Laporan Agroklimatologi – Pengukuran Kelembaban

Pengukuran Kelembaban

Bab I. Pendahuluan

A. Latar Belakang

Dalam atmosfer (lautan udara) senantiasa terdapat uap air. Kadar uap air dalam udara disebut kelembaban (lengas udara). Kadar ini selalu berubah-ubah tergantung pada temperatur udara setempat. Kelembaban udara adalah persentase kandungan uap air dalam udara. Kelembaban udara ditentukan  oleh jumlah uap air yang terkandung di dalam udara. Total  massa uap air per satuan volume udara disebut sebagai kelembaban absolut. Perbandingan antara massa uap air dengan massa udara lembab dalam satuan volume udara tertentu disebut sebagai kelembaban spesifik. Massa udara lembab adalah total massa dari seluruh gas-gas atmosfer yang terkandung, termasuk uap air;jika massa uap air tidak diikutkan, maka disebut sebagaimassa udara kering.

Kelembaban adalah persentase kandungan uap air dalam udara. Semua uap air dalam udara itu berasal dari penguapan sedangkan penguapan itu sendiri adalah perubahan pase cair menjadi fase uap air yang ringan dan akan naik ke atmosfir . dalam atmosfir senantiasa terdapat uap air dan kadar uap air ini selalu berubah-ubah tergantung pada temperatur  udara setempat.

 Kelembapan udara menyatakan banyaknya uap air dalam udara. jumlah uap air dalam udara ini sebetulnya hanya merupakan sebagian kecil saja dari seluruh atmosfer. Yaitu  hanya kira-kira 2 % dari jumlah masa. Akan tetapi uap air ini merupakan komponen udara yang sangat penting ditinjau dari segi cuaca dan iklim.

Semua uap air yang ada di dalam udara berasal dari penguapan. Penguapan adalah perubahan air dari keadaan cair kekeadaan gas. Pada proses penguapan diperlukan atau dipakai panas, sedangkan pada pengembunan dilepaskan panas. Seperti diketahui, penguapan tidak hanya terjadi pada permukaan air yang terbuka saja, tetapi dapat juga terjadi langsung dari tanah dan lebih-lebih dari tumbuh-tumbuhan. Penguapan dari tiga tempat itu disebut dengan Evapora.

Kandungan uap air atmosfer dapat diperlihatkan dengan berbagai cara. Tekanan uap yang dinyatakan dalam minibar, tetapi dalam penggunaanya yang lebih sering, satuan lainya dipakai untuk menyatakan kandungan uap air. Kelembaban itu di tentukan oleh jumlah uap air yang terkandung didalam udara. Total uap air per satuan volume. Udara disebut sebagai kelembaban absolute (absolute humidity, umumnya dinyatakan dalam satuan kg (m³). Perbandingan antara massa uap air dengan massa udara lembab dalam satuan volume udara tertentu disebut sebagai kelembaban spesifik (specific humidity, umumnya dinyatakan dalam satuan g/kg. Massa udara lembab adalah total massa dari seluruh gas-gas atmosfir yang terkandung, termasuk uap air. Jika massa uap air tidak diikutkan, maka disebut sebagai udara kering (dari air). 

B.     Tujuan

Dalam praktikum agroklimatologi mengenai suhu ini, memiliki tujuan yaitu untuk mengenal alat-alat yang digunakan dalam mengukur kelembaban. Serta untuk menentukan hasil pengamatan mengamati nilai kelembaban di lapangan.

Bab II. Kajian Pustaka

Kelembapan udara menyatakan banyaknya uap air dalam udara. jumlah uap air dalam udara ini sebetulnya hanya merupakan sebagian kecil saja dari seluruh atmosfer. Yaitu  hanya kira-kira 2 % dari jumlah masa. Akan tetapi uap air ini merupakan komponen udara yang sangat penting ditinjau dari segi cuaca dan iklim ( Guslim, dkk., 1987 ).

Semua uap air yang ada di dalam udara berasal dari penguapan. Penguapan adalah perubahan air dari keadaan cair kekeadaan gas. Pada proses penguapan diperlukan atau dipakai panas, sedangkan pada pengembunan dilepaskan panas. Seperti diketahui, penguapan tidak hanya terjadi pada permukaan air yang terbuka saja, tetapi dapat juga terjadi langsung dari tanah dan lebih-lebih dari tumbuh-tumbuhan. Penguapan dari tiga tempat itu disebut dengan Evapora (Karim,1985).

