ABSTRAK

Matahari merupakan sumber utama bagi semua punca tenaga terutamanya bagi tenaga

eksogenik. Sinaran matahari amat berperanan penting bagi mempengaruhi proses-proses di

permukaan bumi. Contohnya dalam sistem geomorfologi, bahangan matahari merupakan salah

satu faktor yang mempengaruhi proses luluhawa khususnya luluhawa fizikal berlaku. Dalam

sistem biosfera pula, tenaga matahari berperanan penting dalam proses fotosintesis bagi

tumbuhan untuk membuat makanan sendiri. Begitu juga bagi sistem hidrologi, sinaran matahari

yang dipancarkan amat penting bagi berlakunya proses sejatan. Tanpa proses sejatan, kitaran

hidrologi adalah tidak lengkap.

Terdapat empat proses penerimaan tenaga matahari oleh bumi iaitu proses serapan,

serakan, pantulan dan albedo. Serapan ialah proses penyerapan bahangan matahari oleh partikel-

partikel di atmosfera seperti habuk, gas dan titisan air dalam awam. Selain itu, terdapat juga

permukaan bumi yang menyerap bahangan matahari. Proses serakan pula merujuk kepada radiasi

matahari disebarkan tanpa arah yang tertentu oleh partikel-partikel di atmosfera. Terdapat dua

jenis serakan yang berlaku iaitu serakan Rayleigh1 dan serakan Mie. Selain itu, proses pantulan

pula merupakan proses pembalikan cahaya matahari secara menegak. Pantulan ini berlaku di

atmosfera dan juga di permukaan bumi. Albedo pula merujuk kepada darjah keputihan atau

kecerahan sesuatu permukaan, iaitu permukaan yang lebih cerah akan memantulkan jumlah

sinaran yang lebih tinggi. Ia juga sering dirujuk sebagai nisbah antara cahaya yang dipantulkan

dengan cahaya yang diterima oleh permukaan bumi.

1 Lord Rayleigh, 1881, English Physicist.

1

PENGENALAN

Tenaga ditakrifkan sebagai suatu daya atau kemampuan untuk mengoperasikan kerja atau

menghasilkan sesuatu. Tenaga ini bukan sahaja penting untuk manusia dan binatang di muka

bumi, malahan ia amat penting bagi sistem bumi. Tenaga sebenarnya tidak dapat diukur secara

langsung. Tanpa tenaga ini, bumi akan menjadi planet yang mati. Apabila planet mati, maka

tiada hidupan yang akan wujud di muka bumi. Sistem bumi memiliki dua sumber tenaga yang

penting iaitu tenaga eksogenik dan tenaga endogenik. Tenaga eksogenik merupakan tenaga yang

berpunca dari luar bumi iaitu dari matahari. Matahari merupakan punca tenaga utama bagi

keseluruhan sistem bumi. Tanpa tenaga matahari ini, planet bumi akan mati. Manakala, tenaga

endogenik pula merujuk kepada tenaga dalaman yang berpunca dari dalam atau perut bumi.

Misalnya tenaga graviti, radiogenik dan sebagainya.

Matahari dikenali sebagai pusat di dalam sistem suria. Matahari merupakan sumber

tenaga terpenting kepada bumi. Terdapat berjuta malahan berbillion bintang yang menghasilkan

tenaga namun bintang-bintang tersebut terlalu jauh kedudukannya dari Bumi. Tenaga matahari

membekalkan kira-kira 99.97% dari jumlah tenaga yang terdapat dalam sistem bumi-atmosfera.

Tenaga juga turut dihasilkan dari dalam bumi tetapi ia hanya dilepaskan dalam bentuk tenaga

radioaktif tetapi ia hanyalah dalam kuantiti yang tertentu sahaja.

Tenaga yang dihasilkan oleh matahari akan dihantar terus melalui angkasa lepas ke bumi

dalam bentuk gelombang elektromagnet atau tenaga sinaran yang lebih dikenali sebagai

bahangan matahari. Jenis tenaga ini boleh dibezakan dengan tenaga yang lain dari segi cara

penghantarannya. Gelombang elektromagnet tidak memerlukan sebarang medium seperti mana

yang berlaku dalam proses pengaliran atau perolakan. Gelombang elektromagnet yang

dikeluarkan oleh matahari ke bumi adalah dalam gelombang pendek kerana matahari mempunyai

suhu yang amat tinggi kira-kira 6000 celcius.

Namun, bukan semua tenaga suria akan sampai dan diterima oleh permukaan bumi.

Terdapat sebahagian besar daripada tenaga tersebut akan diserap, ditapis, diserak dan dibalikkan

oleh lapisan ozon dan juga atmosfera. Hanya sebahagian kecil sahaja tenaga tersebut yang

2

sampai ke permukaan bumi untuk digunakan oleh seluruh hidupan dan makhluk yang wujud di

atas muka bumi serta menjalankan proses-proses penting di bumi seperti fotosintesis.

Selain itu, pemindahan tenaga dari matahari ke sistem bumi juga berlangsung menerusi

bahangan (insolation). Bahangan matahari ini sebelum ia tiba ke permukaan bumi, tenaga

tersebut akan melalui pelbagai peringkat lapisan yang ada dalam atmosfera. Bahangan tersebut

akan melalui proses tapis, serapan, serakan dan pantulan oleh molekul ozon, unsur-unsur dalam

atmosfera, partikel- partikel dalam udara dan sebagainya.

Rajah 1 : Bahangan Matahari mengalami beberapa proses sebelum sampai ke permukaan bumi.

