Jurnal Sains Dirgantara Vol. ...  No. ... Desember 2019 : hal… - …
POLA LAMA PENYINARAN MATAHARI DALAM 20 TAHUN PENGAMATAN DI SUMEDANG (SUNSHINE DURATION PATTERN DURING 20 YEARS OBSERVATION AT SUMEDANG)
Saipul Hamdi*, Sumaryati Pusat Sains dan Teknologi Atmosfer Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional *e-mail: saipulh@yahoo.com
Diterima 22 Februari 2019; Direvisi 20 Mei 2020; Disetujui 2 Juni 2020

## ABSTRACT
Sunshine duration pattern in 20 years long term observation at BPAA (Station for Space and Atmosphere  Observation)  LAPAN  Sumedang  (6.91°  S  and  107.84°  E,  864  m  asl)  has  been  analyzed. Measurement of sunshine duration using Campbell Stokes has been done since 1997, which recorded 5,899  days-data.  These  data  were  analysed  by  statistics  method.  Duration  of  sunshine  data  were classified  into  four  groups  based  on  the  season,  while  their  distribution  of  frequency  were  also calculated.  In general,  sunshine  duration  increased mainly  in dry  season  (JJA)  during  this 20 years observation.  The El  Nino phenomenon  has  an  impact  on  increasing  the  sunshine  duration  in  DJF months, while La Nina effect is on reduction of the sunshine duration in SON months. On the other hand, increasing of solar activity has contributed to reduction of sunshine duration in DJF months. In wet season (DJF), the most frequent sunshine duration was 0-1 hours/day, while in dry season (JJA) it could reach 9 hours/day.
Keywords: sunshine duration, classification, statistics

## ABSTRAK
Pola  lama  penyinaran  matahari  (LPM)  dalam  kurun  waktu  pengamatan  20  tahun  di  BPAA (Balai Pengamatan Antariksa dan Atmosfer) LAPAN Sumedang (6,91 ⁰ LS dan 107, 84 ⁰ BT, 864 m dpl) telah dianalisis. Pengukuran LPM menggunakan Campbell  Stokes dilakukan sejak tahun 1997. Dari pengukuran  ini  diperoleh  jumlah  hari  data  sebanyak  5.899.  Pengolahan  data  dilakukan  dengan menggunakan  metode  statistika.  LPM  dikelompokkan  menjadi  4  kelompok  berdasarkan  musim  dan dihitung frekuensi distribusinya. Secara umum, terjadi peningkatan LPM terutama pada musim JJA dalam 20 tahun pengamatan. Fenomena El Nino berdampak pada peningkatan lama penyinaran pada bulan DJF, sedangkan La Nina berdampak pada penurunan lama penyinaran pada bulan SON. Di sisi lain, kenaikan aktivitas matahari justru berpengaruh pada penurunan lama penyinaran pada bulan DJF. Pada musim basah (DJF) LPM paling sering adalah 0-1 jam/hari, sedangkan pada musim kering (JJA) LPM mencapai 9 jam/hari.
Kata kunci: lama penyinaran matahari, klasifikasi, statistika

## 1 PENDAHULUAN
Ketika  memasuki  atmosfer  bumi, sinar  matahari  mengalami  interaksi dengan  senyawa-senyawa  penyusun atmosfer  bumi  misalnya  ozon,  uap  air, karbondioksida,  dan debu,  sehingga insolasinya berkurang.
Interaksi tersebut meliputi penyerapan dan
hamburan.  Beberapa  penelitian  telah menyatakan bahwa sinar matahari yang memasuki atmosfer bumi akan mengalami penyerapan hingga 30 W/m 2 (Cess et  al. ,  1995,  1996;  Arking et  al. , 1996; Barker dan Li, 1997). Penyerapan paling  kuat  oleh  atmosfer  bumi  adalah pada panjang gelombang mendekati 940
Distribusi Lama Penyinaran Matahari … (Hamdi dan Sumaryati)
nm  dan  dapat  dikaitkan  dengan konstanta  keseimbangan  atau  energi ikatan  H 2 O-H 2 O  dan  fungsi  partisi molekul  H 2 O  dan  (H 2 O) 2 (Hill  &  Jones, 2000).  Seiring  dengan  berubahnya komposisi  senyawa-senyawa  penyusun atmosfer  maka  penyerapan  total  radiasi matahari juga akan berubah. Perubahan tersebut cenderung menyebabkan penyerapan  radiasi  matahari  semakin banyak, selain itu radiasi matahari yang dihamburkan  oleh  debu  juga  semakin banyak.
Insolasi  adalah  radiasi  matahari yang  tiba  di  permukaan  bumi  tiap satuan  waktu  dan  luas,  atau  dikenal juga  sebagai  radiasi  global  (Tjasyono, 2004). Lama penyinaran matahari (LPM) didefinisikan  sebagai  waktu  ketika kekuatan  insolasi  melebihi  120  W/m 2 (WMO,  2008).  LPM  dihitung  dalam satuan jam/hari.
Durasi
LPM dipengaruhi oleh lamanya  matahari menyinari bumi dalam periode satu hari yang  disebut  juga  sebagai  panjang siang,  atau  lamanya  matahari  berada pada  horizon.  Semakin  jauh  letak tempat  dari  garis  ekuator  maka  variasi LPM  akan  semakin  besar  (Lakitan, 1994).  Hal  ini  berkaitan  dengan  gerak semu matahari ketika mengelilingi bumi dan  berpengaruh  pada  variasi  panjang siang  dan  malam.  Pada  umumnya semakin panjang siang hari, durasi LPM juga  akan  semakin  tinggi.  Faktor penting yang mempengaruhi LPM adalah awan yang berperan menghalangi radiasi matahari sampai ke permukaan  bumi.  Hal  lain  yang mempengaruhi LPM  adalah  faktor topografi dan meteorologi.