Kandungan uap air atmosfer dapat diperlihatkan dengan berbagai cara. Tekanan uap yang dinyatakan dalam minibar, tetapi dalam penggunaanya yang lebih sering, satuan lainya dipakai untuk menyatakan kandungan uap air ( Guslim, 2009 ).

Pendekatan gravimetric dilakukan dengan menggunakan bahan padat penyerap uap air (solid desiccant). Perbedaan berat bahan ini sebelum dan sesudah ditempatkan pada udara dengan volum yang diketahui merupakan berat uap air yang terkandung dalam udara yang akan diukur tersebut. Data yang diperoleh adalah kerapatan uap air atau kelembaban absolut. Kelembaban relatif dapat dihitung dengan terlebih dahulu  mengetahui tekanan uap air pada kondisi jenuh. Pendekatan gravimetri merupakan pengukuran langsung untuk kelembaban udara dan dijadikan patokan untuk kalibrasi instrumen-instrumen pengukuran kelembaban udara lainnya (Benyamin Lakitan, 2002).

Secara makro kelembaban Nisbi (RH) umumnya tinggi pada pusat-pusat tekanan rendah berkaitan dengan naiknya massa u8dara sebagai salah satu syarat pembentukan awan dan hujan. Karena banyak hujan maka banyak air yang dapat diuapkan sehingga daerah tersebut menjadi relative lembab. Kelembaban Nisbi tertinggi terjadi di daerah ITCZ karena penguapannya yang tinggi akibat penerimaan energi radiasi surya yang besar sepanjang tahun. Sebaliknya, pada pusat-pusat tekanan tinggi, disamping jarang hujan, kelembaban nisbi yang rendah disebabkan massa udara yang turun membawa udara kering karena uap air sudah terkondensi menjadi awan di tempat lain (Handoko,  2002).

Kelembaban udara dalam ruang tertutup dapat diatur sesuai dengan keinginan. Pengaturan kelembaban udara ini didasarkan atas prinsip kesetaraan potensiair antara udara dengan larutan atau dengan bahan padat tertentu. Jika ke dalam suatu ruang tertutup dimasukkan larutan, maka air dari larutan tersebut akan menguap sampai terjadi keseimbangan antara potensi air pada udara dengan potensi air larutan. Demikian pula halnya jika hidrat kristal garam-garam  (salt cristal bydrate) tertentu dimasukkan dalam ruang tertutup makaair dari hidrat kristal garam akan menguap sampai terjadi keseimbangan potensi air ( Benyamin Lakitan, 1994 ).

Kelembaban udara menyatakan banyaknya uap air dalam udara. Jumlah uap air dalam udara ini sebetulnya hanya merupakan sebagian kecil saja dari seluruh atmosfer uap air ini merupakan komponen udara yang sangat penting ditinjau dari segi cuaca dan iklim.

Kelembaban udara menggambarkan kandungan uap air di udara yang dapat dinyatakan sebagai kelembaban mutlak, kelembaban nisbi (relatif) maupun defisit tekanan uap air. Kelembaban mutlak adalah kandungan uap air (dapat dinyatakan dengan massa uap air atau tekanannya) per satuan volume. Kelembaban nisbi membandingkan antara kandungan/tekanan uap air aktual dengan keadaan jenuhnya atau pada kapasitas udara untuk menampung uap air. Kapasitas udara untuk menampung uap air tersebut (pada keadaan jenuh) ditentukan oleh suhu udara. Sedangkan defisit tekanan uap air adalah selisih antara tekanan uap jenuh dan tekanan uap aktual. Masing-masing pernyataan kelembaban udara tersebut mempunyai arti dan fungsi tertentu dikaitkan dengan masalah yang dibahas(  Handoko, 1994 ).

Kelempan adalah banyaknya  uap air yang ada diudara  meskipun uap airnya hanya merupakan sebagian kecil saja dari atmosfer , rata-rata kurang lebih dari 2 % masa keseluruhan. Total masa uap air per satuan volume udara disebut kelembapan absolut ( absolute humidity ) umumnya dinyatakan dalam satuan kg/m³ ( Hanum, 2009 ).

Keadaan kelembapan diatas permukaan bumi berbeda-beda. Pada umumnya, kelembapan tertinggi ada di khatulistiwa sedangkan terendah ada pada lintang 40^o daerah rendah ini disebut horse latitude, curah hujanya kecil ( Kartasapoetra, 2004 ).

