Meteorology for better life

Departemen Geofisika dan Meteotologi,Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan AlamInstitut Pertanian Bogor Klimatologi

1. Energi Pancaran2. Karakteristik3. Penerimaan Energi Pancaran4. Neraca Energi

Meteorology for better life 2

• Sumber energi utama proses fisikaAtmosfer > unsur fisik alam > cuaca

• Gel. Elektromagnetik < reaksi fusi H→ He

• T permukaan Matahari ~ 6000 K →73.5 Mwatt/m2

• Jarak Matahari – Bumi rata2 ~ 150 jtkm → 1360 W/m2 di puncakAtmosfer Bumi

• Tertahan atmosfer ~ 50%

Meteorology for better life 3

Hk Wienλm = 2897/ TT ↑ → λm ↓T permukaan bumi >

gel. panjang (4-120µm)

T permukaan matahari> gel. pendek (0.3-4µm)

Hk Stefan-Boltzman F=εσT4ε benda alam 0.9 – 1σ = 5.67 10-8 W/m2T ↑ → E ↑

Meteorology for better life 4

• Energi pancaran datang berupa gelombang maupunpartikel

Model Gelombang

Meteorology for better life 5

Partikel lazim disebut quanta / fotonEnergi per foton lebih besar sw >lw

Model Partikel

Meteorology for better life 6

Meteorology for better life 7

• Bervariasi > tempat & waktuRotasi bumi --- > skala diurnal .

Revolusi bumi dan sudut rotasi - variasi sesonal

Meteorology for better life 8

• Skala mikro– Keragaman penutupan

awan– Keragaman topografi /

lereng– Variasi harian (diurnal)

Meteorology for better life 9

• Pada suatu tempat Qsw diterimasiang hari dan Qlw dilepaskan padamalam hari

• Kesetimbangan antara Qsw dan Qlwmenentukan variasi temperatureharian (diurnal) maupun musiman(seasonal)

Meteorology for better life 10

• Skala makro– Jarak Matahari-Bumi

• Lintasan revolusi berbentuk elips– 2 hari terdekat dan 2 hari terjauh dalam 1

tahun

Meteorology for better life 11

Autumnal/Vernal Equinox Winter/Summer Soltice

Meteorology for better life 12

Panjang hari dan Sudut datang• Variasi letak lintang > perbedaan kerapatan , perbedaan

periode penerimaan

Meteorology for better life 13

• Sudut datang (z)– cos z= sin Φ sin δ + cos Φ cos δ cos h

• Φ lintang, h sudut waktu (24 jam=360o)– Sudut deklinasi δ > f (Julian date, Φ)

• δ= -23.4 cos (360 (julian date +10)/365)– Periode penerimaan/panjang hari

• Posisi matahari di horison z=90o > sudut waktu h setara dg ½panjang hari shg:cos h=-(sin Φ sin δ)/(cos δ cos Φ)= - tg Φ tg δ

N (panjang hari)= 2h(24/360)jam

Meteorology for better life 14

• Penerimaan energi dipuncak atmosfer– 1367 W/m2(Qso) saat

Sudut jatuh tegak (z=0o)– Qa=Qso cos z

• Penerimaan energi dipermukaan bumi– Qs = ד Qa

.koef. Optik atmsfr=ד0.6 – 0.9

Meteorology for better life 15

Pengaruh atmosfer

• Energi pancaran menuju permukaan– dipantulkan– diserap– Diteruskan > radiasi langsung dan baur

disebut energi pancaran global

Meteorology for better life 16

• Keawanan sangat berpengaruh– Lama matahari bersinar cerah>lama penyinaran– Alat ukur > campbell stokes– Pendugaan (bulanan)> Qs= (a+b n/N) Qa

n=lama penyinaran

• Satuan energi pancaran– Intensitas > Watt/m2

– Total/kumulatif > integrasi dalam periode tertentu > MJ/m2/waktu

Meteorology for better life 17

• Qnetto = Qsw↓ + Qlw↓ - Qsw↑- Qlw↑– Albedo > nisbah Qsw↓ : Qsw↑

---> α (albedo)– Pendugaan energi pancaran

permukaan bumi• Qlw↑= σT4(0.56-0.079 ea

1/2)(0.1+0.9 n/N)

– Brunt (1932) > turunan Hk.Sefan Boltzman

• Qnetto = Qsw↓ (1- α) - Qlw↑

Meteorology for better life 18

Partisi EnergiQnetto = H + LE + G +P tdk ada adveksi

Meteorology for better life 19

• 2%-3% masukan energi untuk fotosintesa• 97%-98% untuk evaporasi,simpanan,transfer bahang

Meteorology for better life 20

• Cahaya ≠ PAR (photosyntetically active radiation)

Meteorology for better life 21

• Cahaya (light) adalah energi pancaran yang kasat mata• energi cahaya ~ 50% dari energi Qsw

Meteorology for better life 22

• proses fotosintesa memanfaatkan foton yg biasadisebut sbg photosyntetic photon flux density (PPFD)atau photosyntetically active radiation (PAR)

• Satuan µmol quanta/m2/dtk atau µmol/m2/dtk• Qnetto ~ perhitungan2 proses fisik atmsfer• Cahaya,PAR,Qsw ~ fotosintesa,prod.berat

kering,produktivitas

Meteorology for better life 23

Meteorology for better life

Departemen Geofisika dan Meteotologi,Gedung FMIPA Wing 19 Level 4Kampus IPB Darmaga, Bogor – Indonesia0251-8623850 - http://geomet.ipb.ac.id

TERIMA KASIH