370 likes | 1.19k Views
RADIASI MATAHARI. NUR AZIZAH. 5. Unsur-unsur radiasi matahari. 6. 1. Faktor-faktor yang mempengaruhi penerimaan energy matahari. Karakteristik matahari. 2. Hukum-hukum radiasi (Radiation lows). 3. Radiasi matahari di permukaan bumi. 4. Keseimbangan energy. Contents.
E N D
RADIASI MATAHARI NUR AZIZAH
5 Unsur-unsurradiasimatahari 6 1 • Faktor-faktor yang mempengaruhipenerimaan energy matahari • Karakteristikmatahari 2 • Hukum-hukumradiasi (Radiation lows) 3 • Radiasimataharidipermukaanbumi 4 Keseimbangan energy Contents
KARAKTERISTIK RADIASI MATAHARI • Matahariadalah gas zatasam yang sangatbesardanmenyala. Naufal (1983) : • Garistengahmatahari >3 juta km, • Luaspermukaannya = 325 x luasPermukanBumi (luasPermukaanBumi = 509.951 x 106 km2) • Beratnyadiperkirakan = 332 x beratbumi. • Suhubagiandalammatahari = 20 juta º C & bagianterluarnya = 6.000º K. • Memancarkankilatanapisetinggi 500.000 km
gelombang elektromagnitik yang dibangkitkan dari fusi nuklir dengan mengubah atom hidrogen - Helium setiap permukaan matahari yang bersuhu sekitar 6000 K adalah sebesar 73,5 juta watt m-2. RM PANCARAN RADIASI MATAHARI 1360 watt m-2 ATM 50% = 680 watt m-2 penguapan (E) Pemanasan udara (H) BMI Pemanasan tanah dan lautan (G) fotosintesis tanaman (P) menentukan keadaan cuaca dan iklim
KARAKTERISTIK RADIASI MATAHARI • Energi yang dihasilkan = 1.674.000 tenagakuda per m2 • Energi yang dipancarkan = 56 x 1021 cal/menitatau = 29 x 1032 cal/tahun • Energi yang sampaidiPermukaanBumi = ± 2 x 10-9bagian.
RADIATION PHYSICS • The chief radiation or energy source for the earth is the sun electromagnetic radiation • It travels at the speed of light in the form of waves
RADIATION LAWS • These radiation laws are based on the blackbody concept • The characteristic of a blackbody is that all radiation falling on the blackbody is absorbed and that maximum possible emission occurs in all wavelengths and directions (Wallace and Hobbs, 1977).
Planck's law Particle concept E = h x v v= E/h
2. Kirchoff’s law . a = absorptivity r = reflectivity t = transmissivity • Reflectivity is defined as the ratio of the radiant energy reflected to the total that is incident upon that surface • Transmissivity is defined as the ratio of transmitted radiation to the total radiation incident upon the medium
4. Wein's displacement law • The range of the solar spectrum is about 0.15 - 4.0 µm (shortwave radiation) • The range of the earth’s radiation is about 3-80 µm (long wave radiation)
5. Beer’s law I = flux density after passage through a depth x of medium I0 = flux density
RADIASI MATAHARI DI PERMUKAAN BUMI Radiasimataharisebelummencapaipermukaanbumimengalamibeberapahambatan: • Di atmosfer, radiasi matahari mengalami pengurangan melalui : • absorbsi • refleksi. • Di permukaan bumi, kehilangan energi terjadi, melalui: • refleksi, • konveksi, • konduksi dan untuk evaporasi
The shortwave radiation balance • 25% absorbed by the atmosphere • clouds : 5%, • atmospheric gases and particulate matter :20% • 28% is lost due to reflection • clouds : 19% • atmospheric gases and particulates : 6% • earth's surface 3% • 47% of the original extra-terrestrial radiation available to be absorbed at the earth's surface
UNSUR-UNSUR RADIASI MATAHARI • Intensitasradiasimatahari • Periodisitasradiasimatahari • Kualitasradiasimatahari
1. Intensitasradiasimatahari • Σenergimatahari yang sampaisuatuluasantertentudarisuatupermukaanpadawaktu yang tertentu • Satuan : Calori, Joule, Luxatau Watt. m-2 • Faktor –faktor yang mempengaruhi: • Sudutdatangsinar • Letaklintang • Ketinggiantempat
2. Periodisitasradiasimatahari • Adalahlamanyamataharibersinarcerahdalamkurunwaktu 24 jam, • Lama penyinaransangatdipengaruhiolehtingkatkeawanan
Lama Penyinaranberpengaruhterhadapaktivitasmakhlukhidup: • Meningkatkanlajufotosintesispadatumbuhan • Mempengaruhiaktivitashormonpadatumbuhan, terutamahormon yang berperandalaminisiasibunga. • Beberapajenistumbuhanperkembangannyasangatdipengaruhioleh lama penyinaran, terutamasehubungandengankapantumbuhantsbakanmemasukifasegeneratifnya.
Berdasarkan responnya terhadap variasi panjang hari, maka dikenal : 1. Tumbuhan Hari Panjang (Long day plant) : kelompok tumbuhan yg akanmemasukifasegeneratifnya (membentuk organ reproduktif) hanyajikatumbuhantsbmenerimapenyinaran yang panjang (> 14 jam), contoh : spinasi, beberapajenisradisdansawi. 2. TumbuhanHariPendek (Short day plant) :kelompoktumbuhanygakanmemasukifasegeneratif (membentuk organ reproduktif) hanyajikatumbuhantersebutmenerimapenyinaran yang pendek (< 10 jam) contoh : labusiam, kecipirdanbayam. 3. TumbuhanHariNetral (Neutral day plant) : kelompoktumbuhanyg faseperkembangannyatidakdipengaruhioleh lama penyinaran. Kelompoktumbuhaninitetapakanmemasukifasegeneratifbaikjikamenerimaygpanjang/ pendek contoh : tomat, blewah, kacang-kacangandll.
3. Kualitasradiasimatahari Menggambarkanspektrumcahaya yang dipancarkanolehmatahari yang terdiridariberbagaigelombang
Kisaranpanjanggelombang yang pentingartinyasecarabiologisadalah Ultra violet (< 400 nm), Cahayatampak (400-700 nm) : ungu, biru, hijau, kuning, jinggadanmerah Infra merah (> 700 nm). Dari kisarancahayatampak, ternyata yang sangatberperan(diserapsecarakuatolehklorofil) untukfotosintesisadalahcahayabiru (425 – 490 nm) danmerah (640 – 740 nm).
KarakteristikCahaya Ultra Violet, CahayaTampakdan Infra Merah Sumber : Rubatzkydan Yamaguchi (1998)
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PENERIMAAN RADIASI MATAHARI DI BUMI Diukur dengan solarimeter akibat penutupan awan 1 000 • JarakantaramataharidanBumi • Panjanghari • Sudutdatang • Pengaruhatmosferbumi 0 bumi 06 12 18 WaktuSetempat (jam) Catatan! Waktusetempat (WS) dihitungberdasarkanposisiBujurbumi. Pukul 12.00 WS jikasudutdatangcahayamatahari(zenith angle) samadengan nol. 18 16 14 12 10 Matahari 8 6 Radiasi Surya (MJ/m2/hari) 4 2 0 Bogor 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Tanggal (Februari 2000)
a. Jarakbumidanmatahari Setiapsaat, separuhbelahan bumimenerimaradiasisurya (rata-rata 1360 W.m-2 dipuncak Matahari atmosfer) padasianghari. Rotasibumi( 1.600 km/jam ) menyebabkanperbedaanwaktu dibumi (siang-malam). Satu rotasi = 3600Bujur = 24 jam. Matahari
a. Jarakbumidanmatahari • Bumimengelilingimatahari (revolusi) • selama 1 tahuntiapputarandgn • kecepatan 100.000 km/jam. • Deklinasibumi (23.5oLintang) • menyebabkanperbedaan: • panjanghari, • musim(summer & winter) dan • penerimaanenergiradiasisuryadipermukaanbumi. Matahari
b. Panjanghari • adalahperiode ( jam ) antaramatahariterbit • sampaiterbenam • Panjangharidihitungdariletaklintangdan • tanggal (julian date) • Sudut datang • Besarnya energi radiasi matahari yg diterima oleh permukaan bumi berhubungan dg sudut datang . Rs = q Io Sin α .
d. Atmosferbumi Σenergimatahari yang sampaidipermukaanbumi(Rs)secaraumumditentukanolehtransparansiatmosfer (q) danbesarnyatetapansurya (solar constant = Io), Rs = q x Io Rs = jumlahenergimatahari yang sampaidipermukaan bumi q = trasnparansiatmosferdan Io = solar constant, yaituΣenergimatahari yang sampai padapermukaanterluaratmosfersecarategaklurus.
Apabilatransparansiatmosfersemakintinggi, menunjukkanatmosferbersihΣenergi yang diterimaolehbumisemakintinggi. • Apabiladiatmosferbanyakterkandunguap air (awan) / gas-gas polutan (ex : CO, NO2, SO2, CH4) danpartikulat (ex: debudanasap) nilaiq semakinrendah • Apabilaatmosfercerah, yaitubilakandunganawandan gas-gas rumahkacasedikit, berartinilaiq nyatinggi, Σ radiasimatahari yang sampaipermukaanbumisemakintinggi