II. INSOLASI

1
II. INSOLASI

• Nyimas Popi Indriani

2
Sumber panas utama matahari

• Energi radiasi matahari yang sampai ke bumi
  disebut insolasi
• INSOLASI incoming, solar, radiation
• Terdiri atas berkas-berkas cahaya, panjang
  gelombang berbeda-beda

3
Matahari

• Temperatur di atas 10000 Fahrenheit
• Jarak 150 juta km
• Diameter 1,4 juta km
• Massa 332000 kali massa bumi

4
Faktor-faktor yang mempengaruhi insolasi pada
suatu tempat

1. Intensitas radiasi matahari
2. Lamanya penyinaran
3. Kejernihan atmosfir
4. Konstanta matahari

5
1. Intensitas Radiasi Matahari

• Semakin kecil sudut datang (daerah
  tropis/equator) maka semakin besar intensitas
  yang diterima di daerah itu, dan sebaliknya.
• Intensitas radiasi ? malam lt siang

6
Perpindahan matahari harian

• Jam 12 siang
• Jam 9 pagi

7
Perpindahan matahari tahunan (misal daerah kutub
utara)

• Summer (juli)
• Winter (desember)

8
2. Lama Penyinaran

• Berhubungan dengan panjang hari
• Bervariasi dengan lintang dan musim (catatan
  poros bumi menyudut 23,5 dengan garis vertikal)
• Di equator, lama penyinaran malam dan siang
  relatif sama
• Di kutub lama penyinaran 24 jam/hari, disebut
  summer solstice (U 22 Juli, S 22 Desember)

9

• Potensi lama insolasi terpanjang

Lintang 0 17 41 49 66,5 67 90
Panjang siang 12 13 15 16 24 1 6
Panjang siang Jam Jam Jam Jam Jam Bulan Bulan
10
3. Kejernihan atmosfir

• Jarak matahari-bumi Ketika perihelion
  147.001.000 km, Ketika uphelion 152.501.000 km
• Radiasi uphelion 7 lebih kecil dari perihelion
  (tidak begitu material)
• Kejernihan atmosfir ditentukan oleh ketebalan
  atmosfir yang ditentukan lintang. Di khatulistiwa
  atmosfir yang ditembus lebih tipis sehingga lebih
  banyak mendapat sinar matahari

11
4. Konstanta matahari

• Tidak terlalu material (pengaruhnya kecil)
• Akibat pengaruh dari jarak matahari dengan bumi
• Merupakan jumlah energi matahari yang sampai ke
  batas atmosfir
• Besar konstanta matahari 2 gram calori cm-2
  menit-2 atau 4500000 HP mil-2 menit-1
• Perubahannya dari waktu ke waktu sangat kecil

12
Kedudukan bumi dengan matahari
13

• Contoh kasus belahan bumi bagian utara
• 22 desember winter
• 21 maret spring
• 21 juni summer
• 23 september autumn
• Perihelion 1 jan
• Uphelion 1 jul

14
Distribusi Insolasi

• Sangat dipengaruhi oleh lintang
• Maksimum di equator (4x lipat kutub)
• Minimum di kutub
• 0-23,5 lintang terjadi 2 kali maksimum
• 23,5-90 lintang terjadi 1 kali maksimum

15
Menentukan kapan matahari berada di atas kepala
(equator only)

• Tanggal di titik X (lintang kota / 23,5) x
  jumlah hari tanggal di equator 23,5)

16
Lintasan Matahari

• Tropic of cancer (23,5 LU) 22/6
• Equator (0) 21/3 22/9 21/3
• Tropic of capricorn (23,5 LS) 22/12

17
III. TEMPERARUR

• Nyimas Popi Indriani

18
Temperatur

• Secara kualitatif menyatakan
• Dingin
• Hangat
• Panas
• Adalah ukuran relatif tentang panas dinginnya
  suatu benda / zat
• Merupakan gambaran umum keadaan energi dari suatu
  benda, tetapi tidak semua energi (dalam suatu
  benda) dapat diwakili oleh temperatur (mis
  energi kinetik)

19
Panas

• Adalah energi yang ditransfer dari suatu benda ke
  benda lain dengan proses thermal seperti
• Konduksi
• Konveksi
• Radiasi
• Merupakan sumber energi / tenaga.

