Suhu di permukaan bumi menggambarkan pengaruh radiasi netto (radiatif) yang dimodifikasi oleh aliran energi lain (non radiatif).
Radiasi netto :
Q* = (K↓ - K↑) + (L↓ - L ↑) = (1 – A) K↓ + (1 – ε) L↓
Q* = radiasi netto
K = arus gelombang pendek (dari matahari)
L = arus gelombang panjang (hasil pancaran balik)
A = albedo (daya pantul)
ε = emisivitas (daya pancar)
Hubungan energi dan suhu
Pada saat benda menyerap energi, suhu benda meningkat
∆E = ρc ∆T
∆E = perubahan energi
ρ = kerapatan benda
c = panas spesifik
∆T = perubahan suhu
Arus energi non radiatif
Q* = H + LE + G
H = arus panas terasa ke udara
LE = arus panas laten ke udara
G = arus panas kedalam tanah
Panas terasa:
- mengalir dari suhu tinggi ke rendah
- terjadi karena udara yang kontak dengan permukaan tanah yang panas, sehingga memuai dan naik
Panas laten
- berhubungan dengan pergerakan molekul uap air`dan pertukarannya
- terjadi karena penguapan(evaporasi) dan pengembunan (kondensasi)
Panas ke lapisan tanah
- terjadi karena konduksi atau konveksi kalau mengandung air
Ke stabilan suhu terjadi karena ada keseimbangan antara berbagai arus energi
Pagi hari :
- suhu permukaan mulai meningkat waktu radiasi netto positip. Permukaan lebih panas dari udara, terjadi arus panas terasa ke udara
- Kalau di permukaan ada air, energi juga mulai menguapkan air
- Energi panas juga mulai dialirkan ke lapisan bawah tanah
Terjadilah keseimbangan
Keseimbangan berubah bila:
- terdapat aliran udara yang membawa panas dari tempat lain. Arus panas berbalik dari udara ke permukaan bumi
- kalau tanah dalam keadaan kering sehingga tidak ada arus panas laten
Malam hari :
- Radiasi netto menjadi negatif, pendinginan secara radiatif mendominasi
- Arus non radiatif (dari dalam tanah dan hasil pengembunan) mulai menuju permukaan bumi Kembali terjadi keseimbangan
Secara umum:
Perpindahan energi non-radiatif cenderung meminimalkan perubahan suhu harian yang mungkin akan sangat besar jika hanya merupakan hasil pertukaran energi radiatif saja
Perbedaan suhu daratan dan lautan
Jumlah kapasitas konduktif udara – tanah 7 sedangkan udara – air 0.14 → selang suhu tanah 50 x air
Permukaan tanah memanas dan mendingin dengan lebih cepat
Tanah memiliki selang suhu yang lebih besar daripada permukaan air
Perbedaan disebabkan oleh panas laten jika ada evaporasi dan oleh kehadiran angin yang memindahkan panas
Pola suhu harian
Titik minimum terjadi awal pagi hari sebelum matahari terbit, maksimum terjadi beberapa waktu (jam 14.00) sesudah puncak matahari (jam 12.00) dan radiasi netto tercapai
Ketertinggalan suhu pada siang hari terutama sebagai akibat keseimbangan radiasi netto datang dan pergi
- matahari terbit : sejumlah besar radiasi dibutuhkan untuk memanaskan tanah dan tanaman. Sebelum permukaan menjadi hangat tidak terjadi arus panas terasa keudara
Profil vertikal di atmosfir
Panjang gelombang radiasi yang mencapai bumi
- diatas ketinggian 80 km λ < 0.2 µm diserap oksigen
- pada ketinggian 20 – 50 km λ antara 0.2 – 0.3 µm diserap ozon
- yang akhirnya mencapai permukaan bumi λ > 0.3 µm
Tidak ada komentar:
Posting Komentar