Agroklimatologi Acara 2

LAPORAN PRAKTIKUM

AGROKLIMATOLOGI

TPT 2017

ACARA II

RUMUS EMPIRIS

Disusun Oleh :

Nama : Troy Arthur Wicaksono

NIM : 13/346886/TP/10629

Gol : Senin

PJ Harian : 1. Amalia Irawan

2. Kholida W. P.

LABORATORIUM TEKNIK SUMBER DAYA LAHAN DAN AIR

JURUSAN TEKNIK PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2014

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Air merupakan sebuah unsur penting bagi tanaman. Karena air merupakan

unsur utama dalam tanaman melakukan fotosintesis dan aktivitas metabolisme

lainnya. Kebutuhan air pada tiap jenis tanaman pun berbeda dan salah satu sumber

air terbesar bagi tanaman adalah hujan. Namun air hujan yang jatuh ke permukaan

tanah tidak selalu langsung menuju masuk ke dalam tanah, namun karena setelah

hujan cuaca panas kembali, akibatnya air menjadi menguap sebelum masuk ke

dalam tanah, hal ini dinamakan penguapan atau evaporasi.

Tanaman pun juga melepaskan air dalam bentuk gas, melalui fotosintesis

dan respirasi. Kejadian ini dinamakan transpirasi. Namun karena kedua kejadian

ini tak terlihat nyata, maka digabunglah dua kejadian ini yang disebut

evapotranspirasi.

Evapotranspirasi ini mempengaruhi jumlah air yang harus disediakan bagi

tanaman agar tanaman dapat berumbuh dan berkembang dengan optimal. Untuk

itu diperlukan perhitungan evapotranspirasi suatu lahan melalui penelitian

langsung di lapangan dengan mengacu pada data-data faktor klimatologi yang

mempengaruhi evapotranspirasi. Hasil dari pengamatan ini kemudian

dikembangkan menjadi suatu persamaan atau rumus yang disebut rumus empiris.

Untuk itu praktikum Agroklimat acara II ini sangat diperlukan agar praktikan

mengerti kegunaan rumus empiris dalam pengamatan tentang evapotranspirasi.

B. Tujuan

Penggunaan rumus empiris untuk penggunaan yang berkaitan dengan

biologis (biological application).

C. Manfaat

Manfaat dari praktikum Agroklimat acara II ini adalah praktikan dapat

mengerti kegunaan rumus empiris khususnya dalam menentukan laju

evapotranspirasi dan dapat menerapkannya dalam bidang keteknikan pertanian.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Evaporasi adalah sebuah proses dimana air diubah dari bentuk cair ke

bentuk gas karena panas matahari dan dengan demikian maka terjadi perpindahan

masa air dari tanah ke udara. Sedangkan transpirasi merupakan sebuah proses

dimana air di dalam tanaman diubah dari bentuk cair ke bentuk gas sebagai uap

dan dilepaskan ke atmosfer dikarenakan proses respirasi dan fotosintesis (Anonim

A, 2014)

Evaporasi dan transpirasi sulit dibedakan dalam suatu lahan, maka dari itu

evaporasi dan transpirasi dalam sebutannya dikombinasikan menjadi

evapotranspirasi yang berarti banyaknya air di lahan dan tanaman yang menguap

karena panas matahari (Asdak, 1995). Proses hilangnya air akibat evapotranspirasi

merupakan salah satu komponen penting dalam hidrologi karena proses itu dapat

mengurangi simpanan air dalam badan-badan air, tanah, dan tanaman. Data

mengenai evapotranspirasi di suatu lahan sangat dibutuhkan untuk kepentingan

pertanian, khususnya pengairan untuk kebutuhan tanaman yang berada pada

periode pertumbuhan dan untuk konservasi air. (Anonim B, 2014)

Ada 3 faktor yang mempengaruhi kecepatan evapotranspirasi yaitu

pertama faktor iklim mikro, yang mencakup radiasi netto, suhu, kelembaban dan

angin, kedua faktor tanaman, mencakup jenis tanaman, struktur tanaman, proses

perkembangan sampai masak, keteraturan dan banyaknya stomata, mekanisme

menutup dan membukanya stomata, dan ketiga faktor tanah, melingkupi kondisi

tanah, aerasi tanah, dan kecepatan air tanah bergerak ke akar tanaman (Linsley,

dkk. 1985).

