginan permukaan tanah di bawahnya. Sangkar meteor dibuat berwarna putih untuk menghindari penyerapan radiasi sinar matahari yang dapat mempengaruhi suhu di sekitar alat pengukur. Oleh karena itu, pembersihan sangkar meteor harus teratur dilakukan untuk menghindari penyerapan sinar matahari dengan lebih mudah sehingga mempengaruhi pengukuran suhu udara.
Cairan yang digunakan dalam termometer zat cair adalah cairan yang mempunyai sifat peka terhadap perubahan suhu, nilai koefisien muainya btinggi, namun tidak mengalami perubahan fase pada kisaran suhu yang umum. Zat cair tersebut dimasukkan ke dalam reservoir yang berhubungan dengan pipa kapiler agar simpangan volume yang terjadi cukup besar atau dapat dilihat.
1. Termometer Udara Biasa
Termometer jenis ini menggunakan zat cair penngisi berupa air raksa dengan kemampuan ukur 360C sampai dengan 500C. Prinsip kerjanya berdasarkan prinsip muai zat cair pada pipa kapiler karena perubahan suhu. Alat ini berfungsi untuk mengukur suhu udara sesaat.
Beberapa kelebihan dari alat ini adalah:
a. Penggunannya mudah dan sederhana.
b. Memiliki ketelitian yang lebih baik dibanding alat pengukur suhu yang lain.
c. Data yang dihasilkan cukup akurat.
Adapun kelemahannya antara lain:
a. Dibutuhkan ketelitian tinggi dalam pengamatan, mata harus benar-benar tegak lurus terhadap kolom air raksa untuk menghindari ralat yang terlalu besar.
b. Pada titik didih atau titik beku air raksa pengukuran harus dilakukan secepat mungkin.
c. Harus dilakukan pengamatan sesering mungkin karena suhu dapat berubah secara cepat seiring perubahan waktu.
2. Termometer Maksimum Udara
Alat ini menggunakan zat cair pengisi berupa air raksa. Termometer ini dimodifikasi dengan peneyempitan pada pipa kapiler di dekat reservoirnya sehingga kolom air raksa yang telah masuk ke pipa kapiler saat memuai tidak bias secara merta kembali ke reservoir saat menyusut. Dengan demikian air raksa akan tetap berada pada posisi sama dengan suhu tertinggi. Termometer maksimum digunakan untuk pengukuran suhu yang ekstrim tinggi. Dalam penggunaannnya, alat ini dipasang pada sangkar meteor dengan posisi miring ± 20 terhadap suhu horizontal dengan reservoir berada pada bagian yang lebih rendah. Kelebihan alat ini adalah ketelitiannya yang cukup tinggi, cara pengguannnya ynag sederhana, serta perhitungannya yang mudah. Adapun kelemahannya adalah untuk mengembalikan air raksa kembali ke keadaan normal agar dapat digunakan untuk percobaan selanjutnya harus dikibaskan terlebih dulu sehingga kurang efisien.
3. Termometer Minimum Udara
Berkebalikan dengan termometermaksimum, termometer ini berfungsi untuk mengukur suhu udara ekstrim rendah dengan zat cair pengisinya berupa alkohol dengan titik beku -144,90C. Alat ini dimodifikasi dengan adanya indeks yang hanya dapat bergerak ke arah reservoir jika alkohol menyusut. Sama seperti termometer maksimum, alat ini dipasang pada sangkar meteor dengan posisi sedikit miring (± 2 terhadap sumbu horizontal) dengan bagian reservoir lebih rendah. Kelebihan dari penggunaan alat ukur ini adalah kepekaannya yang tinggi terhadap perubahan suhu serta suhu sesaat yang dapat diamati dengan lebih cermat karena adanya modifikasi indeks. Namun, alat ini hanya dapat menunjukkan suhu sesaat dan cara pemasangannya harus benar-benar datar pada sangkar meteor pengukur akan mengurangi ketelitian alat ini.
4. Termometer Maksimum Minimum Six Bellani
Pada prinsipnya, termometer ini merupakan gabungan termometer maksimum dan minimum menjadi satu sekaligus sehingga lebih praktis untuk mengukur suhu udara ekstrim tinggi dan rendah sekaligus dalam satu alat ukur. Prinsip kerjanya didasarkan pada pemuaian dua zait cair, alkohol dan air raksa sebagai zat cair pengisi, yang dimodifikasi dengan adanya indeks. Kolom air raksa pada saat memuai akan mendorong indeks penunjuk suhu maksimum untuk bergerak ke atas sedangkan indeks penunjuk suhu minimum akan dapat bergerak ke bawah jika kolom alkohol menarik kea rah reservoir pada saat menyusut. Suhu maksimum dan minimum masing-masing dibaca pada ujung bawah indeks. Indeks kanan menunjukkan suhu maksimum sedangkan indeks kiri sebagai indeks suhu minimum.
Kelebihan alat ukur ini adalah:
a. Suhu maksimum dan minimum dapat terukur sekaligus pada satu alat.
b. Pengamatan lebih mudah dengan adanya modifikasi indeks.
c. Tombol penekan memudahkan pengembalian posisi alkohol dan air raksa ke keadaan semula.
Adapun kelemahannya antara lain:
a. Hanya dapat mengukur suhu sebatas nilai nisbi air raksa dan alkohol.
b. Ketelitiannya lebih rendah disbanding alat pengukur suhu yang lain karena adanya beda muai antara air raksa dan alkohol.
D. Alat Pengukur Suhu Udara sekaligus Kelembaban Nisbi Udara
Suhu udara dan kelembababn nisbi dapat diukur secara bersamaan dalam satu alat ukur. Alat ukur yang biasa digunakan adalah termohigrometer dan termohigrograf. Keduanya sama-sama bekerja berdasarkan prinsip muai dwi logam dan sifat higroskopis bahan.
1. Termohigrometer
Termohigrometer dapat digunakan secara lebih praktis untuk mengukur suhu sekaligus kelembaban nisbi dalam satu alat ukur. Satuan yang tertera pada alat ukur ini adalah 0C pada skala penunjuk suhu dan % pada skala penunjuk kelembaban nisbi. Spiral dwi logam pada alat ini berfungsi sebagai sensor suhu sedangkan untuk sensor kelembaban nisbinya menggunakan spiral benda higroskopis. Penggunaannya yang praktis membuat pengukuran dengan alat ini lebih hemat waktu dan tenaga dan pengamatannya lebih mudah dibandingkan menggunakan termohigrograf karena temperature dan kelembaban nisbi dapat langsung terbaca dari jarum penunjuk skala masing-masing anasir secara terpisah. Kelemahan dari pengggunaan alat ukur ini adalah kerentanannya terhadap pengaruh sinar matahari dan tetesan air hujan secara langsung saat digunakan di lapangan terbuka tanpa pelindung sehingga kurang fleksibel. Keakuratannya pun lebih rendah dibanding termohigrograf karena pengamatan dengna alat ini biasanya hanya dilakukan seminggu sekali.
2. Termohigrograf
Masih dengan prinsip yang kurang lebih sama seperti pada termohigrometer, alat ukur ini bekerja dengan prinsip muai dwi logam dan sifat higroskopis suatu bahan. Termohigrograf menggunakan lempeng dwi logam untuk sensor suhu dan rambut untk sensor kelembaban nisbi. Secara mekanis, sensor suhu akan dihubungkan oleh sistem tuas termograf dan oleh sistem tuas higrograf untuk sensor kelembaban nisbinya dengan pena pelukis grafik pada silinder grafik. Udara yang panas akan memuaikan sensor suhu dari logam dan menggerakkan pena ke atas. Sebaliknya, sensor suhu dari logam akan mengerakkan pena ke bawah saat suhu udara menurun. Adapun untuk sensor kelembaban nisbi, rambut akan memanjang bila udara basah dan akan mengerut bila udara kering.
Kelebihan alat ukur ini adalah:
a. Fluktuasi suhu dan RH dari waktu ke awaktu dapat teramati lebih jelas melalui kenampakan grafik yang dihasilkan.
b. Dapat mengukur suhu dan kelembaban nisbi secara bersamaan dengan satu alat ukur.
c. Data yang dihasilkan berupa grafik yang siap pakai.
Sementara kelemahannya antara lain:
a. Pengamatan dilakukan berulang kali sehingga memakan waktu yang cukup lama.
b. Lebih boros karena harus mengganri kertas grafik secara teratur setiap satu minggu sekali.
E. Alat Pengukur Suhu Air
Suhu air diukur dengan termometer maksimum minimum air yang bekerja berdasarkan prinsip muai zat cair. Alat ini diletakkan pada terapung pada permukaan air (biasanya dalam panic evaporasi kelas A) dengan kedudukan horisontal. Alat ini dapat mengukur suhu maksimum sekaligus minimum air dengan niali yang dapat diketahui langsung ari indeks penunjuknya. Kelemahan alat ukur ini adalah hanya dapat mengukur suhu permukaan dan hanya berfungsi efektif pada suhu permukaan air yang bersih dari pengganggu. Pengamatan dengan alat ini juga relative kurang fleksibel karena dilakukan hanya pada waktu tertentu saja (sore hari sekitar pukul empat).
F. Alat Pengukur Suhu Tanah
Pada prinsipnya, termometer yang digunakan untuk pengukuran suhu tanah (kecuali (kecuali stick thermometre) adalah termometer biasa yang sedikit dimodifikasi dengan dilengkapi pelindung atau dibuat bengkok agar lebih mudah dalam pengamatannya.
1. Termometer Permukaan Tanah
Alat ini digunakan untuk mengukur suhu tanah pada kedalaman jeluk 0 cm atau pada permukaan tanah saja. Termometer ini bersifat portabel dan bekerja dengan prinsip muai zat cair. Penggunaannya hanya diletakkan di atas permukaan tanah sehingga mudah dilakukan dan tidak membutuhkan waktu yang lama. Ketelitiannya cukup tinggi (sampai 0,50C). namun, pengukuran dengan alat ini memerlukan beberapa waktu tunggu sampai alat ukur ini menjadi stabil. Selain itu, karena sifatnya yang portabel maka diperlukan bantuan alat lain dalam pengamatan.
2. Termometer Selubung Kayu
Digunakan untuk pengukuran suhu tanah pada kedalaman 5-10 cm. Prinsip kerjanya sama seperti termometer biasa, berdasarkan prinsip muai zat cair. Alat ini dilengkapi dengan pelindung termometer dari kayu. Penggunaannya cukup dengan menancapkan ujung runcing sebagai sensornya pada kedalaman jeluk yang akan diamati.
Kelebihan alat ini adalah:
a. Skala antara reservoir dengan skala terendah lebih panjang sehingga mempermudah pembacaannya.
b. Lebih tahan terhadap kemungkinan rusak karena terlindung oleh pelindung kayu.
c. Mencakup pengukuran suhu untuk kedalaman yang lebih dalam disbanding termometer permukaan.
d. Dapat diterapkan langsung pada tanah.
Sementara kelemahannya adalah alat ini bersifat jinjing (portable) sehingga memerlukan bantuan alat lain dalam pengamatan dan dalam pengamatan kestabilan alat sangat kurang.
3. Termometer Tipe Bengkok
Alat ini digunakan untuk kedalaman 20 cm. Masih berdasarkan prinsip muai zat cair, alat ini digunakan dengan melakukan pengeboran terlebih dulu kemudian bagian reservoir termometer dimasukkan ke lubang hasil pengeboran dan ditimbun kembali dengan tanah bekas pengeboran.
Alat ini dapat mengukur suhu tanah lebih dalam dari dua termometer tanah sebelumnya dan dapat digunakan dengan dengan mudah karena bentuk reservoirnya yang dibuat bengkok. Namun, termometer ini lebih rentan rusak karena termometer karena tidak dilengkapi selubung pelindung. Selain itu, penggunannya yang diawali dengan tahap pengeboran kurang efisien dan praktis. Alat ini juga bersifat portabel sehingga masih memerlukan bantuan alat lain untuk pengamatannya.
4. Termometer Tipe Symons
Alat ini berfungsi mengukur suhu tanah pada kedalaman hingga 50 cm. Cara kerjanya adalah dengan terlebih dulu dibuat lubang pada tanah dengan jeluk tertentu yang akan diukur kemudian termometer dimasukkan keseluruhan masih bersama pelindungnya dan dengan segera rantai penarik termometernya ditarik dari pipa pelindung keluar dari lubang galian setelah beberapa waktu. Kelebihan pengguanaan termometer ini adalah dapat mencapai kedalaman tanah yang lebih dalam dari termometer sebelumnya. Alat ini juga lebih kuat dari kemungkinan mudah rusak karena dilindungi oleh pipa pelindung yang kuat. Adapun kelemahannya adalah sifatnya yang portabel sehingga memerlukan bantuan alat lain untuk pengamatannya. Selain itu, penggunannya lebih merepotkan karena ukuran alat yang cukup besar dan membutuhkan penggalian terlebih dulu. Pengamatan juga harus dilakukan dengan cepat saat termometer dikeluarkan dari pipa pelindung agar skala yang terbaca belum sempat berubah dari ukuran yang sebenarnya karena pengaruh gerakan yang untuk kedalaman yang cukup dalam.
5. Stick Thermometre
Termometer ini digunakan untuk pengukuran suhu pada kedalaman 100 cm. Alat ini dimasukkan ke dalam tanah dan ditekan menurut jeluk tertentu yang akan diukur dengan cara memutar pegangannya. Pengamatan pada skala penunjuk dilakukan setelah jarum penunjuk suhu konstan. Selain dapat mengukur suhu tanah lebih dalam, alat ini juga lebih mudah digunakan karena dilengkapi dengan pegangan untuk menekankan tabung bejana ke dalam tanah dengan letak termometer yang tetap di atas permukaan tanah sehingga lebih leluasa dalam pengamatan skalanya. Dengan bentuk termometer yang demikian, kerentanan terhadap kerusakan juga lebih rendah. Namun demikian, pengamatan dengan alat ukur ini memerlukan waktu tunggu untuk sampai pada keadaan suhu konstan yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk. Sifatnya yang portabel juga menyebabkan alat ini masih membutuhkan alat bantu lain untuk pengamatannya.
6. Termometer Maksimum-Minimum Tanah
Bagian sensor ditanamkan dalam tanah sampai kedalaman 20 cm dan dibiarkan selama periode pengamatan. Alat ini memiliki kelebihan antara lain dapat mengukur suhu maksimum dan minimum tanah secara sekaligus, tanah yang diukur relative dalam dengan kedalaman lebih dari 20 cm, dan memiliki ketelitian cukup tinggi dibandingkan alat lain. Sementara kelemahannya adalah alat bersifat jinjing (portable) sehingga memerlukan bantuan alat lain dalam pengamatan.
Keenam alat ini kerja yang sama yaitu berdasarkan muai ruang zat cair baik raksa maupun alkohol. Pemasangan alat dengan bantuan bor lebih tinggi ketelitiannya karena terhindar dari pengaruh panas akibat dari gesekan alat dengan tanah (alat tanpa bor tidak begitu valid karena tejadi gesekan ujung alat dengan tanah saat pelubangan tanah membuat ujung thermometer menjadi sedikit panas, sehingga berpengaruh terhadap suhu akhir), seperti pada thermometer tipe symons dan stick thermometer. Stick termometer merupakan alat yang paling menguntungkan dibandingkan dengan alat lain, karena dapat mengukur suhu tanah mulai dari jeluk 0 cm sampai 100 cm meskipun ketelitiannya kurang jika dibandingkan dengan thermometer maksimum – minimum tanah yang berfungsi ganda karena dapat menunjukkan suhu maksimum dan minimum secara bersamaan.
