III. UNSUR-UNSUR CUACA DAN PENGARUHNYA TERHADAP TANAMAN Unsur Cuaca = unsur iklim. Biasanya keadaan atmosfer yang dipengaruhi oleh radiasi matahari (sumber utama energi pada sistem iklim), adalah (1) radiasi mthr di permukaan bumi, (2) suhu udara, (3) tekanan udara, (4) penguapan air, (5) kelembaban udara, (6) awan dan hujan, dan (7) arah dan kecepatan angin. Yang perlu dibahas adalah: (a). Pengertian masing-masing unsur cuaca, (b). cara mengukur, alat dan satuannya, (c). Agihan menurut tempat dan waktu (d). faktor pengendalinya, (e). Pengaruh masing-masing u.c. terhadap tanaman, tanah, dan OPT.

III1. Radiasi Matahari A. Pengertian dan pembangkitan Radiasi = bentuk energi yang dipancarkan oleh setiap benda yang bersuhu > 0 oK dan merupakan satu-satunya bentuk energi yang dapat menjalar di dalam vakum angkasa luar. Radiasi mthr. adalah gelombang elektromagnet yang dibangkitkan dari reaksi fusi nuklir yang mengubah dari Hidrogen menjadi Helium. Suhu permukaan matahari 6000 oK dan memancarkan radiasi GE 73,5 juta watt/m2, dan sampai di puncak atm bumi 1.360 watt/m2. Radiasi yang sampai di muka bumi lk. setengah dari di bagian puncak atm. Rata-rata radiasi matahari yang diterima di bumi 30 % dipantulkan ke angkasa.

Sistem Tata Surya bumi 147-152 j1uta km

Pengetahuan mengenai bintang sebagian besar diperoleh dari studi terhadap bintang yang paling dekat dengan kita yaitu Matahari Besaran fisik dan geometrik matahari d = 1,50 x 1013 cm = 1 SA R = 6,96 x 1010 cm  109 R M = 1,99 x 1033 g L = 3,96 x 1033 erg Teff = 5.800 oK P = 25,38 hari m = - 26,8, mbol = -26,85 Mv = 4,82, Mbol = 4,75

B. Karakteristik Radiasi Matahari dan Bumi Radiasi suatu benda yang bersuhu permukaan > 0o K (-273 oC) = F F = Єσ Ts4 watt/m2 Keterangan F = pancaran radiasi Є = emisivitas permukaan, Є = 1 bila benda hitam, Є = antara 0,9 dan 1,0 benda-benda alam, σ = tetapan Stefan-Boltzman (=5,67x10-8 watt/m Ts = suhu mutlak permukaan benda Makin besar Ts, maka pancaran radiasi, F, makin besar. Apa bentuk yang diradiasikan oleh benda bersuhu Ts? gelombang! Wien menyatakan panjang gelombang dari pancaran benda adalah λ. Nilai λ maksiumum berbading terbalik dengan Ts benda yang memancarkan. λ maksimum = 2.897/Ts μm

750 1000 1250 250 500 1500 1750 2000 2.897/Ts μm 1 μm = 1000 nm

B. Karakteristik Radiasi Matahari dan Bumi ... Hampir seluruh (99 %) energi matahari berada pada gelombang pendek Komposisi spektralnya 0,1 - 0,4 μm ultra violet = gelombang pendek (energi RM)- (9%) 0,4 - 0,7 μm sinar tampak (mer, ji, ku, hi, bi, vi)- (45 %) 0,7 – 1.000 μm infra merah – (46 %) tampak radio UV Infra merah 0,1 0,5 1 5 10 50 100 500 1000 µm Vi, bi, hi, ku, ji, mer

C. Cara mengukur radiasi matahari Radiometer Solarimeter mengukur radiasi global (radiasi yang diserap dan dihamburkan) = Qs Awan = penghalang jumlah radiasi yang sampai ke permukaan bumi, lamanya radiasi mthr diterima di bumi (lama penyinaran = n) diukur dengan alat Solarimeter tipe Campbell Stokes Qs/QA= a + b n/N QA = jumlah radiasi secara teoritis (nilai Anggot) N = panjang hari n = lama penyinaran a dan b = tetapan yang tergantung dari keadaan daerah

