PERALATAN METEOROLOGI

Taman alat BMKG

Pengamatan meteorologi di Stasiun Meterologi H. Asan Kotawaringin Timur

dilakukan selama 24 jam setiap hari berdasarkan waktu standar internasional. Pengamatan

cuaca dilakukan sejak H-10 menit jam pengamatan, unsur-unsur yang diamati meliputi Suhu

Udara, titik embun, tekanan udara, jumlah curah hujan, keadaan cuaca, Awan, dan juga jarak

pandang terjauh (Visibility).

Dalam melakukan pengamatan cuaca, digunakan alat-alat meteorologi. Alat-alat

tersebut diletakkan pada suatu tempat yang disebut Taman Alat. Taman Alat berisi

beberapa alat untuk mengamati unsur cuaca di tempat tersebut.

Gambar 1. Taman Alat Stasiun Meteorologi H. Asan Kotawaringin Timur

Berikut adalah jenis-jenis peralatan meteorologi yang terdapat di Stasiun Meteorologi

H. Asan Kotawaringin Timur:

1. Sangkar Meterorologi

Sangkar meteorologi merupakan sebuah bangunan berbentuk sangkar yang terbuat

dari kayu. Bangunan ini berfungsi untuk melindungi peralatan meteorologi dari hujan dan

radiasi panas langsung dari luar.

Beberapa standar ketentuan dari sangkar meteorologi saat ini adalah sebagai berikut:

Lokasi sekitar sangkar meteorologi berupa lahan lapang bebas dari bangunan

ataupun pohon yang dapat menghalangi sinar matahari.

Terbuat dari kayu dan di cat putih. Hal ini dilakukan agar warna putih pada cat

memantulkan kembali radiasi dari matahari sehingga tidak langsung

mengenai termometer.

Pintu sangkar dibuat menghadap utara dan selatan. Hal ini dilakukan karena

gerak semu matahari adalah dari timur ke barat, dengan demikian pada saat

pengamatan tidak ada radiasi langsung matahari yang masuk kedalam

sangkar sehingga nilai parameter terukur merupakan nilai asli unsur udara

dekat permukaan.

Dinding sangkar dibuat berventilasi/berkisi-kisi agar sirkulasi udara lancar

untuk mengalirkan udara masuk dan keluar.

Ketinggian bangunan ± 2 meter.

Gambar 2. Sangkar Meteorologi

Peralatan meteorologi yang terdapat di dalam sangkar meteo terdiri dari :

termometer maksimum, termometer minimum, termometer bola kering dan termometer

bola basah.

Termometer bola kering. Termometer ini digunakan untuk mengukur suhu udara

permukaan. Termometer ini terdiri dari tabung gelas yang di dalamnya terdapat pipa

kapiler yang berisikan air raksa. Ketika suhu naik, maka air raksa akan memuai dan

menunjukan skala suhu pada lingkungan.

Termometer bola basah. Termometer ini digunakan untuk mengukur titik embun dalam

udara. Termometer ini sama seperti termometer bola kering, yang membedakannya

adalah termometer ini bolanya dilapisi dengan kain yang dijaga agar selalu basah.

Temometer bola basah mengukur suhu yang dibutuhkan untuk menguapkan air di kain

tersebut. Ketika kelembaban udara kecil, maka air akan mengambil panas dari

termometer tersebut sehingga suhu pada termometer bola basah akan menurun. Itulah

mengapa saat siang hari selisih antara bola kering dan bola basah cukup jauh

dibandingkan malam hari. Selisih dari suhu termometer bola kering dan bola basah

digunakan untuk menentukan kelembaban udara/ relative humidity.

Termometer maksimum. Termometer ini digunakan untuk mengetahui suhu

maksimum pada lingkungan sangkar selama satu hari. Termometer ini menggunakan air

raksa sama halnya seperti termometer bola kering/basah, yang membedakan adalah

pada termometer ini terdapat celah yang disebut contriction. Celah inilah yang membuat

air raksa tidak akan menyusut ketika suhu udara turun karena air raksa tersumbat oleh

celah ini, jadi suhu yang terukur pada termometer ini akan tetap pada skala suhu

tertinggi. Ketika akan digunakan ulang, termometer ini dapat dikalibrasi kembali dengan

cara mengibaskan termometer kearah contriction/ kearah bawah sehingga air raksa

dapat kembali pada suhu yang sebenarnya.