Dalam melakukan suatu pengukuran terhadap proses evapotranspirasi

selain diperlukan sebuah alat juga diperlukan sebuah perhitungan. Perhitungan

tersebut menggunakan sebuah rumus yang disebut rumus empiris. Dalam fisika

rumus empiris merupakan rumus yang diperoleh dari data eksperimen dan bukan

dari teori (Anonim C, 2014).

Sudah banyak rumus-rumus yang digunakan sebagai dasar untuk

menghitung laju evaporasi, namun kebanyakan rumus tersebut berdasarkan dari

hukum Dalton yang biasa diekspresikan dalam persamaan E = Kf(u)(ew-ea) di

mana E merupakan evaporasi dari permukaan air (mm/hari), ew adalah tekanan

uap jenuh di permukan pada suhu tertentu (mmHg), ea merupakan tekanan uap

aktual dari udara di atasnya (mmHg), f(u) merupakan fungsi koreksi kecepatan

angin, dan K adalah koefisien yang terdiri dari faktor-faktor lain. Nilai e a diukur

dengan ketinggian yang sama dengan f(u). (Suburmanya, 2008)

Kemudian dengan dasar hukum Dalton, Blaney-Criddle telah

mengembangkan persamaan tersebut untuk menghitung evapotranspirasi tanaman.

Persamaan umum Blaney-Criddle adalah ET0 = c [ p ( 0,46 T + 8 )] mm/hari di

mana Eta merupakan Evapotranspirasi tanaman (mm/hari), T merupakan

temperatur rata-rata perbulan (oC), p adalah persentase harian rata-rata dari jumlah

panjang siang hari setahun, besarnya tergantung pada posisi lintang, dan c

merupakan koefisien yang terdiri dari kelembaban relatif minimum, panjang hari,

dan kondisi angin pada siang hari (Runtunuwu, dkk.2008).

Kemudian terdapat metode lain yang bisa digunakan untuk menghitung

evapotranspirasi, yaitu metode radiasi. Metode radiasi merupakan metode empiris

yang didasarkan pada prinsip kesetimbangan energi. Metode ini mempunyai

persamaan umum λET=Cr(wRs) or λET=Cr(wRn) di mana λ = panas laten

penguapan; ET = evapotranspirasi potensial; Rs = Radiasi solar total; Rn =

Radiasi netto; w = faktor pemberat (weighting factors) yang tergantung pada suhu

dan ketinggian; Cr = koefisien yang tergantung pada kelembaban dan kecepatan

angin (Xu dan Singh, 2002).

BAB III

METODOLOGI

A. Alat dan Bahan

1. Kertas B5 dua lembar

2. Alat tulis

3. Kalkulator

4. Komputer dengan Microsoft Office Excel

5. Tabel data evaporasi stasiun Sempor tahun 2011

6. Tabel P

7. Tabel Ra

8. Tabel N

9. Tabel W

10. Figur 1

11. Figur 2

B. Cara Kerja

1. Cara analisis data yang disampaikan oleh asisten dicatat.

2. Evapotranspirasi per bulan dihitung menggunakan cara analisis data yang

telah disampaikan.

3. Grafik hubungan ET0 dengan Epan digambar.

C. Cara Analisa Data

1. Metode Blaney-Criddle

a. Menghitung rata-rata temperatur (Tmean) dengan cara

pada tabel evaporasi.

b. Meghitung nilai P dengan metode interpolasi pada tabel 1

c. Menghitung nilai ).

d. Menentukan RHmean dengan tabel data Evaporasi.