G. Alat Pengukur Panjang Penyinaran
Panjang penyinaran didefinisikan sebagai lamanya matahari bersinar cerah yang sampai ke bumi untuk satu periode waktu tertentu dan dinyatakan dalam satuan kal/cm2/hari. Berdasarkan standar WMO, sinar matahari cerah apabila intensitasn radiasinya mencapai 21 watt/cm2/hari (ekuivalen dengan 0,3 kal/cm2/hari) atau lebih.wattPanjang penyinaran adalah lamanya matahari bersinar cerah yang smapai ke bumi dalam satu periode tertentu. Panjang penyinaran potensial tergantung pada posisi tempat pengamatan (letak lintang) dan bulan saat pengamatan Panjang penyinaran dalam satu periode diukur dengan solarimeter.
1. Solarimeter tipe Jordan
Alat ini bekerja berdasarkan prinsip fotokhemis. Berkas sinar yang masuk akan bereaksi dengan Kalium Ferro Sianida atau Ferro Ammonium Sitrat yang sebelumnya telah dioleskan pada kertas pias. Garam ferro tersebut akan teroksidasi membentuk noda apabila kertas pias tersebut kita cuci dengan aquades. Panjang noda yang terbentuk dapat digunakan untuk mengukur PP aktual. Alat dipasang di tempat terbuka, tidak ada halangan ke arah Timur - Barat. Bagian pentingnya terdiri dari 2 buah tabung ½ lingkaran bertutup dengan celah untuk sinar masuk dan dapat menghalangi air yang masuk ketika hujan.
Kelebihan alat ini antara lain:
a. Besaran yang dicari langsung diketahui
b. Curah hujan yang masuk pada silinder setengah lingkaran terhambat oleh pelindung celah sehingga kurang mempengaruhi pengukuran
c. Data cukup valid karena kemiringan alat yang mempengaruhi sinar yang mengenai alat.
Sementara kelemahannya antara lain:
a. Membutuhkan tempat yang tinggi sehingga tidak bisa diletakkan disembarang tempat.
b. Penggunaan kertas pias kurang praktis karena harus diisi kalium ferro sianida sehingga pengamatan harus terlebih dahulu dicuci dengan aquades.
c. Kurang efektif karena kita harus mengusahakan agar arah angin selalu dari belakang alat
d. Tidak peka terhadap radiasi baru
2. Solarimeter tipe Combell Stokes
Alat ini digunakan untuk mengukur lamanya penyinaran surya (jam) berdasarkan prinsip pembakaran pias. Bagian utamanya terdiri dari lensa yang berbentuk bola kaca yang masif dengan panjang jari-jari 7,5 cm (3 inchi) dan sebuah cekungan logam pada jarak titik api pada elemen tersebut sebagai tempat kertas pias. Sinar matahari yang datang ditangkap lensa dan difokuskan pada kertas pias dan membakarnya berbentuk jalur berlubang sempit pada pias. Gerakan matahari berubah fokus sepanjang hari dan jalur lubang sempit dapat diukur dalam satuan jam matahari bersinar terang sebagai PP aktual. Panjang pias yang terbakar dinyatakan dalam satuan jam. Satu hari satu kertas pias. Alat dipasang di tempat terbuka, tidak ada halangan ke arah Timur matahari terbit dan ke arah Barat matahari terbenam.
Tabel 1. Pemasangan Tiap Tipe Kertas Bias
Tipe Kertas Bias
S. tipe Combel Stokes Belahan Bumi
Utara Selatan
Lurus Panjang 11 April-31 Agustus 11 Oktober-28 Februari
Lurus 1 September-10 Oktober 1 Maret- 10 April
Lurus Pendek 11 Oktober-28 Februari 11 April-31 Agustus
Lurus 1 Maret-10 April 1 September- 10 Oktober
Kelebihan alat ini antara lain:
a. Kekonstanan datangnya cahaya matahari dapat diketahui.
b. Tidak peka terhadap radiasi baru
c. Lebih praktis sebab penyerapan kertas piasnya lebih mudah dan cepat sehingga mempermudah pengamatan
d. Konstruksi lebih sederhana.
Sementara kelemahannya antara lain:
a. Kurang fleksibel dalam penempatannya karena harus diletakkan di tempat yang tinggi
b. Pemasangan harus tepat pada lintang tempat yang akan diukur panjang penyinarannya.
c. Kurang hemat karena penggunaan kertas pias.
d. Posisi kertas pias harus diubah sesuai dengan musim.
H. Alat Pengukur Intensitas Penyinaran
Intensitas penyinaran matahari sangat erat kaitannya dengan studi anggaran energi untuk fotosintesis. Dalam hubungan itu konsep pengukuran intensitas penyinaran matahari dibedakan atas:
- Intensitas dan penyinaran radiasi total matahari langsung
- Radiasi matahari yang terpendar (difuse radiation)
- Radiasi netto (net radiation)
Radiasi matahari total diukur dengan aktinograf dwi logam. Prinsip kerjanya berdasarkan pada perbedaan muai antara lempeng logam hitam dengan lempeng logam putih. Logam putih bersifat memantulkan radiasi yang jatuh di permukaan, sedangkan logam hitam bersifat menerimanya. Perbedaan muai keduanya menunjukkan besarnya intensitas radiasi matahari yang ditangkap sensor. Hasil rekaman berbentuk grafik. Jumlah luas grafik atau integral dari grafik sebanding dengan jumlah radiasi surya yang ditangkap oleh sensor selama sehari.
Alat ini dapat mengukur intensitas penyinaran secara otomatis, namun membutuhkan tempat yang tinggi sehingga tidak bisa diletakkan disembarang tempat (kurang fleksibel) dan data yang diperoleh masih berupa data mentah sehingga masih perlu penghitungan dengan planimeter.
I. Alat Pengukur Kecepatan Angin
Data pengukuran angin dapat berupa purata dan niali sesaat kecepatan angin yang dinyatakan dalam satuan km/jam untuk rerata atau m/detik untuk niali sesaat. Pengukuran kecepatan angin rerata menggunakan alat anemometer.
1. Cup Anemometer
Alat ukur tipe counter ini bekerja berdasarkan prinsip sistem mekanik roda gigi yag digerakkan oleh rotor yang berhubungan dengan mangkok angin dan digunakan untuk mengukur kecepatan angin rerata dalam periode harian. Perubahan yang ditunjukkan oleh counter dalam satu periode pengamatan merupakan jumlah jarak yang ditempuh oleh angin (wind run). Kalau jarak tempuh angin dibagi dengan selang waktu pengamatan akan didapat nilai rerata kecepatan angin.
Kelebihan alat ini antara lain:
a. Dapat menerima arah angin dari arah manapun
b. Dapat digunakan untuk mngetahui arah angin harian
c. Perhitungan hasil lebih mudah
Sementara kelemahannya antara lain:
a. Membutuhkan tempat yang tinggi sehingga tidak bisa diletakkan disembarang tempat, karena pemasangannya harus pada ketinggian 0,5 meter, 2 meter, atau 10 meter.
b. Memiliki jarak yang jauh dari benda – benda di sekitarnya
c. Kecepatan diketahui setelah melakukan perhitungan
Penempatan alat ukur ini pada ketinggian yang berbeda-beda sangat erat kaitannya dengan pertimbangan komoditas pertanian yang akan diusahakan.
2. Hand Anemometer
Alat ukur ini bersifat portable dan dilengkapi skala Beaufort, yaitu skala besar kecepatan angin sesaat yang dapat diduga dari gejala alam. Kelebihan alat ini antara lain:
a. Mudah dibawa karena bersifat portable
b. Mudah diamati
c. Ketelitian alatnya tinggi
d. Hasil perhitungan mudah didapat
Adapun kelemahannya hanya dapat mengukur kecepatan angin sesaat.
3. Biram Anemometer
Memiliki prinsip kerja yang sama dengan cup anemometer, hanya sensornya berupa kipas yang melingkar dan mempunyai satuan m/detik.
Kelebihan alat ini antara lain:
a. Mudah dibawa karena bersifat portable
b. Mudah diamati
c. Hasil perhitungan mudah didapat
Kelemahannya antara lain:
a. Hanya untuk mengukur kecepatan angin pada periode pendek
b. Kurang efisien karena arah angin harus diusahakan selalu berasal dari belakang alat sehingga penempatan alat harus benar (tidak otomatis), karena angin angin dari belakang akan menggerakkan baling – baling sehingga kecepatan angin dapat diukur.
Dalam hal ini, untuk mengukur kecepatan angin, alat yang digunakan harus disesuaikan dengan kebutuhan.
J. Alat Pengukur Evaporasi
Evaporasi merupakan salah satu bentuk peristiwa penghilangan air melalui penguapan permukaan. Lajunya dipengaruhi oleh radiasi total, suhu udara, suhu biang penguapan, kecepatan angin permukaan, tekanan udara atmosfer, kelembaban nisbi udara diatasnya, ketersediaan lengas pada bidang penguapan dan keadaan alamiah penguapan permukaan. Penguapan permukaan dinyatakan dengan jumlah air yang diuapkan dalam satuan mm tinggi muka air. Alat yang digunakan untuk mengukur evaporasi adalah:
1. Piche Evaporimeter
Prinsip kerja alat ini berdasarkan pengukuran selisih tinggi permukaan air. Pengamatan dilakukan sehari sekali dengan mula-mula mengamati tinggi permukaan air (P I), pengamatan kedua dilakukan keesokan harinya (P II). Besarnya penguapan adalah selisih pengamatan I dengan II.
Kelebihan alat ini adalah lebih praktis dalam pengamatan dan pemasangan karena hanya digantung di ruangan atau sangkar meteo, memiliki ketelitian lebih tinggi, dan pengamatannya dilakukan setiap hari.
Adapun kelemahannya adalah tidak bisa diwakili strata permukaan alamiah secara baik karena ukuran sensor sangat kecil dan mudah terganggu kotoran dan jamur.
2. Panci Evaorasi Klas A
Alat ini menjadi referensi oleh WMO untuk pengukuran standar evaporasi. Bagian utamanya terdiri dari panci berdiameter 120,7 cm dan tinggi 20 cm. Pengukuran dilakukan dengan mengukur selisih tinggi muka air dengan batang kali (hook gauge). Alat ini dilengkapi dengan thermometer air Six Bellani, thermometer apung serta cup counter anemometer tinggi 0,5 meter.
Kelebihan alat ini antara lain:
a. Ketelitian alatnya tinggi
b. Dapat mengukur besarnya evaporasi setiap hari
c. Dapat mengukur besarnya evaporasi walaupun hujan
Adapun kelemahannya antara lain:
a. Hanya akan efisien bila air dalam panic benar – benar bersih
b. Apabila terjadi hujan lebat maka air dalam panic akan penuh dan tumpah sehingga sulit untuk nmenghitung besarnya penguapan
c. Kurang praktis karena harus memperhitungkan curah hujan yang ada setiap hari
K. AWS (Automatic Weather Station)
AWS merupakan seperangkat pengukur anasir iklim yang bekerja secara otomatis dan terpadu. AWS dipasang dalam sebuah stasiun meteorologi. Stasiun meteorologi pertanian adalah suatu tempat yang mengadakan pengamatan secara terus menerus mengenai keadaan fisik dan lingkungan atmosfer serta pengamatan tentang keadaan biologi dari tanaman dan obyek pertanian lainnya. Dalam hubungan yang lebih luas, keberadaan stasiun ini sangat penting mencakup hal-hal yang terkait dengan penetuan ketersediaan air baik jumlah maupun intensitasnya, penentuan misim tanam,laju pertumbuhan dan hasil panen, kebutuhan air irigasi, peramalan terhadap perkembangan populasi hama dan penyakit, prasyarat kondisi iklim bagi pertumbuhan dan produksi optimum suatu tanaman.
Pengamatan data melalui AWS (Automatic Weather Station) dapat dilakukan dengan menggunakan PC (Program Cumulus) serta media pengiriman data seperti modem dan pesawat telepon atau media internet. Melalui sistem yang demikian pengkajian klimatologi dapat dengan lebih mudah dan cepat dilakukan.
Secara terpadu, AWS (Automatic Weather Station) mengamati unsur-unsur cuaca seperti kecepatan angin, radiasi matahari, suhu dan kelembaban angin, serta curah hujan. AWS Fakultas Pertanian terdapat di sebelah timur gedung Fakultas Pertanian. Namun, salah satu kelemahan AWS yang ada di Fakultas Pertanian adalah penempatan stasiun yang kurang mewakili (representative), jarak penghalang terhadap penakar hujan terlalu dekat. Saat ini telah dipasang jeruji pemecah angin untuk mencegah gerakan angin eddi yang kuat untuk mengatasi kelemahan tersebut.
1. Wind Speed ( Kecepatan Angin)
Sensor ini berfungsi untuk mengukur kecepatan angin yang bergerak secara horisontal. Di dalam tubuh sensor, sebuah magnet berotasi memproduksi satu medan magnet penggerak yang membuka dan menutup sebuah reed switch dua kali setiap putaran. Data logger menghitung perputaran buka tutup ini dan mengukur kecepatan angin melalui jumlah putaran buka tutup perdetiknya. Sensor kecepatan angin terbuat dari stainless steel yaitu campuran logam aluminium yang dianodakan.
2. Wind Direction (Arah Angin)
Alat ini berfungsi sebagai sensor arah angin yang seraah horisontal. Araha ngin diukur dari arah utara kompas dengan gerak searah jarum jam. Rakitan baling-balingnya terdiri dari dua baling-baling diimbangi oleh penunjuk tahan kerat. Saat rakitan baling-baling bergerak sesuai arah angin, presisi potensiometer di dalam sensor mengubah muatan listriknya. Pemasok data mengukur hambatan listrik ini dan menentukan posisi baling-baling berdasarkan pembacaan tersebut.
3. Solar Radiation (Radiasi Matahari)
Alat ini berperan sebagai sensor pengukur radiasi sinar matahari dengan satuan pengukuran watt per meter persegi. Radiasi sinar matahari menyebabkan silikon fotosel menggerakkan tegangan yang berbanding lurus dengan radiasi matahari. Pemasok data mengukur tegangan dan mencatat pembacaan dalam W/m2. Sensor radiasi cahaya matahari terbuat dari baja anti karat yaitu logam campuran aluminium yang diberi muatan anoda.
4. Relative Humidity (Kelembaban Nisbi)
Merupakan sensor kelembaban nisbi ini mengukur muatan lembab pada udara. Kelembaban nisbi adalah kelembaban sebenarnya sebagai prosentase dari kelembaban maksimum (udara yang terlembabkan dengan air) saat suhu kamar atau sekitarnya. Kelembaban diukur dengan menggunakan sensor film dari polimer yang tipis.
5. Air Temperature (Suhu Udara)
Berfungsi sebagai pengukur suhu udara dengan menggunakan Platinum Resistance Termometer (PRT). Sensor ini dipasang di dalam sebuah layar radiasi yang terlindungi untuk meminimalisir efek-efek hujan dan radiasi matahari. Hambatan listrik PRT berubah seiring berubahnya suhu dan pemasok data dalam mengukur hambatan ini untuk menghitung suhu.
