Alat alat klimatologi
Campbell
Stokes
Prinsip alat
adalah pembakaran pias. Panjang pias yang
terbakar dinyatakan dalam jam. Alat ini mengukur lama penyinaran surya. Hanya
pada keadaan matahari
terang saja pias terbakar, sehingga yang
terukur adalah lama penyinaran surya terang.
Pias ditaruh pada titik api bola
lensa. Pembakaran pias terlihat seperti garis lurus di bawah bola lensa. Kertas
pias adalah kertas khusus yang tak
mudah terbakar kecuali pada titik api lensa.
Alat dipasang
di tempat terbuka, tak ada halangan ke arah Timur matahari
terbit dan ke barat matahari
terbenam. Kemiringan sumbu bola lensa disesuaikan dengan letak lintang
setempat. Posisi alat tak berubah sepanjang waktu hanya pemakaian pias dapat
diganti-ganti setiap hari. Ada 3 tipe pias yang
digunakan pada alat yang
sama:
* Pias waktu matahari
di ekuator
* Pias waktu matahari
di utara
* Pias waktu matahari
di selatan
SUHU
Setiap benda yang
perubahan bentuknya sebagai fungsi dari suhu dapat digunakan sebagai
thermometer. Perubahan bentuk ini akibat pemuaian thermal. Pada umumnya yang
dipakai dalam instrumen klimatologi adalah air raksa dalam tabung kapiler
gelas.
Termometer Maksimum
Ciri khas dari
termometer ini adalah terdapat penyempitan pada pipa kapiler di dekat reservoir.
Air raksa dapat melalui bagian yang sempit
ini pada suhu naik dan pada suhu turun air raksa tak bisa kembali ke reservoir,
sehingga air raksa tetap berada posisi sama dengan suhu tertinggi. Setelah
dibaca posisi ujung air raksa tertinggi, air raksa dapat dikembalikan ke reservoir
dengan perlakuan khusus (diayun-ayunkan). Termometer maksimum diletakkan pada
posisi hampir mendatar, agar mudah terjadi pemuaian . Pengamatan sekali dalam
24 jam.
Termometer minimum
Mengukur suhu
udara ekstrim rendah. Zat cair dalam kapiler gelas adalah alkohol
yang
bening. Pada bagian ujung atas alkohol yang memuai atau menyusut terdapat indeks.
Indeks ini hanya dapat didorong ke bawah pada suhu rendah oleh tegangan
permukaan bagian ujung kapiler alkohol. Bila suhu naik alkohol memuai, indeks tetap menunjukkan posisi suhu
terendah.
Setelah ujung indeks yang dekat miniskus alkohol dibaca dan dicatat, dengan perlakuan
khusus indeks dikembalikan mendekati miniskus alkohol. Posisi termometer pada waktu mengukur
hampir sama dengan termometer maksimum yaitu agak mendatar. Perlu diperhatikan
bahwa kapiler alkohol harus dalam keadaan bersambung, tidak boleh
terputus-putus. Bila kapiler alkohol terputus, termometer tidak boleh lagi
dipakai sebagai alat pengukur suhu, harus dibetulkan terlebih dahulu,
Pengamatan sekali dalam 24 jam.
Termometer biasa
Mengukur suhu udara sesaat, zat cair yang digunakan adalah air raksa. Umumnya
termometer ini disebut termometer bola kering yang dipasang berdampingan dengan termometer
bola basah. Kedua termometer ini dipasang dalam keadaan tegak. Semua termometer
pengukur suhu udara pada waktu pengukuran berada di dalam sangkar cuaca.
Maksudnya adalah termometer tidak dipengaruhi radiasi surya langsung maupun
radiasi dari bumi. Kemudian terlindung dari hujan ataupun angin kencang. Warna
sangkar cuaca putih menghindari penyerapan radiasi surya. Panas ini dapat
mempengaruhi pengukuran suhu udara.
Termometer tanah
Prinsipnya hampir sama dengan termometer
biasa, hanya bentuk dan panjangnya berbeda. Pengukuran suhu tanah lebih teliti daripada suhu udara.
Perubahannya lambat sesuai dengan sifat kerapatan tanah yang lebih besar daripada udara.
Suhu tanah yang diukur umumnya pada kedalaman 5 cm, 10
cm, 20 cm, 50 cm dan 100 cm. Macam alat disesuaikan dengan kedalaman yang akan diukur. Termometer tanah untuk kedalaman 50 cm dan 100 cm
bentuknya berbeda dengan kedalaman lain. Termometer berada dalam tabung gelas yang berisi parafin, kemudian tabung diikat
dengan rantai lalu diturunkan dalam selongsong tabung logam ke dalam tanah sampai kedalaman 50 cm atau 100 cm.
Pembacaan dilakukan dengan mengangkat termometer dari dalam tabung logam,
kemudian dibaca. Adanya parafin memperlambat perubahan suhu ketika termometer
terbaca di udara. Termometer tanah pada kedua kedalaman ini bila meruapakan
suatu kapiler yang panjang dari mulai permukaan tanah, mudah sekali patah apabila tanah bergerak turun atau pecah karena
kekeringan.