Jika RH <20% = low

20%-50% = medium

50%< = high

e. Menghitung n (lama penyinaran aktual) dengan berdasarkan tabel

evaporasi.

f. Menghitung N lama penyinaran maksimum dengan menggunakan

interpolasi tabel N.

g. Menghitung tabel perbandingan antara lama penyinaran aktual dengan

lama penyinaran maksimum (n/N)

Jika N <0,45 = low

0,46-0,7 = medium

0,71-0,9 = high

h. Konversi Uday menjadi m/s dengan cara

lalu klasifikasikan Uday pada grafik.

Jika 0-2m/s = garis 1

2-5m/s = garis 2

5-11m/s = garis 3

i. Menghitung nilai Et0 menggunakan figur 1 berdasarkan RHmean,

Uday, n/N, dan f.

j. Membuat hubungan Et0 vs Epan setelah didapat dari nilai Et0 bulan

Januari sampai dengan Desember.

k. Mencari nilai R dari grafik.

2. Metode Radiasi

a. Menghitung rata-rata temperatur (Tmean) dengan cara

pada tabel evaporasi.

b. Meghitung nilai n (lama penyinaran aktual) dengan berdasarkan pada

tabel evaporasi.

c. Menghitung N lama penyinaran maksimum dengan menggunakan

interpolasi tabel N.

d. Menghitung tabel perbandingan antara lama penyinaran aktual dengan

lama penyinaran maksimum (n/N)

Jika N <0,45 = low

0,46-0,7 = medium

0,71-0,9 = high

e. Menghitung nilai Ra dengan metode interpolasi pada tabel 2.

f. Menghitung Rs. .

g. Menghitung nilai W dengan interpolasi 3 kali pada tabel 4.

h. Hitung nilai W x RS yang merupakan suhu X di grafik.

i. Menentukan RHmean dengan tabel data Evaporasi.

Jika RH <20% = low

20%-50% = medium

50%< = high

j. Konversi Uday menjadi m/s dengan cara

lalu klasifikasikan Uday pada grafik.

Jika 0-2m/s = garis 1

2-5m/s = garis 2

5-11m/s = garis 3

k. Menghitung nilai Et0 menggunakan figur 2.

l. Membuat hubungan Et0 vs Epan setelah didapat dari nilai Et0 bulan

Januari sampai dengan Desember.

m. Mencari nilai R dari grafik.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengamatan dan Analisis

