kuliah 4: cuaca dan iklim serta unsur-unsurnya · 1. arah angin : arah asal angin bertiup { satuan...
TRANSCRIPT
KULIAH 4: KULIAH 4: CUACA DAN IKLIM SERTA
UNSUR UNSURNYAUNSUR-UNSURNYA
TIK : Setelah mengikuti kuliah ini, anda dapat menjelaskan Cuaca dan Iklim, serta Unsur-Unsurnyada , se ta U su U su ya
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 1
Kegiatan manusia dalam memanen energi mataharit k h ilk k d tuntuk menghasilkan makanan dan serat.
6CO + 12H O C H1 O + 6O + 6H O6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
Maka a Se atMakanan Serat
T PerkebunanT k Ik Tanaman PerkebunanTernak Ikan
Pakaian Perumahan
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 2
No Komoditas ton US $ US $/kg Rp/kg
Import INDONESIA Tahun 2000
No Komoditas ton US $ US $/kg Rp/kg
1 Gandum 3,576,665 500,312,470 0.14 1,189 2 Jagung 1,236,764 150,012,707 0.12 1,031 3 Beras 505 514 131 132 613 0 26 2 2053 Beras 505,514 131,132,613 0.26 2,205 4 Kedelai 1,277,685 275,481,226 0.22 1,833 5 Bungkil Kedelai 1,262,040 268,746,270 0.21 1,810 6 Kacang Tanah 111,284 35,601,776 0.32 2,719 7 Gula 1,680,275 290,873,225 0.17 1,471 8 Bawang Putih 174,702 44,120,000 0.25 2,147
T O T A L 9 824 929 1 696 280 287 Rp 14 5 trillionT O T A L 9,824,929 1,696,280,287 Rp. 14.5 trillion
Sumber : HKTI
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 3
Impor Indonesia (BPS, 2005)Beras 3.7 juta ton/tahunGula 1.6Kedelai 1.3 + 1 jt ton/th bungkilGandum 4.5Jagung 1.3
T k S i 450 000 ekor/tahun + 42,000 ton daging Ternak Sapi 450 000 ekor/tahun + 42,000 ton daging & jeroan
Tepung Telur 30 000 ton/thSusu Bubuk 170 000 ton/th/Makanan Olahan 1.5 milyar USDGaram 1.6 juta ton/thSingkong 0 85 juta ton/thSingkong 0.85 juta ton/thKc Tanah 260 000 ton/thBuah-buahan 247 000 ton/thS 281 000 t /th
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 4
Sayuran 281 000 ton/th
Bagaimana Meningkatkan Produktivitas Pertanian Indonesia?Produktivitas Pertanian Indonesia?
Memaksimalkan energi radiasi surya Memaksimalkan energi radiasi surya (i.e. efisiensi penggunaan radiasi)Menganggap unsur-unsur cuaca/iklim Menganggap unsur unsur cuaca/iklim sebagai sumberdaya, bukan sebagai faktor pembatas.Menggunakan data (cuaca/iklim, tanah, tanaman & sosial-ekonomi) dan hasil penelitian untuk melakukan hasil penelitian untuk melakukan prediksi guna menunjang agrobisnis/ agroindustri.
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 5
g
Memaksimalkan energi radiasi surya (i.e. efisiensi penggunaan radiasi)( p gg )
Efisiensi = OutputEfisiensi = pInput
CO2 CH2OEnergi Hasil Produk
Ol hradiasi pertanian Olahan
Tenaga KerjaPupuk
BijiBuah
Makanan kemasanMinuman Kemasandll.
PupukIrigasiBibitTeknik Budidaya
DaunBatangUmbi/AkarEkstrak
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 6
Ekstrak
1. Memaksimalkan energi radiasi surya (i.e. efisiensi penggunaan radiasi)
200
CO2 + H2O CH2O + O2
( p gg )
Biomass = 1.0 Qint150
200
m-2
)100
iom
ass
(g.m
Biomass = 0.50 Qint
0
50
0 50 100 150 200
Bi
0 50 100 150 200
Intercepted Radiation(Qint, MJ m-2)
1 gram = 17.5 kJ = 0.0175 MJ
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 7
g J J
Efisiensi = 1 g/MJ = 0.0175 MJ/MJ x 100 % = 1.75 %
CO2 CH2O Protein Lemak/Minyak
energy energy energy
SingkongSingkong
KedelaiPadi Gandum
200
Rice
100
150
ss (g
.m-2
)
Soybean0
50Bio
mas
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 8
00 50 100 150 200
Intercepted Radiation (MJ m-2)
Hitungan: Unsur iklim sebagai
P i d T
sumberdaya
Periode Tanam 100 hariKebutuhan Energi 20 MJ/m2/hari
2,000 MJ/m2/hari20,000,000 MJ/ha/hari, , J/ /
Energi Listrik 20,000,000 MJ/ha/hariBiaya per kWh (Rp) 200Biaya per 3.6 MJ (Rp) 200Bi E i Li t ik/h / i R 1 111 111 111 Biaya Energi Listrik/ha/musim Rp 1,111,111,111
Hasil Padi 5 ton/ha/musim5,000 kg/ha/musim5,000 g/ a/ us
Harga Gabah (di lapang) 1,200 Rp/kgPendapatan Kotor 6,000,000 Rp/ha
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 9
3. Menggunakan data iklim untuk menunjang agrobisnis/agroindustri
Menggunakan pendekatan kuantitatif untuk melakukanMenggunakan pendekatan kuantitatif untuk melakukan prediksi guna menunjang analisis ekonomi secara akurat.