Kelembaban udara menggambarkan kandungan uap air diudara yang dapat dinyatakan sebagai kelembaban mutlak, kelembaban nisbi (relatif) maupun defist tekanan uap air. Kelembaban mutlak adalah kandugan uap air (dapat dinyatakan dengan massa uap air atau tekanannya) persatu air aktual dengan keadaan jenuhnya atau pada kapasitas udara untuk menampung uap air. Kapasitas udara untuk menampung uap air tersbeut (pada keadaan jenuh) ditentukan oleh suhu udara. Sedangkan deficit tekanan uap air adalah slisih antara tekanan uap jenuh dan tekanan uap aktual. Masing-masing pernyataan  kelembaban udara tersebut mempunyai arti dan fungsi tertentu dikaitkan dengan masalah yang dibahas. Sebagai contoh, laju penguapan dari permukaan tanah lebih ditentukan oleh deficit tekanan uap air daripada kelembaban mutlak maupun nisbi. Sedangkan pengembunan akan terjadi bila kelembaban nisbi telah mencapai 100% meskipun tekanan uap air aktualnya relatif rendah (Dendy Wahyudi, 2011).

Alat meteorologi umumnya ada dua macam yaitu jenis biasa bukan pencatat dan jenis pencatat. Contoh jenis alat biasa adalah termometer, barometer, pluviometer, psikromrter, dan sebagainya. Alat pencatat misalnya termograf, barograf, pluviograf, hidrograf dan sebagainya. Untuk jenis alat pencatat biasanya dilengkapi dengan jam (waktu) dan pias (chart) yang diganti tiap hari untuk pias harian dan tiap minggu untuk pias mingguan. Biasanya pias ini dilengkapi dengan pias yang pembuatannya biasnya didasarkan pada bentuk dan cara membersihkan pena. Jumlah uap air yang ada dalam atmosfer dinyatakan dengan berbagai macam ukuran , yaitu : Kelembaban specifik (p), kelembaban Nisbah campuran (r) dan kelembaban nisbi (relative humidity, RH)

Kelembaban specifik adalah perbandingan antara masa uap air (m_v) dengan masa udara lembab, yaitu massa udara kering (m_d) bersama-sama uap air tersebut (m_v). Tetapi bila masa uap air tersebut hanya dibandingkan dengan massa udara kering maka disbut nisbah campuran, yang dilambangkan dengan r.

Kelembaban nisbi merupakan perbandingan antara kelembaban aktual dengan kapasitas udara untuk menampung uap air. Bila kelembaban aktual dinyatakan dengan tekanan uap aktual (e_a), maka kapasitas udara untuk menampung uap air tersebut merupakan tekanan uap jenuh (e_s) . Sehingga kelembaban nisbi (RH) dapat dituliskan dalam (%) sebagai berikut :

RH = 100 e_a/e_s

Bila RH 100% maka tekanan uap aktual akan sama dengan tekanan uap jenuh. Tekanan uap jenuh tergantung oleh suhu udara. Semakin tinngi suhu udara maka kapasitas untuk menampung uap air atau e_s meningkat. Oleh sebab itu pada e_a yang tetap, RH akan lebih kecil bila suhu udara meningkat dan sebaliknya RH makin tinggi bila suhu udara lebih rendah.

Ada beberapa prinsip yang digunakan dalam pengukuran kelembaban udara yaitu

1. Metode pertambahan panjang dan
2. Berat, pada benda-benda higroskpis, serta
3. Metode termodinamika. Alat pengukur kelembaban udara secara umum disebut hygrometer sedangkan yang menggunakan metode termodinamika disebut psikometer (Dendy Wahyudi, 2011).

Bab III. Metode Praktikum

A. Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan adalah pengamatan kelembaban nisbi  adalah Psikrometer (termometer bola basah dan termometer bola kering), tabel pengamatan dan alat-alat tulis.

B. Cara Kerja

Cara kerja dalam praktikum kelembaban udara ini adalah sebagai berikut :

1. Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan
2. Psikrometer (termometer bola basah dan termometer bola kering) dipasang sehari sebelum pengamatan dilakukan, hal ini dilkukan agar data yang diperoleh pada saat pengamatan dapat akurat.
3. Pengamatan dilakukan secara berkala, setelah pengamatan awal dilakukan pengamtan selanjutnya dilakukan setelah 30 menit pengamatan pertama. Dan dilakukan secara terus-menerus sampai batas waktu yang telah ditentukan.
4. Catat hasil pengamatan pada lembar kerja.

