RADIASI MATAHARI & BUMI 2 SEMESTER GASAL 2007 KULIAH KE-5 BY: SET

HUKUM-HUKUM RADIASI Hukum Planck: mengungkapkan besarnya radiasi yang dapat dipancarkan oleh benda hitam (black body) semata-mata hanya ditentukan oleh suhu permukaan benda tersebut: T: suhu mutlak (K) c1: 3.74 x 10-16 Wm-2 c2: 1.44 x 10-2 mK Eλ*: Radiasi

HUKUM-HUKUM RADIASI karena hampir semua kisaran panjang gelombang nilai eksponensial dalam persamaan jauh lebih besar dari 1. Maka rumus tersebut dituliskan menjadi:

HUKUM-HUKUM RADIASI Hukum Kirchhoff: Pada benda hitam sempurna besarnya daya serap (absorbtivity) berbanding lurus dengan daya pancar (emisivity). dirumuskan sebagai: aλ = ελ

HUKUM-HUKUM RADIASI Hukum Beer: Hubungan antara radiasi datang (E incident) dengan radiasi yang diteruskan (E transmitted): ρ:kerapatan udara k: konstanta dengan satuan m2/g udara ∆s: ketebalan lapisan yang dilewati Bagian yang diabsorbsi dirumuskan:

HUKUM-HUKUM RADIASI Hamburan Rayleigh: radiasi surya dihamburkan sebagai pangkat empat dari panjang gelombangnya. Bila hal ini terjadi maka sebagai indikator langit berwarna biru. Hamburan MIE: bila ukuran partikel seperti debu dan asap > panjang gelombang radiasi surya yang datang, sebagai indikator langit berwarna putih abu-abu

HUKUM-HUKUM RADIASI Suhu efektif Surya (Te): menggunakan hukum Stefan-Boltzmann dan konstanta surya Bila Energi total radiasi surya = Energi yang diterima permukaan (konstanta surya) Maka: 4 Π R2 σ Te4 = 4 Π rM2 S di mana: R:jari-jari matahari=6.96 x 108 m σ:tetapan Stefan-Boltzman=5.67 x 10-8 Wm-2K-4 rM:jarak rata-rata bumi-matahari = 1.5 x 1011 m S:tetapan surya=1 387 Wm-2 Sehingga besarnya suhu efektif matahari: Apabila semua dimasukkan maka nilai Te ≈ 6 000 K.

HUKUM-HUKUM RADIASI Suhu warna surya (colour temperature of the sun): menggunakan hukum Wien = 0.2897 x 10-2 mK / 0.474 x 10-6 m = 6 100 K

Faktor-faktor yang Berpengaruh terhadap Radiasi ke BUMI Sistem tanpa atmosfer: a. Matahari sebagai sumber energi b. Jarak bumi-matahari c. Sudut datang surya d. Panjang hari Sistem atmosfer: Penyerapan (absorbtion), Pemantulan (reflektion) Pembauran (scattering), Dipancarkan kembali (reradiation) Radiasi langsung INSOLASI (incoming solar radiation)

Istilah-istilah terkait Radiasi Black body : benda hitam sempurna, mempunyai daya serap dan daya pancar sama. Contoh di alam : matahari, bumi, bulan dan planet lain. PAR : Photosynthetic Active Radiation, bagian radiasi pada cahaya tampak yang mengaktifkan terjadinya fotosintesis. Cahaya tampak dalam warna pelangi merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu, mempunyai panjang gelombang 0.4-0.7 mikrometer, bekerja sama dengan klorofil daun mengaktifkan proses fotosisntesis.

Istilah-istilah terkait Radiasi Konstanta Surya : Fluks radiasi yang sampai di puncak atmosfer dengan nilai sebesar : 1.31 kW m-2 pada Aphelion 1.40 kW m-2 pada perihelion 1.387 kWm-2pada jarak rata-rata bumi-matahari Albedo : perbandingan antara radiasi yang dipantulkan oleh suatu benda dengan radiasi yang datang pada benda tersebut (%).

Istilah-istilah terkait Radiasi TIPE PERMUKAAN ALBEDO (%) Tanah hitam Tanah abu-abu lembab Tanah liat kering 5 - 15 10- 20 20 - 35 Beton kering Aspal Padang pasir 17 - 27 5 - 10 25 - 30 Lapangan rumput Tanaman 10 - 20 15 - 25

TUGAS 4 1. Suppose that soot from a burning automobile tire has number density (ρ=107m-3), and absorption cross section, (k=10-9m2/ g air). Find the attenuation of the solar constant across the diameter smoke plume (∆s=20m). 2.Di mana dan pada periode waktu kapan, dijumpai dominasi warna langit biru?? Uraikan jawaban dengan alasan ilmiah

TUGAS 4 3. Dimana dan pada periode waktu kapan, dominasi langit berwarna kelabu, beri alasan ilmiah? 4. Bandingkan besarnya albedo antara: a. Benda lembab (basah) Vs benda kering b. Benda warna gelap Vs benda warna terang c. Benda permukaan kasar Vs benda halus Visible light adalah dalam warna pelangi (rainbow), MJKHBNU, urutkan warna-warna tersebut berdasarkan panjang gelombang 0.4-0.7μm

REFERENCES AHRENS, C.D. 2007. METEOROLOGY TODAY. 8th An Introduction to Weather, Climate, and the Environment. International Student Edition. Thomson Brooks. United States. AHRENS, C.D. 2005. ESSENTIAL OF METEOROLOGY. 4th. International Student Edition. Thomson Brooks. United States. STULL, R.B. 1995. METEOROLOGY TODAY For Scientists and Enginners. West Publishing Company. USA.