ANALISIS PENGUKURAN SUHU DAN KELEMBABAN PADA TANAH DAN UDARA ANALYSIS OF THE MEASUREMENT OF TEMPERATURE AND HUMIDITY ON THE GROUND AND AIR Ario Bimo W1, Dzaky Syifaurrahman2, Moh D Ramadhan3, Novi Listiana4 Selasa – Kelompok 1B 1,2,3,4) Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor. Jl. Raya DramagaKampus IPB email :
[email protected] Abstrak : Suhu tanah merupakan hasil dari keseluruhan radiasi yang merupakan kombinasi emisi panjang gelombang dan aliran panas dalam tanah. Kelembaban tanah merupakan air yang terikat secara adsorbtif pada permukaan butir-butir tanah. Suhu udara dipermukaan bumi adalah relative, tergantung pada faktor-faktor yang mempengaruhinya seperti misalnya lamanya penyinaran matahari. Kelembaban udara adalah banyaknya kandungan uap air di atmosfer. Udara atmosfer adalah campuran dari udara kering dan uap air. Kelembaban udara merupakan tingkat kebasahan udara karena dalam udara air selalu terkandung dalam bentuk uap air. Alat yang digunakan yaitu Em 50 Data Logger, laptop yang telah terinstal software ECH2O Utility, tiga buah sensor 5-TE, dan satu buah sensor EHT RH. Suhu tanah maksimum pada kedalaman 15 cm yaitu sebesar 32,5 oC dan terjadi pada pukul 16:30. Untuk suhu maksimum pada kedalaman 25 cm yaitu sebesar 30,7 oC yang terjadi pada pukul 23:30 sampai pukul 2:00. Untuk kedalaman 15 cm dan 25 cm berturut-turut suhu maksimumnya yaitu sebesar 0,289 dan 0,359 sedangakan suhu minimumnya berturut-turut sebesar 0,280 dan 0,345. suhu udara maksimum tercatat 36,2 oC dan suhu minimumnya sebesar 24,3 oC pada pukul 14:30 dan kelembaban relatif maksimum yang tercatat sebesar 0,88 dan kelembaban relatif minimumnya sebesar 0,39. Pada penelitian ini, sensor yang digunakan adalah sensor suhu dan kelembaban pada tanah dan udara. Tujuan dari penelitian ini adalah agar mahasiswa dapat mengukur suhu dan kelembaban pada udara maupun tanah di kedalaman yang berbeda-beda dalam waktu harian dan mingguan, serta dapat menggambarkan grafik suhu dan kelembaban pada tanah dan udara dalam harian ataupun mingguan. Kata Kunci : Kelembaban relatif, Sensor 5-TE, Sensor EHT RH, Suhu Abstract : The temperature of the soil is the result of a combination of radiation emission wavelength and the flow of heat in the soil. Soil moisture is water that is bound in adsorbtif on the surface of the soil grains. The temperature on the surface of the Earth is relative, depending on the factors that influenced them such as the length of the sun shines. The air humidity is the abundance of water vapor content in the atmosphere. Atmospheric air is a mixture of dry air and water vapor. The air humidity is the level kebasahan the air in the air because water has always been present in the form of water vapor. Tools used i.e. Em 50 Data Logger, laptops that have installed software ECH2O Utility, three sensors 5-TE, and one fruit sensors EHT RH. Maximum ground temperature at a depth of 15 cm, namely amounting to 32.5 ° c and occurred at 16:30. To maximum temperature at a depth of 25 cm i.e. of 30,7 oC which occurred at about 11:30 p.m. until 2:00 am. To a depth of 15 cm and 25 cm maximum temperature i.e. row of 0,289 and minimum temperatures while 0.377 row of 0,280 and 0,345. the maximum temperatures recorded minimum temperature oC and 36.2 of 24.3 ° c at 2:30 p.m. and maximum relative humidity recorded of 0.88 and minimum relative humidity of 0.39. In this study, the sensor used is the sensor temperature and humidity on the ground and the air. The purpose of this research is that students can measure the temperature and humidity in the air or the ground at different depths in the daily and weekly time, and can describe the graph of the temperature and humidity on the ground and air in the daily or weekly. Keywords: relative humidity, Sensor EHT RH, Sensor 5-TE, Temperature
