Pengenalan Peralatan Meteorologi Pertanian : Bab 2 & 3 Acara 1B

BAB 2  DASAR TEORI

2.1. Meteorologi dan Klimatologi

Klimatologi pada dasarnya mempelajari peranan unsur-unsur cuaca atau iklim baik skala global, regional maupun lokal atau setempat dalam kegiatan pertanian. Dalam mempelajari klimatologi terlebih dahulu harus memahami istilah cuaca – iklim dan meteorologi – klimatologi. Batasan secara klasik menyatakan bahwa iklim adalah keadaan rata-rata, ekstrim (maksimun dan minimum), frekuensi terjadinya nilai tertentu dari unsur cuaca ataupun frekuensi dari tipe iklim. Iklim mengkaji dan membahas tentang pola tingkah laku cuaca pada suatu tempat atau wilayah berulang selama waktu periode waktu yang panjang. Sebagai suatu sistem, wilayah iklim cakupannya sangat luas mulai dari skala planiter sampai pada skala lokal atau setempat merupakan kisaran atmosfer secara bersambung. Kajiannya menyangkut berbagai aspek proses pembentukan iklim (Sabaruddin, 2014).

 

Stasiun meteorologi pertanian adalah suatu tempat yang mengadakan pengamatan secara terus–menerus mengenai keadaan fisik dan lingkungan (atmosfer) serta pengamatan tentang keadaan biologi dari tanaman dan objek pertanian lainnya. Taman alat-alat meteorologi umumnya terdapat pada setiap stasiun meteorologi.  Luas taman alat tergantung pada jenis alat-alat yang dipasang didalamnya.  Tempat untuk membangun taman alat-alat disesuaikan dengan jenis stasiun, agar hasil peramatan cukup representatif, misalnya taman alat-alat untuk keperluan penerbangan dibangun dekat landasan. Taman alat-alat meteorologi pertanian dibangun ditempat yang representatif untuk keperluan pertanian (Gunawan, 2007).

Klimatologi yang pengukurannnya dilakukan secara kontinyu dan meliputi periode waktu yang lama paling sedikit 10 tahun, bagi stasiun klimatologi pengamatan utama yang dilakukan meliputi unsur curah hujan, suhu udara, arah dan laju angin, kelembapan, macam dan tinggi dasar awan, banglash horizontal, durasi penyinaran matahari dan suhu tanah oleh karena itu persyaratan stasiun klimatologi ialah lokasi, keadaan stasiun dan lingkungan sekitar yang tidak mengalami perubahan agar pemasangan dan perletakan alat tetap memenuhi persyaratan untuk menghasilkan pengukuran yang dapat mewakili (Kadir,2006).

Berikut beberapa hal  yang perlu diperhatikan pada stasiun meteorologi:

1. Letaknya memenuhi persyaratan dan kondisi lingkungan tanaman: ditempatkan ditempat terbuka dan berumput, jauh dari bangunan dan pohon besar, serta berada pada daerah datar.
2. Masing-masing alat harus dapat memberikan hasil pengukuran parameter cuaca yang absah (tepat dan akurat), sederhana, kuat atau tidak mudah rusak, mudah penggunaan dan perawatannya.
3. Pengamatan harus dapat dipercaya, terlatih, dan terampil.

Stasiun meteorologi harus ditempatkan pada daerah terbuka dan representatif (mewakili). Secara umum. Luas daerah terbuka bagi suatu stasiun meteorologi pertanian dengan peralatannya lengkap kira-kira 2-2,5 Ha (Kadir, 2006).

Hasil yang didapat setelah dilakukannya suatu pengamatan di stasiun cuaca atau stasiun meteorologi yakni data-data mengenai iklim. Di indonesia, berdasarkan ketersediaan data iklim yang ada di sistem database Balitklimat, hanya ada 166 dari 2.679 stasiun yang menangani data iklim. Umumnya hanya data curah hujan dan suhu udara, sehingga walaupun metode Penman merupakan yang terbaik, metode Blaney Criddle akan lebih banyak dipilih karena hanya memerlukan data suhu udara yang relatif mudah didapatkan (Runtunuwu dkk., 2008).