20
Satuan temperatur dan panas

• Satuan temperatur
• Celcius
• Reamur
• Fahrenheit
• Kelvin
• Satuan panas (energi)
• Kalori
• Joule

21

• PANAS ? TEMPERATUR

22
Pertukaran / perpindahan panas (proses thermal)

1. Konduksi perpindahan panas melalui kontak
   antara 2 medium
2. Konveksi perpindahan panas melaui aliran
3. Radiasi perpindahan panas melalui gelombang
   elektromagnetik

23
Satuan temperatur

• C 5/4 R 5/9 (F 32)
• R 4/5 C 4/9 (F 32)
• F 9/5 C 32 9/4 R 32
• K C 273

24
Fluktuasi temperatur harian

• Dalam 1 hari temperatur berubah-ubah
• Terjadi karena perbedaan insolasi dari waktu ke
  waktu
• Sejak matahari terbit sampai 2 jam setelah
  tengah hari, energi yang diterima lebih besar
  daripada energi yang hilang

25

• 06.00-14.00 (E terima gt E lepas)
• E
• Temperatur meningkat

26

• Setelah 14.00
• E
• Temperatur menurun

27
Temperature Lag
Insolasi max
Temperatur max
Energy balance
Energy balance -
28

• T max 14.00
• T min 03.00
• Terjadi hanya pada keadaan normal, tidak terjadi
  hujan, badai, dsb

29
Fluktuasi temperatur tahunan

• Berbeda satu tempat dengan yang lainnya
• Dipengaruhi garis lintang bumi
• Fluktuasi equator lt Fluktuasi non equator
• Semakin jauh dari equator, fluktuasi semakin
  besar
• Sangat menentukan jenis/macam vegetasi, termasuk
  tanaman-tanaman untuk keperluan lansekap
• Dikenal 3 pola fluktuasi
• Pola khatulistiwa
• Pola daerah sedang
• Pola daerah kutub

30
1. Pola khatulistiwa

• Fluktuasi tahunan kecil
• Fluktuasi tahunan lt Fluktuasi harian
• Terjadi 2x temperatur maksimum dan 1x temperatur
  minimum
• Maksimum matahari pada lintang yang bersangkutan
• Minimum garis balik lintang berlawanan dengan
  lintang lokasi yang bersangkutan

31
2. Pola daerah sedang

• Fluktuasi tahunan sangat besar
• Fluktuasi tahunan gt Fluktuasi harian
• Fluktuasi semakin besar jika lokasi berada di
  tengah benua
• Fluktuasi semakin kecil jika lokasi semakin
  mendekati lautan
• Hanya ada 1x temperatur maksimum dan minimum

32
3. Pola daerah kutub

• Fluktuasi tahunan sangat besar. Bergantung juga
  pada letaknya
• Hanya 1x temperatur maksimum dan minimum

33
Distribusi temperatur mendatar

• Perbedaan temperatur menjadi
• Antara tempat
• Antara waktu

34
Isotherm

• Adalah garis khayal yang menghubungkan
  tempat-tempat yang mempunyai temperatur yang sama
  pada saat yang bersamaan
• Pada skala sempit diperoleh dengan pengukuran
  aktual
• Pada skala besar diperoleh dari perhitungan lapse
  rate (temperatur turun 6 serajat celcius setiap
  kenaikan 100m dpl)
• Contoh jakarta 29 derajat celcius, berapa suhu
  gunung gede (3000dpl)??
• Suhu gunung gede 29 (3000/100) x 0.6 11C