Model Pertumbuhan Jati
Model Pertumbuhan Gandum
Model Pertumbuhan Kelapa Sawit
Menunjang pengambilan keputusan :1. Waktu Tanam2. Aplikasi Irigasi3 Aplikasi Pemupukan Nitrogen
Model Pertumbuhan Jarak
Model Penyakit Kentang*
Model Pertumbuhan Padi
3. Aplikasi Pemupukan Nitrogen4. Aplikasi Fungisida*5. Pendugaan Hasil6. Lokasi Potensial (Zoning)
Model Pertumbuhan Padi 7. Monitoring Pertumbuhan Tanaman
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 10
Unsur-unsur Iklim
T k UdTekanan UdaraRadiasi SuryaL P iLama PenyinaranSuhu Udara
-Kelembaban UdaraCurah HujanAnginEvapotranspirasi Potensial
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 11
Cuaca dan IklimCuaca 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
d j k kt bi h b b j 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 setiap jamnya. Di Indonesia keadaan cuaca selalu diumumkan untuk jangka waktu sekitar 24 jam melalui prakiraan cuaca hasil analisis Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG), Departemen Perhubungan. Untuk negara ( ), p g gnegara 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 UdaraPuncak Atmosfer( 100 km )( 100 km )
Tekanan Udara :
P = ρ g h
h1ρ : kerapatan udara
ho
h1g : gravitasih : tinggi kolom udara
AtmosferP1
P1 < PoTerdiri 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
1 o
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 13
melindungi dari radiasi matahari dan meteor.
Makin ke atas kerapatan dan tekanan udara makin kecil.
Satuan Tekanan Udara : Pa dan mb (1 mb=100 Pa).
Po
Radiasi SuryaGelombang elektromagnetik
Suhu permukaan matahari 6000 oK
Disebut Radiasi Gelombang Pendek
Jarak matahari b mi Jarak matahari-bumi rata-rata = 150 juta km.
Radiasi yg sampai di Radiasi yg sampai di bumi ( diukur ) :
satuan W.m-2 (sesaat), 18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 14
satuan W.m (sesaat), MJ.m-2 (kumulatif)Solarimeter
Setiap saat, separuh belahan bumi menerima radiasi surya (rata-rata 1360 W.m-2 di puncak atmosfer) pada siang hari.
R t i b i ( 1 600 k /j )
MatahariMatahariMatahari
Rotasi bumi ( 1.600 km/jam ) menyebabkan perbedaan waktu di bumi (siang-malam). Satu ( g )rotasi = 360o Bujur = 24 jam.
Bumi mengelilingi matahari (revolusi) Bumi mengelilingi matahari (revolusi) selama 1 tahun tiap putaran dgn kecepatan 100.000 km/jam.
Deklinasi bumi (23.5o Lintang) menyebabkan perbedaan panjang hari, musim (summer & winter) dan
Matahari
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 15
musim (summer & winter) dan penerimaan energi radiasi surya di permukaan bumi.
1 0001 000akibat penutupan awan
Diukur dengan solarimeter
500W.m
-2
500
-2
bumi 1206 180
1206 180
Bogor
Catatan !Waktu setempat (WS) dihitung berdasarkan posisi Bujur bumi. Pukul 12.00 WS jika sudut datang cahaya matahari (zenith angle)sama dengan nol
Waktu Setempat (jam)
sama dengan nol.
12141618
m2/
hari)
Matahari
468
1012
dias
i Sur
ya (M
J/m
Bogor
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 16
02
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Tanggal (Februari 2000)
Rad Bogor
Lama PenyinaranLama matahari bersinar cerah ( jam ) dalam sehari.
L i t di hi Lama penyinaran sangat dipengaruhi oleh penutupan awan.
Lama penyinaran DIUKUR dengan y galat ukur (Campbell Stokes).
Catatan ! C b ll St kCatatan !Lama penyinaran BUKAN panjang hari.
