Timbal Balik Kaitan Suhu Tanah dengan Iklim dan Cara Pengamatannya

 

Climate4life.info - Suhu tanah adalah ukuran derajat panas dari tanah. Tanah itu sendiri merupakan lapisan pada kerak bumi yang tersusun dari lima bahan utama yaitu mineral, bahan organik tanah, organisme hidup, gas, dan air.

Suhu tanah adalah fungsi dari fluks panas di dalam tanah serta pertukaran panas antara tanah dan atmosfer yang didefinisikan juga sebagai fungsi energi dalam tanah. Perpindahan panas di tanah dan pertukaran panas laten di permukaan adalah penyebab utama variasi suhu tanah.

• Menganalisis suhu tanah menggunakan aplikasi Surfer
• Kalkulator online konversi satuan Radiasi Matahari
• Kalkulator online untuk menghitung Waktu Setempat dalam pengamatan iklim

Sumber utama suhu tanah adalah radiasi matahari. Suhu tanah diukur dengan termometer khusus untuk tanah.

Secara umum, suhu tanah bervariasi secara musiman dan harian yang diakibatkan oleh perubahan energi radiasi dan perubahan energi yang terjadi melalui permukaan tanah.

Faktor-faktor yang Memengaruhi Suhu Tanah

Suhu tanah tidak merata dan homogen, bergantung pada sejumlah faktor antara lain warna, kemiringan, tutupan vegetasi, pemadatan, kelembapan, dan secara alami adalah adanya sinar matahari.

Memahami sifat fisik dan kimia, seperti korelasi antara kelembaban tanah dan suhunya dan memungkinkan kita untuk memprediksi suhu tanah yang akan digunakan untuk berbagai kepentingan.

1. Jumlah radiasi matahari

Merupakan sumber utama pemanasan tanah. Inilah sebabnya mengapa suhu tanah pada kedalaman yang berbeda bervariasi, dan lapisan atas biasanya lebih hangat daripada lapisan yang lebih dalam.

2. Musim dan kondisi atmosfer

Distribusi energi matahari tergantung pada musim dan ada/tidaknya sinar matahari, awan, dan suhu udara. Secara alami, semakin hangat hari, semakin hangat tanah.

3. Warna tanah

Fisika membuktikan bahwa objek yang lebih gelap menyerap lebih banyak sinar matahari, tidak terkecuali pada tanah. Jadi, semakin gelap warna tanah, semakin cepat pemanasan suhu tanah.

4. Penutup tanah

Tanah kosong lebih cepat panas sementara lapisan tambahan di bumi yang mencegah penguapan, mengurangi suhunya. Ini mengacu pada mulsa, tanaman penutup , sisa tanaman, kanopi vegetasi, dll.

5. Bahan organik

Itu meningkatkan retensi air dan menggelapkan tanah. Karena dua alasan ini, kandungan bahan organik juga meningkatkan suhu tanah.

6. Sudut kemiringan

Radiasi matahari menembus tanah lebih intensif ketika sudutnya sekitar 90 derajat dan menyebar lebih banyak jika lapangan berada di atas bukit.

Untuk mengontrol intensitas radiasi matahari di lahan pertanian berbukit, pertanian teras adalah praktik pertanian yang bagus.

7. Kompos dan pupuk kandang

Dekomposisi adalah proses kimiawi dengan volume tertentu dilepaskan. Dalam hal ini akan menaikkan suhu tanah.

8. Kelembaban tanah

Tanah basah menghantarkan panas secara vertikal lebih baik daripada tanah kering. Artinya tanah yang kering lebih cepat panas pada siang hari dan lebih cepat dingin pada malam hari.

9. Komposisi dan tekstur tanah

Tanah jenis lempung biasanya menunjukkan kapasitas panas yang lebih tinggi dibandingkan dengan tnaha pasir dengan kadar air dan kerapatan yang sama. Namun, pasir lebih cepat panas daripada tanah liat karena volume air yang lebih sedikit (porositas lebih rendah).

Konduktivitas termal meningkat di tanah yang lebih halus. Meskipun demikian, faktor-faktor yang memengaruhi suhu tanah sangat kompleks dan bergantung pada kecocokannya. Misalnya, air menghasilkan efek terbalik pada konduktivitas termal.

Pentingnya Pengukuran Suhu Tanah

Suhu tanah memengaruhi fitur biologi, kimia, dan fisik tanah baik menurunkan atau meningkatkannya. Inilah sebabnya pentingnya suhu tanah menjadi objek studi yang tajam di banyak bidang ilmiah, terutama di bidang biologi, fisika, kimia, ekologi, pertanian, dan ekonomi.

1. Sifat Biologis

Suhu tanah rata-rata untuk bioaktivitas berkisar antara 10℃ - 28℃. Nilai-nilai ini menguntungkan untuk fungsi kehidupan normal biota bumi yang memastikan dekomposisi bahan organik yang tepat, peningkatan mineralisasi nitrogen, penyerapan zat terlarut, dan metabolisme.

