KARAKTERISTIK SPASIAL KOMPONEN HIDROLOGI GLOBAL VIEW

Matahari adalah sumber energi bagi proses iklim dan hidrologi di bumi Apakah Sumber Energi Matahari berubah? Perubahan siklus aktifitas solar (siklus 11 tahunan) Perubahan jarak siklus orbit bumi-matahari (ribuan tahun)

Kesetimbangan energi: Energi yang diterima = energi yang dikeluarkan Bumi menerima 0,02 % energi matahari

Daerah antara 23,5o Lintang Utara 23,5o Lintang Selatan mendapatkan energi yang lebih besar dibandingkan daerah lain di muka bumi

Global Solar Insolation (Incoming solar radiation) Faktor lintang dan heterogenitas muka bumi (Ocean – Continent) mempengaruhi sebaran besaran solar energi yang diterima bumi,

Pergerakan temporal temperatur di atas muka bumi sebagai akibat pergerakan bumi terhadap matahari

GLOBAL TEMPERATURE

Perbedaan tekanan udara di muka bumi (spasial dan temporal) menjadi pengendali pergerakan udara (angin) di muka bumi

Sea Level Pressure and Surface Winds Perbedaan suhu udara di muka bumi secara temporal dan ruang menghasilkan perbedaan tekanan udara dan akhirnya terjadi pergerakan angin di muka bumi

Perbedaan solar energi yang diterima bumi secara temporal dan spasial menghasilkan perbedaan tekanan udara di muka bumi secara temporal dan spasial

Perbedaan solar energi yang diterima bumi secara temporal dan spasial menghasilkan perbedaan tekanan udara di muka bumi secara temporal dan spasial

DKAT Angin passat Angin Monsun Posisi Daerah Konvergensi Antar Tropik Pada Bulan Januari dan Pergerakan Angin di Bumi (Angin Pasat, Monsun, Angin Barat di lintang tinggi utara dan selatan

DKAT Posisi Daerah Konvergensi Antar Tropik Pada Bulan Juli dan Pergerakan Angin di Bumi (Angin Pasat, Monsun, Angin Barat di lintang tinggi utara dan selatan

Precipitation Dalam dimensi waktu (temporal) perbedaan besaran curah hujan merupakan hasil dari perbedaan besaran energi matahari yang dterima oleh muka bumi, yang menghasilkan pergerakan temperatur di muka bumi. Dalam dimensi ruang (spasial) banyak faktor yang menentukan perbedaan tersebut

Global Evapotranspirasi Potensial (Metoda Thornwaite) Wilayah iklim gurun/steppa merupakan wilayah dengan angka evapotranspirasi potensial tertinggi (>2000 Mm/Tahun),

Mengapa evapotranspirasi aktual di wilayah gurun sangat rendah ? Global Evapotranspirasi Aktual Wilayah iklim gurun, steppa, artic, dan sub-artic menunjukkan angka evapotranspirasi aktual yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan wilayah iklim tropik. Mengapa evapotranspirasi aktual di wilayah gurun sangat rendah ?

GLOBAL RUNOFF Wilayah Tropik (Tropical Rain Forest Zone) memiliki angka runoff tertinggi, sementara runoff pada wilayah iklim gurun/stepa paling rendah.

Global Soil Moisture (December) Tanah di daerah tropik, sub artic dan artic memiliki kelembaban yang lebih tinggi dibandingkan dengan daerah arid dan steppa

GLOBAL SOIL MOISTURE (JULI)

Global soil Moisture Tahunan

TYPE IKLIM DUNIA: Iklim tropik (tropical rain forest & savana), iklim humid lintang tengah (mediterania, marine westcoast, humid subtropical, humid continental hot summer, …… mild summer), iklim gurun dan kering, iklim artic dan subartic

Perbedaan temperatur setiap bulan relatif kecil Wilayah iklim tropik: Perbedaan temperatur setiap bulan relatif kecil CH tahunan >1500 mm Pola CH sesuai dengan letak lintang, topografi dan jaraknya dari laut Aw: Iklim Savana Tropik Nikhata Bay, Malawi (150S, 360T) Rerata Suhu: 230C Rerata CH tahunan: 1676 Am: Iklim Tropik Monsun Trivandum, India (80U, 770T) Rerata Suhu: 270C Rerata CH tahunan: 1835 Af: Iklim Topik Basah Sao Gabriel da Cachoeira, Brazil, (150S, 360O) Rerata Suhu: 260C Rerata CH tahunan: 2800

Wilayah iklim Subtropik: Perbedaan temperatur antar musim besar Cwb: Iklim Monsun Subtropik Cherrapunji, India (250U, 920T) Rerata Suhu: 170C Rerata CH tah.: 11437 mm Csa: Iklim Mediteran Athena, Yunani, (380U, 240T) Rerata Suhu: 180C Rerata CH tahunan: 402 mm Cfa: Iklim Subtropik basah Shanghai, China (320U,1220T) Rerata Suhu: 160C Rerata CH tahunan: 1135 mm Wilayah iklim Subtropik: Perbedaan temperatur antar musim besar CH tahunan besar – kecil Pola CH sesuai dengan letak lintang, topografi dan jaraknya dari laut

