First Step-PENGAMATAN UNSUR-UNSUR CUACA SECARA OTOMATIS

II. PENGAMATAN UNSUR-UNSUR CUACA SECARA OTOMATIS

A. Pendahuluan

1. Latar Belakang

AWS  (Automatic Weather Stations) merupakan suatu peralatan atau sistem terpadu yang di disain untuk pengumpulan data cuaca secara otomatis serta di proses agar pengamatan menjadi lebih mudah. AWS ini umumnya dilengkapi  dengan sensor, RTU (Remote Terminal Unit), Komputer, unit LED Display dan bagian-bagian lainnya.

Sensor-sensor yang digunakan meliputi sensor temperatur, arah dan kecepatan angin, kelembaban, presipitasi, tekanan udara, pyranometer, net radiometer. RTU (Remote Terminal Unit) terdiri atas data logger dan backup power, yang berfungsi sebagai terminal pengumpulan data cuaca dari sensor tersebut dan di transmisikan ke unit pengumpulan data pada komputer.

Masing-masing parameter cuaca dapat ditampilkan melalui LED (Light Emiting Diode) Display, sehingga para pengguna dapat mengamati cuaca saat itu  (present weather ) dengan mudah.

BMG telah memasang beberapa peralatan AWS  baik yang terpasang secara terintegrasi (AWS wilayah Jabodetabek) maupun yang berdiri sendiri (tidak terintegrasi). Saat ini AWS yang terpasang di stasiun pengamatan BMG telah lebih dari 70 peralatan dengan berbagai merk (a.l. Cimel, Vaisala, Jinyang, RM Joung dsb), sehingga hal ini relatif cukup sulit jika kita akan melakukan pemeliharaan karena memerlukan beberapa orang yang menguasai peralatan masing-masing merk. Kondisi ini diharapkan tidak mejadi penghalang bagi teknisi BMG untuk menguasai teknologi AWS tersebut justru diharapkan menjadi tantangan untuk dihadapi.

⁠

2. Tujuan Praktikum

   Acara pengamatan unsur cuaca ini dilaksanakan dengan tujuan: Mengetahui unsur cuaca dan iklim menggunakan alat pengamat cuaca otomatis (AWS = Automatic Weather Station).

3. Waktu dan Tempat Praktikum

Praktikum Mata Kuliah Agroklimatologi untuk Acara 2 Pengamatan Unsur-Unsur Cuaca dilaksanakan pada hari Minggu tanggal 11 November 2012 pukul 09.00 – 11.30 WIB. Praktikum Agroklimatologi Acara 2 Pengamatan Unsur-Unsur Cuaca bertempat di Pusat Penelitian dan Pengembangan Pertanian Lahan Kering Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret tepatnya di daerah Jumantono, Karanganyar.

B. Alat dan Cara Kerja

Sensor-sensor unsur cuaca terpasang di stasiun Klimatologi sedangkan komputer sebagai server ada di laboratorium Pedologi fakultas Pertanian UNS.

1. Mahasiswa melihat dan mengamati sensor-sensor unsure cuaca di stasiun klimatologi Jumantono, Karanganyar.

2. Melihat data unsur-unsur cuaca yang terekam di komputer server.

C. Tinjauan Pustaka

Alat pengukur cuaca otomatis (Automatic Weather Stasion/ AWS) merupakan alat yang terdiri dari beberapa sensor terintegrasi yang digunakan untuk melakukan pengukuran tekanan udara, suhu kelembaban, arah dan kecepatan angin, radiasi matahari,serta curah hujan yang direkam secara otomatis (LIPI 2007). Menggunakan AWS data pengamatan secara otomatis dapat langsung didapatkan setiap jam. Pengamatan data dengan AWS dilakukan dengan program cumlus. Kapasitas data yang tersimpan sesuai dengan kapasitas memori yang dimiliki computer. Jika sudah melebihi kapasitas memori maka data yang tersimpan paling awal secara otomatis akan hilang (Suroso 2006).

