HarJoshRian, : evaporasi, transpirasi, evapotranspirasi, hidrologi, klimatologi

tugas kuliah hidrologi

TRANSPIRASI

Pengertian dan definisi tentang transpirasi dapat dijelaskan sebagai berikut :

• Proses hilangnya air dalam bentuk uap air dari jaringan hidup tanaman yang terletak di atas permukaan tanah melewati stomata, lubang kutikula, dan lentisel
• Peristiwa perubahan air menjadi uap, yang naik ke udara melalui jaringan hidup tumbuh-tumbuhan, yaitu yang biasa melalui stomata daun, lentisel dan cuticula.
• Besarnya transpirasi tergantung dari jenis tumbuhan, suhu, kelembaban, kecepatan angin, tekanan udara dan sinar matahari.
• Delapan Puluh Persen (80%) air yang ditranspirasikan berjalan melewati lubang stomata, paling besar peranannya dalam transpirasi

Peranan dan Manfaat Transpirasi

• Transpirasi memberikan manfaat sebagai penunjang pengangkutan mineral, mempertahankan turgiditas optimum dan menghilangkan sejumlah besar panas dari daun. Mineral yang diserap ke dalam akar bergerak ke atas tumbuhan dengan cara tertentu dalam arus transpirasi, yaitu aliran air melalui xylem akibat transpirasi.
• Transpirasi yang terjadi membantu penyerapan mineral dari tanah dan pengangkutannya dalam tumbuhan. Sebagai contoh hasil penelitian menunjukan Kalsium dan Boron di jaringan tampak sangat peka terhadap laju transpirasi. Tumbuhan yang ditanam dalam rumah kaca yang mempunyai kelembaban tinggi dan udara yang kaya CO2 (membuat stomata cendrung tertutup) dapat menampakan kekahatan (kekurangan) kalsium pada jaringan tertentu.
• Sebaliknya transpirasi yang terlalu cepat dapat menyebabkan meningkatnya beberapa unsur tertentu, mencapai jumlah kadar yang meracuni.
• Selain itu peranan transpirasi dalam tumbuhan untuk menurunkan suhu atau mendinginkan daun. Daun yang tidak melakukan transpirasi akan lebih panas beberapa derajat. Perubahan suhu dari daun menunjukan adanya pertukaran energi dari daun dan lingkungannya.

Mekanisme transpirasi

Stoma (tunggal) atau mulut daun, sebagian besar transpirasi berlangsung di bagian ini.

Air diserap ke dalam akar secara osmosis melalui rambut akar, sebagian besar bergerak menurut gradien potensial air melalui xilem. Air dalam pembuluh xilem mengalami tekanan besar karena molekul air polar menyatu dalam kolom berlanjut akibat dari penguapan yang berlangsung di bagian atas. Sebagian besar ion bergerak melalui simplas dari epidermis akar ke xilem, dan kemudian ke atas melalui arus transportasi.

Laju transpirasi dipengaruhi oleh ukuran tumbuhan, kadar CO₂, cahaya, suhu, aliran udara, kelembaban, dan tersedianya air tanah. Faktor-faktor ini memengaruhi perilaku stoma yang membuka dan menutupnya dikontrol oleh perubahan tekanan turgor sel penjaga yang berkorelasi dengan kadar ion kalium (K⁺) di dalamnya. Selama stoma terbuka, terjadi pertukaran gas antara daun dengan atmosfer dan air akan hilang ke dalam atmosfer. Untuk mengukur laju transpirasi tersebut dapat digunakan potometer.

Transpirasi pada tumbuhan yang sehat sekalipun tidak dapat dihindarkan dan jika berlebihan akan sangat merugikan karena tumbuhan akan menjadi layu bahkan mati.

Sebagian besar transpirasi berlangsung melalui stomata sedang melalui kutikula daun dalam jumlah yang lebih sedikit. Transpirasi terjadi pada saat tumbuhan membuka stomatanya untuk mengambil karbon dioksida dari udara untuk berfotosintesis.

Lebih dari 20 % air yang diambil oleh akar dikeluarkan ke udara sebagai uap air. Sebagian besar uap air yang ditranspirasi oleh tumbuhan tingkat tinggi berasal dari daun selain dari batang, bunga dan buah.

Transpirasi menimbulkan arus transpirasi yaitu translokasi air dan ion organik terlarut dari akar ke daun melalui xilem.