1. Hasil pengamatan

Tabel 4.1 Tabel Data Evaporasi

Latitude : 7,29LS Tahun : 2011

Altitude: 111,3 mdpl Stasiun : Sempor

BulanTmax Tmin

RH%

Kecepatan

Angin

Lama

Penyinaran

(n)Evap

(˚C) (˚C) (km/hari) (jam/hari

Januari 28,1 20,7 91,607 8,121 5,24 13,361

Februari 27,8 22,5 92,033 6,321 4,21 10,531

Maret 29,7 23,1 91,355 8,121 4,63 12,751

April 29,4 22,4 94,609 8,121 6,43 14,551

Mei 28,1 22,6 95,401 8,121 7,58 15,701

Juni 28,3 22,7 94,484 9,921 7,2 17,121

Juli 28,4 22,4 93,377 9,921 5,68 15,601

Agustus 28,2 23,4 94,672 8,121 6,54 14,661

September 28,5 23,2 94,929 9,921 6,7 16,621

Oktober 29 21,5 94,720 11,721 7,05 18,771

November 30,1 23 92,449 16,112 5,21 21,322

Desember 31,2 22,4 90,396 16,112 5,32 21,432

2. Hasil analisis

Tabel 4.2 Tabel hasil Blaney-Criddle

Bulan Tmean P f n Uday N n/N ETo Epan

Januari 24.4˚C 0,28 5,47 5,24 0,093 12,44 0,42 3,3 10,02

Februari 25.15˚C 0,28 5.48 4.21 0,073 12,35 0,341 3,1 7,9

Maret 26.4˚C 0,28 5,64 4,63 0,093 12,1 0,38 4,5 9,56

April 25.9˚C 0,26 5,17 6,43 0,093 11,9 0,54 3,5 10,91

Mei 25.35˚C 0,29 5,6 7,58 0,093 11,76 0,64 3,9 11,78

Juni 25.5˚C 0,27 5,24 7,2 0,115 11,66 0,62 4 12,84

Juli 25.4˚C 0,27 5,22 5,68 0,115 11,71 0,49 3,5 11,7

Agustus 25.8˚C 0,27 5,36 6,5 0,093 11,85 0,55 3,7 10,99

September 25.85˚C 0,27 5,37 6,7 0,115 11,85 0,56 4,1 12,46

Oktober 25.25˚C 0,25 5,4 7,05 0,08 12,25 0,57 3,8 14,08

November 26.5˚C 0,27 5,64 5,21 0,186 12,43 0,42 3,3 15,99

Desember 26.8˚C 0,28 5,79 5,32 0,186 12,54 0,42 3,3 16,07

Grafik 4.1 ETo BC vs Epan

Perhitungan pada bulan Agustus (Metode Blaney-Criddle):

a.

b. P =

= 0,27

c.

d. , high

e.

f. N =

g. , medium

h.

i. ETo = 3,8

j.

Tabel 4.3 Tabel hasil Radiasi

Bulan Tmean Ra Rs W WxRs Uday n/N ETo Epan

Januari 24.4˚C 15,99 7,37 0,74 5,42 0,093 0,42 4,1 10,02

Februari 25,15˚C 16,06 6,76 0,74 5,02 0,073 0,341 3,6 7,9

Maret 26.4˚C 15,54 6,84 0,76 5,17 0,093 0,38 3,8 9,56

April 25.9˚C 14,5 7,54 0,75 5,6 0,093 0,54 4,5 10,91

Mei 25.35˚C 13,2 7,55 0,75 5,63 0,093 0,64 4,4 11,78

Juni 25.5˚C 12,6 5,83 0,79 4,33 0,115 0,61 4,3 12,84

Juli 25.4˚C 12,84 6,33 0,75 4,72 0,115 0,49 3,6 11,7

Agustus 25.8˚C 13,8 7,26 0,75 5,45 0,093 0,55 4,1 10,99

September 25.85˚C 14,93 7,91 0,75 5,94 0,115 0,56 4,6 12,84

Oktober 25.25˚C 15,76 8,48 0,74 6,31 0,08 0,57 4,7 14,07

November 26.55˚C 15,93 7,32 0,75 5,5 0,186 0,42 4,3 15,99

Desember 26.8˚C 15,89 7,31 0,76 5,57 0,186 0,42 4,3 16,07

Grafik 4.2 ETo rad vs Epan

Perhitungan pada bulan Januari (Metode Radiasi):

a.

b.

c. N =

jam/hari

d. , medium

e. Ra =

=13,8065

f.

g. W

Interpolasi 1, T=24 ºC

Interpolasi II, T=26 °C

Interpolasi III, T=24,4 °C

h.

i. , high

j.

k. ETo = 4,1

l.

Tabel 4.3 perbandingan ETo BC dan ETo rad

Bulan

ETo

BC

ETo

rad Epan

Januari 3,3 4,1 10,02

Februari 3,1 3,6 7,9

Maret 4,5 3,8 9,56

April 3,5 4,5 10,91

Mei 3,9 4,4 11,78

Juni 4 4,3 12,84

Juli 3,5 3,6 11,7

Agustus 3,7 4,1 10,99

September 4,1 4,6 12,84

Oktober 3,8 4,7 14,07

November 3,3 4,3 15,99

Desember 3,3 4,3 16,07

B. Pembahasan

Praktikum Agroklimat acara II ini mengarahkan praktikan untuk dapat

mengerti kegunaan dan penggunaan rumus empiris yang terkait dengan

evapotranspirasi tanaman. Ada beberapa metode untuk menghitung

evapotranspirasi. Dua metode dan rumus yang dipakai dalam mengukur

evapotranspirasi diantaranya adalah metode Blaney-Criddle dan metode Radiasi.