PENDAHULUAN Udara adalah komponen terpenting bagi semua makhluk hidup. Udara juga merupakan salah satu yang berhubungan dengan suhu. Suhu dapat diukur dengan alat pengukur suhu. Dalam pengukuran suhu, pengambilan data suhu yang benar sangatlah penting. Suhu yang sering dipergunakan adalah suhu udara atau suhu tanah, sedangkan suhu yang merupakan benar-benar mempengaruhi pertumbuhan tanaman itu sendiri (Hardjowigeno 2003). Selain suhu, udara juga berhubungan dengan kelembaban. Kelembaban udara merupakan salah satu unsur yang mempengaruhi kondisi atau keadaan cuaca dan iklim di suatu wilayah tertentu. Secara ilmiah, kelembaban merupakan jumlah kandungan uap air yang terkandung dalam massa udara pada suatu saat (waktu) dan wilayah (tempat) tertentu (Sutanto 2005). Tanah dapat dipandang sebagai campuran antara partikel, mineral, dan organik dalam komposisi dan ukuran tertentu. Suhu tanah dapat diukur dengan alat termometer tanah selubung logam (Baver 1740). Suhu tanah bervariasi secara berkelanjutan. Dipermukaan tanah pada malam hari panas yang hilang menghasilkan suhu yang menurun mencapai titik minimum dan ketika ada matahari suhu tanah tersebut meningkat. Dengan bantuan radiasi matahari tanah mulai menyimpan energi yang kemudian menghilang karena suhu meningkat. Proses tersebut akan berkelanjutan hingga sore hari atau saat intensitas radiasi yang mengalami kemunduran disebabkan karena jumlah energi yang diterima menurun hingga hilang sama sekali dari permukaan tanah. Penelitian kali ini membutuhkan banyak data suhu dan kelembaban, namun penggunaan alat manual seperti termometer bola basah dan bola kering kurang efisien untuk digunakan karena kurang praktis.Oleh karena itu diperlukan suatu alat yang bisa mengukur variabel-variabel tersebut secara otomatis dan bisa menghasilkan banyak data yang dapat disesuaikan dengan selang waktu yang diinginkan. Alat otomatis yang dapat digunakan adalah sensor. Sensor ini memiliki kegunaan masing-masing, seperti sensor suhu, kelembaban, intensitas cahaya, kadar air, dan lain-lain. Pada penelitian ini, sensor yang digunakan adalah sensor suhu dan kelembaban pada tanah dan udara. Tujuan dari penelitian ini adalah agar mahasiswa dapat mengukur suhu dan kelembaban pada udara maupun tanah di kedalaman yang berbeda-beda dalam waktu harian dan mingguan, serta dapat menggambarkan grafik suhu dan kelembaban pada tanah dan udara dalam harian ataupun mingguan.
METODOLOGI Penelitian kali ini dilakukan agar dapat diketahui nilai temperatur dan kelembaban relatif pada udara dan tanah. Penelitian dilakukan di Segitiga SIL Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan IPB. Data yang digunakan adalah data pengukuran selama satu minggu, yang dimulai dari pemasangan alat pada hari Selasa tanggal 15 September 2015 sampai pembongkaran alat pada hari Rabu tanggal 23 September tahun 2015. Alat yang digunakan yaitu Em 50 Data Logger, laptop yang telah terinstal software ECH2O Utility, tiga buah sensor 5-TE, dan satu buah sensor EHT RH. Setelah data pengukuran selama satu minggu didapatkan, kemudian dilakukan perhitungan untuk pengolahan beberapa data.
