Cahaya

Cahaya merupakan faktor lingkungan vital yang mempengaruhi sistem kehidupan pada jenjang populasi. Tanpa komponen radiasi matahari ini, begitu banyak jumlah organisme yang sudah dikenal itu tidak mungkin ada. Fungsi cahaya merupakan faktor ekologik yang bervariasi intensitasnya, panjang gelombangnya serta deviasi penyinarannya. Kadang-kadang cahaya dipandang sebagai komponen iklim utama, terutama bila iklim dikaitkan dengan jumlah jam penyinaran sinar surya dalam  kurun waktu tertentu (Wirakusumah,2003).

Intensitas cahaya paling penting dalam vegetasi, yang telah dipilih merupakan situasi dimana tanaman itu hidup yang responnya terhadap selang batas nilai cahaya tertentu. Manakala intensitasnya turun sehingga tidak mencukupi untuk keperluan metabolisme, sedangkan nilai cahaya telah melampaui (compensation point). Tingkat ini hanya didekati pada permukaan tanah di bawah tajuk yang tebal, dimana telah banyak terjadi intersepsi cahaya oleh lapisan terjal lebih atas. Intensitas cahaya juga dapat jatuh di bawah titik kompensasi pada hari-hari berawan, saat fajar da magrib dan di bawa permukaan iar dalam (Wirakusumah,2003).

Intensitas cahaya dapat diukur da dinyatakan dalam dua cara; dengan ukuran iluminasi atau energi sel-sel fotoelektrik suatu alat pengukur cahaya mengukur iluminasi itu. Dalam studi ekologi sekarang ini, pernyataan kuantitatif ini diganti dengan satuan kalori/cm² yang dikenal sebagai Langlei. Radiasi sinar matahari yang menyentuh permukaan planet bumi ini intensitasnya 2 gcal/ cm². Absorpsi oleh atmosper,awan dan uap udara mengurangi intensitas cahaya itu menjadi 1,3 gcal/ cm². Dari intensitas cahaya itu, 45% merupakan cahaya lembayung (visible sunlight) dengan jumlah yang sama radiasi inframerah dan 10% sinar ultra violet.

Karena cahaya sebagai energi memasuki sistem kehidupan walaupun secara terbatas sebetulnya ada sistem-sistem otogenik alamiah, intensitasnya meruoakan keoerluan utama dalam penentuan kadar energi yang diperlukan bagi suatu sistem yang dapat beroperasi. Intensitas cahaya juga mengendalikan aktivitas lokomotor pada banyak hewan-hewan kecil walaupun pada tumbuhan juga sangat terbatas. Radiasi yang diintersepsikan bumi dari sumber matahari yang meruoakan hal penting bagi sistem kehidupan di atas planet bumi ini berkisar diantara panjang gelimbang 400-760 milimikron yang dikenal sebagai sinar surya. Gelombang ini menyuplai energi untuk fotosintesis, sehingga menjadi penggerak segala ekosistem ototropik dan secara tidak langsung juga bagi ekosistem heterotropik (Wirakusumah,2003).

Energi matahari yang ditangkap oleh proses fotosintesis merupakan lebih dari 90% sumber energi yang dipakai oleh manusia untuk oemanasan, cahaya dan tenaga. Ganbar 2.1 akan menunjukkan sebaran pemakaian energi matahari oleh bumi dan atmosfer.

Ganbar di bawah ini menunjukkan sebaran pemakaian energi matahari oleh bumi dan atmosfer :

                                                            30% dipantulkan kembali secara langsung ke ruangan angkasa                  

                                                                                   

                                                                        46% diserap oleh atmosfer dan diubah menj

Cahaya merupakan faktor lingkungan vital yang mempengaruhi sistem kehidupan pada jenjang populasi. Tanpa komponen radiasi matahari ini, begitu banyak jumlah organisme yang sudah dikenal itu tidak mungkin ada. Fungsi cahaya merupakan faktor ekologik yang bervariasi intensitasnya, panjang gelombangnya serta deviasi penyinarannya. Kadang-kadang cahaya dipandang sebagai komponen iklim utama, terutama bila iklim dikaitkan dengan jumlah jam penyinaran sinar surya dalam  kurun waktu tertentu (Wirakusumah,2003).