Stasiun cuaca otomatis atau yang biasa disebut AWS harus memiliki keunggulan dalam hal kemudahan pengoperasiaanya. Seperangkat AWS harus dapat dioperasikan oleh berbagai orang dari tngkat pendidikan yang berbeda sehingga diharapkan tidak ada lagi kesalahan dalam pengukuran yang disebabkan rendahnya kualitas sumberdaya manusia sebagai pengamat dan pencatat data cuaca (Budianto 2003). Berdasarkan penjelasan diatas dapat diketahui bahwa untuk mendapatkan data meteorology dapat dilakukan dengan cara manual maupun otomatis (AWS). Pengamatan dengan cara manual menggunakan alat sedehana ditemui banyakkelemahan seperti pada cara pengambilan data setiap hari. Hal ini bisa berpengaruh pada terjadinya kesalahan jika terdapat satu hari tidak diambil tentu saja akan mengakibatkan kesalahan fatal pada data. Namun, kelebihannya adalah bila salah satu alat rusak , tidak akan mengganggu kinerja alat lainnya (Suhandini 2009).

AWS telah deprogram untuk mempermudah pengamat mendapatkan data. AWS data hanya perlu diaamti setiap hari karena setiap harinya data telah terkumpul pada system computer. Namun, kekurangannya bila salah satu alat rusak maka akan mengganggu kinerja komponen alat lain. Hal ini disebabkan kinerja beberapa alat meteorology diatur oleh suatu system computer yang tak bisa berfungsi bila salah satu alat rusak (       Setiawan 2003)

D. Hasil Pengamatan

(Gambar II Automatic Weather Station / AWS)

1. Bagian-bagian Utama

a. Modem

b. Air pressure

c. Solar radiation

d. Wind speed

e. Wind direction

f. Penangkal petir

g. Data logger

h. Display

i. Komputer

j. Tiang untuk dudukan data logger

2. Prinsip Kerja :

Sensor-sensor unsur cuaca terpasang di stasiun klimatologi , sedangkan computer sebagai server ada di Laboratorium Pedologi Fakultas UNS.

E. Pembahasan

AWS pengamatan laporan dengan berbagai format, termasuk saluran telepon modem radio, jaringan telepon selular dan jaringan satelit. Pertimbangan harus diberkan dengan frekuensi pesan, biaya (telepon satelit bisa mahal) dan ketersediaan layanan. Biro spesifikasi A2670 rincian protocol komunikasi yang digunakan oleh Biro AWS. Spesifikasi mencakup set perintah dimana pengguna jarak jauh dapat mengkonfigurasi AWS. Instrumen Rekayasa Biro dan Bagian Teknik Komunikasi dapat memberikan saran pada protocol komunikasi AWS. Di dalam peralatan Klimatologi, AWS dapat diapasang pada daerah yang berbeda (perlu dipertmbangkan luasan cakupan/range pengukuran dan temperatur di daerah tropis, lintang tinggi atau daerah kutub), selain itu juga tegantung pada kebutuhan pemakai. AWS memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan dengan pencatatan manual konvensional.

Secara umum :

1. AWS lebih konsisten pengukurannya

2. AWS menyediakan data pada frekuensi secara signifikan lebih besar (beberapa menyediakan data setiap menit)

3. AWS menyediakan data dalam segala cuaca, siang dan malam, 365 hari per tahun

4. AWS dapat dipasang didaerah yang jarang penduduk

Namun AWS menderita sejumlah kelemahan, yaitu:

1. Beberapa elemen yang sulit untuk mengotomatisasi (awan misalnya)

2. AWS membutuhkan investasi modal besar

3. AWS kurang fleksibel daripada pengamatan manusia

      Bebrapa AWS diinstal untuk jagka pendek proyek (misalnya kesehatan hewan darurat pemantauan atau kebakaran liar dekat), ada pula yang dipasang untuk proyek jangka panjang (misalnya mempelajari perubahan iklim). Beberapa AWS wajib memerikan data secara real-time (misalnya untuk irigasi), beberapa memberikan laporan tertunda (misalnya untuk peramalan topan), beberapa tidak (tanaman pemantauan penyakit misalnya). Satu set umum kondisi untuk semua pengguna diatas adalah bahwa data harus memiliki periode wilayah dan waktu dalam penyelidikan, dan bahwa data harus terus-menerus memenuhi akurasi diperukan. Selain itu, pengumpulan data dan system penyimpanan harus biaya efektif dan juga harus diperhatikan sebelum membeli AWS.

