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
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
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
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
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
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
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
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
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
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
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
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
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.
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
13
Solarimeter 06/09/2016
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
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
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
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
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
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
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
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
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec 21
06/09/2016
Pengukur CH Otomatis
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
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
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
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
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
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
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
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
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
27
Observasi Cuaca
Pengukuran manual Pengukuran secara otomatis
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
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.
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
Kelautan
Lingkungan 29
06/09/2016
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
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