6. Soil Temperature (Suhu Tanah)
Berfungsi sebagai sensor yang mengukur temperatur suhu tanah pada posisi dalam profil tanah dimana satelit ditanam. Sensor ini bertipe termistor yang dibungkus dalam sebuah satelit stainless stell. Resistensi elektris termistor berubah seiring berubahnya temperatur dan pemasok data mengukur resistensi ini untuk menghitung temperaturnya. Sensor temperatur tanah ini terbuat dari stainless stell.
7. Raingauge (Curah Hujan)
Merupakan sensor ini mengukur hujan menggunakan metode ember terbalik. Hujan dikumpulkan melalui sebuah celah atau lubang berukuran tertentu dan disalurkan ke ember terbalik yang dibagi saat jumlah curah hujan sebesar 0,2 mm terkumpul. Ember akan terbalik atau tumpah sampai kosong. Gerakan ini menutup sebuah reed switch yang mengirimkan sinyal listrik ke pemasok data. Belahan ember yang lain kemudian terisi dan proses ini akan terulang kembali. Pemasok data mengjitung sinyal listrik untuk mencatat jumlah curah hujan. Sensor curah hujan terbuat dari fiberglass dan cetakan plastik yang terinjeksi.
8. Barometric Pressure (Tekanan Barometer)
Berfungsi sebagai sensor tekanan barometer mengukur tekanan atmosfer. Sensor ini dipasang pada papan sirkuit pemasok data di dalam wadah pelindung.
VI. KESIMPULAN
1. Stasiun meteorologi pertanian adalah suatu tempat yang mengadakan pengamatan secara terus menerus mengenai keadaan fisik dan lingkungan (atmosfer) serta pengamatan tentang keadaan biologi dari tanaman dan obyek pertanian lainnya.
2. Alat-alat pengukur anasir iklim dapat berupa alat pengukur manual mauoun otomatis.
3. Alat–alat yang digunakan untuk mengukur cuaca atau iklim yaitu :
- Pengukur curah hujan: ombrometer tipe observatorium, ombrograf
- Pengukur kelembaban nisbi udara: psikrometer sangkar, sling psikrometer, psikrometer type assman, hygrometer, higrograf
- Pengukur suhu udara: termometer biasa, termometer maksimum, termometer minimum, termometer maksimum minimum Six Bellani
- Pengukur suhu dan kelembaban nisbi udara: termometer pengukur tanah, termometer selubung kayu, termometer bengkok, termometer simons, stick termometer, termometer maaksimum minimum tanah
- Pengukur suhu air : termometer maksimum minimum tanah
- Pengukur intensitas penyinaran: aktinograf dwi logam
- Pengukur panjang penyinaran: solarimeter tipe Jordan, solarimeter tipe Cambell Stokes
- Pengukur kecepatan angin: cup anemometer, hand anemometer, biram anemometer
- Pengukur evaporasi: piche evaporasi, panci evaporasi kelas A
LAPORAN PRAKTIKUM
KLIMATOLOGI DASAR
ACARA I
PENGENALAN STASIUN METEOROLOGI PERTANIAN KHUSUS DAN PERALATAN PENGAMATAN CUACA
Disusun oleh :
Titus Rendy B (11765)
Tri Widiyastuti (11782)
Hanung Agustian (11788)
Kumala Diaz (11790)
Nur Chasanah (11785)
Golongan : B3
Kelompok : IV
Asisten : Tiara Wulan
LABORATORIUM AGROKLIMATOLOGI
JURUSAN TANAH
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTA
2010
PENGENALAN STASIUN METEOROLOGI PERTANIAN KHUSUS DAN PERALATAN PENGAMATAN CUACA
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Klimatologi adalah ilmu tentang atmosfer. Hampir sama seperti meteorologi, namun dalam klimatologi lebih ditekankan pada kajian tentang hasil akhir proses-proses atmosfernya. Klimatologi mencari gambaran penjelasan dan sifat iklim, mengapa terjadi variasi iklim untuk tiap daerah yang berbeda, serta bagaimana kaitan antara iklim dengan aktivitas manusia, dalam hal ini termasuk aktivitas pertanian.
Pertanian merupakan sektor yang keberlangsungannya sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungannya, termasuk iklim. Iklim menjadi faktor pembatas dalam proses pertumbuhan dan produksi tanaman yang merupakan obyek dalam sektor pertanian. Jenis-jenis dan sifat-sifat iklim sanagt penting untuk membantu menentukan perwilayahan komoditas pertanian sehingga usaha pertanian dapat berlangsung secara efektif dan efisien. Iklim juga mempengaruhi faktor biologis lain yang keberadaannya dapat mendukung atau justru mengancam produksi pertanian tergantung dari sifat faktor tersebut, seperti serangan hama dan gulma misalnya. Dengan kajian klimatologi yang baik untuk upaya antisipasi, maka resiko kegagalan yang selama ini menjadi ancaman besar bagi sektor pertanian dapat ditekan seminimal mungkin, bukan hanya untuk saat ini melainkan mencakup kemungkinan di masa yang akan datang yang dapat diupayakan melalui peramalan. Oleh karena itu, kajian klimatologi menjadi sangat penting untuk dipelajari sebagai pendukung bagi sektor pertanian itu sendiri.
Kajian klimatologi dapat dilakukan dengan baik apabila dilakukan melalui stasiun meteorologi dengan alat-alat pengukur anasir cuaca yang memenuhi standar. Oleh karena itu sangat penting untuk mengenal alat-alat tersebut baik macam, prinsip kerja, maupun sifat dan kualitas data yang dihasilkan, baik untuk alat-alat pengukur manual maupun AWS (Automatic Weather Station). Dengan kelemahan dan kelebihan dari masing-masing jenis alat pengukur maka dapat ditentukan kombinasi penggunaannya secara tepat dan cepat sesuai kebutuhan dan kondisi lingkungan.
B. Tujuan
1. Pengenalan alat-alat meterologi ini bertujuan untuk mengenal stasiun meterologi pertanian dan alat-alat pengukur anasir cuaca yang biasa digunakan dalam bidang meterologi pertanian.
2. Mempelajari prinsip kerja, cara penggunaan alat, serta macam dan kualitas data yang dihasilkan dari suatu alat pengukur anasir cuaca.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Kegiatan pertanian selalu berhubungan dengan fluktuasi unsur-unsur cuaca yang mempengaruhi hasil pertanian baik yang bersifat positif (meningkatkan hasil) maupun negatif (menurunkan hasil). Pemantauan unsur-unsur cuaca sangat diperlukan khususnya pada saat pergantian musim, baik antara musim hujan ke kemarau atau sebaliknya. Awal musim hujan sangat menentukan penentuan saat tanam sedangkan awal musim kemarau menentukan tingkat keberhasilan panen, karena akhir musim pertanaman sangat ditentukan oleh ketersediaan air menjelang kemarau. Tanaman kekurangan air jika keluaran (evaporanspirasi tanaman) melebihi penyediaan air tanah. Evapotranspirasi ditentukan oleh unsur-unsur cuaca seperti radiasi surya, suhu udara, kelembaban udara dan kecepatan angin sedangkan penyediaan air ditentukan oleh penyediaan air hujan jika irigasi tidak tersedia ( Hamsyah, 2010).
Iklim merupakan salah satu faktor pembatas dalam proses pertumbuhan dan produksi tanaman. Jenis2 dan sifat2 iklim bisa menentukkan jenis2 tanaman yg tumbuh pada suatu daerah serta produksinya. Oleh karena itu kajian klimatologi dalam bidang pertanian sangat diperlukan. Seiring dengan dengan semakin berkembangnya isu pemanasan global dan akibatnya pada perubahan iklim, membuat sektor pertanian begitu terpukul. Tidak teraturnya perilaku iklim dan perubahan awal musim dan akhir musim seperti musim kemarau dan musim hujan membuat para petani begitu susah untuk merencanakan masa tanam dan masa panen. Untuk daerah tropis seperti indonesia, hujan merupakan faktor pembatas penting dalam pertumbuhan dan produksi tanaman pertanian (Susilowati, 2010).
Klimatologi adalah ilmu yang mempelajari iklim. Ilmu ini mencoba melukiskan atau menguraikan dan menerangkan hakikat iklim, distribusinya terhadap ruang, serta variasinya terhadap waktu, hubungannya dengan berbagai unsur lain dari lingkungan alam dan aktivitas manusia ( Prawirowardoyo, 1996 ).
Iklim dan cuaca di suatu tempat terbentuk dari ramuan berbagai unsur-unsur seperti suhu tekanan, kelembaban udara, presipitasi, penguapan, keawanan dan radiasi iklim adalah gabungan dari berbagai keadaan cuaca kadang ditemukan bahwa iklim adalah keadaan rata-rata dan cuaca (Hamzah, 2006).
Perumusan model matematik untuk estimasi curah hujan dan korelasinya berdasarkan pada nilai-nilai dari peubah tersebut. Curah hujan sebagai peubah tergantung albedo dan temperatur puncak sebagai peubah bebas. Pemrosesan citra untuk mencari indeks kecerahan dikerjakan dengan perangkat lunak ALDUS PHOTOSTYLER 2, sedang proses dan statistik menggunakan program SPSS/PC ( Widodo dan Gunawan,1999 ).
Seluruh subjek klimatologi, baik murni maupun aplikasinya, sangat tergantung pada data-data yang diperoleh dan orang-orang yang menggunakan atau menginterpretasikan data-data tersebut. Ada kecenderungan bahwa; ketika mempelajari aspek-aspek dari aplikasi klimatologi; untuk menerima data-data dari pengukuran anasir cuaca, yang dipilih adalah data-data yang mendekati kondisi tempat pengamatan di mana iklim mikro yang berbeda kemungkinan ada di dekat tempat tesebut. Sebelum seseorang menerima atau mengolah data-data tersebut harus diingat dua sisi penting di sini yaitu alat-alat yang digunakan (batasan, ketelitian, kelebihan, serta kekurangan alat-alat tersebut) dan kesesuaiannya dengan elemen-elemen yang menghubungkannya. Masing-masing parameter iklim harus dipertimbangkan keakuratan atau ketelitiannya. Beberapa parameter digunakan untuk mengukur anasir-anasir cuaca. Anasir-anasir cuaca misalnya radiasi matahari, panjang penyinaran, suhu udara, arah angin, kecepatan angin, evaporasi, dan lain-lain (Griffiths, 1978).
III. METODOLOGI
Praktikum Klimatologi Dasar Acara 1 yaitu “Pengenalan Stasiun Meteorologi Pertanian Khusus Dan Peralatan Pengamatan Cuaca” dilaksanakan pada hari Sabtu, 20 November 2010 di Laboratorium Agroklimatologi Pertanian, Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Pada praktikum ini diperkenalkan alat-alat meteorologi manual dan AWS (Automatic Weather Station). AWS yang diamati terdiri atas wind speed (anemometer), wind direction, solar radiation, relative humidity, air temperature, barometer pressure, rain gauge dan soil temperature. Alat-alat meteorologi manual yang diamati adalah alat pengukur curah hujan (ombrometer tipe observatorium), alat pengukur kelembaban nisbi udara (psikrometer sangkar, sling psikrometer, psikrometer assman, hygrometer, dan higrograf), alat pengukur suhu udara (termomter biasa dan termometer maksimum, thermometer minimum, thermometer maksimum-minimum Six Bellani), alat pengukur suhu dan kelembaban nisbi udara (termohigrometer dan termohigrograf), alat pengukur suhu tanah (termometer permukaan tanah, termometer selubung kayu, termometer bengkok, termometer Simons, stick termometer dan termometer maksimum-minimum tanah), alat pengukur suhu air (termometer maksimum minimum permukaan air), alat pengukur panjang penyinaran matahari (solarimeter tipe Jordan dan solarimeter tipe Combell Stokes), alat pengukur intensitas penyinaran matahari (aktinograf dwi logam), alat pengukur kecepatan angin (cup anemometer, hand anemometer, dan anemometer), dan alat pengukur evaporasi (panci evaporasi kelas A dan Piche evaporation). Alat- alat meteorologi manual yang ada diamati, kemudian dicatat nama alat, kegunaan, satuan, ketelitian, prinsip kerja, cara kerja, cara pengamatan, dan cara pemasangan alat. Sedangkan, AWS hanya diperkenalkan kemudian dipelajari, sehingga diketahui perbandingan kelebihan dan kekurangannya terhadap alat-alat meteorologi manual. Pada hasil pengamatan, tertera uraian singkat mengenai alat-alat meteorologi manual dan perbandingannya dengan AWS.
IV. HASIL PENGAMATAN
1. ALAT PENGUKUR CURAH HUJAN
1. Ombrometer Tipe Observatorium
Keterangan Gambar :
a. Mulut penakar seluas 100 cm²
b. Corong sempit
c. Tabung penampung (kapasitas 300-500 mmCH)
d. Kran
- Fungsi : Mengukur jumlah hujan harian
- Satuan Alat : mm
- Satuan Pengukuran : mm
- Ketelitian Alat : 0,5 mm
- Prinsip Kerja : Penampungan curah hujan
- Cara Kerja :
a. Alat ditempatkan di lapangan terbuka dengan jarak terhadap pohon atau bangunan terdekat sekurang-kurangnya sama dengan tinggi pohon atau bangunan tersebut.
b. Permukaan mulut corong harus benar-benar horisontal dan dipasang pada ketinggian 120 cm dari pemukaan tanah.
- Cara Pengamatan :
a. Pengamatan dilakukan setiap pukul 07.00
b. Data curah hujan harian didapat dengan membuka kran dan airnya ditampung dalam gelas penakar yang bersatuan mm tinggi air.
c. Ketelitian pengamatan sampai 0,2 mm
d. Hujan kurang dari 0,5 mm dianggap tidak ada meskipun tetap dicatat.
e. Jika gelas penakar pecah, pengukuran dapat dilakukan dengan mengukur volume air yang tertampung dengan gelas ukur biasa. Karena luas penampang pengukuran curah hujan 100 cm² sehingga setiap volume 100 cc berarti sama dengan 1mm tinggi muka air.
2. Ombrograf
Keterangan Gambar :
a. Mulut penakar
b. Corong sempit
c. Tabung penampung I
d. Tabung penampung utama (kapasitas 60 mm CH)
e. Saluran pembuangan air (sistem bejana berhubungan)
f. Silinder kertas grafik
g. Pelampung
- Fungsi : Mengukur dan mencatat jumlah hujan
- Satuan Alat : mm
- Satuan Pengukuran : mm
- Ketelitian Alat : 2 mm
- Prinsip Kerja : Dengan sistem pelampung
- Cara kerja :
a. Syarat penempatan alat seperti ombrometer tipe observatorium- alat ditempatkan di lapangan terbuka dengan jarak terhadap pohon dan bangunan terdekat sekurang-kurangnya sama dengan tinggi pohon atau bangunan tersebut.
b. Alat dipasang di atas permukaan tanah dengantinggi permukaan mulut corong 40 cm dari permukaan tanah
- Cara Pengamatan :
a. Kertas grafik dipasang pada silinder yang berputar secara otomatis.
b. Penggantian kertas grafik dilakukan seminggu sekali.
c. Pencatatan curah hujan bersifat kumulatif, dengan kapasitas maksimum penampung 60 mm.
d. Banyaknya curah hujan dan terjadinya hujan (waktu dan intensitasnya) dapat dibaca dari kertas grafik.