E. Kesimpulan dan Saran

1. Kesimpulan

a. AWS yang terdapat dalam stasiun meteorology yang merupakan suatu tempat yang mengadakan pengamatan secara terus-menerus mengenai keadaan fisik dan lingkungan atmosfer serta pengamatan tentang keadaan biologi dari tanaman dan obyek pertanian lainnya.

b.Penggunaan AWS memudahkan berbagai pengamatan dibdang pertanian karena didalam terdapat berbagai alat-alat modern yang menawarkan efisiensi dari segi waktu dan tempat berbagai sensor unsure-unsur iklim lainnya hanya dalam satu lokasi, satu tempat yang menjadi satu kesatuan. Unsur-unsur iklim tersebut seperti : kelembaban udara (RH), tekanan udara, radiasi surya, curah hujan, kecepatan angin dan arah angin

2. Saran

a. Dapat menjaga AWS sebaik mungkin karena harganya mahal dan memerlukan perizinan yang tidak mudah dari BMKG untuk membangunnya

b. Memaksimalkan segala fungsi yang dimilikinya dengan baik agar manfaatnya dapat dirasakan oleh penduduk sekitar pada umumnya dan petani pada khususnya

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2009. Sensor Kelembaban dan Suhu www. Scribd.com/doc/1941217/BAB II/. Diakses pada tanggal November 3 2012

Ilmu-ilmu Pertanian Indonesia. Volume 9, No.1.

Suhandini, Purwodadi. 2009. Klimatologi Lingkungan. Geografi UNNES. Semarang

LIPI.2007.http://www.rt-net-kapelima.com. diakses 2 April 2012

Suroso. 2006. Analisi Curah Hujan untuk Membuat Kurva IDF di Kawasan Rawan Banjir Kabupaten Banyumas Vol. 3 No.1 Jurnal Teknik Sipil.

III. PENGUKURAN SUHU TANAH

A. Pendahuluan

1. Latar Belakang  

           Tanah dapat dipandang sebagai campuran antara artikel, mineral dan organik dengan berbagai ukuran dan komposisi. Suhu tanah dapat diukur dengan menggunakan alat yang dinamakan thermometer dengan satuan derajat Celcius, derajat Fahrenheit,  derajat Kelvin , dll. Suhu tanah ditentukan oleh panas matahari yang menyinari bumi. Intensintas panas tanah dipengaruhi oleh besar sudut datang matahari, garis lintang dan tinggi dari permukaan air laut. Sejumlah sifat tanah juga menentukan suhu tanah antara lain intensitas warna tanah, komposisi, panasienis tanah, kemampuan dan kadar lengas tanah.

2. Tujuan Praktikum

Acara pengkuran suhu tanah ini dilaksanakan dengan tujuan untuk mengetahui variasi suhu tanah pada beberapa perlakuan

3. Waktu dan Tempat Praktikum

Praktikum Agroklimatologi acara pengukuran suhu tanah ini dilaksanakan pada tanggal 10 November 2012. Bertempat di area Fakultas Pertanian UNS.

B. Alat dan Cara Kerja

1. Alat: menggunakan thermometer tanah

  2. Cara kerja: Mengukur suhu tanah (menggunakan thermometer tanah) pada beberapa perlakuan. Perlakuannya adalah:

a. Kontrol

b. Mulsa plastic hitam

c. Mulsa plastic bening

d. Mulsa organic

e. Cover crop (rumput)

C. Tinjauan Pustaka

      Fluktuasi terbesar terdapat di permukaan tanah dan akan berkurang dengan bertambahnya kedalaman tanah. Suhu tanah sebagai sifat tanah yang penting, digunakan untuk mengklasifikasikan tanah (Anonim 2007). Banyak faktor-faktor yang mempengaruhi suhu tanah. Suhu tanah ditentukan oleh interaksi sejumlah factor. Semua panas berasal dari dua sumber yaitu radiasi matahari, awan dan konduksi dari dalam bumi. Faktor eksternal atau berasal dari lingkungan dan internal berasal dari dalam tanah itu sendiri (Nasrudin 2009).

