Penguapan

1. Penguapan(evaporation) → zat
cair/padat menjadi gas.
2. Transpirasi → penguapan
tanaman.
3. Evapotranspirasi →penguapan
permukaan bertanaman.
4. Evaporasi potensial dan nyata
→ jika kandungan air tidak terbatas.
Definisi Penguapan ??
EVAPORASI
Beberapa definisi evaporasi
1. Penguapan (Evaporation), adalah proses perubahan dari zat cair
atau padat menjadi gas. Lebih spesifik dapat didefinisikan bahwa
penguapan adalah transfer air (moisture) dari permukaan bumi ke
atmosfer.
2. Transpirasi (Transpiration) adalah penguapan air yg terserap
tanaman, tidak termasuk penguapan dari permukaan tanah.
3. Evapotranspirasi adalah penguapan yg terjadi dari permukaan
bertanaman.
Evapotranspirasi potensial adalah evapotrans-pirasi yg terjaid
apabila kandungan air (moisture supply) tidak terbatas
Evapotranspirasi nyata (actual evapotranspirasi), lebih tergantung dari
ketersediaan air.
Penguapan (evaporation)
Evapotranspirasi
Proses : zat cair/padat menjadi gas
Apa memang transpirasi itu ada??
Jawab : ADA
Proses Transpirasi ???
Definisi : penguapan air yang terserap tanaman
Proses Penguapan
Yang penting untuk dipahami :
Penguapan HANYA terjadi apabila
terdapat perbedaan tekanan uap air
antara permukaan dan udara.
Faktor yang berpengaruh :
1. Faktor fisis
2. Faktor meteorologis
Faktor utama : PANAS !!
Faktor-faktor meteorologis
1. Suhu → suhu udara?? apa radiasi
matahari?? (Ward, 1976)
2. Kelembaban (humidity) →naik
(krn suhu udara turun), maka laju
penguapan turun.
3. Tekanan udara →diikuti oleh angin
dan suhu (krn perub ketinggian).
4. Angin
→semakin
tinggi,
maka
penguapan bertambah
Faktor-faktor fisik
1. Kualitas air
2. Bentuk, luas dan kedalaman air.
Permukaan
yang
luas
akan
mempunyai laju penguapan yang
lebih rendah dibandingkan dengan
permukaan
yang
sempit.
(Veihmeyer, 1964 dan Ward 1967)
Adakah perbedaan sifat
penguapan ??
permukaan tanah??
Terbatas hanya
pada sejumlah air
yang menyelimuti
butir-butir tanah.
muka air bebas ??
Jumlah ketersediaan
air/kelembaban
(moisture
supply)
tidak terbatas.
Besaran Penguapan??
Pendekatan Teoritik
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Pers. Empirik
Water Balance method
Aerodinamic Method
EnergyBalance method
Combination Method
Pristley Taylor Method
Pengukuran
1. Panci penguapan
2. Atmometer
3. Lysimeter
1. Persamaan Empirik
E  C (ew  ea )
dengan :
C = koefisien penguapan
ew = tekanan uap air maksimum,dalam in Hg
ea = tekanan uap air sesaat, berdasar suhu
rata-rata bulanan dan kelembaban
setasiun terdekat.
2. Water Balance Method
I  O  S
dengan :
I = masukan (inflow)
O = keluaran ( outflow)
S = perubahan tampungan (change in storage)
2. Water Balance Method
I  O  S
Keseimbangan Air (Water Balance Method)
Secara teoritik, cara ini merupakan cara terbaik untuk menghitung
besar evaporasi, karena semua unsur yg perlu diukur batasannya
jelas.
I  O  S
Dengan : I = masukan (Inflow)
O = keluaran (outflow)
ΔS = perubahan tampungan (change in storage)
3. Aerodinamik Method
Barry
(Chorley,1973)
Chow, 1988
E  KU z (ew  ea )
0,622k 2  a u2
E
(ew  ea )
2
 z  
p w ln  2  
  z0  
dengan :
E = penguapan
K = tetapan empirik
uz = kecepatan angin pada ketinggian z di atas
permukaan
ew = tekanan uap air di permukaan
ez = tekanan uap air di ketinggian z
4. Keseimbangan Energi (van Dam, 1979,
Chow, 1988)
Rn
Er 
lv.w
Rn  H  LE  G
dengan :
Rn = Radiasi netto yang diterima permukaan
G = ‘ground head flux’
H = peningkatan suhu (sensible head)
LE = panas tersedia untuk penguapan
LE = lvmv
Lv = ‘laten head of evaporation’ = 2501 – 2,370 t (kJ/kg)
Mv = laju aliran uap (vapor flow rate)
5. Cara Gabungan(Penman, dalam
Chow, 1988)
Cara aerodinamik baik, bila energi yang tersedia tidak terbatas.