2.3. Pengaruh Prakiraan Meteorologi Pada Pertanian

Dalam bidang pertanian, menurut Seyhan (1999) ilmu prakiraan penentuan kondisi iklim atmosfer ini adalah untuk menentukan wilayah pengembangan tanaman.Iklim mempengaruhi dunia pertanian.Presipitasi, evaporasi, suhu, angin, dan kelembaban nisbi udara adalah unsur iklim yang penting. Dalam dunia pertanian, air, udara, dan temperatur menjadi faktor yang penting. Kemampuan menyimpan air oleh tanah itu terbatas. Sebagian air meninggalkan tanah dengan cara transpirasi, evaporasi, dan drainase.

Informasi meteorologi pada dasarnya dibagi dalam tiga macam, yakni informasi cuaca waktu lampau, informasi cuaca yang sedang berlangsung, dan informasi cuaca yang akan terjadi pada waktu kemudian. Karena setiap kegiatan mempunyai tanggap kepada cuaca berbeda-beda maka macam informasi yang diperlukan juga berbeda. Oleh karena itu Pelayanan Meteorologi juga berbeda untuk setiap kegiatan, baik materi maupun cara penyajiannya, sesuai dengan kegiatannya. Berbagai macam pelayanan meteorologi antara lain pelayanan kepada masyarakat penerbangan, pelayanan meteorologi kepada masyarakat kelautan, pelayanan meteorologi kepada masyarakat pertanian, pelayanan meteorologi kepada masyarakat umum (Swarinoto dan Soejadi, 2018).

Kegiatan pertanian, kehidupan tanaman, berlangsung secara terus-menerus fase demi fase, dan setiap fase memerlukan kondisi cuaca tertentu. Demikian pula cuaca terus-menerus berlangsung dan juga selalu berubah. Namun demikian perubahan tersebut tidak selalu sejalan dengan yang diperlukan bagi tanaman dalam fase itu. Dengan demikian memonitor, termasuk menganalisis dan memprediksi cuaca / iklim perlu dilakukan agar dapat dilakukan penilaian dan upaya penyesuaian dengan adanya cuaca yang terjadi atau yang akan terjadi (Swarinoto dan Soejadi, 2018).

Adanya fenomena ekstrem misalnya badai, embun beku, polusi, dapat secara langsung merusak tanaman. Upaya pecegahan atau Praktek Meteorologi Pertanian 16 pelindungan perlu dilakukan. Dalam hal tersebut informasi klimatologi tentang keseringan sesuatu fenomena ekstrem di suatu tempat , gawar (warning) dan prediksi akan adanya fenomena ekstrem sangat diperlukan. Sebagai sumberdaya, cuaca / iklim perlu dianalisis dan digunakan sebagai bahan pertimbangan untuk pengambilan keputusan perencanaan dan pelaksanaan kegiatan pertanian (Swarinoto dan Soejadi, 2018).

Berbagai fenomena cuaca yang penting dalam pertanian adalah: 1. fenomena hidrometeor, misalnya kabut, hujan, salju, embun beku;  2. fenomena litometeor, misalnya debu;  3. fenomena elektrometeor, misalnya kilat, badai guntur. Berikut adalah penerapan prakiraan meteorologi pada bidang  pertanian:

1. Untuk mengatur kegiatan operasional pertanian seperti : merencanakan waktu yang tepat untuk pemupukan tanaman, pemanenan, perawatan, penanaman, pengendalian hama terpadu,dll.
2. Untuk pengembangan wilayah dan komunitas pertanian seperti kesesuian lahan, perencanaan tata ruang, pemwilayaan agroekologi dan komoditi, sisitem informasi geografi,dll.

(Swarinoto dan Soejadi, 2018).

