peralatan meteorologi taman alat bmkg
TRANSCRIPT
PERALATAN METEOROLOGI
Taman alat BMKG
Pengamatan meteorologi di Stasiun Meterologi H. Asan Kotawaringin Timur
dilakukan selama 24 jam setiap hari berdasarkan waktu standar internasional. Pengamatan
cuaca dilakukan sejak H-10 menit jam pengamatan, unsur-unsur yang diamati meliputi Suhu
Udara, titik embun, tekanan udara, jumlah curah hujan, keadaan cuaca, Awan, dan juga jarak
pandang terjauh (Visibility).
Dalam melakukan pengamatan cuaca, digunakan alat-alat meteorologi. Alat-alat
tersebut diletakkan pada suatu tempat yang disebut Taman Alat. Taman Alat berisi
beberapa alat untuk mengamati unsur cuaca di tempat tersebut.
Gambar 1. Taman Alat Stasiun Meteorologi H. Asan Kotawaringin Timur
Berikut adalah jenis-jenis peralatan meteorologi yang terdapat di Stasiun Meteorologi
H. Asan Kotawaringin Timur:
1. Sangkar Meterorologi
Sangkar meteorologi merupakan sebuah bangunan berbentuk sangkar yang terbuat
dari kayu. Bangunan ini berfungsi untuk melindungi peralatan meteorologi dari hujan dan
radiasi panas langsung dari luar.
Beberapa standar ketentuan dari sangkar meteorologi saat ini adalah sebagai berikut:
Lokasi sekitar sangkar meteorologi berupa lahan lapang bebas dari bangunan
ataupun pohon yang dapat menghalangi sinar matahari.
Terbuat dari kayu dan di cat putih. Hal ini dilakukan agar warna putih pada cat
memantulkan kembali radiasi dari matahari sehingga tidak langsung
mengenai termometer.
Pintu sangkar dibuat menghadap utara dan selatan. Hal ini dilakukan karena
gerak semu matahari adalah dari timur ke barat, dengan demikian pada saat
pengamatan tidak ada radiasi langsung matahari yang masuk kedalam
sangkar sehingga nilai parameter terukur merupakan nilai asli unsur udara
dekat permukaan.
Dinding sangkar dibuat berventilasi/berkisi-kisi agar sirkulasi udara lancar
untuk mengalirkan udara masuk dan keluar.
Ketinggian bangunan ± 2 meter.
Gambar 2. Sangkar Meteorologi
Peralatan meteorologi yang terdapat di dalam sangkar meteo terdiri dari :
termometer maksimum, termometer minimum, termometer bola kering dan termometer
bola basah.
Termometer bola kering. Termometer ini digunakan untuk mengukur suhu udara
permukaan. Termometer ini terdiri dari tabung gelas yang di dalamnya terdapat pipa
kapiler yang berisikan air raksa. Ketika suhu naik, maka air raksa akan memuai dan
menunjukan skala suhu pada lingkungan.
Termometer bola basah. Termometer ini digunakan untuk mengukur titik embun dalam
udara. Termometer ini sama seperti termometer bola kering, yang membedakannya
adalah termometer ini bolanya dilapisi dengan kain yang dijaga agar selalu basah.
Temometer bola basah mengukur suhu yang dibutuhkan untuk menguapkan air di kain
tersebut. Ketika kelembaban udara kecil, maka air akan mengambil panas dari
termometer tersebut sehingga suhu pada termometer bola basah akan menurun. Itulah
mengapa saat siang hari selisih antara bola kering dan bola basah cukup jauh
dibandingkan malam hari. Selisih dari suhu termometer bola kering dan bola basah
digunakan untuk menentukan kelembaban udara/ relative humidity.
Termometer maksimum. Termometer ini digunakan untuk mengetahui suhu
maksimum pada lingkungan sangkar selama satu hari. Termometer ini menggunakan air
raksa sama halnya seperti termometer bola kering/basah, yang membedakan adalah
pada termometer ini terdapat celah yang disebut contriction. Celah inilah yang membuat
air raksa tidak akan menyusut ketika suhu udara turun karena air raksa tersumbat oleh
celah ini, jadi suhu yang terukur pada termometer ini akan tetap pada skala suhu
tertinggi. Ketika akan digunakan ulang, termometer ini dapat dikalibrasi kembali dengan
cara mengibaskan termometer kearah contriction/ kearah bawah sehingga air raksa
dapat kembali pada suhu yang sebenarnya.
