SUHU

III.

SUHU UDARA

1. PENGERTIAN

2. MEKANISME TERJADINYA

PERUBAHAN SUHU DAN PANAS

3. PROSES PEM

INDAHAN

PANAS DI PERMUKAAN

BUMI

4. PENYEBARAN SUHU

MENURUT RUANG DAN

WAKTU

5. FAKTOR-FAKTOR YANG

MEMPENGARUHI VARIASI SUHU

6. SUHU TANAH

Ukuran energi kinetik yang dihasilkan oleh adanya aktifitas pergerakan molekul yang dikandung oleh suatu benda - oC/oF/oK

Jumlah total dari energi kinetik yang dihasilkan oleh adanya aktifitas pergerakan molekul yang dikandung oleh suatu benda cal/watt m-2/joule

2. MEKANISME TERJADINYA PERUBAHAN SUHU DAN PANAS

RM

Permukaan

Radiasi

ENERGI MEKANIK Molekul permukaan

aktifENERGI KINETIK

suhu

panas

ENERGI GESEKAN

Jadi panas adalah

energi total dari pergeseran molekul suatu benda,

semakin besar pergerakan suatu benda,

maka semakin panas benda tersebut.

KALORI

1 Kalori adalah kalor/panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1

g air dari 14,5oC menjadi 15,5oC

Kalor adalah energi yang dipindahkan akibat adanya perbedaan suhu, sedang energi

adalah energi suhunya

T1 T2

kalor

T1 >>> T2

1 kal = 4,186 J = 3,968 x 10-3 Btu1 J = 0,2389 kal = 9,478 x 10-4 Btu

1 Btu = 1055 J = 252,0 kal

Panas yang dikandung oleh suatu benda sangat dipengaruhi oleh : (1). aktivitas molekul rata2 (suhu),(2) Massa dan 3. Susunan Suhu mempengaruhi jumlah panas/kandungan panas Panas yang diperlukan oleh berbagai benda untuk menaikan

suhunya tergantung pada panas jenis benda. Panas jenis: jumlah panas (kalori) yg diperlukan untuk

meningkatkan suhu sebesar 1oC oleh suatu benda seberat 1 g

Nilai panas jenis dari beberapa bahan ( Anonimous, 2011)

Jenis bahan Panas jenis (Cal/g Co)

Jenis bahan Panas jenis (Cal/g Co)

Air 1,00 kuningan 0,092

Udara 0,24 kayu 0,41

Tanah 0,20 Gelas 0,200

Uap air 0,50 Es (-5oC) 0,50

Alumunium 0,215 Alkohol 0,58

Tembaga 0,0924 Air raksa 0,033

Emas 0,0308 Silikon 0,056

Besi 0,107 Perak 0,056

PROSES PEMANASAN UDARA

LANGSUNG TIDAK LANGSUNG

1.PROSES ABSORBSI

2.PROSES REFLEKSI

3.PROSES DIFUSI

1.KONDUKSI

2.KONVEKSI

3.ADVEKSI

4.TURBULENSI

PROSES ABSORBSI : Proses penyerapan radiasi matahari seperti sinar gama, sinar X dan sinar UV oleh molekul oksigen, nitrogen, ozon, hidrogen dan debu (aerosol)

PROSES REFLEKSI : Proses pemantulan kembali panas yang telah diserap oleh udara ke angkasa melalui butir-butir air, awan dan partikel-partikel lain di atmosfer

PROSES DIFUSI : Sinar matahari mengalami difusi berupa gelombang pendek biru dan lembayung ke segala arah. Proses inilah yang menyebabkan langit berwarna biru.

