Alat Agroklimatologi - Solarimeter type Camphbell Stokes

Solarimeter Type Campbell-Stokes

Campbell Stokes adalah alat yang digunakan untuk mengukur intensitas dan lama penyinaran matahari. Satuan dari intensitas dan lama penyinaran matahari adalah persen atau jam.

 

Spesifikasi :
Mengukur elemen : Cut kaca bola, membakar kaca, prinsip optik
Rentang aplikasi    : Di utara dan selatan zona khatulistiwa antara 0-40 ° (240-

                                 1071-L) atau 25-60 ° (240-1070-L).
Dimensi                  : Sekitar 200 x 180 x 250 mm
Berat                      : Sekitar 5.7 kg

 Campbell Stokes dilengkapi dengan kartu khusus. Kartu ini adalah kartu yang berperan sebagai pencatat data. Kartu Campbell Stokes ini dipasang dibawah lensa pada alat, kemudian diletakkan di tempat terbuka. Pencatat waktu pada kartu akan mencatat bekas bakaran kartu. Bagian yang hangus itulah yang menunjukkan intensitas sinar matahari selama satu hari. Bekas bagian hangus yang berwarna coklat, dicocokkan oleh satuan waktu dan lamanya penyinaran. Lamanya penyinaran yang diukur adalah penyinaran terus-menerus dan penyinaran yang tertutup awan.

Secara khusus Campbell Stokes dipergunakan untuk mengukur waktu dan lama matahari bersinar dalam satu hari dimana alat tersebut dipasang. Campbell Stokes terdiri dari beberapa bagian yaitu Bola kaca pejal (umumnya berdiameter 96 mm). Plat logam berbentuk mangkuk, sisi bagian dalamnya bercelah-celah sebagai tempat kartu pencatat dan penyanggah tempat bola kaca pejal dilengkapi skala dalam derajat yang sesuai dengan derajat lintang bumi. Bagian Pendiri (stand), Bagian dasar terbuat dari logam yang dapat di-leveling. Kertas pias terdiri dari 3 (tiga) jenis menurut letak matahari.

 

Keterangan :

L     : Bola kaca pejal ( umumnya berdiameter 96 mm).

F     : Plat logam berbentuk mangkuk, sisi bagian dalamnya bercelah – celah sebagai tempat kartu pencatat dan penyanggah tempat bola kaca pejal   dilengkapi skala dalam derajat yang sesuai dengan derajat lintang bumi .

B     : Bagian Pendiri (stand),

L     : Bagian dasar terbuat dari logam yang dapat di-leveling.

  E     : Kertas pias terdiri dari 3 (tiga) jenis menurut letak matahari.

            Jenis-jenis pias ada 3 macam:

a)      Lengkung panjang (11 Okt- 28 Feb)

b)      Lurus (11 Sep – 10 Okt) (1 Maret – 10 April)

c)      Lengkung pendek (11 Aprl – 10 Agst)

  X dan Y : skrup penyangga untuk memperoleh posisi horisontal dan arah utara yang sebenarnya.

A.    PRINSIP KERJA

      Saat matahari bersinar cerah, sinar matahari yang jatuh pada kaca akan di fokuskan dan jatuh pada kertas bias. Pemfokusan itu akan membakar kertas bias. Pergerakan matahari dari timur ke barat akan menggeser pembakaran dari kertas bias. Saat pengamatan di jam 18.00, kertas pias diangkat dan diganti kemudian di baca jejak pembakarannya. Bagian yang hangus itulah yang menunjukkan intensitas sinar matahari selama satu hari. Lamanya penyinaran yang diukur adalah penyinaran terus-menerus dan penyinaran yang tertutup awan. Jika matahari bersinar sepanjang hari dan mengenai alat ini, maka akan diperoleh jejak pias terbakar yang tak terputus. Tetapi jika matahari bersinar terputus-putus, maka jejak dipiaspun akan terputus-putus. Dengan menjumlahkan waktu dari bagian-bagian terbakar yang terputus-putus akan diperoleh lamanya penyinaran matahari.

B.     METODE OPERASI

a.       Setting –up

1)      Pilih tempat dimana Sinar matahari sepanjang hari bebas ke-arah alat.

2)      Permukaan dasar alat ditempatkan harus Stabil, Temp. Humidity, Angin dan vibrasi tidak mempengaruhi leveling. (disarankan pondasi terbuat dari beton/metal).

3)      Bagian terbuka mangkuk logam harus mengarah equator, yaitu : Bila alat ditempatkan pada belahan bumi Utara, mangkuk ke-arah Selatan atau sebaliknya.

4)      Leveling dapat dilakukan dengan mengatur posisi 3 buah mur.

b.      Memasang Pias

1)      Pias terdiri dari 3 jenis yaitu : Pias lurus dipasang pada pasangan celah yang ada ditengah mangkuk. Pias pendek pada pasangan celah bagian atas dan Pias panjang pada pasangan celah bagian bawah.

2)      Pias pendek dipergunakan dari pertengahan Oktober s/d akhir Pebruari. Pias Lurus dari awal Maret s/d pertengahan April dan awal September s/d pertengahan Oktober. Pias panjang dari pertengahan April s/d akhir Agustus.