Termometer minimum. Termometer ini digunakan untuk mengukur suhu terendah
dalam satu hari pada lingkunan. Berbeda dengan termometer maksimum, termometer
ini menggunakan alkohol. Alkohol digunakan karena karakteristiknya cocok untuk
mengukur suhu rendah karena titik beku alkohol yang lebih rendah dari air raksa.
Didalam pipa kapiler yang berisikan alkohol terdapat jarum index yang akan menunjukan
skala suhu minimum. Ketika suhu menurun maka index ini akan mendekati skala
minimum karena terdorong oleh permukaan alkohol. Termometer ini diletakkan sedikit
miring kebawah agar index selalu menunjukan suhu terendah.
2. Penakar Hujan Hellman
Penangkar hujan ini adalah penangkar hujan yang merupakan tipe recording.
Gambar 3. Penakar Hujan Hellman
Jika hujan turun, air hujan masuk melalui corong, kemudian terkumpul dalam tabung
tempat pelampung. Air hujan ini menyebabkan pelampung serta tangkainya terangkat atau
naik ke atas. Pada tangkai pelampung terdapat tongkat pena yang gerakannya selalu
mengikuti tangkai pelampung. Gerakkan pena dicatat pada pias yang diletakan/digulung
pada silinder jam yang dapat berputar dengan bantuan tenaga per. Jika air dalam tabung
hampir penuh atau mencapai 10 mm (dapat dilihat pada lengkungan selang gelas), pena
akan mencapai tempat teratas pada pias. Setelah air mencapai atau melewati puncak
lengkungan selang gelas, maka berdasarkan sistem siphon otomatis (sistem selang air), air
dalam tabung akan keluar sampai ketinggian ujung selang dalam tabung. Bersamaan
dengan keluarnya air, tangki pelampung dan pena turun dan pencatatannya pada pias
kembali ke 0 mm. Jika hujan masih terus-menerus turun, maka pelampung akan naik kembali
seperti diatas. Jadi setiap terisi 10 mm, pelampung akan turun dan pena pias akan berada
pada titik 0 mm. Cara mengetahuinya adalah dengan menambahkan seluruh jumlah CH yang
terjadi.
3. Penakar Hujan OBS
Berbeda dengan tipe Hellman, Penangkar hujan tipe Observatorium tidak
menggunakan pias untuk mengukur curah hujan. Penangkar hujan tipe ini menggunakan
gelas ukur untuk menentukan jumlah curah hujan. Cara menentukan jumlah curah hujan
adalah dengan menjumlahkan hasil pembahacaan gelas ukur selama hujan terjadi.
Gambar 4. Penakar Hujan OBS
4. Campbell Stokes
Campbell stock adalah berupa bola kaca yang digunakan untuk menghitung lamanya
penyinaran matahari selama satu hari. Bola kaca ini bertujuan untuk mengumpulkan cahaya
matahari menjadi satu titik fokus, sehingga mampu memberi bekas kepada pias yang
dipasang pada campbells stokes. Lamanya penyinaran matahari ditunjukan oleh bagian pias
yang terbakar.
Gambar 5. Campbell Stokes
5. Panci Penguapan
Panci penguapan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah penguapan
yang terjadi selama selang waktu tertentu.
Gambar 6. Panci Penguapan
Dalam panci penguapan terdapat beberapa bagian yang memiliki fungsi masing-
masing.
a. Hook gauge : Alat ini berbentuk seperti kail. Alat ini berguna untuk
menghitung tinggi air pada panci penguapan. Untuk
mengukur tingginya, letakkan hook gauge pada tempatnya
(StillWell). Setelah itu atur supaya ujung kail berada tepat
pada permukaan air. Setelah itu baca skala yang tertera
pada hook gauge.
b. StillWell : Alat ini merupakan tempat atau wadah untuk meletakkan
hook gauge, dan untuk menjaga permukaan air tetap
tenang.
c. Cup Anemometer : Alat ini digunakan untuk mengukur kecepatan rata-rata
harian. Alat ini diletakkan dengan ketinggian 0.5m.
d. Termometer Apung : Alat ini terdiri dari termometer maksimum dan minimum.
Digunakan untuk mengukur suhu maksimum dan
minimum permukaan air dalam panci.