Alat pengukur RM Campbell Stokes

D. Agihan Radiasi Matahari (Penerimaan Radiasi matahari di bumi) Radiasi Mth di bumi ditentukan oleh tempat dan waktu Tempat di bumi - letak lintang (latitude) - keawanan - arah lereng Waktu - perbedaan letak matahari dalam 1 hari (diurnal) - perbedaan letak matahari dalam 1 tahun (hari ke hari) Secara makro penerimaan radiasi mthr di muka bumi dipengaruhi oleh: a. jarak antara mthr. dan bumi b. panjang hari dan sudut datang (ketinggian matahari) c. pengaruh atmosfer bumi

Radiasi Mthr/hari Panjang hari/hari

perbedaan letak matahari dalam 1 hari (diurnal) Pkl. 12.00 Pkl. 09.00 Pkl. 15.00 troposfer siang Pkl. 18.00 Pkl. 06.00 Malam hari

perbedaan letak matahari dalam 1 tahun (hari ke hari) . utara 22 juni 21 maret 29 september 22 desember selatan

perbedaan letak matahari dalam 1 tahun (hari ke hari) . utara 22 desember selatan

perbedaan letak matahari dalam 1 tahun (hari ke hari) . utara 22 juni selatan

Sistem Tata Surya bumi 147-152 j1uta km

a. jarak antara mthr. dan bumi Jarak terdekat 4 juli (147 juta km) -- perihelion Jarak terjauh 3 januari (152 juta km) -- aphelion Ragam jarak ini mempengaruhi jumlah energi yang diterima di bumi 23/9 terdekat Winter solstice 22/6 22/12 Summer solstice terjauh 21/3 equinox

Panjang hari dan sudut datang (ketinggian matahari) Penerimaan radiasi mthr di bumi pada suatu waktu ditentukan oleh sudut datang mthr. Sudut datang matahari suatu tempat tergantung letak lintang. Di Kutub utara dan selatan mengalami panjang hari 24 jam dan 0 jam selama 6 bulan dalam 1 tahun Di Indonesia 6oLU-11oLS ? Cos z = sinΦ sinδ + cos Φ cos δ cos h δ = -23,4 cos {22(No + 10)/365} z = sudut antara garis normal dan sinar datang Φ = letak lintang h = sudut waktu (24 jam =360 derajat) δ = sudut deklinasi mthr ditentukan oleh waktu/tanggal No No = nomor hari dalam 1 tahun. 1 Jan adalah no 1, dst. .. 365. Pada saat terbit z = 90o , h = ½ panjang hari , cos90o =0 0 = sinΦ sinδ + cos Φ cos δ cos H Cos H = -tg Φ tg δ , maka H = -tg-1 Φ tg-1 δ

Sudut datang matahari . E Lm E Lt mthr bumi 147-152 juta km E Lm E Lt mthr bumi Lm > Lt, maka E/Lm < E/Lt Lm = luas miring Lt = luas tegak

Pengaruh atmosfer bumi Radiasi mthr yang masuk bumi mengalami: (1) penyerapan, (2) pemantulan, oleh gas aerosol, dan awan (3) penghamburan, Penyerapan O2 menyerap radiasi mthr UV (0,12 – 0,18 μm) Ozon menyerap radiasi mthr UV (0,22-0,33 μm) Uap air menyerap IR 0,93; 1,13; 1,42, 1,47 μm) CO2 menyerap IR (2,7 μm) Pembauran (hamburan): Pelaku penyerapan oleh mol udara, uap air, partikel Radiasi mthr. dibaurkan sebagai radiasi langit (sumber kalor permukaan bumi.) Atas dasar ukuran partikel penghambur: pembauran Reyleigh dan pembauran Mie

Pengaruh atmosfer bumi (lanjutan) Pemantulan Pelaku: awan, jumlah rad. mthr yang dipantulkan awan 20 % Jumlah yang dipantulkan tgt. pada - banyaknya awan - tebal awan - jenis awan Albedo = nisbah radiasi mthr yang dipantulkan/radiasi mthr datang makin besar albedo makin besar yang dipantulkan Penentu albedo: macam permukaan, kandungan air, sudut datang mthr. Albedo: Awan sirus 36 %, altostratus 39-59 %, stratus 42-84 %, kumulus 70-90 %; kumolonimbus 92 %, tanaman 15-25 %, lapangan rumput 10-20 %, tanah hitam 5-15 %, tanah abu- abu lembab 10-25 %; padang pasir 25-30 %, jalan aspal 5- 10 %, air di katulistiwa 6 %