Perhitungan dilakukan melalui beberapa persamaan, persamaan-persamaan yang digunakan yaitu : A(0) =
persamaan (1)
T(z, t) = Tave + A(0)exp(-z/D)sin[ω(t – 8)-z/D) persamaan (2) Keterangan : T(z, t) : Suhu pada kedalaman z (oC) Tave : Suhu rata-rata pada kedalaman z (oC) D : Dumping depth (telah ditentukan nilainya sebesar 0,35) ω : Nilai Tahapan pengkuran dalam penelitian ini seperti yang disajikan pada gambar 1. Alat yang akan digunakan dipersiapkan terlebih dahulu
Digali sebuah lubang pada tanah sampai kedalaman ± 25 cm
Di kedalaman 5 cm dipasang sensor 5-TE pada port 2
Di kedalaman 15 cm dipasang sensor 5-TE pada port 3
Di kedalaman 25 cm dipasang sensor 5-TE pada port 1
Setelah port terpasang, lubang ditutup kembali
Sensor EHT RH dipasang pada ketinggian ± 1,5 m
Sensor EHT RH dihubungkan melalui port 5
Pastikan semua sensor yang digunakan telah terbaca oleh program
Biarkan pengukuran terbaca selama 1 minggu
Setelah 1 minggu, data pengukuran kemudian didownload
Selanjutnya dilakukan perhitungan dari data yang telah didapatkan
Gambar 1 Sketsa Tahapan Pengukuran Temperatur dan Kelembaban Udara yang telah dilakukan
HASIL DAN PEMBAHASAN Suhu tanah merupakan bagian dari sifat tanah yang penting, digunakan untuk mengklasifikasikan tanah (Pitojo, 2005). Suhu tanah merupakan hasil dari keseluruhan radiasi yang merupakan kombinasi emisi panjang gelombang dan aliran panas dalam tanah. Suhu tanah juga disebut intensitas panas dalam tanah dengan satuan derajat celcius, derajat farenheit, derajat Kelvin dan lain-lain. (Kemala 2007). Suhu tanah berpengaruh terhadap penyerapan air. Makin rendah suhu, makin sedikit air yang di serap oleh akar, karena itulah penurunan suhu tanah mendadak dapat menyebabkan kelayuan tanaman. Kelembaban tanah merupakan air yang terikat secara adsorbtif pada permukaan butir-butir tanah. Menurut Marsono (1991) penyerapan air oleh perakaran tergantung pada persediaan kelembaban air dalam tanah. Kapasitas simpanan tanah tergantung pada tekstur, kedalaman dan struktur tanah. Ketersediaan lengas tanah tergantung pada potensial air, distribusi akar dan suhu.