LPM pada suatu tempat
bergantung pada  topografi dan keadaan meteorologi misalnya kebeningan atmosfer,  kandungan  uap  air  di atmosfer, suhu udara, tekanan, kelembapan,  arah  angin,  dan  lain-lain (Khalil & Fathy,
2008). Selain
dipengaruhi  oleh  keadaan  atmosfer, radiasi matahari yang tiba di permukaan  bumi  juga  dipengaruhi  oleh
aktivitas  matahari  yang  dinyatakan dengan  bintik  matahari.  Semakin  tinggi aktivitas  matahari,  yang  ditunjukkan dengan  semakin  banyaknya  bintik, maka  semakin  besar  pula  iradiasi matahari dan sebaliknya (Yatini, 2004).
LPM  termasuk  ke  dalam  salah satu  faktor  yang  berhubungan  erat dengan  iklim.  Meskipun  perubahan iklim pada umumnya memiliki pengaruh negatif terhadap energi bersih terbarukan  namun  suhu  yang  tinggi akan  mendukung  akumulasi  biomassa (Shi et  al. ,  2008).  Penelitian  LPM  di China  tahun  1961-2010  menunjukkan bahwa  telah  terjadi  tren  pengurangan LPM yang cukup berarti dalam 50 tahun terakhir  yaitu  sebesar  -43,3  jam  per dekade  (Ren et  al. ,  2005;  Zhao et  al. , 2013). Pada empat musim yang diamati, musim  semi  merupakan  musim  dengan pengurangan  terbesar  yaitu  -16,1  jam per dekade. Di China bagian Barat Daya juga  dilaporkan  pengurangan  sebesar  - 33,3 jam per dekade dan menjadi sangat penting  sejak  pertengahan  tahun  80-an (Ma et al. , 2013)
Perbedaan  topografi  (misalnya letak/posisi  terhadap  garis  lintang, ketinggian, dan jenis permukaan tanah) dapat  berpengaruh  terhadap  jumlah energi  radiasi  matahari  yang  mencapai permukaan bumi, demikian juga dengan komposisi  atmosfer.  Hal  ini  berkaitan dengan  jumlah  uap  air  yang  tersedia  di atmosfer  yang  berpotensi  menahan  laju sinar  matahari,  terlebih  jika  disertai dengan  turunnya  hujan.  Salah  satu parameter yang digunakan untuk menyatakan  kondisi  atmosfer  adalah bilangan  kebeningan  atmosfer  (Hoesin, 1983;  Hamdi  &  Sumaryati,  2014),  yaitu perbandingan antara insolasi di permukaan  bumi  terhadap  radiasi matahari di puncak atmosfer. Kebeningan  atmosfer  berkaitan  erat dengan  pelemahan  ( extinction )  sinar matahari  ataupun  kekeruhan  atmosfer yang  banyak  dipengaruhi  oleh  senyawa kimia,  debu, uap  air,  dan  lain-lain, dan nilainya  memiliki  rentang  yang  cukup
Jurnal Sains Dirgantara Vol. ...  No. ... Desember 2019 : hal… - …
lebar.  Rentang  bilangan  kebeningan atmosfer  yang  lebar  disebabkan  oleh besarnya perubahan kerapatan atmosfer dari  waktu  ke  waktu,  terutama  debu, aerosol, dan uap air.
Pada penelitian sebelumnya telah dianalisis LPM di Sumedang menggunakan  data  pengamatan  tahun 1999-2013,  dan  diperoleh  hasil  bahwa pada  musim  kering  JJA  dan  musim peralihan  SON  ditemukan  pola  yang menunjukkan bahwa LPM dari tahun ke tahun  semakin  meningkat  (Hamdi  & Sumaryati,
2014). Tulisan ini
merupakan  analisis  lebih  lanjut  dari hasil-hasil tersebut
dengan menambahkan data pengamatan sampai tahun  2017,  serta  analisis  data yang lebih  mendalam.  Analisis  lanjutan dilakukan  dengan  mempertimbangkan aktivitas  matahari,  fenomena El  Nino dan La  Nina dalam  analisis time  series selama  20  tahun  dan  variasi  musiman serta  variasi  durasi  siang  dan  malam dalam siklus satu tahun.

## 2 METODOLOGI

## 2.1   Lokasi dan Periode
Penelitian  ini  menggunakan  data LPM  yang  diukur  di  BPAA  (Balai Pengamatan  Antariksa  dan  Atmosfer) LAPAN  Sumedang,  Jawa  Barat,  sejak tahun 1997 hingga 2017. BPAA Sumedang  terletak  pada  koordinat geografis 6,91 ° LS dan 107,84 ° BT pada ketinggian  864  meter  dari  permukaan laut. Tidak ada industri berat di sekitar tempat  pengukuran  ini  yang  akan mengubah  kebeningan  atmosfer  secara kuat, demikian juga aktivitas transportasi  di  sekitarnya.  Lingkungan di sekitar  tempat pengukuran ini masih berupa persawahan dan banyak pepohonan  sehingga  kualitas  udaranya relatif baik.