35
Faktor yang menentukan distribusi temperatur
mendatar

• Garis lintang
• Lintang menentukan insolasi
• Insolasi menentukan energi
• Energi menentukan temperatur
• Lintang rendah lebih tinggi temperaturnya
  dibandingkan dengan lintang tinggi
• Distribusi yang tidak teratur antara daratan dan
  lautan
• Air lebih stabil T nya
• PJ air 1
• Darat lebih cepat berubah
• PJ darat lt 1

36

• Adanya arus dan aliran laut
• Daerah yang dilalui arus panas akan hangat
• Daerah yang dilalui arus dingin akan sejuk
• Adanya gunung yang tinggi

37
Distribusi temperatur vertikal

• Di dataran tinggi temperatur rendah
• Di puncak gunung tinggi ?? ES
• Dikenal Normal Lapse Rate (nisbah kehilangan
  temperatur normal) adalah fenomena dimana
  temperatur turun 0.6C setiap kenaikan 100m dpl.
• Bila tidak terjadi perubahan temperatur disebut
  isothermal
• ISOTHERMAL ? ISOTHERM

38
Inversi temperatur

• lapisan atmosfir bumi
• Atmosfir
• Stratosfir
• Tropopause
• Troposfir
• Pada troposfir bagian bawah sering terjadi inversi

Semakin tinggi
39

• Inversi adalah fenomena dimana temperatur udara
  naik dengan naiknya ketinggian tempat
• Di dekat permukaan bumi juga dapat terjadi
  inversi karena 5 cara
• Radiasi panas dari permukaan bumi pada malam yang
  terang ? FROST
• BJ udara dingin gt? turun, udara panas
• 2 massa udara (temperatur beda) datang
  bersama-sama. Udara dengan temperatur rendah ?
  berat ? di bawah
• Adveksi di atas permukaan dingin ? panas
• Inversi subsidi massa udara turun tersebar di
  atas lapisan di bawahnya

40
Grafik laju perubahan temperatur vertikal

• x1000m

18
Tanpa laju perubahan
15
12
normal
9
Inversi udara atas
6
Laju perubahan normal
3
Inversi permukaan
-80 -40 -30 0 20 40 60 T
41
Perubahan adiabatik (adiabatic rate)

• Adiabatik kering, kering belum ada kondensasi
• Adiabatik basah, bila terjadi ada kondensasi
  (0.5C/100m) (udara yang mengandung uap air)

42
Please note penting dalam angin lokal,
terjadinya hujan, bayangan hujan

• Tinggi tempat

Adiabatik basah (uap air) 0.5/100m
Adiabatik kering 1/100m
kondensasi
Adiabatik kering 1/100m
43
Temperatur tanah

• Dipengaruhi oleh
• Temperatur permukaan tanah
• Temperatur atmosfir
• 3 hal yang perlu diperhatikan
• Kedalaman tanah
• Temperatur permukaan tanah
• Waktu
• Tanah lebih mudah menerima dan melepaskan panas ?
  fluktuasi gtgt
• Fluktuasi temperatur tanah berkurang dengan
  semakin dalamnya tanah
• Pemanasan sebesar 6C hanya dapat merambat sampai
  6m
• Pendinginan (malam hari) 10C hanya merambat 4m
• Pembelokan T tertinggi ke kanan memperlihatkan
  adanya selang waktu untuk perambatan ke dalam
  tanah
• Permukaan tanah lebih peka teradap perubahan
  temperatur
• Lapisan atas tanah mirip lapisan dasar atmosfir
  (1-500m). Di sinilah adanya kehidupan

44
Grafik hubungan antara temperatur tanah dan waktu
pada berbagai kedalaman tanah

• T Tanah

20
15
40cm
10
20cm
2cm
5
1cm
80cm
0
06
12
18
20
waktu
45
Zona iklim menurut sifat permukaan bumi

