pokok bahasan agroklimatologi

I. Pendahuluan

II. Cuaca dan Iklim

III. Unsur-unsur cuaca dan pengaruh cuaca terhadap tanaman, tanah, dan OPT

IV. Iklim Indonesia (Tropis)

V. Klasifkasi (pengkelasan) Ikllim

VI. Pengelolaan Cuaca (iklim)

VII. Pranata Mangsa

VIII. Perubahan iklim dan dampaknya pada bidang pertanian

IX. Peranan pemodelan dalam Pengelolaan Sitem Pertanian

POKOK BAHASAN AGROKLIMATOLOGI

1. Variabilitas iklim dan Perubahan Iklim Iklim bisa bervariasi dan juga berubah

Climate variability refers to observed in the climate record in periodes when the state of climate system is not showing change. If the climate state change, usually characterized by a shift in means, the frequency of formerly rare events on the side to which the mean has shifted might occur more frequently with increasing climate variablity. El Nino, La Nina

Climate change is a movement in the climate system bicause of internal changes within the climate system or in the inter-action of its component, or because of changes in external forcing either by natuaral factors or antrophogenic activities (International Panel on Climate Change, IPCC)

IV. PERUBAHAN IKLIM (PI)

Apa maksud perubahan Iklim (PI) ?Perubahan = hasil penggeseran pola dari pola (kedudukan) lama yang sudah mantap ke pola baru.Iklim = keadaan yang mencirikan atmosfer pada suatu daerah dalam jangka waktu yang cukup lama, yaitu 30 tahun. Isinya tentang kondisi rata-rata unsur cuaca, fluktuasi terhadap rata-ratanya, keadaan ekstrimnya dan frekwensinya.

Dari rekaman waktu yang lampau iklim tadaklah tetap (beru-bah). Perubahannya berlangsung pada sekala waktu dengan kisaran yang lebar yaitu sekala waktu geologis (jutaan tahun) dan historis (ribuan, ratusan, dan pupuhan tahun).

Perubahan iklim yang mengawatirkan adalah perubahan iklim yang berdampak besar terhadap kehidupan manusia, dan perekonomian negara

IV. PERUBAHAN IKLIM (PI) …

PI adalah sering munculnya cuaca yang ekstrem (rendah atau tinggi) secara konsinten yang melebihi frekwensi normalnya (Boer, 1999). Climate change is a movement in the climate system bicause of internal changes within the climate system or in the inter-action of its component, or because of changes in external forcing either by natuaral factors or antrophogenic activities (International Panel on Climate Change, IPCC)

Unsur iklim ada 7 ! Unsur iklim yang mana yang digunakan

untuk menyatakan telah terjadi PI?

Unsur iklim yang digunakan adalah unsur iklim yang ber-dampak besar terhadap kehidupan manusia, dan perekono-mian suatu negara Suhu dan curah hujan

PERUBAHAN IKLIM (PI) …..

.

Suhu dan Hujan

Unsur iklim yang berubah?

Radiasi Mthr.

Suhu

Penguapan Tek Udara Angin

Kelembaban udara

Awan dan hujan

Iklim

Suhu rata-rata bulan terdingin suatu daerah berubah dari15 oC menjadi 20 oC, maka terjadi perubahan iklim menurut Koppen.

Iklim Berubah dari Iklim C menjadi A .

Evapotranspirasi tahunan rata-rata < curah hujan tahunan rata-rata Surplus air.

Semula Iklim B berubah menjadi A

Dst.

Contoh Iklim Berubah

El Nino/Shouthern Oscillation (ENSO) = warm eventENSO lemah : 1x/3 thENSO kuat : 1x/8-11 th

La Nina = cold event

NAO (Northern Atlanthic Oscillation)

Contoh varaibilitas iklim

Fm= m/(n +1)

Rata-rata

Variasi iklim?Perubahan iklim?

1879

1941

El-Nino, La Nina, NAO

A Suhu rata-rata bulan terdingin > 18oC . Isoterm musim dingin 18 oC adalah kritis untuk hidup tetumbuhan tropis tt. CH tahunan > Et tahunan

B Evapotranspirasi tahunan rata-rata > curah hujan tahunan rata-rata Defisit air

C Suhu rata-rata bulan terdingin antara -3 dan18 oC. Bulan terpanas >10oC. Isoterm musim panas 10 oC berkorelasi dengan batas ke arah kutub dari pertumbuhan pohon dan isoterm -3 oC menujukkan batas ke arah khatu-listiwa

D Suhu rata-rata bulan terdingin di bawah -3 oC dan bulan terpanas mem-punyai rata-rata > 10oC.

