KULIAH 4: CUACA DAN IKLIM SERTA UNSUR-UNSURNYA

9/6/2016

KULIAH 4: CUACA DAN IKLIM SERTA UNSUR-UNSURNYA

Kegiatan manusia dalam memanen energi matahari untuk menghasilkan makanan dan serat. 6CO2 + 12H2O  C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

TIK : Setelah mengikuti kuliah ini, mahasiswa dapat menjelaskan Cuaca dan Iklim, serta UnsurUnsurnya

Makanan Ternak

Ikan

Serat Perkebunan

Tanaman Pakaian

06/09/2016

Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian

1

06/09/2016

Perumahan


2

Impor Indonesia (BPS, 2005) Import INDONESIA Tahun 2000 No 1 2 3 4 5 6 7 8

Komoditas Gandum Jagung Beras Kedelai Bungkil Kedelai Kacang Tanah Gula Bawang Putih TOTAL

ton

US $

3,576,665 1,236,764 505,514 1,277,685 1,262,040 111,284 1,680,275 174,702

500,312,470 150,012,707 131,132,613 275,481,226 268,746,270 35,601,776 290,873,225 44,120,000

9,824,929

1,696,280,287

US $/kg 0.14 0.12 0.26 0.22 0.21 0.32 0.17 0.25

Rp/kg 1,189 1,031 2,205 1,833 1,810 2,719 1,471 2,147

Rp. 14.5 trillion

Sumber : HKTI

Beras

3.7 juta ton/tahun

Gula

1.6

Kedelai

1.3 + 1 jt ton/th bungkil

Gandum

4.5

Jagung

1.3

Ternak Sapi

450 000 ekor/tahun + 42,000 ton daging & jeroan

T Tepung T Telur l

30 000 ton/th t /th

Susu Bubuk

170 000 ton/th

Makanan Olahan

1.5 milyar USD

Garam

1.6 juta ton/th

Singkong

0.85 juta ton/th

Kc Tanah

260 000 ton/th

Buah-buahan

247 000 ton/th

Sayuran 06/09/2016


3

 Memaksimalkan energi radiasi surya (i.e. efisiensi penggunaan radiasi)  Menganggap unsur-unsur cuaca/iklim g sumberdaya, y , bukan sebagai g sebagai faktor pembatas.  Menggunakan data (cuaca/iklim, tanah, tanaman & sosial-ekonomi) dan hasil penelitian untuk melakukan prediksi guna menunjang agrobisnis/ agroindustri. Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian

281 000 ton/th Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian

4

Memaksimalkan energi radiasi surya (i.e. efisiensi penggunaan radiasi)

Bagaimana Meningkatkan Produktivitas Pertanian Indonesia?

06/09/2016

06/09/2016

5

Efisiensi = Output Input CO2

CH2O

Energi radiasi

Hasil pertanian

Produk Olahan

Biji Buah Daun Batang Umbi/Akar Ekstrak

Makanan kemasan Minuman Kemasan dll.

Tenaga Kerja Pupuk Irigasi Bibit Teknik Budidaya 06/09/2016


6

1

9/6/2016

1. Memaksimalkan energi radiasi surya (i.e. efisiensi penggunaan radiasi)

CO2  CH2O  Protein  Lemak/Minyak

energy

CO2 + H2O  CH2O + O2 200

Padi

energy

Gandum

Kedelai

Biomass = 1.0 Qint

150 100

200

50 Biomass = 0.50 Qint 0 0

50

100

150

200

Intercepted Radiation(Qint, MJ m-2)

1 gram = 17.5 kJ = 0.0175 MJ

Biomass (g.m-2)

Biomass (g.m-2)

energy

Singkong

Rice

150

100

50

Soybean 0

06/09/2016

Efisiensi = 1 g/MJ = 0.0175 MJ/MJ x 100 % = 1.75 % Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian

7

Hitungan: Unsur iklim sebagai sumberdaya Periode Tanam

100 20 2,000 20,000,000 20 000 000 20,000,000

Kebutuhan Energi

Energi Listrik Biaya per kWh (Rp) Biaya per 3.6 MJ (Rp) Biaya Energi Listrik/ha/musim

200 200 Rp

Hasil Padi Harga Gabah (di lapang) Pendapatan Kotor 06/09/2016

hari MJ/m2/hari MJ/m2/100 hari MJ/ha/100 hari MJ/ha/100 hari

100

150

Model Pertumbuhan Jati Model Pertumbuhan Gandum Model Pertumbuhan Kelapa Sawit Model Pertumbuhan Jarak

1,111,111,111 5 5,000 1,200 6,000,000

Model Penyakit Kentang*

ton/ha/musim kg/ha/musim Rp/kg Rp/ha



200

Intercepted Radiation (MJ m-2)

Menggunakan pendekatan kuantitatif untuk melakukan prediksi guna menunjang analisis ekonomi secara akurat.

Model Pertumbuhan Padi

9

06/09/2016

Menunjang pengambilan keputusan : 1 Waktu Tanam 1. 2. Aplikasi Irigasi 3. Aplikasi Pemupukan Nitrogen 4. Aplikasi Fungisida* 5. Pendugaan Hasil 6. Lokasi Potensial (Zoning) 7. Monitoring Pertumbuhan Tanaman


10

Cuaca dan Iklim Cuaca adalah keadaan udara pada saat tertentu dan di wilayah tertentu yang relatif sempit dan pada jangka waktu yang singkat. Cuaca itu terbentuk dari gabungan unsur cuaca dan jangka waktu cuaca bisa hanya beberapa jam saja. Misalnya: pagi hari, siang hari atau sore hari, dan keadaannya bisa berbedabeda untuk setiap tempat serta setiap jamnya. Di Indonesia keadaan cuaca selalu diumumkan untuk jangka waktu sekitar 24 jjam melalui p prakiraan cuaca hasil analisis Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG), Departemen Perhubungan. Untuk negara negara yang sudah maju perubahan cuaca sudah diumumkan setiap jam dan sangat akurat (tepat).

Tekanan Udara Radiasi Surya Lama Penyinaran S h Udara Suhu d Kelembaban Udara Curah Hujan Angin Evapotranspirasi Potensial

06/09/2016

50

3. Menggunakan data iklim untuk menunjang agrobisnis/agroindustri

Unsur-unsur Iklim        

0

Iklim adalah keadaan cuaca rata-rata dalam waktu satu tahun yang penyelidikannya dilakukan dalam waktu yang lama (minimal 30 tahun) dan meliputi wilayah yang luas. 11

06/09/2016


12

2

9/6/2016

Tekanan Udara

Puncak Atmosfer ( 100 km )

Radiasi Surya  Gelombang elektromagnetik

Tekanan Udara :

P = g h

 Suhu permukaan o matahari 6000 K

 : kerapatan udara h1 g : gravitasi h : tinggi kolom udara

 Disebut Radiasi Gelombang Pendek

ho

 Jarak matahari-bumi rata-rata = 150 juta km.

P1

Atmosfer

P1 < Po

Po 06/09/2016

 Radiasi yg sampai di bumi ( diukur ) :

Terdiri dari udara/gas-gas (H2O, N2, O2, CO2 , ..), awan dan debu/partikel yang menunjang kehidupan serta melindungi dari radiasi matahari dan meteor.

Gaya berat udara

Makin ke atas kerapatan dan tekanan udara makin kecil.


13

Solarimeter 06/09/2016


satuan W.m-2 (sesaat), MJ.m-2 (kumulatif) 14

Satuan Tekanan Udara : Pa dan mb (1 mb=100 Pa).

 Setiap saat, separuh belahan bumi menerima radiasi surya (rata-rata 1360 W.m-2 di puncak atmosfer) pada siang hari.