Kota London selalu beriklim hangat pada bulan Desember dibanding kota lainnya di daratan Eropa karena efek golf stream Cfb: Iklim maritim pantai (520U, 00T) Rerata Suhu: 100C Rerata CH tahunan: 583 mm

ET: Iklim Tundra Point Barrow, Alaska (710N, 1570B) Rerata Suhu: -120C Rerata CH tahunan: 153 mm California, daerah iklim yang paling nyaman untuk hidup berdasarkan indeks kenyamanan iklim (Climate Comfortablity index) Csb: Iklim Mediterania San Francisco, Kalifornia, USA (380U, 1220B) Rerata Suhu: 140C Rerata CH tahunan: 551 mm

Jauh dekatnya dari laut sebagai sumber massa udara basah mempengaruhi besarnya curah hujan dan perbedaan temperatur antar musim Dwa: Iklim Kontinen basah Beajing, China (400U, 1170T) Rerata Suhu: 120C Rerata CH tahunan: 623 mm Cfc: Iklim maritim pantai Reykyavik, Islandia (640U, 220T) Rerata Suhu: 50C Rerata CH tahunan: 605 mm

Water Balance Long term P = R + E Short Term P = R + E ± S R = P – E ± S R = Rs + Rss + Rg Rs : aliran permukaan Rss : aliran bawah permukaan Rg : aliran air tanah

Water Balance :Danau Shorterm (kurang dari 1 tahun pengamatan) Longterm (lebih dari 1 tahun pengamatan R net = Perbedaan antara aliran permukaan masuk dan keluar G net = perbedaan antara aliran air tanah masuk dan keluar L = Perubahan daya tampung danau

P R_input R_input G_input E R_input G_out R_out

R_out P G_Out R_In E G_In R_In R_In

Menghitung Kesetimbangan Air di suatu lokasi/daerah Kegunaan Grafik Kesetimbangan Air (Water Balance) Dapat memperlihatkan bulan-bulan surplus dan bulan –bulan defisit sumber daya air. Dapat dijadikan sebagai penilaian kondisi umum sumber daya air di suatu wilayah, sehingga dapat disusun strategi pengelolaannya.

Water deficit (kekurangan air) Soil moisture utilization (Penggunaan air tanah Soil moisture recharge (pengisian air tanah)

Tabel Untuk Menyusun Kesetimbangan Air Bulan Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des Curah Hujan Pot. Evapo Kelebihan air (extra water) Kebutuhan air (water needed) Simpanan (storage) Kekurangan (shortage) Limpasan (Runoff) Evapo. Aktual

Rerata CH bulanan dalam mm Jan Feb Mar Curah Hujan Pot. Evapo Kelebihan air (extra water) Kebutuhan air (water needed) Simpanan (storage) Kekurangan (shortage) Limpasan (Runoff) E vapo. Aktual (EA) Besarnya evapotranspirasi yang terjadi, biasanya dihitung dengan Metoda Thorwaite dengan rumus ataupun grafik. Jika CH – PE adalah positif Jika CH – PE adalah negatif Air yang tersimpan dalam tanah (tidak pernah kurang dari 0 atau melebihih kapasitas lapangnya. Kapasitas lapang = 100 mm (Thornwaite 1948) Kekurangan: bila water needed lebih besar dibandingkan dengan air yang tersimpan Terjadi bila (extra water pada bulan saat ini + storage pada bulan lalu) > 100 mm EA= PE- Storage

Perhitungan Evapotranspirasi Potensial Thorthwaite: PET = 1,6 [(10 Ta)/I]a Ta = suhu rata-rata bulanan (oC) I = indeks panas tahunan (heat index) I =  [(Tm/5)]1,5 Tm : rata-rata temparatur bulanan  Faktor iklim a = 0,49 + 0,0179 I – 0,0000771 I2 + 0,000000675

TABEL KESEIMBANGAN AIR 141 88

Weather Station Irkutsk (Rusia) Dwc Month Precipitation Water Needed (PE) Storage Shortage Run Off Jan 11 Feb 8 19 March 9 28 April 15 12 31 May 68 6 June 67 111 44 July 96 129 33 Aug 82 103 21 Sept 45 53 Okt 5 16 Nov 32 Dec 48 Weather Station Irkutsk (Rusia) Dwc

Weather Station Boston, Dfa Completed Water Balance Table Months Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli Agst Sept Okt Nov Des Temperature (oC) -1,8 -0,9 3,6 8,9 14,5 19,8 23 22,1 18,2 12,6 7,3 0,8 Precipitation (mm) 91 93 82 78 72 84 107 102 Water Needed (PE) 11 38 79 117 144 127 88 51 22 1 Extra Water 53 3   33 85 101 Water Needed 39 45 10 Storage 100 61 Shortage Run off 18 Actual Evapotranspiration 133

Grafik Water Balance Kota Boston, USA Water storage Soil Moisture Utilization Water deficit Soil Moisture recharge

Buatlah grafik kesetimbangan air (water balance) secara lengkap. Tugas 1: Carilah data CH bulanan dan Temperatur untuk kota-kota penting di dunia (di luar wilayah Indonesia). Buatlah grafik kesetimbangan air (water balance) secara lengkap. Berikan penafsiran dari hasil grafik water balance yang telah disusun. Data rerata Curah hujan dan temperatur bulanan dapat diunduh dari http://worldweather.wmo.int/en/home.html