PROSES PEMANASAN UDARA SECARA LANGSUNG

PROSES PEMANASAN UDARA SECARA TIDAK LANGSUNG

1. KONDUKSI : penerimaan/pemberian panas oleh matahari pada lapisan udara bagian bawah, kemudian lapisan udara tersebut mengalirkan panas ke lapisan udara di atasnya

2. KONVEKSI : penerimaan/pengaliran panas oleh gerak udara vertikal ke atas

3. ADVEKSI : pemberian/pengaliran panas oleh gerak udara secara horisontal (mendatar)

4. TURBULENSI : pemberian panas oleh gerak udara yang tidak teratur dan berputar-putar

PERPINDAHAN PANAS TERJADI DARI TEMPAT/BENDA YANG MEMPUNYAI TINGKAT

ENERGI LEBIH TINGGI KE TINGKAT YANG LEBIH RENDAH

KONDUKSI KONVEKSI RADIASI

PROSES PERPINDAHAN PANAS DENGAN MEMERLUKAN MEDIUM PADAT- TANAH

KONDUKTIVITAS/DAYA HANTAR

PANAS

ADALAH JUMLAH PANAS YANG DIRAMBATKAN PER SATUAN WAKTU DAN LUAS

Tanah merupakan konduktor terbaik

Udara merupakan konduktor terburuk

PROSES PERPINDAHAN PANAS DARI SUATU MEDIUM KE UDARA

ATAU SEBALIKNYA PADA FLUIDA

H = -p Cp/ra dt/dz

H : aliran panas dari permukaan ke atmosfer atau sebaliknya P : kerapatan udara kering (kg m-3)Cp : panas jenis udara pada tekanan tetapRa : tahanan aerodinamik (menit m-2)Dt/dz : gradien suhu secara vertikal ( Kelvin m-1)

PROSES PERAMBATAN PANAS DALAM BENTUK GELOMBANG ELEKTROMAGNITIK TANPA MEDIUM PERAMBATAN

Hukum Stefan – Boltzman

Tanah

Arah aliran panas (konduksi)

Arah aliran panas (konveksi)Panas dipindahkan melalui udara

yang bergerak /mengembang ke atas

Dalam tanah, panas merambat dari suhu tinggi (permukaan) ke suhu rendah (lapisan bawah)

Radiasi matahari datang sebagai sumber energi di permukaan tanah

Diagram pemindahan panas secara konveksi, konduksi dan radiasi (Handoko,

1994)

FAKTOR-FAKTOR YANG

MEMPENGARUHI VARIASI SUHU

1. FAKTOR PERMUKAAN

2.FAKTOR LINGKUNGAN

A. RADIASI MATAHARI

B. KETINGGIAN TEMPAT

C. KELEMBABAN UDARA

D. ANGIN

A. SIFAT PERMUKAAN

B. WARNA PERMUKAAN

C. STRUKTUR PERMUKAAN-vegetasi, terbuka

1. FAKTOR PERMUKAAN :

SIFAT PERMUKAAN

DARATAN LAUTAN

1. Molekulnya tidak mudah bergerak

2. Proses perambatannya berlangsung lambat

3. Fluktuasi suhunya lebih tinggi dibandingkan di atas air laut

1. Molekulnya selalu dinamis

2. Proses perambatan panas berlangsung cepat

3. Fluktuasi suhunya relatif kecil dibandingkan di atas daratan

WARNA PERMUKAAN

TERANG GELAP

1. Kemampuan menyerap radiasi matahari lebih rendah

2. Energi yang tersimpan juga rendah

3. Suhu permukaan juga rendah

1. Kemampuan menyerap radiasi matahari lebih besar

2. Energi yang tersimpan juga banyak

3. Suhu permukaan cenderung tinggi

2.FAKTOR LINGKUNGAN :

A.RADIASI MATAHARI

1.LETAK LINTANG

LINTANG RENDAH

LINTANG MENENGAH

LINTANG TINGGI

1. MENERIMA RADIASI MATAHARI LEBIH TINGGI

2. SUHU YANG TERJADI JUGA TINGGI

1. MENERIMA RADIASI MATAHARI LEBIH rendah

2. SUHU YANG TERJADI RENDAH

2. LAMA PENYINARAN

B. KETINGGIAN TEMPAT

LAPSE RATE SUHU/ gradien suhu vertikal

dt/dz = - 6,1oC /1000 m atau 0,6oC/100 m. Pada udara kering

sebesar 1oC.

