Evapotranspirasi
Evapotranspirasi adalah gabungan evaporasi dan transpirasi tumbuhan yang hidup di permukaan bumi. Air yang diuapkan oleh tanaman dilepas ke atmosfer. Evaporasi merupakan pergerakan air ke udara dari berbagai sumber seperti tanah, atap, dan badan air. Transpirasi merupakan pergerakan air di dalam tumbuhan yang hilang melalui stomata akibat diuapkan oleh daun. Evapotranspirasi adalah bagian terpenting dalam siklus air.
Evapotranspirasi potensial adalah nilai yang menggambarkan kebutuhan lingkungan, sekumpulan vegetasi, atau kawasan pertanian untuk melakukan evapotranspirasi yang ditentukan oleh beberapa faktor, seperti intensitas penyinaran matahari, kecepatan angin, luas daun, temperatur udara, dan tekanan udara. Evapotranspirasi potensial juga menggambarkan energi yang didapatkan oleh kawasan tersebut dari matahari. Di sisi lain, transpirasi sebanding dengan seberapa banyak karbon yang diserap oleh kawasan vegetasi karena transpirasi juga berperan perpindahaan CO dari udara ke daun.
Evapotranspirasi dapat menggambarkan jumlah air yang hilang dari badan air karena adanya vegetasi. Jenis vegetasi mempengaruhi jumlah evapotranspirasi secara signifikan. Karena air ditranspirasikan melalui daun yang mengalir dari akar, tumbuhan yang akarnya menancap dalam ke bawah tanah mentranspirasikan air lebih banyak. Tanaman semak umumnya mentranspirasikan air lebih sedikit dari tanaman berkayu karena semak tidak memiliki akar yang sedalam tanaman kayu, dan daun yang posisinya setinggi tanaman kayu. Tanaman konifer meski memiliki daun yang tidak lebar, dapat memiliki nilai transpirasi yang lebih tinggi dari tanaman berdaun lebar, terutama di periode dormansi dan awal musim semi. Faktor yang mempengaruhi evapotranspirasi mencakup tahap pertumbuhan tanaman, persentase tanah yang tertutup vegetasi, radiasi matahari, kelembaban udara, temperatur, dan angin. Meski selama ini dipercaya bahwa vegetasni penutup tanah dapat mengurangi jumlah air yang hilang dari tanah, namun pengujian isotop menunjukkan bahwa transpirasi oleh tumbuhan adalah komponen yang lebih besar dari evaporasi. Keberadaan vegetasi dapat menjaga jumlah air tanah karena aliran permukaan dan perkolasi dihambat sehingga memberikan waktu bagi tanah untuk menyerap dan menahan air dari presipitasi (misal hujan dan salju).
Sebuah ekosistem unik yang disebut dengan hutan awan menyerap air dari uap air yang membentuk kabut atau "awan rendah" di sekitar mereka. Uap air yang menempel di permukaan daun kemudian menetes ke tanah dan diserap tumbuhan untuk ditranspirasikan kembai. Jumlah air yang didapatkan bisa lebih banyak dari yang diuapkan.
Evapotranspirasi bisa diukur atau diperkirakan dengan menggunakan beberapa metode.
Data dari evaporasi panci dapat digunakan untuk memperkirakan evaporasi di danau, namun transpirasi dan evaporasi yang terhalang hujan atau vegetasi tidak bisa diketahui. Data dari evaporasi panci kemudian digunakan untuk memperkirakan evapotranspirasi secara tidak langsung.
Evapotranspirasi dapat diperkirakan dengan membuat persamaan keseimbangan air dari daerah badan air. Jumlah air di badan air, S, dihitung dengan rumus:
dengan presipitasi P, dan evapotranspirasi ET, aliran permukaan Q, dan pengisian ke air tanah (perkolasi) D.
Persamaan yang lebih umum dan digunakan secara luas untuk memperkirakan evapotranspirasi adalah persamaan Penman dan Penman-Monteith yang direkomendasikan oleh FAO. Persamaan yang lebih sederhana seperti persamaan Blaney-Criddle banyak digunakan namun tidak akurat untuk daerah yang memiliki kelembaban udara tinggi. Solusi lain seperti Makkink, yang sederhana namun harus dikalibrasi sesuai dengan daerahnya, dan persamaan Hargreaves. Untuk mengubah nilai evapotranspirasi yang didapatkan menjadi nilai evapotranspirasi tanaman pertanian aktual, koefisien tanaman dan koefisien stres harus digunakan. Koefisien tanaman merupakan nilai yang didapatkan dari model percobaan yang dapat diprediksi, yang nilainya bervariasi berdasarkan kondisi fase pertumbuhan tanaman dan musimnya.
Metode lainnya adalah menggunakan keseimbangan energi:
di mana λE adalah energi yang dibutuhkan untuk mengubah fase air dari cair ke gas, R adalah radiasi matahari, G adalah fluks panas tanah, dan H adalah fluks panas sensibel.
Algoritme SEBAL memuat solusi keseimbangan energi pada permukaan tanah menggunakan citra satelit. Cara ini dapat digunakan untuk mencari nilai evapotranspirasi aktual dan potensial per piksel gambar. Evapotranspirasi adalah kunci untuk manajemen air dan performa irigasi.
Lisimeter digunakan untuk mengukur ET secara eksperimen. Berat tanah diukur secara kontinu dan perubahan berat tanah mengindikasikan perubahan kadar air tanah, yang lalu dikonversi ke luas tanah yang digunakan dalam lisimeter. Perubahan kadar air tanah dapat disebabkan oleh ET dan perkolasi, namun perkolasi dapat diukur dengan lisimeter karena air yang jatuh juga ditangkap oleh lisimeter.
Metode langsung pengukuran ET dengan teknik kovarian Eddy di mana fluktuasi yang cepat dari kecepatan angin vertikal berhubungan dengan fluktuasi kelembaban udara di atmosfer (densitas uap). Kovarian Eddy secara langsung memperkirakan jumlah uap air yang dipindahkan dari lingkungan setempat ke atmosfer melalui evapotranspirasi.