X. Evapotranspirasi

Disajikan Pada:PERKULIAHAN KLIMATOLOGI DASAR PROGRAM SARJANA FAPERTA UNLAM

Oleh:GUSTI RUSMAYADI

(Jurusan Budidaya Pertanian-Faperta Unlam)

mirsaR@plasa.com

Sifat Air

• Sifat Kimia;– Ikatan kovalen;

sebagai pelarut, NADPH2

– Ikatan Hidrogen; antara molekul air sehingga tetap berbentuk cair pada selang 0ºC- 100ºC.

Atom Oksigen

Atom Hidrogen

Molekul air

• Sifat Fisik• 1 gram air memerlukan 1

kalori untuk menaikkan suhunya dari 0ºC menjadi 1ºC.

• Untuk mengubah satu gram air pada suhu 100ºC hingga menjadi uap diperlukan tambahan energi panas sebesar 540 kalori.

• Panas laten

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

V o

l u

m e

Derajad suhu ºC

Panas Laten dari Air (Davis dan Day, 1961)

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

0°C

100°C

500

400

300

200

100

Perubahan Fase Cair

Faktor utama yang mempengaruhi penguapan

1. Faktor-faktor meteorologi• Radiasi matahari• Suhu udara dan permukaan• Kelembapan• Angin, dan• Tekanan udara

Faktor utama yang mempengaruhi penguapan

2. Faktor-faktor geografi• Kualitas air (warna, salinitas, dll)• Jeluk tubuh air,• Ukuran dan bentuk permukaan air

Faktor utama yang mempengaruhi penguapan

3. Faktor-faktor lainnya• Kandungan lengas tanah,• Karakteristik kapiler tanah,• Jeluk muka air tanah,• Warna tanah,• Tipe, kerapatan dan tinggi vegetasi, dan• Ketersediaan air (hujan, irigasi, dll)

Pengertian Penguapan

• Evaporasi; – peristiwa perubahan wujud air dari cair atau

padat menjadi wujud gas (mikrofisis), dan– Bergerak dari permukaan tanah atau air

menuju atmosfer (makrofisis).

• Transpirasi adalah peristiwa penguapan yang berlangsung melalui pori tubuh tanaman secara fisiologis.

Konsepsi Evapotranspirasi

• Evapotranspirasi (ET) adalah ukuran total kehilangan air (penggunaan air) untuk suatu luasan lahan melalui evaporasi dari permukaan tanah dan transpirasi dari permukaan tanaman.

• Pemakaian konsumtif– Secara potensial ET hanya ditentukan oleh

unsur-unsur iklim,– Secara aktual ET ditentukan oleh iklim,

kondisi tanah dan sifat tanaman.

Evapotranspirasi potensial (ETp)

• Evapotranspirasi potensial (potential evapotranspiration, = ETp) adalah laju evapotranspirasi yang terjadi dengan anggapan persediaan air dan kelembapan tanah cukup sepanjang waktu;

• ETp merupakan gambaran kebutuhan atmosfer untuk penguapan (atmospheric demand for evaporation) serta merupakan batas atas dari evapotranspirasi aktual (ETa).

Evapotranspirasi aktual (ETa)

• Evapotranspirasi aktual, (aktual evapotanspiration, ETa), adalah evapotanspirasi yang terjadi sesungguhnya sesuai dengan keadaan persediaan air/kelembapan tanah yang tersedia. Nilai ETa = ETp apabila persediaan air tidak terbatas. Untuk tanaman rujukan dengan persediaan air yang tidak terbatas, maka:

• ETp = ETo = ETa• Nilai ETa akan lebih kecil dari ETp pada saat

penutupan tajuk belum penuh, permukaan tanah kering atau ketika terjadi peningkatan tahanan stomata karena ketersediaan air yang terbatas.

Evapotranspirasi rujukan (ETo)• Evapotranspirasi rujukan (reference evapotranspiration,

= ETo), adalah laju evapotranspiration di permukaan bumi yang luas dengan ditumbuhi rumput hijau setinggi 8 – 15 cm yang masih aktif tumbuh terhampar menutupi seluruh permukaan di bumi tersebut, dengan albedo = 0,23 dan tidak kekurangan air.

• Oleh karena itu evapotranspirasi rujukan dapat dianggap sebagai evapotranspirasi potensial untuk tanaman rujukan (tanaman rujukan adalah rumput hijau pendek = short green grass).

• Hubungan antara ETp dan ETo dari suatu kawasan dengan vegetasi bermacam jenis :

• ETp = Kv ETo• Nilai Kv adalah koefisien dari seluruh jenis vegetasi di

kawasan itu (vegetation coefficient).

Evapotranspirasi pertanaman (ETc)

• Evapotranspirasi tanaman (consumptive water requirement, crop water requirement, consumptive use, ETc), adalah tinggi air yang dibutuhkan untuk keperluan evapotranspirasi suatu jenis tanaman pertanian tanpa dibatasi oleh kekurangan air.

