Upload
puspawijaya-putra
View
904
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Anemometer Mangkuk diciptakan oleh Thomas Rommey Robinson. Robinson adalah seorang astronom dan ahli ilmu cuaca Inggeris yang juga menjabat sebagai direktur ketiga Armagh Observatorium. Penemuan ini termotivasi dari keinginannya pada tahun 1939 untuk memonitor kecepatan dan variabilitas angin dengan tepat. Desain pertama dari anemometer mangkuk ini diajukan oleh Richard Lovell Edgeworth.
Citation preview
PRINSIP KERJA ANEMOMETER MANGKUK
Oleh : Andy Kurniawan
Pendahuluan
Dalam atmosfer terdapat beberapa gejala alam seperti ; hujan, angin, dan petir
serta beberapa parameter seperti suhu, kelembapan dan tekanan udara. Semua ini selalu
berubah setiap saat, kombinasi hal tersebut menentukan kondisi udara pada saat disuatu
tempat yang dinamakan cuaca. Cuaca adalah udara (lapisan atmosfer) pada suatu tempat
pada saat tertentu. Unsur-unsur yang terdapat dalam cuaca adalah suhu, tekanan udara,
kelembaban udara, angin, curah hujan dan awan.
Pada dasarnya angin merupakan massa udara yang bergerak. Angin dapat
bergerak secara horizontal maupun secara vertikal dan berfluktuasi secara dinamis.
Penyebab terjadinya angin adalah perbedaan tekanan udara di dua wilayah yang
berdekatan, perbedaan itu sebagai akibat dari perbedaan suhu udara dan inipun sebagai
akibat dari perbedaan pemanasan matahari angin bersifat meratakan tekanan udara,
makin besar perbedaan tekanan udara makin kencang angin yang terjadi. Angin selalu
bergerak dari tempat dengan tekanan tinggi ke tempat tekanan rendah.
Di daerah khatulistiwa yang panas, udaranya menjadi panas, mengembang dan
menjadi ringan. Kemudian naik ke atas dan bergerak menuju daerah yang lebih dingin.
Sebaliknya di daerah kutub yang dingin, udaranya turun ke bawah. Dengan
demikian terjadi perputaran udara, berupa perpindahan udara dingin dari
daerah kutub ke daerah khatulistiwa menyusuri permukaan bumi. Dan sebaliknya,
terjadi perpindahan udara panas dari daerah khatulistiwa menuju daerah kutub melalui
bagian atas atmosfer. Perpindahan udara seperti ini dinamakan angin pasat.
Angin diukur arahnya dan kecepatannya. Nama angin sesuai dengan arah dari
mana angin bertiup, angin barat itu adalah angin yang bertiup dari arah barat. Untuk
menentukan arah angin digunakan bendera angin yang dihubungkan kesuatu penunjuk
dengan pertolongan mekanisme. Dilapangan terbang digunakan kantong angin. Arah
angin dinyatakan dalam derajat, yaitu 3600 adalah arah utara, 90
0 arah timur, 180
0 arah
selatan dan 2700 arah barat.
Gambar 1. Skema terjadinya angin
Di daerah kutub, udara jatuh
Di daerah khatulistiwa, udara naik
Alat pengukur kecepatan angin yang umum digunakan adalah anemometer.
Ada beberapa jenis anemometer yang dikembangkan antara lain anemometer
mangkuk, anemometer tabung piston , anemometer bercorong dan lain-lain. Pada
stasiun klimatologi jenis anemometer yang standar digunakan adalah anemometer
mangkuk. Pada anemometer mangkuk kecepatan angin dapat dibaca pada skala yang
ada pada alat itu
. Angin telah lama dikenal dan dimanfaatkan oleh manusia. Perahu-perahu layar
menggunakan angin untuk mengarungi samudera. Christopher Colombus pada abad
kelima belas mnemukan benua Amerika dengan menggunakan kapal layar yang
memanfaatkan angin.