Intensitas cahaya paling penting dalam vegetasi, yang telah dipilih merupakan situasi dimana tanaman itu hidup yang responnya terhadap selang batas nilai cahaya tertentu. Manakala intensitasnya turun sehingga tidak mencukupi untuk keperluan metabolisme, sedangkan nilai cahaya telah melampaui (compensation point). Tingkat ini hanya didekati pada permukaan tanah di bawah tajuk yang tebal, dimana telah banyak terjadi intersepsi cahaya oleh lapisan terjal lebih atas. Intensitas cahaya juga dapat jatuh di bawah titik kompensasi pada hari-hari berawan, saat fajar da magrib dan di bawa permukaan iar dalam (Wirakusumah,2003).

Intensitas cahaya dapat diukur da dinyatakan dalam dua cara; dengan ukuran iluminasi atau energi sel-sel fotoelektrik suatu alat pengukur cahaya mengukur iluminasi itu. Dalam studi ekologi sekarang ini, pernyataan kuantitatif ini diganti dengan satuan kalori/cm² yang dikenal sebagai Langlei. Radiasi sinar matahari yang menyentuh permukaan planet bumi ini intensitasnya 2 gcal/ cm². Absorpsi oleh atmosper,awan dan uap udara mengurangi intensitas cahaya itu menjadi 1,3 gcal/ cm². Dari intensitas cahaya itu, 45% merupakan cahaya lembayung (visible sunlight) dengan jumlah yang sama radiasi inframerah dan 10% sinar ultra violet.

Karena cahaya sebagai energi memasuki sistem kehidupan walaupun secara terbatas sebetulnya ada sistem-sistem otogenik alamiah, intensitasnya meruoakan keoerluan utama dalam penentuan kadar energi yang diperlukan bagi suatu sistem yang dapat beroperasi. Intensitas cahaya juga mengendalikan aktivitas lokomotor pada banyak hewan-hewan kecil walaupun pada tumbuhan juga sangat terbatas. Radiasi yang diintersepsikan bumi dari sumber matahari yang meruoakan hal penting bagi sistem kehidupan di atas planet bumi ini berkisar diantara panjang gelimbang 400-760 milimikron yang dikenal sebagai sinar surya. Gelombang ini menyuplai energi untuk fotosintesis, sehingga menjadi penggerak segala ekosistem ototropik dan secara tidak langsung juga bagi ekosistem heterotropik (Wirakusumah,2003).

Energi matahari yang ditangkap oleh proses fotosintesis merupakan lebih dari 90% sumber energi yang dipakai oleh manusia untuk oemanasan, cahaya dan tenaga. Ganbar 2.1 akan menunjukkan sebaran pemakaian energi matahari oleh bumi dan atmosfer.

Ganbar di bawah ini menunjukkan sebaran pemakaian energi matahari oleh bumi dan atmosfer :

                                                             30% dipantulkan kembali secara langsung ke ruangan angkasa                  

                                                                                   

                                                                        46% diserap oleh atmosfer dan diubah menjadi panas

                                                                 

                                                            23% diserap oleh bumi dan atmosfer dipakai untuk penguapan, pengendapan, angin dan sebagainya. Energi disimpan dalam bentuk air dan es.                  

Kurang dari 1% ditangkap oleh krorofil

Yang terdapat dalam tumbuhan hijau daun dan beberapa jasad untuk fotosintesis,dimana energi diubah menjadi energi kimia   (Wirakusumah,2003).

      

                                                        23% diserap oleh bumi dan atmosfer dipakai untuk penguapan, pengendapan, angin dan sebagainya. Energi disimpan dalam bentuk air dan es.                  

Kurang dari 1% ditangkap oleh krorofil

Yang terdapat dalam tumbuhan hijau daun dan beberapa jasad untuk fotosintesis,dimana energi diubah menjadi energi kimia   (Wirakusumah,2003).

CURAH HUJAN

A. Pendahuluan

Curah hujan ialah jumlah air yang jatuh pada permukaan tanah selama

periode tertentu bila tidak terjadi penghilangan oleh proses evaporasi, pengaliran dan peresapan, yang diukur dalam satuan tinggi. Tinggi air hujan 1 mm berarti air hujan pada bidang seluas 1m2 berisi 1 liter atau : 100 x 100 x 0,1 = 1 liter. Unsur-unsur hujan yang harus diperhatikan dalam mempelajari curah hujan ialah: jumlah curah hujan, hari hujan dan intensitas atau kekuatan tetesan hujan.