2. ALAT PENGUKUR KELEMBABAN NISBI UDARA
1. Psikrometer Sangkar
Keterangan Gambar :
a. Statif
b. Termometer bola basah
c. Termometer bola kering
d. Kain kasa yang dibasahi
e. Bejana tempat air
- Fungsi : Mengukur kelembaban nisbi udara.
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : %
- Ketelitian Alat : 0,50C
- Prinsip Kerja : Berdasarkan hukum termodinamika
- Cara kerja :
a. Psikrometer dipasang dalam sangkar meteo.
b. Kain kasa pada termometer bola basah harus tetap bersih dan selalu dibasahi secara kapilaritas.
- Cara Pengamatan :
a. Pengamatan dilakukan tiga kali sehari, pada pukul 07.00, 13.00/14.00, dan 18.00
b. Mula-mula dilakukan pembacaan suhu termometer bola basah (TBB) kemudian termometer bola kering (TBK).
c. Pembacaan dilakukan sampai ketelitian 0,1ºC, kelembaban nisbi dicari dalam total, berdasarkan nilai selisih suhu pada TBK dan TBB
2. Sling Psikrometer
Keterangan Gambar :
a. Termometer bola basah
b. Termometer bola kering
c. Pegangan
- Fungsi : Mengukur kelembaban nisbi udara sesaat.
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : %
- Ketelitian Alat : 0,2ºC
- Prinsip Kerja : Berdasarkan hukum termodinamika
- Cara kerja : jinjing (portable)
- Cara Pengamatan :
a. Sebelum digunakan, kain kasa di TBB ditetesi air secukupnya.
b. Selanjutnya sling psikrometer diputar ± 33 kali dengan kecepatan 4 putaran/detik.
c. Pengamatan selanjutnya sama seperti pada seperti pada termometer sangkar.
3. Psikrometer Tipe Assman
Keterangan Gambar :
a. Termometer bola basah
b. Termometer bola kering
c. Kipas
d. Sekrup pemutar pegas
e. Saluran angin
- Fungsi : Mengukur kelembaban nisbi udara sesaat.
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : %
- Ketelitian Alat : 0,2ºC
- Prinsip Kerja : Berdasarkan hukum termodinamika
- Cara Kerja : Jinjing
- Cara Pengamatan :
a. Sebelum dipakai, kain kasa di TBB ditetesi air secukupnya.
b. Pegas kipas diputar, sehingga kipas akan mengalirkan udara dengan kecepatan ± 5 m/s pada bagian reservoir.
c. Setelah suhu termometer konstan, dilaksanakan pembacaan seperti pada psikometer jangkar.
4. Higrograf
Keterangan Gambar :
a. Rambut
b. Sistem tuas
c. Pena / penera grafik
d. Silinder kertas grafik
- Fungsi : Mengukur kelembaban nisbi udara sesaat.
- Satuan Alat : %
- Satuan Pengukuran : %
- Ketelitian Alat : 0,1 %
- Prinsip Kerja : Sifat kembang kerut benda higroskopis.
- Cara Pemasangan : Dipasang pada sangkar meteo
- Cara Pengamatan :
a. Dipasang kertas grafik pada
b. silinder yang dapat diputar secara otomatis.
c. Penggantian kertas grafik dilakukan sekali dalam seminggu.
d. Kelembaban nisbi udara dalam satuan persen (%) dapat dibaca pada kertas grafik.
e. Alat ini dapat digunakan untuk mengetahui ayunan kelembaban nisbi udara selama satu minggu.
3. ALAT PENGUKUR SUHU UDARA
1. Termometer Biasa
Keterangan Gambar :
a. Reservoir
b. Pipa kapiler berisi raksa atau alkohol
- Fungsi : Mengukur suhu udara.
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 0,5ºC
- Prinsip Kerja : Muai ruang air raksa atau alkohol
- Cara Kerja : Dipasang sekaligus sebagai termometer bola kering pada psikrometer sangkar
- Cara Pengamatan :
a. Suhu udara dapat dibaca pada skala termometer dengan ketelitian 0,10C
b. Mata pengamat harus tegak lurus terhadap kolom raksa
c. Pengamatan dilakukan 3 kali sehari (pukul 07.00,13.00,14.00 dan 18.00)
2. Termometer Maksimum Udara
Keterangan Gambar :
a. Reservoir
b. Celah Sempit
c. Pipa kapiler berisi raksa
- Fungsi : Mengukur suhu udara maksimum.
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 0,25ºC
- Prinsip Kerja : Muai ruang raksa yang dimodifikasi dengan adanya penyempitan pipa kapiler.
- Cara kerja : Alat dipasang pada sangkar meteo (miring ± 2 terhadap suhu horizontal), dengan bagian resrvoir lebih rendah.
- Cara Pengamatan :
a. Suhu maksimum dapat dibaca tepat pada permukaan kolom air raksa.
b. Setelah pengamatan, alat dipasang pada posisi bagian reservoir disebelah luar dan dikibaskan sampai tidak terdapat pemutusan kolom air raksa di celah sempit dan dipasang untuk pemasangan selanjutnya.
c. Pengamatan dilakukan pada pukul 16.00.
3. Termometer Minimum Udara
Keterangan Gambar :
a. Reservoir
b. Indeks penunjuk suhu minimum
c. Pipa kapiler berisi alkohol
- Fungsi : Mengukur suhu udara minimum.
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 0,25ºC
- Prinsip Kerja : Muai ruang alkohol yang dimodifikasi dengan adanya indeks.
- Cara kerja : Alat dipasang pada sangkar meteo. Miring 2 terhadap sumbu horizontal, dengan reservoir lebih rendah.
- Cara Pengamatan :
a. Suhu udara minimum dapat diketahui dengan membaca tepat pada skala yang ditunjuk oleh ujung indeks yang berdekatan dengan ujung kolom alkohol.
b. Ujung kolom alkohol menunjuk suhu udara sesaat.
c. Pengamatan dilakukan pada pukul 16.00.
d. Setelah pengamatan, indeks harus dikembalikan tepat pada ujung kolom alkohol, untuk pengamatan hari selanjutnya.
4. Termometer Maksimum Minimum Six-Bellani
Keterangan Gambar :
a. Reservoir
b. Pipa kapiler berisi raksa (suhu max).
c. Pipa kapiler berisi alkohol (suhu min)
d. Indeks penunjuk suhu maksimum
e. Indeks penunjuk suhu minimum
f. Tombol pengembali indeks
- Fungsi : Mengukur suhu udara max dan min
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 1ºC
- Prinsip Kerja : Muai ruang zat cair (alkohol dan air raksa)
- Cara kerja :
a. Suhu max dan min dibaca pada ujung bawah indeks
b. Indeks bagian kanan menunjukkan suhu max, indeks bagian kiri menunjukkan suhu min.
- Cara Pengamatan :
a. Suhu maksimum dan minimum dibaca pada ujung bawah indeks
b. Indeks bagian kanan menunjukkan suhu maksimum, indeks bagian kiri menunjukkan suhu minimum
c. Pengamatan dilakukan pukul 16.00.
d. Setelah pengamatan, pengamatan hari selanjutnya, tombol kemudian ditekan sedemikian sehingga ujung bawah indeks berhimpit dengan permukaan kolom air raksa, untuk pengamatan berikutnya
D. ALAT PENGUKUR SUHU UDARA SEKALIGUS KELEMBABAN NISBI UDARA
1. Thermohigrometer
Keterangan Gambar :
a. Spiral Dwi Logam / Bimetal
b. Spiral benda higrokopis
c. Jarum penunjuk skala suhu (biru)
d. Jarum penunjuk skala kelembaban (merah)
e. Ventilasi
- Fungsi : Mengukur suhu udara dan kelembaban nisbi udara dalam 1 waktu.
- Satuan Alat : ºC dan %
- Satuan Pengukuran : ºCdan %
- Ketelitian Alat : 5ºC dan 1%
- Prinsip Kerja :
a. Termometer : Muai dwi logam
b. Higrometer : Higroskopis rambut
- Cara Kerja : jinjing/dipasang pada sangkar meteo
- Cara Pengamatan :
a. Saat pengamatan, alat harus terlindung dari pengaruh sinar matahari secara langsung, dan tetesan air hujan.
b. Suhu udara (ºC) dan kelembaban (%), dibaca langsung pada alat
2. Thermohigrograf
Keterangan Gambar :
a. Lempeng dwi logam/bimetal
b. Rambut
c. Sistem tuas higrograf
d. Sistem tuas termohigrograf
e. Termograf
f. Pena
g. Silinder kertas grafik
- Fungsi : Mengukur suhu dan kelembaban udara dalam 1 waktu.
- Satuan Alat : ºC dan %
- Satuan Pengukuran : ºC dan %
- Ketelitian Alat : 5ºC (termometer) dan 0,5% (higrometer)
- Prinsip Kerja :
a. Termometer : Muai dwi logam
b. Higrometer : Higroskopis rambut
- Cara Kerja : jinjing dan diletakkan pada sangkar meteo
- Cara Pengamatan :
a. Dipasang kertas grafik pada silinder yang dapat berputar secara otomatis
b. Kertas grafik diganti tiap minggu
c. Kelembaban nisbi (%) dan temperatur (ºC), suatu saat dan ayunannya dapat dibaca pada kertas grafik.
E. ALAT PENGUKUR SUHU AIR
1. Termometer Maksimum-Minimum Permukaan Air
Keterangan Gambar :
a. Reservoir
b. Pipa kapiler berisi raksa (suhu max).
c. Pipa kapiler berisi alkohol (suhu min)
d. Indeks penunjuk suhu maksimum
e. Indeks penunjuk suhu minimum
f. Pelindung reservoir
g. Pelampung
- Fungsi : Mengukur suhu maksimum dan minimum permukaan air
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 0,5ºC
- Prinsip Kerja : Muai ruang zat cair
- Cara Kerja : Dapat diletakkan terapung pada permukaan air (biasanya dalam panci evaporasi klas A) dengan kedudukan horisontal.
- Cara Pengamatan :
a. Suhu maksimum dan minimum dibaca pada ujung bawah indeks
b. Indeks bagian kanan menunjukkan suhu maksimum, indeks bagian kiri menunjukkan suhu minimum
c. Pengamatan dilakukan pukul 16.00.
d. Setelah pengamatan, pengamatan hari selanjutnya, tombol kemudian ditekan sedemikian sehingga ujung bawah indeks berhimpit dengan permukaan kolom air raksa, untuk pengamatan berikutnya
F. ALAT PENGUKUR SUHU TANAH
1. Termometer Permukaan Tanah (Jeluk 0cm)
Keterangan Gambar :
a. Termometer zat cair
b. Rerservoir
c. Statif kaki tiga
d. Tabung pelindung reservoir ventilasi
- Fungsi : Mengukur suhu permukaan tanah
- Satuan Alat : ºF
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 1ºF
- Prinsip Kerja : Muai ruang zat cair
- Cara Kerja : Alat bersifat jinjing, alat diletakkan di atas permukaan tanah.
- Cara Pengamatan : Setelah stabil suhu dibaca langsung pada skala yang ditunjukan saat pencatatan pada suhu udara harian.
2. Termometer Tanah Selubung Kayu (jeluk 0-10 cm)
Keterangan Gambar :
a. Ujung sensor sampai jeluk 5 cm
b. Termometer zat cair
c. Pegangan tangan
d. Selubung kayu pelindung termometer
- Fungsi : Mengukur suhu permukaan tanah dengan jeluk 5cm
- Satuan Alat : F
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 1 F
- Prinsip Kerja : Muai ruang zat cair
- Cara Kerja : Alat bersifat jinjing, bagian ujung ditancapkan kedalam tanah dengan jeluk yang akan diamati.
- Cara Pengamatan : Setelah stabil , suhu tanah diamati dengan membaca skala yang ditunjuk.
3. Termometer Tanah Tipe Bengkok (jeluk 20 cm)
Keterangan Gambar :
a. Reservoir untuk jeluk tanah 20 cm
b. Pipa kapiler berisi raksa
- Fungsi : Mengukur suhu permukaan tanah dengan jeluk 20 cm.
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 1ºC
- Prinsip Kerja : Muai ruang zat cair
- Cara Kerja :
a. Dibuat lubang pada tanah dengan jeluk tertentu dengan bor.
b. Bagian reservoir termometer dimasukkan lubang kemudian ditimbun kembali dengan tanah bekas galian.
- Cara Pengamatan : Setelah stabil suhu dibaca langsung pada skala yang ditunjukan saat pencatatan pada suhu udara harian
4. Termometer Tipe Symons (jeluk 50cm)
Keterangan Gambar :
a. Pipa pelindung termometer
b. Bagian sensor
c. Termometer zat cair
d. Reservoir
e. Rantai
- Fungsi: Mengukur suhu tanah kedalaman 50 cm.
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 0,5ºC
- Prinsip Kerja : Muai ruang zat cair
- Cara Pemasangan :
a. Dibuat lubang pada tanah dengan jeluk tertentu dengan bor.
b. Bagian reservoir termometer dimasukkan lubang kemudian ditimbun kembali dengan tanah bekas galian.
- Cara Pengamatan :
a. Termometer diangkat dari selubung bagian pelindung, suhu tanah dapat dibaca langsung pada skala yang ditunjuk.
b. Pembacaan harus dilakukan dengan cepat.
5. Stick Thermometer
Keterangan Gambar :
a. Tangkai pemutar
b. Jarum penunjuk suhu
c. Tabung bejana berisi spiral logam sebagai penghantar
d. Ujung peka
- Fungsi: Mengukur suhu tanah kedalaman 100 cm.
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 1ºC
- Prinsip Kerja : Muai zat cair bertekanan tinggi pada tabung bejana
- Cara Kerja : Alat dimasukkan dalam tanah dan ditekan menurut jeluk yang kita inginkan dengan cara memutar pegasnya.
- Cara Pengamatan: Setelah jarum penunjuk skala pada suhu konstan, suhu dapat dibaca oleh skala yang ditunjuk.
6. Termometer Maksimum Minimum Tanah
Keterangan Gambar :
a. Bagian sensor
b. Pipa berisi zat cair (air raksa)
c. Jarum hitam penunjuk suhu sesaat
d. Jarum hijau penunjuk suhu maksimum
e. Jarum merah penunjuk suhu minimum
- Fungsi : Mengukur suhu max dan min tanah.
- Satuan Alat : ºC
- Satuan Pengukuran : ºC
- Ketelitian Alat : 0,5ºC
- Prinsip Kerja : Muai ruang zat cair pada tabung Bourdan.
- Cara Kerja : Alat jinjing, bagian sensor ditanamkan dalam tanah sampai kedalaman 20 cm dan dibiarkan selama periode pengamatan.
- Cara Pengamatan :
a. Sebelumnya ketiga jarum penunjuk dibuat saling berimpit denga memutar sekrup.
b. Pada saat pembacaan :
- Jarum merah akan menunjukan suhu maksimum
- Jarum hijau akan menunjukan suhu minimum
- Jarum hitam akan menunjukan suhu sesaat.