KELEMBAPAN
Ada beberapa tipe dan prinsip kerja alat
pengukur kelembapan udara. Pada umumnya alat yang digunakan adalah psikrometer. Alat ini
terdiri dari dua termometer yang disebut termometer bola basah dan
termometer bola kering. Kelembapan udara sebanding dengan selisih kedua
termometer yang dapat dicari melalui tabel atau rumus.
Alat pengukur kelembapan lain adalah sensor rambut. Prinsipnya bila udara
lembab rambut bertambah panjang dan udara kering rambut menyusut. Perubahan
panjang ini secara mekanis dapat ditransfer ke jarum penunjuk pada skala antara
0 sampai 100 %. Alat pengukur kelembapan udara tipe ini disebut higrometer.
Termohigrograf
Menggunakan
prinsip dengan sensor rambut untuk mengukur kelembapan udara dan menggunakan
bimetal untuk sensor suhu udara. Kedua sensor dihubungkan secara mekanis ke
jarum penunjuk yang merupakan pena penulis di atas kertas pias yang berputar
menurut waktu. Alat dapat mencatat suhu dan kelembapan setiap waktu secara
otomatis pada pias. Melalui
suatu koreksi dengan psikrometer kelembapan udara dari saat ke saat tertentu.
Psikrometer standar
Alat pengukur kelembapan udara terdiri
dari dua termometer bola basah dan bola kering. Pembasah termometer bola basah harus dijaga agar
jangan sampai kotor. Gantilah kain pembasah bila kotor atau daya airnya telah
berkurang. Dua minggu atau sebulan sekali perlu diganti, tergantung cepatnya
kotor. Musim kemarau pembasah cepat sekali kotor oleh debu. Air pembasah harus
bersih dan jernih. Pakailah air bebas ion atau aquades. Air banyak mengandung
mineral akan mengakibatkan terjadinya endapan garam pada termometer bola basah
dan mengganggu pengukuran. Waktu pembacaan terlebih dahulu bacalah termometer
bola kering kemudian termometer bola basah. Suhu udara yang ditunjukkan termometer
bola kering lebih mudah berubah daripada termometer bola basah. Semua alat
pengukur kelembapan udara ditaruh dalam sangkar cuaca terlindung dari radiasi
surya langsung atau radiasi bumi serta hujan.
CURAH HUJAN
Alat pengukur hujan, mengukur tinggi hujan
seolah-olah air yang jatuh ke tanah menumpuk ke atas merupakan kolom air. Bila
air yang tertampung volumenya dibagi dengan luas corong penampung maka hasilnya
dalah tinggi. Satuan yang dipakai adalah milimeter (mm).
Penakar hujan yang baku digunakan di Indonesia
adalah tipe observatorium. Semua alat penakar hujan yang beragam bentuknya atau
yang otomatis dibandingkan dengan alat penakar hujan otomatis (OBS). Penakar
hujan OBS adalah manual. Jumlah air hujan yang tertampung diukur dengan gelas
ukur yang telah dikonversi dalam satuan tinggi atau gelas ukur yang kemudian
dibagi sepuluh karena luas penampangnya adalah 100 cm sehingga dihasilkan
satuan mm. Pengamatan dilakukan sekali dalam 24 jam yaitu pada pagi hari. Hujan
yang diukur pada pagi hari adalah hujan kemarin bukan hari ini.
Penakar hujan Hellman
Alat ini merupakan penakar hujan otomatis
dengan tipe siphon. Bila air hujan terukur setinggi 10 mm, siphon bekerja
mengeluarkan air dari tabung penampungan dengan cepat, kemudian siap mengukur
lagi dan kemudian seterusnya. Di dalam penampung terdapat pelampung yang
dihubungkan dengan jarum pena penunjuk yang secara mekanis membuat garis pada
kertas pias posisi dari tinggi air hujan yang tertampung. Bentuk pias ada dua
macam, harian dan mingguan. Pada umumnya lebih baik menggunakan yang harian
agar garis yang dibuat pena tidak terlalu rapat ketika terjadi hujan lebat.
Banyak data dapat dianalisadari pias, tinggi hujan harian, waktu datangnya
hujan, derasnya hujan atau lebatnya hujan per satuan waktu.
Penakar hujan Bendix
Penakar hujan otomatis,
prinsip secara menimbang air hujan yang ditampung. Melalui cara mekanis
timbangan ini ditransfer ke jarum petunjuk berpena di atas kertas pias.
Penakar hujan Tilting Siphon
Prinsip alat, air hujan
ditampung dalam tabung penampung. Bila penampung penuh, tabung menjadi miring
dan siphon mulai bekerja megeluarkan air dari dalam tabung. Setiap pergerakan
air dalam tabung penampung tercatat pada pias sama seperti alat penakar hujan
otomatis lainnya.