Pada abad ketujuh, kincir angin telah digunakan oleh bangsa Persia untuk
menggiling tepung. Kincir angin Persia ini merupakan cikal bakal dari kincir angin
modern yang ada sekarang. Di negeri Belanda, angin dimanfaatkan untuk
menggerakkan pompa irigasi dengan menggunakan kincir angin.
Tekanan Udara Tekanan udara diukur berdasarkan tekanan gaya pada permukaan dengan
luas tertentu. Satuan yang digunakan adalah atmosfer (atm), millimeter kolom
air raksa (mmHg), atau milibar (bar). Tekanan udara patokan (normal) adalah tekanan
kolom udara setinggi lapisan atmosfer bumi pada garis lintang 450 dan suhu 0
0C.
Besarnya tekanan udara tersebut dinyatakan sebagai 1 atmosfer. Tekanan sebesar 1 atm
ini setara dengan tekanan yang diberkan oleh kolom air raksa setinggi 760 mm. Satuan
tekanan selain dengan atm atau mmHg, juga dapat dinyatakan dalam satuan
kg/m2(Pascal disingkat Pa), lb/inc
2(Pound persquare inch disingkat psi). Konversi
tekanan udara tersebut adalah sebagai berikut : 1 atm = 1 Pa = 760 mmHg = 14,7 psi =
1,013 mbar
Alat untuk mengukur tekanan udara disebut barometer. Tekanan udara akan
berkurang dengan bertambahnya ketinggian tempat (elevasi atau altitude). Tekanan
udara umumnya akan menurun sebesar 11 mbar untuk setiap 100 m pertambahan
ketinggian tempat.
Tekanan udara dipengaruhi oleh suhu. Tekanan udara di daerah tropis relatif
konstan. Hal ini disebabkan suhu udara di daerah tropis berfluktuasi musiman yang
sangat kecil. Tekanan udara yang berfluktuasi kecil ini mengakibatkan kecepatan angin
di kawasan dekat equator pada umumnya menjadai relatif lemah.
Tekanan udara juga dapat berubah secara dinamis pada setiap waktu antara
lokasi yang berbeda. Perbedaan ini terutama sekali disebabkan oleh pergeseran garis
edar matahari, keberadaan bentang laut, dan ketinggian tempat.
Perbedaan garis edar matahari akan mengakibatkan fluktuasi suhu musiman.
Suhu akan berpengaruh terhadap pemuaian dan penyusutan volume udara. Jika
udara memuai maka udara akan menjadi renggang dan akibatnya tekanan akan
turun. Dan sebaliknya, jika volume udara menusut, maka kerapatan udara menjadi
tinggi dan akibatnya tekanan akan naik.
Keberadaan bentangan laut berperan dalam mempengaruhi fluktuasi tekanan
udara. Hal ini dikarenakan, laut merupakan pemasok uap air ke udara melalui proses
evaporasi. Pertambahan uap air di udara akan mengakibatkan tekanan udara meningkat.
Peristiwa ini mengakibatkan terjadinya angin laut pada siang hari.
Karena adanya pengaruh berbagai faktor di atas, maka akan terbentuk pusat-
pusat tekanan rendah dan pusat-pusat tekanan tinggi. Pusat-pusat tekanan ini tidak
bersifat permanen, tetapi lebih bersifat temporer sesuai dengan dinamika unsur-unsur
iklim yang mempengaruhi tekanan udara tersebut. Pusat tekanan rendah disebut siklon
(depresi atau low). Sedangkan pusat tekanan tinggi disebut antisiklon (high).
Pengertian Angin
Angin adalah massa udara yang bergerak.Angin dapat bergerak secara horizontal
ataupun vertikal dengan kecepatan yang bervariasi dan berfluktuasi secara dinamis.
Angin dapat terjadi karena adanya perbedaan tekanan udara antara tempat yang berbeda.
Angin selalu mengalir dari tempat yang bertekanan udara tinggi ke tempat yang
bertekanan udara rendah. Apabila tidak ada gaya lain yang mempengaruhi, maka angin
akan bergerak secara langsung dari tempat bertekanan tinggi ke tempat bertekanan
udara rendah,
Gambar 2. Gaya simpangan akibat rotasi bumi
Rotasi bumi menimbulkan gaya yang akan mempengaruhi arah
pergerakan angin. Gaya ini disebut efek Coriolis. Efek Coriolis ini
mengakibatkan angin bergerak searah jarum jam mengitari daerah bertekanan udara
rendah di belahan bumi bagian selatan. Dan sebaliknya, bergerak dengan arah
berlawanan arah putaran jarum jam mengitari daerah bertekanan udara rendah di
belahan bumi bagian utara. Kecenderungan ini pertama kali dijelaskan pada tahun 1835
oleh G.G. Coriollis seorang ilmuwan dari Perancis. Penyimpangan seperti ini kemudian
disempurnakan oleh Buys Ballot sebagai berikut :
1. Udara bergerak dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah.
2. Di belahan bumi utara angin berbelok ke kanan, dan di belahan bumi selatan angin
berbelok ke kiri.
Kesimpulan ini untuk selanjutnya dikenal dengan hukum Buys Ballot.
Sirkulasi Umum Atmosfer
Sirkulasi umum adalah mekanisme dasar untuk memindahkan energi dari
katulistiwa ke kutub. Bumi paling banyak mengalami pemanasan di daerah
katulistiwa dan paling sedikit mengalami pemanasan di daerah kutub. Sebagai
akibatnya akan terjadi arus konveksi dari katulistiwa ke daerah kutub .Hal ini
merupakan bagian dari sirkulasi umum atmosfer. Sirkulasi udara hanya dipengaruhi
oleh beda suhu antara daerah katulistiwa dengan daerah kutub. Siklus konveksi akan
mensirkulasikan udara dari daerah kutub yang dingin menuju katulistiwa yang panas.
Gambar 3. Susunan sirkulasi umum atmosfer
Sebagai akibat dari rotasi bumi dan juga permukaan bumi yang terdiri dari
daratan dan lautan yang bervariasi , serta karena adanya efek coriollis, maka pada
atmosfer bumi terdapat angin mengikuti pola umum sirkulasi udara. Angin seperti ini
disebut prevailling wind. Pada daerah tropis dan subtropis, angin berhembus dari arah
tenggara untuk belahan bumi selatan. Dan angin berhembus dari arah timur laut untuk
belahan bumi utara. Untuk daerah beriklim sedang (temperate zone), angin secara
umum berhembus dari arah barat laut untukbelahan bumi selatan dan dari arah barat
daya untuk belahan bumi utara. Pada daerah kutub, angin berhembus dari arah timur
searah dengan angin pada daerah tropis. Prevailling wind pada daerah tropis dinamakan
trade wind, untuk daerah beriklim sedang disebut westerly wind, dan untuk daerah
kutub disebut polar wind.
Selain angin yang mengikuti pola umum sirkulsi atmosfer bumi, terdapat juga
angin musiman (seasons wind). Misalnya angin muson. Pada lapisan udara dekat
permukaan bumi, juga terdapat angin lokal, yaitu angin yang dipengaruhi oleh kondisi
geografis setempat. Angin lokal yang dikenal seperti angin darat, angin laut, angin
lembah, angin gunung. Pada beberapa wilayah, angin lokal berlangsung secara rutin dan
teratur sehingga mempunyai dampak yang sangat penting bagi kehidupan masyarakat di
sekitarnya.
Gambar 4. Angin darat
Gambar 5. Angin laut
Angin pada lapisan udara dekat permukaan bumi mempunyai kecepatan yang
lebih rendah daripada lapisan udara yang lebih tinggi.Pada ketinggian 6-12 km, bisa
dijumpai angin yang berkecepatan tinggi hingga mencapai lebih dari 300 km/jam.