Suhu tanah berpengaruh terhadap penyerapan air. Makin rendah suhu, makin sedikit air yang diserap oleh akar, karena itulah penurunan suhu tanah mendadak dapat menyebabkan kelayuan tanaman (Rocky 2009). Pembuangan kelebihan air dari tanah akan memungkinkan terjadinya perubahan suhu tanah. Dengan menyediakan drainase, memungkinkan dapat menahan jumlah air yang berlebihan. Dengan menggunaka jerami setengah busuk dan berbagai alat peneduh, jumlah radiasi matahari yang terserap tanah, kehilangan energy panas dari tanah melalui radiasi, penyusupan air, dan kehilangan air karena penguapan dapat diubah (Ansar 2006 ). Jadi, suhu tanah merupakan hasil dari keseluruhan radiasi yang merpakan kombinasi emisi panjang gelombang dan aliran panas dalam tanah (Cahya 2009).

D. Hasil Pengamatan

            Table III pengukuran suhu tanah dalam berbagai perlakuan

Hari

Kelompok

Waktu

Kontrol

Mulsa Plastik Hitam

Mulsa Plastik Bening

Mulsa Organik

Cover Crop

7:30

7:45

23

8:00

28,5

31

29

31

29

23

8:15

29

31

29

31

29,5

22

8:30

29

31

29

31

30,5

22

8:45

30

31,5

29

31

31

21

9:00

30

31,5

30

31

31,5

21

9:15

30

33

30

31

32,5

20

9:30

30

34

31

32

33

Sabtu, 10 November 2012

20

9:45

30

34,5

31,5

32

33,5

23

10:00

30,5

35

32

32

34

Coas

10:15

31

36

32,5

32,5

34

Coas

10:30

32,5

36

35

33

35,5

24

10:45

33

37,5

34,5

33

34,5

24

11:00

32,5

37,5

35

33

33,5

27

11:15

34

38

35

33

33

27

11:30

34,5

38

41

35

33,5

11:45

 -

 -

- 

 -

- 

26

12:00

36

40

41

35

35

E. Pembahasan

        Thermometer tanah ini diletakkan dengan menancapkan pada kelima perlakuan. Dari hasil pengamatan dapat diperoleh hasil rata-rata suhu tanah pada perlakuan control sebesar 36˚C, pada perlakuan mulsa plastik hitam diperoleh hasil rata-rata suhu tanah sebesar 40˚C. Rata-rata suhu tanah pada perlakuan mulsa plastic bening adalah 44˚C, pada perlakuan mulsa organic suhu tanah rata-rata sebesar 2˚C, sedangkan pada perlakuan cover crop diperoleh suhu tanah rata-rata sebesar ˚C

        Mulsa organik sesuai digunakan untuk tanaman semusim atau non-musim yang tidak terlalu tinggi dan memilii struktur bertajuk daun lebat dengan system perakaran dangkal. Dengan adanya mulsa jerami ini dapat memberikan efek menurunkan suhu tanah. Berdasarkan hasil pengamatan, terbukti bahwa suhu pada tanah mulsa organic (˚C) lebih rendah daripada suhu tanah control (˚C)

        Dari hasil penelitian pada tanah yang diberi mulsa plastic bening, cahaya matahari mudah diserap dan dipantulkan. Sehingga fluktuasi suhu tinggi, cahaya yang diteruskan banyak. Hal ini menyebabkan mulsa plastic bening memiliki efek menaikkan suhu tanah. Musa plastic bening sangat cocok diterapkan pada tanaman-tanaman dataran rendah yang ingin dibudidayakn di dataran tinggi, berdasarkan hasil pengamatan, suhu tanah pada perlakuan mulsa plastic bening menunjukkan suhu lebih tinggi disbanding control

        Mulsa plastic hitam, pada permukaan atas berwarna silver (yang bersifat memantulkan cahaya) dan pada permukaan bawah berwarna hitam (yang bersifat menyerap panas pada tanah/ menjaga suhu yang ada di dalam mulsa), sehingga suhu tetap stabil. Fluktuasi suhu tidak terlalu tinggi, cahaya matahari yang dipatulkan dan diteruskan sangat kecil. Cahaya yang diserap tersebut akan dipantulkan dalam bentuk panas kesegala arah termasuk tanah. Berdasarkan hasil pengamatan, suhu pada mulsa hitam ini memiliki suhu ˚C yang suhunya lebih tinggi daripada perlakuan control.

