unsur - unsur cuaca : radiasi surya dan suhu udara

A. Radiasi surya adalah pancaran sinar yang memasuki bumi dalam bentuk gelombang elektromagnetik yang tersaring oleh beberapa lapisan permukaan bumi yang akhirnya jatuh ke bumi, berikut adalah karakteristik radiasi surya 

• Radiasi matahari merupakan energi utama di kehidupan permukaaan bumi 
• Radiasi yang sampai di puncak atmosfer 1360 Wm2, yang sampai ke permukaan bumi setengah dari yang diterima di puncak atmosfer
• Menurut para ahli (astronomi-fisika), suhu permukaan matahari 6000OK (5727OC) dengan jarak rata-rata matahari – bumi 150 juta km.
• Rata-rata 30% radiasi yang sampai dipermukaan bumi dipantulkan kembali ke angkasa luar 

komonen - komponen 

a.Intensitas radiasi

b.Kualitas radiasi

c.Panjang hari dan lama penyinaran 

a. Intensitas radiasi

  Jumlah energi yang dipancarkan oleh surya per satuan waktu per satuan luas.

     

Hukum Stefan  Boltzman: setiap molekul (permukaan) benda dengan suhu permukaan di atas 0OK akan memancarkan energi radiasi (F).

  F = ɛ σ Ts4

F = pancaran radiasi (Wm-2)

ɛ = emisivitas permukaan, bernilai satu untuk benda hitam, 

      sedangkan untuk benda-benda alam berkisar 0.9-1.0.

σ = tetapan Stefan-Boltzman (5.67 10 -8 Wm -2).

Ts = suhu permukaan (K) 

b. Kualitas radiasi

   Panjang gelombang sinar atau tingkat energi yang 

    dipancarkan oleh matahari.

Hukum Wien:

λmaks  = panjang gelombang dengan intensitas radiasi

           maksimum

T      = suhu mutlak permukaan (oK)

ω      = tetapan Wien (2897µm oK)

Berdasarkan persamaan Wien di atas, semakin tinggi suhu permukaan benda menyebabkan pancaran radiasinya juga tinggi dan sebaliknya. 

c. Radiasi Gelombang pendek dan panjang 

1.          Panjang gelombang semakin pendek bila suhu permukaan yang memancarkan radiasi tersebut lebih tinggi
2.          Matahari (suhu 6000 K) mempunyai kisaran panjang gelombang antara 0.3 – 4.0 μBumi suhu 300 K (27oC) memancarkan radiasi dengan panjang gelombang 4 – 120 μm, 
3.         Karena panjang gelombang radiasi surya relatif pendek dibandingkan benda-benda alam lainnya maka disebut radiasi gelombang pendek
4.         Radiasi bumi/benda-benda yang ada dibumi disebut radiasi gelombang panjang. 

Transparansi Atmosfer

Energi pancaran menuju permukaan:

1. Penyerapan

2. Pemancaran

3. Penyerapan dan pembauran 

B. Suhu Udara berbeda dengan panas 

- Suhu lebih mengacu pada energi kinetik suatu benda 

- Panas merupakan bentuk energi

- Energi suatu benda tidak selalu dapat dicerminkan dari suhu benda tersebut, misalnya panas laten.

- Energi panas tergantung pada massa (m), kapasitas panas spesifik (c) dan perubahan suhu (Δ T)  

Pengukuran suhu sering dipakai sebagai acuan untuk menginterpretasi unsur

unsur cuaca karena suhu mengambarkan tingkatan energi materi baik secara fase

cair, padat maupun gas.

Suhu didefinisikan sebagai pergerakan molekul suatu benda dan pergerakan

molekulnya menggambarkan suhu dari benda tersebut. dan

hal tersebut  semakin 

cepat pergerakan molekul suatu benda semakin tinggi suhunya atau sebaliknya. 

Suhu menggambarkan energi kinetik rata-rata dari pergerakan molekul suatu

benda sedangkan panas menggambarkan total panas yang dikandung oleh

benda tersebut.

EK = ½ mv2 = 3/2 NKT

Dimana K, tetapan Stefen-Bolstzman (5.67 x 10-8 W m-2) 

Faktor-faktor yang mempengaruhi tinggi rendahnya suhu di suatu

daerah 

1. Sudut datang sinar matahari

Semakin tegak sudut datang sinar matahari maka energi panas yang diterima

semakin besar.

2.Cerah tidaknya cahaya

Semakin cerah cuaca, energi yang sampai ke permukaan bumi semakin banyak.

3. Lamanya penyinaran matahari

Daerah yang lebih lama menerima radiasi maka daerah tersebut akan semakin

panas.

4. Letak lintang

Semakin dekat dengan ekuator, suhu udara semakin panas 

5. Ketinggian tempat

•       Semakin mendekati daerah pantai maka suhu udara akan semakin panas. Dan
•       semakin mendekati daerah pegunungan akan semakin dingin
•       Hasil pengukuran suhu udara  Badan Meteorologi dan Geofisika , keadaan udara
•       di Indonesia dapat disimpulkan sebagai berikut :
•       Temperatur udara harian di pantai cukup tinggi, yakni sekitar 26  C dengan
•       temperatur tertinggi terjadi sekitar pukul 14.00 dan temperatur terendah sekitar 24  C terjadi sekitar pukul 04.00 dini hari.
•      Amplitudo harian relatif kecil ( selisih temperatur udara tertinggi dan terendah dalam satu hari ).
•       Amplitudo tahunan relatif kecil. Amplitudo tahunan rata-rata hanya 1 0 C karena lamanya siang dan malam hampir sama.

Junghuln membagi wilayah tropik Indonesia menjadi 4 kelompok zona suhu yaitu:

•     Zona panas (0-700 m dpl, 26 - 30 oC) : tanaman keras (kelapa, karet, kopi dan tebu. Tanaman pangan (padi, jagung dan kacang-kacangan).
•      Zona sedang (700-1500 m dpl, 23 - 28 oC) : tanaman hortikultura sayuran dan bunga-bungaan, perkebunan teh dan kopi.
•     Zona sejuk (1500-3000 m dpl, 18 - 22 oC) : tanaman pinus dan hutan campuran.
•    Zona dingin, (diatas 3000 m dpl) : wilayah seperti ini bersalju seperti di pegunungan Jayawijaya Papua.

Istilah-istilah:

•     Rataan suhu harian didefinisikan sebagai rataan suhu maksimum dan minimum selama sehari.

•    kisaran suhu harian diperoleh dari selisih suhu minimum dan maksimum.

•    Rataan suhu bulanan diperoleh dengan menjumlahkan rataan suhu harian selama 1 bulan, kemudian dibagi dengan jumlah hari dalam bulan tersebut.

•    Rataan suhu tahunan diperolah dengan menjumlahkan rataan suhu bulanan selama satu tahun dan di bagi dengan 12.

•              Kisaran suhu tahunan diperoleh dari selisih antara rataan suhu bulanan tertinggi dan terendah.