Lengas tanah tersedia bagi akar dalam dua cara, yaitu : akar tumbuh ke dalam tanah atau lengas bergerak ke akar. Aktivitas akar tidak diketahui dengan baik karena seluruh informasi terbenam dalam tanah dan sangat sedikit usaha untuk menggalinya kecuali untuk mengukur panjang, kedalaman dan volume tanah yang ditempati (Marsono 1991). Suhu udara dipermukaan bumi adalah relative, tergantung pada faktorfaktor yang mempengaruhinya seperti misalnya lamanya penyinaran matahari. Hal itu dapat berdampak lansung akan adanya perubahan suhu di udara. Suhu udara bervariasi menurut tempat dan dari waktu ke waktu di permukaan bumi. Menurut tempat suhu udara bervariasi secara vertical dan horizontal dan menurut waktu dari jam ke jam dalam sehari, dan menurut bulanan dalam setahun. (Wisnubroto 1982). Pengetahuan tentang kelembaban tanah adalah dasar untuk perhitungan akurat dari jumlah air yang dibutuhkan pada irigasi dan juga dipengaruhi oleh panas. Kelembaban udara adalah banyaknya kandungan uap air di atmosfer. Udara atmosfer adalah campuran dari udara kering dan uap air. Kelembaban udara merupakan tingkat kebasahan udara karena dalam udara air selalu terkandung dalam bentuk uap air. Uap air adalah suatu gas, yang tidak dapat di lihat, yang merupakan salah satu bagian dari atmosfer. Kabut dan awan adalah titik air atau butir-butir air yang melayang-layang di udara. Kabut melayang laying dekat permukaan tanah, kalau awan melayang- layang di angkasa. Banyaknya uap air yang dikandung oleh hawa tergantung pada temperatur. Makin tinggi temperatur makin banyak uap air yang dapat dikandung oleh hawa (Hardjodinomo, 1975). Damping depth atau kedalaman redaman adalah kedalaman tanah dengan amplitudo gelombang suhu pada kedalaman yang sma dengan e-1 dikali nilai amplitudo gelombang suhu permukaan (Lakitan 1994). Pada penelitian kali ini, data suhu dan kelembaban pada tanah dan udara diukur selama satu minggu dengan interval pengukuran setiap 30 menit. Setiap satu kelompok bertugas mengolah serta membahas data selama satu hari dari data suhu dan kelembaban yang telah didapat. Data hasil pengukuran pada hari Kamis tanggal 17 September 2015 sampai Jum’at tanggal 18 September 2015 disajikan pada tabel 1 yang terlampir pada lampiran 1. Berdasarkan data pada tabel 1 diketahui suhu tanah dan kelembaban tanah, sehingga dapat dibuat grafik hubungan antara suhu tanah dan waktu ataupun kelembaban tanah dan waktu. Grafik tersebut disajikan pada gambar 2 dan gambar 3.
Suhu Tanah Kedalaman 15 cm Suhu Tanah Kedalaman 25 cm Suhu Tanah Rata-rata 25,0 0
5
10
15
20
25
Gambar 2 Grafik Hubungan Antara Suhu Tanah dan Waktu
Berdasarkan grafik tersebut diketahui bahwa suhu tanah maksimum pada kedalaman 15 cm yaitu sebesar 32,5 oC dan terjadi pada pukul 16:30. Sementara suhu minimumnya tercatat sebesar 29,2 oC dan terjadi pada pukul 9:30 dan 10:00. Suhu maksimum yang diperoleh tidak sesuai dengan teori yang ada, bahwa suhu maksimum biasanya terjadi pada pukul 14:00. Hal ini dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor salah satunya karna keadaan alat sensor yang digunakan sudah tidak presisi. Untuk suhu maksimum pada kedalaman 25 cm yaitu sebesar 30,7 oC yang terjadi pada pukul 23:30 sampai pukul 2:00. Sementara itu, suhu minimumnya yaitu sebesar 30,3 oC yang terjadi pada pukul 11:00 sampai 15:30. Suhu yang tercatat pada kedalaman 25 cm ini pun terdapat ketidaksesuaian karena pada waktu yang seharusnya suhu mencapai nilai maksimum justru suhu