Termometer minimum. Termometer ini digunakan untuk mengukur suhu terendah

dalam satu hari pada lingkunan. Berbeda dengan termometer maksimum, termometer

ini menggunakan alkohol. Alkohol digunakan karena karakteristiknya cocok untuk

mengukur suhu rendah karena titik beku alkohol yang lebih rendah dari air raksa.

Didalam pipa kapiler yang berisikan alkohol terdapat jarum index yang akan menunjukan

skala suhu minimum. Ketika suhu menurun maka index ini akan mendekati skala

minimum karena terdorong oleh permukaan alkohol. Termometer ini diletakkan sedikit

miring kebawah agar index selalu menunjukan suhu terendah.

2. Penakar Hujan Hellman

Penangkar hujan ini adalah penangkar hujan yang merupakan tipe recording.

Gambar 3. Penakar Hujan Hellman

Jika hujan turun, air hujan masuk melalui corong, kemudian terkumpul dalam tabung

tempat pelampung. Air hujan ini menyebabkan pelampung serta tangkainya terangkat atau

naik ke atas. Pada tangkai pelampung terdapat tongkat pena yang gerakannya selalu

mengikuti tangkai pelampung. Gerakkan pena dicatat pada pias yang diletakan/digulung

pada silinder jam yang dapat berputar dengan bantuan tenaga per. Jika air dalam tabung

hampir penuh atau mencapai 10 mm (dapat dilihat pada lengkungan selang gelas), pena

akan mencapai tempat teratas pada pias. Setelah air mencapai atau melewati puncak

lengkungan selang gelas, maka berdasarkan sistem siphon otomatis (sistem selang air), air

dalam tabung akan keluar sampai ketinggian ujung selang dalam tabung. Bersamaan

dengan keluarnya air, tangki pelampung dan pena turun dan pencatatannya pada pias

kembali ke 0 mm. Jika hujan masih terus-menerus turun, maka pelampung akan naik kembali

seperti diatas. Jadi setiap terisi 10 mm, pelampung akan turun dan pena pias akan berada

pada titik 0 mm. Cara mengetahuinya adalah dengan menambahkan seluruh jumlah CH yang

terjadi.

3. Penakar Hujan OBS

Berbeda dengan tipe Hellman, Penangkar hujan tipe Observatorium tidak

menggunakan pias untuk mengukur curah hujan. Penangkar hujan tipe ini menggunakan

gelas ukur untuk menentukan jumlah curah hujan. Cara menentukan jumlah curah hujan

adalah dengan menjumlahkan hasil pembahacaan gelas ukur selama hujan terjadi.

Gambar 4. Penakar Hujan OBS

4. Campbell Stokes

Campbell stock adalah berupa bola kaca yang digunakan untuk menghitung lamanya

penyinaran matahari selama satu hari. Bola kaca ini bertujuan untuk mengumpulkan cahaya

matahari menjadi satu titik fokus, sehingga mampu memberi bekas kepada pias yang

dipasang pada campbells stokes. Lamanya penyinaran matahari ditunjukan oleh bagian pias

yang terbakar.

Gambar 5. Campbell Stokes

5. Panci Penguapan

Panci penguapan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah penguapan

yang terjadi selama selang waktu tertentu.

Gambar 6. Panci Penguapan

Dalam panci penguapan terdapat beberapa bagian yang memiliki fungsi masing-

masing.

a. Hook gauge : Alat ini berbentuk seperti kail. Alat ini berguna untuk

menghitung tinggi air pada panci penguapan. Untuk

mengukur tingginya, letakkan hook gauge pada tempatnya

(StillWell). Setelah itu atur supaya ujung kail berada tepat

pada permukaan air. Setelah itu baca skala yang tertera

pada hook gauge.

b. StillWell : Alat ini merupakan tempat atau wadah untuk meletakkan

hook gauge, dan untuk menjaga permukaan air tetap

tenang.

c. Cup Anemometer : Alat ini digunakan untuk mengukur kecepatan rata-rata

harian. Alat ini diletakkan dengan ketinggian 0.5m.

d. Termometer Apung : Alat ini terdiri dari termometer maksimum dan minimum.

Digunakan untuk mengukur suhu maksimum dan

minimum permukaan air dalam panci.

