- Anemometer
Kecepatan atau kecepatan angin diukur
dengan anemometer cup, instrumen dengan tiga atau empat logam berlubang
kecil belahan ditetapkan, sehingga mereka menangkap angin dan berputar
tentang batang vertikal. Sebuah catatan perangkat listrik revolusi dari
cangkir dan menghitung kecepatan angin. The anemometer kata berasal dari
kata Yunani untuk angin, “anemos.”
Mekanikal Anemometer
Pada 1450, seni Italia arsitek Leon
Battista Alberti menemukan anemometer mekanis pertama. Alat ini terdiri
dari sebuah disk ditempatkan tegak lurus terhadap angin. Ini akan
memutar dengan kekuatan angin, dan dengan sudut kemiringan disk kekuatan
angin sesaat menunjukkan itu sendiri. Jenis anemometer yang sama
kemudian kembali ditemukan oleh Inggris Robert Hookeyang sering keliru
dianggap sebagai penemu pertama anemometer. Bangsa Maya juga membangun
menara angin (anemometers) pada saat yang sama seperti Hooke. kredit
referensi lain Wolfius sebagai re-inventing anemometer di 1709.
Piala hemispherical Anemometer
The cup anemometer hemispherical (masih
digunakan sampai sekarang) diciptakan pada tahun 1846 oleh peneliti
Irlandia, John Thomas Romney Robinson dan terdiri dari empat cangkir
hemispherical. Cangkir diputar horizontal dengan angin dan kombinasi
roda mencatat jumlah revolusi pada waktu tertentu. Ingin membangun
sendiri anemometer cup hemispherical
Sonic Anemometer
Sebuah anemometer sonik menentukan
kecepatan dan arah angin sesaat (turbulensi) dengan mengukur berapa
banyak gelombang suara perjalanan antara sepasang transduser yang
dipercepat atau diperlambat oleh pengaruh angin. The anemometer sonik
ditemukan oleh ahli geologi Dr Andreas Pflitsch pada tahun 1994.
Wind Komputer “Wicom”
Pada tahun 1986, komputer angin pertama “Wicom” dilahirkan.
Fungsi Anemometer
Pengamatan unsur-unsur cuaca dan iklim
memerlukan alat-alat meteorologi yang bersifat peka, kuat, sederhana dan
teliti. Ditinjau dari cara pembacaannya, alat meteorologi terdiri atas
dua jenis, yaitu:
1.Recording yaitu alat yang dapat
mencatat data secara terus-menerus, sejak pemasangan hingga pergantian
alat berikutnya. Contoh : barograf dan anemograf.
2.Non recording yaitu alat yang digunakan
bila datanya harus dibaca pada saat-saat tertentu untuk memperoleh
data. Contoh: barometer, ermometer dan anemometer.
Anemometer adalah alat yang digunakan
untuk mengukur arah dan kecepatan angin. Satuan meteorologi dari
kecepatan angin adalah Knots (Skala Beaufort). Sedangkan satuan
meteorologi dari arah angin adalah 0o – 360o serta arah mata angin.
3. Prinsip Kerja
Mengukur Kecepatan dan Arah Angin
Angin adalah gerakan atau perpindahan
masa udara pada arah horizontal yang disebabkan oleh perbedaan tekanan
udara dari satu tempat dengan tempat lainnya. Angin diartikan pula
sebagai gerakan relatif udara terhadap permukaan bumi, pada arah
horizontal atau hampir horinzontal. Masa udara ini mempunyai sifat yang
dibedakan antara lain oleh kelembaban (RH) dan suhunya, sehingga dikenal
adanya angin basah, angin kering dan sebagainya. Sifat-sifat ini
dipengaruhi oleh tiga hal utama, yaitu (1) daerah asalnya dan (2) daerah
yang dilewatinya dan (3) lama atau jarak pergerakannya. Dua komponen
angin yang diukur ialah kecepatan dan arahnya.
Lamanya pengamatan maupun data hasil
pencatatan biasanya disesuaikan dengan kepentingannya. Untuk kepentingan
agroklimatologi umumnya dicari rata-rata kecepatan dan arah angin
selama periode 24 jam (nilai harian). Berdasarkan nilai ini kemudian
dapat dihitung nilai mingguan, bulanan dan tahunannya. Bila dipandang
perlu dapat dilakukan pengamatan interval waktu lebih pendek agar dapat
diketahui rata-rata kecepatan angin periode pagi, siang, dan malam.