Tz1 = ( Tzo – z1/6,1)oC= (26,3 – z1/6,1)oC

Tz1 : Suhu rata-rata tahunan (oC)Z1 : Ketinggian tempat dalam km

C. KELEMBABAN UDARA

Lautan

Daratan

Penguapan

Penguapan

kondensasi

Awan Hujan

kondensasi

Awan

1 g air 1 g uap

540- 590 kal

RH tinggiT rendah

RH (%) = 100 ea/es, bila RH = 100% -> ea = es

es = 6,1078 e (17,239T/(T+237,3)ea : tekanan uap aktual, es : tekanan uap jenuh

Bila suhu udara tinggi, maka es meningkat dan RH lebih kecilBila suhu udara rendah, es rendah dan RH semakin lebih besar

D. ANGIN

T >> T <<Uap air

T << T >>

RH << RH >>

RH <<RH >>

P<< P>>

Lintang rendah ( Equator)

Lintang tinggi( Subtropis)

MACAM –MACAM SUHU

1. SUHU MINIMUM

2.SUHU MAKSIMUM

3. SUHU OPTIMUM

Batas suhu terendah dimana tanaman masih

mampu hidup, walaupun tidak terjadi penambahan aktivitas

Batas suhu tertinggi dimana tanaman masih

mampu hidup, walaupun tidak terjadi penambahan aktivitas

Suhu yang paling ideal dimana organisme hidup akan mampu menjalankan aktivitas hidupnya secara maksimal

Kisaran antara suhu maksimu dengan suhu minimum

SUHU KARDINAL

(+)

Aktivitas

(-)

T kardinal

Tminimum Tmaks.Topt

Aklimatisasi : penyesuaian diri tumbuhan dengan kondisi iklim setempat yang berbeda dengan kondisi iklim asalnya

Bila T kardinal luas, maka tanaman mempunyai toleransi terhadap suhu relatif luas

Bila T kardinal rendah, maka tanaman mempunyai toleransi terhadap suhu relatif rendah

Batas-batas suhu kardinal beberapa tanaman (Nasir, 1999)

Jenis tanaman Suhu lingkungan (oC)Minimum (dorman)

Kisaran Optimum

Maksimum

1. Apel (Malus silvestris)2. Bit gula ( Beta vulgaris)3. Kentang (Solanum tuberosum)4. Anggur ( Vitis vinifera)5. Gandum ( Triticum aestivum)6. Wortel ( Daucus carota)7. Kubis ( Brasica oleraceae)8. Asparagus 9. Shorgum (Sorahum vulgare)10. Pisang (Musa spp)11. Tomat (Solanum esqulentum)12. Semangka (Cucumis spp)13. Melon ( Cucumis melo)14. Kapas ( Gossypium hirsutum)15. Tembakau (Nicotiana tabacum)16. Tebu ( Saccharrum officcinarum)17. Padi (Oryza sativa)

-18-7-22555

10101014151515151518

11-2018-2215-2020-2515-207-24

10-1624-3026-2925-3018-2422-3025-2725-3020-3022-3022-30

243026352535243544372640-

35353525

Alat pengukur suhu : thermometer

Konversi dari masing-masing derajat :

1. toF = {(t-32) x 4/9}oR = {(t-32) x 5/9 + 273}oK

= { (t-32) x 5/9}oC

2. toR = {9/4(t + 32) } oF = 5/4 toC = (5/4 t + 273)oK

3. toC = {(9/5t )+ 32 }oF = 4/5toR = (t=273)oK

4. toK = {9/5 (t-273)+ 32}oF = 4/5 (t-273)oR = (t-273)oC

PENYEBARAN SUHU DI PERMUKAAN BUMI

• Secara umum suhu di permukaan bumi menurun dengan bertambahnya lintang seperti pada penurunan suhu menurut ketinggian

• Penyebaran suhu menurut letak lintang sumber energi berasal dari daerah tropic yang merupakan penerima energi radiasi surya terbanyak.