Pengamatan unsur cuaca dan prediksi dampak perubahannnya terhadap produktivitas padi di suatu daerah yang luas dengan data satelit inderaha adalah sangat efektif dan efisien. Analisis perubahan cuaca melalui pengamatan liputan awan dan intensitas radiasi surya di areal persawahan Pulau Jawa dari data satelit inderaja dan memprediksi dampaknya terhadap produktivitas padi. Kebutuhan pangan akan meningkat dengan bertambahnya penduduk, untuk itu Pemerintah Indonesia dalam memenuhi kebutuhan tersebut, selain mengadakan ekstensifikasi yang ditempuh dengan jalan mencetak lahan pertanian baru di luar Pulau Jawa, juga meningkatkan panca usaha tani untuk peningkaran produksi pertanian. Guna mengambil kebijaksanaan pemerintah untuk menangani kebutuhan pangan perlu dilakukan pemantauan terhadap kondisi daerah pertanian, khususnya padi. Produksi tanaman pertanian lebih banyak dipengaruhi oleh faktor cuaca dan iklim. Pertumbuhan dari produksi padi lebih banyak ditentukn oleh aktifitas fotosintesa tanaman padi yang banyak dipengaruhi oleh liputan awan yang menaungi tanaman (Kushardono, 2006).

2.4. Alat –Alat  Meteorologi

Jenis Alat-alat Meteorologi, Ditinjau dari cara pembacaannya, alat-alat Meteorologi dibagi menjadi dua jenis yaitu bersifat Recording dan Non Recording. Alat yang bersifat Recording adalah alat yang dapat mencatat data dengan sendirinya secara terus menerus sejak pemasangan pias hingga penggantian pias berikutnya.  Dari data yang diperoleh dapat ditentukan harga minimum dan harga maximum. Sedangkan alat yang bersifat Non Recording adalah alat-alat yang harus dibaca pada saat-saat tertentu untuk memperoleh data (Darsiman, 2006).

2.4.1.      Termohigrograf

Termohigrograf merupakan kombinasi dari termograf dan higrograf yang menggunakan selembar pias dengan dua skala. Termohigrograf ini digunakan untuk mencatat suhu dan kelembaban secara kontinyu. Cara kerja alat ini adalah mengembang dan mengkerutnya rambut karena kelembababn udara yang berbeda akan menggerakkan system tuas sehingga pena kelembaban udara bergerak dan menggores kertas grafis.Kedua sensor dihubungkan secara mekanis ke jarum penunjuk yang merupakan pena penulis di atas kertas pias yang berputar menurut waktu. Alat dapat mencatat suhu dan kelembapan setiap waktu secara otomatis pada pias. Melalui suatu koreksi dengan psikrometer kelembapan saat ke saat tertentu (Darsiman, 2006).

2.4.2.      Hair Hygrograf

Untuk mengukur kelembaban udara digunakan higrograf. Alat ini bekerja secara otomatis yaitu mencatat sendiri hasil pengukurannya. Kelembaban udara adalah kadar uap air udara, dimana hasil perbandingan antra tekanan uap air yang ada di udara dengan tekanan uap air maksimum.kelembaban uara sangat dipengaruhi oleh temperature. Semakin tinggi temperature semakin besar daya tamping udara terhadap uap air, yang akhirnya pada suhu dan tekanan tertentu akan tercapai kondisi jenuh. Cara kerja alat ini yaitu, kelembaban udara akan mempengaruhi rambut untuk mengkerut jika kering dan memanjang jika basah, hal ini menggerakkan system tuas yang dihubungkan pada pena. Dan pena akan menghasilkan grafik pada silinder kertas grafik (Darsiman, 2006).

2.4.3.      Termometer Tanah

Termometer tanah adalah sebuah pipa kapiler (pipa dengan diameter saluran sangat kecil) yang pada bagian bawahnya mempunyai rongga lebih besar daripada saluran kapilernya. Rongga tersebut kemudian diisi dengan cairan yang mudah memuai jika dipanasi, tetapi tidak mudah membasahi dinding saluran kapiler. Cairan yang banyak dipakai adalah raksa dan alkohol. Kelebihan alat ini yaitu mampu mengukur hingga kedalaman 100 cm dan skala mudah diamati karena berupa jarum penunjuk. Kekurangannya, harus mengebor tanah 100 cm terlebih dahulu untuk memasukkan stick-nya atau probe.  Cara kerja alat ini adalah adanya tekanan, air raksa memuai dan akan menggerakan klep/pipa logam lunak sehingga gerigi berputar dan menggerakkan jarum penunjuk sampai skala tertentu (Darsiman, 2006).

