Pengertian Radiasi Matahari , Dampak Negatif, Positif dan Penjelasannya

Via: kampoengartikel.web.id

Radiasi Matahari adalah pancaran energi yang berasal dari proses thermonuklir yang terjadi di matahari. Energi radiasi matahari berbentuk sinar dan gelombang elektromagnetik.
Radiasi elektromagnetik bisa dibedakan,

1. Radiasi yang terlihat oleh mata kita (visible radiation) (cahaya)
2. Radiasi yang dapat kita rasakan (kulit, wajah), namanya radiasi infra merah.

panjang gelombang radiasi inframerah lebih panjang daripada panjang gelombang cahaya (visible radiation)

Jumlah total radiasi yang diterima di permukaan bumi tergantung 4 (empat) faktor.

Jarak matahari. Setiap perubahan jarak bumi dan matahari menimbulkan variasi terhadap penerimaan energi matahari
Intensitas radiasi matahari yaitu besar kecilnya sudut datang sinar matahari pada permukaan bumi. Jumlah yang diterima berbanding lurus dengan sudut besarnya sudut datang. Sinar dengan sudut datang yang miring kurang memberikan energi pada permukaan bumi disebabkan karena energinya tersebar pada permukaan yang luas dan juga karena sinar tersebut harus menempuh lapisan atmosphir yang lebih jauh ketimbang jika sinar dengan sudut datang yang tegak lurus.
Panjang hari (sun duration), yaitu jarak dan lamanya antara matahari terbit dan matahari terbenam.
Pengaruh atmosfer. Sinar yang melalui atmosfer sebagian akan diadsorbsi oleh gas-gas, debu dan uap air, dipantulkan kembali, dipancarkan dan sisanya diteruskan ke permukaan bumi.

Radiasi matahari yang diterima oleh bumi kita (energi matahari) akan diterima dengan cara sebagai berikut:

Diserap oleh aerosol* & awan di atmosfer bumi yang akhirnya menjadi panas. Radiasi yang terserap ini menyebabkan naiknya temperatur gas-gas dan aerosol-aerosol. aerosol= kumpulan cairan kecil atau partikel-partikel solid yang menyebar dalam suatu gas, seperti uap air di atmosfir, debu-debu angkasa, etc.
Ditangkis oleh atmosfer (oleh gas2 dan aerosol-aerosol), dalam hal ini radiasi ditangkis dan disebarkan ke segala penjuru. Sebagian radiasi menuju kembali ke angkasa, sebagian sampai ke permukaan bumi.Penangkisan dan penyerapan radiasi bisa terjadi di segala lapisan atmosfir, yang paling sering lapisan bawah di mana massa atmosfir lebih terkonsentrasi.
Radiasi yang tidak tertangkis maupun terserap oleh atmosfir, sampai ke permukaan bumi. Karena bumi sangat padat, maka radiasi ini bukan ditangkis, melainkan dikembalikan satu arah ke atmosfir (proses ini biasa disebut refleksi – walaupun sebenarnya sama saja dengan tangkisan). Es dan salju merefleksi hampir kebanyakan dari radiasi solar yang sampai ke permukaan bumi, sedangkan laut, merefleksi sangat sedikit.
Radiasi yang sampai ke permukaan bumi yang tidak direfleksi, akan diserap oleh bumi. Di lautan, penyerapan ini sampai pada puluhan meter dari permukaan laut, sedangkan di daratan, hanya pada level yang lebih tipis.

Seperti halnya yang terjadi pada atmosfir, penyerapan radiasi di permukaan bumi menyebabkan naiknya temperatur permukaan tersebut

Karakteristik Radiasi Matahari

Spektrum elektromagnetik

Spektrum elektromagnetik terdiri dari semua rentang frekuensi dan panjang gelombang. Gelombang eletromagnetik dapat merambat pada kondisi vakum maupun tidak vakum. Dalam kondisi vakum, sifat gelombang lebih menonjol. Sedangkan pada saat gelombang tersebut berinteraksi dengan atom atau molekul, maka gelombang tersebut berperilaku seperti berkas korpuskul (partikel kecil) yang dinamai foton (photon) atau kuanta cahaya (quanta) (Jones 1986, Bueche 1989). Spektrum elektromagnetik mengatur tipe energi berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya. Puncak panjang gelombang (λm, dalam nm) dari radiasi yang dipancarkan suatu objek tergantung pada suhu objek tersebut sesuai dengan Hukum Pergeseran Wien:

λm = 2897000 / T

dengan T suhu permukaan dalam K. Matahari yang T ≈ 6000 K memancarkan energi yang maksimum pada panjang gelombang λm = 480 nm. Pancaran energi matahari mencakup keseluruhan spektrum elektromagnet, tetapi atmosfer bumi hanya transparan untuk sebagian cahaya inframerah dan ultraviolet dan keseluruhan cahaya tampak; sehingga spektrum yang sampai ke permukaan bumi terkonsentrasi pada gelombang dengan panjang antara 300 – 3000 nm (Hal & Rao 1977, Monteith 1973, Chang 1968). Sebagian besar energy radiasi matahari terletak pada selang panjang gelombang 300 – 3000 nm tersebut dan dikenal dengan istilah radiasi gelombang pendek (short-wave radiation). Ini membedakannya dengan energi radiasi yang dipancarkan oleh sebagian besar benda-benda di permukaan bumi (yang memiliki suhu permukaan sekitar 300 K) yang terletak pada selang panjang gelombang 3000 – 100000 nm yang dikenal dengan istilah radiasi gelombang panjang (long-wave radiation) atau kadang disebut radiasi terestrial atau termal (Unwin 1980, Jones 1983).

Spektrum radiasi matahari dibedakan menjadi beberapa pita spectrum (spectral bands) yang dinamai berdasarkan warna sebagaimana disajikan pada tabel diatas Secara garis besar, spektrum radiasi matahari dibagi menjadi ultra violet (100 – 380 nm), cahaya tampak (380 – 780 nm), dan infra merah (780 –2500 nm). Bagian spektrum infra merah dari radiasi gelombang pendek dengan panjang gelombang kurang dari 3000 nm dinamai “infra merah dekat (near infrared, NIR)”; untuk membedakan dengan spekrum infra merah yang berasal dari radiasi gelombang panjang yang dinamai “infra merah jauh (far infra red, FIR)”.

Pada spektrum cahaya tampak terdapat berbagai macam warna; misal violet (λ = 400 nm), biru (λ = 500 nm), hijau (λ = 550 nm ), kuning (λ = 600 nm), oranye–merah (λ = 650 nm), dan merah (λ = 700 nm). Spektrum dengan panjang gelombang antara 400 – 700 nm (secara garis besar sama dengan cahaya tampak) sering disebut dengan istilah photosynthetically active radiation (PAR) (Hall & Rao 1977, Hall 1980, Yates 1991).

Jenis Radiasi Matahari

Kehidupan manusia memang tidak terlepas dari sumber-sumber radiasi. Radiasi yang berarti pemancaran atau penyinaran merupakan penyebaran partikel-patikel elementer dan energi radiasi dari suatu sumber radiasi. Energi radiasi dapat mengeluarkan elektron dari inti atom dan sisa atom ini menjadi muatan positif dan disebut ion positif, sementara itu elektron yang dikeluarkan dapat tinggal bebas atau mengikat ion netral lainnya dan membentuk ion negatif. Peristiwa pembentukan ion positif dan ion negatif dinamakan ionisasi, ini sangat penting sekali untuk diketahui karena melalui proses ionisasi ini jaringan tubuh akan mengalami kelainan atau kerusakan pada sel-sel tubuh. Berdasarkan ada tidaknya ionisasi maka radiasi dibagi dalam 2 kategori yaitu

Radiasi yang tidak menimbulkan ionisasi

Sinar ungu ultra
Sinar merah infra
Gelombang ultrasonik

Radiasi yang dapat menimbulkan ionisasi

Sinar alfa
Sinar beta
Sinar gamma
Sinar X
Proton

Energi radiasi matahari berbentuk sinar dan gelombang elektromagnetik. Radiasi elektromagnetik bisa dibedakan menjadi :

1. Radiasi yang terlihat oleh mata kita (visible radiation, contohnya cahaya)

2. Radiasi yang dapat kita rasakan (kulit, wajah), namanya radiasi infra merah.

Panjang gelombang radiasi inframerah lebih panjang daripada panjang gelombang cahaya (visible radiation). Gelombang elektromagnetik menyebar dalam bentuk 3 dimensi (volume), seperti halnya gelombang yang tersebar membentuk sebuah bola (sphere). Dalam hal ini, volumen di sekitar gelombang elektromagnetik bisa berbentuk: benda keras, cairan, gas, tapi bisa juga kekosongan (vacuum).