## 2.2   Standarisasi data
LPM
diukur menggunakan Campbell  Stokes .  Bagian  utama  alat  ini adalah sebuah bola kaca yang berfungsi sebagai  lensa  cembung,  dan  sinar
matahari  akan  terfokuskan  pada  titik fokusnya. Lembaran kertas pias diletakkan  pada  titik  fokusnya.  Jika energi  radiasi  matahari  melebihi  120 W/m 2 maka  kertas recorder tersebut terbakar.  Panjang  kertas  yang  terbakar dikonversi  menjadi  data  durasi  LPM. Pengukuran dilakukan setiap hari sejak pukul  6  pagi  hingga  18  sore  atau dengan  perkiraan  panjang  hari  sebesar 12 jam/hari.
Sebelum digunakan, data terlebih dahulu  dilakukan  pemeriksaan  awal untuk  menghilangkan  data-data  yang tidak  layak  pakai,  yaitu  kesalahan dalam  proses  perekaman  data  secara manual.  Hasilnya  adalah  data  tahun 2005  tidak  digunakan  di  dalam  kajian tulisan,  demikian  juga  dengan  data tahun  2009  yang  merupakan  tahun kejadian El  Nino . Pada  periode  tertentu, adakalanya data tidak diukur pada hari minggu dan hari libur, yang menyebabkan  jumlah  hari  data  dalam tahun tersebut menjadi lebih sedikit dan persentase  jumlah  hari  data  pun menjadi  lebih  kecil.  Selain  itu,  tidak adanya  data  salah  satunya  juga diakibatkan  oleh  habisnya  persediaan kertas recorder sehingga semakin mengurangi jumlah hari data.

## 2.3   Metode Penelitian
Analisis  data  LPM  dilakukan secara kuantitatif dan kualitatif. Analisis yang  pertama  dilakukan  secara  jangka panjang  ( long-term )  dan  yang  kedua secara musiman.
Analisis secara time series dikaitkan  dengan  beberapa  faktor  yang diduga  berpotensi  mempengaruhi  LPM, yaitu  aktivitas matahari  serta  fenomena El  Nino dan La  Nina .  Aktivitas matahari diindikasikan  dengan  bilangan  bintik matahari atau sunspot number . Data ini tersedia  dan  dapat  diunduh  pada  situs http://sidc.be/silso/datafiles-old.
Analisis kualitatif dilakukan untuk  melihat  dampak  fenomena El Nino dan La  Nina karena  fenomena tersebut  berpengaruh  pada  penutupan
awan.  Pada  penelitian  ini  fenomena El Nino dan La  Nina direpresentasikan dengan  nilai  ONI  ( Ocean  Nino  Index ). Interpretasi nilai
ONI terhadap
intensitas  (kuat-lemahnya)  kejadian El Nino dan La  Nina ditunjukkan  pada Tabel  2-1.  Data  ONI  dapat  diunduh pada situs https://www.esrl.noaa.gov/psd/data/co rrelation/oni.data. Hasil pengukuran LPM
diklasifikasikan
berdasarkan pola
umum  monsunal  yaitu  curah  hujan maksimum terjadi pada bulan Desember,  Januari,  Februari  (DJF)  dan curah  hujan  minimum  terjadi  pada bulan  Juni,  Juli,  Agustus  (JJA).  Di antara kedua musim itu ada dua musim
peralihan, yaitu Maret, April, Mei (MAM), dan  September,  Oktober,  November (SON). LPM dikelompokkan juga berdasarkan  lama  penyinarannya  tiap- tiap  jam,  sebagaimana  tercantum  pada Tabel 2-2. Pengelompokan ini dilakukan untuk  mengetahui  pola  distribusi  LPM yang tidak berhubungan dengan kejadian-kejadian El Nino dan La Nina . Analisis tahunan yang kedua dilakukan dengan  cara  membandingkan  LPM dengan  durasi  siang  hari.  Durasi  siang hari dimulai dari matahari terbit sampai terbenam  atau  selama  matahari  berada di  atas  horizon. Lama  siang  hari  (S) dalam satuan jam dihitung berdasarkan persamaan  sudut  zenith  matahari  (  ) pada  persamaan  berikut  (Kandirmaz  & Kaba, 2014):
𝑺 = 𝟐 𝟏𝟓 𝒂𝒓𝒄𝒐𝒔 (− 𝐭𝐚𝐧 𝜹 𝐭𝐚𝐧 𝝋 ) ........ (2-1)
dengan  φ  adalah  garis  lintang  dan  δ adalah  sudut  deklinasi  matahari  yang besarnya dirumuskan pada persamaan:
𝜹 = 𝟐𝟑, 𝟒𝟓 𝐬𝐢𝐧 𝟑𝟔𝟎 𝟑𝟔𝟓 (𝟐𝟖𝟒 + 𝒏) ......... (2-2)
dimana n adalah julian day atau nomor urut hari dalam satu tahun dimulai dari 1  Januari.  Persamaan  (2-2)  berlaku untuk  tahun  non-kabisat,  jika  tahun kabisat, maka pembaginya menjadi 366.

## 3.    HASIL PEMBAHASAN
3.1    Analisis
Lama Penyinaran Matahari Jangka Panjang (20 tahun)
LPM  dipengaruhi  oleh  durasi siang  pada  lokasi  tersebut  dan  kondisi atmosfer  terutama  awan.  Durasi  siang pada  suatu  tempat  diperhitungkan dengan persamaan (2-1) dan (2-2), yang nilainya  bervariasi  tergantung  posisi lintang dan julian  day . Matuszko (2011) telah  menganalisis  hubungan  antara LPM  dengan penutupan  awan  dan  jenis awan, yang menyatakan bahwa keberadaan awan sirus tidak mengurangi LPM, sedangkan penutupan awan  rendah  memiliki  korelasi  linier kuat terhadap lama penyinaran.