A. Kecepatan Angin
Kecepatan angin adalah jarak tempuh angin
atau pergerakan udara per satuan waktu dan dinyatakan dalam satuan
meter per detik (m/d), kilometer per jam (km/j), dan mil per jam (mi/j).
Satuan mil (mil laut) per jam disebut juga knot (kn); 1 kn = 1,85 km/j =
1,151mi/j = 0,514 m/d atau 1 m/d = 2,237 mi/j = 1,944 kn. Kecepatan
angin bervariasi dengan ketinggian dari permukaan tanah, sehingga
dikenal adanya profil angin, dimana makin tinggi gerakan angin makin
cepat. Kecepatan angin diukur dengan menggunakan alat yang disebut
Anemometer atau Anemograf.
Ada beberapa beberapa tipe Anemometer , yaitu :
a. Anemometer dengan tiga atau empat mangkok
Sensornya terdiri dari tiga atau empat
buah mangkok yang dipasang pada jari-jari yang berpusat pada suatu sumbu
vertikal atau semua mangkok tersebut terpasang pada poros vertikal.
Seluruh mangkok menghadap ke satu arah melingkar sehingga bila angin
bertiup maka rotor berputar pada arah tetap. Kecepatan putar dari rotor
tergantung kepada kecepatan tiupan angin. Melalui suatu sistem mekanik
roda gigi, perputaran rotor mengatur sistem akumulasi angka penunjuk
jarak tiupan angin. Anemometer tipe “cup counter” hanya dapat mengukur
rata-rata kecepatan angin selama suatu periode pengamatan. Dengan alat
ini penambahan nilai yang dapat dibaca dari satu pengamatan ke
pengamatan berikutnya, menyatakan akumulasi jarak tempuh angin selama
waktu dari kedua pengamatan tersebut, sehingga kecepatan anginnya adalah
sama dengan akumulasi jarak tempuh tersebut dibagi lama selang waktu
pengamatannya.
Jenis anemometer menurut kecepatan terdiri dari :
•Anemometer piala
•Anemometer kincir angin
•Anemometer laser Doppler
•Anemometer sonik
•Anemometer bola pingpong
•Anemometer hot-wire
Jenis anemometer mnurut tekanan terdiri dari :
•Anemometer piring
•Anemometer tabung
b. Anemometer propeler
Anemometer ini hampir sana dengan anemometer di atas, bedanya hanya mangkoknya terpasang pada poros horizontal.
c. Anemometer tabung bertekanan.
Kerja Anemometer ini mengikuti prinsip
tabung pitot, yaitu dihitung dari tekanan statis dan tekanan kecepatan
Sehubungan dengan adanya perbedaan kecepatan angin dari berbagai
ketinggian yang berbeda, maka tinggi pemasangan anemometer ini biasanya
disesuaikan dengan tujuan atau kegunaannya. Untuk bidang agroklimatologi
dipasang dengan ketinggian sensor (mangkok) 2 meter di atas permukaan
tanah. Untuk mengumpulkan data penunjang bagi pengukuran penguapan Panci
Kelas A, dipasang anemometer setinggi 0,5 m. Dilapangan terbang
pemasangan umumnya setinggi 10 m. Dipasang didaerah terbuka pada pancang
yang cukup kuat. Untuk keperluan navigasi alat harus dipasang pada
jarak 10 x tinggi faktor penghalang seperti adanya bangunan atau pohon.
Sebagian besar Anemometer ini umumnya tidak dapat merekam kecepatan
angin dibawah 1 atau 2 mi/j karena ada faktor gesekan pada awal putaran.
B. Arah Angin
Yang dimaksud dengan arah angin adalah
arah dari mana tiupan angin berasal. Bila angin itu datang dari Selatan,
maka arah anginnya adalah Utara, datangnya dari laut, dinyatakan angin
laut. Arah angin untuk angi di daerah permukaan biasanya dinyatakan
dalam 16 arah kompas yang dikenal dengan istilah Wind Rose, sedangkan
untuk angin di daerah atas dinyatakan dengan derajat dimulai dari arah
Utara bergerak searah jarum jam sampai di arah yang bersangkutan. Bila
tidak ada tiupan angin maka arah angin dinyatakan dengan kode 00 dan
bila angin berasal dari titik utara dinyatakan dengan 3600. Arah angin
tiap saat dapat dilihat dari posisi panah angin (Wind Vane), atau dari
posisi kantong angin (Wind Sack). Pengamatan dengan kantong umumnya
dilakukan dilapangan terbang. Untuk dapat memberikan petunjukan arah
yang lebih mudah dilihat maka panah angin dihubungkan dengan sistem
aliran listrik sehingga posisi panah angin langsung ditunjukan oleh
jarum pada kotak monitornya. Perkembangan lebih lanjut dari sistem ini
menghasilkan rekaman pada silinder berpias. Panah angin umumnya dipasang
bersama dengan mangkok anemometer dengan ketinggian 10 meter.