Penakar hujan Tipping Bucket
Prinsip alat, air hujan
ditampung pada bejana yang berjungkit. Bila air mengisi bejana penampung yang
setara dengan tinggi hujan 0,5 mm akan berjungkit dan air dikeluarkan. Terdapat
dua buah bejana yang saling bergantian menampung air hujan. Tiap gerakan bejana
berjungkit secara mekanis tercapat pada pias atau menggerakkan counter
(penghitung). Jumlah hitungan dikalikan dengan 0,5 mm adalah tinggi hujan yang
terjadi. Curah hujan di bawah 0,5 mm tidak tercatat.
Semua alat penakar hujan di
atas harus diperhatikan penempatannya di lapangan terbuka bebas dari halangan.
Alat yang teliti dengan menempatkan yang salah akan mengukur besaran yang salah
pula. Alat yang otomatis, pemeliharaannya harus lebih intensif. Keadaan alat
baik yang manual ataupun yang otomatis harus diperiksa dari kebocoran, saluran
penampung yang tersumbat kotoran, tinta pena jangan sampai kering dan jam
pemutar silinder pias dalam keadaan berjalan dengan baik.
EVAPORASI
Pengukuran
air yang hilang melalui penguapan (evaporasi) perlu diukur untuk mengetahui
keadaan kesetimbangan air antara yang didapat melalui curah hujan dan air yang
hilang melalui evaporasi. Alat pengukur evaporasi yang paling banyak digunakan
sekarang adalah Panci kelas A. Evaporasi yang diukur dengan panci ini dipengaruhi
oleh radiasi surya yang datang, kelembapan udara, suhu udara dan besarnya angin
pada tempat pengukuran. Ada
dua macam peralatan pengukur tinggi muka air dalam panci. Pertama alat ukur
micrometer pancing dan yang kedua alat ukur ujung paku yang dipasang tetap
(fixed point). Kesalahan yang besar dari pengukuran evaporasi terletak pada
tinggi air dalam panci. Oleh sebab itu muka air selamanya harus dikembalikan
pada tinggi semula yaitu 5 cm di bawah bibir panci. Makin rendah muka air dalam
panci, makin rendah pula terjadinya penguapan. Kejernihan air dalam panci perlu
diperhatikan. Air yang keruh, evaporasi yang terukur akan rendah pula. Usahakan
air jangan sampai berlumut. Tinggi air diukur dengan satuan mm. Alat ukur
mikrometer mampu mengukur dalam mm dengan ketelitian seperti seratus mm.
Ketelitian pengukuran itu diperlukan karena tinggi yang diukur tidak sama besar
meliputi 5 sampai 8 mm. Pada musim penghujan nilainya kecil sedangkan pada
musim kemarau besar. Pengamatan dilakukan sekali dalam 24 jam ketika pagi hari.
Pengamat yang setiap hari mengukur evaporasi harus mempunyai keterampilan dan
kejelian melihat batas air yang diukur. Alat perlengkapannya adalah tabung
peredam, termometer maksimum-minimum permukaan air yang tertampung, termometer
maksimum-minimum di permukaan panci dan anemometer cup counter setinggi 30 cm
di atas tanah. Sekeliling panci harus ditumbuhi rumput pendek. Permukaan tanah
yang terbuka atau gundul menyebabkan evaporasi yang terukur tinggi (efek oase).
Pasanglah alat pada tempat yang terbuka tidak terhalang oleh benda-benda lain
dan berada di tengah-tengah lapang rumput dari stasiun klimatologi.
ANGIN
Angin
merupakan suatu vektor yang mempunyai besaran dan arah. Besaran yang dimaksud
adalah kecepatannya sedang arahnya adalah darimana datangnya angin. Kecepatan
angin dapat dihitung dari jelajah angin (cup counter anemometer) dibagi waktu
(lamanya periode pengukuran). Ada alat pengukuran angin yang langsung mengukur
kecepatannya. Jadi jarum penunjuk suatu kecepatan tertentu bila ada angin. Arah
angin ditunjukkan oleh wind-vane yang dihubungkan dengan alat penunjuk arah
mata angin atau dalam angka. Angka 360 derajat berarti ada angin dari utara,
angka 90 ada angin dari timur demikian seterusnya.
Perlu diperhatikan bahwa tidak ada angka
nol, karena angka nol menandakan tak ada angin. Mengukur arah angin haruslah
ada angin atau cup counter anemometer dalam keadaan bergerak. Sebagaimana alat
lainnya pemasangan alat di lapang terbuka penting sekali karena mempengaruhi
besaran yang akan diukur. Di lapangan terbuka tak ada pohon-pohonan tinggi alat
dipasang 2 meter di atas tanah. Bila ada halangan, alat dipasang pada
ketinggian 10 sampai 15 meter dari atas tanah. Waktu pengamatan tergantung dari
data yang diinginkan. Bila data harian, pengamatan sekali dalam 24 jam untuk
jelajah angin yaitu pada pagi hari.
Waktu pengamatan arah angin lebih dari
sekali dalam 24 jam. Arah yang paling banyak ditunjuk dalam 24 jam merupakan
arah rata-rata dalam hari tersebut.
Sensor yang menghubungkan dengan alat mencatat otomatis disebut anemograf. Alat ini mencatat kecepatan dan arah angin
setiap saat pada kertas pias. Alat pencatat ini ada yang harian,
mingguan ataupun bulanan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar