EVAPORASI

DifinisiDifinisi

Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan

evaporasievaporasi

Pengukuran evaporasiPengukuran evaporasi

Pendekatan evaporasiPendekatan evaporasi

Pendugaan evaporasiPendugaan evaporasi

Evaporasi merupakan peristiwa Evaporasi merupakan peristiwa perubahan air menjadi uap air yang perubahan air menjadi uap air yang bergerak dari permukaan tanah ke bergerak dari permukaan tanah ke udara. Perubahan wujud ini memerlukan udara. Perubahan wujud ini memerlukan energi sebesar 585 kalori untuk setiap energi sebesar 585 kalori untuk setiap gram air (Subramanya, 1985).gram air (Subramanya, 1985).

Difinisi

Linsley (1982), perubahan evaporasi Linsley (1982), perubahan evaporasi akan mempengaruhi perubahan akan mempengaruhi perubahan kandungan air atau neraca air suatu kandungan air atau neraca air suatu daerah aliran sungai, dan evaporasi ini daerah aliran sungai, dan evaporasi ini merupakan faktor kehilangan air merupakan faktor kehilangan air dalam neraca air. Oleh karena itu dalam neraca air. Oleh karena itu perlu analisis evaporasi dalam rangka perlu analisis evaporasi dalam rangka menjaga keseimbangan neraca air.menjaga keseimbangan neraca air.

Subramanya, 1985

i) perbedaan tekanan uap air jenuh dengan tekanan uap yang sesungguhnyaii) suhu udara dan air, iii) kecepatan udara, iv) tekanan atmosfer, v) kualitas air, vi) ketersediaan energi dalam yang tersimpan dalam air

Faktor2 yang mempengaruhi Kecepatan Evaporasi

Pengukuran evaporasiPengukuran evaporasi dilakukan dilakukan dengan panci yang berbentuk bulat dengan panci yang berbentuk bulat dan segi-empat, sedangkan dan segi-empat, sedangkan penempatan panci evaporasi penempatan panci evaporasi diletakkan diletakkan di atas tanahdi atas tanah, , ditenggelamkan dalam tanahditenggelamkan dalam tanah, , diapungkan pada permukaan air diapungkan pada permukaan air bebasbebas (danau, sungai atau massa air (danau, sungai atau massa air lainnya)lainnya)

Pengukuran evaporasiPengukuran evaporasi

Panci pengukur evaporasi tidak dapat menginter-Panci pengukur evaporasi tidak dapat menginter-presentasikan secara pasti dari model bangunan presentasikan secara pasti dari model bangunan penampung atau saluran air, karena:penampung atau saluran air, karena:

(a)(a)kandungan energi dalam dari tempat permukaan air kandungan energi dalam dari tempat permukaan air bebas tidak sama dengan panci pengukur,bebas tidak sama dengan panci pengukur,

(b)(b)perbedaan permukaan dari perlakuan lingkungan perbedaan permukaan dari perlakuan lingkungan terutama kecepatan angin,terutama kecepatan angin, dan dan

(c)(c)karakteristik pindah panas tidak samakarakteristik pindah panas tidak sama ------> ------> di atasi di atasi dengan pemakaian koefisien panci (cp)dengan pemakaian koefisien panci (cp) (Subramanya, (Subramanya, 1985)1985)

ECE pancipbebasairpermukaan

Panci evaporasi yang sering digunakan Panci evaporasi yang sering digunakan (Sri Harto, 1983) (Sri Harto, 1983)

(a)(a) Panci Evaporasi Kelas A, Panci Evaporasi Kelas A, (b)(b) Colorado Sunken Pan, Colorado Sunken Pan, (c)(c) US Bureau of Plant and Industry Sunken US Bureau of Plant and Industry Sunken

Pan, Pan, (d)(d) US Geological Survey Floating Pan. US Geological Survey Floating Pan.