Dalam metode Blaney-Criddle data-data yang dibutuhkan adalah data suhu

rata-rata pada bulan tersebut (Tmean), data persentase total jam siang hari untuk

periode yang digunakan (harian atau bulanan) dari total jam siang hari tahun (P),

kelembaban udara rata-rata (RHmean), lama penyinaran matahari dalam sehari

(n), dan kecepatan angin pada siang hari (Uday). Sedangkan metode radiasi

memiliki kebutuhan data yang hampir sama dengan metode Blaney-Criddle

namun ada penambahan data, yaitu data radiasi solar (Rs) dan faktor pemberat

(weighting factors) yang tergantung pada suhu dan ketinggian (w). Di sini

diperkirakan, bahwa metode radiasi akan memberikan hasil yang lebih akurat dari

metode Blaney-Criddle karena data yang dibutuhkan lebih banyak.

Tabel data yang praktikan gunakan untuk menguji dua metode di atas

adalah tabel data evaporasi di stasiun Sempor pada tahun 2011. Stasiun ini

ditempatkan pada ketinggian 111,3 mdpl dan terletak pada 7,29 lintang selatan.

Tabel data ini berisi data-data diantaranya: bulan, temperatur maksimum dan

minimum, kelembaban, kecepatan angin siang hari tiap hari, lama penyinaran tiap

hari, dan evaporasi. Dari data tersebut dilakukan perhitungan dengan dua metode

tersebut.

Dengan metode Blaney-Criddle dari data tersebut kemudian digunakan

interpolasi tabel P untuk mencari nilai p dengan menggunakan garis lintang

selatan. Pada bulan Agustus didapat nilai p sebesar 0,27. Nilai p kemudian

digunakan untuk menghitung besarnyanilai f dengan rumus p(0.46t+8), kemudian

grafik yang digunakan adalah grafik pada gambar 1 dengan kategori kecepatan

angin rendah dan RH mean tinggi, dari gambar tersebut didapatkan hasil

evapotranspirasi dengan metode Blaney-Criddle ETo bc = 3,8 mm/hari.

Pada metode radiasi nilai yang dicari adalah nilai Ra pada bulan Agustus,

dengan interpolasi tabel Ra nilai yang didapat sebesar 13,8065. Berikutnya data

lama penyinaran digunakan untuk mencari nilai w. Untuk mencari w diperlukan 3

kali interpolasi dengan tabel w. Nilai w dikalikan dengan nilai Rs, dari hasil

perhitungan tersebut dapat dilihatgrafik prediksi nilai Eto dari W.Rs dengan

kondisi kecepatan angin rendah danRH mean tinggi. Nilai ET0 melalui metode

radiasi bulan Agustus adalah 4,1 mm/hari.

Kemudian dari perhitungan tiap bulan dari masing-masing metode dibuat

grafik perbandingan ET0 vs Epan dan mencari R melalui persamaan y = ax+b. R

merupakan nilai dari perhitungan akar dari gradien dari setiap grafik, juga

merupakan nilai koefisien korelasi. Untuk perhitungan menggunakan metode

Blanney-Criddle dari grafik didapatkan nilai R sebesar 0,0316 dengan persamaan

y = -0,004x + 3,693 Sedangkan dari grafik perhitungan dengan metode radiasi

didapatkan nilai R sebesar 0,472 dengan persamaan y = 0,047x + 3,880. Metode

Blaney-Criddle memberikan hasil yang kurang akurat dengan nilai R yang lebih

kecil yaitu 0,0316 sedangkan metode Radiasi diperoleh nilai R yang lebih dekat

dengan 1(satu) yaitu 0,472.