• Dalam perencanaan irigasi, ETc dianggap merupakan kebutuhan air optimum tanaman dimana hubungan antara ETc dan ETo untuk jenis tanaman tertentu:

• ETc = Kc ETo– Nilai kc adalah koefisien tanaman (crop coefficient) untuk jenis

tanaman tertentu dan berubah-ubah menurut umur atau fase perkembangan tanaman.

– Sebenarnya perubahan nilai ETc tersebut berkaitan dengan luas penutupan tajuk tanaman sebagai bidang penguapan.

Pengukuran Evapotranspirasi

• Perhitungan evapotranspirasi sangat penting dalam; – perencanaan irigasi, – perkiraan produksi tanaman, – pengelolaan daerah aliran sungai (DAS) dan– perencanaan pemakaian sumberdaya tanah

dan air baik berdasarkan; • metode air yang hilang ataupun,• uap air yang hilang.

Beberapa metode air yang hilang

• Metode ini mengukur air yang hilang dari suatu sistem secara langsung.

• Pengukuran kehilangan air dapat dinyatakan dalam volume (liter, m3 atau tinggi (mm).

• Contoh cara ini adalah;– photometer, – panci klas A, – lysimeter (terdiri dari lysimeter timbang dan lisimeter

draenase), – neutron probe dan – neraca air.

• Potometer• Alat yang sederhana, sulit digunakan di

lapangan untuk tanaman besar. Cara kerjanya dengan memotong bagian tanaman yang lain dan dimasukkan ke dalam bejana berskala. Pengurangan tinggi muka air karena transpirasi. Untuk menghindari evaporasi langsung dari muka air bejana ditutup rapat.

• Pengukuran kehilangan air dengan cara ini disertai dengan pengukuran tahanan stomata (rs). Pada suatu plot pertanaman biasanya tanaman yang dipotong harus diletakan di tempat yang mewakili. Pengukuran dengan cara ini biasanya hanya dilaksanakan tidak lebih dari satu bulan, karena proses fisiologi di dalam tanaman menjadi tidak normal.

Panci klas A

• Evaporasi permukaan air bebas secara langsung diukur dengan mencatat pengurangan tinggi di muka air dalam panci

• Cara yang paling sederhana dalam pendugaan evapotranspirasi potensial (ETp) adalah dengan menggunakan panci klas A.

• ETp = kp ● Eo– Eo : evaporasi panci klas A (mm)– kp : koefisien panci, berkisar 0,7

– 0,8

Panci klas A; Eo

• Evaporasi, Eo = air yang dituangkan + curah hujan (jika terjadi) – air tersisa : luas permukaan panci.

Panci klas A ;panci-paci evaporasi

di atas tanahdi dalam tanah (ditanam)

mengapung

Atmometer/Piche

• Atmometer adalah alat kecil dan mengukur kapasitas penangkapan udara untuk air (kemampuan udara untuk mengeringkan).

• E0 = 0,56 Epiche (cm3/hari)– Atmometer Piche– Atmometer Livingstone– Atmometer cawan Black

Bellani

Panjang, 29 cm

Θ = 1 cm

Lisimeter

• Cara yang paling teliti untuk mengukur evapotranspirasi dengan menggunakan lisimeter. Prinsip kerja lisimeter adalah sistem neraca air tertutup dengan asumsi tidak terjadi limpasan permukaan (Ro).

• Berdasarkan metode pengukurannya ada dua macam lisimeter, yaitu lisimeter draenase dan timbang (Gambar 2.2). Lisimeter timbang mengukur massa tanah beserta kandungan air setiap selang waktu tertentu.

P

D

I

E

T

▲S

Gambar 2.2. Diagram lisimeter

Evapotranspirasi

Gambar 2.1. Proses fisika evaporasi komunitas tanaman

• Neraca Air;– P + I = D + Ro + E +T + ∆S– Input = Output– Semua unsur dinyatakan dalam satuan yang sama,

misal mm hari-1 atau m3 ha-1 hari-1.

Keragaman ruang evapotranspirasi (Dam, J.C., 1971)

WilayahRata-rata tahunan (mm/tahun)

P Eo Ep Ea

Arid (kering) 150 2250 1800 100

Negeri Belanda 750 700 550 450

Tropika 2300 1500 1400 1300

Pengurangan Evaporasi

• Mengurangi permukaan air terbuka (reservoir, danau, saluran, sungai, dll) hingga minimum.

• Menutup dengan bahan yang mengapung yang memiliki koefisien refleksi yang tinggi

• Menggunakan suatu penutup plastik yang mengapung• Menyediakan suatu atap di atas kawasan• Menghilangkan vegetasi yang tidak perlu (khusus dalam

air)• Menggunakan lapisan permukaan. Setil alkohol

(heksdekonal)• Menyimpan air pada reservoir air tanah. • Memperlakukan tanah dengan bahan kimia (setil

alkohol) untuk mengurangi transpirasi

Penaksiran Evaporasi

Kebutuhan Air oleh Tanaman (EAKK 315)

Tugas VII

• Ada anggapan bahwa semakin tinggi kecepatan angin, maka laju evaporasi akan semakin tinggi pula. Apa yang terjadi jika angin tersebut jenuh dengan uap air ?