Panci Kelas A, Cp = 0,6 s/d 0,8

Colorado Sunken Pan Cp = 0,75 s/d 0,86

US Bureau of Plant and Industry Sunken Pan, merupakan modifikasi dari Colorado

Sunken Pan dengan diameter 6 feet dan tinggi 3 feet, pemasangan sama dengan Colorado Sunken Pan dengan Cp = 0,90 s/d 0,94

US Geological Survey Floating Pan, panci jenis terapung pada permukaan bebas 900 mm x 450 mm dengan ditunjang oleh drum mengapung dengan ukuran 4,24 m x 4,87 m dengan Cp = 0,80 (pemasangan sulit)

Pendekatan EvaporasiPendekatan EvaporasiPada dasarnya dalam proses Pada dasarnya dalam proses evaporasi terjadi adanya dua evaporasi terjadi adanya dua mekanisme yaitu proses perpindahan mekanisme yaitu proses perpindahan energi dan proses perpindahan energi dan proses perpindahan massa udara, pendekatan evaporasi massa udara, pendekatan evaporasi dilakukan dengan :dilakukan dengan :

(1)(1) neraca airneraca air, , (2)(2) neraca energineraca energi, , (3)(3) aerodinamikaaerodinamika

Pendekatan neraca airPendekatan neraca air dilakukan dengan analisis neraca air dengan persamaan sebagai berikut:

E = (s1-s2) + I + P - O - Ogpersamaan yang sederhana, tetapi dalam praktek sukar menghasilkan data yang dapat dipercaya.

Pendekatan neraca energiPendekatan neraca energi merupakan perhitungan energi yang dibutuhkan untuk evaporasi dari perbedaan energi yang diterima dan dipantulkan kembali (sumber energi berasal dari radiasi matahari) Subramanya, 1985 dengan persamaan

Qn=Qc(1-r)-Qb+Qe+Qg+Qs+Qipemakaian metode ini cukup baik selama periode yang pendek, kesalahan yang terjadi lebih kecil dari 5% selama periode tujuh hari

Pendekatan aerodinamikaPendekatan aerodinamika berdasarkan atas perpindahan massa secara turbulen pada suatu lapisan batas antara permukaan air dengan udara, Linsley’s (hukum Dalton) dengan persamaan

E = (eo - ea)(a + bv)

Pendekatan ini cukup baik, tetapi sangat dipengaruhi oleh perubahan yang terjadi di atmosfer, terutama arah dan kecepatan angin.

Pendugaan EvaporasiPendugaan EvaporasiMetode Penman merupakan suatu metode Metode Penman merupakan suatu metode pendugaan evaporasi dengan gabungan dua pendugaan evaporasi dengan gabungan dua pendekatan, yaitu pendekatan neraca energi pendekatan, yaitu pendekatan neraca energi dan aerodinamika sebagai berikut:dan aerodinamika sebagai berikut:

an EQE0

E0 = E0 = evaporasi potensial (mm/hari)evaporasi potensial (mm/hari) = = kemiringan antara tekanan uap air jenuh dengan kemiringan antara tekanan uap air jenuh dengan suhu pada suhu rata2 suhu pada suhu rata2

udara (mmHg/°C) (Tabel 3.1)udara (mmHg/°C) (Tabel 3.1)Qn = Qn = radiasi netto (mm/hari) (hitung)radiasi netto (mm/hari) (hitung)Ea = Ea = parameter yang dipengaruhi kecepatan angin dan parameter yang dipengaruhi kecepatan angin dan perbedan kejenuhan perbedan kejenuhan

tekanan udara (hitumg)tekanan udara (hitumg) = = konstanta phychrometric chart = 0,49 mmHg/°Ckonstanta phychrometric chart = 0,49 mmHg/°C

merupakan fungsi dari suhu (Tabel 3.1)merupakan fungsi dari suhu (Tabel 3.1)Tabel 3.1. Karakteristik Tekanan Uap Air Jenuh

Suhu Tekanan UapAir Jenuh (ea)

Suhu Tekanan UapAir Jenuh (ea)

(mm Hg) (mm/C) (mm Hg) (mm/C)0 4,5886 0,3349 23 21,0668 1,27431 4,9335 0,3570 24 22,3739 1,34332 5,3010 0,3802 25 23,7514 1,4154

22 19,8271 1,2084 45 72,0754 3,7391

Qn (radiasi netto) dihitung berdasarkan persamaan pendekatan dengan beberapa asumsi, diperoleh persamaan sebagai berikut :

QnQn energi panas yg diterima oleh permukaan air energi panas yg diterima oleh permukaan air (mm/hari)(mm/hari)