W.m-2

Matahari

 Rotasi bumi ( 1.600 km/jam ) menyebabkan perbedaan waktu di bumi (siang-malam). Satu rotasi = 360o Bujur = 24 jam.

06/09/2016

Bogor 0 06

Lama Penyinaran

18

Matahari

06/09/2016


12 10 8 6 4

Bogor

2 0

Tanggal (Februari 2000)

satuan : K, oC, o F, oR

Altitud de (m)

Campbell Stokes

Panjang hari adalah periode ( jam ) antara matahari terbit sampai terbenam. Panjang hari DIHITUNG dari letak lintang dan tanggal (julian date). 06/09/2016

14

12,000

Lama penyinaran DIUKUR dengan alat ukur (Campbell Stokes).

Lama penyinaran BUKAN panjang hari.

16

2 Pertanian 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 16 28 Kuliah V, Pengantar 0Ilmu

Lama penyinaran sangat dipengaruhi oleh penutupan awan.

Catatan !

18

Waktu W kt setempat t t (WS) dihitung dihit berdasarkan b d k posisi i i Bujur B j bumi. b i Pukul 12.00 WS jika sudut datang cahaya matahari (zenith angle) sama dengan nol.

Suhu Udara

Lama matahari bersinar cerah ( jam ) dalam sehari.

12 Waktu Setempat (jam)

Catatan !

Radiasi Surya (MJ/m2/hari)

 Deklinasi bumi (23.5o Lintang) menyebabkan perbedaan panjang hari, musim (summer & winter) dan penerimaan di Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanianenergi radiasi surya15 permukaan bumi.

akibat penutupan awan

500

bumi

 Bumi mengelilingi matahari (revolusi) selama 1 tahun tiap putaran dgn kecepatan 100.000 km/jam. Matahari

Diukur dengan solarimeter

1 000

10,000

-40 oC

8,000

-25 oC

6 000 6,000

-99 oC

4,000

5 oC

2,000

17 oC 30 oC

0 -50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

Suhu Udara (oC) 17

06/09/2016


18

3

9/6/2016

100

RH ( % )

Catatan !

Psychrometer

RH : Relative Humidity (Kelembaban Nisbi), satuan : % 23.5 o LS

34 32

95 90

RH ( % )

30

Suhu (oC)

28

85 26 80

23.5 o LU

24

Bogor

75

Matahari Agak kering Kering ((RH<50%))

Kutub Selatan

22

70

Kelembaban Udara : Lembab ((RH>70%))

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 19 20 22 23 24 Jam ( WIB )

Kutub Utara

Hadley Cell

Hadley Cell

20 0 1 2 3

Kering Agak kering ((RH<50%))

12,000 -40 oC

10,000 Altitu d e (m )

RH

30 o

30 o

Gurun Pasir

Gurun Pasir

Equator

Daerah Hutan Hujan Tropis 06/09/2016

InterTropicalKuliah Convergence one V, Pengantar Z Ilmu Pertanian

19

06/09/2016

Ombrometer

Matahari

Hadley Cell

Kutub Utara

ITCZ

-25 oC

6,000

-9 oC

4,000

5 oC

2,000

17 oC

0

30 oC


a. Harian b. Bulanan c. Tahunan Hadley Cell

8,000

Satuan : mm Jenis data hutan : 1. Intensitas hujan: mm/ jam 2. Curah Hujan

Curah Hujan

Kutub Selatan

Suhu ( oC )

Suhu dan Kelembaban Udara

Suhu makin rendah

RH makin tinggi

20

Curah Hujan

: mm / hari : mm / bulan : mm / tahun

Hujan rata-rata (mm) 600

Jakarta (8m dpl.) Curug (50m dpl.) Bogor ogo ((240m 0 dp dpl.))