Cara keseimbangan energi memerlukan transport uap yang
tidak terbatas.


E
Er 
Ea
 
 
dengan :
Er = laju penguapan dihitung dengan
keseimbangan energi,
Ea = laju penguapan dihitung dengan cara
aerodinamik
=gradien tekanan uap jenuh
= tetapan psikometrik (psychometric constant)
Cara pengukuran ???
I  O  S
PRINSIP ??
“mengukur kehilangan air dalam panci
dalam jangka waktu tertentu”
Alat yang digunakan:
1. panci penguapan (evaporation pan)
2. ‘atmometer’
3. ‘lysimeter’
Pan Evaporasi…,harapan??
Laju penguapan
terukur
≈
laju penguapan
muka air luas
Pan Evaporasi…,arah angin??
Desain??
=
Luas muka air,pertukaran
panas, pemeliharaan
Atmometer ??
Prinsip??
Pengukuran
penguapan melalui
media berpori
(porous media)
Atmometer vs Penman??
Lysimeter….peletakan ??
Lysimeter ??
Prinsip??
Pengukuran
perubahan
kelengasan
tanah
Detail alat ukur transpirasi ??
??
1. Pendekatan dari pengukuran
panci evapotranspirasi.
ETo = kp x Epan
Dimana :
ETo : evapotranspirasi acuan,
kp : koefisien panci yang nilainya
berkisar antara 0,65-0,85 yang
bergantung pada kecepatan
angin, kelembaban relative, dan
elevasi,
Epan: nilai evaporasi dari panci penguapan
yang ada dilapangan
Cara menentukana koefisien
panci
a. Berdasarkan tata letak panci
Ada 2 cara perletakan panci
evaporasi yakni di atas zona hijau
(lingkungan sekitar panci) dan di
lahan yang cukup tandus seperti
yang disajikan pada Gambar (FAO
56, 2001).
Cara menentukana koefisien
panci
Koefisien panci (panci klas A)
berdasarkan cara penempatannya
Panci Klas A
RHmean (%)
Kecepatan angin
(m/s)
Light < 2
Moderat 2-5
Strong 5-8
Very strong
>8
Case A: penempatan di atas
dengan penutup tanaman rumput
Low
Medium
<40
40-70
Jarak
zona
penutup
(m)
1
0.55
0.65
10
0.65
0.75
100
0.70
0.80
1000
0.75
0.85
1
0.50
0.60
10
0.60
0.70
100
0.65
0.75
1000
0.70
0.80
1
0.45
0.50
10
0.55
0.60
100
0.60
0.65
1000
0.65
0.70
1
0.40
0.45
10
0.45
0.55
100
0.50
0.60
1000
0.55
0.60
tanah
High
>70
0.75
0.85
0.85
0.85
0.65
0.75
0.80
0.80
0.60
0.65
0.70
0.75
0.50
0.60
0.65
0.65
Case B: penempatan di atas tanah tanpa
tanaman penutup
Low
Medium
High
<40
40-70
>70
Jarak zona
tanah
kosong (m)
1
10
100
1000
1
10
100
1000
1
10
100
1000
1
10
100
1000
0.70
0.60
0.55
0.50
0.65
0.55
0.50
0.45
0.60
0.50
0.45
0.40
0.50
0.45
0.40
0.35
0.80
0.70
0.65
0.60
0.75
0.65
0.60
0.55
0.65
0.55
0.50
0.45
0.60
0.50
0.45
0.40
0.85
0.80
0.75
0.70
0.80
0.70
0.65
0.60
0.70
0.65
0.60
0.55
0.65
0.55
0.50
0.45
b. Berdasarkan data klimatologi setempat
Penentuan nilai kp dapat juga dilakukan dengan data klimatologi daerah setempat
menggunakan Persamaan (FAO 56, 2001).
kp  0,108  0,0286 u 2  0,0422 ln ( FET ) 
0,1434 ln ( RH
mean )  0,000631  ln( FET ) ln ( RH mean )
kp  0,61  0,00341 RH
2
mean
 0,000162 u 2 RH mean 
0,00000959 u 2 FET  0,00327 u 2 ln ( FET ) 
0,00289 u 2 ln (86.4 u 2 )  0,0106 ln (86,4 u 2 ) ln ( FET ) 
0,00063 (ln( FET ) ln (86,4 u 2 )
2
dimana:
kp
u2
RHmean
FET
: koefisien panci,
: kecepatan angin rata-rata unetu ketinggian 2 m (m/s),
: kelembaban raa-rata (%),
: jarak hamparan zona hijau dan kering pada penempatan panci evaporasi.