Qa radiasi extraterrestrial di luar atmosfeer (mm/hari) Qa radiasi extraterrestrial di luar atmosfeer (mm/hari) (Lamp)(Lamp)

r albedo r albedo (Tabel 3.2)(Tabel 3.2)

n lama penyinaran nyata (jam) n lama penyinaran nyata (jam) (data)(data)

D lama penyinaran maksimum (jam) D lama penyinaran maksimum (jam) (Lamp)(Lamp)

konstanta Stefan-Boltzman = 2,01 x 10konstanta Stefan-Boltzman = 2,01 x 10-9-9 mm/hari mm/hari

T suhu absolut (Kelvin) T suhu absolut (Kelvin) (data)(data)

ea Tekanan Uap Air nyata (mmHg) ea Tekanan Uap Air nyata (mmHg) (hitung)(hitung)

D

neT

D

nrQQ aan 90,010,092,056,048,020,01 4

awa eeu

E

160135,0 2

Ea parameter yang merupakan fungsi kecepatan angin Ea parameter yang merupakan fungsi kecepatan angin dan perbedaan tekanan uap airdan perbedaan tekanan uap air

u2 kecepatan angin pada ketinggian 2 m (km/hari) u2 kecepatan angin pada ketinggian 2 m (km/hari) (data)(data)

ew tekanan uap air jenuh (mm Hg) ew tekanan uap air jenuh (mm Hg) (Tabel 3.1)(Tabel 3.1)

ea tekanan uap air nyata (mm Hg) ea tekanan uap air nyata (mm Hg) (hitung)(hitung)

Lama penyinaran nyata (jam) yang diukur dengan Lama penyinaran nyata (jam) yang diukur dengan shunshine Recorder Campbell Stokesshunshine Recorder Campbell Stokes

Kelembaban Udara Relatif, Rh = ea/ewx100%Kelembaban Udara Relatif, Rh = ea/ewx100% Kecepatan Angin pada ketinggian 2 m (jika kecepatan Kecepatan Angin pada ketinggian 2 m (jika kecepatan

angin tidak pada ketinggian 2 m, maka dilakukan faktor angin tidak pada ketinggian 2 m, maka dilakukan faktor koreksi (Tata Nama Kimatologi)koreksi (Tata Nama Kimatologi)

Lokasi di bumi (lintang) dan bulan, untuk menentukan Lokasi di bumi (lintang) dan bulan, untuk menentukan extrateressial radiasi extrateressial radiasi (Lamp.)(Lamp.)

Suhu rataSuhu rata22 udara. udara. (data)(data)

Metoda Penman memerlukan dataMetoda Penman memerlukan data22 sebagai sebagai berikut:berikut:

Metode Penman ini dapat dipergunakan untuk evaporasi Metode Penman ini dapat dipergunakan untuk evaporasi dan evapotranspirasi. Perhitungan evaporasi memakai dan evapotranspirasi. Perhitungan evaporasi memakai albedo untuk permukaan airalbedo untuk permukaan air

Contoh Soal :Contoh Soal :Stasiun PG. Semboro, Jember terletak 8°o17’ Lintang Selatan pada tanggal 14 April 2006 menunjukkan data sebagai berikut:

(a) suhu rata2 26,5 °C

(b) kelembaban Udara Relatif 80%

(c) kecepatan angin 55,8 km/hari

(d) lama penyinaran nyata 8,62 jam

(e) Panci Evaporasi kelas A 6,3 mm/hari

Bandingkan nilai evaporasi yang terjadi menurut Metode Penman dan Panci Evaporasi Kelas A dan simpulkan.

(1) Metode Penman berdasarkan data PG. Semboro, Jember terletak 8o °17’ Lintang Selatan cari Qa (Lamp A1) = . . . mm/hari, D (Lamp A2) = . . . jam, n/D = . . . , (hitung) ew (Tabel 3.1) = . . . mm Hg , (Tabel 3.1) = . . . mmHg/oC,

T (suhu mutlak) = . . . + . . . Kelvin, ea (berdasarkan RH) = . . . mm Hg, Ea (persamaan) = . . . mm/hari r (Tabel 3.2) = . . . Qn (persamaan) = . . . EO (persamaan) = . . . mm/hari

(2) Panci Evaporasi Kelas A(cari Koefisien panci = . . . ) EO (persamaan) = . . . mm/hari

Bandingkan (1) dan (2) dan simpulkan