G. ALAT PENGUKUR PANJANG PENYINARAN
1. Solarimeter Tipe Jordan
Keterangan Gambar :
a. Silinder setengah lingkaran dengan sudut 60º
b. Celah sempit tempat masuknya sinar
c. Pelindung celah sempit
d. Sekrup pengatur kemiringan
- Fungsi: Mengukur panjang penyinaran
- Satuan Alat : jam
- Satuan Pengukuran : %
- Ketelitian Alat : 0,5 jam
- Prinsip Kerja : Reaksi fotokhemis
- Cara Kerja :
a. Alat dipasang pada tempat terbuka, alat diletakkan pada beton yang agak tinggi sedemikian rupa sehingga dalam keadaan normal, sensor dapat menangkap sinar matahari pada ketinggian 3 m diatas horizon.
b. Solarimeter dipasang sedemikian rupa sehingga,
- Arah U-S dari alat sesuai dengan U-S dari tempat pemasangan.
- Tutup kotak menghadap katulistiwa
- Alat dipasang dengan kemiringan kearah katulistiwa terhadap sumbu horizontal sebesar derajat lintang tempat pemasangan (Jogjakarta 7º LS).
- Cara Pengamatan :
a. Persiapan kertas pias
- Kertas pias dicelupkan / dilapisi dengan larutan kalium ferrosianida atau ferniamonium sitrat dengan kepekatan baku, disesuaikan dengan kepekatan kertas pias terhadap intensitas sinar matahari
- Sebelum digunakan kertas pias harus disimpan rapat / tidak boleh bereaksi dengan sinar.
b. Dua buah kertas pias dipasang pada masing-masing tabung dan diganti setiap sore hari pada pukul 18.00.
c. Noda yang terjadi pada kertas pias (dicelupkan dahulu kedalam aquades segera setelah digunakan), diukur panjangnya dalam satuan jam, ini merupakan nilai PP aktual.
- Panjang penyinaran : PP aktual x 100 %
PP potensial
Sementara PP potensial merupakan panjang penyinaran yang seharusnya dapat terjadi bila udara cerah selama 1 periode.
2. Solarimeter Tipe Combell-Stokes
Keterangan Gambar :
a. Lensa bola kaca pejal dengan r = 7,3 cm
b. Busur pemegang bola kaca pejal
c. Sekrup pengunci kedudukan lensa
d. Sekrup pengatur kemiringan
e. Mangkuk tempat kaca pias
- Fungsi : Mengukur panjang penyinaran
- Satuan Alat : jam
- Satuan Pengukuran : %
- Ketelitian Alat : 0,5 jam
- Prinsip Kerja : Pemfokusan sinar matahari
- Cara Kerja :
a. alat diapasang pada tempat terbuka dan diletakkan di atas beton yang agak tinggi, sedemikian rupa sehingga sensor dapat menangkap sinar matahari dalam keadaan normal pada ketinggian 3m di atas horizon.
b. Solarimeter dipasang sedemikian rupa sehingga :
- Mangkuk tempat pemasangan kertas pias harus menunjukkan arah timur-barat.
- Bagian bawah alat harus bener-benar datar (diatur dengan levelling)
- Lensa bola bersama dengan tempat kertas pias dimiringkan sesuai dengan letak lintang tempat pengamatan.
- Cara Pengamatan :
a. kertas pias dipasang dan diganti setiap sore hari pukul 18.00
b. kertas pias yang digunakan ada 3 macam, yaitu bentuk lurus, bengkok panjang dan bengkok pendek
c. jadwal penggunan masing-masing bentuk kertas pias tergantung pada letak pengamatan dan kedudukan matahari terhadap tempat tersebut.
d. Pengukuran PP aktual dengan ketelitian 0,1 jam dengan ketentuan sebagai berikut :
- Noda langsung bundar, dihitung 0,5 panjang garis tengah noda
- Noda berbentuk titik, setiap 2 titik atau 3 titik dihitung 0,1 jam
- Noda berbentuk garis berlubang, dihitung dikurangi 0,1 jam setiap pemutusan
- Noda berbentuk garis tidak berlubang, tidak perlu dikoreksi.
A. ALAT PENGUKUR INTENSITAS PENYINARAN
1. Aktinograf Dwi Logam
Keterangan Gambar :
a. Lempeng logam warna putih
b. Lempeng logam warna hitam
c. Lembar kaca pyrex
d. Pena / penera grafik
e. Silinder kertas grafik
- Fungsi : Mengukur intensitas penyinaran matahari
- Satuan Alat : cm²
- Satuan Pengukuran : kal/cm² per hari
- Ketelitian Alat : 1 cm²
- Prinsip Kerja : Beda muai logam hitam dan putih
- Cara Kerja : Alat dipasang pada tempat terbuka di atas tiang beton yang kuat dan bagian atas dibuat sedemikian rupa sehingga selain sinar berada 15º di atas horizon bumi, sinar harus bebas mencapai sensor.
- Cara Pengamatan :
a. Kertas grafik dipasang dan diganti setiap sore hari pada pukul 18.00
b. Dan grafik yang tergambar diukur luasan di bawah grafik tersebut dengan alat planimeter. Dan luasan terukur disetarakan terhadap satuan kalori / cm² per hari.
I. ALAT PENGUKUR KECEPATAN ANGIN
1. Cup Anemometer
Keterangan Gambar :
a. Mangkok anemo
b. Pencatat jarak
c. Tiang penyangga
- Fungsi : Mengukur kecepatan angin
- Satuan Alat : km
- Satuan Pengukuran : km/jam
- Ketelitian Alat : 1 km
- Prinsip Kerja : sistem mekanik (gear)
- Cara Kerja :
a. Alat dipasang pada tiang ketinggian 0,5 m, 2 m atau 10 m sesuai dengan masing-masing penggunaan.
b. Pemasangan harus tepat terbuka, jarak benda terdekat paling sedikit 10x tinggi benda tersebut.
- Cara Pengamatan :
a. Tiap pagi pukul 07.00 dibaca angka pada alat pencatat.
b. Rerata kecepatan angin dapat dihitung dari besarnya selisih pembacaan hari kedua dengan hari pertama (jarak tempuh angin) dibagi waktu antara beda pengamatan tersebut (periode satu hari = 24 jam).
c. Satuan pengamatan adalah km / jam.
2. Hand Anemometer
Keterangan Gambar :
a. Mangkok anemometer
b. Speed meter
c. Skala beauford
d. Tangkai pegangan tangan
- Fungsi : Mengukur kecepatan angin
- Satuan Alat : m/s
- Satuan Pengukuran : m/s
- Ketelitian Alat : 1 m/s
- Prinsip Kerja : Sistem GGL induksi (seperti sistem dinamo)
- Cara Kerja : jinjing
- Cara Pengamatan :
a. Kecepatan angin sesaat dapat diketahui dengan membaca langsung pada pencatat.
b. Satuan alat dalam meter / detik atau skala Beauford.
3. Biram Anemometer
Keterangan Gambar :
a. Kipas anemo
b. Jarum pencatat jarak per 100 m
c. Jarum pencatat jarak per 1000 m
d. Pengunci
- Fungsi : Mengukur kecepatan angin
- Satuan Alat : m
- Satuan Pengukuran : m/s
- Ketelitian Alat : 1 m/s
- Prinsip Kerja : Sistem mekanik
- Cara Pemasangan : jinjing
- Cara Pengamatan :
a. Umumnya alat digunakan untuk pengukuran rerata kecepatan angin pada periode pendek, satuan dalam meter per detik.
b. Rerata kecepatan angin dapat dihitung dari besarnya selisih pembacaan hari ke-2 dengan pembacaan hari pertama (jarak tempuh angin), dibagi dengan waktu antara benda pengamatan tersebut (periode 1 hari =24 jam)
J. ALAT PENGUKUR EVAPORASI
1. Piche Evaporimeter
Keterangan Gambar :
a. Tabung kaca tempat air
b. Kawat penjepit tempat meletakkan kertas berpori.
c. Penggantung
- Fungsi : Mengukur penguapan air
- Satuan Alat : ml
- Satuan Pengukuran : mm
- Ketelitian Alat : 0,1 ml
- Prinsip Kerja : Pengukuran selisih tinggi permukaan air.
- Cara Pemasangan : Tabung diisi air dan digantung di dalam ruangan atau sangkar meteo.
- Cara Pengamatan : Pengamatan dilakukan sehari sekali. Mula-mula mengamati tinggi permukaan air (P I), pengamatan kedua dilakukan keesokan harinya (P II). Besarnya penguapan adalah selisih pengamatan I dengan II.
2. Panci Evaporasi Klas A
Keterangan Gambar :
a. Panci evaporasi (diameter 120,7 cm, tinggi 25 cm, tebal 0,8 cm)
b. Rangka kayu / besi
c. Tabung peredam riak ? belombang (diameter 10 cm)
d. Hook (batang kall) dan skala ukur (nonius)
e. Sekrup pemutar batang pengukur
- Fungsi : Mengukur penguapan
- Satuan Alat : mm
- Satuan Pengukuran : mm
- Ketelitian Alat : 0,02 mm
- Prinsip Kerja : Pengukuran selisih tinggi permukaan air.
- Cara Kerja :
a. Panci diletakkan pada balok kayu yang disusun di atas permukaan tanah.
b. Air bersih dimasukkan setinggi 20 cm, permukaan air dijaga jangan kurang dari 2,5 cm dari batas, jika tinggi air kurang dari 10 cm dari dasar dapat berakibat kesalahan hingga 15 %.
- Cara Pengamatan :
a. Ujung hooke diatur dengan sekrup pemutar tepat menyentuh permukaan air kemudian tinggi air dapat dibaca pada penera (ketelitian 0,02 mm).
b. Sore berikutnya, ujung kail diatur kembali sampai menyentuh permukaan air.
c. Selisih pembaca pertama (P I) dengan pembaca kedua (P II ) merupakan besarnya penguapan air.
d. Jika terdapat hujan, maka rumus perhitunganevaporasi adalah P I – P II + CH (dalam mm). Ka[pasitas maksimum jika terjadi hujan sebesar 50 mm pada periode pengamatannya.
e. Penguapan yang terukur adalah penguapan pada permukan air terbuka.
K. AUTOMATIC WEATHER STATION (AWS)
1. Wind Speed ( Kecepatan Angin)
- Fungsi : Sensor ini mengukur kecepatan dan larinya angin secara horisontal.
- Cara Kerja : Mangkuk ringan dipasang di atas sebuah rotor yang bergerak atau digerakkan angin. Di dalam tubuh sensor, sebuah magnet berotasi memproduksi satu medan magnet penggerak yang membuka dan menutup sebuah reed switch dua kali setiap putaran. Data logger menghitung perputaran buka tutup ini dan mengukur kecepatan angin melalui jumlah putaran buka tutup perdetiknya. Sensor kecepatan angin terbuat dari stainless steel yaitu campuran logam aluminium yang dianodakan.
- Performa :
- Kecepatan awal : 0,25 m/s
- Kecepatan maksimum : 65 m/s
- Resolusi : 0,1 m/s.
- Akurasi : + 2%
- Konstanta jarak : 6,5 m
2. Wind Direction (Arah Angin)
- Fungsi : Sensor ini mengukur arah angin searah horisontal.
- Cara Kerja : Arah angin adalah arah dari mana angin berhembus, diukur dari arah utara kompas dengan gerak searah jarum jam. Rakitan baling-balingnya terdiri dari dua baling-baling diimbangi oleh penunjuk tahan kerat. Saat rakitan baling-baling bergerak sesuai arah angin, presisi potensiometer di dalam sensor mengubah muatan listriknya. Pemasok data mengukur hambatan listrik ini dan menentukan posisi baling-baling berdasarkan pembacaan tersebut.
Sensor arah angin terbuat dari stainless steel yang merupakan campuran aluminium teranodakan.
- Performa :
- Kecepatan awal : 0,25 m/s.
- Kecepatan maksimum : 65 m/s.
- Kisaran : 0 sampai 360o
- Resolusi : 1o
- Akurasi : + 2o
- Konstanta Jarak : 4,0 m
3. Solar Radiation (Radiasi Matahari)
- Fungsi : Sensor ini mengukur radiasi sinar matahari dengan satuan pengukuran watt per meter persegi.
- Cara Kerja : Radiasi sinar matahari menyebabkan silikon fotosel menggerakkan tegangan yang berbanding lurus dengan radiasi matahari. Pemasok data mengukur tegangan dan mencatat pembacaan dalam W/m2. Sensor radiasi cahaya matahari terbuat dari baja anti karat yaitu logam campuran aluminium yang diberi muatan anoda.
- Performa :
• Kisaran : 0 - 2000 W/m2.
• Resolusi : 0,1 W/m2.
• Akurasi : + 2 W/m2.
• Gel. Frek. : 350 sampai 1100 nm.
• Waktu respon : 0,01 s ( sampai 63%)
4. Relative Humidity (Kelembaban Nisbi)
- Fungsi : Sensor kelembaban nisbi ini mengukur muatan lembab pada udara.
- Cara Kerja : Kelembaban nisbi adalah kelembaban sebenarnya sebagai prosentase dari kelembaban maksimum (udara yang terlembabkan dengan air) saat suhu kamar atau sekitarnya. Kelembaban diukur dengan menggunakan sensor film dari polimer yang tipis.
- Performa :
• Kisaran : 0 sampai 100%
• Resolusi : 1%
• Akurasi : + 2%
• Waktu respon : 75 detik untuk 63% untuk berubah ke 25%- 75% langkah perubahan dalam kelembaban.
5. Air Temperature (Suhu Udara)
- Fungsi : Sensor ini mengukur suhu udara menggunakan Platinum Resistance Termometer (PRT).
- Cara Kerja : Sensor ini dipasang di dalam sebuah layar radiasi yang terlindungi untuk meminimalisir efek-efek hujan dan radiasi matahari. Hambatan listrik PRT berubah seiring berubahnya suhu dan pemasok data dalam mengukur hambatan ini untuk menghitung suhu.
- Performa :
• Kisaran : -40oC sampai +80oC
• Resolusi : 0,1oC
• Akurasi : 0,2oC (0 sampai +70oC)
0,5oC (-40oC sampai 0)
6. Soil Temperature (Suhu Tanah)
- Fungsi : Sensor ini mengukur temperatur suhu tanah pada posisi dalam profil tanah dimana satelit ditanam.
- Cara Kerja : Sensor ini bertipe termistor yang dibungkus dalam sebuah satelit stainless stell. Resistensi elektris termistor berubah seiring berubahnya temperatur dan pemasok data mengukur resistensi ini untuk menghitung temperaturnya. Sensor temperatur tanah ini terbuat dari stainless stell.
- Performa :
• Kisaran : -40oC sampai +80oC
• Resolusi : 0,1oC
• Akurasi : 0,2oC (0 sampai +70oC)
+ 0,5oC (-40oC sampai 0)
• Waktu respon : 6 detik sampai dengan 63% perubahan.1050 mbar)
7. Raingauge (Curah Hujan)
- Fungsi : Sensor ini mengukur hujan menggunakan metode ember terbalik.
- Cara Kerja : Hujan dikumpulkan melalui sebuah celah atau lubang berukuran tertentu dan disalurkan ke ember terbalik yang dibagi saat jumlah curah hujan sebesar 0,2 mm terkumpul. Ember akan terbalik atau tumpah sampai kosong. Gerakan ini menutup sebuah reed switch yang mengirimkan sinyal listrik ke pemasok data. Belahan ember yang lain kemudian terisi dan proses ini akan terulang kembali. Pemasok data mengjitung sinyal listrik untuk mencatat jumlah curah hujan. Sensor curah hujan terbuat dari fiberglass dan cetakan plastik yang terinjeksi.
