Sebutkan alat Pengukur lamanya penyinaran sinar matahari beserta fungsinya

Sobat geografi, ada yang tahu apa saja alat-alat yang digunakan untuk mengukur unsur-unsur cuaca? Misal alat apa yang digunakan untuk mengukur curah hujan, kelembaban udara dsb? Pasti sebagian besar belum tahu kan, saya punya materinya nih. Materi ini dikutip dari Modul Praktis Cuaca dan Iklim BMKG, jadi dari sumber terpercaya. Baiklah langsung saja ini materinya. 

Alat yang digunakan adalah Termometer dengan menggunakan standar satuan Celcius, Fahrenheit dan Kelvin. Macam – macam termometer yang digunakan dalam pengamatan meteorologi dan klimatologi adalah sebagai berikut :

Adalah termometer air raksa yang diletakkan mendatar agak miring ke atas karena adanya tegangan permukaan. Digunakan untuk mengukur Suhu Udara Maksimum.

Adalah termometer yang berisi alkohol dan diletakkan mendatar agar tidak adanya gaya gravitasi. Digunakan untuk mengukur Suhu Udara Minimum.

Merupakan termometer yang diletakkan di dalam tanam dengan kedalaman yang berbeda, antara lain 5, 10, 20, 30, 50 dan 100 cm. Digunakan untuk mengukur suhu tanah dan dipakai di bidang Klimatologi.

Sebutkan alat Pengukur lamanya penyinaran sinar matahari beserta fungsinya
Termometer Tanah 

Alat yang digunakan adalah Barometer dengan menggunakan standar satuan milibar (mb) dan hektopascal (hpa). Macam – macam barometer yang sering digunakan adalah sebagai berikut :

Dari keempat macam barometer tersebut diatas, Barometer air raksa yang menggunakan beberapa koreksi meliputi : Koreksi indeks, koreksi tinggi, koreksi suhu dan koreksi lintang.

Sebutkan alat Pengukur lamanya penyinaran sinar matahari beserta fungsinya
Barometer air raksa

Alat yang digunakan adalah Anemometer dan Wind Shock, dengan menggunkan standar satuan knots sedangkan di beberapa negara ada yang menggunakan satuan km/jam atau mil/jam. Anemometer dibagi menjadi 2 bagian, yaitu :

Wind Vanes digunakan untuk menentukan arah angin.

Wind Cup (Cup Anemometer) digunakan untuk menentukan kecepatan angin.

Sedangkan untuk Wind Shock berupa bendera panjang bulat dan lonjong, sering ditemui di landasan – landasan pesawat terbang (Bandara).

Sebutkan alat Pengukur lamanya penyinaran sinar matahari beserta fungsinya
Anemometer

Sering dilakukan secara visual / mata manusia sebagai alatnya yang berpatokan pada suatu benda dengan jarak sudah ditentukan dahulu. Sedangkan di Bandara – bandara sudah menggunakan alat semi otomatis dan otomatis yang biasa disebut ”Runway Visual Range (RVR)”.

Sebutkan alat Pengukur lamanya penyinaran sinar matahari beserta fungsinya
Runway Visual Range (RVR)

Alat yang digunakan adalah Psychrometer dan Higrometer rambut atau higrograf rambut. Higrograf biasanya disatukan dengan termograf sehingga sering disebut Termohigrograf. Sensornya dibuat dari rambut dan pias pencatatnya harian atau mingguan. Alat ini dapat mencatat kelembapan nisbi sampai 100 %. Jenis – jenis Psychrometer yang sering digunakan adalah sebagai berikut :

• Psychrometer Sling / Putar

• Psychrometer Sangkar atau Termohigrograf 

Sebutkan alat Pengukur lamanya penyinaran sinar matahari beserta fungsinya
Psychrometer

Sering dilakukan secara visual / mata manusia sebagai alatnya, dengan menggunakan standar satuan oktas (banyaknya awan yang menutupi langit) dan memakai bilangan 1 – 8, sedangkan untuk bilangan 9 digunakan jika kondisi awan sama sekali tidak dapat terpantau.

Alat yang sering digunakan adalah Penakar Hujan dan air hujannya diukur dengan gelas ukur yang standar Meteorologi (BMG dan WMO). Jenis – jenis penakar hujan antara lain:

Penakar hujan biasa (Observasi) yang mempunyai luas corong 100 cm2 dan dipasang 120 cm dari tanah.