6. Anemometer
Anemometer merupakan alat yang digunakan untuk mengetahui arah dan kecepatan
angin. Untuk mengetahui arah angin, dalam anemometer terdapat alat yang disebut Wind
Vane. Alat ini berfungsi untuk mengetahui arah dari mana angin bertiup. Alat ini terdiri dari
ujung dan ekor. Saat angin bertiup dari arah utara, Maka ekor Wind Vane akan terdorong
dari arah utara ke Selatan sehingga ujung depan Wind Vane akan berubah arah menuju arah
utara yang merupakan arah datangnya angin. Sedangkan untuk mengetahui nilai kecepatan
angin, menggunakan Cup Anemometer. Cup Anemometer terdiri dari 3 piringan yang
seimbang antar sudutnya. Hal ini bertujuan untuk mengetahui besar kecepatan angin.
Karena terdapat 3 buah piringan Cup, maka Cup anemometer akan tetep berputar pada arah
yang sama walaupun angin bertiup dari arah yang berbeda-beda. Dalam pengamatan unsur
cuaca angin, Anemometer dipasang di atas permukaan setinggi 10 m.
Gambar 7. Anemometer
7. Automatic Weather Station (AWS)
Automatic Weather Station (AWS) merupakan bentuk kesatuan dari rangkaian sensor
yang dipadukan dan secara otomatis merekam data meteorologi seperti suhu, tekanan,
kelembaban, penyinaran matahari, curah hujan, dan angin yang kemudian akan diubah
(ditampung) dalam Data Logger sehingga dapat dimonitoring melalui komputer server dan
diakses secara online.
Gambar 8. Automatic Weather Station (AWS)
AWS pada umumnya dipasang pada ketinggian 10 meter diatas permukaan tanah
dan bebas dari bangunan. Display akan menampilkan langsung hasil data yang dikirimkan
melalui sensor. Pencatatan data cuaca dapat diatur / diprogram sesuai dengan kebutuhan,
tergantung dengan kebutuhan dan keinginan kita akan melakukan pencatatan data setiap 10
menit sekali, 30 menit sekali, dan seterusnya. Kemudian kita dapat memanggil data yang
tersimpan pada Data Logger melalui Data Collect (Mengambil dari Data Logger ke
komputer). Fungsi utama AWS adalah konversi pengukuran elemen meteorologis menjadi
sinyal listrik melalui sensor, pemrosesan dan transformasi sinyal ini menjadi data meteorologi,
merekamnya dan/atau mentransmisikan informasi yang dihasilkan.
Sistem AWS merupakan sistem pengamatan data meteorologi secara otomatis yang
terdiri dari :
a. Sensor dan Interface sensor
Dapat menangkap (sense) perubahan pada parameter meteorologi; range
pengukuran, resolusi, ketidakpastian dan response time.
b. Data collection unit (DCU) dan Analog to Digital Converter (ADC)
Mengumpulkan (collect) data dari output sensor dalam bentuk engineering unit, (ex:
ohm, ampere, voltage) dan mengubahnya ke dalam bentuk satuan meteorologi (ex:
knots, derajat, Celsius)
c. Central control and processing unit
Menerima data dari data collection unit (DCU), menghasilkan laporan dan pesan
meteorologi, mengirimkan ke lokal atau remote, dan penyimpanan data/ log file.
d. Display unit
Menampilkan data meteorologi apabila diperlukan
e. Communication interface
Melakukan komunikasi antara DCU, CPU dan terminal remote / local
f. Power supply
Catu daya digunakan untuk mencatu data logger, modem dan beberapa tipe sensor.
8. Alat Pengukur Kualitas Udara (Particulate Matter PM10)
Partikulat (PM10) adalah Partikel udara yang berukuran lebih kecil dari 10 mikron
(mikrometer). Nilai Ambang Batas (NAB) adalah Batas konsentrasi polusi udara yang
diperbolehkan berada dalam udara ambien. NAB PM10 = 150 µgram/m3.
Pengukuran kualitas udara yang dilakukan oleh Stasiun Meteorologi H. Asan
Kotawaringin Timur menggunakan alat Continuous Ambient Particulate Monitor merk
Thermo Scientific-USA model:5014i yang diseting untuk melakukan pengamatan PM10
setiap 10 menit disertai dengan data waktu pengamatan, suhu, dan kelembaban udara. Cara
kerja alat ini menggunakan prinsip radiometrik attenuasi beta melalui filter tape untuk
mengetahui partikel ambien yang terkumpul. Model 5014i mengukur emisi partikel alfa dari
aerosol ambien yang diambil.
Gambar 9. Alat Ukur Kualitas Udara
9. Barometer Digial
Alat ini digunakan untuk mengetahui perbedaan tekanan.