TABEL 2-1 : INTERPRETASI NILAI ONI TERHADAP INTENSITAS KEJADIAN EL  NINO DAN LA NINA Nilai ONI Fenomena > 2,0 El Nino sangat kuat 1,5 sampai 2,0 El Nino kuat 1,0 sampai 1,5 El Nino moderat 0,5 sampai –1,0 El Nino lemah -0,5 sampai 0,5 Normal -0,5 sampai -1,0 La Nina lemah -1,0 sampai -1,5 La Nina moderat -1,5 sampai -2,0 La Nina kuat < -2,0 La Nina sangat kuat TABEL 2-2:  INTERVAL DATA YANG DIGUNAKAN DI DALAM KLASIFIKASI Label Lama Penyinaran (jam) Label Lama Penyinaran (jam) 1 0,0 – 1,0 7 6,1 – 7,0 2 1,1 – 2,0 8 7,1 – 8,0 3 2,1 – 3,0 9 8,1 – 9,0 4 3,1 – 4,0 10 9,1 – 10,0 5 4,1 – 5,0 11 10,1 – 11,0 6 5,1 – 6,0 12 11,1 – 12,0
Gambar 3-1: Lama penyinaran matahari di Sumedang selama 20 tahun
Gambar 3-2: Perbandingan lama penyinaran matahari terhadap lama siang hari
Pengamatan LPM dilakukan selama  20  tahun  disajikan  secara  deret waktu  dapat  dilihat  pada  Gambar  3-1. Rata-rata LPM sepanjang waktu pengamatan  sebesar  5,1  jam.  Hari dengan lama penyinaran 5,7 jam adalah yang paling banyak ditemukan.
Penelitian  yang  dilakukan  Goni et  al. (2019)  di  Chad,  Afrika  Tengah  dengan menempatkan alat ukurnya pada lintang  8–18  LU  diperoleh  LPM  rata- rata  sebesar  7–10  jam  tergantung lokasinya.  Sumedang  terletak  pada lintang 6,9  LS, yang berarti lebih dekat ke  khatulistiwa  dibandingkan  Chad, tetapi  memiliki  LPM  yang  lebih  pendek.
Faktor awan menjadi penyebab
pendeknya LPM di Sumedang.
Variasi  durasi  siang  hari  di Sumedang sepanjang tahun tidak berubah secara signifikan, selisih durasi siang  terpanjang  dan  terpendek  hanya 48  menit.  Perbandingan  antara  lama penyinaran  dan  durasi  siang  hari  di Sumedang ditunjukkan pada Gambar 3- 2.  Ada  sedikit  kenaikan  nilai  koefisien korelasi antara Gambar 3-1 dan Gambar 3-2,  setelah  dimasukkan  faktor  durasi siang  hari.  Terlihat  ada  kecenderungan kenaikan LPM selama waktu pengamatan.

## Distribusi Lama Penyinaran Matahari … (Hamdi dan Sumaryati)
Hubungan
antara rata-rata harian  LPM  dalam  setiap  musim  (DJF, MAM,  JJA,  dan  SON)  dengan  bilangan sunspot dan nilai ONI dapat dilihat pada Gambar  3-3.  Dalam  rentang  waktu 1997-2017 terdapat dua kejadian fenomena El  Nino sangat  kuat  pada tahun 1997/1998 dan 2015, sedangkan fenomena La Nina hanya mencapai level kuat, yang terjadi pada tahun 1999/2000, 2008, dan 2011. Dampak El Nino di  Indonesia  adalah  kemarau panjang  dari  kondisi  normal  terlihat pada  bertambahnya  nilai  rata-rata harian  LPM  pada  musim  hujan  (DJF) yaitu pada tahun 1997/1998 dan tahun 2015/2016.  Sementara  itu,  dampak La Nina dengan  peningkatan  intesitas curah
hujan terlihat dengan berkurangnya LPM pada musim
peralihan  kemarau  ke  musim  hujan (SON).
Siklus matahari  maksimum  yang menunjukkan  matahari  menjadi  lebih aktif  terjadi  sebanyak  dua  kali  dan siklus matahari minimum yang menunjukkan matahari menjadi kurang aktif  terjadi  tiga  kali  selama  tahun pengamatan.  Pada  Gambar  3-3  terlihat adanya hubungan terbalik antara bilangan  matahari  dengan  LPM  yang terjadi pada musim hujan  (DJF).  Ketika matahari  aktif  yang  ditandai  dengan bilangan sunspot yang  tinggi,  matahari mengemisikan  energinya  lebih  tinggi dibandingkan  ketika  matahari  memiliki bilangan sunspot yang rendah. Semakin tinggi  energi  yang  dipancarkan  oleh matahari  maka  semakin  tinggi  pula energi  penguapan,  sehingga  penutupan awan  semakin  besar  dan  mengurangi LPM.
Gambar 3-3:   Rata-rata harian LPM pada setiap musim dan kaitannya dengan nilai ONI dan bilangan sunspot
Jurnal Sains Dirgantara Vol. 17 No. 2: 81 – 94 (2020)
Jurnal Sains Dirgantara Vol. ...  No. ... Desember 2019 : hal… - …

## 3.2  Analisis Musiman
Gambar  3-4  adalah  persentase jumlah hari ketersediaan data per tahun yang  digunakan  di  dalam  kajian  ini. Pengukuran  LPM  sebelum  tahun  2011 umumnya  tidak  dilakukan  pada  hari Minggu  dan  hari  libur,  namun  sejak tahun
2012
telah dilakukan
pengukuran secara terus-menerus. Secara  umum  jumlah  data  pengukuran LPM  hingga  tahun  2011  adalah  35% sampai  98%  dan  sejak  tahun  2012 adalah  100%  per  tahunnya,  kecuali tahun 2013 sebesar 35%.