6. Anemometer

Anemometer merupakan alat yang digunakan untuk mengetahui arah dan kecepatan

angin. Untuk mengetahui arah angin, dalam anemometer terdapat alat yang disebut Wind

Vane. Alat ini berfungsi untuk mengetahui arah dari mana angin bertiup. Alat ini terdiri dari

ujung dan ekor. Saat angin bertiup dari arah utara, Maka ekor Wind Vane akan terdorong

dari arah utara ke Selatan sehingga ujung depan Wind Vane akan berubah arah menuju arah

utara yang merupakan arah datangnya angin. Sedangkan untuk mengetahui nilai kecepatan

angin, menggunakan Cup Anemometer. Cup Anemometer terdiri dari 3 piringan yang

seimbang antar sudutnya. Hal ini bertujuan untuk mengetahui besar kecepatan angin.

Karena terdapat 3 buah piringan Cup, maka Cup anemometer akan tetep berputar pada arah

yang sama walaupun angin bertiup dari arah yang berbeda-beda. Dalam pengamatan unsur

cuaca angin, Anemometer dipasang di atas permukaan setinggi 10 m.

Gambar 7. Anemometer

7. Automatic Weather Station (AWS)

Automatic Weather Station (AWS) merupakan bentuk kesatuan dari rangkaian sensor

yang dipadukan dan secara otomatis merekam data meteorologi seperti suhu, tekanan,

kelembaban, penyinaran matahari, curah hujan, dan angin yang kemudian akan diubah

(ditampung) dalam Data Logger sehingga dapat dimonitoring melalui komputer server dan

diakses secara online.

Gambar 8. Automatic Weather Station (AWS)

AWS pada umumnya dipasang pada ketinggian 10 meter diatas permukaan tanah

dan bebas dari bangunan. Display akan menampilkan langsung hasil data yang dikirimkan

melalui sensor. Pencatatan data cuaca dapat diatur / diprogram sesuai dengan kebutuhan,

tergantung dengan kebutuhan dan keinginan kita akan melakukan pencatatan data setiap 10

menit sekali, 30 menit sekali, dan seterusnya. Kemudian kita dapat memanggil data yang

tersimpan pada Data Logger melalui Data Collect (Mengambil dari Data Logger ke

komputer). Fungsi utama AWS adalah konversi pengukuran elemen meteorologis menjadi

sinyal listrik melalui sensor, pemrosesan dan transformasi sinyal ini menjadi data meteorologi,

merekamnya dan/atau mentransmisikan informasi yang dihasilkan.

Sistem AWS merupakan sistem pengamatan data meteorologi secara otomatis yang

terdiri dari :

a. Sensor dan Interface sensor

Dapat menangkap (sense) perubahan pada parameter meteorologi; range

pengukuran, resolusi, ketidakpastian dan response time.

b. Data collection unit (DCU) dan Analog to Digital Converter (ADC)

Mengumpulkan (collect) data dari output sensor dalam bentuk engineering unit, (ex:

ohm, ampere, voltage) dan mengubahnya ke dalam bentuk satuan meteorologi (ex:

knots, derajat, Celsius)

c. Central control and processing unit

Menerima data dari data collection unit (DCU), menghasilkan laporan dan pesan

meteorologi, mengirimkan ke lokal atau remote, dan penyimpanan data/ log file.

d. Display unit

Menampilkan data meteorologi apabila diperlukan

e. Communication interface

Melakukan komunikasi antara DCU, CPU dan terminal remote / local

f. Power supply

Catu daya digunakan untuk mencatu data logger, modem dan beberapa tipe sensor.

8. Alat Pengukur Kualitas Udara (Particulate Matter PM10)

Partikulat (PM10) adalah Partikel udara yang berukuran lebih kecil dari 10 mikron

(mikrometer). Nilai Ambang Batas (NAB) adalah Batas konsentrasi polusi udara yang

diperbolehkan berada dalam udara ambien. NAB PM10 = 150 µgram/m3.

Pengukuran kualitas udara yang dilakukan oleh Stasiun Meteorologi H. Asan

Kotawaringin Timur menggunakan alat Continuous Ambient Particulate Monitor merk

Thermo Scientific-USA model:5014i yang diseting untuk melakukan pengamatan PM10

setiap 10 menit disertai dengan data waktu pengamatan, suhu, dan kelembaban udara. Cara

kerja alat ini menggunakan prinsip radiometrik attenuasi beta melalui filter tape untuk

mengetahui partikel ambien yang terkumpul. Model 5014i mengukur emisi partikel alfa dari

aerosol ambien yang diambil.

Gambar 9. Alat Ukur Kualitas Udara

9. Barometer Digial

Alat ini digunakan untuk mengetahui perbedaan tekanan.