Sebaliknya, kondisi setelah titik beku memperlambat aktivitas mikroorganisme penghuni tanah, sedangkan makroorganisme sama sekali tidak dapat bertahan hidup di bawah titik beku. Aktivitas mikroba yang menurun adalah alasan berkurangnya dekomposisi bahan organik dan akumulasi yang berlebihan.

2. Sifat Kimia

Rejim suhu tanah yang tinggi menunjukkan kapasitas tukar kation yang lebih tinggi karena bahan organik yang terdekomposisi.

Semakin hangat tanah, semakin banyak fosfor yang larut dalam air yang dikandungnya untuk tanaman. Sebaliknya, bumi dengan panas rendah miskin fosfor yang tersedia untuk tumbuh-tumbuhan. Untuk tingkat pH, keasaman meningkat dengan derajat yang lebih tinggi juga karena denaturasi asam organik.

3. Properti fisik

Suhu tanah yang tinggi menyebabkan dehidrasi tanah lempung dan retaknya partikel pasir, yang pada akhirnya mengurangi kandungannya dan meningkatkan konsentrasi lanau (bahan penyusun tanah/batuan).

Semakin hangat tanah maka akan semakin banyak karbon dioksida yang dilepaskan dari tanah. Panas adalah penyebab retaknya tanah akibat penguapan dan dengan demikian, penetrasi air menjadi tidak mencukupi ke profil tanah yang ada.

Kaitan Suhu Tanah dan Iklim

1. Pengaruh Iklim terhadap Suhu Tanah

Iklim merupakan salah satu dari lima faktor pembentuk tanah dan memiliki pengaruh yang signifikan terhadap sifat-sifat tanah. Tanah di iklim yang lebih hangat atau lebih basah lebih berkembang daripada tanah di iklim yang lebih dingin atau lebih kering.

Seberapa maju suatu tanah dapat ditentukan dari melihat profil tanah. Profil dapat ditemukan dengan menggali ke dalam tanah dan melihat berbagai lapisan tanah, juga dikenal sebagai cakrawala.

Tanah yang lebih berkembang memiliki cakrawala yang lebih banyak dan cakrawala yang lebih dalam daripada tanah yang kurang berkembang. Kondisi basah mendukung pencucian, atau pergerakan lebih dalam dengan air, dari tanah liat dan mineral lain.

Kondisi hangat meningkatkan reaksi kimia dan biologi yang mengembangkan bahan induk menjadi tanah. Di lingkungan tropis, tanah dapat menjadi sangat tercuci sehingga sangat sedikit unsur hara yang tersedia dari mineral tanah. 

Sementara cuaca adalah bagian jangka pendek dari iklim, siklus cuaca tertentu masih dapat memengaruhi tanah. Misalnya, tanah dapat dikeringkan dan ditata ulang selama cuaca kering atau berangin.

Saat tanah mengering, pertumbuhan tanaman berkurang, yang mengurangi stabilitas lapisan permukaan dan memungkinkan lebih banyak erosi. Contoh ekstrem dari hal ini adalah proses penggurunan.

Tanah yang kehilangan komunitas tumbuhan yang stabil menjadi tidak stabil dengan sendirinya dan mulai bergeser seperti bukit pasir gurun. Di seluruh dunia, lebih dari 50% degradasi lahan dapat dikaitkan dengan penggurunan.

2. Pengaruh Suhu Tanah terhadap Iklim

Iklim tidak hanya memengaruhi tanah, tetapi tanah juga dapat memengaruhi iklim. Perubahan iklim global menjadi perhatian ilmiah saat ini. Peningkatan gas rumah kaca, seperti karbon dioksida dan metana, merupakan kontributor perubahan iklim.

Artikel terkait:

• Bukti bahwa Perubahan Iklim benar terjadi
• Mengenal Gas Rumah Kaca - pemicu pemanasan global alert-info

Tanah merupakan bagian penting dari siklus karbon, dan perubahan dalam praktik pengelolaan tanah dapat mengurangi emisi gas yang mengandung karbon dari tanah. Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dari udara.

Ketika tanaman mati, mikroorganisme tanah membusukkan tanaman dan mengembalikan karbon dioksida ke udara. Kondisi tanah dengan dekomposisi yang lebih lambat dapat mengurangi karbon yang dikembalikan ke udara.

Beberapa contoh dari kondisi tanah ini adalah lahan basah, yang tidak memiliki cukup oksigen untuk penguraian yang efisien, dan lahan yang tidak terganggu, tempat tumbuhan dan akar hidup selama bertahun-tahun.

Mengurangi gangguan pada lahan yang dikelola dengan mempraktikkan pertanian tanpa olah tanah, lebih jarang menebang hutan, dan meninggalkan ruang hijau di daerah perkotaan juga dapat mengurangi emisi karbon dari tanah tersebut, karena karbon kemudian tidak dilepaskan kembali ke atmosfer.