Penakar hujan otomatis dipasang 140 cm dari tanah ada 2 jenis, yaitu :

Penakar hujan sifon (tipe Hellman) yang mempunyai luas corong 200 cm2 

Penakar hujan timbangan (Tipping Bucket) yang mempunyai luas corong 400 cm2

Sebutkan alat Pengukur lamanya penyinaran sinar matahari beserta fungsinya
Penakar Hujan

Jenis alat yang sering dipakai dalam pengukuran durasi / lamanya penyinaran matahari adalah jenis Campbell-Stokes dan Jordan. Alat ini menggunakan pias yang terbuat dari kertas khusus dengan tujuan akan mudah terbakar. Jika matahari tertutup awan maka pias tidak akan terbakar.

Durasi penyinaran matahari selama 12 jam (dari matahari terbit sampai matahari terbenam), sementara di Indonesia durasi penyinaran matahari sering diukur selama 8 jam saja, yaitu dari jam 08.00 sampai jam 16.00.

Sebutkan alat Pengukur lamanya penyinaran sinar matahari beserta fungsinya
Campbell-Stokes

by amrullah

Alat Pengukur Radiasi Surya

Berperekam atau otomatis mengukur setiap saat pada siang hari radiasi surya yang jatuh ke alat. Sensor atau yang peka bila kena sinar surya terdiri atas bimetal (dwilogam) berwarna hitam mudah menyerap radiasi surya. Panas karena radiasi yang diserap ini membuat bimetal melengkung. Besarnya lengkungan sebanding radiasi yang diterima sensor. Lengkungan ini disampaikan secara mekanis ke jarum penulis di atas pias yang berputar menurut waktu. Hasil rekaman sehari ini berbentuk grafik. Luas grafik/integral dari grafik sebanding dengan jumlah radiasi surya yang ditangkap oleh sensor selama sehari.

Prinsip alat adalah menangkap radiasi pada benda berbentuk bola sensor. Panas yang timbul akan menguapkan zat cair dalam bola hitam. Ruang uap zat cair berhubungan dengan tabung kondensasi. Uap zat cair yang timbul akan dikondensasi dalam tabung berbentuk buret yang berskala. Banyaknya air kondensasi sebanding dengan radiasi surya diterima oleh sensor dalam sehari. Pengukuran dilakukan sekali dalam 24 jam, yaitu pada pagi hari dibandingkan dengan alat yang pertama hasilnya lebih kasar.

Keterangan gambar :

  1. Busur dan sumbu pemegang bola, kemiringannya dapat diatur.
  2. Lensa bola untuk memusatkan sinar matahari
  3. Busur meridian pengatur sudut kemiringan lensa
  4. Jarum penahan pias
  5. Sekrup pengunci setelah kemiringan lensa diatur menurut lintang bumi setempat
  6. Kerangka alat
  7. Sekrup pengatur letak horizontal bagi tubuh alat
  8. Paku sekrup sebagai pengatur kedudukan horizontal bagi tubuh alat
  9. Dasar alat
  10. Cekungan tepat pada titik api, tempat meletakkan kertas pias
  11. Tanda penunjuk letak horizontal (water pas)

Prinsip alat adalah pembakaran pias. Panjang pias yang terbakar dinyatakan dalam jam. Alat ini mengukur lama penyinaran surya. Hanya pada keadaan matahari terang saja pias terbakar, sehingga yang terukur adalah lama penyinaran surya terang.

Pias ditaruh pada titik api bola lensa. Pembakaran pias terlihat seperti garis lurus di bawah bola lensa. Kertas pias adalah kertas khusus yang tak mudah terbakar kecuali pada titik api lensa. Alat dipasang di tempat terbuka, tak ada halangan ke arah Timur matahari terbit dan ke barat matahari terbenam. Kemiringan sumbu bola lensa disesuaikan dengan letak lintang setempat. Posisi alat tak berubah sepanjang waktu hanya pemakaian pias dapat diganti-ganti setiap hari.

Pengamatan lamanya Penyinaran Matahari menggunakan alat yang dinamakan Sun Shine Recorder type Cambell Stokes. Alat ini berupa bo;a kaca dan dibawahnya tepat di titik api dipasangi kertas yang sudah ada skala jamnya. Pada waktu ada sinar Matahari titik api akan memanasi kertas tadi hingga membuat jejak gosong yang memanjang.  Jejak gosong tersebut menunjukan lama penyinaran Matahari atau jumlah-waktu sinar Matahari sampai ke permukaan karena tidak terhalang oleh partikel/benda lain seperti awan dsb.