Bab IV. Pembahasan

A. Hasil

Berikut adalah tabel hasil pengamatan pada praktikum kelembaban udara:

B. Pembahasan

Pada praktikum ini kami dari kelompok II mengambil sampel pengamatan kelembaban nisbi pada pukul 17.30 WIB, dan pukul 09.00 WIB, dan diperoleh hasilnya sebagai berikut suhu bola kering pada pukul 17.30 WIB yaitu sebesar 29,2, suhu bola basah sebesar 28,4. Sedangkan pengamatan pada pukul 09.00 WIB, didapati suhu bola kering sebesar 28,3 dan suhu bola basah sebesar 27. Data-data yang lengkap dan akurat tersebut hanya bisa didapatkan dengan cara melakukan pengamatan langsung. Tentu saja dibantu dengan beberapa alat meteorologi yang mempunyai fungsi dan kegunaan tertentu. Selain itu, pelaksanaan pengambilan data dengan menggunakan alat khusus tentunya dibutuhkan suatu keahlian menggunakan alat agar data yang diambil lebih akurat dan akurat. 

Dalam bidang pertanian kelembaban udara biasanya digunakan untuk meningkatkan produktifitas dan perkembangan  tumbuhan budi daya. Dengan mengetahui kelembaban udara yang ada dilingkungan tempat yang akan di tanam tumbuhan, kita dapat menentukkan pemilihan jenis tanaman yang sesuai, misalnya tanaman bakau  yang ditanam pada daerah yang berkelembaban tinggi, bakau tersebut akan berkembang dan berproduktifitas dengan maksimal, sebaliknya jika bakau tersebut di tanam pada daerah yang mempunyai kelembaban yang rendah maka bakau tersebut tidak akan berproduktifitas dan berkembang secara maksimal.

Ada tiga macam pendekatan udara yang digunakan dalam bidang pertanian diantaranya kelembaban mutlak, kelembaban spesifik dan kelelembaban relative udara yang menyatakan nilai nisbi antara uap air yang terkandung dan daya kandung maksimum uap air diudara pada suatu suhu dan tekanan tertentu, yang dinyatakan dalam persen (%).

Alat yang digunakan dalam pengamatan kelembaban nisbi adalah psikrometer (termometer bola basah dan termometer bola kering). Prinsip kerja yang digunakan psikrometer adalah didasarkan pada prinsip termodinamika, terutama tentang hubungan suhu dan tekanan jenuh udara.

Pembacaan alat ini yaitu berdasarkan suhu yang ditunjukkan oleh bola basah dan bola kering, maka dapat diketahui selisih suhu antara bola kering terhadap bola basah. Nilai selisih ini kemudian menghasilkan presentase kelembaban nisbi dengan bantuan tabel kelembaban atau mistar geser Relatif Humidity (RH). Jika semua syarat penggunaan terpenuhi, maka psikrometer mempunyai ketelitian yang tinggi sehingga alat ini lebih sering digunakan dibandingkan dengan higrometer maupun higrograf. Alat ini ditempatkan dalam sangkar meteorologi dalam kedudukan tegak. Salah satu bola termometernya terbuka dan disebut termometer bola kering dan yang lainnya bola termometer dibungkus dengan kain kasa. Ujung dari kain kain kasa ini dimasukkan ke dalam bejana yang diisi dengan air suling (aquadest).

Kelembaban nisbi atau kelembaban relatif, yaitu bilangan yang menunjukkan berapa persen perbandingan antara jumlah uap air yang terkandung dalam udara dan jumlah uap air maksimum yang dapat ditampung oleh udara tersebut

Secara makro kelembaban Nisbi (RH) umumnya tinggi pada pusat-pusat tekanan rendah berkaitan dengan naiknya massa u8dara sebagai salah satu syarat pembentukan awan dan hujan. Karena banyak hujan maka banyak air yang dapat diuapkan sehingga daerah tersebut menjadi relative lembab. Kelembaban Nisbi tertinggi terjadi di daerah ITCZ karena penguapannya yang tinggi akibat penerimaan energi radiasi surya yang besar sepanjang tahun. Sebaliknya, pada pusat-pusat tekanan tinggi, disamping jarang hujan, kelembaban nisbi yang rendah disebabkan massa udara yang turun membawa udara kering karena uap air sudah terkondensi menjadi awan di tempat lain.

kelembaban nisbi merupakan perbandingan jumlah uap air yang ada diudara dengan nilai jenuh udara pada suhu dan tekanan tertentu. Satuan dari kelembaban nisbi adalah persentase. Kelembaban nisbi suatu lapisan udara pada suatu daerah tertentu dapat diukur menggunakan suatu alat yang disebut psikhrometer. Kelembaban nisbi berhubungan erat dengan suhu udara, karena suhu udara menentukan kemampuan udara memegang uap air.