• Climate-smart Agriculure menangani tiga hal utama yaitu peningkatan produktivitas, adapatasi dan mengurangi dan/atau menghilangkan emisi gas rumah kaca dalam kegiatan pertanian... 
  >>> Baca Selengkapnya!

Tanah juga dapat memengaruhi iklim dalam skala yang lebih kecil. Tanah yang lebih basah atau lebih padat menahan panas dan lebih menstabilkan lingkungan dari perubahan suhu daripada tanah yang lebih kering dan gembur.

Suhu di gurun dapat meningkat lebih dari 16 °C selama satu hari. Variasi alami dalam sifat tanah dapat menyebabkan area dengan penyimpanan kelembaban dan panas yang lebih baik daripada lingkungan sekitarnya.

Kota-kota yang memiliki tanaman lebih sedikit dan tanah yang lebih sedikit terekspos sering mengalami apa yang disebut “pulau panas” yang berarti kota tersebut lebih hangat daripada daerah terdekat lainnya.

Perbedaan suhu di pulau-pulau panas ini bisa mencapai 5 derajat pada siang hari dan hingga 20 derajat pada malam hari. Iklim mikro ini dapat memiliki komunitas tumbuhan dan hewan yang berbeda dari lingkungan sekitarnya dan penting untuk menciptakan ekologis yang berbeda.

Pengamatan Suhu Tanah

Pengamatan suhu tanah umumnya dilakukan pada stasiun klimatologi BMKG yang salah satunya melaksanakan kegiatan pengamatan agrometeorologi.

Artikel terkait:

• Perbedaan Stasiun Klimatologi dengan Stasiun Agrometeorologi menurut Regulasi WMO
• Jenis-Jenis Stasiun Sinoptik Menurut Regulasi WMO alert-info

Pengamatan suhu tanah oleh stasiun klimatologi BMKG atau stasiun jaringan kerjasamanya terbagi berdasarkan jenisnya tutupannya dan berdasarkan kedalamannya.

1. Jenis Tutupan

Berdasarkan jenis tutupan tanahnya, maka pengamatan suhu tanah dibedakan menjadi pengamatan suhu tanah berumput dengan pengamatan suhu tanah gundul.

Termometer suhu tanah yang terpasang untuk pengamatan suhu tanah berumput (atas);

pengamatan suhu tanah gundul (bawah);

Gambar: Heru Tribuwono - Kayuwatu

Perbedaan tutupan tanah ini digunakan untuk analisis lebih lanjut seperti misalnya perbedaan albedo yang timbul antara permukaan berumput dan tanpa rumput.

2. Kedalaman

Pengamatan suhu tanah baik pada tanah berumput ataupun pada tanah gundul dilakukan pada tujuh tingkat kedalaman yaitu:

• 0 cm
• 2 cm
• 5 cm
• 10 cm
• 20 cm
• 50 cm
• 100 cm

Susunan kedalaman termometer suhu  tanah seperti terlihat pada gambar berikut.

Susunan termometer pengamatan suhu tanah berdasarkan kedalamannya

3. Frekuensi dan waktu pengamatan

Pengamatan suhu tanah dilakukan tiga kali dalam sehari untuk kedalaman 0-20 cmn dan satu kali sehari untuk kedalaman 50 dan 100 cm dengan waktu pengamatan yaitu:

• Pukul 07.00 Waktu Setempat untuk kedalaman 0, 2, 5, 10 dan 20 cm,

• Pukul 13.00 Waktu Setempat untuk  kedalaman 0, 2, 5, 10 dan 20 cm,

• Pukul 18.00 Waktu Setempat; semua kedalaman.

• Konsep Waktu Setempat dalam Pengamatan Iklim dan Kalkulator Online untuk Menghitungnya

Pembacaan pada termometer tanah untuk kedalaman 0, 2, 5, 10 dan 20 cm dapat dilakukan secara langsung dengan membaca skala termometernya.

Adapun untuk kedalaman 50 dan 100 cm adalah dengan menarik termometer dari dudukannya pada kedalaman tersebut ke permukaan untuk kemudian dilakukan pembacaan.

Demikian uraian mengenai suhu tanah, urgensinya, kaitannya dengan iklim serta tata cara pengamatannya.

Referensi

Diolah dan disadur secara bebas dari:

1. https://eos.com/blog/soil-temperature/
2. https://www.farmprogress.com/corn/all-you-ever-wanted-know-about-soil-temperature
3. https://medcraveonline.com/APAR/effects-of-soil-temperature-on-some-soil-properties-and-plant-growth.html
4. https://www.soils.org/files/sssa/iys/november-soils-overview.pdf
5. https://www.climate-policy-watcher.org/forest-meteorology/soil-temperature.html

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"?