Hari/Tanggal : Rabu – Kamis, 14 – 15 November 2012
Rekan
kerja :
•
Fisika IPB
angkatan 48
LAPORAN
BIOFISIKA UMUM
FISIKA
LINGKUNGAN
ANA FITRIANA
G74110018
ASISTEN:
•
AJENG
WIDYA ROSLIA (G74090029)
•
FEBY
ROSMAWATI F. (G74090032)
•
BUDI
SETIADI (G74090037)
•
ANDRI
HARYANSYAH (G74090039)
DEPARTEMEN
FISIKA
FAKULTAS
MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT
PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
A.
Judul : BIOFISIKA
LINGKUNGAN
B.
Tujuan
1.
Mengukur distribusi temperatur dibawah dan diatas permukaan tanah
2.
Mengukur pola siklus
diurnal lingkungan
C.
Alat
1.Termometer
digital 2 buah
2.
Mistar
D.
Teori Singkat
Bidang biofisika lingkungan merupakan salah satu cabang terapan dari ilmu
biofisika yang mempelajari mengenai kajian tentang energi dan pertukaran massa antara
organisme hidup dengan lingkungannya khususnya lingkungan
sekitar. Pada umumnya reaksi biokimia pada organisme sangat bergantung dengan suhu antara organisme dan lingkungan sekitarnya, distribusi radian kalor laten, kapasitas kalor,
dan resistansi. Suhu merupakan pengaruh
yang sangat fundamental bagi kehidupan organisme. Jarang sekali organisme hidup memiliki suhu yang relatif berada pada kesetimbangan termal (konstan), sehingga suhu lingkungan sangat mempengaruhi suhu dari organisme itu sendiri. Suhu diatas dan dibawah titik kritis
dapat mengakibatkan proses denaturasi enzim sehingga menyebabkan kematian dari organisme. Keberadaan kelembaban udara menyebabkan
suhu diatas permukaan tanah dan dibawah permukaan tanah berbeda. Pada reaksi biokimia suhu bisa digandakan
menjadi dua kali lipat ataupun tiga kali lipat setiap kenaikan suhu sebesar 10ᵒC. Setiap detiknya terjadi perubahan
suhu, tetapi suhu dibawah permukaan tanah relatif lebih konstan dibandingkan dengan suhu diatas permukaan tanah.
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi perubahan suhu tersebut.
Faktor-faktor tersebut adalah sudut datangnya sinar matahari, tinggi rendahnya
tempat, angin dan arus laut, lamanya penyinaran, dan awan.
Pada kesempatan ini, akan
dilakukan percobaan yang didalamnya akan dilakukan pengamatan terhadap suhu lingkungan diatas permukaan
tanah dan dibawah permukaan tanah secara siklus diurnal atau 24 jam. Apabila suhu diamati secara berkala (hampir kontinu), maka dapat ditentukan suhu ketika kondisi tertentu, melalui persamaan:
Dengan
Dimana
;
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.
5. Tempatkan satu penunjuk waktu yang akurat
agar skala yang didapatkan benar-benar 10 menit.
F.
Data
·