2. Campbell Stokes
Radiasi adalah suatu bentuk energi yang
dipancarkan oleh setiap benda yang mempunyai suhu di atas nol mutlak,
dan merupakan satu – satunya bentuk energi yang dapat menjalar di dalam
vakum angkasa luar. Radiasi matahari yang jatuh ke bumi ini disebut
insolasi. Hampir 99 % energi radiasi matahari berada di daerah gelombang
pendek, yaitu antara 0,15 um dan 4,0 um, sehingga radiasi matahari
dinamakan pula radiasi gelombang pendek.
Radiasi matahari dalam perjalanannya
melewati atmosfer menuju permukaan bumi mengalami penyerapan (absorpsi),
pemantulan, hamburan dan pemancaran kembali atau reradiasi.
Radiasi matahari yang jatuh biasanya
ditaksir dengan menggunakan alat perekam penyinaran matahari yaitu
dengan Campbell Stokes. Alat ini mengukur durasi atau lamanya penyinaran
matahari yang cerah dan terdiri dari sebuah bola pejal yang terbuat
dari gelas. Sinar matahari akan di fokuskan atau dipusatkan oleh bola
gelas tadi pada sutu kertas tebal yang peka dan khusus. Pias yang
berskala pada jam ini dipasang pada logam berbentuk setengah mangkok
yang konsentris dengan bola gelas tersebut. Sinar matahari yang
difokuskan pada pias akan membakar dan meninggalkan bekas pada pias.
Durasi total penyinaran matahari cerah sepanjang siang hari di dapatkan
dengan mengukur panjang total dari bekas pada pias.
3. Evaporimeter Panci Terbuka
Evaporimeter panci terbuka digunakan
untuk mengukur evaporasi. Makin luas permukaan panci, makin
representatif atau makin mendekati penguapan yang sebenarnya terjadi
pada permukaan danau, waduk, sungai dan lain-lainnya. Pengukuran
evaporasi dengan menggunakan evaporimeter memerlukan perlengkapan
sebagai berikut :
1. Panci Bundar Besar
Terbuat dari besi yang dilapisi bahan anti karat. Panci ini mempunyai garis tengah 122 cm dan tingginya 25,4 cm.
2. Hook Gauge
Suatu alat untuk mengukur perubahan
tinggi permukaan air dalam panci. Hook Gauge mempunyai bermacam-macam
bentuk, sehingga cara pembacaannya berlainan. Untuk jenis cassella,
terdiri dari sebuah batang yang berskala, dan sebuah sekrup yang berada
pada batang tersebut, digunakan untuk mengatur letak ujung jarum pada
permukaan air dalam panci. Sekrup ini berfungsi sebagai micrometer yang
dibagi menjadi 50 bagian. Satu putaran penuh dari micrometer mencatat
perubahan ujung jarum setinggi 1 mm. Hook gauge buatan Perancis
mempunyai micrometer yang dibagi menjadi 20 bagian. Dalam satu bagian
menyatakan perubahan tinggi jarum 0,1 mm, berarti untuk satu putaran
penuh, perubahan tinggi jarum sebanyak 2mm
3. Still Well
Bejana terbuat dari logam (kuningan) yang
berbentuk silinder dan mempunyai 3 buah kaki. Pada tiap kaki terdapat
skrup untu menyetel/ mengatur kedudukan bejana agar letaknya horizontal.
Pada dasar bejana terdapat sebuah lubang, sehingga permukaan air dalam
bejana sama tinggi dengan permukaan air dalam panci. Bejana digunakan
selain untuk tempat meletakkan hook gauge, juga membuat permukaan air
dalam bejana menjadi tenang dibandingkan dengan pada panci, sehingga
penyetelan ujung jarum dapat lebih mudah dilakukan.
