11 Faktor yang Mempengaruhi Penyinaran Matahari terhadap Bumi

Dalam sistem astronomi, matahari merupakan pusat peredaran planet di tata surya, sumber energi dan kehidupan, serta pengendali atas cuaca, iklim, udara dan arus laut, sehingga disebut dengan heliosentris. Matahari memancarkan sinar radiasinya dengan panjang gelombang yang sangat lebar. Radiasi matahari adalah suatu bentuk energi gelombang elektromagnetik, terdiri dari medan listrik dan magnet, yang dipancarkan oleh matahari yang memiliki suhu di atas nol dan merupakan satu-satunya bentuk energi yang dapat menjalar pada kevakuman udara.

Para ilmuwan mengklasifikasikan radiasi matahari menjadi tiga macam, yaitu ultraviolet, inframerah, dan cahaya tampak. Pada ketiga tipe radiasi matahari ini disebut juga dengan radiasi global matahari, yaitu radiasi matahari yang langsung menyinari ke permukaan bumi dan radiasi yang berasal dari persebaran atmosfer. Secara umum, radiasi matahari memiliki energi setiap menitnya sebesar 56 x 10²⁶ kalori dan energi ini tiba di bumi hanya 2,55 x 10¹⁸ kalori saja.

Radiasi matahari yang tiba atau menyinari bumi disebut dengan insolasi, yaitu penerimaan energi matahari oleh permukaan bumi yang berbentuk pancaran sinar bergelombang pendek yang menembus lapisan atmosfer. Insolasi ini berperan penting dalam mengatur dan mengendalikan kelangsungan hidup di bumi dan bergantung pada waktu dan tempat penerimaan pancaran sinar matahari.

Dari pemaparan di atas, ada tiga cara radiasi matahari yang sampai ke permukaan bumi, yaitu:

• Radiasi langsung, yaitu radiasi matahari yang masuk ke bumi tanpa adanya perubahan arah atau radiasi yang diterima oleh bumi dalam posisi yang sejajar pada saat datangnya sinar.
• Radiasi hamburan, yaitu radiasi matahari yang mengalami perubahan akibat proses pemantulan dan penghamburan cahaya matahari.
• Radiasi total, yaitu jumlah total dari radiasi langsung dan radiasi hamburan.

Intensitas radiasi matahari yang menyinari bumi juga mengalami pengurangan sehingga bukan merupakan radiasi langsung. Hal ini terpengaruh oleh adanya beberapa sebab, yaitu:

• Adanya proses pemantulan oleh lapisan atmosfer bumi
• Adanya penyerapan zat-zat di lapisan atmosfer, khususnya oleh gas O₃, H₂O, O₂, dan CO₂
• Adanya proses penghamburan Rayleigh
• Adanya penghamburan Mie. Sehingga dapat dikatakan bahwa radiasi matahari yang menyinari bumi mengalami refleksi, absorbsi, dan transmisi.

Radiasi sinar matahari yang masuk ke bumi dapat diketahui melalui lama penyinaran matahari, yaitu lamanya sinar pancaran matahari sampai ke permukaan bumi dalam periode satu hari yang diukur dalam satuan waktu jam. Periode satu hari disebut dengan panjang hari atau jangka waktu matahari berada di atas cakrawala. Lamanya sinar matahari setiap harinya sangat berbeda dari satu bulan ke bulan lainnya dalam waktu setahun.

Biasanya waktu pengamatan lama penyinaran radiasi sinar matahari dilakukan pada jam 08.00 hingga 16.00 setiap harinya. Di Indonesia, maksimal durasi pancaran sinar matahari rata-rata terdapat pada bulan Juli dan Agustus, dan pancaran radiasi sinar matahari minimal terjadi pada bulan Januari. Hal ini menyebabkan pembagian musim di Indonesia memiliki dua musim yang tergantung pada lama penyinaran radiasi matahari, yaitu musim panas dan musim hujan.

Dalam kajian ini, proses penyinaran matahari ke bumi dipengaruhi oleh beberapa faktor yang mempengaruhi penyinaran matahari terhadap bumi berpengaruh dalam menentukan jumlah dan waktu radiasi pancaran sinar matahari itu sendiri, yaitu sebagai berikut ini:

• Waktu dan posisi lokasi bumi terhadap matahari

Radiasi matahari berdasarkan waktu tergantung pada letak garis lintang bumi terhadap matahari dan kondisi atmosfer. Sedangkan berdasarkan posisinya, sinar matahari tergantung pada posisi matahari sendiri pada bumi apakah terletak di atas garis ekuator atau khatulistiwa atau jauh dari posisi garis khatulistiwa di bumi.

Saat posisi matahari tepat berada di atas garis khatulistiwa maka intensitas radiasi matahari akan semakin kuat, dan sebaliknya, jika berada jauh dari garis khatulistiwa maka intensitasnya akan semakin berkurang. Hal ini menyebabkan perbedaan iklim dan musim di beberapa daerah di permukaan bumi. Selain itu, hal ini menyebabkan adanya perubahan siang dan malam di bumi.

• Jarak antara matahari dan bumi

Jarak bumi ke matahari adalah sekitar 1,495 x 10¹¹ m dengan sudut kemiringan matahari sekitar 32 derajat. Selama proses revolusi, bumi memiliki sudut kemiringan sekitar 23,5 derajat dengan lintasannya yang berbentuk elips. Hal ini menyebabkan pergantian musim dan siang malam.

• Durasi hari dan sudut datang radiasi matahari

Durasi hari ini berdasarkan pada perbedaaan tempat berdasarkan garis lintang yang menyebabkan periode penerimaan sinar matahari. Sedangkan sudut datang radiasi sinar matahari menentukan banyak sedikitnya radiasi matahari yang diterima bumi. Semakin luas permukaan horizontal suatu area yang mendapat radiasi sinar matahari maka semakin besar sudut datang radiasi matahari, dan semakin besar sudut datang radiasi sinar matahari maka semakin sempit lapisan atmosfer yang dilalui.

• Pengaruh lapisan atmosfer bumi

Saat datangnya radiasi sinar matahari ke lapisan atmosfer, radiasi matahari akan terpengaruh oleh beberapa gas aerosol (yang terbentuk dari proses pembakaran, reaksi gas fasa, disperse partikel padat dan reaksi kimia, dispersi lautan, hembusan gas dari gunung berapi) serta kondisi awan yang ada pada lapisan tersebut. Sehingga, radiasi matahari ada yang dipantulkan kembali ke luar angkasa dan ada lagi yang diserap ke permukaan bumi.

Jenis radiasi matahari yang masuk ke permukaan bumi dapat berupa radiasi langsung dan hamburan. Lebih lanjut, peranan awan sendiri juga menentukan panjang pendeknya penyinaran radiasi matahari ke bumi per jamnya, dan karena ada tidaknya awan akan menentukan lama penyinaran matahari dalam per harinya. Baca juga mengenai lapisan lapisan matahari.

Demikian penjelasan faktor yang mempengaruhi penyinaran matahari terhadap bumi. Semoga bermanfaat.