Evaporasi merupakan perubahan wujud air di permukaan tanah dari wujud

cairnya menuju wujud gas (menguap) oleh karena panas yang diberikan oleh sinar

matahari. Sedangkan Transpirasi merupakan sebuah proses dimana air di dalam

tanaman diubah dari bentuk cair ke bentuk gas sebagai uap dan dilepaskan ke

atmosfer dikarenakan proses respirasi dan fotosintesis. Dan evapotranspirasi

merupakan gabungan dari evaporasi yang terjadi di permukaan tanah dan

transpirasi yang terjadi pada tanaan dalam satu satuan luas, mm/hari.

Ada 3 faktor yang mempengaruhi kecepatan evapotranspirasi yaitu

pertama faktor iklim mikro, yang mencakup radiasi netto, suhu, kelembaban dan

angin, penyinaran matahari, kedua faktor tanaman, mencakup jenis tanaman,

struktur tanaman, proses perkembangan sampai masak, keteraturan dan

banyaknya stomata, mekanisme menutup dan membukanya stomata, dan ketiga

faktor tanah, melingkupi kondisi tanah, aerasi tanah, dan kecepatan air tanah

bergerak ke akar tanaman.

Pengetahuan mengenai evapotranspirasi sangat dapat diterapkan dalam

bidang keteknikan pertanian khususnya di bagian Teknik Sumber Daya Lahan dan

Air. Ini disebabkan karena evapotranspirasi juga ikut menentukan berapa banyak

air yang akan diberikan kepada lahan tanaman untuk menunjang pertumbuhan dan

perkembangan tanaman referensi sehingga dapat berproduksi optimal.

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Rumus empiris yang dapat digunakan untuk mengukur

evapotranspirasi adalah metode Blaney-Criddle dan metode radiasi.

2. Koefisien korelasi (R) rata-rata yang diperoleh untuk setiap metode

adalah: untuk metode Blaney Criddle =0,0316; untuk metode Radiasi

=0,472.

3. Dengan demikian metode radiasi lebih baik daripada metode Blaney-

Criddle karena mempunyai koefisien korelasi (R) lebih besar.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim A. 2014. Evaporation. Dalamhttp://techalive.mtu.edu/meec/module01/EvaporationandTranspiration.htm Diakses pada tanggal 3 Oktober 2014 pukul 17.30 WIB.

Anonim B. 2014. 4. Evaporasi. Dalamhttp://www.unhas.ac.id/lkpp/tani/4%20Evapotranspirasi.pdf . Diakses pada tanggal 3 Oktober 2014 pukul 16.34 WIB.

Anonim C. 2014. Definition of Empirical Formula. Dalamhttp://www.thefreedictionary.com/empirical+formula. Diakses pada tanggal 5 Oktober 2014 pukul 03.15 WIB.

Asdak, Chay. 1995. Hidrologi dan Pengeloaan daerah Aliran Sungai. Yogyakarta : Gadjah Mada Press.

Linsley, Ray K dkk. 1985. Teknik Sumber Daya Air. Eralanga: Jakarta.Runtunuwu, E. 2008. “Validasi Model Pendugaan Evapotranspirasi: Upaya

Melengkapi Sistem Database Iklim Nasional” dalam Jurnal Tanah dan Iklim nomor 27. Bogor : Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian, hal 1-10.

Suburmanya, K. 2008. Engineering Hidrology third edition. India : Tata McGraw Hill.

Xu, C.Y. dan V. P. Singh. 2002. “Cross Comparison of Empirical Equations for Calculating Potential Evapotranspiration with Data from Switzerland” dalam Water Resources Management16. Belanda : Kluwer Academic Publishers, hal 197–219.