Gambar  3-5  adalah  frekuensi tertinggi  kejadian  LPM  untuk  tiap-tiap musim  pada  periode  pengamatan  1997- 2017. Tidak ditemukan pola penyinaran matahari  yang  spesifik  pada  musim hujan  DJF  maupun  musim  peralihan MAM.  Pada  bulan  DJF  umumnya penyinaran  terjadi  dalam  waktu  yang singkat  bahkan  tidak  ada  penyinaran sama  sekali,  namun  tidak  demikian halnya dengan musim kemarau JJA dan musim  peralihan  SON.  Pada  kedua musim  ini  (JJA  dan  SON)  ditemukan pola  yang  menunjukkan  pertambahan LPM dari tahun ke tahun, terutama dari
tahun  1997  hingga  2008.  Meskipun pada  musim  hujan  DJF  tidak  terlihat adanya pola spesifik namun LPM untuk tahun  2001-2006  seolah-olah  terjadi peningkatan meskipun pada tahun 2002 dan  2004  tidak  ditemukan  penyinaran maksimum pada musim hujan DJF.
Kambezidis et al. (2012)
menyatakan bahwa telah terjadi peredupan sinar matahari ( solar dimming )  secara  berkelanjutan  yang terjadi  di  daerah  Asia  Selatan  dengan koefisien  peredupan  sebesar  -0,54  Wm - 2 tahun -1 berdasarkan  data  tahun  1979- 2004.  Meskipun  makna solar  dimming tidak  dapat  diaplikasikan  secara  penuh pada  LPM,  namun solar  dimming menunjukkan  fenomena  yang  bertolak belakang  dengan  peningkatan  LPM seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  3-5 bagian  c  dan  d.  Hal  sebaliknya  yang dapat dikaitkan secara langsung terhadap peningkatan LPM  adalah solar brightening yang disebabkan oleh perubahan komposisi aerosol dan penutupan awan, dan dapat dihubungkan juga dengan global warming .
Gambar 3-4; Persentase jumlah hari ketersediaan data per-tahun (data tahun 2009 diabaikan).
Gambar 3-5:  Frekuensi tertinggi kejadian lama penyinaran matahari pada empat musim:
a) DJF, b) MAM, c) JJA, dan d) SON
Gambar  3-6:  Jumlah  hari  berdasarkan  lama  penyinaran    matahari  tahun  1997-2017  di  BPAA Sumedang  dikelompokkan  berdasarkan  musim  (DJF=1.534  hari,    MAM=1.640  hari, JJA=1.449 hari, SON=1.549 hari).
Jurnal Sains Dirgantara Vol. ...  No. ... Desember 2019 : hal… - …
Gambar  3-6  merupakan  jumlah hari  berdasarkan  LPM  dalam  empat musim  yang  berbeda.  Pada  musim hujan  DJF  (Gambar  3-6a),  sebanyak 30%  jumlah  hari  data  memiliki  lama penyinaran yang sangat dominan sebesar  0-1  jam/hari.  Hal  ini  diartikan sebagai sangat singkatnya LPM meskipun  panjang  siang  pada  musim DJF  adalah  relatif  lebih  panjang dibandingkan musim yang lain (Gambar 3-9).  Lama  penyinaran  yang  singkat umumnya  terjadi  pada  cuaca  yang sangat  mendung,  lembap,  atau  bahkan hujan  sepanjang  hari,  dan  merupakan salah  satu  ciri  daerah  hujan  tropis. Sebaliknya,  LPM  sebesar  ≥  8  jam/hari hanya  berjumlah  7%  dari  keseluruhan jumlah  hari  data  di  dalam  periode pengukuran ini.
Pada  gambar  3-6b  yaitu  musim peralihan MAM, pola penyinaran matahari  menyerupai  distribusi  normal, dan  memiliki  frekuensi  terbesar  pada lama  penyinaran  7  jam/hari  yaitu sebesar  14%  dari  jumlah  seluruh  hari. Pada  musim  ini,  hari-hari  yang  tidak memiliki penyinaran sama sekali  hanya berjumlah  5%,  dan  hari-hari  yang memiliki lama penyinaran sepanjang 11 jam  adalah  sebanyak  1%  yang  terjadi pada  tahun  2012.  Sementara  itu,  LPM pada  rentang  4-7  jam  adalah  sebesar 51%.
Pada  musim  kemarau  JJA  yang memiliki  panjang  siang  lebih  singkat dibandingkan  dengan  musim  DJF  dan SON,  lama  penyinaran  nol  jam  tercatat sebanyak  28  hari  (2%)  dan  terjadi penambahan  jumlah  hari  mengikuti pertambahan  lama  penyinaran  hingga mencapai  jumlah  terbanyak  sebanyak 242 hari (18%) pada lama penyinaran 9 jam.  Pada  Gambar  3-9  terlihat  bahwa panjang siang pada musim JJA memiliki rentang  antara  11,6  jam  hingga  11,9 jam per hari sehingga dapat diduga kuat bahwa  penyinaran  matahari  pada  pagi dan  sore  hari  memiliki  insolasi  yang sangat  kuat  (>120  W/m 2 )  dan  dapat dikaitkan  dengan optical  path sinar
matahari yang relatif lebih kecil/pendek. Hal  ini  berakibat  pada  berkurangnya kemampuan  atmosfer  bumi  dalam melemahkan  sinar  matahari  terutama pada pagi dan sore hari.