Air yang jatuh di atas permukaan tanah yang datar dianggap sama tinggi.

Volume air hujan pada luas permukaan tertentu dengan mudah dapat dihitung bila

tingginya dapat diketahui. Maka langkah penting dalam pengukuran hujan ditujukan

ke arah pengukuran tinggi yang representatif dari hujan yang jatuh selama jangka

waktu tertentu. WMO menganjurkan penggunaan satuan millimeter sampai ketelitian

0,2 mm. Dalam bidang klimatologi pertanian dilakukan pencatatan hujan harian

(jumlah curah hujan) setiap periode 24 jam dan jumlah hari hujan. Berdasarkan
pengertian klimatologi, satu hari hujan ialah periode selama 24 jam terkumpul curah
hujan setinggi 0,5 mm atau lebih. Apabila kurang dari ketentuan tersebut, maka hari
hujan dianggap nol meskipun curah hujan tetap diperhitungkan.

B. Peralatan dan Cara Pengamatan
Alat pengukur hujan secara umum dinamakan penakar hujan. Pada
penempatan yang baik, jumlah air hujan yang masuk ke dalam sebuah penakar
hujan merupakan nilai yang mewakili untuk daerah di sekitarnya. Kerapatan
penempatan penakar di suatu daerah tidak sama, secara teori tergantung pada tipe
hujan dan topografi daerah itu sendiri. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam
penempatan alat penakar hujan di ialah :
1. Penakar harus ditempatkan di suatu tempat yang terbuka, lintasan angin masih
horizontal.
2. Penakar hujan tidak boleh terlalu dekat dengan penghalang. Sehubungan
dengan hal ini WHO telah menetapkan jarak suatu pengahalang dari penakar
paling dekat ialah empat kali tinggi penghalang.
3. Kerapatan suatu penakar, hal ini penting karena suatu alat penakar hujan masih
dapat dipakai untuk luasan tertentu tergantung tipe wilayahnya. Misalnya untuk
wilayah datar maka kisaran luas minimum yang diwakili oleh sebuah penakar
hujan berkisar 600-900 km2, sedangkan untuk daerah pegunungan satu penakar
hanya dapat mewakili luasan sekitar 100 km2.
4. Tinggi mulut penakar dari permukaan tanah, semakin dekat dengan permukaan
tanah, maka kecepatan angin akan semakin berkurang. Jika mulut penakar
semakin tinggi maka tiupan angin akan bertambah besar sehingga jumlah air
yang tertampung akan semakin sedikit. Oleh karena itu perlu adanya tetapan
tinggi tertentu untuk meminimalisir pengaruh gangguan– gangguan luar seperti
angin dan percikan dari permukaan tanah.

Prinsip pengukuran hujan ialah mengukur tinggi air hujan yang jatuh pada
permukaan horizontal seluas mulut penakarnya. Sebagai pengindera, mulut penakar
harus terpasang horizontal. Mulut penakar harus berbentuk lingkaran yang kuat dan
tajam terbuat dari logam tak berkarat seperti kuningan, agarr diperoleh keseragaman
arah tangkapan. Penakar tidak boleh bocor, untuk menghindari penguapan maka
pemasukan air dari mulut ke dalam ruang penampung menggunakan pipa sempit.
Seluruh permukaan luar alat dicat warna putih warna metalik dan sambungan
dinding luar dibuat landai dengan sudut 1350, dengan tujuan untuk mengurangi
pengaruh pemanasan dari radiasi matahari.
Berdasarkan mekanismenya, penakar hujan dibagi dua golongan yaitu
penakar hujan tipe kolektor dan penakar hujan tipe perekam (otomatis).
1. Penakar Hujan Tipe Kolektor
Penakar hujan tipe ini hanya dapat menunjukkan tinggi hujan yang
terkumpul selama satu periode, tanpa diketahui perkembangan yang terjadi
selama peristiwa hujan berlangsung. Umumnya dilakukan pengukuran hujan
selama 24 jam yang dilaksanakan setiap pagi.