Panjang hari adalah periode ( jam )
Campbell Stokes
j g p ( j )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, oRSuhu Udara12,00012,000
, , ,
8 000
10,000
m) -25 oC
-40 oC
8 000
10,000
m) -25 oC
-40 oC
4 000
6,000
8,000
Alti
tude
(m
5 oC
-9 oC
4 000
6,000
8,000
Alti
tude
(m
5 oC
-9 oC
2,000
4,000A
30 oC
17 oC
5 oC
2,000
4,000A
30 oC
17 oC
5 oC
0-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40
Suhu Udara (oC)
30 oC0-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40
Suhu Udara (oC)
30 oC
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 18
Suhu dan Kelembaban UdaraCatatan !RH : Relative Humidity (Kelembaban Nisbi), satuan : % Psychrometer
MatahariKelembaban Udara :
23.5 o LS 23.5 o LU
Kutub Kutub
Kelembaban Udara :Agak kering Kering Lembab Kering Agak kering
(RH<50%) (RH>70%) (RH<50%)
Hadley CellKutub Utara
Kutub Selatan Hadley Cell
Equator
30 o30 o
Gurun Pasir Gurun Pasir
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 19InterTropical Convergence ZoneDaerah Hutan Hujan Tropis
95
100
32
34
80
85
90
RH
( %
)
26
28
30
uhu
( oC
)RH ( % )Suhu (oC)
70
75
80
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 19 20 22 23 2420
22
24 Su
Bogor
12 00012 000
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 )
8,000
10,000
12,000
(m) -25 oC
-40 oC
8,000
10,000
12,000
(m) -25 oC
-40 oCRH
RH makin tinggi
Suhu makin rendah
2 000
4,000
6,000
Alti
tude
17 oC
5 oC
-9 oC
2 000
4,000
6,000
Alti
tude
17 oC
5 oC
-9 oC
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 200
2,000
30 oC
17 oC
0
2,000
30 oC
17 oC
Curah Hujanj
Matahari
Ombrometer
Hadley Cell K t b K t b Hadley Cell Kutub Utara
Kutub Selatan Hadley Cell
ITCZ
Equator
30 o30 o
Gurun Pasir Gurun Pasir
Daerah SubtropikaDaerah Subtropika
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 21
Daerah Hutan Hujan Tropika
Curah HujanSatuan : mmJ i d t h t Jenis data hutan :1. Intensitas hujan: mm/ jam2. Curah Hujan
a Harian : mm / haria. Harian : mm / harib. Bulanan : mm / bulanc. Tahunan : mm / tahun
Hujan rata-rata (mm)
500
600
Jakarta (8m dpl.)Curug (50m dpl.)Bogor (240m dpl.)
300
400
500
0
100
200
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 22
0Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Pengukur CH OtomatisPengukur CH Otomatisgg
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 23
Angin1. 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 )2. Kecepatan angin ( m s 1 atau km jam 1 )
NNNW NE
EW
S
SESW
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 24Anemometer
EVAPOTRANSPIRASIEVAPOTRANSPIRASIEVAPOTRANSPIRASIEVAPOTRANSPIRASIEvapotranspirasi = Evaporasi + Transpirasi
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 darisejumlah besar dari molekul yang bergerak hancur dari permukaan air dan lepas ke udara dalam bentuk uap.
Transpirasi:Transpirasi:Proses perpindahan air dalam bentuk uap dari tanaman terutama p p pdaunnya ke atmosfir.
Evapotranspirasi:Evapotranspirasi:Kebutuhan air tanaman, ETc adalah kedalaman air (mm) yang dib hk k ik k hil i l l idibutuhkan 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).
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 25
p g g ( , )
EVAPOTRANSPIRASI TANAMAN, ETEVAPOTRANSPIRASI TANAMAN, ETcc
ET = ET0 kcETc = ET0 . kcDimana
ET0 = Evapotranspirasi acuan, laju evapotranspirasiET0 Evapotranspirasi acuan, laju evapotranspirasi dari areal rumput hijau yang luas dengan ketinggian seragam 8 – 15 cm, sedang aktif berkembang dan menutupi tanah secara penuh serta tidak kekurangan
(d d h d d kl ) d h dp p g
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
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 26
EvapotranspirasiEvapotranspirasi
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 Daerah kering mempunyai ETp tinggi,
Daerah lembab Daerah lembab mempunyai ETp lebih rendah.
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 28
Observasi Cuaca
Jaringan Stasiun Klimatologi
P k Pengukuran manualPengukuran
Model Hujan Sistem peringatan dinisecara otomatis
Satelit MeteorologiMeteorologiRadar Cuaca
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 29
Pemanfaatan Data CuacaTransportasiTransportasi
penerbangan, pelayaranPertanian/Peternakan
pewilayahan agroklimat (kesesuaian lahan/iklim )p y g ( / )sistem peringatan dini ( kekeringan, banjir)serangan hama penyakit tanaman/ternakpendugaan hasil (model simulasi)
i i iperencanaan irigasiKehutanan
pengelolaan Daerah Aliran SungaiKelautanKelautan
oseanografiLingkungan
pemanasan global
18/02/2013 Kuliah V, Pengantar Ilmu Pertanian 30
pemanasan globalpencemaran udara
Selamat Belajar….Sampai Bertemu Kembali pada Kuliah
Minggu ke 5Minggu ke 5
18/02/2013 Kuliah II, Pengantar Ilmu Pertanian 31