Gambar 10 Barometer Digital

10. Automatic Weather Observing System (AWOS)

Automatic Weather Observaton System (AWOS) adalah peralatan meteorologi yang

umumnya digunakan di bandara. AWOS yang terdapat di Stasiun Meteorologi H. Asan

Kotawaringin Timur merupakan AWOS Kategori II. AWOS dilengkapi beberapa sensor seperti

sensor suhu dan kelembaban, sensor tekanan, sensor curah hujan, sensor arah dan

kecepatan angin, sensor radiasi matahari dan dilengkapi dengan alat ukur visibility (jarak

pandang mendatar) dan ceilometer (alat pengukur tinggi dasar awan). Masing-masing

sensor akan mendeteksi parameter cuaca, kemudian data tersebut akan diolah melalui

datalogger yang nantinya akan dikirimkan ke komputer server untuk ditampilkan dalam

bentuk data jadi.

Gambar 10. Automatic Weather Observing System (AWOS)

Pengukuran angin permukaan

Angin permukaan secara garis besar terdiri dari dua vector yang direpresentasikan dengan

arah dan kecepatan angin. Satuan kecepatan angin secara umum adalah knot dan meter per

second (m/s), Satuan untuk arah angin adalah derajat dengan range antara 0º - 360º. Pada

umumnya, peralatan wind yang terbaca diharapkan dapat merepresentasikan untuk area

yang luas. Untuk itu pemasangan sensor angin tersebut diletakkan pada ketinggian 10 meter.

Diharapkan jarak antara sensor dengan penghalang minimal 10 kali tinggi penghalang.

Sensor angin yang digunakan pada AWOS adalah Sensor wind ultrasonic. Sistem ini

mengukur perbedaan waktu antara gelombang ultrasonic di udara dan sinyal reference.

Perubahan atau hembusan udara akan mengakibatkan fase gelombang ultrasonic akan

mendahului atau terlambat terhadap sinyal reference.

Gambar 11 Ultrasonic Wind Sensor

Pengukuran tekanan udara

Tekanan atmosfir di permukaan adalah tekanan per unit area P = F/A . Satuan dasar tekanan

atmosfir adalah pascal (Pa) atau (Newton per square meter). Untuk aplikasi meteorologi

ditambahkan awalan hecto menjadi hectopascal (hpa). Hpa setara dengan milibar (mbar).

Sensor tekanan yang digunakan pada AWOS adalah Barometer elektronik. Barometer

elektronik menggunakan tranducer untuk merespon tekanan udara menjadi sinyal elektronik

dalam bentuk sinyal tegangan digital.

Gambar 12 Barometer Digital

Pengukuran hujan

Sensor hujan yang digunakan pada AWOS adalah Tipping bucket. Digunakan untuk

mengukur akumulasi total hujan dan rate hujan namun mempunyai kekurangan bahwa error

nonliniernya besar apalagi kalau dalam kondisi hujan besar, akurasi kurang baik. Namun

prinsip operasi peralatan tipping bucket sangat simple, dimana wadah (bucket) dibagi dalam

dua bagian terpisah yang seimbang. Penakar hujan tipping bucket ini sangat cocok untuk

Automatic weather station yang menggunakan metode digital. Pulsa yang dihasilkan oleh

kontak switch dapat dimonitor oleh data logger dan akumulasi total dalam periode tertentu

dapat digunakan untuk menentukan curah hujan.

Gambar 13 Tipping Bucket

Pengukuran temperature dan kelembaban

Sensor temperature dan kelembaban yang digunakan pada AWOS dilindungi agar tidak

terkena cuaca langsung dari luar. Berikut adalah 2 contoh pelindung pada sensor

temperature dan kelembaban.

a. SARS (Self-Aspirated Radiation Shield)

Gambar 14 SARS

b. MARS (Motor-Aspirated Radiation Shield)

Gambar 15 MARS

Pengukuran tinggi dasar awan

Sensor yang digunakan adalah ceilometer. Ceilometer menggunakan prnsip LIDAR (Ligth

Detection and Ranging) yaitu sensor jarak jauh menggunakan cahaya untuk menemukan

jarak dan informasi suatu obyek. Jarak menuju obyek ditentukan dengan mengukur selang

waktu antara transmisi dan deteksi sinyal yang dipancarkan. Perubahan komposisi cahaya

yang diterima dari sebuah target ditetapkan sebagai sebuah karakter objek.

Gambar 15 Ceilometer

Pengukuran penyinaran matahari

Sensor yang digunakan adalah pyranometer

Gambar 16 Pyranometer