Definition of evaporation

1. EVAPORASI
Evaporasi atau penguapan adalah proses pertukaran (transfer)
air dari permukaan bebas (free water surface) dari muka tanah, atau
dari air yang tertahan di atas permukaan bagunan atau tanaman
menjadi molekul uap air di atmosfer.
Proses ini sebenarnya terdiri dari dua kejadian yang saling
berkelanjutan yaitu :
a. Interface Evaporation : yaitu proses pertukaran air di permukaan
menjadi uap air di permukaan (interface) yang besarnya tergantung
dari energi dalam yang tersimpan (stored energy).
b. Vertical Vapor Transfer : yaitu perpindahan lapisan udara yang
jenuh uap air dari interface ke lapisan di atasnya, dan hal ini bila
memungkinkan proses penguapan akan berjalan terus. Transfer ini
dipengaruhi oleh kecepatan angin, topografi dan iklim lokal.

2. Disamping itu penguapan juga dipengaruhi oleh kelembaban udara, tekanan
udara, kedalaman air dan kualitas air.
Soil Evaporasi adalah penguapan yang terjadi dari permukaan tanah tanpa
ada tanaman di atasnya (bare soil).
Transpirasi adalah pengupan yang terjadi dari tanaman melalui sel stomata
pada daun. Air yang dihisap oleh daun setelah proses fisiologis akan diuapkan
kembali melalui sel stomata. Sel stomata ini pada malam hari akan tertutup
sehingga transpirasi hanya terjadi pada siang hari saja. Dengan demikian jelas
transpirasi lebih kecil dibanding dengan evaporasi.
Evapotranspirasi adalah Penguapan yang terjadi pada suatu daerah dimana
di dalamnya terdapat juga tanaman yang tumbuh, kejadiannya bersama-sama
antara evaporasi dan transpirasi, keduanya saling mempengaruhi. Soil
evaporasi akan dikurangi dengan terjadinya transpirasi.

3. Evapotranspirasi dibedakan :
Potensial Evapotranspirasi (PET) adalah evapotranspirasi dari
tanaman bila memperoleh air (dari hujan atau irigasi) yang cukup untuk
pertumbuhannya yang optimum, biasanya tanaman rumput hijau
dengan tinggi seragam antara 8 cm sampai 15 cm, tumbuh secara
aktif, menutupi permukaan tanah secara bersamaan pada kondisi
tidak kekurangan air (Doorenboss, et al, 1977)
PET ini tergantung dari factor meteorology setempat dan juga dari jenis
tanaman yang ada.
Actual Evapotranspirasi (AET) adalah evapotranspirasi yang terjadi
sesungguhnya dengan kondisi air yang nyata (Joyce martha).
AET juga tergantung dari faktor yang sama dengan potensial
evapotranspirasi tetapi dibatasi dengan hanya tersedianya air di
kandungan tanah (moisture) saja. Pada daerah kering tanpa irigasi, AET
menjadi sangat rendah karena tidak tersedianya air untuk evaporasi.

4. Pengitungan Evaporasi
Pendugaan kebutuhan air irigasi didekati dengan kebutuhan air tanaman,
dan kebutuhan air tanaman didefinisikan Doorenboss et al., 1977 sebagai
berikut: Kebutuhan air tanaman (crop water requirement) : kedalaman
air yang diperlukan untuk memenuhi kehilangan air melalui
evapotranspirasi tanaman yang bebas penyakit, tumbuh di areal
pertanian pada kondisi cukup air dari kesuburan tanah dengan
potensi pertumbuhan yang baik dan tingkat lingkungan
pertumbuhan yang baik.
Didalam analisa mendapatkan besarnya evaporasi dibedakan
menjadi dua yaitu :
1. Evaporasi dari permukaan air bebas.
2. Evaporasi dari permukaan tanah.

