Klimatologi. 1. Energi Pancaran 2. Karakteristik 3. Penerimaan Energi Pancaran 4. Neraca Energi. Meteorology for better life

1. 2. 3. 4.

Energi Pancaran Karakteristik Penerimaan Energi Pancaran Neraca Energi Departemen Geofisika dan Meteotologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor

Meteorology for better life

Klimatologi

• • • •

•

Sumber energi utama proses fisika Atmosfer > unsur fisik alam > cuaca Gel. Elektromagnetik < reaksi fusi H → He T permukaan Matahari ~ 6000 K → 73.5 Mwatt/m2 Jarak Matahari – Bumi rata2 ~ 150 jt km → 1360 W/m2 di puncak Atmosfer Bumi Tertahan atmosfer ~ 50%


2

Hk Stefan-Boltzman F=εσT4 ε benda alam 0.9 – 1 σ = 5.67 10-8 W/m2 T↑→E↑

Hk Wien λm = 2897/ T T ↑ → λm ↓ T permukaan bumi > gel. panjang (4-120 µm) T permukaan matahari > gel. pendek (0.3-4 µm)


3

• Energi pancaran datang berupa gelombang maupun partikel

Model Gelombang


4

Model Partikel Partikel lazim disebut quanta / foton Energi per foton lebih besar sw >lw


5


6

• Bervariasi > tempat & waktu Rotasi bumi --- > skala diurnal . Revolusi bumi dan sudut rotasi - variasi sesonal


7

• Skala mikro – Keragaman penutupan awan – Keragaman topografi / lereng – Variasi harian (diurnal)


8

• Pada suatu tempat Qsw diterima siang hari dan Qlw dilepaskan pada malam hari

• Kesetimbangan antara Qsw dan Qlw menentukan variasi temperature harian (diurnal) maupun musiman (seasonal)


9

• Skala makro –

Jarak Matahari-Bumi

• Lintasan revolusi berbentuk elips – 2 hari terdekat dan 2 hari terjauh dalam 1 tahun


10

Autumnal/Vernal Equinox Winter/Summer Soltice


11

Panjang hari dan Sudut datang • Variasi letak lintang > perbedaan kerapatan , perbedaan periode penerimaan


12

•

Sudut datang (z) – cos z= sin Φ sin δ + cos Φ cos δ cos h • Φ lintang, h sudut waktu (24 jam=360o) – Sudut deklinasi δ > f (Julian date, Φ) • δ= -23.4 cos (360 (julian date +10)/365) – Periode penerimaan/panjang hari • Posisi matahari di horison z=90o > sudut waktu h setara dg ½ panjang hari shg: cos h=-(sin Φ sin δ)/(cos δ cos Φ)= - tg Φ tg δ N (panjang hari)= 2h(24/360)jam


13

• Penerimaan energi di puncak atmosfer – 1367 W/m2(Qso) saat Sudut jatuh tegak (z=0o) – Qa=Qso cos z

• Penerimaan energi di permukaan bumi – Qs = ‫ ד‬Qa ‫=ד‬koef. Optik atmsfr. 0.6 – 0.9


14

Pengaruh atmosfer • Energi pancaran menuju permukaan – dipantulkan – diserap – Diteruskan > radiasi langsung dan baur disebut energi pancaran global


15

• Keawanan sangat berpengaruh – Lama matahari bersinar cerah>lama penyinaran – Alat ukur > campbell stokes – Pendugaan (bulanan)> Qs= (a+b n/N) Qa n=lama penyinaran

• Satuan energi pancaran – Intensitas > Watt/m2 – Total/kumulatif > integrasi dalam periode tertentu > MJ/m2/waktu


16

•

Qnetto = Qsw↓ + Qlw↓ - Qsw↑- Qlw↑

– Albedo > nisbah Qsw↓ : Qsw↑ ---> α (albedo) – Pendugaan energi pancaran permukaan bumi •

Qlw↑= σT4(0.56-0.079 ea1/2)(0.1+0.9 n/N)

– Brunt (1932) > turunan Hk. Sefan Boltzman • Qnetto = Qsw↓ (1- α) - Qlw↑


17

Partisi Energi Qnetto = H + LE + G +P


tdk ada adveksi

18

• 2%-3% masukan energi untuk fotosintesa • 97%-98% untuk evaporasi,simpanan,transfer bahang


19

• Cahaya ≠ PAR (photosyntetically active radiation)


20

• Cahaya (light) adalah energi pancaran yang kasat mata • energi cahaya ~ 50% dari energi Qsw


21

• proses fotosintesa memanfaatkan foton yg biasa disebut sbg photosyntetic photon flux density (PPFD) atau photosyntetically active radiation (PAR) • Satuan µmol quanta/m2/dtk atau µmol/m2/dtk • Qnetto ~ perhitungan2 proses fisik atmsfer • Cahaya,PAR,Qsw ~ fotosintesa,prod.berat kering,produktivitas


22


23

Departemen Geofisika dan Meteotologi, Gedung FMIPA Wing 19 Level 4 Kampus IPB Darmaga, Bogor – Indonesia 0251-8623850 - http://geomet.ipb.ac.id

TERIMA KASIH


Klimatologi. 1. Energi Pancaran 2. Karakteristik 3. Penerimaan Energi Pancaran 4. Neraca Energi. Meteorology for better life

Recommend Documents