Ada 3 tipe pias yang digunakan pada alat yang sama:

  • Pias waktu matahari di ekuator
  • Pias waktu matahari di utara
  • Pias waktu matahari di selatan

Alat Pengukur Evaporasi

Pengukuran air yang hilang melalui penguapan (evaporasi) perlu diukur untuk mengetahui keadaan kesetimbangan air antara yang didapat melalui curah hujan dan air yang hilang melalui evaporasi. Alat pengukur evaporasi yang paling banyak digunakan sekarang adalah Panci kelas A. Evaporasi yang diukur dengan panci ini dipengaruhi oleh radiasi surya yang datang, kelembapan udara, suhu udara dan besarnya angin pada tempat pengukuran. Ada dua macam peralatan pengukur tinggi muka air dalam panci.

Pertama alat ukur micrometer pancing dan yang kedua alat ukur ujung paku yang dipasang tetap (fixed point). Kesalahan yang besar dari pengukuran evaporasi terletak pada tinggi air dalam panci. Oleh sebab itu muka air selamanya harus dikembalikan pada tinggi semula yaitu 5 cm di bawah bibir panci. Makin rendah muka air dalam panci, makin rendah pula terjadinya penguapan. Kejernihan air dalam panci perlu diperhatikan. Air yang keruh, evaporasi yang terukur akan rendah pula. Usahakan air jangan sampai berlumut. Tinggi air diukur dengan satuan mm.

Alat ukur mikrometer mampu mengukur dalam mm dengan ketelitian seperti seratus mm. Ketelitian pengukuran itu diperlukan karena tinggi yang diukur tidak sama besar meliputi 5 sampai 8 mm. Pada musim penghujan nilainya kecil sedangkan pada musim kemarau besar. Pengamatan dilakukan sekali dalam 24 jam ketika pagi hari. Pengamat yang setiap hari mengukur evaporasi harus mempunyai keterampilan dan kejelian melihat batas air yang diukur. Alat perlengkapannya adalah tabung peredam, termometer maksimum-minimum permukaan air yang tertampung, termometer maksimum-minimum di permukaan panci dan anemometer cup counter setinggi 30 cm di atas tanah.

Sekeliling panci harus ditumbuhi rumput pendek. Permukaan tanah yang terbuka atau gundul menyebabkan evaporasi yang terukur tinggi (efek oase). Pasanglah alat pada tempat yang terbuka tidak terhalang oleh benda-benda lain dan berada di tengah-tengah lapang rumput dari stasiun klimatologi.

Alat Pengukur Suhu

Ciri khas dari termometer ini adalah terdapat penyempitan pada pipa kapiler di dekat reservoir. Air raksa dapat melalui bagian yang sempit ini pada suhu naik dan pada suhu turun air raksa tak bisa kembali ke reservoir, sehingga air raksa tetap berada posisi sama dengan suhu tertinggi. Setelah dibaca posisi ujung air raksa tertinggi, air raksa dapat dikembalikan ke reservoir dengan perlakuan khusus (diayun-ayunkan). Termometer maksimum diletakkan pada posisi hampir mendatar, agar mudah terjadi pemuaian . Pengamatan sekali dalam 24 jam.

Mengukur suhu udara sesaat, zat cair yang digunakan adalah air raksa. Umumnya termometer ini disebut termometer bola kering yang dipasang berdampingan dengan termometer bola basah. Kedua termometer ini dipasang dalam keadaan tegak. Semua termometer pengukur suhu udara pada waktu pengukuran berada di dalam sangkar cuaca. Maksudnya adalah termometer tidak dipengaruhi radiasi surya langsung maupun radiasi dari bumi. Kemudian terlindung dari hujan ataupun angin kencang. Warna sangkar cuaca putih menghindari penyerapan radiasi surya. Panas ini dapat mempengaruhi pengukuran suhu udara.

Alat Pengukur Curah Hujan

  1. 1. Penakar Hujan Otomatis (OBS)/Observatorium

Alat pengukur hujan, mengukur tinggi hujan seolah-olah air yang jatuh ke tanah menumpuk ke atas merupakan kolom air. Bila air yang tertampung volumenya dibagi dengan luas corong penampung maka hasilnya dalah tinggi. Satuan yang dipakai adalah milimeter (mm).