Pada  musim  peralihan dari kemarau  ke  hujan  (SON),  lama  panjang siang  perlahan-lahan  bertambah  dari 11,9  menjadi  12,4  jam/hari,  dan  bumi dalam  pergerakan  semu  menuju  titik balik selatan  (menjauhi matahari). Pada musim  peralihan  dari  musim  kemarau ke musim hujan mulai terbentuk awan- awan  yang  berpotensi  menghalangi sinar  matahari,  bahkan  seringkali ditandai  dengan  dimulainya  turun hujan meskipun dengan intensitas yang rendah.  LPM  pada  musim  ini  tidak memiliki  pola  yang  spesifik  bahkan memiliki  rentang  yang  lebar  dari  tidak ada penyinaran matahari hingga 10 jam dengan jumlah hari kejadian yang tidak jauh  berbeda,  yaitu  antara  100  hingga 200  hari.  Jumlah  hari  kejadian  untuk LPM 11 jam adalah 5 hari, dan ini dapat diabaikan  karena  persentasenya  sangat kecil (0,3%).
LPM terpanjang tahunan ditunjukkan  pada  Gambar  3-7.  Dari Gambar  3-7  terlihat  bahwa  pada  6 tahun pertama lama penyinaran maksimum  secara  umum  bertambah dari tahun  ke tahun, dan menjadi lebih dari  10  jam/hari  pada  tahun-tahun berikutnya.  Dari  pengolahan  yang dilakukan, diperoleh bahwa lama penyinaran  terpanjang  tiap  tahun  pada umumnya  terjadi  pada  bulan  Agustus– September,  dan  tidak  ditemukan  lama penyinaran terpanjang pada bulan DJF. Sementara itu, bulan Agustus– September  mengalami  siang  yang  lebih singkat  dibandingkan  dengan  bulan- bulan  lainnya.  Bulan  Agustus  dikenal sebagai  bulan  kering  dan  bulan September merupakan musim pergantian  dari  kering  ke  basah.  Pada musim  kemarau  kandungan  uap  air  di atmosfer  menjadi  sedikit  sehingga kemampuan  pelemahan  sinar  matahari oleh atmosfer menjadi berkurang. Ketika
Distribusi Lama Penyinaran Matahari … (Hamdi dan Sumaryati)
pagi/sore  hari,  saat  sudut  ketinggian ( altitude )  matahari  sangat  kecil  maka atenuasi  sinar  matahari  menjadi  lebih besar dibandingkan saat sudut ketinggian matahari bernilai besar, yang disebabkan oleh pembiasan oleh komponen-komponen penyusun atmosfer  terutama  uap  air.  Ketika jumlah  uap  air  di  atmosfer  berkurang (yaitu saat musim kemarau) maka faktor pelemahan matahari saat sudut ketinggian matahari kecil juga berkurang,  sehingga  sangat  mudah mendapatkan intensitas matahari melebihi  120  W/m 2 .  Hal  ini  berpotensi menambah durasi LPM.
Pada  Gambar  3-8  ditunjukkan hasil  pengukuran  LPM  pada  dua  tahun yang berbeda yaitu tahun 1999 (gambar atas)  dan  tahun  2015  (gambar  bawah). Tahun  1999  merupakan  tahun La  Nina yang  ditandai  dengan  tingginya  curah hujan, sedangkan tahun 2015 merupakan tahun El Nino yang ditandai dengan kekeringan akibat berkurangnya intensitas  curah  hujan.  Jumlah  data tahun  1999  adalah  sebanyak  81%  (294 hari)  dan  tahun  2015  sebanyak  100%. Jarak waktu yang cukup panjang antara
kedua  tahun  tersebut  (16  tahun)  dapat menggambarkan  pola  jangka  panjang LPM.  Data  LPM  pada  kedua  tahun tersebut (1999 dan 2015) diolah dengan cara yang sama untuk setiap tahunnya, dan menunjukkan pola yang sama juga, yaitu memiliki rentang variasi yang lebar pada  awal  dan  akhir  tahun,  dan cenderung menyempit pada nilai maksimum  di  tengah-tengah  tahun. Rentang  variasi  yang  lebar  dapat dihubungkan dengan pertumbuhan ataupun  pergerakan  awan  yang  terlihat lebih aktif sehingga terjadi fluktuasi dan frekuensi  yang  tinggi  dan menyebabkan intensitas radiasi matahari juga berubah-ubah. Threshold untuk  LPM adalah  120  W/m 2 sehingga  pendeknya LPM  pada  suatu  waktu  berkaitan dengan  lamanya  intensitas  matahari yang  melebihi  kekuatan  120  W/m 2 .  Di tahun  2015  pada day  number 200-300 terlihat  LPM  mencapai  durasi  yang relatif lebih tinggi dalam tahun tersebut, bahkan  juga  lebih  tinggi  dibandingkan dengan  tahun  1999.  Ini  berarti  bahwa penyinaran  matahari  pada  tahun  2015 lebih  lama  dibandingkan  dengan  tahun 1999.
Gambar 3-7: Lama penyinaran terpanjang tahunan, kecuali tahun 2005 dan 2009.
Gambar 3-8:   Hasil pengukuran lama penyinaran matahari pada tahun 1999 (atas) dan tahun 2015 (bawah). Tidak ada data yang direkam pada bulan Januari 1999.