EVAPORASI

Evaporasi Adalah proses pertukaran melalui molekul air di atmosfer atau peristiwa berubahnya air atau es menjadi uap di udara. Penguapan terjadi pada tiap keadaan suhu sampai udara di permukaan tanah menjadi jenuh dengan uap air. 

• Proses evaporasi terdiri dari dua peristiwa yang berlangsung : 

1.Interface evaporation, yaitu transformasi air menjadi uap air di permukaan tanah. Nilai ini tergantung dari tenaga yang tersimpan. 

2.Vertikal vapour transfers, yaitu perpindahan lapisan yang kenyang dengan uap air dari interface ke uap (atmosfer bebas).

Bentuk persaman neraca air suatu danau atau reservoir:

Perolehan (inflow) = Kehilangan (outflow) .................................... (2.1a)

Qi + Qg + P - ΔS = Qo + SQ + Eo ......................................................... (2.1b)

Qin – Qout = ΔS .................................................................................... (2.1c) dimana: Qi = masukan air/ direct run-off (inflow) 

Qg = base flow (inflow)

Qo = outflow

P = presipitasi

SQ   = perembesan

E    = evaporasi air permukaan bebas

ΔS  = perubahan dalam cadangan

t1 = muka air setelah kehilangan 

t2 = muka air sebelum kehilangan

EVAPOTRANSPIRASI

Evapotranspirasi (ET) adalah jumlah total air yang kembali lagi ke atmosfer dari permukaan tanah, permukaan air, dan vegetasi oleh adanya pengaruh faktor-faktor iklim dan fisiologis vegetasi. Evapotranspirasi merupakan gabungan antara proses evaporasi, intersepsi dan transpirasi. 

Evaporasi adalah peristiwa penguapan yaitu berubahnya air menjadi uap, bergerak dari permukaan tanah dan permukaan air ke udara atau semua bentuk permukaan selain vegetasi. Sedang transpirasi adalah perjalanan air dalam jaringan vegetasi (proses fisiologi) dari akar tanaman ke permukaan daun dan akhirnya menguap ke atmosfer.  Intersepsi adalah penguapan air dari permukaan vegetasi ketika berlangsung hujan. Besarnya laju evaporasi dan tranpirasi kurang lebih sama apabila pori-pori daun terbuka.(Wanielista, 1990)

Untuk mengetahui faktor  yang berpengaruh terhadap evapotranspirasi perlu dibedakan  menjadi Evapotranspirasi Potensial (EP) dan Evapotranspirasi Terbatas (ET). Evapotranspirasi potensial adalah kemampuan atmosfer untuk menghapus air dari permukaan melalui proses evapotranspirasi. Evapotranspirasi terbatas adalah evapotranspirasi aktual dengan mempertimbangkan kondisi vegetasi dan permukaan tanah serta curah hujan.

EP lebih dipengaruhi oleh faktor-faktor meteorologi, sementara ET lebih dipengaruhi oleh faktor fisiologi tanaman dan unsur tanah. Faktor dominan yang mempengaruhi EP  adalah radiasi matahari, suhu, kelembaban atmosfer, kecepatan angin, secara umum besarnya EP akan meningkat ketika suhu, radiasi matahari, kelembaban udara dan kecepatan angin bertambah besar.

Dalam perhitungan dengan metode F.J Mock, Ep dan ET dihitung dengan rumus:

Eo = Ep x 0,75 ........................................................ (2.7)

ET  =  EP – E ..................................................... (2.8)

EP =   ........................................................... (2.9)

E = EP*(m/20)*(18-n)  .................................................. (2.10)

dimana:  ET = evapotranspirasi terbatas/ limmited evapotranspirasi (mm)

EP = evapotranspirasi potensial (mm)

Ep = Evaporasi panci (data pengamatan)

E = selisih antara Ep dengan ET (mm)

m = singkapan lahan (Exposed surface (%))

n = jumlah hari hujan dalam sebulan

e  = Evapotranspirasi potensial bulanan (cm/bulan)

I = Jumlah suhu rata-rata bulanan dari 12 bulan dibagi 5 pangkat 1,514

t  = suhu rata-rata bulanan (ºC)

a = 0,000000675.I³ – 0,0000771.I² + 0,017921 + 0,49239

Exposed surface (m%), ditaksir berdasarkan peta tata guna lahan, atau

dengan asumsi:

m = 0 % untuk lahan dengan hutan lebat

m = 0 % pada akhir musim hujan dan bertambah 10% setiap bulan kering untuk lahan sekunder.

m = 10 % - 40 % untuk lahan yang tererosi  

m = 20 % - 50 % untuk lahan pertanian yang diolah