2). Metode Blaney Criddle
Perhitungan nilai evapotranspirasi dengan metode Blaney Criddle menggunakan
Persamaan (Sosrodarsono dan Takeda, 1977).
U=kxf
dimana :
U
k
t
p
f
: banyaknya evapotranspirasi bulanan (inchi),
: koefisien yang tergantung dari jenis tanaman,
f = (t+p)/100
: suhu udara rata-rata bulanan (0F),
: presentase jam siang bulanan dalam setahun (%),
: faktor pemakaian air komsumptif bulanan
3). Metode modifikasi Blaney-Criddle
K .P .( 45,7 t  813 )
U
100
K = Kt x kc
Kt = 0,0311 t + 0,240
dimana :
U
t
kc
p
: transpirasi bulanan (mm),
: suhu udara rata-rata bulanan ( 0 C ),
: koefisien tanaman bulanan,
: presentasi jam siang bulanan dalam setahun.
4). Metode Thornthwaite
berdasarkan suhu udara rata-rata bulanan,
standar bulan 30 hari dan penyinaran 12 jam.
Hubungan Evapotranspirasi dan suhu dapat
dilihat dalam Persamaan berikut ini.
e = c. ta
dimana :
e : evapotranspirasi potensial bulanan (cm/bln),
c dan a: koefisien yang tergantung dari tempat,
t : suhu udara rata-rata bulanan ( 0 C ).
5). Metode Penman
Metode Penman pada dasarnya
merupakan metode yang
mengkombinasikan atau menggabungkan
dua metode lain yang juga dikembangkan
untuk tujuan yang sama . Dua metode
yang digabungkan adalah metode
aerodinamik dan metode keseimbangan
energi ( Penman, 1956 dalam Chow dkk.,
1964 ).
5). Metode Penman
Persamaan metode Penman dapat dilihat dalam Persamaan
berikut.
ETo = c [W . Rn + (1 – W) f(u)( ea – ed )]
dimana
:
ETo : evaporasi tetapan,
c
: factor kompensasi akibat perubahan cuaca siang dan
malam,
W : factor angina,
Rn : pengaruh radiasi,
f(u) : fungsi yang berhubungan dengan kecepatan angin,
ea : tekanan uap air pada suhu rata-rata,
ed : tekanan uap air jenuh pada titik embun.
6). Metode Penman – Monteith
0 ,408  Rn  γ
ETo 
900
( T  273 )
U 2(es  ea )
  γ ( 1  0 ,34 U 2 )
dimana :
ETo
Rn
T
u2
es
ea


: evapotranspirasi acuan(mm/hari),
: radiasi netto pada permukaan tanaman (MJ/m2/hari),
: temperatur harian rata-rata pada ketinggian 2 m (oC),
: kecepatan angin pada ketinggian 2 m (m/s),
: tekanan uap jenuh (kPa),
: tekanan uap aktual (kPa),
: kurva kemiringan tekanan uap (kPa/oC),
: konstanta psychrometric (kPa/oC).
7). Metode Radiasi (Sosrodarsono dan
Takeda, 1977).
ETo = C ( W . Rs )
dimana :
ETo : evapotranspirasi ( mm/hari ),
Rs : radiasi matahari yang dinyatakan dalam evaporasi
equivalen (mm/hari),
W
: status faktor, untuk memasukkan pengaruh temperatur dan
ketinggian,
C
: suatu faktor penyesuaian, untuk memasukkan pengaruh
lengas udara dan keadaan angin siang hari.
Rs dihitung dengan rumus
Rs = ( 0,25 + 0,50 n/N) Ra
Harga n/N adalah perbandingan antara jam penyinaran matahari
yang benar – benar terukur dengan jam penyinaran maksimum
yang mungkin terjadi
CONTOH PERHITUNGAN ??
Trima kasih….