- Performa :
• Kisaran : -400C - +800C
• Resolusi : 0,2 mm
• Akurasi : 1%
• Waktu respon : <100 ms per closure
8. Barometric Pressure (Tekanan Barometer)
- Fungsi : Sensor tekanan barometer mengukur tekanan atmosfer.
- Cara Kerja : Sensor ini dipasang pada papan sirkuit pemasok data di dalam wadah pelindung.
- Performa :
Kisaran : 600 sampai 1250 mbar
Resolusi : 1 mbar
Akurasi : 1 mbar (950 – 1050 mbar)
V. PEMBAHASAN
Cuaca adalah keadaan fisik atmosfer pada suatu saat (waktu tertentu) di suatu tempat, yang dalam waktu singkat (pendek) berubah keadaannya, seperti panasnya, kelembabannya, atau gerak udaranya.Iklim merupakan karakter, sintesis atau nilai statistik cuaca jangka panjang di suatu lokasi atau wilayah yang luas. Iklim terbentuk dari anasir-anasir iklim yang saling berkaitan dan harus diketahui kondisinya secara akurat sebagai dasar pengambilan keputusan, dalam hal ini untuk kepentingan pertanian. Anasir-anasir iklim itu meliputi intensitas penyinaran matahari, lama penyinaran matahari, suhu udara dan tanah, kelembaban relatif udara, tekanan udara, kecepatan angin, arah angin, presipitasi, dan evaporasi. Untuk mengetahuinya digunakan alat-alat pengukur yang spesifik untuk masing-masing anasir iklim dengan spesifikasinya masing-masing. Pengukuran dapat dilakukan dengan alat pengukur manual maupun otomatis sesuai kebutuhan dan pertimbangan tertentu berkaitan dengan kondisi yang ada. Alat pengukur manual secara umum memiliki tingkat ketelitian dibandigkan dengan alat pengukur otomatis meskipun penggunaannya relatif kurang praktis. Data suatu pengamatan harus dapat diterima secara universal sehingga satuan dari tiap anasir iklim diseragamkan secara internasional oleh WMO. Untuk standardisasi ketelitian alat pengukur itu sendiri oleh WMO disepakati penera bakunya untuk diberlakukan secara internasional.
A. Alat Pengukur Curah Hujan
Besarnya keseluruhan curah hujan pada suatu waktu tertentu merupakan jumlah hujan yang jatuh menutup suatu permukaan tanah jika tidak terjadi penghilangan oleh proses penguapan (evaporation), aliran permukaan (run off)), dan peresapan (infiltration and percolation) yang diukur dalam satuan tinggi air di atas permukaan horisontal. Tinngi air dinyatakan dalam satuan millimeter. Ketelitian pengukuran curah hujan di pengaruhi oleh angin, tinggi pemasangan dari permukaan tanah, letak ( jarak dari bangunan atau vegetasi), serta luas alat penangkap air hujan. Angin dan letak dapat menyebabkan perbedaan 50%. Penangkapan air hujan merupakan fungsi ketinggian alat. Makin terbuka tempatnya akan semakin besar perbedaan penangkapan dengan perbedaan ketinggian. Untuk akurasi hasil harus memperhatikan arah dan kecepatan angin yang naik. Dalam pelaksanaan ukuran penangkap hujan mempunyai pengaruh yang kecil saja terhadap jumlah hujan yang diterima kecuali untuk tipe-tipe yang percikan dan evaporasi air yang melekat pada corong kira-kira 1-2 persen. Alat pengukur curah hujan yang digunakan adalah ombrometer tipe observatorium dan ombrograf.
1. Ombrometer Tipe Observatorium
Alat ini bekerja berdasarkan prinsip penampungan curah hujan. Lubang penangkapnya merupakan mulut penakar berbentuk lingkaran seluas 100 cm2 yang dihubungkan oleh corong sempit menuju tabung penampungan dengan kapasitas setara 300-500 mm CH. Air yang tertampung dibuat sedemikian rupa sehingga tidak mengalami penguapan lagi dan dapat dialirkan melalui lubang kran pada bagian bawah alat ini. Alat ini hanya merupakan pengukur curah hujan yang digunakan secara manual. Air yang tertampung kemudian diukur dengan gelas ukur setelah dikonversikan dalam satuan tinggi air.
Penggunaan alat ini harus benar-benar ditempatkan pada posisi permukaan corong yang horizontal dengan ketinggian sekitar 120 cm dari permukaan tanah. Alat ini ditempatkan pada tempat terbuka dengan jarak terhadap pohon di sekitarnya sekurang-kurangnya sama dengan pohon tersebut.
Kelebihan alat pengukur ini antara lain:
a. Penggunaan dan perawatannya mudah dan sederhana.
b. Memiliki kapasitas tampungan yang lebih besar dari ombrograf.
c. Tingkat ketelitiannya lebih tinggi dibandingkan dengan ombrograf (sampai 0,5 mm).
d. Satuan alat dan satuan pengukurannya sama sehingga memudahkan perhitungan.
e. Jika gelas penakar pecah dapat diganti dengan mengukur volume air yang tertampung dengan jelas karena penampang curah memiliki luas 100 cm2 sehingga tiap 1000 volume sama dengan 1 mm muka air.
Adapun untuk kelemahannya adalah:
a. Memerlukan alat penjangkau untuk mencapai ketinggian 120 cm dari permukaan tanah saat penempatan alat ini.
b. Memerlukan pengecekan berulang kali terhadap kemungkinan tersumbatnya corong oleh seresah maupun kotoran lain sehingga kurang efisien dalam waktu dan tenaga dalam pengamatan.
c. Membutuhkan kehati-hatian lebih untuk menghindari penguapan curah hujan yang telah tertampung sehingga mengurangi keakuratan datanya.
d. Sistem pembuangan yang manual dapat mengganggu kelancaran pengukuran curah hujan ketika kran dibuka karena penuhnya penampung.
2. Ombrograf
Ombrograf merupakan alat pengukur hujan tipe perekam data yang bekerja secara otomatis. Prinsip kerja alat ini berdasarkan sistem pelampung dengan mencatat tinggi air secara kumulatif dengan pena pencatat yang dihubungkan dengan pelampung di dalam tabung penampung. Berbeda dengan ombrometer tipe orservatorium, ombrograf dapat mencatat curah hujan dan intensitasnya pada suatu waktu tertentu.
Alat ini dipasang di tempat terbuka dengan jarak terhadap pohon di sekitarnya sekurang-kurangnya sama dengan tinggi pohon tersebut. Tidak setinggi ombrometer tipe observatorium, alat ini hanya dipasang dengan tinggi mulut corong pada ketinggian 40 cm di atas permukaan tanah.
Kelebihan alat pengukur ini antara lain:
a. Penempatannya lebih mudah, hanya pada ketinggian 40 cm di atas permukaan tanah.
b. Sistem pembuangannya menggunakan system bejana berhubungan sehingga air akan terbuang secara otomatis jika pemampung penuh.
c. Waktu terjadinya hujan dan intensitasnya dapat diketahui dengan baik.
d. Merekam data secara otomatis sehingga lebih praktis.
e. Data yang dihasilkan sudah berupa data matang berupa grafik.
Kelemahan alat ini antara lain:
a. Tingkat ketelitiannya lebih rendah dibandingkan dengan ombrometer tipe observatorium (hanya 2 mm).
b. Perawatan alat lebih lebih rumit.
c. Membutuhkan waktu yang lebih lama.
d. Membutuhkan keahlian dalam menginterpretasikan grafik sehingga pengamatnnya relative lebih sulit.
e. Boros tinta dan kertas grafik karena harus diganti setiap satu minggu sekali.
f. Daya tampngnya lebih kecil dari ombrometer tipe observatorium (hanya 60 mm CH).
B. Alat Pengukur Kelembaban Nisbi Udara (Relatif Humidity/RH)
Kelembaban nisbi udara menunjukkan nisbah (perbandingan) antara uap air yang terkandung dengan kapasitas kandungan maksimum uap air pada suatu temperature dan teknan udara tertentu. Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah psikrometer dan higrograf.
1. Psikrometer
Psikrometer merupakan alat pengukur RH yang bekerja berdasarkan prinsip termodinamika terutama tentang hubungan suhu dan tekanan air jenuh di udara. Secara umum psikrometer terdiri dari dua thermometer yang salah satunya dililiti kain kasa basah sebagai Termometer Bola Basah (TBB) dan yang lain sebagai Termometer Bola Kering (TBK). TBK menunjukkan suhu udara sedangkan dari kain kasa basah yang dililitkan TBB akan mencatat kelembaban udara dengan bantuan tabel. RH dibaca dari tabel pembacaan TBB terhadap ΔTBK-TBB. Pada waktu pembacaan terlebih dulu dibaca termometer bola kering kemudian termometer bola basah. Suhu udara yang ditunjukkan oleh termometer bola kering lebih mudah berubah daripada suhu termometer bola basah. Jenis psikrometer yang biasa digunakan adalah psikrometer sangkar, sling psikrometer, dan psikrometer tipe Assman.
a. Psikrometer Sangkar
Alat ini bekerja pada kecepatan angin 3-5 m/detik dan dipasang pada sangkar meteor dengan kondisi termometer bola basah yang selalu lembab terliliti oleh kain kasa basah. Kelebihan alat ini adalah kecepatan angin yang tidak terpengaruh oleh kecepatan tangan karena ditempatkan di alam terbuka dan tingkat ketelitiannya lebih tinggi daripada psikrometer tipe Assman. Adapun kelemahannya adalah dibutuhkan ketelitian yang lebih untuk mengamati TBB-nya serta penggunaan kain kasa yang harus selalu terjaga kebersihannya dari jamur, debu, dan lumut sehingga harus diganti seminggu sekali agar tidak mempengaruhi hasil pengamatan.
b. Sling Psikrometer
Alat ini digunakan untuk kecepatan angin 2,5 m/detik dengan prinsip kerja yang hamper sama dengan psikrometer sangkar. Psikrometer ini dioperasikan dengan prinsip termodinamika melalui gerakan putaran tangan sehingga pengoperasian alat ini relatif cukup sederhana. Putaran dilakukan sebanyak kurang lebih 33 kali untuk mencapai kecepatan angin yang ideal. Sementara kelemahannya adalah perhitungan data yang agak rumit karena harus menghitung temperature pada TBB dan TBK dulu dan pengukuran tidak optimal karena mendapat pengaruh dari pengamat ketika mengoperasikan alat ini.
c. Psikrometer Tipe Assman
Psikrometer ini digunakan pada kecepatan angin 5 m/detik. Kelebihan yang dimiliki alat ini adalah memiliki alat pemompa kecepatan angin sehingga lebih efisien dan lebih mudah dioperasikan. Sementara kelemahannya adalah ketelitiannya kurang dibanding psikrometer yang lain dan TBB harus dijaga agar tetap basah sebelum pengukuran.
d. Higrograf
Higrograf adalah alat ukur RH lain yang bekerja berdasarkan prinsip perubahan panjang bahan higroskopis jika menyerap atau menguapkan air. Bahan higroskopis yang digunakan dalam praktikum ini adalah rambut ekor kuda karena memiliki koefisien muai yang lebih tinggi daripada rambut dari hewan lain atau pun manusia sehingga lebih sensitif terhadap perubahan kelembaban. Kelebihan alat ini adalah sifatnya praktis karena data yang didapat berupa data matang dan rambut sebagai sensor mudah didapat. Sementara kelemahannya adalah memilki ketelitian yang kurang bila dibandingkan dengan alat psikrometer sehingga sebelum digunakan harus ditera terlebih dahulu dengan psikrometer dan kertas grafik harus diganti seminggu sekali sehingga tidak efisien.
C. Alat Pengukur Suhu Udara
Pengukuran suhu dilakukan dengan menggunakan termometer zat cair. Prinsip kerja alat ini berdasarkan kepekaan zat cair terhadap perubahan suhu. Dalam pengguanannya, alat ini ditempatkan pada sangkar meteor agar tidak langsung dipengaruhi oleh radiasi sinar matahari, terlindung dari hujan dan angin, serta terhindar dari pemanasan dan pendinginan permukaan tanah di bawahnya. Sangkar meteor dibuat berwarna putih untuk menghindari penyerapan radiasi sinar matahari yang dapat mempengaruhi suhu di sekitar alat pengukur. Oleh karena itu, pembersihan sangkar meteor harus teratur dilakukan untuk menghindari penyerapan sinar matahari dengan lebih mudah sehingga mempengaruhi pengukuran suhu udara.
Cairan yang digunakan dalam termometer zat cair adalah cairan yang mempunyai sifat peka terhadap perubahan suhu, nilai koefisien muainya btinggi, namun tidak mengalami perubahan fase pada kisaran suhu yang umum. Zat cair tersebut dimasukkan ke dalam reservoir yang berhubungan dengan pipa kapiler agar simpangan volume yang terjadi cukup besar atau dapat dilihat.
1. Termometer Udara Biasa
Termometer jenis ini menggunakan zat cair penngisi berupa air raksa dengan kemampuan ukur 360C sampai dengan 500C. Prinsip kerjanya berdasarkan prinsip muai zat cair pada pipa kapiler karena perubahan suhu. Alat ini berfungsi untuk mengukur suhu udara sesaat.
Beberapa kelebihan dari alat ini adalah:
a. Penggunannya mudah dan sederhana.
b. Memiliki ketelitian yang lebih baik dibanding alat pengukur suhu yang lain.
c. Data yang dihasilkan cukup akurat.
Adapun kelemahannya antara lain:
a. Dibutuhkan ketelitian tinggi dalam pengamatan, mata harus benar-benar tegak lurus terhadap kolom air raksa untuk menghindari ralat yang terlalu besar.
b. Pada titik didih atau titik beku air raksa pengukuran harus dilakukan secepat mungkin.
c. Harus dilakukan pengamatan sesering mungkin karena suhu dapat berubah secara cepat seiring perubahan waktu.
2. Termometer Maksimum Udara
Alat ini menggunakan zat cair pengisi berupa air raksa. Termometer ini dimodifikasi dengan peneyempitan pada pipa kapiler di dekat reservoirnya sehingga kolom air raksa yang telah masuk ke pipa kapiler saat memuai tidak bias secara merta kembali ke reservoir saat menyusut. Dengan demikian air raksa akan tetap berada pada posisi sama dengan suhu tertinggi. Termometer maksimum digunakan untuk pengukuran suhu yang ekstrim tinggi. Dalam penggunaannnya, alat ini dipasang pada sangkar meteor dengan posisi miring ± 20 terhadap suhu horizontal dengan reservoir berada pada bagian yang lebih rendah. Kelebihan alat ini adalah ketelitiannya yang cukup tinggi, cara pengguannnya ynag sederhana, serta perhitungannya yang mudah. Adapun kelemahannya adalah untuk mengembalikan air raksa kembali ke keadaan normal agar dapat digunakan untuk percobaan selanjutnya harus dikibaskan terlebih dulu sehingga kurang efisien.
3. Termometer Minimum Udara
Berkebalikan dengan termometermaksimum, termometer ini berfungsi untuk mengukur suhu udara ekstrim rendah dengan zat cair pengisinya berupa alkohol dengan titik beku -144,90C. Alat ini dimodifikasi dengan adanya indeks yang hanya dapat bergerak ke arah reservoir jika alkohol menyusut. Sama seperti termometer maksimum, alat ini dipasang pada sangkar meteor dengan posisi sedikit miring (± 2 terhadap sumbu horizontal) dengan bagian reservoir lebih rendah. Kelebihan dari penggunaan alat ukur ini adalah kepekaannya yang tinggi terhadap perubahan suhu serta suhu sesaat yang dapat diamati dengan lebih cermat karena adanya modifikasi indeks. Namun, alat ini hanya dapat menunjukkan suhu sesaat dan cara pemasangannya harus benar-benar datar pada sangkar meteor pengukur akan mengurangi ketelitian alat ini.