yang tercatat adalah suhu minimum. Kesalahan ini menunjukkan memang ada kesalahan dengan alat sensor yang digunakan. Pada gambar 2 tidak dicantukana grafik suhu tanah pada kedalaman 5 cm, hal ini dikarenakan hasil yang terbaca bernilai negatif yang menunjukkan bahwa dimungkinkan telah terjadi kesalahan pada alat sensor yang digunakan. Selanjutnya, grafik hubungan antara kelembaban tanah dan waktu disajikan pada gambar 3. Pada gambar 3 ini disajikan kelembaban tanah pada kedalaman 5 cm, 15 cm dan 25 cm. Dapat terlihat kelembaban tanah pada kedalaman tanah yang lebih rendah memiliki nilai kelembaban yang lebih rendah juga. 0,360
0,310
RH 15 cm RH 25 cm
0,260
RH 5 cm
0,210 0
5
10
15
20
25
30
Gambar 3 Grafik Hubungan Antara Kelembaban Tanah dan Waktu
Kelembaban tanah maksimum pada kedalaman 5 cm yaitu sebesar 0,227 yang terjadi pada pukul 16:30 dan suhu minimumnya 0,217. Untuk kedalaman 15 cm
dan 25 cm berturut-turut suhu maksimumnya yaitu sebesar 0,289 dan 0,359 sedangakan suhu minimumnya berturut-turut sebesar 0,280 dan 0,345. Dari data tersebut dapat diketahui bahwa suhu maksimum selalu terjadi pada sekitaran pukul 16:30. Selain itu, dari data pada tabel 1 dapat dibuat juga grafik hubungan antara waktu dengan suhu dan kelembaban yang disajikan pada gambar 4. 38,0
0,95
36,0 0,85 34,0 32,0
0,75 Suhu Udara
30,0 0,65 28,0 26,0
0,55
Kelembaban Relatif Udara (RH)
24,0 0,45 22,0 20,0
0,35 0
10
20
30
Gambar 4 Grafik Hubungan Antara Waktu dengan Suhu dan Kelembaban Udara
Berdasarkan gambar diatas suhu udara maksimum tercatat 36,2 oC dan suhu minimumnya sebesar 24,3 oC. Suhu maksimum ini tercatat pada pukul 14:30. Sedangkan kelembaban relatif maksimum yang tercatat sebesar 0,88 dan kelembaban relatif minimumnya sebesar 0,39. Dengan mengetahui data-data tersebut diatas, untuk selanjutnya dapat lebih diperhatikan lagi perihal kondisi udara yang sebenarnya terjadi disekitar kita. Melalui pengetahuan akan hal ini tentunya akan sangat membantu dalam menjaga lingkungan biofisik agar tetap seimbang sehingga semua komponen kehidupan dapat berjalan beriringan. Lebih daritu, apabila telah terjadi suatu kesalahan maka untuk kedepannya dapat diperbaiki dan dikembangkang jauh lebih baik dari sebelumnya. Hal ini tentunya demi menjaga kelestarian lingkungan biofisik.
KESIMPULAN Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan didapatkan nilai suhu dan kelembaban relatif dari tanah dan udara. Nilai suhu yang didapatkan banyak yang tidak sesuai dengan teori yang seharusnya. Nilai suhu maksimum yang seharusnya terjadi sekitar jam 14:00 justru berkebalikan. Suhu maksimum udara yang tercatat sebesar 36,2 oC dan suhu minimumnya sebesar 24,3 oC.
DAFTAR PUSTAKA Baver, L.D., 1740. Soil Physics. John Wiley & Sons, Inc. New York. Kemala S L. 2007. Aplikasi Suhu dan Aliran PanasTtanah. USU. Medan Lakitan B. 1994. Dasar – Dasar Klimatologi. Rome. FAO:PT Raja Grafindo Persada Paper No.27.
Hardjodinomo, S.1975. Ilmu Iklim dan Pengairan. Binacipta. Bandung. Hardjowigeno S. 2003. Ilmu Tanah.Jakarta (ID): PT Medyatama Sarana Perkasa. Marsono, Dj 1991. Potensi dan Kondisi Hutan Hujan Tropika Basah di Indonesia. Buletin Instiper Institut Pertanian STIPER Yogyakarta. Vol.2(2) Pitojo, Setijo. 2005. Benih Kacang Tanah. Yogyakarta (ID) : Kanisius. Sutanto R.2005.Dasar-Dasar Ilmu Tanah.Yogyakarta (ID):Kanisius. Wisnubroto,S,S.S.L Aminah, Nitisapto,M. 1982. Asas-asas Meteorologi Pertanian, Departemen Ilmu-ilmu Tanah, Fakultas Pertanian. UGM. Yogyakarta