Radiasi BUMI Bumi menerima radiasi mthr  bumi hangat ( 15 oC=273 + 15oK) λ maksimum = (2897/Ts) μm  IR (gel panjang 4-120 μm). IR (gel panjang) = Radiasi Bumi = radiasi malam Radiasi bumi juga oleh atmosfer bumi diserap, diradiasikan lagi, dan diteruskan 100 dari mthr 6 20 4 18 38 awan Ozon, uap air 2 18 4 12 26 16

E. Pengaruh radiasi mthr terhadap tanaman Radiasi mthr yang jatuh di atas tanaman berpengaruh: 1. Kecepatan pertumbuhan 2. Kecepatan transpirasi  kebutuhan air 3. Pada energi tinggi menyebabkan pembakaran Pengaruh radiasi mthr terhadap pertumbuhan melalui: 1. Fotosintesis 6 CO2 + 6 H2O ==== C6H12O6 + 6 O2 (dalam khloroplas) PAR = Photosyntetically active radiation, λ : 400-700 nm 2. Fotostimulus misalnya Fotoperiodisme: respon tanaman terhadap panjang siang dan malam Fotosintesis dibutuhkan intensitas radiasi, sedangkan fotoperiodime dibutuhkan lama radiasi mthr PAR

E. Pengaruh radiasi mthr terhadap tanaman … Laju fotosintesis meningkat dengan bertambahnya intensitas, karena peningkatan reaksi fotokimia. Pada intensitas rendah konduksi CO2 stomata berhenti, maka laju fotosintesis sangat rendah dan sebaliknya, tetapi keadaan ttt., fotosintesis tidak dipengaruhi oleh intensitas radiasi mthr. Penyebabnya adalah daun telah jenuh radiasi mthr.  konduksi (kehantaran) CO2 stomata berhenti. Ada tanaman yang laju fotosintesis mulai menurun sebelum mengalami titik jenuh radiasi mthr, karena turgor stomata terganggu  stomata menutup  CO2 tidak masuk ke dalam daun.

E. Pengaruh radiasi mthr terhadap tanaman … Pada fotoperiodisme panjang hari yang penting adalah lamanya radiasi mthr tampak mata (bukan semua radiasi). Respon (tanggap) ini dilihat dari waktu pembungaan Alard dan Garner (1940), membagi tanaman atas dasar respon terhadap panjang hari. Tanaman hari panjang – berbunga bila panjang hari > nilai kritisnya Lobak, selada, bit, kembang sepatu, kentang, dan tanaman yang berbunga pada akhir musim semi atau awal musim panas Tanaman hari pendek – berbunga bila panjang hari < nilai kritisnya Arbei, aster, seruni, ubi jalar, dan tanaman yang berbunga pada awal musim semi atau akhir musim panas Tanaman netral – tidak terpengaruh Nilai kritis rata-rata adalah 14 jam

Pengaruh (peran) Radiasi matahari terhadap proses tanah

Intensitas cahaya mempengaruhi perilaku serangga. E. Pengaruh radiasi mthr OPT (roden, serangga,jamur dan bakteri, virus) Pengaruh radiasi matahari terhadap serangga melalui suhu dan cahaya. Intensitas cahaya mempengaruhi perilaku serangga. Banyak serangga yang aktif siang hari  Banyak serangga yang diam pada malam hari  Beberapa serangga aktiv saat cahaya redup saat fajar dan senja Kegiatan OPT yang lain ?

. Terima kasih

Perbandingan produksi tanaman antara daerah tropis dan sedang menurut penggunaan radiasi matahari Ada anggapan bahwa daerah tropis daerah yang potensial untuk pertanian, tetapi produktivitas lebih rendah dari produktivitas daerah sedang  ini akibat kegagalan teknologi. Padahal bukan. Kemungkinan oleh suhu yang hangat pada malam hari (?). Atau radiasi matahri lebih rendah dari pada daerah sedang (?) Tugas Kemungkinan oleh suhu yang hangat pada malam hari (?) atau radiasi matahri lebih rendah dari pada daerah sedang (?) Buatlah paper tentang produktivitas di daerah tropis < sedang !