Angin jenis ini umumnya berhembus dari arah barat. Angin ini disebut dengan jet
stream yang sangat diperhatikan pada dunia penebangan.
Gambar 6. Angin Gunung
Gambar 7. Angin Lembah
Fungsi angin yang dapat dirasakan secara langsung oleh manusia menurut
Campbell ada 3 macam, yaitu : (1) angin menyebabkan tekanan udara terhadap
permukaan yang menentang arah angin tersebut, (2) angin mempercepat pendinginan
dari benda yang panas, (3) kecepatan angin sangat beragam dari tempat ke tempat dan
dari waktu ke waktu. Fungsi angin yang sangat penting adalah mencampur udara, antara
udara panas dan udara dingin, antara udara lembab dengan udara kering, mencampur
beragai partikel dan unsur dalam atmosfer. Fungsi angin yang demikian dapat
menciptakan kelangsungan siklus hidrologi.
Turbulensi Angin Pembahasan tentang angin lebih ditekankan pada angin yang bergerak dekat
dengan permukaan bumi. Hal ini disebabkan, angin pada ketinggian ini akan
berpengaruh langsung terhadap kehidupan bayak makhluk hidup.
Dalam pergerakannya, angin akan berkelok-kelok sesuai dengan medan yang
dilaluinya. Kecepatan anginpun tidak stabil. Pergerakan angjn akan lebih cepat apabila
resistensi media yang dilaluinya rendah. Fenomena perubahan arah dan kecepatan
angin ini disebut turbulensi.
Variasi arah dan kecepatan angin, dapat terjadi apabila angin bergeser pada
permukaan yang tidak licin (smooth). Variasi yang diakibatkan oleh kekasaran
permukaan ini dinamakan turbulensi mekanis. Selain itu, karena adanya resistensi dari
lapisan udara bagian atas, maka panas pada permukaan bumi bergerak ke atas secara
vertikal. Hal ini mengakibatkan turbulensi udara. Tirbulensi yang disebabkan
perbedaan suhu lapisan atmosfer ini disebut turbulensi termal atau turbulensi konvektif.
Fluktuasi kecepatan udara akibat turbulensi mekanis umumnya lebih kecil, tetapi
memiliki frekuensi yang lebih tinggi dibandingkan fluktuasi akibat turbulensi termal.
Pengukuran Kecepatan Angin
Kecepatan angin dalam data klimatologi adalah kecepatan angin horizontal pada
ketinggian 2 m dari permukaan tanah yang ditanami rumput. Dengan perkataan lain,
angin permukaan yang kecepatannya dipengaruhi oleh karakteristik permukaan yang
dilaluinya.
Parameter angin yang dapat diukur adalah arah dan kecepatannya. Arah angin
dapat diketahui dengan mengunakan bendera angin. Pada lapangan terbang
menggunakan kantung angin untuk mengetahui arah angin.
Untuk mengukur kecepatan angin disebut anemometer. Ada beberapa macam
alat pengukur kecepatan angin, seperti tabung pitot (pitot tube), anemometer mangkuk
(cup anemometer), anemometer baling-baling (propeller anemometer), anemometer arus
konstan (constant currentanemometer). Jenis anemometer standar yang digunakan pada
stasiun klimatologi adalah anemomenter mangkuk (cup anemometer).
Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam memilih anemometer, antara
lain sebagai berikut :
1. Kisaran kecepatan angin (range of wind speed) yang dapat dideteksi. Hal ini perlu
diperhatikan karena beberapa anemometer mekanis hanya dapat bekerja
apabila kecepatan angin melampaui batas minimalnya (starting threshold
windspeed).
2. Keliniearan tangapan (linearity of response) pada kisaran kecepatan angin yang
diukur.
3. Kecepatan tanggapan (speed of response). Kecepatan tanggapan ini biasanya diukur
berdasarkan waktu yang diperlukan oleh anemometer untuk mulai melakukan
pengukuran.