500

30

30 o

o

Gurun Pasir

Daerah Subtropika

Equator

400

Gurun Pasir

300 200

Daerah Subtropika

100 0

Daerah Hutan Hujan Tropika 06/09/2016


Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec 21

06/09/2016

Pengukur CH Otomatis


22

Angin 1.

Arah angin : arah ASAL angin bertiup { satuan derajat ( o ) atau arah mata angin seperti N, E, S, W, SE, SW, NE, NW }

2.

Kecepatan angin ( m s-1 atau km jam-1 )

N NE

NW W

E SE

SW S 06/09/2016


23

06/09/2016

Anemometer Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian

24

4

9/6/2016

EVAPOTRANSPIRASI

EVAPOTRANSPIRASI TANAMAN, ETc

Evapotranspirasi = Evaporasi + Transpirasi

ETc = ET0 . kc

Evaporasi: Evaporasi:  Meliputi perubahan keadaan air dari bentuk cair ke bentuk gas  perpindahan dari cairan ke atmosfer. Evaporasi terjadi ketika sejumlah besar dari molekul yang bergerak hancur dari permukaan air dan lepas ke udara dalam bentuk uap. T Transpirasi Transpirasi: i i:  Proses perpindahan air dalam bentuk uap dari tanaman terutama daunnya ke atmosfir. Evapotranspirasi:: Evapotranspirasi  Kebutuhan air tanaman, ETc adalah kedalaman air (mm) yang dibutuhkan untuk menggantikan kehilangan air melalui evapotranspirasi tanaman yang terbebas dari penyakit, tumbuh pada kondisi lahan yang tidak terganggu dan berproduksi penuh pada kondisi lingkungan tersebut. (Doorenbos dan Pruit, 1977). 06/09/2016


Dimana  ET0 = Evapotranspirasi acuan, laju evapotranspirasi dari areal rumput hijau yang luas dengan ketinggian seragam 8 – 15 cm, cm sedang aktif berkembang dan menutupi tanah secara penuh serta tidak kekurangan air (dapat dihitung dari data iklim) dihitung dengan rumus, fungsi dari data unsur-unsur cuaca, atau diduga menggunakan Panci Klas A, atau lisimeter.  kc = adalah koefisien tanaman yang besarnya tergantung pada fase pertumbuhan dan jenis tanaman 25

Evapotranspirasi

06/09/2016


26

Penggunaan Evapotranspirasi  Menghitung kebutuhan air tanaman  Perencanaan irigasi  Daerah kering mempunyai ETp tinggi,

 Satuan mm (seperti satuan curah hujan).  ETp dihitung dengan rumus, fungsi dari data unsur-unsur cuaca, atau diduga menggunakan Panci Klas A, atau lisimeter.

06/09/2016


27

Observasi Cuaca



Pengukuran manual Pengukuran secara otomatis


28

 Transportasi 

penerbangan, pelayaran

    

pewilayahan agroklimat (kesesuaian lahan/iklim ) sistem peringatan dini ( kekeringan, banjir) serangan hama penyakit tanaman/ternak pendugaan hasil (model simulasi) perencanaan irigasi



pengelolaan Daerah Aliran Sungai



oseanografi

 

pemanasan global pencemaran udara

 Pertanian/Peternakan

Model Hujan

Sistem peringatan dini

 Kehutanan

 Satelit Meteorologi  Radar Cuaca 06/09/2016

06/09/2016

Pemanfaatan Data Cuaca

 Jaringan Stasiun Klimatologi 

 Daerah lembab mempunyai ETp lebih rendah.


 Kelautan

 Lingkungan 29

06/09/2016


30

5

9/6/2016

Selamat Belajar…. Belajar Sampai Bertemu Kembali pada Kuliah Minggu ke 5 06/09/2016

Kuliah II, Pengantar Ilmu Pertanian

31

6

KULIAH 4: CUACA DAN IKLIM SERTA UNSUR-UNSURNYA

Recommend Documents