Menurut Max Planck (1900) pertukaran energi antara radiasi dan materi tidak terjadi secara kontinyu, melainkan paertukaran energi berlangsung melalui satuan energi yang disebut kwantum. Kwantum enegi radiasi (E) suatu gelomgang elektromagnetis (sinar gamma, sinar X) sama dengan konstanta Planck (6,62 x 10^-27 erg detik) dikalikan dengan frekuensi radiasi, maka dapat dinyatakan dalam rumus:

dan

Ket : C = kecepatan gelombang elektromagnetis (3 x 10¹⁰ cm detik)

λ = panjang gelombang

Oleh karena h dan C konstan, maka energi radiasi berbanding terbalik dengan panjang gelombang, makin besar energi radiasi makin pendek gelombang dan sebaliknya semakin panjang gelombang akan menyebabkan energi radiasi semakin pendek.

Dampak positif Radiasi matahari

Sadarkah kita jika tiap hari tubuh selalu menerima radiasi. Buktinya ada saat kita membuka jendela kamar di pagi hari. Kehangatan sinar matahari merasuki setiap kehidupan. Sinar atau cahaya yang dipancarkan sang surya itu dikenal dengan radiasi inframerah. Orang-orang yang hidup di daerah subtropis pada musim panas atau bila berkunjung ke daerah tropis sebagai turis gemar menjemur diri di pantai untuk mendapatkan radiasi ultraviolet agar kulit tubuhnya berwarna kecoklatan.

Saat ini, manusia dengan rekannya yang terpisah jauh dapat berkomunikasi dengan suara ataupun gambar. Itu juga berkat jasa radiasi gelombang pendek (microwave). Begitu pula hubungan antara seorang astronot yang ada di ruang angkasa dengan operator di pusat pengendali bumi. Bukan hal yang aneh pula hampir setiap dapur di negara-negara maju dilengkapi dengan alat memasak yang disebut microwave. Artinya kita telah banyak memanfaatkan berbagai jenis radiasi untuk memudahkan dan meningkatkan kualitas hidup di bumi.

Sehingga bisa dikatakan radiasi adalah hal yang sudah akrab dengan kehidupan manusia. Sebab radiasi sudah ada di bumi sebelum kehidupan ini lahir. Bahkan, ia sudah hadir di ruang angkasa sebelum bumi itu sendiri ada. Radiasi merupakan bagian dari big-bang yang sejauh kita ketahui lahir kurang lebih dua puluh milyar tahun yang lalu. Sejak itu radiasi menyelimuti ruang angkasa dan merupakan bagian dari bumi. Radiasi memang sangat berbahaya bagi manusia tetap radiasi juga sangat dibutuhkan oleh manusia , tergantung bagaimana kita memanfaatkannya ?, untuk itulah manusia dijadikan khalifah dimuka bumi ini untuk mengaturnya dengan baik.

Dampak negatif Radiasi terhadap manusia

Beberapa jenis radiasi dapat menimbulkan kerugian terhadap manusia apabila tidak bisa mengelolanya dengan baik seperti sinar dengan gelombang pendek berefek negative terhadap alam yaitu,

- menimbulkan keradangan kulit akut.

- Terhadap mata: menimbulkan konjungtivitas dan keratitis. Lensa mata sangat radiosensitif sehingga pada penyinaran 400-500 rad menimbulkan katarak.

- Terhadap alat kelamin:

Dosis 600 rad menimbulkan sterilitas (testis lebih sensitif daripada ovum). Pada dosis rendah dapat menimbulkan mutasi gen dan kelainan pada turunan.
Pada wanit hamil akan terjadi kematian foetus atuu menimbulkan kelainan.

- Terhadap paru-paru: menimbulkan batuk, sesak nafas dan nyeri dada serta fibrosis paru-paru.

- Terhadap tulang: menimbulkan gangguan pertumbuhan tulang serta osteoporosis.

- Terhadap saraf: timbul degenerasi jaringan otak.

- Penyakit radiasi: demam, rasa lelah, kurang nafsu makan, mual, nyeri kepala an mudah mencret.

- Efek genetik: terjadi mutasi gen.

Hal-hal yang dapat dilakukan untuk meminimalkan dampak negatif dari akibat radiasi matahari

Penelusuran yang terkait dengan Pengertian Radiasi Matahari