Perbedaan LPM pada tahun 1999 dan  2015  tidak  bersesuaian  dengan aktivitas  matahari  pada  kedua  tahun tersebut tetapi dipengaruhi oleh fenomena El  Nino dan La  Nina ,  hal  ini ditunjukkan pada Gambar 3-3. Aktivitas matahari  yang  lebih  tinggi  pada  tahun 1999  tidak  menyebabkan  LPM  juga menjadi  lebih  tinggi,  karena  aktivitas matahari  berkaitan  dengan  jumlah energi matahari yang sampai di permukaan  bumi.  Aktivitas  matahari ditandai  dengan solar  flare yang  terjadi dalam  bentuk  pulsa-pulsa  dan  bersifat tidak  kontinu  terhadap  rentang  waktu
tertentu  khususnya  pada  siang  hari. Adanya solar flare tidak secara langsung memperpanjang  LPM  karena  lama penyinaran  berkaitan  dengan  intensitas minimal  sebesar  120  W/m 2 ,  sedangkan intensitas  radiasi  matahari  tingkat permukaan  pada  siang  hari  pada umumnya melebihi nilai tersebut. Kejadian La Nina tahun
1999
menyebabkan  penutupan  awan  relatif lebih  tinggi  dari  tahun  2015  yang merupakan  tahun  kejadian El  Nino .  Ini menyebabkan perbedaan lama penyinaran yang relatif besar.
0 2 4 6 8 10 12 1 31 61 91 121 151 181 211 241 271 301 331 361 LPM 1999 (jam) 10 per. Mov. Avg. (LPM 1999 (jam)) Day Number in 1999 L am a Pe ny in ar an ( ja m ) 0 2 4 6 8 10 12 1 31 61 91 121 151 181 211 241 271 301 331 361 LPM 2015 (jam) 10 per. Mov. Avg. (LPM 2015 (jam)) Day Number in 2015 L am a Pe ny in ar an (j am )
Gambar  3-9  adalah  panjang siang di BPAA Sumedang dalam periode satu tahun yang diperhitungkan dengan persamaan  (2-1)  dan  (2-2).  Grafik dimulai  pada  tanggal  1  Desember  yaitu Julian  Number 335  dan  diakhiri  pada tanggal  30  November,  hal  ini  untuk memudahkan pengelompokan berdasarkan  musim.  Dari  perhitungan diperoleh  panjang  siang  tersingkat selama 11,6 jam dan terpanjang selama 12,4 jam. Perbedaan panjang siang hari disebabkan  karena  poros  bumi  dan bidang  ekliptika  ketika  mengelilingi matahari  membentuk  sudut  23,45  .  Di daerah  khatulistiwa  perbedaan  durasi siang  hari  sepanjang  tahun  sama  yaitu 12  jam.  Semakin  ke  arah  kutub perbedaan  siang  hari  sepanjang  tahun semakin  besar.  Bahkan  daerah  kutub pada  periode  tertentu  mengalami  siang hari  terus-menerus  sepanjang  hari selama  enam  bulan,  dan  enam  bulan berikutnya mengalami malam sepanjang hari.
Di  Sumedang  dengan  perbedaan durasi  siang  terpanjang  dan  terpendek hanya  sekitar  48  menit, durasi  siang tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap LPM, namun berhubungan dengan koefisien pelemahan ( extinction )
atmosfer, khususnya  pada  pagi  dan  sore  hari ketika sudut ketinggian matahari bernilai kecil. Pada siang hari di daerah ekuator  umumnya  memiliki  intensitas insolasi  yang  jauh  lebih  besar  di  atas nilai 120 W/m 2 sebagai syarat minimum terjadinya penyinaran.
Namun
demikian,  aktivitas  yang  tinggi  dalam pembentukan awan menyebabkan insolasi  melemah  secara  tajam  jika wilayah  pengukuran  tertutupi  oleh awan. Jika penutupan awan menyebabkan penurunan insolasi hingga  di  bawah  120  W/m 2 maka  pada saat itu tidak terjadi penyinaran.
Gambar 3-9:   Panjang siang di Balai Pengamatan Atmosfer Sumedang (Julian day 1 = 1 januari dan 365 = 31 Desember

## 4 KESIMPULAN
Kesimpulan  umum  yang  dapat diambil  dari  analisis  data  LPM  di  BPAA Sumedang  periode  tahun  1999-2017 adalah  ditemukannya  tren  kenaikan
LPM  baik  secara  deret  waktu  maupun secara musiman. Variasi nilai LPM pada musim  peralihan  terdistribusi  secara lebih lebar hingga 9 jam/hari dibandingkan pada musim kemarau dan
11.5 12.0 12.5 335 365 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 Pa nj an g Si an g [ja m ] Julian day Panjang siang di LPD Sumedang DJF MAM JJA SON
Jurnal Sains Dirgantara Vol. ...  No. ... Desember 2019 : hal… - …
hujan.  Pada  musim  hujan  (DJF) persentase  lama  penyinaran  terbanyak (23%  jumlah  hari  data)  adalah  0-1 jam/hari  dan  terdistribusi  mengikuti distribusi  normal.  Sebaliknya,  musim kemarau
(JJA)
persentase
LPM
terbanyak  (18%  hari  data)  adalah  8-9 jam/hari namun tidak ditemukan penyinaran  matahari  yang  melebihi  11 jam/hari.  Sementara  itu  pada  musim peralihan  (MAM),  LPM  terdistribusi secara  merata  dengan  nilai  tidak melebihi  8  jam/hari,  meskipun  masih ditemukan LPM lebih dari 8 jam dengan jumlah  persentase  hari  data  yang  kecil (sedikit).  Pada  musim  peralihan  SON, LPM  rata-rata  mencapai  hingga  9 jam/hari  dan  hanya  beberapa  hari  saja yang  mencapai  10-11  jam/hari.  Selain itu, sunspot number terlihat
berpengaruh terhadap LPM pada musim bulan  DJF  dengan  efek  berkebalikan.