2.4.4.      Aktinograf Dwi Logam

Pengukuran terhadap jumlah radiasi matahari total antara lain dilakukan dengan alat aktinograf dwi logam. Kelebihan dari alat ini adalah dapat dipergunakan untuk keperluan pencatatan rutin, relatif tidak mahal, dan dapat dijinjing. Kekurangannya, aktinograf dwi logam hanya merekam intensitas radiasi gelombang pendek matahari total, sehingga sensor yang disungkup dengan kubah kaca yang disyaratkan kedap terhadap radiasi gelombang panjang serta kelambanan dalam pembacaan sekitar 5 menit dengan nilai kesalahan sekitar 10-15%. Cara kerja alat ini adalah logam putih memantulkan radiasi yang jatuh kepermukaan, sedang logam hitam bersifat menerimanya sehingga perbedaan murni akan dapat menunjukkan besarnya intensitas radiasi matahari yang ditangkap oleh sensor (Darsiman, 2006).

2.4.5.      Anemometer digital/ Hand Anemometer

Hand anemometer adalah alat pengukur kecepatan angin sesaat yang bersifatportable. Alat ini dilengkapi dengan skala Beaufort,  yaitu skala kasar kecepatan angin sesaat yang dapat diduga dari gejala alam. Cara keja alat ini adalah angin menggerakkan anemometer (motor yang ada dalam kumparan) sehingga menimbulkan arus listrik yang akhirnya menimbulkan gerakan jarum penunjuk skala (Darsiman, 2006).

2.4.6.      Cup Anemometer

Anemometer cangkir adalah tipe standar umum anemometer. Mereka kuat dan tahan terhadap turbulensi dan angin condong disebabkan oleh tiang-tiang dan melintasi. Setiap anemometer harus dikalibrasi secara individual dan dilengkapi dengan laporan kalibrasi bersertifikat sesuai dengan standar internasional (misalnya MEASNET). Cara kerja alat ini adalah dengan adanya baling-baling/mangkok yang berputar jika adanya angin, kecepatan sudut putar mangkok terhadap sumbu vertikal dan kecepatan sudut putar baling-baling pada sumbu horizontal sebanding dengan laju angin dan dengan desain sistem mangkok dan baling-baling yang baik. Dengan mengukur banyaknya baling-baling berputar melalui alat mekanik dapat diketahui kecepatan anginnya (Darsiman, 2006).

2.4.7.      Pan evaporimeter

Tabung ini berukuran setinggi 30 cm dan berdiameter 10 cm serta terdapat celah sempit pada bagian bawahnya. Cara perhitungan selalu dikaitkan dengan data curah hujan yang terjadi, dengan cara menambah atau mengurangi beberapa volume air agar permukaan air selalu tetap seimbang dengan ujung paku penunjuk (fixedpointgauge). Dalam ukuran bak tersebut tinggi air adalah 0,875 mm setara dengan volume air 1000 ml.

Kelebihan Panci evaporasi ini adalah ketelitian alatnya tinggi, dapat mengukur besarnya evaporasi setiap hari, dan dapat mengukur besarnya evaporasi walaupun hujan. Sedangkan kekurangannya, antara lain : hanya akan efisien bila air dalam panic benar – benar bersih, apabila terjadi hujan lebat maka air dalam panic akan penuh dan tumpah sehingga sulit untuk menghitung besarnya penguapan, dan kurang praktis karena harus memperhitungkan curah hujan yang ada setiap hari (Darsiman, 2006).

