1. Hari/Tanggal : Sabtu – Minggu, 23 – 24 November 2013
Rekan kerja : Fisika IPB angkatan 49 (G7412)
LAPORAN BIOFISIKA UMUM
FISIKA LINGKUNGAN
MUTIARA KHAIRUNNISA
G74120016
ASISTEN:
Tatang Gunawan (G7410023)
Didy Muliawan (G74110011)
Lutpita Mahardika (G74110036)
Fitrah Hadi Firdaus (G74110058)
Citra Kusumawardhani (G74110069)
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
2. A. Judul : BIOFISIKA LINGKUNGAN
B. Tujuan
Mengukur distribusi temperatur dibawah dan diatas permukaan tanah dan
mengukur pola siklus diurnal lingkungan.
C. Alat dan bahan
1. SPARK
2. Xplorer GLX
3. Sensor Suhu
4. Mistar
D. Teori Singkat
Fisika lingkungan dalam konteks praktikum adalah fisika dari
lingkungan fisik manusia (organisme pada umumnya). Hal ini menyangkut
kajian tentang aplikasi prinsip-prinsip fisika pada lingkungan fisik.
lingkungan fisik yang dimaksudkan adalah udara, tanah dan air. Untuk
melanjutkan kehidupan, maka manusia (organisme) harus berinteraksi dengan
lingkungan fisiknya. Interaksi inilah fisika lingkungan menjadi sangat
penting[1].
Dalam kenyataan manusia paling banyak berinteraksi langsung dengan
lingkungan fisik udara (atmosfir dekat permukaan). Sistim Permukaan-Udara
dapat dipandang dalam skala mikro seperti permukaan tubuh organisme dan
udara di atasnya ataupun dalam skala makro seperti permukaan suatu
hamparan (sawah, tanaman pertanian, hutan, pemukiman, dan lain-lain) dan
udara di atasnya. Udara adalah gas. Sebagai gas maka hukum-hukum fisika
tentang gas sangat berperan penting. Prinsip transfer entitas antara
permukaan organisme (objek alam) dan udara yang berkontak dengannya
berdasarkan hukum difusi Fick, berlaku secara umum untuk transfer entitas
seperti momentum, panas dan massa (misalnya uap air, CO2, dan O2)[1].
Sumber energi utama untuk semua proses fisik di permukaan adalah
radiasi matahari. Neraca radiasi tidak lain adalah pernyataan dari hukum
3. kekekalan energi. Dalam hal ini radiasi neto merupakan energi yang tersedia
untuk semua proses-proses fisik yang berlangsung di permukaan. Proses-proses
itu adalah pemanasan udara, penguapan air, pemanasan permukaan
(tanah), dan pemanfaatan energi oleh organisme melalui proses fisiologis.
Udara adalah fluida. Sebagai fluida maka sifat-sifat umum fluida, seperti zat
cair, juga berlaku dalam udara. Dalam telaah tentang transfer entitas,
berkaitan dengan kelompok-kelompok tak berdimensi (kelompok variabel-variabel
fisik yang operasi aritmatik satuan-satuannya adalah satu, atau tak
berdimensi)[2].
Semua variabel fisik lingkungan seperti radiasi (intensitas), suhu udara
dan suhu tanah, kecepatan angin, kelembaban udara (dan tanah), laju transfer
entitas, dan lain-lain adalah variabel-variabel yang berubah menurut waktu
(fungsi waktu) atau pun berubah menurut ruang (fungsi ruang). Dalam
pengertian ini maka untuk menganalisis besaran-besaeran ini, analisis Fourier
merupakan satu bentuk analisis yang sangat berguna. Untuk lingkungan fisik
tanah dan air pembahasan hanya diberikan pada fenomena transfer panas
pada medium tanah dan tingkah laku suhu air dalam kaitan dengan aplikasi
analisis Fourier (deret waktu), hukum-hukum fisika tentang transfer seperti
hukum Fourier, dan terutama analogi dengan hukum Ohm juga tetap
berlaku[2].
E. Prosedur
1. Pilih tempat disekitar yang mudah dijangkau dan diperhatikan.
2. Untuk dibawah permukaan tanah: Gali lubang kecil sampai kedalaman ±
20 cm dari permukaan tanah, kemudian masukan kabel yang sudah
terhubung dengan termometer digital. Amati dan catat suhunya selama
24 jam dengan skala 10 menit.