4. Ukuran alat (size of instrument). Ukuran alat harus diseduaikan dengan jenis angin
yang akan diukur dan ruang tempat melakukan pengukuran.
5. Kesesuaian alat dengan arah angin yang akan diukur kecepatannya. Hal ini penting
karena arah angin dapat berubah-ubah.
Sifat Alat Meteorlogi
Sifat alat meteorologi pada prinsipnya sama dengan alat-alat ilmiah lainnya yang
digunakan untuk penelitian didalam laboratorium, misalnya bersifat peka dan teliti,
perbedaannya terletak pada penempatan dan pemakaiannya.
Alat-alat laboratorium hanya dipakai diruangan tertutup, sedangkan alat-alat
meteorologi dipasang di alam terbuka dan juga disesuaikan dengan tempat
pemasangannya. Oleh karena itu perlu juga diperhitungkan pemilihan alat yang akan
dipasang. Misalnya untuk daerah iklim basah, sebaiknya menggunakan logam yang
tidak mudah berkarat, atau selalu dilakukan monitoring alat pada setiap jangka waktu
tertentu. Untuk daerah yang kecepatan anginnya rata-rata sebaiknya menggunakan jenis
anemometer mangkuk agar penangkapan angina dapat lebih terfokus atau menggunakan
anemometer yang terbuat dari bahan-bahan yang ringan. Untuk daerah pegunungan atau
lembah sebaiknya dipasang pula anemometer untuk mengukur angi yang bergerak
vertikal. Untuk keperluan-keperluan tertentu atau juga karena faktor daerah, seperti
daerah yang memiliki empat musim mungkin diperlukan anemometer otomatis. Karena
tidak mungkin melakukan pengamatan di luar ruangan (di alam terbuka) bila sedang
terjadi salju. Dan masih banyak lagi hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam
pemilihan jenis anemometer. Namun secara umum pemi;ihn anemometer dapat
dipertimbangkan dari segi sifat alat yang akan digunakan.
Sifat alat meteorologi antara lain:
1) Kuat, agar tahan terhadap cuaca dan tahan lama
2) Sederhana, baik bentuk maupun cara penggunaannya dan mudah diperbaiki.
Jenis Alat Meteorologi
Alat meteorologi di bagi menjadi 2 jenis yaitu bersifat Otomatis dan
Konvensional. Alat yang bersifat otomatis ( Recording) dapat mencatat data sendiri
secara terus menerus sejak pemasangan sampai penggantian pias berikutnya, alat yang
termasuk jenis ini yang banyak digunakan untuk keperluan Klimatologi seperti
Barograph, Thermohigrograph, Actinograph, penakar hujan type Hellman dan lain-lain.
Alat Konvensional ( Non Recording ) alat yang harus dibaca pada saat-saat
tertentu untuk memperoleh data, alat ini tidak dapat mencatat sendiri, seperti
Thermometer, penakar hujan type Observatorium, Open Pan Evaporimeter, Piche,
Campble Stookes , Cup Counter Anemometer dan lain-lain.