2.4.8.       Termograph

Alat ini mencatat otomatis temperatur sebagai fungsi waktu. Thermograph ini adalah logam panjang yang terdiri dari 2 bagian, kuningan dan invar. Bentuk bimetal merupakan spiral. Terpasang pada sumbu horizontal dan diluar kotak Thermograph. Satu ujung bimetal dipasang pada kotak dengan sekrup penyetel halus, sehingga letak pena dapat diatur. Ujung lain dihubungkan ketangkai pena melalui sumbu horizontal sehingga dapat menimbulkan track/ rekaman pada kertas pias yang berputar 24 jam per rotasi. Jika temperatur naik, ujung bimetal menggerakkan tangkai pena keatas, dan sebaliknya. Sebelum dipakai, thermograph harus dikalibrasi terlebih dahulu. Alat ini harus ditempatkan dalam sangkar apabila dipakai untuk mengukur atmosphere (Darsiman, 2006).

2.4.9.      Ombrometer  Manual

Penakar ini paling banyak digunakan di stasiun klimatologi, yang terdiri dari corong (mulut penampung air hujan), yang luasnya 100 cm²dengan garis tengah luarnya ialah 11,3 cm. Bagian dasar dari corong tersebut terdiri dari pipa sempit yang menjulur ke dalam tabung kolektor dan dilengkapi dengan kran. Air yang ditampung dalam tabung kolektor dapat diketahui bila kra dibuka kemudian air diukur dengan gelas ukur. Ada gelas ukur yang mempunyai skala khusus, yaitu langsung dapat menunjukkan jumlah curah hujan yang terjadi, tetpi apabila menggunakan gelas ukur biasa maka setiap 10 cm³ setara dengan curah hujan sebesar 1 mm (Darsiman, 2006).

2.4.10.  Ombrometer Otomatis

Jika hujan turun, air hujan akan masuk kedalam tabung yang berpelampung melalui corongnya, air yang masuk ke dalam tabung mengakibatkan pelampung beserta tangkainya terangkat (naik ke atas). Pada tangkai pelampung terdapat tangkai pena yang bergerak mengikutu tangkai pelampung, gerakan pena akan menggores pias yang diletakkan/digulung paa silinder jam yang dapat berputar dengan sendirinya. Penunjukkan pena pada pias sesuai dengan jumlah volume air yang masuk ke dalam tabung, apabila pena telah menunjuk angka 10 mm, maka air dalam tabung akan keluar melalui gelas siphon yang bentuknya melengkung. Seiring denga keluarnya air maka pelampung akan turun dan dengan turunnya pelampung tangkai penapun akan bergerak turun sambil menggores pias berupa garis lurus vertical. Setelah airnya keluar semua, pena akan berhenti dan akan menunjuk pada angka 0, yang kemudian akan naik lagi apabila ada hujan turun (Darsiman, 2006).

BAB 3 METODOLOGI

3.1. Alat dan Bahan

            Adapun alat dan bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah:

1.  Pulpen dan kertas untuk menggambar alat – alat meteorologi yang ada di laboratorium TLBP FTP UGM.
2. Alat –alat meteorologi seperti: pan evaporimeter, digital luxmeter, anemometer, ombrometer otomatis, termometer tanah, hair hygrograf, anemometer digital, psycrometer, ombrometer manual, thermograph, thermohygrograph, dan aktinometer.

3.2. Cara Kerja

            Praktikum ini dilaksanakan di laboratorium teknik lingkungan bangunan pertanian UGM. Praktikum dilaksanakan dengan diawali pretest, kemudian alat – alat yang ada dihadapan masing- masing praktikan digambar meliputi: tampak samping, depan, atas, 3D, dan komponennya masing – masing. Kemudian assisten memberikan penjelasan mengenai fungsi alat beserta komponennya, lalu dicatat oleh praktikan. Kemudian hasil gambar tersebut di acc oleh assisten lalu di fotokopi oleh praktikan untuk dijadikan sebagai lampiran dalam laporan.

3.3. Cara Analisis Data

Pada praktikum ini analisis data yang dilakukan adalah dengan menggambar  dan mencatat penjelasan dari assisten tentang masing-masing alat beserta komponennya yang dijelaskan oleh petugas assisten. Selanjutnya, mencari infomasi tambahan dengan melakukan studi pustaka melalui membaca buku-buku yang terkait dan mencari informasi tambahan dari internet dan jurnal. Setelah informasinya telah ditemukan semua, diringkas  dan dicatat di laporan praktikum.