3. Untuk diatas permukaan tanah: tinggi dari permukaan tanah haruslah 2
m. Tempatkan termometer pada tinggi 2 m, misalnya pada dahan pohon
agar tidak dipegangi oleh praktikan sehingga ketinggiannya stabil. Amati
dan catat suhunya selama 24 jam dengan skala 10 menit.
4. Amati dan catat pula kondisi lingkungan pada saat pengamatan.
4. 5. Tempatkan satu penunjuk waktu yang akurat agar skala yang didapatkan
benar-benar 10 menit.
F. Data
Kedalaman : ± 20 cm
Suhu / waktu awal : 30 oC
Suhu / waktu akhir : 28,6 oC
Ketinggian : 2 m
Suhu / waktu awal : 33,8 oC
Suhu / waktu akhir : 33,2 oC
Waktu
(s)
Suhu Udara
(oC)
Suhu Tanah
(oC)
0 33.8
600 33.5
1200 33.6
1800 33.7
2400 33.8
3000 33.6
3600 33.8
4200 34.5
4800 35.3
5400 34.6
6000 34.4
6600 34.2
7200 34.2
7800 34.1
8400 33.8
9000 33.7
9600 33.6
10200 33.5
10800 33.3
11400 33.2
12000 33.1
12600 32.9
13800 32.7
14400 32.6
15000 32.6
15600 32.2
8. G. Pengolahan Data
1. Suhu Atas ( Udara)
grafik waktu vs temperatur
Suhu maximum = 35,3°C
Suhu minimum = 24,5°C
Suhu rataan =
푆푢ℎ푢 푚푎푥푖푚푢푚 +푆푢ℎ푢 푚푖푛푖푚푢푚
2
=
35,3+24,5
2
= 29,9°퐶
40
38
36
34
32
30
28
26
24
22
20
0 20000 40000 60000 80000 100000
Suhu (oC)
Waktu (s)
Suhu 2 m
9. 2. Suhu Bawah (Tanah)
grafik waktu vs temperatur
0 20000 40000 60000 80000 100000
Waktu (s)
Suhu maximum = 30°C
Suhu minimum = 27,8 °C
Suhu rataan =
푆푢ℎ푢 푚푎푥푖푚푢푚 +푆푢ℎ푢 푚푖푛푖푚푢푚
2
=
30+27,8
2
= 28,9°퐶
40
38
36
34
32
30
28
26
24
22
20
Suhu (oC)
H. Pembahasan
Suhu Bawah Tanah
Kegiatan praktikum mengenai Fisika Lingkungan dilaksananakan Sabtu
23 November 2013 pukul 12.00 s.d. Minggu 24 November 2013 pukul
12.00 ,tempat di halaman gedung Science Centre Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor. Variabel fisik lingkungan
yang diamati adalah suhu dikedalaman ± 20 cm dan suhu di ketinggian 2 m.
Data di kedalaman ± 20 cm diperoleh suhu awal 30 oC dan suhu akhir 28,6
oC. Sedangkan di ketinggian 2 m diperoleh suhu awal 33,8 oC dan suhu akhir
33,2 oC.
Berdasarkan grafik hubungan waktu dan temperatur tergambar suhu
maksimum 35,30 dan suhu minimum 24,50 serta suhu rata-rata 29,90 di atas
permukaan tanah. Sedangkan suhu di bawah permukaan diperoleh suhu
10. maksimum 300 dan suhu minimum 27,80 serta suhu rata-rata 28,90. Di siang
hari suhu dibawah permukaan akan lebih rendah dibandingkan suhu diatas
permukaan tanah.Hal ini terjadi karena cahaya matahari membutuhkan waktu
yang lama untuk sampai ke bawah permukaan karena kerapatannya dan
kelembaban udara lebih tinggi. Sedangkan suhu diatas permukaan akan lebih
tinggi karena radiasi matahari langsung mengenai lingkungan tersebut.
Sebaliknya di malam hari suhu di bawah permukaan akan lebih tinggi
dibandingkan suhu di atas permukaan[3].
Faktor yang mempengaruhi tinggi rendahnya suhu di suatu lingkungan
adalah lama penyinaran matahari,sudut datang sinar matahari,cuaca,angin,
relief permukaan bumi,banyak sedikitnya awan,dan perbedaan letak lintang.