• Iklim benua adalah iklim yang terjadi di tengah
  benua. Angin laut tidak mencapai tempat tersebut
• Iklim laut adalah iklim yang terjadi di daerah
  yang suhunya dipengaruhi oleh suhu laut
• Iklim pantai iklim daerah yang satu sisinya
  dipengaruhi oleh iiklim laut dan darat
• Iklim gunung dan dataran tinggi

46
hydrometeorologi

• Menerangkan segala macam bentuk yang ada di
  atmosfir

47
a. Siklus air

• Jumlah air akan selalu tetap, hanya berubah
  bentuk. (secara teori)
• Lintang rendah hujan (rain)
• Lintang tinggi salju (snow)
• Dari laut air menguap ? evaporasi
• Dari danau air menguap
• Dari sungai air menguap
• Naik menjadi kondensasi ? uap air (water vapor)
• Awan menjadi semakin besar ditiup angin, sehingga
  timbul hujan yang terjadi pada lintang rendah
• Jatuh ke permukaan bumi, masuk ke dalam tanah ?
  air penetrasi
• Air masuk lebih dalam lagi (perkolasi)
• Air tidak sempat masuk karena hujan, sehingga
  mengalir sangat cepat melalui permukaan bumi.
  Jika besar mengakibatkan banjir
• Dari perkolasi bisa sampai ke lapisan tidak
  tembus air (lapisan bebas) mengalir sebagai air
  tanah (ground water)
• Dapat keluar sebagai mata air
• Air menguap dari tumbuhan, hewan, manusia, dan MH
  lain menguap bersama-sama/ transpirasi
  keseluruhan disebut evapotranspirasi.

48

• Pada lintang tinggi
• Setelah menguap bergeser menjadi es
• Es berjalan, merayap, mengalir, belum sampai ke
  laut akan patah-patah. Yang terlihat di permukaan
  10 yang muncul di permukaan laut
• Gunung es gladsier yang patah-patah, yang
  terlihat di permukaan hanya sebagian dari es pada
  no 10, ada yang jatuh berupa butir-butir salju.

49
b. kelembaban

• Menyatakan banyaknya uap air di udara
• Jumlah uap air di udara
• Jumlahnya kecil 0-5
• Hubungannya dengan iklim memiliki peranan yang
  besar
• Perbedaannya dengan gas lain

gas jumlah peran
N2 dan O2 Besar Kecil tetap
Uap air Kecil besar Berubah
50
Fungsi uap air di udara

• Jumlah uap air berubah dari waktu ke waktu dan
  dari tempat ke tempat
• Menyatakan kemungkinan terjadinya hujan
• Mengabsorbsi panas, mengatur hilangnya panas
  (thermoregulator)
• Menentukan energi di atmosfir ? hujan angin
  (thunder storm)
• Menentukan kecepatan penurunan temperatur makhluk
  hidup ? kesegaran (sensible)

51
Kapasitas udara

• Menyatakan jumlah maksimum yang dapat dikandung
  oleh udara pada suatu temperatur
• Kapasitas udara f . T
• T naik ? kapasitas udara naik, T turun ?
  kapasitas udara turun
• Suatu keadaan dimana kapasitas udara (uap air) di
  udara maksimum tercapai, disebut jenuh

52
Hubungan antara temperatur dengan kapasitas uap
air maksimum di udara
Temperatur Berat uap air ?/10F
(F) 30 40 50 60 70 80 90 100 (grain) 1.9 2.9 4.1 5.7 8.0 10.9 14.7 19.7 (grain) - 1.0 1.2 1.6 2.3 2.9 3.8 5.0
53

• 100-90F potensi embun 5.0
• 40-30F potensi embun 1.0
• Di daerah dingin, udara kering

54
Titik embun dan kondensasi

• Jika udara mengandung uap air maksimum (jenuh)
• T nya dinaikkan ? jadi tidak jenuh
• T nya diturunkan ? tetap jenuh dan ada pengembunan