Kedalaman : ± 20 cm
Suhu / waktu awal : 28,6 ᵒC / Rabu, 14 November 2012; pukul
11.00 WIB
Suhu / waktu akhir : 34,5 ᵒC / Kamis, 15 November 2012; pukul
11.00 WIB
·
Ketinggian :2 m
Suhu / waktu awal : 30 ᵒC / Rabu, 14 November 2012; pukul 11.00
WIB
Suhu / waktu akhir : 30,6 ᵒC / Kamis, 15 November 2012; pukul
11.00 WIB
|
Waktu
(menit)
|
Suhu Udara (ᵒC)
|
Suhu Tanah (ᵒC)
|
Cuaca
|
Waktu
|
Suhu Udara (ᵒC)
|
Suhu Tanah (ᵒC)
|
Cuaca
|
|
0
|
30
|
28,6
|
MENDUNG
|
730
|
25
|
27,9
|
GERIMIS
|
|
10
|
30,3
|
28,3
|
MENDUNG
|
740
|
24,8
|
27,9
|
BERAWAN
|
|
20
|
30,9
|
28,4
|
MENDUNG
|
750
|
24,8
|
28,1
|
BERAWAN
|
|
30
|
30,6
|
28,4
|
MENDUNG
|
760
|
24,8
|
27,9
|
BERAWAN
|
|
40
|
31,6
|
28,2
|
MENDUNG
|
770
|
24,7
|
28,1
|
CERAH
|
|
50
|
30,0
|
28,3
|
MENDUNG
|
780
(13 jam)
|
25
|
27,8
|
CERAH
|
|
60
(1 jam)
|
29,5
|
28,3
|
MENDUNG
|
790
|
24,6
|
27,8
|
CERAH
|
|
70
|
29,7
|
28,2
|
MENDUNG
|
800
|
24,5
|
27,9
|
CERAH
|
|
80
|
27,9
|
28,3
|
MENDUNG
|
810
|
24,9
|
28,1
|
CERAH
|
|
90
|
27,9
|
28,3
|
MENDUNG
|
820
|
25,1
|
28,1
|
CERAH
|
|
100
|
27,9
|
28,2
|
MENDUNG
|
830
|
24,6
|
28,1
|
CERAH
|
|
110
|
27,9
|
28,3
|
MENDUNG
|
840
(14 jam)
|
24,3
|
28,1
|
CERAH
|
|
120
(2 jam)
|
27,9
|
28,4
|
MENDUNG
|
850
|
24,4
|
28,1
|
CERAH
|
|
130
|
27,9
|
28,4
|
MENDUNG
|
860
|
24,6
|
27,7
|
CERAH
|
|
140
|
26,2
|
28,2
|
MENDUNG
|
870
|
24,7
|
28
|
CERAH
|
|
150
|
26,6
|
28,2
|
MENDUNG
|
880
|
24,5
|
28,1
|
CERAH
|
|
160
|
26,9
|
28,4
|
MENDUNG
|
890
|
24,4
|
28
|
CERAH
|
|
170
|
27,2
|
28,3
|
MENDUNG
|
900
(15 jam)
|
24,2
|
27,7
|
CERAH
|
|
180
(3 jam)
|
27,7
|
28,2
|
MENDUNG
|
910
|
24,1
|
27,7
|
CERAH
|
|
190
|
27
|
28,3
|
MENDUNG
|
920
|
24,3
|
27,7
|
CERAH
|
|
200
|
27,4
|
28,3
|
MENDUNG
|
930
|
24,1
|
27,7
|
CERAH
|
|
210
|
27,6
|
28,2
|
MENDUNG
|
940
|
24,2
|
27,7
|
CERAH
|
|
220
|
27,5
|
28,2
|
MENDUNG
|
950
|
24,1
|
27,9
|
CERAH
|
|
230
|
27,2
|
28,4
|
MENDUNG
|
960
(16 jam)
|
23,9
|
27,6
|
CERAH
|
|
240
(4 jam)
|
27,0
|
28,4
|
MENDUNG
|
970
|
23,9
|
27,6
|
CERAH
|
|
250
|
26,9
|
28,2
|
MENDUNG
|
980
|
23,6
|
27,8
|
CERAH
|
|
260
|
26,3
|
28,4
|
MENDUNG
|
990
|
23,9
|
27,6
|
CERAH
|
|
270
|
26,1
|
28,4
|
MENDUNG
|
1000
|
23,8
|
27,6
|
CERAH
|
|
280
|
25,8
|
28,5
|
MENDUNG
|
1010
|
24,1
|
27,9
|
CERAH
|
|
290
|
25,6
|
28,3
|
MENDUNG
|
1020
(17 jam)
|
23,8
|
27,9
|
CERAH
|
|
300
(5 jam)
|
25,4
|
28,5
|
MENDUNG
|
1030
|
23,9
|
27,9
|
CERAH
|
|
310
|
25,3
|
28,4
|
MENDUNG
|
1040
|
23,9
|
27,6
|
CERAH
|
|
320
|
25,1
|
28,2
|
GERIMIS
|
1050
|
23,4
|
27,5
|
CERAH
|
|
330
|
25,3
|
25,5
|
GERIMIS
|
1060
|
23,9
