Menganalisis suhu tanah menggunakan aplikasi Surfer

Climate4life.info - Yuk belajar Menganalisis suhu tanah menggunakan aplikasi Surfer. Sebelumnya, selamat menikmati hari liburnya.

Jika biasaya blog climate4life.info banyak berbicara tentang udara atau atmosfer dalam kaintan cuaca dan iklim, kali ini kita akan membahas tanah. Suhu tanah tepatnya.

Gambar 1. Contoh pengolahan data suhu tanah

Konsep suhu tanah

Pengamatan suhu tanah menjadi tugas dan fungsi sebuah stasiun agrometeorologi.

Operasional kegiatan agrometeorologi di Indonesia dilakukan oleh sebuah stasiun klimatologi, di mana pada taman alatnya terpasang 2 set termometer tanah untuk mengamati suhu tanah berumput dan suhu tanah gundul.

Konsep suhu tanah bersifat luas karena mencakup sifat-sifat panas dari suatu sistem, termasuk proses fisika yang terjadi didalam tanah  juga pertukaran energi tanah dan atmosfer.

Suhu tanah juga mempengaruhi proses biologi seperti perkecambahan biji, pertumbuhan benih dan perkembangannya, perkembangan akar, maupun aktivitas mikrobia di dalam tanah. (sumber klik : Budhyastoro et al).

Pada beberapa literatur disebutkan bahwa suhu tanah berpengaruh terhadap penyerapan air. Semakin rendah suhu, semakin sedikit air yang diserap oleh akar, karena itu penurunan suhu tanah mendadak dapat menyebabkan kelayuan tanaman.

Sumber panas tanah itu sendiri berasal berasal dari:

• Radiasi Radiasi / pancaran matahari
• Konduksi dari dalam bumi (magma)

Adapun proses yang mempengaruhi mempengaruhi suhu tanah  antara lain pengembunan, penguapan, hujan, aktifitas biologis dalam tanah dan reradisi.

Perpindahan suhu dalam tanah secara umum berlangsung secara konduksi. Budhyastoro et al, memaparkan bahwa hukum pertama konduksi panas, dikenal sebagai hukum Fourier, yaitu bahwa aliran panas pada benda homogen searah dan proporsional dengan perubahan suhu:

     

di mana:

•    = aliran panas
•      = penghantar panas
•  = gradien ruang suhu T

Pengamatan suhu tanah

Pengamatan suhu tanah umumnya dilakukan oleh stasiun-stasiun klimatologi karena merupakan salah satu tupoksinya.

Pengukuran suhu tanah dilakukan pada berbagai kedalaman, yaitu 5; 10 ;20 ;50 dan 100 cm dari permukaan tanah.

Pengukuran dilakukan pada tanah berumput pendek dan pada tanah gundul.

Sejauh ini informasi suhu tanah masih jarang dianalisis atau diaplikasikan. Hal ini karena memang pengguna datanya masih terbatas.

Tampilan laporan pengamatan suhu tanah seperti ini.

Gambar 2. Form asli pelaporan data suhu tanah

Tampilan seperti ini tentunya kurang informatif. Nah kali ini kita akan mengubah tampilan data suhu tanah agar lebih informatif, mudah dianalisis dan dimengerti oleh pengguna.

Kita dapat menggunakan aplikasi "Surfer". Sobat semua bisa mencari di internet untuk versi trial atau versi berbayar.

Langkah-langkah mengunakan Surfer

Pertama, siapkan datanya terlebih dulu. Dari data seperti format Gambar 2 di atas, ambil row rata-ratanya (data yang berwarna kuning), ubah seperti tabel di bawah ini, lalu simpan file pada tempat yang mudah kita cari.

Datanya kita susun menjadi tiga kolom yang berisi jam pengamatan, kedalaman dan suhu tanah.

Gambar 3. Format data suhu tanah untuk diolah dengan Surfer

Cara membaca data di atas sebagai berikut :

• Row 1-7 berisi data yang diamati pada pukul 07.00 WS (kolom A) pada masing-masing kedalaman (kolom B) dengan nilai rata-rata suhu tanah bulanannya (kolom C).

• Row 8-13 berisi data yang diamati pada pukul 13.00 WS (kolom A) pada masing-masing kedalaman (kolom B) dengan nilai rata-rata suhu tanah bulanannya (kolom C).

Dan seterusnya. Catatan t = 31 (7+24 =31), sebagai pengenal pukul 07.00 "keesokan harinya"  agar data terinterpolasi menjadi 24 jam, mulai pukul 07 hari ini sampai dengan pukul 07.00 esoknya.

Kedua, membuat data grid.
Buka aplikasi Surfer. Tampilan awalnya seperti terlihat pada gambar di bawah ini, dimana terlihat halaman kosong.

Gambar 4. Tampilan awal aplikasi Surfer

Untuk menampilkan data yang telah kita buat sebagaimana pada Gambar 3 di atas, maka  klik "grid" kemudian pilih "data" maka akan muncul jendela untuk mencari file.