Gambar 10 Barometer Digital
10. Automatic Weather Observing System (AWOS)
Automatic Weather Observaton System (AWOS) adalah peralatan meteorologi yang
umumnya digunakan di bandara. AWOS yang terdapat di Stasiun Meteorologi H. Asan
Kotawaringin Timur merupakan AWOS Kategori II. AWOS dilengkapi beberapa sensor seperti
sensor suhu dan kelembaban, sensor tekanan, sensor curah hujan, sensor arah dan
kecepatan angin, sensor radiasi matahari dan dilengkapi dengan alat ukur visibility (jarak
pandang mendatar) dan ceilometer (alat pengukur tinggi dasar awan). Masing-masing
sensor akan mendeteksi parameter cuaca, kemudian data tersebut akan diolah melalui
datalogger yang nantinya akan dikirimkan ke komputer server untuk ditampilkan dalam
bentuk data jadi.
Gambar 10. Automatic Weather Observing System (AWOS)
Pengukuran angin permukaan
Angin permukaan secara garis besar terdiri dari dua vector yang direpresentasikan dengan
arah dan kecepatan angin. Satuan kecepatan angin secara umum adalah knot dan meter per
second (m/s), Satuan untuk arah angin adalah derajat dengan range antara 0º - 360º. Pada
umumnya, peralatan wind yang terbaca diharapkan dapat merepresentasikan untuk area
yang luas. Untuk itu pemasangan sensor angin tersebut diletakkan pada ketinggian 10 meter.
Diharapkan jarak antara sensor dengan penghalang minimal 10 kali tinggi penghalang.
Sensor angin yang digunakan pada AWOS adalah Sensor wind ultrasonic. Sistem ini
mengukur perbedaan waktu antara gelombang ultrasonic di udara dan sinyal reference.
Perubahan atau hembusan udara akan mengakibatkan fase gelombang ultrasonic akan
mendahului atau terlambat terhadap sinyal reference.
Gambar 11 Ultrasonic Wind Sensor
Pengukuran tekanan udara
Tekanan atmosfir di permukaan adalah tekanan per unit area P = F/A . Satuan dasar tekanan
atmosfir adalah pascal (Pa) atau (Newton per square meter). Untuk aplikasi meteorologi
ditambahkan awalan hecto menjadi hectopascal (hpa). Hpa setara dengan milibar (mbar).
Sensor tekanan yang digunakan pada AWOS adalah Barometer elektronik. Barometer
elektronik menggunakan tranducer untuk merespon tekanan udara menjadi sinyal elektronik
dalam bentuk sinyal tegangan digital.
Gambar 12 Barometer Digital
Pengukuran hujan
Sensor hujan yang digunakan pada AWOS adalah Tipping bucket. Digunakan untuk
mengukur akumulasi total hujan dan rate hujan namun mempunyai kekurangan bahwa error
nonliniernya besar apalagi kalau dalam kondisi hujan besar, akurasi kurang baik. Namun
prinsip operasi peralatan tipping bucket sangat simple, dimana wadah (bucket) dibagi dalam
dua bagian terpisah yang seimbang. Penakar hujan tipping bucket ini sangat cocok untuk
Automatic weather station yang menggunakan metode digital. Pulsa yang dihasilkan oleh
kontak switch dapat dimonitor oleh data logger dan akumulasi total dalam periode tertentu
dapat digunakan untuk menentukan curah hujan.
Gambar 13 Tipping Bucket
Pengukuran temperature dan kelembaban
Sensor temperature dan kelembaban yang digunakan pada AWOS dilindungi agar tidak
terkena cuaca langsung dari luar. Berikut adalah 2 contoh pelindung pada sensor
temperature dan kelembaban.
a. SARS (Self-Aspirated Radiation Shield)
Gambar 14 SARS
b. MARS (Motor-Aspirated Radiation Shield)
Gambar 15 MARS
Pengukuran tinggi dasar awan
Sensor yang digunakan adalah ceilometer. Ceilometer menggunakan prnsip LIDAR (Ligth
Detection and Ranging) yaitu sensor jarak jauh menggunakan cahaya untuk menemukan
jarak dan informasi suatu obyek. Jarak menuju obyek ditentukan dengan mengukur selang
waktu antara transmisi dan deteksi sinyal yang dipancarkan. Perubahan komposisi cahaya
yang diterima dari sebuah target ditetapkan sebagai sebuah karakter objek.
Gambar 15 Ceilometer
Pengukuran penyinaran matahari
Sensor yang digunakan adalah pyranometer
Gambar 16 Pyranometer