|
27,9
|
CERAH
|
|
340
|
25,1
|
25,2
|
GERIMIS
|
1070
|
23,6
|
27,8
|
MENDUNG
|
|
350
|
25,1
|
25
|
GERIMIS
|
1080
(18 jam)
|
23,6
|
27,5
|
MENDUNG
|
|
360
(6 jam)
|
25,0
|
25,1
|
GERIMIS
|
1090
|
23,7
|
27,8
|
MENDUNG
|
|
370
|
25,1
|
25
|
GERIMIS
|
1100
|
23,5
|
27,8
|
MENDUNG
|
|
380
|
25,0
|
25,3
|
GERIMIS
|
1110
|
23,3
|
27,5
|
MENDUNG
|
|
390
|
25,4
|
25,2
|
GERIMIS
|
1120
|
23,4
|
27,6
|
MENDUNG
|
|
400
|
25,2
|
25,5
|
GERIMIS
|
1130
|
23,9
|
27,7
|
MENDUNG
|
|
410
|
25,5
|
25,3
|
MENDUNG
|
1140
(19 jam)
|
23,9
|
27,4
|
MENDUNG
|
|
420
(7 jam)
|
25,5
|
25,1
|
MENDUNG
|
1150
|
24,1
|
27,4
|
MENDUNG
|
|
430
|
25,6
|
25,5
|
MENDUNG
|
1160
|
23,6
|
27,4
|
MENDUNG
|
|
440
|
25,6
|
25,6
|
MENDUNG
|
1170
|
24
|
27,7
|
MENDUNG
|
|
450
|
25,7
|
28
|
MENDUNG
|
1180
|
24,3
|
27,4
|
MENDUNG
|
|
460
|
25,9
|
28,1
|
MENDUNG
|
1190
|
24,7
|
27,4
|
CERAH
|
|
470
|
26,0
|
28,1
|
MENDUNG
|
1200
(20 jam)
|
24,7
|
27,4
|
CERAH
|
|
480
(8 jam)
|
25,7
|
28,1
|
MENDUNG
|
1210
|
25,0
|
27,6
|
CERAH
|
|
490
|
25,9
|
28,4
|
MENDUNG
|
1220
|
25,0
|
27,6
|
CERAH
|
|
500
|
25,7
|
28,3
|
MENDUNG
|
1230
|
25,2
|
27,6
|
CERAH
|
|
510
|
25,8
|
28,1
|
MENDUNG
|
1240
|
25,6
|
27,4
|
CERAH
|
|
520
|
25,7
|
28,1
|
GERIMIS
|
1250
|
25,7
|
27,3
|
CERAH
|
|
530
|
25,6
|
28,4
|
GERIMIS
|
1260
(21 jam)
|
26,2
|
27,6
|
CERAH
|
|
540
(9 jam)
|
25,6
|
28
|
GERIMIS
|
1270
|
27,0
|
27,3
|
CERAH
|
|
550
|
25,4
|
28,3
|
GERIMIS
|
1280
|
26,5
|
27,5
|
BERAWAN
|
|
560
|
25,4
|
28,4
|
GERIMIS
|
1290
|
26,6
|
27,3
|
BERAWAN
|
|
570
|
25,3
|
28,2
|
GERIMIS
|
1300
|
26,7
|
27,4
|
BERAWAN
|
|
580
|
25,4
|
28,3
|
GERIMIS
|
1310
|
27,1
|
27,3
|
BERAWAN
|
|
590
|
25,4
|
28,3
|
GERIMIS
|
1320
(22 jam)
|
27,2
|
27,5
|
BERAWAN
|
|
600
(10 jam)
|
25,5
|
28
|
GERIMIS
|
1330
|
27,6
|
27,2
|
BERAWAN
|
|
610
|
25
|
28,1
|
GERIMIS
|
1340
|
27,5
|
27,5
|
BERAWAN
|
|
620
|
25
|
28,3
|
GERIMIS
|
1350
|
27,7
|
27,3
|
BERAWAN
|
|
630
|
25,1
|
28
|
GERIMIS
|
1360
|
27,5
|
27,3
|
BERAWAN
|
|
640
|
25,2
|
28
|
GERIMIS
|
1370
|
28,1
|
27,3
|
BERAWAN
|
|
650
|
25,4
|
28
|
GERIMIS
|
1380
(23 jam)
|
28,4
|
27,2
|
BERAWAN
|
|
660
(11 jam)
|
25,2
|
28,2
|
GERIMIS
|
1390
|
28,5
|
27,2
|
BERAWAN
|
|
670
|
25,1
|
28,2
|
GERIMIS
|
1400
|
28,5
|
27,4
|
BERAWAN
|
|
680
|
25
|
27,9
|
GERIMIS
|
1410
|
29,5
|
27,4
|
CERAH
|
|
690
|
25,1
|
27,9
|
GERIMIS
|
1420
|
29,1
|
31,3
|
CERAH
|
|
700
|
25,2
|
27,9
|
GERIMIS
|
1430
|
29,5
|
32,8
|
CERAH
|
|
710
|
25,0
|
28,2
|
GERIMIS
|
1440
(24 jam)
|
30,6
|
34,5
|
CERAH
|
|
720
(12 jam)
|
25,1
|
28,2
|
GERIMIS
|
|
|
|
|
G.
