KULIAH 4: CUACA DAN IKLIM SERTA UNSUR UNSURNYA UNSUR-UNSURNYA TIK : Setelah mengikuti kuliah ini, anda dapat menjelaskan Cuaca dan Iklim,, se da serta ta U Unsur-Unsurnya su U su ya
18/02/2013
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
1
Kegiatan manusia dalam memanen energi matahari untuk t k menghasilkan h ilk makanan k d dan serat. t 6CO2 + 12H + 12H2O Æ O Æ C6H12 + 6O2 + 6H + 6H2O 1 O6 + 6O Maka a Makanan T Ternak k
Ik Ikan
Se at Serat Perkebunan
T Tanaman Pakaian
18/02/2013
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
Perumahan 2
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 1,236,764 505 514 505,514 1,277,685 1,262,040 111,284 1,680,275 174,702
500,312,470 150,012,707 131 132 613 131,132,613 275,481,226 268,746,270 35,601,776 290,873,225 44,120,000
9 824 929 9,824,929
1 696 280 287 1,696,280,287
US $/kg 0.14 0.12 0 26 0.26 0.22 0.21 0.32 0.17 0.25
Rp/kg 1,189 1,031 2 205 2,205 1,833 1,810 2,719 1,471 2,147
Rp 14.5 Rp. 14 5 trillion
Sumber : HKTI
18/02/2013
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
3
Impor Indonesia (BPS, 2005) Beras
3.7 juta ton/tahun
Gula
1.6
Kedelai
1.3 + 1 jt ton/th bungkil
Gandum
4.5
Jagung
1.3
T Ternak kS Sapii
450 000 ekor/tahun + 42,000 ton daging & jeroan
Tepung Telur
30 000 ton/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 0.85
Kc Tanah
260 000 ton/th
Buah-buahan
247 000 ton/th
S Sayuran
281 000 ton/th t /th
18/02/2013
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
4
Bagaimana Meningkatkan Produktivitas Pertanian Indonesia? Memaksimalkan energi radiasi surya (i.e. efisiensi penggunaan radiasi) Menganggap unsur unsur-unsur unsur cuaca/iklim sebagai sumberdaya, bukan sebagai faktor pembatas. Menggunakan data (cuaca/iklim, tanah, tanaman & sosial-ekonomi) dan hasil penelitian untuk melakukan prediksi guna menunjang agrobisnis/ agroindustri. g 18/02/2013
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
5
Memaksimalkan energi radiasi surya ((i.e. efisiensi penggunaan p gg radiasi))
p Efisiensi = Output Input CO2
CH2O
Energi radiasi
Hasil pertanian Tenaga Kerja Pupuk Irigasi Bibit Teknik Budidaya
18/02/2013
Biji Buah Daun Batang Umbi/Akar Ekstrak
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
Produk Ol h Olahan
Makanan kemasan Minuman Kemasan dll.
6
1. Memaksimalkan energi radiasi surya ((i.e. efisiensi p penggunaan gg radiasi)) CO2 + H2O Æ CH2O + O2
Biiomass (g.m m-2)
200
150
Biomass = 1.0 Qint
100
50 Biomass = 0.50 Qint 0 0
50
100
150
200
Intercepted Radiation(Qint, MJ m-2)
1g gram = 17.5 kJJ = 0.0175 MJJ 18/02/2013
Efisiensi = 1 g/MJ = 0.0175 MJ/MJ x 100 % = 1.75 % Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
7
CO2 Æ CH2O Æ Protein Æ Lemak/Minyak
energy
Singkong
energy
Padi
energy
Gandum
Kedelai
Biomasss (g.m-2)
200
Rice
150
100
50
Soybean 0 0
50
18/02/2013Intercepted
100
150
200
Kuliah V, m-2) Pengantar Ilmu Pertanian Radiation (MJ
8
Hitungan: Unsur iklim sebagai sumberdaya P i d Tanam Periode T
100 20 2,000 20,000,000 , , 20,000,000
Kebutuhan Energi
Energi Listrik Biaya per kWh (Rp) Biaya per 3.6 MJ (Rp) Bi Biaya E Energii Listrik/ha/musim Li t ik/h / i
Hasil Padi Harga Gabah (di lapang) Pendapatan Kotor
18/02/2013
200 200 R Rp
hari MJ/m2/hari MJ/m2/hari MJ/ha/hari J/ / MJ/ha/hari
1 111 111 111 1,111,111,111
5 5,000 1,200 6,000,000
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
ton/ha/musim kg/ha/musim g/ a/ us Rp/kg Rp/ha
9
3. Menggunakan data iklim untuk menunjang agrobisnis/agroindustri Menggunakan pendekatan kuantitatif untuk melakukan prediksi guna menunjang analisis ekonomi secara akurat. Model Pertumbuhan Jati Model Pertumbuhan Gandum Model Pertumbuhan Kelapa Sawit Model Pertumbuhan Jarak Model Penyakit Kentang* Model Pertumbuhan Padi
18/02/2013
Menunjang pengambilan keputusan : 1. Waktu Tanam 2. Aplikasi Irigasi 3 3. Aplikasi Pemupukan Nitrogen 4. Aplikasi Fungisida* 5. Pendugaan Hasil 6. Lokasi Potensial (Zoning) 7. Monitoring Pertumbuhan Tanaman
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
10
Unsur-unsur Iklim
Tekanan T k Udara Ud Radiasi Surya L Lama P Penyinaran i Suhu Udara Kelembaban Udara Curah Hujan Angin Evapotranspirasi Potensial
18/02/2013
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
11
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 d jangka j k waktu kt cuaca bisa bi hanya h b beberapa b jjam saja. Misalnya: pagi hari, siang hari atau sore hari, dan keadaannya bisa berbedabeda untuk setiap tempat serta setiap jamnya. jamnya Di Indonesia keadaan cuaca selalu diumumkan untuk jangka waktu sekitar 24 jam melalui prakiraan cuaca hasil analisis Badan Meteorologi dan Geofisika ((BMG), ), Departemen p Perhubungan. g Untuk negara g negara yang sudah maju perubahan cuaca sudah diumumkan setiap jam dan sangat akurat (tepat).
