Cara Menghitung Radiasi Total Harian Berdasarkan Data Pada ASRS

 

Automatic Solar Radiation Station (ASRS) BMKG yang terpasang pada Stasiun Klimatologi Kelas I Sumatera Selatan

Climate4life.info - Cara Menghitung Radiasi Total Harian Berdasarkan Data Pada ASRS

Daftar Isi

• Radiasi Matahari
• Bentuk-bentuk Radiasi Matahari
  • Energi Radiasi
  • Pancaran Radiasi (Radiant Flux)
  • Kerapatan Pancar Radiasi (Radiative Flux Density)
  • Irradiasi (Irradiance)
  • Emisi Radiasi
  • Intensitas Radiasi (Radiant Intensity)
  • Radians (Radiance)
• Automatic Solar Radiation Station (ASRS)
• Konteks Pengamatan Meteorologi
• Langkah-Langkah Menghitung Radiasi Total Harian
• Rata-Rata Radiasi Harian di Wilayah Tropis

Radiasi Matahari

Radiasi matahari merupakan salah satu unsur utama meteorologi yang sangat menentukan pola cuaca dan iklim di seluruh dunia.

Intensitas radiasi matahari yang mencapai atmosfer dan permukaan bumi menunjukkan jumlah energi yang menjadi ‘bahan bakar’ dari setiap fenomena cuaca dan iklim.

• Mengenal Pengamatan dan Jenis Radiasi Matahari
• Kalkulator Konversi Satuan Radiasi Matahari
• Kamus Online Istilah Meteorologi dan Klimatologi

Bentuk-bentuk Radiasi Matahari

Dalam ilmu fisika, radiasi matahari didefinisikan dalam beberapa jenis dengan satuan yang berbeda, bergantung pada konteks penggunaannya:

Energi Radiasi

Energi yang ditransfer melalui ruang dalam bentuk gelombang elektromagnetik atau kuanta. Satuannya Joule (J).

Pancaran Radiasi (Radiant Flux)

Jumlah energi radiasi yang diterima, diemisi atau ditransmisi per satuan waktu. Satuannya Joule/detik (J/s) atau Watt (W).

Kerapatan Pancar Radiasi (Radiative Flux Density)

Pancaran radiasi per satuan luas suatu permukaan yang berada tegak lurus terhadap sumber. Satuannya Joule/meter²/s (J/m²/s) atau Watt/meter² (W/m²).

Irradiasi (Irradiance)

Kerapatan pancar radiasi yang jatuh pada suatu luasan permukaan. Satuannya adalah Joule/meter²/s (J/m²/s) atau Watt/meter² (W/m²).

Dalam meteorologi, konsep irradiasi ini lebih sering digunakan berkaitan dengan incoming solar radiation (insolation), yaitu ukuran radiasi yang tiba pada satu satuan luas di permukaan bumi.

Emisi Radiasi

Pancaran radiasi yang diemisi oleh suatu luasan permukaan. Satuannya adalah Joule/meter²/s (J/m²/s) atau Watt/meter² (W/m²).

Intensitas Radiasi (Radiant Intensity)

Pancaran yang diradiasikan per satuan sudut tegak lurus dari suatu titik sumber. Satuannya adalah Watt/Steradian (W/sr).

Radians (Radiance)

Fluks radiasi yang dipancarkan, dipantulkan, ditransmisikan atau diterima oleh suatu permukaan, per satuan sudut padat per satuan luas yang diproyeksikan. Satuannya adalah Watt/meter²/Steradian (W/m²/sr).

Automatic Solar Radiation Station (ASRS)

Automatic Solar Radiation Station (ASRS) adalah alat pengukur radiasi matahari otomatis yang digunakan oleh BMKG.

Digunakan untuk mengetahui intensitas radiasi matahari yang jatuh pada permukaan bumi, baik secara langsung maupun tersebar melalui atmosfer. 

ASRS memberikan data penting bagi pengamatan cuaca dan iklim, serta aplikasi energi surya.

Jenis Sensor pada pada seperangkat ASRS:

• Pyranometer Diffuse (DHI): mengukur radiasi matahari yang diterima bumi secara tidak langsung.
  
  
• Pyranometer Global (GHI): mengukur radiasi total yang dipancarkan matahari dengan satuan W/m².
  
  
• Sensor Photosynthetic Active Radiation (PAR): mengukur radiasi aktif untuk fotosintesis dalam kisaran 400–700 nm.
  
  
• Sensor Net Radiation: mengukur keseimbangan antara radiasi masuk dan keluar dari permukaan bumi.
  
  
• Sensor Radiasi Ultraviolet (UV): mengukur sinar UV dalam kisaran panjang gelombang 100–400 nm (UVA, UVB, UVC).

Konteks Pengamatan Meteorologi

Setiap hari pada pukul 00 UTC atau 07 WIB, pengamat meteorologi harus melaporkan total radiasi matahari dalam satuan J/cm²/day periode 24 jam sebelumnya pada sistem pelaporan sinoptik.

Data dari ASRS tersedia dalam interval waktu 1 menit, dan nilai yang tercatat merupakan nilai sesaat (instantaneous value) atau dikenal sebagai solar irradiance, dengan satuan W/m².

Untuk itu diperlukan perhitungan untuk mengkonversi satuan dari W/m² menjadi J/cm²/day

Langkah-Langkah Menghitung Radiasi Total Harian

Karena output data ASRS yang tersedia merupakan rata-rata per menit (dalam satuan W/m²), maka setiap nilai mewakili rata-rata energi selama 60 detik.

Karena 1 watt = 1 joule/detik, maka setiap detik pembacaan ASRS dalam satuan W/m², nilai tersebut sudah setara dengan joule per detik per meter persegi (J/s/m²).

Untuk menghitung total radiasi harian dari data ASRS, ikuti panduan berikut:

1. Jumlahkan seluruh nilai GHI rata-rata per menit selama 1 hari (biasanya terdapat 1440 data).

   Contoh: hasil penjumlahan nilai rata-rata = 246.692,60 W/m².

2. Kalikan dengan 60 detik untuk mendapatkan total energi dalam satuan Joule per meter persegi:

   246.692,60 × 60 = 14.801.556 J/m²

3. Konversikan ke satuan J/cm²:

   14.801.556 × 0.0001 = 1.480,16 J/cm²/hari

Nilai ini menunjukkan total energi matahari langsung yang diterima pada permukaan per satuan luas dalam satu hari.

Rata-Rata Radiasi Harian di Wilayah Tropis

Sebagai gambaran, di wilayah tropis seperti Indonesia, nilai radiasi matahari total harian pada kondisi cuaca cerah berkisar antara 1.600 hingga 2.200 J/cm²/hari, dengan puncaknya terjadi pada musim kemarau.

Nilai ini akan menurun signifikan pada hari berawan atau hujan, dan bisa berada di bawah 1.000 J/cm²/hari.

Dengan perhitungan ini, pengamat atau analis meteorologi dapat mengubah data sesaat dari ASRS menjadi informasi radiasi total harian yang bermanfaat untuk analisis cuaca, pertanian presisi, perencanaan energi surya, serta studi perubahan iklim dan lingkungan.

Climate4life.info mendapat sedikit keuntungan dari penayangan iklan dan digunakan untuk operasional blog ini.

Jika menurut anda artikel ini bermanfaat, maukah mentraktir kami secangkir kopi melalu "trakteer id"?

Dukung Saya di Trakteer