4. Termometer Maksimum Minimum Six Bellani
Pada prinsipnya, termometer ini merupakan gabungan termometer maksimum dan minimum menjadi satu sekaligus sehingga lebih praktis untuk mengukur suhu udara ekstrim tinggi dan rendah sekaligus dalam satu alat ukur. Prinsip kerjanya didasarkan pada pemuaian dua zait cair, alkohol dan air raksa sebagai zat cair pengisi, yang dimodifikasi dengan adanya indeks. Kolom air raksa pada saat memuai akan mendorong indeks penunjuk suhu maksimum untuk bergerak ke atas sedangkan indeks penunjuk suhu minimum akan dapat bergerak ke bawah jika kolom alkohol menarik kea rah reservoir pada saat menyusut. Suhu maksimum dan minimum masing-masing dibaca pada ujung bawah indeks. Indeks kanan menunjukkan suhu maksimum sedangkan indeks kiri sebagai indeks suhu minimum.
Kelebihan alat ukur ini adalah:
a. Suhu maksimum dan minimum dapat terukur sekaligus pada satu alat.
b. Pengamatan lebih mudah dengan adanya modifikasi indeks.
c. Tombol penekan memudahkan pengembalian posisi alkohol dan air raksa ke keadaan semula.
Adapun kelemahannya antara lain:
a. Hanya dapat mengukur suhu sebatas nilai nisbi air raksa dan alkohol.
b. Ketelitiannya lebih rendah disbanding alat pengukur suhu yang lain karena adanya beda muai antara air raksa dan alkohol.
D. Alat Pengukur Suhu Udara sekaligus Kelembaban Nisbi Udara
Suhu udara dan kelembababn nisbi dapat diukur secara bersamaan dalam satu alat ukur. Alat ukur yang biasa digunakan adalah termohigrometer dan termohigrograf. Keduanya sama-sama bekerja berdasarkan prinsip muai dwi logam dan sifat higroskopis bahan.
1. Termohigrometer
Termohigrometer dapat digunakan secara lebih praktis untuk mengukur suhu sekaligus kelembaban nisbi dalam satu alat ukur. Satuan yang tertera pada alat ukur ini adalah 0C pada skala penunjuk suhu dan % pada skala penunjuk kelembaban nisbi. Spiral dwi logam pada alat ini berfungsi sebagai sensor suhu sedangkan untuk sensor kelembaban nisbinya menggunakan spiral benda higroskopis. Penggunaannya yang praktis membuat pengukuran dengan alat ini lebih hemat waktu dan tenaga dan pengamatannya lebih mudah dibandingkan menggunakan termohigrograf karena temperature dan kelembaban nisbi dapat langsung terbaca dari jarum penunjuk skala masing-masing anasir secara terpisah. Kelemahan dari pengggunaan alat ukur ini adalah kerentanannya terhadap pengaruh sinar matahari dan tetesan air hujan secara langsung saat digunakan di lapangan terbuka tanpa pelindung sehingga kurang fleksibel. Keakuratannya pun lebih rendah dibanding termohigrograf karena pengamatan dengna alat ini biasanya hanya dilakukan seminggu sekali.
2. Termohigrograf
Masih dengan prinsip yang kurang lebih sama seperti pada termohigrometer, alat ukur ini bekerja dengan prinsip muai dwi logam dan sifat higroskopis suatu bahan. Termohigrograf menggunakan lempeng dwi logam untuk sensor suhu dan rambut untk sensor kelembaban nisbi. Secara mekanis, sensor suhu akan dihubungkan oleh sistem tuas termograf dan oleh sistem tuas higrograf untuk sensor kelembaban nisbinya dengan pena pelukis grafik pada silinder grafik. Udara yang panas akan memuaikan sensor suhu dari logam dan menggerakkan pena ke atas. Sebaliknya, sensor suhu dari logam akan mengerakkan pena ke bawah saat suhu udara menurun. Adapun untuk sensor kelembaban nisbi, rambut akan memanjang bila udara basah dan akan mengerut bila udara kering.
Kelebihan alat ukur ini adalah:
a. Fluktuasi suhu dan RH dari waktu ke awaktu dapat teramati lebih jelas melalui kenampakan grafik yang dihasilkan.
b. Dapat mengukur suhu dan kelembaban nisbi secara bersamaan dengan satu alat ukur.
c. Data yang dihasilkan berupa grafik yang siap pakai.
Sementara kelemahannya antara lain:
a. Pengamatan dilakukan berulang kali sehingga memakan waktu yang cukup lama.
b. Lebih boros karena harus mengganri kertas grafik secara teratur setiap satu minggu sekali.
E. Alat Pengukur Suhu Air
Suhu air diukur dengan termometer maksimum minimum air yang bekerja berdasarkan prinsip muai zat cair. Alat ini diletakkan pada terapung pada permukaan air (biasanya dalam panic evaporasi kelas A) dengan kedudukan horisontal. Alat ini dapat mengukur suhu maksimum sekaligus minimum air dengan niali yang dapat diketahui langsung ari indeks penunjuknya. Kelemahan alat ukur ini adalah hanya dapat mengukur suhu permukaan dan hanya berfungsi efektif pada suhu permukaan air yang bersih dari pengganggu. Pengamatan dengan alat ini juga relative kurang fleksibel karena dilakukan hanya pada waktu tertentu saja (sore hari sekitar pukul empat).
F. Alat Pengukur Suhu Tanah
Pada prinsipnya, termometer yang digunakan untuk pengukuran suhu tanah (kecuali (kecuali stick thermometre) adalah termometer biasa yang sedikit dimodifikasi dengan dilengkapi pelindung atau dibuat bengkok agar lebih mudah dalam pengamatannya.
1. Termometer Permukaan Tanah
Alat ini digunakan untuk mengukur suhu tanah pada kedalaman jeluk 0 cm atau pada permukaan tanah saja. Termometer ini bersifat portabel dan bekerja dengan prinsip muai zat cair. Penggunaannya hanya diletakkan di atas permukaan tanah sehingga mudah dilakukan dan tidak membutuhkan waktu yang lama. Ketelitiannya cukup tinggi (sampai 0,50C). namun, pengukuran dengan alat ini memerlukan beberapa waktu tunggu sampai alat ukur ini menjadi stabil. Selain itu, karena sifatnya yang portabel maka diperlukan bantuan alat lain dalam pengamatan.
2. Termometer Selubung Kayu
Digunakan untuk pengukuran suhu tanah pada kedalaman 5-10 cm. Prinsip kerjanya sama seperti termometer biasa, berdasarkan prinsip muai zat cair. Alat ini dilengkapi dengan pelindung termometer dari kayu. Penggunaannya cukup dengan menancapkan ujung runcing sebagai sensornya pada kedalaman jeluk yang akan diamati.
Kelebihan alat ini adalah:
a. Skala antara reservoir dengan skala terendah lebih panjang sehingga mempermudah pembacaannya.
b. Lebih tahan terhadap kemungkinan rusak karena terlindung oleh pelindung kayu.
c. Mencakup pengukuran suhu untuk kedalaman yang lebih dalam disbanding termometer permukaan.
d. Dapat diterapkan langsung pada tanah.
Sementara kelemahannya adalah alat ini bersifat jinjing (portable) sehingga memerlukan bantuan alat lain dalam pengamatan dan dalam pengamatan kestabilan alat sangat kurang.
3. Termometer Tipe Bengkok
Alat ini digunakan untuk kedalaman 20 cm. Masih berdasarkan prinsip muai zat cair, alat ini digunakan dengan melakukan pengeboran terlebih dulu kemudian bagian reservoir termometer dimasukkan ke lubang hasil pengeboran dan ditimbun kembali dengan tanah bekas pengeboran.
Alat ini dapat mengukur suhu tanah lebih dalam dari dua termometer tanah sebelumnya dan dapat digunakan dengan dengan mudah karena bentuk reservoirnya yang dibuat bengkok. Namun, termometer ini lebih rentan rusak karena termometer karena tidak dilengkapi selubung pelindung. Selain itu, penggunannya yang diawali dengan tahap pengeboran kurang efisien dan praktis. Alat ini juga bersifat portabel sehingga masih memerlukan bantuan alat lain untuk pengamatannya.
4. Termometer Tipe Symons
Alat ini berfungsi mengukur suhu tanah pada kedalaman hingga 50 cm. Cara kerjanya adalah dengan terlebih dulu dibuat lubang pada tanah dengan jeluk tertentu yang akan diukur kemudian termometer dimasukkan keseluruhan masih bersama pelindungnya dan dengan segera rantai penarik termometernya ditarik dari pipa pelindung keluar dari lubang galian setelah beberapa waktu. Kelebihan pengguanaan termometer ini adalah dapat mencapai kedalaman tanah yang lebih dalam dari termometer sebelumnya. Alat ini juga lebih kuat dari kemungkinan mudah rusak karena dilindungi oleh pipa pelindung yang kuat. Adapun kelemahannya adalah sifatnya yang portabel sehingga memerlukan bantuan alat lain untuk pengamatannya. Selain itu, penggunannya lebih merepotkan karena ukuran alat yang cukup besar dan membutuhkan penggalian terlebih dulu. Pengamatan juga harus dilakukan dengan cepat saat termometer dikeluarkan dari pipa pelindung agar skala yang terbaca belum sempat berubah dari ukuran yang sebenarnya karena pengaruh gerakan yang untuk kedalaman yang cukup dalam.
5. Stick Thermometre
Termometer ini digunakan untuk pengukuran suhu pada kedalaman 100 cm. Alat ini dimasukkan ke dalam tanah dan ditekan menurut jeluk tertentu yang akan diukur dengan cara memutar pegangannya. Pengamatan pada skala penunjuk dilakukan setelah jarum penunjuk suhu konstan. Selain dapat mengukur suhu tanah lebih dalam, alat ini juga lebih mudah digunakan karena dilengkapi dengan pegangan untuk menekankan tabung bejana ke dalam tanah dengan letak termometer yang tetap di atas permukaan tanah sehingga lebih leluasa dalam pengamatan skalanya. Dengan bentuk termometer yang demikian, kerentanan terhadap kerusakan juga lebih rendah. Namun demikian, pengamatan dengan alat ukur ini memerlukan waktu tunggu untuk sampai pada keadaan suhu konstan yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk. Sifatnya yang portabel juga menyebabkan alat ini masih membutuhkan alat bantu lain untuk pengamatannya.
6. Termometer Maksimum-Minimum Tanah
Bagian sensor ditanamkan dalam tanah sampai kedalaman 20 cm dan dibiarkan selama periode pengamatan. Alat ini memiliki kelebihan antara lain dapat mengukur suhu maksimum dan minimum tanah secara sekaligus, tanah yang diukur relative dalam dengan kedalaman lebih dari 20 cm, dan memiliki ketelitian cukup tinggi dibandingkan alat lain. Sementara kelemahannya adalah alat bersifat jinjing (portable) sehingga memerlukan bantuan alat lain dalam pengamatan.
Keenam alat ini kerja yang sama yaitu berdasarkan muai ruang zat cair baik raksa maupun alkohol. Pemasangan alat dengan bantuan bor lebih tinggi ketelitiannya karena terhindar dari pengaruh panas akibat dari gesekan alat dengan tanah (alat tanpa bor tidak begitu valid karena tejadi gesekan ujung alat dengan tanah saat pelubangan tanah membuat ujung thermometer menjadi sedikit panas, sehingga berpengaruh terhadap suhu akhir), seperti pada thermometer tipe symons dan stick thermometer. Stick termometer merupakan alat yang paling menguntungkan dibandingkan dengan alat lain, karena dapat mengukur suhu tanah mulai dari jeluk 0 cm sampai 100 cm meskipun ketelitiannya kurang jika dibandingkan dengan thermometer maksimum – minimum tanah yang berfungsi ganda karena dapat menunjukkan suhu maksimum dan minimum secara bersamaan.
G. Alat Pengukur Panjang Penyinaran
Panjang penyinaran didefinisikan sebagai lamanya matahari bersinar cerah yang sampai ke bumi untuk satu periode waktu tertentu dan dinyatakan dalam satuan kal/cm2/hari. Berdasarkan standar WMO, sinar matahari cerah apabila intensitasn radiasinya mencapai 21 watt/cm2/hari (ekuivalen dengan 0,3 kal/cm2/hari) atau lebih.wattPanjang penyinaran adalah lamanya matahari bersinar cerah yang smapai ke bumi dalam satu periode tertentu. Panjang penyinaran potensial tergantung pada posisi tempat pengamatan (letak lintang) dan bulan saat pengamatan Panjang penyinaran dalam satu periode diukur dengan solarimeter.
1. Solarimeter tipe Jordan
Alat ini bekerja berdasarkan prinsip fotokhemis. Berkas sinar yang masuk akan bereaksi dengan Kalium Ferro Sianida atau Ferro Ammonium Sitrat yang sebelumnya telah dioleskan pada kertas pias. Garam ferro tersebut akan teroksidasi membentuk noda apabila kertas pias tersebut kita cuci dengan aquades. Panjang noda yang terbentuk dapat digunakan untuk mengukur PP aktual. Alat dipasang di tempat terbuka, tidak ada halangan ke arah Timur - Barat. Bagian pentingnya terdiri dari 2 buah tabung ½ lingkaran bertutup dengan celah untuk sinar masuk dan dapat menghalangi air yang masuk ketika hujan.
Kelebihan alat ini antara lain:
a. Besaran yang dicari langsung diketahui
b. Curah hujan yang masuk pada silinder setengah lingkaran terhambat oleh pelindung celah sehingga kurang mempengaruhi pengukuran
c. Data cukup valid karena kemiringan alat yang mempengaruhi sinar yang mengenai alat.
Sementara kelemahannya antara lain:
a. Membutuhkan tempat yang tinggi sehingga tidak bisa diletakkan disembarang tempat.
b. Penggunaan kertas pias kurang praktis karena harus diisi kalium ferro sianida sehingga pengamatan harus terlebih dahulu dicuci dengan aquades.
c. Kurang efektif karena kita harus mengusahakan agar arah angin selalu dari belakang alat
d. Tidak peka terhadap radiasi baru
2. Solarimeter tipe Combell Stokes
Alat ini digunakan untuk mengukur lamanya penyinaran surya (jam) berdasarkan prinsip pembakaran pias. Bagian utamanya terdiri dari lensa yang berbentuk bola kaca yang masif dengan panjang jari-jari 7,5 cm (3 inchi) dan sebuah cekungan logam pada jarak titik api pada elemen tersebut sebagai tempat kertas pias. Sinar matahari yang datang ditangkap lensa dan difokuskan pada kertas pias dan membakarnya berbentuk jalur berlubang sempit pada pias. Gerakan matahari berubah fokus sepanjang hari dan jalur lubang sempit dapat diukur dalam satuan jam matahari bersinar terang sebagai PP aktual. Panjang pias yang terbakar dinyatakan dalam satuan jam. Satu hari satu kertas pias. Alat dipasang di tempat terbuka, tidak ada halangan ke arah Timur matahari terbit dan ke arah Barat matahari terbenam.