Pengolahan Data
1. Suhu Atas ( Udara)
Suhu maximum = 31,6 °C
Suhu minimum = 23,3°C
Suhu rataan =
=
2. Suhu Bawah (Tanah)
Suhu maximum = 34,5°C
Suhu minimum = 25°C
Suhu rataan =
=
H.
Pembahasan
Praktikum
kali ini yaitu melakukan pengamatan suhu lingkungan yang berada di udara dengan
ketinggian ±2 m dan suhu di dalam tanah dengan kedalaman ±20 cm. Alat yang digunakan untuk
pengukuran adalah termometer digital dan spark. Percobaan dilakukan di depan
laboratorium Biofisika Membran, Departemen Fisika, Institut Pertanian Bogor.
Percobaan dimulai tepat pukul 11.00 hingga pukul 11.00 pada keesokan harinya.
Data merupakan pengukuran suhu selama 24 jam yang diambil setiap 10 menit. Suhu
mula-mula di atas dan di dalam permukaan tanah berturut-turut adalah 30 oC
dan 28,6 oC dan suhu akhirnya yaitu 30,6 oC dan 34,5 oC.
Suhu maksimum pada permukaan tanah yaitu 31,6 oC pada Rabu, 14
November 2012, pukul 11.40 dan suhu minimumnya adala 23,3 oC pada Kamis,
15 November 2012, pukul 05.30. Sedangkan untuk di dalam tanah, suhu maksimumnya
adalah 34,5 oC pada Kamis, 15 November 2012, pukul 11.00 dan suhu
minimumnya adalah 25 oC pada Rabu, 14 November 2012, pukul 17.10. Saat
suhu lingkungan maksimum, cuaca cerah. Tetapi saat suhu lingkungan rendah cuaca
dalam keadaan mendung dan turun hujan dengan intensitas
rendah. Adapun suhu di atas permukaan tanah memiliki rata-rata sebesar 27,45 oC
dan suhu di dalam permukaan tanah memiliki rata-rata 29,75 oC.
Grafik pada pengolahan data menunjukkan bahwa, suhu di atas permukaan
tanah terlihat tidak konstan. Hal tersebut dapat dilihat dari kurva yang naik
turun, yang mencirikan ketidakkonsistenan suhu lingkungan. Ketidakkonsistenan
ini terjadi akibat adanya ketidakstabilan atau perubahan yang cukup berpengaruh
yang disebabkan oleh pengaruh kondisi lingkungan dan kelembaban udara.
Hubungan antara waktu dan suhu di dalam tanah relatif konstan. Saat
suhu di permukaaan tanah naik, kalor ditransfer ke lapisan udara di atasnya
secara konveksi dan ke dalam lapisan tanah secara konduksi. Namun, kalor yang
diserap oleh lapisan tanah berikutnya memliki amplitudo yang relatif kecil. Amplitudo dari
gelombang temperatur diurnal menjadi lebih kecil seiring dengan bertambahnya
jarak dari permukaan. Pada tanah, hal ini terjadi karena kalor disimpan pada
setiap lapisan yang dilewati sehingga kalor yang melewati lapisan berikut
menjadi lebih rendah. Pada kedalaman lebih dari 50 cm, fluktuasi temperatur
diurnal dalam tanah sangat sulit diukur Hal ini terjadi karena setiap lapisan
tanah yang dilewati oleh kalor akan menyimpan sebagian kalor tersebut, sehingga
kalor yang melewati lapisan berikutnya menjadi berkurang.
Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi suhu udara diantaranya adalah
sudut datangnya sinar matahari, tinggi rendahnya tempat, angin dan arus laut,
lamanya penyinaran, dan awan. Sudut
datang sinar matahari terkecil terjadi pada pagi dan sore hari, sedangkan sudut
terbesar pada waktu siang hari tepatnya pukul 12.00 siang. Sudut datangnya
sinar matahari yaitu sudut yang dibentuk oleh sinar matahari dan suatu bidang
di permukaan bumi. Semakin besar sudut datangnya sinar matahari, maka semakin
tegak datangnya sinar sehingga suhu yang diterima bumi semakin tinggi. Sebaliknya,
semakin kecil sudut datangnya sinar matahari, berarti semakin miring datangnya
sinar dan suhu yang diterima bumi semakin rendah. Semakin
tinggi kedudukan suatu tempat, temperatur udara di tempat tersebut akan semakin
rendah, begitu juga sebaliknya semakin rendah kedudukan suatu tempat,
temperatur udara akan semakin tinggi. Perbedaan temperatur udara yang
disebabkan adanya perbedaan tinggi rendah suatu daerah disebut amplitudo. Salah
satu sifat khas udara yaitu bila kita naik 100 meter, suhu udara akan turun 0,6
°C. Di Indonesia suhu rata-rata tahunan pada ketinggian 0 meter adalah 26 °C. Perbedaan
temperatur tinggi rendahnya suatu daerah dinamakan derajat geotermis. Suhu
udara rata-rata tahunan pada setiap wilayah di Indonesia berbeda-beda sesuai
dengan tinggi rendahnya tempat tersebut dari permukaan laut. Angin
dan arus laut mempunyai pengaruh terhadap temperatur udara. Misalnya, angin dan
arus dari daerah yang dingin, akan menyebabkan daerah yang dilalui angin
tersebut juga akan menjadi dingin. Lamanya
penyinaran matahari pada suatu tempat tergantung dari letak garis lintangnya.
