TUGAS KULIAH AGROKLIMATOLOGI

RADIASI SURYA

DISUSUN OLEH:

YUNITA MERLIN TAMARA

HO415070

DOSEN:

Ir.NOORHADI M.Si

PROGRAM STUDI PENYULUHAN DAN KOMUNIKASI PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET

2015

1) Radiasi Surya & Kuantitas Energi Radiasi Radiasi surya adalah pancaran energi yang berasal dari proses thermonuklir yang terjadi di Matahari.Energi radiasi matahari berbentuk sinar dan gelombang elektromaknetik .Spektrum radiasi matahari sendiri terdiri dari dua yaitu ,sinar bergelombang pendek dan sinar bergelombang panjang. Sinar yang termasuk gelombang pendek adalah sinar x,sinar gamma ,sinar ultra violet,sedangkan sinar gelombang panjang adalah sinar infra merah .Kuantitas energy radiasi matahari bergantung pada tetapan irradiasi ,jarak bumi-matahari,dan keberadaan benda-benda di atmosfer(terhalang/terabsorpsi.

2) Cahaya beserta peranannya dan neraca energi di permukaan bumiCahaya matahari merupakan sumber energy tama dalam kehidupan .Gambaran yang paling logis terkait dengan hal ini adalah proses fotosintesis pada tumbuhan yanag melibatkan sinar matahari sebagai energy yang dibutuhkan .Jika tumbuhan tidak berfotosintesis ,maka kehidupan tidak akan berlanjut mengingat sumber makanan bagi herbivora tidak akan tersedia .Sebagai akibatnya, karnivora dan omnivora tidak akan mendapatkan sumber makanan lagi.

Selain mengenai proses fotosintesis ,energy yang dihasilkan sinar matahari dapat dimanfaatkan sebagai energy pembangkit listrik.Saat ini,telah banyak yang mengguanakan energy ini sebagai sumber energy alternatif selain minyak bumi dan bahan bakar fosil lainnya .

Gaya grafitasi matahari memiliki peran besar dalam menjaga planet-planet yang mengelilinginya untuk tetap berotasi dan berevolusi pada porosnya.Tanpa gaya gravitasi ini ,planet-planet yang ada,termasuk bumi ,tidak akan memiliki orbit tetap sehingga system tata surya tidak akan pernah terbentuk.

Untuk kesehatan ,cahaya matahari berperan besar dalam produksi vitamin D di dalam tubuh manusia.Pancaran sinar ultraviolet dengan kadar yang cukup (biasanya yang dapat kita nikmati di pagi hari )merupakan faktor utama dalam produksi vitamin Dtersebut.Oleh karena itu ,kegiatan berjemur di pagi hari telah dilakukan oleh manusia sejak jaman dulu sebagai kebiasaan yang baik dan sehat .

Neraca radiasi secara global dibagi menjadi 2 bagian , yaitu bagian radiasi gelombang pendek (neraca radiasi matahari ) dan bagian gelombang panjang (neraca radiasi bumi )

Neraca radiasi matahari : Peta radiasi matahari dari 100% yang datang (insolasi incoming solar radiation )hanya 46% yang sampai secara langsung ke permukaan bumi,6% dipantulkan permukaan ,19%diserap udara(uap,air,debu,ozon),4%diserap awan ,17% di pantulkan awan ,dan 8% dipantulkan oleh udara.

Neraca energi radiasi bumi ,bumi memancarkan radiasi dalam bentuk gelombang panjang.Pada radiasi bumi dari 115%radiasi yang keluar dari bumi (outgoing radiation) diserap 106% oleh awan ,uap air ,CO2, dan O3 dan dikembalikan ke bumi 100%,hilang ke angkasa 9% secara langsung ,emisi dari uap air ,CO2 ,dan O3 sebesar 40% emisi dari awan 20%.Dari penjelasan butir 1 dan 2 ,permukaan mengalami surplus sebanyak 31% dari energi radiasi (+46-115+100),sedangkan atmosfer deficit sebesar 31% (+23+1066-100-6).Bumi mentransfer surplus 31% energy radiasi ke atmosfer dalam dua bentuk ,yaitu melalui panas terasa (sensible heat) sebesar 7% yang secara umum dapat diukur dengan thermometer,serta lewat panas tersembunyi (lantent heat) sebesar 24% yakni panas yang tersembunyi pada saat evaporasi (perubahan fase air menjadi uap )dan energi ini terlepas saat kondensasi terjadi .Manfaat panas laten dapat dirasakan saat pengeringan benih,pakaian dan kerupuk.