5. 1. Evaporasi dari permukaan air bebas.
Pada dasarnya evaporasi terjadi karena perbedaan tekanan uap dari
udara pada permukaan air dan dari udara di atasnya.
Banyak cara untuk menghitung besarnya evaporasi dari permukaan
air diantaranya sebagai berikut :
a. Persamaan Empiris :
Perumusan dasarnya (Dalton) adalah sebagai berikut :
E= C(ew - ea) f (u) --------- Ea = 0,35(es − ea)(0,5+0,54 U2)
dimana :
E = evaporasi dari permukaan air (open water)
C = koefisien tergantung dari tekanan barometer
u = kecepatan angin
ew = tekanan uap jenuh muka air danau
ea = tekanan uap udara di atasnya

6. Hasil penurunan Ijssclmer di holland mendapatkan suatu perumusan
yang dapat dipakai hanya untuk kondisi yang sama adalah sebagai
berikut :
E0 = 0,345(ew − ea)(1+0,25 U6)
dimana :
E0 = evaporasi di danau (mm/hari).
ew = tekanan uap jenuh pada temperatur tw untuk muka air danau
(mmHg).
ea = tekanan uap air sesungguhnya (mmHg).
U6 = kecepatan angin (m/dt) pada ketinggian 6 m di atas permukaan.
b. Pemakaian Alat di Lapangan.
Besarnya evaporasi dapat diukur dilapangan dengan memasang
alat pengukur evaporasi yaitu atmometer atau pan evaporasi.
Atmometer adalah alat pengukuran evaporasi yang kecil yang biasa
dipakai dalam stasiun meteorologi. Hasilnya bukan data evaluasi
absolut, akan tetapi memberikan perbandingan.
Ada tiga type atmometer yaitu type Piche, type Livingston dan
type Bellani.

7. Pengukuran evaporasi dengan pan banyak dilakukan dengan di
lapangan (dalam stasiun meteorologi). Banyak jenis pan yang dipakai
diantaranya class A Pan Evaporation, Sunken Pan dengan type
Colorado, Young dan BPI, serta Floating Pan.
b.1. Class a Pan evaporation
Merupakan pan yang terbuat dari logam diletakkan di atas
permukaan tanah pada susunan kayu setinggi 6 in. Tinggi pan 10 in
dengan diameter 4 feet yang di dalamnya diisi air dengan ketinggian
sesuai dengan standard ukur di dalamnya yang mempunyai
ketinggian 7 in – 8 in.

8. Besarnya evaporasi adalah dengan melihat perubahan tinggi muka
air terhadap tinggi standard ukurnya. Besarnya evaporasi di pan
bukan merupakan besarnya evaporasi yang sebenarnya (actual
evaporation) tetapi masih harus dikalikan dengan koefisien pan yang
harganya lebih kecil dari satu. Hal ini disebabkan karena kemampuan
menyimpan panas berbeda antara pan dan danau, juga terjadi
pertukaran panas antara pan dengan tanah, air dan udara
disekitarnya. Untuk class A evaporation besarnya koefisien pan
adalah 0,6 – 0,8.
b.2. Sunken Pan
Sejenis pan yang sebagian ditanam masuk ke dalam tanah
dengan maksud memasukkan faktor pengaruh tanah terhadap
penguapan. Ada tiga jenis Sunken Pan yaitu, Colorado Sunken Pan
yang mempunyai penampang 3 feet persegi dan tinggi 18 in dengan
koefisien pan 0,79 – 0,98.

9. Jenis yang kedua adalah Young Screened Pan yaitu pan yang
mempunyai diameter 2 feet dan tinggi 3 feet dengan koefisien pan
0,91 – 0,99 (mendekati satu). Jenis yang ketiga adalah BPI pan
(Bureau of Plant Industry) yang mempunyai diameter 6 feet dan tinggi
2 feet dengan koefisien pan 0,91 – 0,99 (mendekati satu).
b.3. Floating Pan
Untuk memasukkan faktor pengaruh massa air terhadap
penguapan dipakai jenis pan yang lain yaitu Floating Pan yang pada
dasarnya adalah sama dengan pan yang lain tetapi diapungkan di
atas permukaan air (danau). Pan jenis ini mempunyai koefisien 0,8.
c. Teori Penman (1948)
Teori Penman didasarkan atas dua kebutuhan untuk menjaga
kontinuitas dari evaporasi agar tetap terjadi, yaitu :
c.1. Besarnya energi panas yang harus disuply untuk proses
penguapan.

10. Gelombang pendek radiasi matahari yang sampai di permukaan bumi
besarnya tergantung dari letak tempat (latitude), musim tahunan, jam
siang dan banyaknya awan dalam satu hari. Bila diasumsikan tidak
ada awan maka besarnya total radiasi pada suatu diberikan dalam
bentuk table oleh Angot sebagai harga RA (bilangan Angot) dengan
satuan gcal/cm2/hari.