Matahari berperan dalam fisik lingkungan dan merupakan sumber
panas.Pemanasan udara dapat terjadi melalui dua proses pemanasan,yaitu
pemanasan langsung dan pemanasan tidak langsung. Pemanasan langsung
dapat terjadi melalui proses absorbs yaitu penyerapan unsur-unsur radiasi
matahari,misalnya sinar gamma,sinar-X,dan ultraviolet. Proses
refleksi,pemanasan matahari terhadap udara tetapi di panntulkan oleh butir air
dan awan. Pemanasan tidak langsung dapat terjadi dengan cara
konduksi,konveksi,adveksi dan turbulensi[3].
Kesalahan terjadi pada SPARK yang dalam keadaan overload untuk
mengukur suhu di bawah permukaan. Sehingga data yang diperoleh dimulai
dari detik 27600. Secara umum data yang diperoleh sesuai dengan teori , suhu
diatas permukaan ketika siang hari akan lebih tinggi dibandingkan suhu
dibawah permukaan.Sebaliknya di malam hari,suhu diatas permukaan akan
lebh rendah dibandingkan di bawah permukaan.
I. Simpulan
Dengan mengetahui distribusi temperatur di bawah dan diatas
permukaan tanah,akan memudahkan interaksi organisme dengan lingkungan.
Misalnya akan tahu suatu jenis tanaman mana yang cocok untuk di tanam di
sekitar lingkungan tersebut. Tinggi rendahnya suhu di suatu lingkungan
11. adalah lama penyinaran matahari,sudut datang sinar matahari,cuaca,angin,
relief permukaan bumi,banyak sedikitnya awan,dan perbedaan letak lintang.
J. Daftar Pustaka
[1] Sofwan. 2005. Penerapan Fuzzy Logic Pada Sistem
Pengaturan Jumlah Air Berdasarkan Suhu dan Kelembaban.
Dewaruci Press ,Jakarta.
[2] Noorhadi.2003. Kajian pemberian air dan mulsa terhadap iklim mikro
pada tanaman cabai di tanah entisol. J. Ilmu Tanah dan Lingkungan. 4
(1) : 41-49.
[3] Ramli.2009.Pengaruh berbagai jenis mulsa terhadap pertumbuhan awal
tanaman mangga.J.Agroland 16 (4):286-289.
![A. Judul : BIOFISIKA LINGKUNGAN
B. Tujuan
Mengukur distribusi temperatur dibawah dan diatas permukaan tanah dan
mengukur pola siklus diurnal lingkungan.
C. Alat dan bahan
1. SPARK
2. Xplorer GLX
3. Sensor Suhu
4. Mistar
D. Teori Singkat
Fisika lingkungan dalam konteks praktikum adalah fisika dari
lingkungan fisik manusia (organisme pada umumnya). Hal ini menyangkut
kajian tentang aplikasi prinsip-prinsip fisika pada lingkungan fisik.
lingkungan fisik yang dimaksudkan adalah udara, tanah dan air. Untuk
melanjutkan kehidupan, maka manusia (organisme) harus berinteraksi dengan
lingkungan fisiknya. Interaksi inilah fisika lingkungan menjadi sangat
penting[1].
Dalam kenyataan manusia paling banyak berinteraksi langsung dengan
lingkungan fisik udara (atmosfir dekat permukaan). Sistim Permukaan-Udara
dapat dipandang dalam skala mikro seperti permukaan tubuh organisme dan
udara di atasnya ataupun dalam skala makro seperti permukaan suatu
hamparan (sawah, tanaman pertanian, hutan, pemukiman, dan lain-lain) dan
udara di atasnya. Udara adalah gas. Sebagai gas maka hukum-hukum fisika
tentang gas sangat berperan penting. Prinsip transfer entitas antara
permukaan organisme (objek alam) dan udara yang berkontak dengannya
berdasarkan hukum difusi Fick, berlaku secara umum untuk transfer entitas
seperti momentum, panas dan massa (misalnya uap air, CO2, dan O2)[1].
Sumber energi utama untuk semua proses fisik di permukaan adalah
radiasi matahari. Neraca radiasi tidak lain adalah pernyataan dari hukum](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)