Semakin rendah letak garis lintangnya maka semakin lama daerah tersebut
mendapatkan sinar matahari dan suhu udaranya semakin tinggi. Sebaliknya,
semakin tinggi letak garis lintang maka intensitas penyinaran matahari semakin
kecil sehingga suhu udaranya semakin rendah. Indonesia yang terletak di daerah
lintang rendah (6 °LU – 11 °LS) mendapatkan penyinaran matahari relatif lebih
lama sehingga suhu rata-rata hariannya cukup tinggi. Awan
merupakan penghalang pancaran sinar matahari ke bumi. Jika suatu daerah terjadi
awan (mendung) maka panas yang diterima bumi relatif sedikit, hal ini
disebabkan sinar matahari tertutup oleh awan dan kemampuan awan menyerap panas
matahari. Permukaan daratan lebih cepat menerima panas dan cepat pula
melepaskan panas, sedangkan permukaan lautan lebih lambat menerima panas dan
lambat pula melepaskan panas. Apabila udara pada siang hari diselimuti oleh
awan, maka temperatur udara pada malam hari akan semakin dingin.
I.
Kesimpulan
Siklus diurnal adalah siklus yang berlangsung setiap harinya selama
24 jam, terjadi secara terus menerus yang disebabkan oleh satu putaran
penuh rotasi bumi. Perbedaan aktifitas suhu pada siang dan malam hari adalah diakibatkan
radiasi panas matahari yang menuju ke permukaan bumi pada siang hari, sedangkan
pada malam hari tidak ada radiasi panas yang diterima dari radiasi sinar
matahari.
Suhu
awal di dalam dan di permukaan tanah berturut-turut adalah 30
ᵒC dan 28,6 ᵒC, pada pukul 11.00, 14 November 2012. Suhu terendahnya
berturut-turut yaitu 30,6 ᵒC dan 34,5 ᵒC, pada pukul 11.00, 15
November 2012. Suhu maksimum di permukaan
tanah adalah 31,6 oC pada
pukul 11.40, sedangkan suhu minimumnya adalah 23,3 oC pada pukul 05.30. Suhu maksimum di dalam
tanah adalah 34,5 oC
pada pukul 11.00, sedangkan suhu minimumnya yaitu 25 oC pada pukul 17.10. Dari grafik diperoleh bahwa
suhu pada permukaan tanah cenderung kurang stabil daripada suhu di dalam tanah.
Sebab, suhu di dalam tanah memiliki kecenderungan konstan.
Praktikum dilakukan selama
24 jam dan teman-teman fisika bergantian mengambil data. Data yang diambil
setiap 10 menit sekali, sehingga ada seseorang yang mengawasi waktu dan ada
juga yang mencatat suhu yang terbaca pada termometer digital di permukaan
tanah. Praktikum ini memberikan pelajaran bagi kami untuk berkoordinasi, saling
menjaga, dan percaya. Karena, jika tidak, maka data bisa saja tidak akan
tercatat, bahkan dapat terjadi perselisihan. Namun, dengan kerjasama, praktikum
ini dapat berhasil dilaksanakan.
J.
Daftar Pustaka
Adipedia.com. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Perbedaan Suhu Udara
(Temperature) di Berbagai Daerah. http://www.adipedia.com/2011/04/faktor-faktor-yang-mempengaruhi.html. Diakses pada
23 November 2012.
Campbell, Gaylon S dan John M. Norman. 2000. Introduction to
Environmental Biophysics Second Edition.New York: John Willey & Sons Inc.
Cotterill,
Rodney. 2002. Biophysics; An Introduction. New York : John Willey
& Sons Inc.
0 komen:
Posting Komentar