11. Tabel Harga es menurut suhu

12. Jika Rc = radiasi gelombang pendek sesungguhnya yang diterima
pada permukaan tanah dari matahari
n = Jam penyinaran matahari sesungguhnya yang terjadi
N = Jam penyinaran matahari yang mungkin dapat terjadi
n/N = Perbandingan jam penyinaran (relatif sunshine) maka Penman
memberikan persamaan sebagai berikut :
Rc = RA
Sebagian dari Rc dipantulkan kembali sebagai radiasi gelombang
pendek yang besarnya tergantung dari daya pantul (reflaksi)
permukaan tanah (macam muka tanah). Besarnya koefisien reflaksi (r)
yang disebut Albedo, seperti pada Tabel dibawah ini
Jenis Permukaan r (koefisien reflaksi albedo)
Open Water 0,06
Rock 0,12 – 0,15
Dry Mould 0,14
Wet Mould 0,08 – 0,09
Grass 0,10 – 0,33
Green Vegetation (general figure) 0,20

13. ANGIN DARAT
Jika RI = besarnya radiasi gelombang pendek yang tinggal dimuka tanah
maka :
RI= Rc (1 – r)
atau :
RI = RA (1 – r)
Pada malam hari sebagian dari RI masih dipantulkan lagi, dimana besarnya
(RB) dituliskan sebagai perumusan empiris sebagai berikut :
RB = σ Ta4 (0,47 - 0,077ea) RaB
dimana :
σ = konstanta dari Lummer dan Pringsheim
= 117,74 x 10-9 gcal/cm2/hari
Ta = temperatur absolut = t°C + 273
ea = tekanan uap air di udara (mmHg)
Persamaan Evaporasi menurut Penmann :
Eo =

14. ANGIN DARAT
dimana :
Δ = kemiringan grafik tekanan uap pada temperatur t
=
γ = constanta pschrometer 0,49 jika t(°C) dan e (mmHg)
H = disebut sebagai “heat budget” dalam cal/cm2/hari atau dalam
mmH2O/hari, harga H terlebih dahulu dibagi 60, H = RI – RB
Ea= evaporasi dari muka air (open water) untuk temperature udara
dan air yang sama t° C dalam mm/hari ,
Ea = 0,35(es − ea)(0,5+0,54 U2) es = tekanan uap jenuh udara
pada t° C (mmHg), ea = tekanan uap sesungguhnya udara di
atasnya (mmHg), ea = h x es, h : relatif humidity
CONTOH SOAL :
Diketahui data t = 20 °C ; h = 70 % ; n/N = 40 %
t’s = 20,1 °C ; RA = 550 cal/cm2/hari ; U2 = 5 m/dt
Hitung besarnya evaporasi air permukaan bebas hariannya.

15. Penyelesaiannya :
Table : t = 20 °C ------------- es = 17,53 mmHg (tekanan uap jenuh pada t oC)
t’s = 20,1 °C ----------- e’s = 17,64 mmHg (lihat tabel harga es menurut suhu)
ea = 0,7 x 17,53 = 12,27 mmHg (tekanan uap air sesungguhnya di udara)
h Ta = 20 + 273 = 293 °K
Δ = = 1,1201
Rc = 550 (0,2 + 0,48 x 0,4) = 215,6 gcal/cm2/hari
RI = 215,6 (1 – 0,06) = 202,66 g cal/ cm2/hari
r permukaan air bebas = 0,06 lihat tabel koefisen refleksi albedo
RB = 867,75 (0,47 – 0,077 x 12,27) (0,20 + 0,80 x 0,4) = 90,37
gcal/ cm2/hari
σ Ta
4 = 117,74 x 10-9 x (293)4 = 867,75
H = (202,66 – 90,37)/60 = (112,29 gcal/ cm2/hari)/60 = 1,87
mm H2O/hari
Ea = 0,35 (17,53 – 12,27)(0,5 + 0,54 x 5) = 5,89 mm H2O/hari
Eo = = = 3,11 mm/hari
konstanta psicrometer
σ = konstanta dari Lummer dan Pringsheim = 117,74 x 10-9 gcal/cm2/hari
Ta = temperatur absolut = t°C + 273 , ea = tekanan uap air di udara
(mmHg)