• Sebagian dari energi tersebut dipindahkan ke lintang yang lebih tinggi untuk menjaga keseimbangan energi secara global.

• Variasi suhu menurut tempat juga dipengaruhi oleh kondisi daerah seperti daratan dan lautan serta keadaan unsur iklim lainnya seperti perawanan.

Variasi suhu menurut ruang tidak dapat dipisahkan dengan waktu. Sebagai contoh daerah daratan (benua) akan mempunyai suhu jauh lebih rendah dari daerah kepulauan pada musim dingin (winter) dan lebih tinggi pada musim panas (summer).

PENYEBARAN SUHU DIURNAL DAN HARIAN

Di daerah tropik , fluktuasi suhu rata-rata harian relative konstan sepanjang tahun sedangkan fluktuasi suhu diurnal (perbedaan antara siang dan malam) lebih besar daripada fluktuasi suhu rata-rata harian.

di daerah lintang tinggi seperti di negara-negara Eropa, fluktuasi suhu rata-rata harian jauh lebih besar daripada fluktuasi diurnal. Hal ini disebabkan perbedaan suhu rata-rata harian antara musim summer dan winter sangat tinggi yang pada daerah tropic tidak nyata.

Di daerah temperate (sub tropic) suhu harian pada musim winter sangat rendah yang bila dikaitkan dengan pertanian dapat membatasi pertumbungan tanaman. Oleh sebab itu disamping radiasi surya, suhu merupakan faktor pembatas utama bagi usaha budidaya pertanian di daerah temperate. Akibatnya dengan adanya faktor-faktor pembatas tersebut, musim tanam dilakukan pada musim summer.

suhu maksimum tercapai setelah radiasi maksimum yaitu kira-kira pukul dua siang hari waktu setempat. Hal ini disebabkan radiasi datang (radiasi surya) masih lebih besar dari radiasi keluar (radiasi pantulan dan bumi) sebelum suhu maksimum tersebut tercapai, meskipun radiasi maksimum terjadi sekitar pukul 12.00 waktu setempat. Keterlambatan waktu (sekitar 2 jam) ini disebut time lag.

Setelah suhu maksimum tercapai, radiasi keluar akan lebih besar dari radiasi datang sehingga suhu akan menurun terus sampai tercapainya suhu minimum pada pagi hari (sekitar pukul empat pagi waktu setempat). Setelah itu radiasi datang akan lebih besar kembali dan proses tersebut akan terulang kembali.

Di daerah temperate, fluktuasi suhu diurnal tidak hanya ditentukan oleh radiasi datang dan keluar tetapi ditentukan juga oleh pergerakan massa udara panas dan dingin (front panas dan front dingin) yang melewati daerah tersebutPengaruh front ini sangat nyata khususnya pada musim winter.Front adalah bagian terdepan dari massa udara yang bergerak yang dapat dibedakan atau dicirikan dari udara lingkungannyaFront panas berasal dari daerah tropic dan front dingin dari kutub. Keduanya bertemu di daerah temperate dan mempengaruhi keadaan cuaca serta sifat-sifat iklim di daerah tersebut.

Terjadinya musim panas dan dingin di daerah temperate berkaitan dengan peredaran surya terhadap letak lintang. Pada bulan-bulan Juni, Juli dan Agustus belahan bumi utara mengalami musim panas dan sebaliknya belahan selatan mengalami musim winterTercapainya suhu rata-rata harian maksimum (musim panas) atau minimum (musim dingin) tidak terjadi pada saat surya berada terjauh dari equator (lintang 23.5O) melainkan terjadi time lag sekitar satu sampai dua bulan.

http://republikguru.blogspot.com/2010/06/makalah-radiasi.htmlMinggu, 18 April 2010

Penyebaran suhu di permukaan bumi

Penyebaran suhu menurut letak lintang, sumber energi utama berasal dari daerah tropika (30o LU – 30o LS) yang merupakan penerima energi radiasi surya terbanyak

Sebagian energi tersebut dipindahkan ke daerah lintang tinggi untuk menjaga keseimbangan energi secara global melalui sirkulasi udara