        Nilai rata-rata pada cover crop ˚C lebih tinggi dibandingkan pada perlakuan control ˚C. tumbuhan atau vegetasi sangat mempengaruhi suu tanah, di dalam tanah tumbuhan melakukan aktivitas perakaran, dimana aktivitas ini menghasilkan paas endoterm atau kemungkinan terjadi kesalahan pengukuran pada saat praktikum. Praktikan yang kurang teliti dalam melihat angka pada thermometer.

        Perlakuan yang paling baik adalah perlakuan mulsa plastic hitam karena fluktuasi suhu tidak terlalu tinggi. Sedangkan perlakuan yang paling buruk adalah perlakuan mulsa plastic bening karena terjadi fluktuasi suhu yang tinggi, hal ini menyebabkan mulsa plastic bening memiliki efek menaikkan suhu tanah.

        Fluktuasi suhu dalam tanah juga berpengaruh langsung terhadap aktivitas pertanian terutama proses perakaran tanaman didalam tanah.apabila suhu tanah naik akan berakibat berkurangnya kandungan air dalam tanah sehingga unsure hara sulit diserap tanaman, sebaliknya jika suhu tanah rendah maka akan semakin bertambahnya kandungan air dalam tanah, dimana sampai kondisi ekstrim terjadi pengkristalan. Akibatnya aktivitas akar/respirasi semakin rendah mengakibatkan translokasi dalam tubuh tanaman jadi lambat sehinga proses distribusi unsure hara jadi lambat dan akhirnya pertumbuhan tanaman jadi lambat. Demikian pula dengan suhu yang terlalu tinggi erjad aktivitas negatif seperti terjadi pembongkaran/ perusakan organ.

F. Kesimpulan dan Saran

1. Kesimpulan

a. Semakin tinggi jumlah panas yang diterima oleh tanah atau tanaman maka semakin tinggi juga suhu pada tanah dan tanaman tersebut.

b. Suhu tanah dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya faktor eksternaldan faktor internal. Faktor eksternal antara lain awan, angi, hujan, sinar matahari dan vegetasi. Sedangkan yang termasuk faktor internal adalah keadaan struktur tanah, kerapatan tanah, kepadatan tanah dan sebagainya.

c. Pada perlakuan control tidak ada faktor yang mempengaruhi suhu tanah, jadi perlakuan ini sebagai pembanding pada perlakuan lainnya

d. Perlakuan mulsa organik dapat memberikan efek menurunkan suhu pada tanah

e. Perlakuan yang paling buruk adalah perlakuan mulsa plastik hitam dan perlakuan yang paling baik adalah perlakuan mulsa plastik bening

2. Saran

   Untuk proses berjalannya praktikum agroklimatologi acara pengukuran suhu tanah ini dharapkan persediaan segala alat peralatan dan alat pendukung praktikum lebih dipehatikan sehingga praktikum daapat berjalan dengan lancer. Jadwal praktikum dan pengumpulan draft laporan hendaknya lebih ditata ulang agar praktikan dapat mengantisipasinya.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2007. Suhu Tanah. http://www.e-smartschool.com.Diakses tanggal13 Novemver 2012

Ansar. 2006. Temperatur dan Kelembaban Udara Pada Permukaan Bumi.JurnalAgromet Indonesia, Vol.17 (2), Hal: 63-68.

Cahya A.S. 2009. Rancangan Bangunan Sensor Suhu Tanah dan Kelembaban Udara. Jurnal Sains Dirgantara. Vol.7 (1), Desember 2012

Foth, Henry D. 1991. Dasar-Dasar Ilmu Tanah Edisi ke-7. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Nasrudin. 2009. Pengukuran Suhu Tanah. http://teknologibenih.blogspot.com. Diakses pada tanggal 12 November 2012.

Rocky. 2009. Suhu Udara Tanah. http://rocky16amelungi.wordpress.com. Diakses pada tanggal 13 November 2012.