Ketelitian Pada Pengamatan Dengan Alat
Ketelitian pada pengamatan dengan alat tergantung :
1) Ketelitian dari alat pengukur yang digunakan dan pembacaannya
2) Tetapnya besaran yang diukur
3) Kecepatan reaksi dari alat ukur pada pengukuran besaran-besaran yang berubah-
ubah
4) Daya, agar penunjuk alat ukur itu memberi penyimpangan yang kecil sekali
Kesalahan-kesalahan yang terjadi pada setiap pengamatan dapat dibagi menjadi :
1) Kesalahan sistematik seperti
a) Kesalahan instrumen ( skala kurang baik )
b) Kesalahan gangguan ( oleh getaran bumi, angin, panas dsb )
c) Kesalahan metode (metode kurang sempurna)
2) Kesalahan tak terduga
a) Kesalahan penyetelan
b) Kesalahan pembacaan
Satuan Dalam Meteorologi
1. Satuan temperatur dalam derajat Celcius
2. Satuan tekanan Udara dalam mili bar ( mb ) atau Cm Hg
3. Satuan curah hujan dan penguapan dalam melimeter ( mm )
4. Satuan arah angin dalam derajat ( 0 – 3600 )
5. Satuan kecepatan angin dalam knot
6. Satuan intensitas matahari dalam gram kalori per cm 2 per menit
7. Satuan lama penyinaran matahari dalam persen ( % )
8. Satuan kelembaban udara ( RH ) dalam persen ( % )
9. Satuan untuk menentukan jumlah awan dalam okta
Stasiun Klimatologi
Berdasarkan pengertian Stasiun Klimatologi adalah suatu Stasiun Meteorologi
yang mampu menyelenggarakan pengamatan cuaca dalam jangka waktu panjang secara
teratur.
Stasiun Meteorologi Pertanian Khusus ( Smpk )
Stasiun Meteorologi Pertanian Khusus ialah Stasiun Meteorologi Pertanian hasil
kerjasama antara Badan Meteorlogi dan Geofisika dengan Instansi lain yang mampu
menyelenggarakan pengamatan unsur-unsur cuaca sebagai sumber data untuk
kepentingan Meteorlogi Pertanian.
Pelaksanaan Stasiun Meteorlogi Pertanian Khusus dikelola oleh instansi yang
membawahinya seperti: Pertanian, Perkebunan, Kehutanan, Universitas dan lain-lain
sedangkan Badan Meteorologi yang memonitor tekniknya seperti petunjuk pengamatan,
peralatan dan cara pemeliharaannya.
Peralatan Di Pos-Pos Cuaca Dan Iklim
Pos-Pos Cuaca dan Iklim terbagi menjadi 5 Jenis, yaitu :
1) Pos hujan tipe observatorium
Pos hujan tipe observatorium, terdiri dari :
a. Penakar hujan tipe observatorium
b. Luas tanah (2x2) m2
c. Memenuhi syarat teknis
2) Pos hujan tipe otomatis
Pos hujan tipe otomatis, terdiri dari :
a. Penakar hujan otomatis
b. Penakar hujan tipe observatorium
c. Luas tanah (3x3) m2
3) Pos iklim
Pos iklim, terdiri dari :
a. Sangkar meteorologi, lengkap dengan thermometer bola basah,bola
kering,maksimum dan minimum
b. Penakar hujan tipe observatorium
c. Luas tanah (10x10) m2
4) Pos penguapan
Pos penguapan, terdiri dari :
a. Panci penguapan (Open Pan Evaporimeter)
b. Penakar hujan tipe observatorium
c. Cup counter anemometer
d. Penakar hujan otomatis
e. Luas tanah (6x6) m2
5) Pos meteorologi pertanian khusus
Pos meteorologi pertanian khusus, terdiri dari :
a. Sangkar meteorologi, lengkap dengan thermometer bola basah,bola
kering,maksimum dan minimum
b. Penakar hujan tipe obs
c. Penakar hujan tipe otomatis
d. Panci penguapan (Open Pan Evaporimeter)
e. Luas tanah (10x10) m2
Anemometer Mangkuk
Anemometer Mangkuk diciptakan oleh Thomas Rommey Robinson. Robinson
adalah seorang astronom dan ahli ilmu cuaca Inggeris yang juga menjabat sebagai
direktur ketiga Armagh Observatorium. Penemuan ini termotivasi dari keinginannya
pada tahun 1939 untuk memonitor kecepatan dan variabilitas angin dengan tepat.
Desain pertama dari anemometer mangkuk ini diajukan oleh Richard Lovell Edgeworth.