E Suhu rata-rata bulan terpanas < 10 oC. Bulan terpanas dari ET mempu-nyai suhu rata-rata antara 0 dan 10 oC. Bulan terpanas EF mempunyai suhu rata-rata < 0 oC

Contoh perubahan iklim dalam Sistem Koppen (1900)

CH bulanan dibedakan menjadi:1. Bulan basah (BB), bulan dengan CH bulanan rata-rata

>200 mm2. Bulan lembab (BL) bulan dengan CH bulanan rata-rata

antara 100 dan 200 mm3. Bulan kering (BK), bulan dengan CH bulanan rata-rata

< 100 mmPengelompokkannya menggunakan panjang periode bulan basah dan bulan kering berturut-turut. Struktur penglompokkan dibuat 5 tipe utama dan 4 subdivisiTipe utama dibedakan atas dasar jumlah bulan basah berturutan.

Contoh perubahan dalam sistem Oldeman …

Tipe utama Σ BB berturutanA >9B 7-9C 5-6D 3-4E 0-2

Subdivisi dibedakan atas dasar jumlah bulan kering berturutan

Gabungan antara tipe utama dan subdivisi terdapat 18 daerah (zona) agroklimat, iaitu A1, A2, B1, B2, B3, C1, C2, C3, C4, D1, D2, D3, D4, E1, E2, E3, dan E4.

Contoh perubahan dalam sistem Oldeman …

Sub-divisis Σ BK berturutan1 < 22 2-33 4-64 > 6

Penyebab dari : A. luar sistem iklim (external) dan B. dalam sitem iklim (internal )

A. Penyebab dari luar sistem iklim (external system)1. Perubahan jumlah radiasi matahri yang diterima

di puncak atmosfer.

a. Perubahan akibat bumi mengitari mathari (1) ragam eksentris

(2) presisi equinox (3) kemiringan sumbu bumi

b. Keluaran matahari Daur Sun spot 11, 22, 44 tahunan

Penyebab perubahan iklim

atmosfer Biosfer litosfer

Hidrosfer

kriosfer

Internal

Eksternal

Biosfer

B. Penyebab dari dalam sistem iklim (internal system)1. Peningkatan konsentrasi gas rumah kaca (GRK) H2O, CO2

pada atmosfer.

Sebelum era industrialisasi CO2 280 ppm(v/v) akhir abad 20 CO2 365 ppm (v/v), peran CO2 70 % GRK

a. Dari Litosfer letusan gunung apib. Dari Biosfer kegiatan manusia

-mesin industri (di darat,perair,udara) Pembakaran BBM -mobil dan motor -truk dan traktor -penebangan hutan -pembakaran hutan

-pengolahan tanah -produksi semen c. Dari Hidrosfer mineralisasi (anaerob)

Penyebab perubahan iklim…

Pembukaan lahan

Dari Litosfer . Air, SO2, CO2, debu

Solfatara, air, CO2, debu dll..

B. Penyebab dari dalam sistem iklim (internal system)2. Peningkatan konsentrasi gas rumah kaca (GRK) CH4

(metana) pada atmosfer. CH4 menyokong 20 % GRK, kenaikkannya 1/100 x CO2,

selama 200 th terakhir gas metan naik 145 %, praindustri 0,07 ppm sekarang 1,74 ppm, kenaikan 1 %/th, waktu huni 12 thn.

O3 + UV O2 + O O + H+ OH-

CH4 + OH- === CO + 5H2O CO + OH- === CO2 + H+

Sumber gas CH4 : a. Dari Litosfer ladang minyak dan gas LPG dan LNG

b. Dari Biosfer kegiatan manusia - sawah (tergenang) - peternakan (ruminansia) - aspal

- rayap c. Dari Hidrosfer rawa-rawa (yang tidak tersiram air laut)

Penyebab perubahan iklim …

B. Penyebab dari dalam sistem iklim (external system)3. Peningkatan konsentrasi gas rumah kaca (GRK) N2O

pada atmosfer. Kandungan N2O 275 (pra industr) - 310 ppb(v/v) (1994), kenaikkannya 0,25 %/th, waktu huni 120-150 thn.

Sumber N2O a. Dari Litosfer ladang minyak dan gas LPG dan

LNG

b. Dari Biosfer kegiatan manusia - sawah (pemupukan N) - peternakan - pembakaran vegetasi

- emisi industri

Penyebab perubahan iklim …

B. Penyebab dari dalam sistem iklim (external system) 1. Peningkatan konsentrasi gas rumah kaca (GRK) CFC

(Chloro Fluoro Carbon), penyerap UV-B (λ:280-320 nm)

pada stratosfer. Kandungan CFC 0 (pra industri) menjadi 0,105 % , waktu huni 102 thn. Sumber CFC: a. Cairan pendingin (freon, semprot rambut)

Penyebab perubahan iklim …

CO2

CH4

N2O

Efek rumak kaca (ERK) ….