Neraca energi pada permukaan bumi

Qn=Qs+Ql-Qs-Ql

Qn=Radiasi Netto(Wm2)

Qs dan Qs=radiasi surya yang datang dan keluar (Wm2)

Ql dan Ql=radiasi gelombang panjang yang datang dan keluar (Wm2)

Radiasi surya (Qs) bernilai 0 pada malam hari , radiasi netto Qn) bernilai negative.

Siang hari Qs jauh lenih besar sehingga Qn positif. Qn yang positif akan digunakan untuk memanaskan udara (H),penguapan

(ƛE),pemanasan tanah/lautan (G)dan kurang dari 5%untuk fotosintesis (berlaku bila tidak ada adveksi panas/pemindahan panas secara horizontal)

3) Macam-macam fotoperiodisme tanaman dan contohnya Fotoperiodisitas digunakan untuk fenomena dimana fase perkembangan tumbuhan dipengaruhi oleh lama penyinaran yang diterima oleh tumbuhan tersebut.Beberapa jenis tumbuhan perkembangannya dipengaruhi oleh lamanya penyinaran ,terutama dengan kapan tumbuhan tersebut akan memasuki fase generatifnya .Fotoperiode tertentu yang berakibat pada tanaman masuk ke fase generative (berbunga) disebut fotoperiode kritis.

o Tumbuhan hari panjang (longday plant)

Memerlukan fotoperiode lebih panjang daripada periode kritis (12 jam)Contohnya:bawang,sorgum,labu

o Tumbuhan hari pendek (shortday plant)

Memerlukan fotoperiode lebih pendek daripada periode kritis (12 jam)Contohnya:ketela rambat,kopi

o Tumbuhan netral (dayneutral plant)

Tumbuhan tidak tanggap terhadap fotoperiode Contohnya:tembakau , kentang ,kacang hijau ,kumis kucing)

o Intermediate

Memerlukan fotoperiode yang tidak terlalu pendek/panjang(12-14 jam)Contohnya:tebu,tephrosia

o Amphiphotoperiodism

Tanaman yang tetap vegetatif bila penyinaran intermediate masuk ke fase generatif bila foto periode sangat pendek atau sangat panjang Contoh:tumbuhan kutub

4) Akibat dari radiasi sinar ultravioletRadiasi menyebabkan penumpukan energi pada materi yang dilalui.Dampak yang ditimbulkan radiasi dapat berupa ionisasi,eksitasi ,atau pemutusan ikatan kimia.Ioninasi :dalam hal ini partikel radiasi menabrak electron orbital dari atom atau molekul zat yang dilalui sehingga terbentuk ion positif dan electron terion .Eksitasi :dalam hal ini radiasi tidak menyebabkan electron terlepas dari atom atau molekul zat tetapi hanya berpindah ke tingkat energy yang lebih tinggi .Pemutusan ikatan kimia: radiasi yang dihasilkan oleh zat radioaktif mempunyai energi yang dapat mmutuskan iatan-ikatan kimia.

Pengaruh radiasi pada manusia atau mahluk hidup juga begantung pada waktu paparan .Suatu dosis yang diterima pada sekali paparan akan lebh berbahaya daripada bila dosis yang sama diterima pada waktu yang lebih lama .Secara alami kita mendapat radiasi dari lingkungan ,misalnya radiasi sinar kosmis atau radiasi dari radioaktif alam.Disamping itu ,dari berbagai kegiatan seperti diagnosa atau terapi dengan sinar X atau radiasi dari lingkungan ,misalnya radiasi sinar kosmis atau radiasi dari radioaktif alam.Disamping itu ,dari berbagai kegiatan seperti diagnosa atau terapi dengan sinar x atau radioisotop.Pada tumbuhan radiasi UV-B dapat menyebabkan pertumbuhan berbagai jenis tanaman menjadi lambat dan beberapa bahkan menjadi kerdil.Sebagai akibatnya ,hasil panen sejumlah tanaman budidaya akan menurun serta tanaman hutan menjadi rusak.

5) Peran radiasi bagi tanaman Efisiensi Pemupukan

Pupuk harganya relative mahal dan apabila digunakan secara berlebihan akan merusak lingkungan,sedangkan apabila kurang dari jumlah seharusnya hasilnya tidak efektif.Untuk itu perlu diteliti jumlah pupuk yang diserap oleh tanaman dan berapa yang dibuang ke lingkungan.Penelitian ini dilakukan dengan cara memberi “label”pupuk yang digunakan dengan suatu isotop ,seperti nitrogen-15 atau phosphor-32.Pupuk tersebut

kemudian diberikan pada tanaman dan setelah periode waktu dilakukan pendeteksian radiasi pada tanaman tersebut.