Gambar 8. Anemometer mangkuk
Pada tahun 1867 observatorium Armagh ditunjuk sebagai stasiun meteorologi
Inggeris. Versi awal anemometer mangkuk Robinson mulai dipasang di stasiun-stasiun
meteorologi yang terdapat pulau-pulau kecil sepanjang Inggeris. Pada tahun 1870,
anemometer mangkuk buatan pertama tersebut digantikan dengan versi seperti yang ada
saat ini. Perbaikan anemometer mangkuk Robinson dilakukan oleh Bertie McClure pada
bulan juli 2000.
Gambar 9. Anemometer
a Anemometer 10 M
Mengukur arah dan kecepatan angin dekat permukaan.
Ditempatkan ditanah terbuka atau lapangan dengan benda (pohon, rumah) yang
berjarak minimal 10 kali tinggi benda itu dari tiang anemometer.
Arah diukur dengan vane dan dinyatakan dalam puluhan derajat.
Kecepatan dapat diukur dengan tiga buah
mangkok (cups) yang letaknya sejajar dengan vane arah Timur-Barat.
Pengamatannya dilakukan setiap jam.
Melihat arah vane dicatat dalam derajat, dan kecepatan dalam knot.
Dicatat di buku observasi, lalu disalin di backup synop. Arah diukur dengan
vane dan dinyatakan dalam puluhan derajat.
Dilaporkan dalam AGM 1A, Fklim 71.
b Anemometer Cup Counter
Terdiri dari tiga buah mangkok, dipasang simetris pada sumbu vertical.
Dipasang dengan ketinggian 2 meter.
Pembacaan alat ini dengan angka satuan 6 digit, bila cup berputar maka angka
itu akan naik bertambah.
Pengamatannya dilakukan setiap jam 07.00,
10.00, 14.00, 16.00, dan 18.00 WIB.
Baca angka 6 digit pada counter.
Dicatat di buku observasi, lalu disalin di backup synop.
Dilaporkan dalam AGM 1A.
Gambar 10. Anemometer
Prinsip kerja Anemometer Mangkuk
Anemometer mangkuk sederhana terdiri dari tiga atau empat himispherical
mangkuk. Dengan menggunakan batang sebagai lengannya, mangkuk -mangkuk
tersebut dihubungkan ke satu tiang (pipa) tegak yang berbentuk silinder. Mangkuk-
mangkuk tersebut dibuat sedemikian rupa sehingga simetris dan tegak lurus terhadap
tiang poros berputar.Pada bagian atas tiang poros berputar terdapat gigi mekanik yang
dapat berputar. berputar pada poros vertikalnya. Gigi mekanik ini dihubungkan
pada sebuah spedometer dengan menggunakan kabel yang di tempatkan di bagian
dalam tiang (pipa).
Karena adanya dorongan angin terhadap mangkuk-mangkuk, mengkibatkan
poros berputar. Kecepatan putaran poros ini dapat dilihat pada spedometer. Dalam hal
ini berlaku hubungan antara gerak rotasi pada poros terhadap gerak translasi yang
tertera pada spedometer. Dengan mencatat kecepatan (v) yang tertera pada spedometer
setiap selang waktu t tertentu maka akan dapat dibuat grafik hubungan antara kecepatan
terhadap waktu (grafik v-t). Selanjutnya berdasarkan grafik v-t tersebut dan dengan
mengunakan persamaan kecepatan rata-rata, maka akan dapat diketahui kecepatan angin
rata-rata, dan juga kecepatan angin sesaat pada saat tertentu.
Gambar 12. Skema anemometer sederhana
Bagian penangkap angin pada anemometer mangkuk berbentuk mangkuk. Yang
berfungsi untuk menangkap angin. Ukuran mangkuk pada setiap anemometer memiliki
diameter yang berbeda – beda. Pada BMG Palembang yang berada di daerah Kenten
Sako, ukuran mangkuk anemometernya memiliki diameter 13,5 cm dan kedalaman
mangkuk 10 cm. mangkuk–mangkuk ini direkatkan pada tiang-tiang penyangga kecil.