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.
18/02/2013
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
12
Tekanan Udara
Puncak Atmosfer ( 100 km ) Tekanan Udara :
P= ρgh ρ : kerapatan udara h1 g : gravitasi h : tinggi kolom udara
ho
P1
P1 < Po Gaya berat udara
Po 18/02/2013
Atmosfer Terdiri dari udara/gas-gas (H2O, N2, O2, CO2 , ..), awan dan debu/partikel yang menunjang kehidupan serta melindungi dari radiasi matahari dan meteor. Makin ke atas kerapatan dan tekanan udara makin kecil.
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
13
Satuan Tekanan Udara : Pa dan mb (1 mb=100 Pa).
Radiasi Surya t Gelombang elektromagnetik t Suhu permukaan matahari 6000 oK t Disebut Radiasi Gelombang Pendek t Jarak matahari-bumi matahari b mi rata-rata = 150 juta km. t Radiasi yg sampai di bumi ( diukur ) : Solarimeter 18/02/2013
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
satuan W.m-2 (sesaat), MJ.m-2 (kumulatif) 14
Matahari
t Setiap saat, separuh belahan bumi menerima radiasi surya (rata-rata 1360 W.m-2 di puncak atmosfer) pada siang hari. t R Rotasi t i bumi b i ( 1.600 1 600 km/jam k /j ) menyebabkan perbedaan waktu di bumi ((siang-malam). g ) Satu rotasi = 360o Bujur = 24 jam. t Bumi mengelilingi matahari (revolusi) selama 1 tahun tiap putaran dgn kecepatan 100.000 km/jam.
Matahari
18/02/2013
t Deklinasi bumi (23.5o Lintang) menyebabkan perbedaan panjang hari, musim (summer & winter) dan penerimaan di Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanianenergi radiasi surya15 permukaan bumi.
Diukur dengan solarimeter
W.m-2
1 000
akibat penutupan awan
500
Bogor 0
bumi
06
Catatan !
12
18
Waktu Setempat (jam)
Waktu setempat (WS) dihitung berdasarkan posisi Bujur bumi. Pukul 12.00 WS jika sudut datang cahaya matahari (zenith angle) sama dengan nol. nol
Matahari
18/02/2013
Rad diasi Surya (MJ/m m2/hari)
18 16 14 12 10 8 6 4 2
Bogor
0
2 Pertanian 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 16 28 Kuliah V, Pengantar 0Ilmu Tanggal (Februari 2000)
Lama Penyinaran Lama matahari bersinar cerah ( jam ) dalam sehari. Lama penyinaran L i sangatt di dipengaruhi hi oleh penutupan awan. Lama penyinaran y DIUKUR dengan g alat ukur (Campbell Stokes).
Catatan ! Lama penyinaran BUKAN panjang hari.
C Campbell b ll Stokes St k
j g hari adalah periode p ( jam j ) Panjang antara matahari terbit sampai terbenam. Panjang hari DIHITUNG dari letak lintang dan tanggal (julian date). 18/02/2013
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
17
Suhu Udara
satuan : K,, oC,, o F,, oR
Altitude (m A m)
12,000
-50
-40
-30
-20
10,000
-40 oC
8 000 8,000
-25 oC
6,000
-9 oC
4 000 4,000
5 oC
2,000
17 oC
0
30 oC
-10
0
10
20
30
40
Suhu Udara (oC) 18/02/2013
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
18
Suhu dan Kelembaban Udara Catatan !