0,50,1 105 50 100 500

tampakUV

Infra merah

radio

µm

1000

mer, ji, ku, hi, bi, vi

1

λ 4-7 µm Diserap uap air

λ 12,5-17 µm Diserap CO2

λ 7-12,5 µm Daerah pelepasan radiasi panas

(= Jendela atmosfer)Diserap oleh N2O, CFC, CH4, O3

1mm=103µm = 106 nm

λ maksimum = 2897/Ts μm

IM

GRK

1. Perubahan suhu udara Secara global terjadi kenaikan suhu udara rata-rata 0,7 oC Di Asia 2,9 oC/100 th

Di Timur Tengah 1,3 oC selama 103 tahun Di Australia 0,7 oC/100 th Di Eropa 0,8 oC/100 th

2. Perubahan Curah hujanPerubahannya sangat ragam.

Di Amerika Utara meningkat 70 mm/th selama 50 thPeningkatan terjadi di Northeastern and Westtern Coastal

region Di Mexico dan Amerika tengah terjadi penurunan CH

Di Asia CH meningkat. Di Pakistan tercatat meningkatDi Asia sub-tropik terjadi penurunan CHDi Eropa CH naik antara 10-40 % Di Artika terjadi kenaikkan CHDi Australia CH naik 6 % sejak 1910.

Dampak Efek RK

3. Pengurangan salju dan penutupan padang es di belahan utara sudah terdeteksi sejak 1987 terutama pada musim semi (spring). Penyebabnya adalah penurunan albedo permukaan regional (energi banyak masuk ke perairan). Konsekuensinya suhu udara meningkat pada musim winter (panas) pada wilayah lintang tengah.

4. Perubahan pemukaan lahan (bumi) oleh penebangan hutan (aforestation or deforestation) meningkatkan albedo permukaan regional dan menurunkan kekasaran aerodinamis udara.

Peningkatan albedo (energi ke udara) meningkatkan suhu udara Penurunan kekasaran aerodinamis meningkatkan transfer energi, air, dan materi yang lain .

Efek RK …..

5. Perubahan HidrologiTebal laut es menipis 40 % dalam waktu 20-40 tahun di

Artika (KU), dengan kecepatan penipisan tsb. 7 %/10 thGletser di Amerika Selatan menurun drastis dalam 10 thn

terakhirGletser di Peru 1968 -1994 penutupannya turun 20 %Gletser di Peg. Himalaya juga meleleh penutupan

menyempit

6. Vegetasidi daerah pegunungan sebaran vegetasi ke arah menaiki

lereng, karena menghangat

Dampak Efek RK

7. Perubahan Pertanian

-pemanjangan musim pertumbuhan pada lintang tinggi, -perubahan produksi,

-penyebaran hama dan penyakit

8. Hewan

Dampak Efek RK

Dampak utama PI pada pertumbuhan tanaman bersumber dari pengaruh:

1. Suhu udara, 2. kelengasan, 3. ozon, 4. radiasi UV, 5. kadar CO2, 6. Hama dan penyakit

Pengaruh suhu udara bersama dengan peningkatan kadar CO2 meningkatkan produksi fotosintesis.

Peningkatan kadar CO2 meningkatkan produksi bebijian (Horie et al., 1996). Ada yang menyangsikan hasil penelitian ini. Matthewes et al. (1995) bahwa dampak peningkatan suhu udara dan kadar CO2 di Banglades, Indonesia, Malaysia, Myanmar, Philippina, Korea Selatan dan Thailan meningkat-kan hasil fotosintesis .

Dampak PI terhadap Tanaman

1. Pembukaan lahan ? bahan organik dan bahan organik tanah (gambut) == mineral + CO2 (aerob = oksidatif) >>>> (penurunan gambut)

2. Penggenangan tanah + penggunaan ppk Org. Bahan organik CH4 + CO2 (anaerob = reduktif)

3. Penggunaan pupuk N?CO(NH2)2 + H+ + 2H2O 2NH4

+ + HCO3=

(urea) NH4+ NH3 + H

NH4 + O2 NO3- + H2O + 2H+

NO3 NO2 NO N2O N2

4. Mekanisasi?

Penggunaan Bahan bakar minyak dan gas CO2 dan N2O

Peran Pertanian memasok GRK

anaerobik

Pembukaan lahan ?

Penggenangan tanah + penggunaan ppk Org.

Penggunaan pupuk N?

Mekanisasi?

Upaya Pertanian menurunkan GRK

Atas perhatiannnya

Terima kasih

Fm= m/(n +1)

. Unsur iklim Suhu dan Curah Hujan

Unsur iklim yang berubah?

Radiasi Mthr.

Suhu

Penguapan Tek Udara Angin

Kelembaban udara

Awan dan hujan

Iklim