Penakar Hujan Observatorium
Jenis penakar ini merupakan yang umum digunakan ialah tipe
Ombrometer (tipe Observatorium). Penakar ini paling banyak digunakan di
stasiun klimatologi, yang terdiri dari corong (mulut penampung air hujan), yang
luasnya 100 cm2 dengan garis tengah luarnya ialah 11,3 cm. Bagian dasar dari
corong tersebut terdiri dari pipa sempit yang menjulur ke dalam tabung kolektor
dan dilengkapi dengan kran. Air yang ditampung dalam tabung kolektor dapat
diketahui bila kran dibuka kemudian air diukur dengan gelas ukur. Ada gelas
ukur yang mempunyai skala khusus, yaitu langsung dapat menunjukkan jumlah
curah hujan yang terjadi, tetapi apabila menggunakan gelas ukur biasa, maka
setiap 10 cm3 setara dengan curah hujan sebesar 1 mm.

Gambar 9. Penakar hujan ombrometer
2. Penakar Hujan Tipe Rekaman (otomatis)
Penakar hujan tipe ini dilengkapi dengan sistem perekam data yang
mengukur curah hujan secara otomatis. Jumlah hujan maupun perkembangan
hujan selama satu periode dapat diketahui dari grafik. Golongan penakar hujan
ini sering disebut Recording Rain Gauge atau Pluvlograf atau ombrograf. Alat ini
lebih lengkap dan lebih teliti karena disamping dapat mencatat jumlah curah
hujan, dapat pula diketahui jumlah hari hujan serta lamanya hujan dalam satu
hari, karena pada kertas pias sudah tercantum jumlah dan waktu hujan (jam
atau hari). Kertas pias diganti setiap minggu sekali.
Ada beberapa prinsip pada penakar tipe rekaman :
a. Prinsip Timbangan contohnya pada penakar type Bandix
b. Prinsip Pelampung, contohnya pada penakar type Hellman
c. Prinsip Bejana Berjungkat, contohnya pada penakar type Tipping Bucket
d. Disamping itu terdapat pula penakar hujan dan intensitas hujan berperekam
data, contohnya penakar intensitas hujan type Jardi.
Modul Praktikum Klimatologi 49
Gambar 10. Ombrograf type Hattory
Perekam Dengan Prinsip Pelampung
Alat ini terdiri dari corong penampung air hujan yang dihubungkan dengan
sebuah tabung yang didalamnya terdapat pelampung. Pada bagian ujung sebelah
atas pelampung dilengkapi dengan pena yang dapat bergerak bila pelampung
bergerak, baik naik maupun turun sesuai dengan jumlah hujan dapat diketahui.
Contohnya penakar hujan type Hellman .
Penakar tipe Hellman ini mempunyai kolektor yang memiliki daya tampung air
sebesar 20 mm. Apabila kolektor tersebut sudah penuh, maka air akan ditumpahkan
sampai habis melalui pipa pembuang dan bersamaan dengan itu pena akan turun
kembali sampai pada posisi nol. Skala pada kertas pias terdiri dari nol sampai 20 mm.
Cara menghitung jumlah curah hujan dalam sehari pada kertas pias ialah
sebagai berikut :
CH = Curah hujan dalam sehari (24 jam)
X = Frekuensi dicapainya curah hujan setinggi 20 mm
Y = Nilai akhir yang ditunjukkan pada skala yang ada pada kertas pias.
Pada setiap penggantian kertas pias baru, maka kedudukan pena harus
dikembalikan ke posisi nol dengan jalan menambahkan air ke dalam kolektor
sehingga mencapai hujan 20 mm.

tumbuhan C₃,C₄ dan CAM

Tumbuhan C₃
Tumbuhan C₃ seperti padi, jagung, kedelai merupakan kelompok terbesar dari tumbuhan dimana fiksasi karbon awal tejadi melalui Rubisko, enzim siklus calvin yang menambahkan CO₂ pada RuBP. Produk fiksasi karbon organic pertamanya adalah senyawa berkarbon tiga, 3-fosfogliserat.
Apabila hari bercuaca panas dan kering, tumbuhan C₃ akan menutup stomatanya sehingga kadar CO₂ akan mengurangi bahan siklus calvin. Kadar CO₂ dalam daun meningkat sehingga Rubisko menambahkan O₂ pada siklus calvin bukannya CO₂. hal tersebut disebabkan oleh afinitas Rubisko terhadap O₂ lebih tinggi dibandingkan CO₂. hasilnya adalah senyawa berkarbon dua akan dikeluarkan dari kloroplas. Mitokondria dan periksisom akan memecah molekul berkarbon dua menjadi molekul CO₂. proses ini disebut dengan fotorespirasi.
Fotorespirasi tidak menghasilkan ATP, dan tidak menghasilkan makanan. Pada kondisi lingkungan yang panas, kering dan terik produktivitas fotosintesis dan hasil panen tumbuhan C₃ akan menurun. Fotorespirasi merupakan perlindungan tumbuhan C₃ terhadap kerusakan yang disebabkan oleh terlalu banyaknya cahaya.