 Arahkan pada file yang sudah kita persiapkan sebelumnya.

Gambar 5. Jendela untuk mencari file

Jika file sudah ditemukan, maka tampilannya akan seperti pada Gambar 6 di bawah ini.

Gambar 6. Jendela untuk mengatur properties data

Lakukan pengaturan sebagai berikut :

• x : arahkan pada kolom A atau kolom yang berisi jam pengamatan.
• y : arahkan pada kolom B atau kolom yang berisi kedalaman.
• z : arahkan pada kolom C atau kolom yang berisi data suhu tanah.

Jika menginginkan laporan atas pengaturan di atas maka beri tanda centang pada kotak Grid Report. 

Jangan lupa untuk meletakkan hasilnya agar mudah kita cari kembali dengan mengarahkan pada kotak Output Grid File.

Klik Ok, akan muncul pesan untuk menyimpan data ke dalam format grid, ikuti dan simpan pada tempat yang mudah diingat. Klik "save".

Untuk mulai membuat kontur suhu tanah, kembali ke menu utama, klik "map>new>contour map", maka akan terbuka jendela untuk mencari data grid. 

Arahkan pada file data grid yang sudah kita buat pada langkah kedua di atas. Tampilannya seperti ini.

Gambar 7. Tampilan memulai membuat kontur suhu tanah

Jika file grid yang kita buat sebelumnya sudah diklik, maka akan muncul tampilan seperti di bawah ini. 

Pada halaman utama adalah kontur suhu tanah dan pada panel kiri adalah properties peta kontur tersebut.

Gambar 8. Tampilan Kontur data grid suhu tanah

Mari kita customize kontur di atas. Lakukan langkah sebagaimana pada gambar di bawah ini.

Gambar 9. Tampilan untuk merubah ukuran peta kontur

Klik pada Map, akan muncul propertiesnya, klik tab Scale. Lakukan pengaturan berikut:

• Kosongkan kotak Proportional XY.  Ini dimaksudkan agar perubahan tinggi dan lebar akan dilakukan manual.
• X Scale isi dengan 5.500 in
• Y Scale isi dengan 6.000 in

Selanjutnya, untuk memberi gradasi warna pada peta kontur tersebut, maka lakukan pengaturan seperti pada Gambar 10 ini. 

Gambar 10. Pengaturan gradasi warna

Klik Contours (data_suhu_tanah = nama file grid yang kita buat pada langkah 2 di atas), klik tab Level, lalu isikan 20 untuk minimum dan 45 untuk maksimum.

Lalu kembali ke Map, klik Bottom Axis untuk mengatur properties dari aksis peta kontur kita, yang menggambarkan jam pengamatan. Klik tab Scaling lalu isikan nilai seperti terlihat pada Gambar 11.

Gambar 11. Pengaturan properti aksis

Selengkapnya seperti ini:

• Axis minimun kita isi 7 karena nilai awal pengamatan suhu tanah adalah pada pukul 07.00 WS.
• Axis maximum diisi dengan 31, penjelasannya baca pada langkah pertama di atas.
• Major interval diisi 1, artinya contur akan menampilkan garis aksis setiap jam
• First major tick = 7, artinya kontur dibuat mulai pada row yang berisi data jam =7 
• Last major tick = 31 artinya kontur terakhir dibuat pada row yang berisi data jam = 31
• Cross Y = - 100 artinya pada peta kontur kedalaman 100 cm berada pada bagian bawah dan kedalaman 0 cm berada pada bagian atas.
• Cross Z = 0, artinya suhu mulai diinterpolasi pada kedalaman 0 cm.

Jika sudah diisi maka hasilnya akan seperti gambar di bawah ini.

Gambar 12. Tampilan akhir peta kontur suhu tanah

Selanjutnya ekspor peta konter ke dalam bentuk "jpeg" atau sejenisnya. Maka hasilnya seperti gambar di bawah ini.

Gambar 13. Image hasil pengolahan suhu tanah Surfer

Gambar diatas dapat dianalisis sebagai berikut :

• Semakin dalam, suhu tanah semakin dingin, pada waktu yang sama.
• Suhu tanah mencapai maksimum pada sekitar pukul 13-14 waktu setempat.
• Pada maam hari suhu tanah dipermukaan mulai kembali dingin karena telah melepaskan panas ke atmosfer.
• Menjelang dini hari suhu dipermukaan lebih dingin dibanding lapisan bagian dalam. Hal ini karena bagian dalam masih menyimpan panas.

Demikian sobat, cara menganalisis suhu tanah menggunakan aplikasi Surfer. Semoga bermanfaat.

----------------
Referensi Konsep Suhu Tanah

T. Budhyastoro, Sidik Haddy Tala’ohu, dan Robert L. Watung, "Pengukuran Suhu Tanah"

Climate4life.info mendapat sedikit keuntungan dari penayangan iklan dan digunakan untuk operasional blog ini.

Jika menurut anda artikel ini bermanfaat, maukah mentraktir kami secangkir kopi melalu "trakteer id"?