Penakar hujan yang baku digunakan di Indonesia adalah tipe observatorium. Semua alat penakar hujan yang beragam bentuknya atau yang otomatis dibandingkan dengan alat penakar hujan otomatis (OBS). Penakar hujan OBS adalah manual. Jumlah air hujan yang tertampung diukur dengan gelas ukur yang telah dikonversi dalam satuan tinggi atau gelas ukur yang kemudian dibagi sepuluh karena luas penampangnya adalah 100 cm sehingga dihasilkan satuan mm. Pengamatan dilakukan sekali dalam 24 jam yaitu pada pagi hari. Hujan yang diukur pada pagi hari adalah hujan kemarin bukan hari ini.

Alat ini merupakan penakar hujan otomatis dengan tipe siphon. Bila air hujan terukur setinggi 10 mm, siphon bekerja mengeluarkan air dari tabung penampungan dengan cepat, kemudian siap mengukur lagi dan kemudian seterusnya. Di dalam penampung terdapat pelampung yang dihubungkan dengan jarum pena penunjuk yang secara mekanis membuat garis pada kertas pias posisi dari tinggi air hujan yang tertampung. Bentuk pias ada dua macam, harian dan mingguan. Pada umumnya lebih baik menggunakan yang harian agar garis yang dibuat pena tidak terlalu rapat ketika terjadi hujan lebat. Banyak data dapat dianalisadari pias, tinggi hujan harian, waktu datangnya hujan, derasnya hujan atau lebatnya hujan per satuan waktu.

  1. 3. Penakar hujan Tilting Siphon

Penakar hujan otomatis, prinsip secara menimbang air hujan yang ditampung. Melalui cara mekanis timbangan ini ditransfer ke jarum petunjuk berpena di atas kertas pias.

  1. 4. Penakar hujan Tilting Siphon

Prinsip alat, air hujan ditampung dalam tabung penampung. Bila penampung penuh, tabung menjadi miring dan siphon mulai bekerja megeluarkan air dari dalam tabung. Setiap pergerakan air dalam tabung penampung tercatat pada pias sama seperti alat penakar hujan otomatis lainnya.

  1. 5. Penakar hujan Tipping Bucket

Prinsip alat, air hujan ditampung pada bejana yang berjungkit. Bila air mengisi bejana penampung yang setara dengan tinggi hujan 0,5 mm akan berjungkit dan air dikeluarkan. Terdapat dua buah bejana yang saling bergantian menampung air hujan. Tiap gerakan bejana berjungkit secara mekanis tercapat pada pias atau menggerakkan counter (penghitung). Jumlah hitungan dikalikan dengan 0,5 mm adalah tinggi hujan yang terjadi. Curah hujan di bawah 0,5 mm tidak tercatat.

Alat Pengukur Kecepatan Angin

Angin merupakan suatu vektor yang mempunyai besaran dan arah. Besaran yang dimaksud adalah kecepatannya sedang arahnya adalah darimana datangnya angin. Kecepatan angin dapat dihitung dari jelajah angin (cup counter anemometer) dibagi waktu (lamanya periode pengukuran). Ada alat pengukuran angin yang langsung mengukur kecepatannya. Jadi jarum penunjuk suatu kecepatan tertentu bila ada angin. Arah angin ditunjukkan oleh wind-vane yang dihubungkan dengan alat penunjuk arah mata angin atau dalam angka. Angka 360 derajat berarti ada angin dari utara, angka 90 ada angin dari timur demikian seterusnya.

Perlu diperhatikan bahwa tidak ada angka nol, karena angka nol menandakan tak ada angin. Mengukur arah angin haruslah ada angin atau cup counter anemometer dalam keadaan bergerak. Sebagaimana alat lainnya pemasangan alat di lapang terbuka penting sekali karena mempengaruhi besaran yang akan diukur. Di lapangan terbuka tak ada pohon-pohonan tinggi alat dipasang 2 meter di atas tanah. Bila ada halangan, alat dipasang pada ketinggian 10 sampai 15 meter dari atas tanah. Waktu pengamatan tergantung dari data yang diinginkan. Bila data harian, pengamatan sekali dalam 24 jam untuk jelajah angin yaitu pada pagi hari.
Waktu pengamatan arah angin lebih dari sekali dalam 24 jam. Arah yang paling banyak ditunjuk dalam 24 jam merupakan arah rata-rata dalam hari tersebut.

Sensor yang menghubungkan dengan alat mencatat otomatis disebut anemograf. Alat ini mencatat kecepatan dan arah angin setiap saat pada kertas pias. Alat pencatat ini ada yang harian, mingguan ataupun bulanan.