Tumbuhan C₄
Beberapa tanaman pertanian seperti tebuserta family rumput menggunakan jalur C₄ pada proses fotosintesisnya. Disebut dengan C₄ karena fiksasi karbon dilakukan sebelum siklus calvin dan membentuk senyawa berkarbon empat sebagai produk awal.
Tumbuhan C₄ merupakan adaptasi terhadap kondisi lingkungan yang panas dan kering. Seperti telah diuraikan bahwa pada kondisi tersebut stomata akan menutup. Akibatnya kadar CO₂dalam daun akan menurun, sedangkan kadar O₂ meningkat sehingga meningkatkan fotorespirasi. Pengurangan fotorespirasi dapat dilakukan oleh tumbuhan C₄ dengan melakukan dua tahap fiksasi CO₂. hal tersebut dapat dilakukan karena tumbuhan C₄ memiliki kloroplas tidak hanya pada sel mesofil tetapi juga sdi sel seludang-seludang pembuluh.
Sel mesofil tumbuhan C₄ mengandung molekul berkarbo tiga yang dikenal dengan nama phosphoenolpyruvate (PEP). CO₂ akan berikatan dengan PEP membentuk molekul berkarbon empat yaitu oxaloacetat (dinamakan tumbuhan C₄). Reaksi ini sangat spesifik hanya untuk CO₂. Kadar O₂ yang tinggi tidak mempengaruhi fiksasi karbon tersebut.
Oxaloacetat kemudian di transport ke sel seludang berkas pembuluh dan akan terurai serta melepaskan CO₂. Kadar CO₂ yang tinggi pada sel seludang menyebabkan terjadinya siklus C₃ secara normal. Molekul yang telah melepaskan CO₂ akan kembali ke sel mesofil dan dengan menggunakan ATP akan kembali menjadi molekul PEP yang siap mengikat CO₂.
Tumbuhan C₄ membutuhkan energi lebih banyak untuk membentuk glukosa dibandingkan tumbuhan C₃. tumbuhan C₄ akan bertahan pada musim panas dan kemarau, diman kandungan air sedikit.

Tumbuhan CAM
Adaptasi lainnya terjadi pada timbuhan sukulen, kaktus, nanas, dan beberapa family lain yang tumbuh pada tempat gersang. Tumbuhan ini membuka stomata pada malam hari dan menutupnya pada siang hari, berlawanan dengan perilaku pada tumbuhan lain. Tumbuhan gurun menutup stomatanya pada siang hari untuk mengurangi penguapan air, tetapi akibatnya CO₂ tidak dapat masuk. CO₂ diambil pada malam hari saat stomata terbuka dan dimasukkan keberbagai asam organik. Fiksasi karbon seperti disebut metabolism asam crassulase atau Crassalacean Acid Metabolism (CAM) karena ditemukan pertama kali pada tumbuhan tumbuhan family Crassulaseae.
CO₂ yang diambil pada malam hari dan dimasukkan ke dalam asam organik, dimpan di vakuola sel mesofil tumbuhan CAM. CO₂ tersebut akan dilepas dari asam organic ketika ada pasokan ATP dan NADP yang dihasilkan oleh reaksi terang. Kemudian CO₂ akan masuk kedalam sel siklus calvin dan membentuk gula dan kloroplas.
Perbedaan antara CAM dengan C₄ yaitu pada tumbuhan C₄ fiksasi karbon dipisahkan secara structural dari siklus calvin. Sementara pada tumbuhan CAM kedua langkah itu terjadi pada waktu yang berbeda. Kesamaan tumbuhan C₃, C₄, dan CAM adalah menggunakan siklus calvin untuk membuat gula dari karbondioksida.

ekologi cinta disini

kelompok sembilan
ekologi cinta