Penelitian Tanaman Varietas BaruRadiasi pengion mempunyai kemampuan untuk merubah sel keturunan suatu makhluk hidup ,termasuk tanaman .Dengan berdasar pada prinsip tersebut,maka para peneliti dapat menghasilkan jenis tanaman yang berbeda dari tanaman yang telah ada sebelumnya dan sampai saat ini telah dihasilkan 1800 jenis tanaman baru .Varietas baru tanaman padi,gandum,bawang,pisang,cabe,biji-bijian yang dihasilkan melalui teknik radioisotope mempunyai ketahanan yang lebih tinggi terhadap hama dan lebih mampu beradaptasi terhadap perubahan iklim yang ekstrim.

Pengendalian Hama SeranggaInsektisida kimia dirasakan menurun keefektifannya ,karena munculnya serangga yang kebal terhadap insektisida .Selain itu insektisida juga mulai dikurangi penggunaanya karena insektisida meninggalkan residu yang beracun .Salah satu metode yang mulai banyak digunakan untuk menggantikan insektisida dalam mengendalikan hama adalah teknik serangga mandul.Teknik serangga mandul dilakukan dengan mengiradiasi serangga menggunakan radiasi gamma untuk memandulkannya .Serangga jantan mandul tersebut kemudian dilepas dalam jumlah besar pada daerah yang diserang hama .Apabila mereka kawin dengan serangga betina,maka tidak akan dihasilkan keturunan.Dengan melepaskan serangga jantan mandul secara berulang ,populasi hama serangga akan turun secara menyolok .Teknik ini telah digunakan secara intensif di banyak negara penghasil pertanian seperti Amerika Selatan ,Mexico ,Jamaika dan Libya.

6) Tiga proses penting dalam fotosintesis Aktivasi Foto Klorofil-juga disebut “eksitasi” electron .Elektron melompat pada rantai

electron dan diterima oleh NADP Fotolisis –Konversi NADP untuk NADPH dengan bantuan Hidrogen dari air , Fotofosforilasi – Dimana energy yang dilepaskan oleh electron dalam photoactivation

digunakan untuk mengubah ADP menjadi ATP.

7) ALBEDOAlbedo merupakan sebuah besaran yang menggambarkan perbandingan antara sinar Matahari yang tiba di permukaan bumi dan yang dipantulkan kembali ke angkasa dengan terjad perubahan panjang gelombang (outgoing longwafe radiation).Perbedaan panjang gelombang antara yang datang dan yang dipantulkan dapat dikaitkan dengan seberapa besar energi matahari yang diserap oleh permukaan bumi.Permukaan yang berbentuk padat memberikan nilai albedo yang lebih besar dibandingkan dengan permukaan yang bersifat lembut.Albedo umumnya dikaitkan dengan perubahan iklim lokal,dan perlu dipahami dalam menganalisis perubahan tata guna lahan (land use).Pada umumnya,daerah perkotan memiliki nilai albedo yang lebih besar dibandingkan dengan daerah pertanian maupun perhutanan ,sehingga”hot island” selalu merupakan kasus serius

di daerah perkotaan.Albedo dari benda menggambarkan panjang lebar cahaya ,digambarkan sebagai perbandingan panjang lebar yag dicerminkan ke dalam radiasi elektromagnetis.

Radiasi yang dipantulkan

α= %

Radiasi datang

Dipengaruhi oleh :

Macam dan warna permukaan Kandungan lengas (kelembapan media)

Penyebaran radiasi surya dalam atmosfer:

QA=Cr+Ar+Ca+Aa+(Q+q)α+(Q+q)(1-α)

Absorbsivity

Reflektivity

8) Hubungan radiasi dengan tanaman Fotosintesa memerlukan intensitas radiasi yang lebih besar dari fotoperiodisme, pada umumnya kecepatan fotosintesis tanaman bertambah tinggi dengan naiknya intensitas cahaya.Pada nilai-nilai intensitas cahaya tertentu,kecepatan fotosintesa tidak dipengaruhi oleh intensitas cahaya karena daun telah jenuh dengan cahaya .

Istilah fotoperiodisitas digunakan untuk fenomena dimana fase perkembangan tumbuhan dipengaruhi oleh lama penyinaran yang diterima oleh tumbuhan tersebut.Beberapa jenis tumbuhan perkembangannya sangat dipengaruhi oleh lamanya penyinaran.