KULIAH 4: CUACA DAN IKLIM SERTA UNSUR UNSURNYA

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


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


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 & jeroanTepung 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


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.


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


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


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


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


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


Unsur-unsur Iklim

T k UdTekanan UdaraRadiasi SuryaL P iLama PenyinaranSuhu Udara

-Kelembaban UdaraCurah HujanAnginEvapotranspirasi Potensial


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.


Tekanan UdaraPuncak Atmosfer( 100 km )( 100 km )

Tekanan Udara :

P = g h

h1 : 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


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


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


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).


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


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

(RH70%) (RH

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


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


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


0Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Pengukur CH OtomatisPengukur CH Otomatisgg


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).


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


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.


Penggunaan Evapotranspirasi

Menghitung kebutuhan air tanaman

perencanaan irigasi

Daerah kering Daerah kering mempunyai ETp tinggi,

Daerah lembab Daerah lembab mempunyai ETp lebih rendah.


Observasi Cuaca

Jaringan Stasiun Klimatologi

P k Pengukuran manualPengukuran

Model Hujan Sistem peringatan dinisecara otomatis

Satelit MeteorologiMeteorologiRadar Cuaca


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


pemanasan globalpencemaran udara

Selamat Belajar.Sampai Bertemu Kembali pada Kuliah

Minggu ke 5Minggu ke 5

18/02/2013 Kuliah II, Pengantar Ilmu Pertanian 31

Documents

KULIAH 4: CUACA DAN IKLIM SERTA UNSUR UNSURNYA