Kelembaban nisbi merupakan perbandingan antara kelembaban aktual dengan kapasitas udara untuk menampung uap air. Bila kelembaban aktual dinyatakan dengan tekanan uap aktual (e_a), maka kapasitas udara untuk menampung uap air tersebut merupakan tekanan uap jenuh (e_s) . Sehingga kelembaban nisbi (RH) dapat dituliskan dalam (%) sebagai berikut :

RH = 100 e_a/e_s

Bila RH 100% maka tekanan uap aktual akan sama dengan tekanan uap jenuh. Tekanan uap jenuh tergantung oleh suhu udara. Semakin tinngi suhu udara maka kapasitas untuk menampung uap air atau e_s meningkat. Oleh sebab itu pada e_a yang tetap, RH akan lebih kecil bila suhu udara meningkat dan sebaliknya RH makin tinggi bila suhu udara lebih rendah.

Bab V. Kesimpulan dan Saran

A. Kesimpulan

Dari penjelasan di atas dan berdasarkan pengamatan dalam praktikum agroklimatologi tentang kelembaban ini, maka didapatkan kesimpulan yaitu:

1. Pada pengukuran kelembaban udara, jika suhu suatu daerah itu naik, maka RH akan turun. begitu juga sebaliknya, jika suhunya turun, maka RH akan naik.
2. Dari hasil percobaan di lapangan, bahwa tinggi rendahnya kelembaban relative tersebut dipegaruhi oleh banyak faktor, salah satunya yaitu jumlah vegetasi yang hidup pada daerah tersebut.
3. Kelembaban udara adalah tingkat kebasahan udara karena dalam udara air selalu terkandung dalam bentuk uap air.
4. Alat yang digunakan dalam pengamatan kelembaban nisbi adalah psikrometer (termometer bola basah dan termometer bola kering).
5. Termometer bola basah merupakan termometer yang berisikan air raksa yang diberi warna yang didalam tabung. Dengan skala pengukuran suhu yang tepat.

B.     Saran

Praktikum agroklimatologi ini merupakan praktikum yang termasuk antusias para praktikannya tinggi. Sehingga dalam praktikum mengenai kelembaban ini sebaiknya para praktikan lebih tertib, agar para praktikan satu dan yang lainnya dapat mengamati secara lansung satu persatu alat dengan jelas.

DAFTAR PUSTAKA

Lakitan, Benyamin, 1994. Dasar-dasar Klimatologi. PT. Raja Grafindo Persada: Jakarta.

Handoko. 1986. Pengamatan Unsur – Unsur Cuaca di Stasiun Klimatologi     Pertanian . Jurusan Geofisika dan Meteorologi  FMIPA-IPB : Bogor.

Handoko. 1994. Klimatologi Dasar, landasan pemahaman fisika atmosfer dan unsur-unsur iklim.  PT. Dunia Pustaka Jaya, Jakarta.

Hanum, C. 2009. Penuntun Praktikum Agroklimatologi. Program Studi Agronomi, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.

Handoko, 2003, Klimatologi Dasar, Bogor : FMIPA-IPB.

Guslim. 2009. Agroklimatologi. USU Press. Medan.

Guslim, O.K Nazaruddin H, Roeswandi, A. Hamdan, dan Rosmayati. 1987.  Klimatologi Pertanian. USU Press. Medan.

Karim, K. 1985. Diktat Kuliah Dasar-Dasar Klimatologi. Diterbitkan dengan Biaya Proyek.

Lakitan, Benyamin. 2002. Dasar-Dasar Agroklimatologi. Jakarta : PT. Raja Grafindo Persada.

Kartasapoetra, A.G. 2004. Klimatologi : Pengaruh iklim Terhadap Tanah dan Tanaman Edisi Revisi. Bumi Aksara. Jakarta.

Wahyudi, Dendi. 2010. Laporan Mingguan Pengukuran Kelembaban Nisbi. (http://dendydahuiblack.blogspot.com/2010/11/laporan-mingguan-pengukuran-kelembaban.html, diakses tanggal 3 Juni 2011).