Psychrometer
RH : Relative Humidity (Kelembaban Nisbi), satuan : % 23.5 o LS
23.5 o LU
Matahari
Kelembaban Udara : Agak kering Kering (RH<50%)
Kutub Selatan
Hadley Cell
Lembab (RH>70%)
Kutub Utara
Hadley Cell
30 o
Gurun Pasir
Kering Agak kering (RH<50%)
30 o Equator
Gurun Pasir Daerah Hutan Hujan Tropis
18/02/2013
InterTropicalKuliah Convergence one V, Pengantar Z Ilmu Pertanian
19
34
95
32
90
RH ( % )
30
Suhu (oC)
28
85 26 80
24
Bogor
75
Su uhu ( oC )
RH ( % )
100
22
70
20 0 1 2 3
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 19 20 22 23 24 Jam ( WIB )
12 000 12,000 -40 oC
10,000 Altitu d e (m)
RH
18/02/2013
8,000
-25 oC
6,000
-9 oC
4,000
5 oC
2 000 2,000
17 oC
0
30 oC
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
Suhu makin rendah
RH makin tinggi
20
Curah Hujan j Ombrometer
Matahari
Hadley Cell
Kutub K t b Selatan
Hadley Cell
30
ITCZ 30 o
o
Gurun Pasir
Daerah Subtropika
Kutub K t b Utara
Equator
Gurun Pasir
Daerah Subtropika
Daerah Hutan Hujan Tropika 18/02/2013
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
21
Curah Hujan
Satuan : mm J i data Jenis d t hutan h t : 1. Intensitas hujan: mm/ jam 2. Curah Hujan a Harian a. : mm / hari b. Bulanan : mm / bulan c. Tahunan : mm / tahun Hujan rata-rata (mm) 600
Jakarta (8m dpl.) Curug (50m dpl.) Bogor (240m dpl.)
500 400 300 200 100 0 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec 18/02/2013
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
22
Pengukur g CH Otomatis
18/02/2013
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
23
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 2.
Kecepatan angin ( m s-11 atau km jam-11 )
N NE
NW W
E SE
SW S 18/02/2013
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
Anemometer
24
EVAPOTRANSPIRASI Evapotranspirasi = Evaporasi + Transpirasi Evaporasi: Meliputi perubahan keadaan air dari bentuk cair ke bentuk gas Æ 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. Transpirasi: perpindahan p air dalam bentuk uap p dari tanaman terutama Proses p daunnya ke atmosfir. Evapotranspirasi: Kebutuhan air tanaman, ETc adalah kedalaman air (mm) yang dib hk untukk menggantikan dibutuhkan ik kehilangan k hil air i melalui l l i evapotranspirasi tanaman yang terbebas dari penyakit, tumbuh pada kondisi lahan yang tidak terganggu dan berproduksi penuh pada kondisi lingkungan p g g tersebut. (Doorenbos ( dan Pruit,, 1977). ) 18/02/2013
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
25
EVAPOTRANSPIRASI TANAMAN, ETc ETc = ET0 . kc Dimana ET0 = Evapotranspirasi acuan, laju evapotranspirasi dari areal rumput hijau yang luas dengan ketinggian seragam 8 – 15 cm, sedang aktif berkembang dan p tanah secara penuh p serta tidak kekurangan g menutupi air (dapat (d dihitung dh dari d data d iklim)Æ kl ) dihitung dh dengan d 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 18/02/2013
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
26
Evapotranspirasi
Satuan mm (seperti satuan curah hujan). ETp dihitung dengan rumus, fungsi dari data unsur-unsur cuaca, atau diduga menggunakan Panci Klas A, atau lisimeter.
18/02/2013
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
27
Penggunaan Evapotranspirasi Menghitung kebutuhan air tanaman perencanaan irigasi Daerah kering mempunyai ETp tinggi, Daerah lembab mempunyai ETp lebih rendah. 18/02/2013
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
28
Observasi Cuaca Jaringan Stasiun Klimatologi
Pengukuran P k manual Pengukuran secara otomatis
Model Hujan
Sistem peringatan dini
Satelit Meteorologi Radar Cuaca 18/02/2013
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
29
Pemanfaatan Data Cuaca Transportasi
penerbangan, pelayaran
p pewilayahan y agroklimat g ( (kesesuaian lahan/iklim / ) sistem peringatan dini ( kekeringan, banjir) serangan hama penyakit tanaman/ternak pendugaan hasil (model simulasi) perencanaan irigasi i i i
pengelolaan Daerah Aliran Sungai
oseanografi
pemanasan global pencemaran udara
Pertanian/Peternakan
Kehutanan Kelautan
Lingkungan 18/02/2013
Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian
30
Selamat Belajar…. Sampai Bertemu Kembali pada Kuliah Minggu ke 5 18/02/2013
Kuliah II, Pengantar Ilmu Pertanian
31
