IV. RADIASI MATAHARI

1
IV. RADIASI MATAHARI
1. Karakteristik Matahari Matahari adalah gas
zat asam yang sangat besar dan menyala. Naufal
(1983) garis tengah matahari gt3 juta km,
luas permukaannya 325 kali luas PB (luas PB
509.951 x 106 km2) beratnya diperkirakan 332
kali berat bumi. Suhu bagian dalam matahari
20 juta º C bagian terluarnya 6.000º K.
Matahari mrp gumpalan zat yang memancarkan
kilatan api setinggi 500.000 km Energi yang
dihasilkan 1.674.000 tenaga kuda per m2.
Energi yang dipancarkan 56 x 1021 cal/menit
atau 29 x 1032 cal/tahun yg sampai di PB
2 x 10-9 bagian.
2
Radiasi matahari merupakan gelombang
elektromagnetik yang dibangkitkan dari proses
fusi nuklir yang merubah Hidrogen menjadi Helium.
Energi yang dipancarkan dalam bentuk gelombang
elektromagnetik 73,5 juta watt per m2 permukaan
matahari dan yang sampai ke permukaan terluar
atmosfer bumi rata-rata sebesar 1.360 W/m2.
Energi yang sampai pada permukaan daratan dan
lautan hanya sekitar setengah dari jumlah energi
yang sampai di puncak atau permukaan terluar
atmosfer bumi.
3

• Peranan Energi Matahari
• Matahari merupakan sumber energi bagi segala
  aktivitas organisme
• hidup di PB. Lebih dari 99 dari energi yang
  dipergunakan untuk berbagai
• aktivitas di PB berasal dari matahari dan
  sisanya berasal dari aktivitas
• vulkanik, proses penghancuran sisa-sisa
  organisme yang mati,
• proses fermentasi serta pembakaran fosil yang
  tersimpan dalam tanah,
• seperti minyak bumi, batu bara, mineral dll.
• Secara global, RM berperan sebagai
• Sumber energi utk pembakaran, pemanasan proses
  penguapan air
• 2. Sumber energi untuk berbagai aktivitas atau
  proses fisika yang terjadi
• di PB berperan sebagai energi aktifasi
  molekul-2 pada
• suatu benda, shg mampu membangkitkan panas
  maupun suhu
• suatu benda.
• 3. Sumber energi untuk aktivitas kehidupan
  organisme dalam berbagai

4
4.3. Perilaku Radiasi Matahari di Permukaan
bumi Dalam perjalanannya ke PB, RM banyak
mendapat rintangan-rintangan, diantaranya oleh
ATM, PB vegetasi. S energi matahari yang
sampai di PB (Rs) secara umum ditentukan oleh
transparansi atmosfer (q) maupun besarnya
tetapan surya (solar constant Io), sehingga
apabila digambarkan dalam bentuk matematis sbb
Rs q x
Io, dimana Io jumlah energi matahari yang
sampai di PB, q trasnparansi
atmosfer dan Io solar constant,
yaitu jumlah energi matahari yang sampai
pada permukaan terluar
atmosfer secara tegak lurus. Dari persamaan tsb
? apabila transparansi atmosfer semakin tinggi,
berarti atmosfernya bersih, maka S energi yang
diterima oleh bumi semakin tinggi, mendekati
tetapan matahari.
5
Apabila di ATM banyak terkandung uap air (awan)
atau gas-gas polutan seperti CO, NO2, SO2, CH4
maupun partikulat seperti debu, asap dsb., maka
nilai q semakin rendah. Sebaliknya bila ATM
cerah, yaitu bila kandungan awan sangat sedikit,
gas-gas rumah kaca juga sedikit, berarti nilai q
nya tinggi, maka RM dapat dengan leluasa masuk
dan sampai ke PB.
Radiasi matahari sebelum mencapai PB mengalami
beberapa hambatan, diantaranya pertama kali oleh
atmosfer. Di ATM RM mengalami pengurangan
melalui absorbsi dan refleksi. Demikian juga
setelah sampai di permukaan bumi, kehilangan
energi juga masih terjadi, diantaranya melalui
refleksi, konveksi, konduksi maupun untuk
evaporasi
6
RM setelah sampai di PB sebagian dipantulkan ke
udara dan sisanya diserap oleh permukaan.
Bagian energi yang diserap sering disebut radiasi
neto. Radisi neto merupakan radiasi bersih yang
diterima oleh PB yang akan digunakan untuk
energi evaporasi, energi termal dan energi yang
disimpan dalam tanah. Bagian energi yang
diserap oleh permukaan tersebut selanjutnya akan
dipancarkan kembali ke atmosfer dalam bentuk
gelombang yang berbeda (yaitu gelombang
panjang), proses ini disebut reradiasi atau
radiasi balik atau radiasi permukaan bumi. Sifat
benda yang mempunyai kemampuan menyerap energi
secara maksimal dan memancarkan kembali energi
tersebut dalam bentuk gelombang yang lebih
tinggi disebut Black body radiation. Energi yang
dipancarkan oleh suatu permukaan sumber cahaya
yang bersifat seperti black body dapat dihitung
dg rumus Stefan-Boltzman sbb IB ? T4 Dimana
IB intensitas pancaran cahaya oleh benda
yang bersifat black body
(W/m2) T suhu (o K)
? konstanta Stefan-Boltzman
(5,67 x 10-8 W.m-2.oK-4)
,
7
Bumi merupakan benda yang bersifat seperti black
body dan memancarkan energi pada suhu 288o K,
sehingga intensitas pancara cahaya bumi adalah
390 W.m-2. Matahari ditaksir memancarkan
energi cahaya setara black body pada suhu 6.000
oK, sehingga intensitas pancaranya adalah
sebesar 73 MW.m-2 Untuk benda atau permukaan
yang tidak besifat seperti black body, maka
energi yang dipancarkan dihitung dengan rumus
I e ? T4 dimana e emisivitas (daya
pancar) dari permukaan suatu benda. Untuk
kebanyakan permukaan benda bukan buatan manusia,
daya pancarnya untuk gelombang panjang berkisar
0,90 0,98, untuk black body, e 1.
8
(No Transcript)