Tiang-tiang penyangga ini kemudian dihubungkan ke tiang poros yang dapat berputar.
Tiang-tiang penyangga ini berfungsi sebagai lengan yang menghubungkan mangkuk
dengan sumbu putaran. Panjang lengan anemometer yang digunakan BMG Palembang
adalah 10 cm
Didalam tiang terdapat bering dan poros ( shaft ). Di dalam poros terdapat kabel
yang merupakan penghubung antara mangkuk ( cup ) dan generator yang terdapat pada
spedometer. Fungsinya apabila mangkuk menangkap gerakan angin, mangkuk akan
berputar, bering dan poros ikut berputar begitu pula kabel yang terdapat pada poros
yang menghubungkan ke generator, tegangan generator itu sebanding dengan kecepatan
berputar dari mangkuk – mangkuk
Generator yang terdapat pada speedometer terdiri dari magnet yang
berputar ( rotor ) dan kumparan. Bila mangkuk berputar, maka poros ikut berputar
dan magnet yang terdapat didalam generator ikut berputar. Perputaran magnet ini akan
menimbulkan induksi pada kumparan.Induksi ini yang akan menghasilkan arus listrik
yang dapat menggerakan angka – angka. Angka yang terdapat pada speedometer terdiri
dari enam digit dan dua angka pada akhir merupakan nilai dari koma
(2643,78).
Pada stasiun klimotologi Palembang alat untuk mengukur kecepatan angin
menggunakan anemometer mangkuk tipe 03102. Ukuran anemometer berbeda – beda,
ada yang kecil dan ada pula yang besar. Bila pada anemometer yang besar untuk
mencapai kecepatan angin 1 knot dia bisa memerlukan 5 -6 putaran, namun pada
anemometer kecil untuk mencapai kecepatan angin 1 knot dia bisa memerlukan 10 – 12
putaran (1 knot = 1,15 km.jam-1
)
Anemometer diletakan di tanah terbuka, dipasang pada ketinggian 2 meter dan
10 meter. Kecepatan angin pada ketinggian 2 meter memiliki perbedaaan pada
ketinggian 10 meter. Skala yang digunakan untuk menentukan jenis angin digunakan
skala Beaford.
Proses penghitungan kecepatan angin pada anemometer dapat dihitung secara
manual, dengan rumus :
v = waktuselang
awal angkapenunjuk -akhir angkapenunjuk
v = waktuselang
awaluh jarak temp -akhir uh jarak temp
v = t
S - S awalakhir
Dengan mencatat angka yang tertera pada spedometer pada anemometer setiap selang
waktu tertentu, maka kecepatan angin rata-rata dapat ditentukan dengan menggunakan
persamaan di atas.
Kepustakaan
Baskoro Ary Pulung ddan M. Agung Fauzi. 2006. Buku Panduan Praktis Alat-alat
meteorologi dan Perhitungan Indeks Kekeringan Keetch-Byram. South
Sumatera Forest Fire Management Project dan BMG. Palembang
Foster Bob, Dr, Ir, MM. 2000. Terpadu Fisika SMU Jilid 2A untuk Kelas 2 Tengah
Tahun pertama. Penerbit Erlanga. Jakarta.
Hoffman Harm, Harun. 1987. Energi Angin. PT. Bina Cipta. Jakarta
Kadir Abdul, Prof. Ir. 1987. Energi, Sumber Daya, Inovasi, Tenaga Listrik, Potensi
ekonomi. UI-Press. Jakarta
Lakitan Benyamin. 1994. Dasar-dasar Klimatologi. PT. RajaGrafindo Persada. Jakarta.
Kanginan Marthen. 2003. Fisika 2000, 2A SMU kelas 2 Semester 1. Pernerbit Erlangga.
Jakarta.
Tanudidjaja Moh. Ma’mur. 1996. Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa Untuk Sekolah
Menengah Umum. Departemen Pendidikan Dan Kebudayaan.