3)      Pias dimasukkan ke-celah, sehingga garis tanda jam 12.00 benar-benar tepat dengan tanda jam 12.00 pada mangkuk.

4)      Pada titik tertentu (kira-2. garis jam 14.00 & 10.00) mangkuk dilengkapi 3 lubang. Masukkan pin logam yang tergantung dengan rantai dari sisi luar kedalam salah satu lubang tersebut (sesuai pias), agar pias tidak berubah posisi.

c.       Pengaturan Utara – Selatan Dan Leveling

1)      Atur agar skala derajat lintang pada alat menunjukkan lintang tempat alat ditempatkan.

2)      Perhatikan jejak pembakaran pada pias, bila pengaturan Utara-Selatan dan leveling tepat maka jejak ini harus sejajar dengan garis tengah pias.

3)      Jejak pembakaran yang tepat jatuh pada titik pusat pias (tengah hari), harus sama dengan nilai True Solar Time, yaitu waktu matahari tepat berada pada titik nadir/puncak.

4)      Cara Menentukan True Solar Time (True Local Time).

Medium local time = Standard time ± (λs – λ) . 4 min. True Local Time    = Medium local  time  -  Equation of time

Dimana :  

Standard time     = pukul -12

+                         = bila alat ditempatkan disebelah Barat meridian (bujur) waktu.

 -                         = bila alat ditempatkan disebelah Timur meridian (bujur) waktu

 λs                       = Bujur standard waktu terdekat pada lokasi

λ                          = Bujur lokasi alat dipasang.

BESARAN – BESARAN “EQUATION OF TIME” DALAM MENIT.

1. Jan               +4        5. April            +3        25.Agust.        +2        16. Nov.           -15

3. Jan.              +5        8. April            +2        28.Agust.        +1        21. Nov.           -14

6. Jan.              +6        12. April          +1        1. Sept.           0          25. Nov.            -13

8. Jan.              +7        15. April           0         4. Sept.           -1         28. Nov.           -12

10. Jan.             +8         20. April          -1        7. Sept.           -2        30. Nov.           -11

13. Jan.             +9        25. April          -2         10.Sept.           -3         3.  Des.           -10

16. Jan.            +10        1. Mei             -3         13.Sept.           -4         6.  Des.            -9

19. Jan.            +11        5. Juni            -2         16.Sept.           -5         8.  Des.            -8

22. Jan.            +12       10. Juni            -1         19.Sept.           -6         10. Des.           -7

1. Pebr.            +13       15. Juni            0          21.Sept.           -7         12. Des.           -6

27. Pebr.          +13       20. Juni            +1        24.Sept.           -8         14. Des.           -5

4. Maret           +12      24. Juni            +2        27.Sept.           -9         16. Des.           -4

8. Maret           +11      29. Juni            +3        30.Sept.           -10       18. Des.           -3

12. Maret         +10      5. Juli              +4          4. Okt.            -11       20. Des.           -2

16. Maret         +9        11. Juli             +5        7. Okt.            -12       22. Des.            -1

19. Maret         +8        21. Juli             +6        11. Okt.           -13       24. Des.            0

26. Maret         +6        11. Agust.       +5        15. Okt.           -14       26. Des.            +1

29. Maret         +5        16. Agust.       +4        20. Okt.           -15       28. Des.            +2

1. April           +4        21. Agust.       +3        28. Okt.           -16       30. Des.          +3

 Contoh :

 1.      Alat ditempatkan di Hamburg ( Belahan bumi bagian Timur)

λ                                  = 10 ke Timur dari Greenwich

λs                                 = 15 ke Timur dari Greenwich (bujur standard)

Hari Inspeksi/intalasi  = 12 April

Equation of Time        = 1 (dari table)

Maka :         

Lokal Mean Time      = Standard Time - ( λs – λ ) x 4 menit

                             = 12 h – (15-10) x 4 menit

                             = 11 h 40 menit

Lokal Apparent Time = Lokal Mean Time – Equation of Time

                                    = 11 h 40 menit – (+1)

                              = 11 h 39 menit

artinya tepat pada pukul 12 siang waktu setempat, jejak matahari tepat berada pada posisi 11 h 39 menit.

2.      Tempat Instalasi alat Rio De Janeiro (belahan bumi bagian barat)

λ                                   = 43.2 barat Greenwich

λs                                  = 45 barat Greenwich (bujur standard)

Hari Inspeksi/intalasi   = 1 Mei

Equation of Time         = - 3 (dari table)

Maka :         

Lokal Mean Time        = Standard Time + ( λs – λ ) x 4 menit

                                     = 12 h + (45-43.2) x 4 menit

                                     = 12 h 7 menit

Lokal Apparent Time  = Lokal Mean Time – Equation of Time

                                     = 12 h 7 menit – (- 3)

                              = 12 h 10 menit

artinya tepat pada pukul 12 siang waktu setempat, jejak matahari tepat berada pada posisi 12 h 10 menit.

Daftar Pustaka

Anonim. 2016. Stokes Recorder. https://en.wikipedia.org/wiki/Campbell%E2%80%93Stokes_recorder. Diakses pada Tanggal 6 Mei 2016.

Christin. 2013. Campbell Stokes. http://christinmori.blogspot.co.id/2013/06/campbell-stokes.html. Diakses pada Tanggal 26 April 2016.