Tabel 1. Pemasangan Tiap Tipe Kertas Bias
Tipe Kertas Bias
S. tipe Combel Stokes Belahan Bumi
Utara Selatan
Lurus Panjang 11 April-31 Agustus 11 Oktober-28 Februari
Lurus 1 September-10 Oktober 1 Maret- 10 April
Lurus Pendek 11 Oktober-28 Februari 11 April-31 Agustus
Lurus 1 Maret-10 April 1 September- 10 Oktober
Kelebihan alat ini antara lain:
a. Kekonstanan datangnya cahaya matahari dapat diketahui.
b. Tidak peka terhadap radiasi baru
c. Lebih praktis sebab penyerapan kertas piasnya lebih mudah dan cepat sehingga mempermudah pengamatan
d. Konstruksi lebih sederhana.
Sementara kelemahannya antara lain:
a. Kurang fleksibel dalam penempatannya karena harus diletakkan di tempat yang tinggi
b. Pemasangan harus tepat pada lintang tempat yang akan diukur panjang penyinarannya.
c. Kurang hemat karena penggunaan kertas pias.
d. Posisi kertas pias harus diubah sesuai dengan musim.
H. Alat Pengukur Intensitas Penyinaran
Intensitas penyinaran matahari sangat erat kaitannya dengan studi anggaran energi untuk fotosintesis. Dalam hubungan itu konsep pengukuran intensitas penyinaran matahari dibedakan atas:
- Intensitas dan penyinaran radiasi total matahari langsung
- Radiasi matahari yang terpendar (difuse radiation)
- Radiasi netto (net radiation)
Radiasi matahari total diukur dengan aktinograf dwi logam. Prinsip kerjanya berdasarkan pada perbedaan muai antara lempeng logam hitam dengan lempeng logam putih. Logam putih bersifat memantulkan radiasi yang jatuh di permukaan, sedangkan logam hitam bersifat menerimanya. Perbedaan muai keduanya menunjukkan besarnya intensitas radiasi matahari yang ditangkap sensor. Hasil rekaman berbentuk grafik. Jumlah luas grafik atau integral dari grafik sebanding dengan jumlah radiasi surya yang ditangkap oleh sensor selama sehari.
Alat ini dapat mengukur intensitas penyinaran secara otomatis, namun membutuhkan tempat yang tinggi sehingga tidak bisa diletakkan disembarang tempat (kurang fleksibel) dan data yang diperoleh masih berupa data mentah sehingga masih perlu penghitungan dengan planimeter.
I. Alat Pengukur Kecepatan Angin
Data pengukuran angin dapat berupa purata dan niali sesaat kecepatan angin yang dinyatakan dalam satuan km/jam untuk rerata atau m/detik untuk niali sesaat. Pengukuran kecepatan angin rerata menggunakan alat anemometer.
1. Cup Anemometer
Alat ukur tipe counter ini bekerja berdasarkan prinsip sistem mekanik roda gigi yag digerakkan oleh rotor yang berhubungan dengan mangkok angin dan digunakan untuk mengukur kecepatan angin rerata dalam periode harian. Perubahan yang ditunjukkan oleh counter dalam satu periode pengamatan merupakan jumlah jarak yang ditempuh oleh angin (wind run). Kalau jarak tempuh angin dibagi dengan selang waktu pengamatan akan didapat nilai rerata kecepatan angin.
Kelebihan alat ini antara lain:
a. Dapat menerima arah angin dari arah manapun
b. Dapat digunakan untuk mngetahui arah angin harian
c. Perhitungan hasil lebih mudah
Sementara kelemahannya antara lain:
a. Membutuhkan tempat yang tinggi sehingga tidak bisa diletakkan disembarang tempat, karena pemasangannya harus pada ketinggian 0,5 meter, 2 meter, atau 10 meter.
b. Memiliki jarak yang jauh dari benda – benda di sekitarnya
c. Kecepatan diketahui setelah melakukan perhitungan
Penempatan alat ukur ini pada ketinggian yang berbeda-beda sangat erat kaitannya dengan pertimbangan komoditas pertanian yang akan diusahakan.
2. Hand Anemometer
Alat ukur ini bersifat portable dan dilengkapi skala Beaufort, yaitu skala besar kecepatan angin sesaat yang dapat diduga dari gejala alam. Kelebihan alat ini antara lain:
a. Mudah dibawa karena bersifat portable
b. Mudah diamati
c. Ketelitian alatnya tinggi
d. Hasil perhitungan mudah didapat
Adapun kelemahannya hanya dapat mengukur kecepatan angin sesaat.
3. Biram Anemometer
Memiliki prinsip kerja yang sama dengan cup anemometer, hanya sensornya berupa kipas yang melingkar dan mempunyai satuan m/detik.
Kelebihan alat ini antara lain:
a. Mudah dibawa karena bersifat portable
b. Mudah diamati
c. Hasil perhitungan mudah didapat
Kelemahannya antara lain:
a. Hanya untuk mengukur kecepatan angin pada periode pendek
b. Kurang efisien karena arah angin harus diusahakan selalu berasal dari belakang alat sehingga penempatan alat harus benar (tidak otomatis), karena angin angin dari belakang akan menggerakkan baling – baling sehingga kecepatan angin dapat diukur.
Dalam hal ini, untuk mengukur kecepatan angin, alat yang digunakan harus disesuaikan dengan kebutuhan.
J. Alat Pengukur Evaporasi
Evaporasi merupakan salah satu bentuk peristiwa penghilangan air melalui penguapan permukaan. Lajunya dipengaruhi oleh radiasi total, suhu udara, suhu biang penguapan, kecepatan angin permukaan, tekanan udara atmosfer, kelembaban nisbi udara diatasnya, ketersediaan lengas pada bidang penguapan dan keadaan alamiah penguapan permukaan. Penguapan permukaan dinyatakan dengan jumlah air yang diuapkan dalam satuan mm tinggi muka air. Alat yang digunakan untuk mengukur evaporasi adalah:
1. Piche Evaporimeter
Prinsip kerja alat ini berdasarkan pengukuran selisih tinggi permukaan air. Pengamatan dilakukan sehari sekali dengan mula-mula mengamati tinggi permukaan air (P I), pengamatan kedua dilakukan keesokan harinya (P II). Besarnya penguapan adalah selisih pengamatan I dengan II.
Kelebihan alat ini adalah lebih praktis dalam pengamatan dan pemasangan karena hanya digantung di ruangan atau sangkar meteo, memiliki ketelitian lebih tinggi, dan pengamatannya dilakukan setiap hari.
Adapun kelemahannya adalah tidak bisa diwakili strata permukaan alamiah secara baik karena ukuran sensor sangat kecil dan mudah terganggu kotoran dan jamur.
2. Panci Evaorasi Klas A
Alat ini menjadi referensi oleh WMO untuk pengukuran standar evaporasi. Bagian utamanya terdiri dari panci berdiameter 120,7 cm dan tinggi 20 cm. Pengukuran dilakukan dengan mengukur selisih tinggi muka air dengan batang kali (hook gauge). Alat ini dilengkapi dengan thermometer air Six Bellani, thermometer apung serta cup counter anemometer tinggi 0,5 meter.
Kelebihan alat ini antara lain:
a. Ketelitian alatnya tinggi
b. Dapat mengukur besarnya evaporasi setiap hari
c. Dapat mengukur besarnya evaporasi walaupun hujan
Adapun kelemahannya antara lain:
a. Hanya akan efisien bila air dalam panic benar – benar bersih
b. Apabila terjadi hujan lebat maka air dalam panic akan penuh dan tumpah sehingga sulit untuk nmenghitung besarnya penguapan
c. Kurang praktis karena harus memperhitungkan curah hujan yang ada setiap hari
K. AWS (Automatic Weather Station)
AWS merupakan seperangkat pengukur anasir iklim yang bekerja secara otomatis dan terpadu. AWS dipasang dalam sebuah stasiun meteorologi. Stasiun meteorologi pertanian adalah suatu tempat yang mengadakan pengamatan secara terus menerus mengenai keadaan fisik dan lingkungan atmosfer serta pengamatan tentang keadaan biologi dari tanaman dan obyek pertanian lainnya. Dalam hubungan yang lebih luas, keberadaan stasiun ini sangat penting mencakup hal-hal yang terkait dengan penetuan ketersediaan air baik jumlah maupun intensitasnya, penentuan misim tanam,laju pertumbuhan dan hasil panen, kebutuhan air irigasi, peramalan terhadap perkembangan populasi hama dan penyakit, prasyarat kondisi iklim bagi pertumbuhan dan produksi optimum suatu tanaman.
Pengamatan data melalui AWS (Automatic Weather Station) dapat dilakukan dengan menggunakan PC (Program Cumulus) serta media pengiriman data seperti modem dan pesawat telepon atau media internet. Melalui sistem yang demikian pengkajian klimatologi dapat dengan lebih mudah dan cepat dilakukan.
Secara terpadu, AWS (Automatic Weather Station) mengamati unsur-unsur cuaca seperti kecepatan angin, radiasi matahari, suhu dan kelembaban angin, serta curah hujan. AWS Fakultas Pertanian terdapat di sebelah timur gedung Fakultas Pertanian. Namun, salah satu kelemahan AWS yang ada di Fakultas Pertanian adalah penempatan stasiun yang kurang mewakili (representative), jarak penghalang terhadap penakar hujan terlalu dekat. Saat ini telah dipasang jeruji pemecah angin untuk mencegah gerakan angin eddi yang kuat untuk mengatasi kelemahan tersebut.
1. Wind Speed ( Kecepatan Angin)
Sensor ini berfungsi untuk mengukur kecepatan angin yang bergerak secara horisontal. Di dalam tubuh sensor, sebuah magnet berotasi memproduksi satu medan magnet penggerak yang membuka dan menutup sebuah reed switch dua kali setiap putaran. Data logger menghitung perputaran buka tutup ini dan mengukur kecepatan angin melalui jumlah putaran buka tutup perdetiknya. Sensor kecepatan angin terbuat dari stainless steel yaitu campuran logam aluminium yang dianodakan.
2. Wind Direction (Arah Angin)
Alat ini berfungsi sebagai sensor arah angin yang seraah horisontal. Araha ngin diukur dari arah utara kompas dengan gerak searah jarum jam. Rakitan baling-balingnya terdiri dari dua baling-baling diimbangi oleh penunjuk tahan kerat. Saat rakitan baling-baling bergerak sesuai arah angin, presisi potensiometer di dalam sensor mengubah muatan listriknya. Pemasok data mengukur hambatan listrik ini dan menentukan posisi baling-baling berdasarkan pembacaan tersebut.
3. Solar Radiation (Radiasi Matahari)
Alat ini berperan sebagai sensor pengukur radiasi sinar matahari dengan satuan pengukuran watt per meter persegi. Radiasi sinar matahari menyebabkan silikon fotosel menggerakkan tegangan yang berbanding lurus dengan radiasi matahari. Pemasok data mengukur tegangan dan mencatat pembacaan dalam W/m2. Sensor radiasi cahaya matahari terbuat dari baja anti karat yaitu logam campuran aluminium yang diberi muatan anoda.
4. Relative Humidity (Kelembaban Nisbi)
Merupakan sensor kelembaban nisbi ini mengukur muatan lembab pada udara. Kelembaban nisbi adalah kelembaban sebenarnya sebagai prosentase dari kelembaban maksimum (udara yang terlembabkan dengan air) saat suhu kamar atau sekitarnya. Kelembaban diukur dengan menggunakan sensor film dari polimer yang tipis.
5. Air Temperature (Suhu Udara)
Berfungsi sebagai pengukur suhu udara dengan menggunakan Platinum Resistance Termometer (PRT). Sensor ini dipasang di dalam sebuah layar radiasi yang terlindungi untuk meminimalisir efek-efek hujan dan radiasi matahari. Hambatan listrik PRT berubah seiring berubahnya suhu dan pemasok data dalam mengukur hambatan ini untuk menghitung suhu.
6. Soil Temperature (Suhu Tanah)
Berfungsi sebagai sensor yang mengukur temperatur suhu tanah pada posisi dalam profil tanah dimana satelit ditanam. Sensor ini bertipe termistor yang dibungkus dalam sebuah satelit stainless stell. Resistensi elektris termistor berubah seiring berubahnya temperatur dan pemasok data mengukur resistensi ini untuk menghitung temperaturnya. Sensor temperatur tanah ini terbuat dari stainless stell.
7. Raingauge (Curah Hujan)
Merupakan sensor ini mengukur hujan menggunakan metode ember terbalik. Hujan dikumpulkan melalui sebuah celah atau lubang berukuran tertentu dan disalurkan ke ember terbalik yang dibagi saat jumlah curah hujan sebesar 0,2 mm terkumpul. Ember akan terbalik atau tumpah sampai kosong. Gerakan ini menutup sebuah reed switch yang mengirimkan sinyal listrik ke pemasok data. Belahan ember yang lain kemudian terisi dan proses ini akan terulang kembali. Pemasok data mengjitung sinyal listrik untuk mencatat jumlah curah hujan. Sensor curah hujan terbuat dari fiberglass dan cetakan plastik yang terinjeksi.
8. Barometric Pressure (Tekanan Barometer)
Berfungsi sebagai sensor tekanan barometer mengukur tekanan atmosfer. Sensor ini dipasang pada papan sirkuit pemasok data di dalam wadah pelindung.
VI. KESIMPULAN
1. Stasiun meteorologi pertanian adalah suatu tempat yang mengadakan pengamatan secara terus menerus mengenai keadaan fisik dan lingkungan (atmosfer) serta pengamatan tentang keadaan biologi dari tanaman dan obyek pertanian lainnya.
2. Alat-alat pengukur anasir iklim dapat berupa alat pengukur manual mauoun otomatis.
3. Alat–alat yang digunakan untuk mengukur cuaca atau iklim yaitu :
- Pengukur curah hujan: ombrometer tipe observatorium, ombrograf
- Pengukur kelembaban nisbi udara: psikrometer sangkar, sling psikrometer, psikrometer type assman, hygrometer, higrograf
- Pengukur suhu udara: termometer biasa, termometer maksimum, termometer minimum, termometer maksimum minimum Six Bellani
- Pengukur suhu dan kelembaban nisbi udara: termometer pengukur tanah, termometer selubung kayu, termometer bengkok, termometer simons, stick termometer, termometer maaksimum minimum tanah
- Pengukur suhu air : termometer maksimum minimum tanah
- Pengukur intensitas penyinaran: aktinograf dwi logam
- Pengukur panjang penyinaran: solarimeter tipe Jordan, solarimeter tipe Cambell Stokes
- Pengukur kecepatan angin: cup anemometer, hand anemometer, biram anemometer
- Pengukur evaporasi: piche evaporasi, panci evaporasi kelas A
LAPORAN PRAKTIKUM
KLIMATOLOGI DASAR
ACARA I
PENGENALAN STASIUN METEOROLOGI PERTANIAN KHUSUS DAN PERALATAN PENGAMATAN CUACA
Disusun oleh :
Titus Rendy B (11765)
Tri Widiyastuti (11782)
Hanung Agustian (11788)
Kumala Diaz (11790)
Nur Chasanah (11785)
Golongan : B3
Kelompok : IV
Asisten : Tiara Wulan
LABORATORIUM AGROKLIMATOLOGI
JURUSAN TANAH
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTA
2010
Langganan:
Postingan (Atom)