Sementara pengaruh El-Nino
menyebabkan peningkatan lama penyinaran pada bulan DJF, sedangkan La-Nina  menurunkan  lama  penyinaran pada bulan SON.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih disampaikan  kepada  BPAA  Sumedang yang  telah  menyediakan  data  primer, Pusat  Sains  dan  Teknologi  Atmosfer yang  telah  memfasilitasi  penelitian  ini, serta kawan-kawan di Kelompok Penelitian  Lingkungan  Atmosfer  atas diskusi-diskusinya.

## DAFTAR RUJUKAN
Arking,  A.,  M.-D.  Chou,  and  W.  L.  Ridgway, 1996. On estimating the effect of clouds on atmospheric absorption based on flux observations  above  and  below  cloud level ,  Geophysical  Research  Letter  23,
829-832.
Barker,  H.  W.,  and  Z.  Li,  1997. Interpreting
shortwave  albedo-transmittance  plots:
True
or apparent anomalous absorptions , Geophysical Research Letter 24, 2023-2026. Cess,  R.  D.,  et  al.,  1995. Absorption  of  solar radiation by clouds: Observations
versus models , Science 267, 496-499.
Cess, R. D., M. H. Zhang, Y. Zhou, X. Jing, and
V.  Dvortsov,  1996: Absorption  of  solar
radiation  by  clouds:  Interpretations  of satellite, surface, and aircraft measurements ,  Journal  of  Geophysical
Research 101, 299-309.
Goni S. H.A. Adannou, D. Diop. M.S. Drame, B.
Tikri,  M.  Barka,  dan  A.C.  Beye.  2019. Long-Term Variation of Sunshine
Duration  and  Their  Inter-Action  with Meteorological  Parameters  over  Chad,
Centrak  Africa .  Natural  Resources  10, 47-58
Hamdi  dan  Sumaryati,  2014.  Distribusi  lama penyinaran matahari di LPD Sumedang (6,91°  LS  dan  107,84°  BT)  LAPAN), Prosiding pertemuan ilmiah XXVIII HFI Jateng & DIY, Yogyakarta.153-157.
Hill,  C.  and  R.L.  Jones,  2000. Absorption  of solar radiation by water vapour in clear and  cloudy  skies:  Implications  for anomalous  absorption. Journal  of Geophysical  Research  105(D7),  9421- 9428.
Hoesin,  H.,  1983. Penelitian  Ketersediaan Tenaga  Radiasi  Matahari  di  Indonesia,
Laporan Teknis Lembaga Fisika
Nasional – LIPI, Bandung. Kaba  K.,  H.M  Kardimaz,  dan  M.  Avi,  2017. Estimation  of  Daily  Sunshine  Duration Using Support Vector Machine .
International  Journal  of  Green  Energy 14 (4), 340-441.
Kambezidis, H.D., D.G. Kaskoutis, S.K. Kharol, K.K.  Morthy,  S.K.  Satheesh,  M.C.R. Kalapureddy,  K.V.S.  Badarinath,  A.R.
Sharma  and  M.  Wild,  2012. Multi- decadal  varition  of  the  net  downward shortwave  radiation  over  south  Asia  : The dimming effect , Atmospheric
Environment 50, 360-372. Kandirmaz H.M.  dan K. Kaba, 2014.
Estimation  of  Daily  Sunshine  Duration from  Terra  and  Aqua  MODIS  Data .
Advances in Meteorology 2014, ID613267.
Khalil, S.A. and A.M. Fathy, 2008. An Empirical
Method  for  Estimating  Global  Solar

## Distribusi Lama Penyinaran Matahari … (Hamdi dan Sumaryati)
Radiation Over Egypt , Acta Polytechnica 48(5), 48-53. Lakitan, Benyamin, 1994. Dasar-dasar Klimatologi . Jakarta: PT Rajawali
Grafindo.
Ma,  Z.-F.,  J.  Liu,  S.-Q.  and  Zhang,  2013.
Observed climate changes in Southwest China  during  1961-2010:  impacts  and adaptation . Advances in Climate
Change Research 4(1), 30-40.
Matuszko  D.  2011. Influence  of  Cloudiness  on Sunshine Duration . International Journal of Climatology 32, 1527-1536.
Ren,  G.Y.,  J.  Guo,  M.Z.  Xuo,  et.al.,  2005.
Climate  changes  of  China’s  mainland over  the  past  half  century .  Acta
Meteorologica Sinica, 63(6), 942-956.
Shi,  F.S.,  N.  Wu,  and  P.  Luo,  2008. Effect  of temperature enhancement on community  structure  and  biomass  of
subalpine  meadow  in  northwestern Sichuan .  Acta  Ecologica  Sinica,  28(11),
5287-5288.
Tjasyono,  B.,  2004. Klimatologi .  Bandung:
Penerbit ITB.
Wisnubroto, 2006. Meteorologi Pertanian
Indonesia . Jakarta: Mitra Gama Widya. WMO, 2008. Guide to Meteorological Instruments and Methods of
Observation. WMO-No.8 seventh edition . Yatini,  C.Y.,  2004. Variasi  Konstanta  Matahari
dan Kaitannya dengan Aktivitas
Matahari ,  Jurnal  Fisika  Himpunan Fisika Indonesia, 420, A4.
Zhao C.Y,  Y. Wang, X.Y. Zhou, Y. Cui, Y.L. Liu,
D.M. Shi, H.M. Yu, and Y.Y. Liu, 2013:
Changes in climatic factors and extreme climate  events  in  Northeast  China during 1961-2010 , Advances in Climate
Change Research, 4(2), 92-102.