4. Thermometer air dan thermometer maximum/ minimum
Thermometer air merupakan jenis
thermometer biasa yang dipasang tegak dengan menggunakan klem. Letak
bola thermometer di bawah permukaan air. Dengan demikian suhu air dapat
diketahui hanya pada waktu dilakukan pembacaan. Floating maximum dan
minimum thermometer digunakan untuk mencatat suhu maximum dan minimumair
yang terjadi dalam 24 jam. Pada umumnya alat ini terdiri dari sebuah
pipa gelas yang berbentuk huruf U dengan dua buah bola pada kedua
ujungnya. Thermometer dipasang pada rangka baja non magnetis yang
terapung sdikit di bawah permukaan air oleh pelampung aluminium. Kedua
bola thermometer dilindungi terhadap radiasi. Indeks dibuat dari gelas
dengan sumbu besi dan mempunyai pegas sehingga dapat dipengeruhi gaya
magnet. Suhu maximum ditunjukkan oleh kanan index dalam tabung atas.
Suhu minimum ditunjukkan oleh ujung kanan indeks dalam tabung bawah.
Magnet batang digunakan untuk menyetel kedudukan index setelah suhu
dibaca
5. Cup Counter Anemometer
Alat ini dipasang sebelah selatan dekat
pusat panci, dengan mangkok-mangkoknya sedikit lebih tinggi. Terutama
sekali digunakan untuk mengukur banyaknya angin selama 24 jam.
6. Pondasi/ Alas
Dibuat dari kayu dicat sehingga tahan
terhadap cuaca dan rayap. Bagian ata kayu dicat putih untuk mengurngi
penyerapan radiasi sinar matahari
7. Penakar hujan biasa
Untuk memperoleh data curah hujan, yang
digunakan dalam menentukan penguapan pada hari-hari hujan. Penakar hujan
dipasang +2m dari evaporimeter.
4. Psychrometer Bola Basah dan Bola Kering
Alat-alat untuk mengukur Relative
Humidity dinamakan Psychrometer atau Hygrometer. Pada umumnya alat bola
kering dan bola basah dinamakan Psychrometer. Dengan Hygrometer,
Relative Humidity dapat langsung dibaca. Hygrometer ialah alat yang
mencatat Relative Humidity.
Psychrometer ini terdiri dari dua buah thermometer air raksa, yaitu :
1. Thermometer Bola Kering : tabung air raksa dibiarkan kering sehingga akan mengukur suhu udara sebenarnya.
2. Thermometer Bola Basah :
tabung air raksa dibasahi agar suhu yang terukur adalah suhu saturasi/
titik jenuh, yaitu; suhu yang diperlukan agar uap air dapat
berkondensasi.
Suhu udara didapat dari suhu pada termometer bola kering, sedangkan RH (kelembaban udara) didapat dengan perhitungan:
Hal-hal yang sangat mempengaruhi ketelitian pengukuran kelembaban dengan mempergunakan Psychrometer ialah :
a. Sifat peka, teliti dan cara membaca thermometer-thermometer
b. Kecepatan udara melalui Thermometer bola basah
c. Ukuran, bentuk, bahan dan cara membasahi kain
d. Letak bola kering atau bola basah
e. Suhu dan murninya air yang dipakai untuk membasahi kain
5. Penakar Hujan Jenis Hellman
Penakar hujan jenis Hellman termasuk
penakar hujan yang dapat mencatat sendiri. Jika hujan turun, air hujan
masuk melalui corong, kemudian terkumpul dalam tabung tempat pelampung.
Air ini menyebabkan pelampung serta tangkainya terangkat (naik keatas).
Pada tangkai pelampung terdapat tongkat pena yang gerakkannya selalu
mengikuti tangkai pelampung. Gerakkan pena dicatat pada pias yang
ditakkan/ digulung pada silinder jam yang dapat berputar dengan bantuan
tenaga per. Jika air dalam tabung hampir penuh, pena akan mencapai
tempat teratas pada pias. Setelah air mencapai atau melewati puncak
lengkungan selang gelas, air dalam tabung akan keluar sampai ketinggian
ujung selang dalam tabung dan tangki pelampung dan pena turun dan
pencatatannya pada pias merupakan garis lurus vertikal. Dengan demikian
jumlah curah hujan dapat dhitung/ ditentukan dengan menghitung jumlah
garis-garis vertikal yang terdapat pada pias.