3

PROSES SERAKAN

Proses serakan merupakan satu proses daripada cahaya matahari yang berlaku di lapisan

atmosfera bumi. Ianya merupakan salah satu proses penerimaan tenaga dari matahari oleh bumi.

Proses serakan ini berlaku apabila terdapatnya gelombang radiasi yang terdapat dalam cahaya

matahari yang menembusi molekul-molekul gas atau partikel-partikel lain di atmosfera seperti

habuk-habuk di mana gelombang radiasi tersebut tidak diserap oleh lapisan atmosfera .Namun

radiasi tersebut telah terserak ke semua arah.

Rajah 2 : Proses serakan bahang matahari di atmosfera bumi.

Kesan daripada proses serakan yang disebabkan oleh kewujudan gas dan partikel asing di

dalam atmosfera menyebabkan bahangan sampai ke permukaan daripada semua sudut langit.

Ianya bukan hanya sinaran secara terus daripada matahari. Proses serakan ini oleh molekul gas

memberi kesan kepada jarak yang terhasil oleh gelombang radiasi pendek. Partikel-partikel

dalam atmosfera akan menyerak bahangan matahari secara mendatar

apabila bahangan tersebut dipancarkan kepadanya.Serakan bergantung kepada saiz

partikel berbanding dengan jarak gelombang bahangan suria. Cahaya yang mempunyai

4

frekuensi yang tinggi dan panjang gelombang yang pendek akan diserakkan lebih daripada

cahaya yang mempunyai frekuensi yang rendah dan panjang gelombang yang tinggi.

Keamatan cahaya matahari bergantung kepada tarikh, masa dan lokasi. Sebagai contoh,

keamatan cahaya di kawasan tropika adalah tinggi pada waktu tengahari apabila matahari tegak

di atas kepala, manakala keamatan cahaya adalah rendah pada musim sejuk di kawasan Artik.

Perubahan kedudukan keamatan cahaya matahari akan mempengaruhi warna pada langit

mengikut teori Mie dan Rayleigh. Apabila cahaya mengenai kepada sesuatu bahan ianya akan

bertindak balas dengan atom–atom pada bahan tersebut dan kesan yang berlaku adalah

bergantung kepada panjang gelombang cahaya dan keadaan atom pada bahan tersebut.

Serakan cahaya berlaku apabila atom–atom pada bahan–bahan lut sinar tidak berada

pada keadaan sekata pada jarak yang lebih besar daripada panjang gelombang cahaya tetapi

menjadi sekumpulan molekul–molekul atau partikel-partikel. Langit kelihatan cerah kerana

molekul–molekul dan partikel–partikel di udara telah menyerakkan cahaya matahari. Beberapa

teori mengenai kesan penyerakan cahaya yang disebabkan oleh molekul udara telah dilakukan

oleh Rayleigh dan Mie. Kesan serakan cahaya matahari ini menghasilkan cahaya langit sama ada

langit berwarna biru atau kekuningan kemerahan.

SERAKAN RAYLEIGH :

Rajah 3 : Proses serakan Rayleigh

5

Rajah 4 : Proses serakan menurut teori Rayleigh

Serakan ini merujuk kepada kesan serakan cahaya matahari ke atas molekul pada udara.

Rayleigh merupakan seorang ahli fizik British (1842 – 1919) mengira cahaya yang diserakkan

oleh molekul udara yang mempunyai saiz yang lebih kecil daripada panjang gelombang.

Mengikut teori Rayleigh, cahaya biru lebih banyak diserakkan kerana cahaya biru mempunyai

panjang gelombang yang pendek di dalam spektrum warna. Oleh hal yang demikian, langit

kelihatan berwarna biru. Berlaku sekiranya saiz partikel lebih kecil dari jarak gelombang (0.45

mikron) menyebabkan langit berwarna biru.

SERAKAN MIE :

Rajah 5 : Proses serakan Mie

6

Rajah 6 : Proses serakan menurut teori Mie

Proses serakan berlaku sekiranya saiz partikel sama besar dengan jarak gelombang

menyebabkan langit berwarna kekuningan. Sekiranya serakan Rayleigh hanya merujuk kepada

kesan serakan cahaya ke atas molekul udara yang lebih kecil daripada panjang gelombang,

Proses serakan Mie pula menghuraikan mengenai kesan serakan cahaya ke atas molekul yang

lebih besar. Teori Mie tidak mengambil kira kesan serakan oleh panjang gelombang. Ini kerana

serakan Mie merujuk kepada kesan penghasilan cahaya berwarna putih berhampiran dengan

matahari. Perbandingan di antara serakan Mie dan Rayleigh akan menghasilkan keadaan warna

pada langit sekiranya kita melihat kepada keadaan yang berlainan. Keadaan ini menghasilkan

kesan warna yang berlainan pada langit apabila kita melihat berhampiran dengan matahari.

7

PROSES SERAPAN

Serapan merupakan satu proses penyerapan bahangan matahari yang dilakukan oleh

partikel-partikel di atmosfera dan stratosfera seperti gas, habuk, atau titisan air dalam awan.

Selain partikel-partikel yang terdapat di atmosfera, permukaan bumi juga turut menyerap

bahangan matahari yang dipancarkan terus ke bumi. Serapan paling efektif dilakukan oleh wap

air, karbon dioksida dan ozon. Gas-gas ini cenderung untuk memilih jenis-jenis gelombang suria

yang hendak diserap dan keupayaan daya serapan bergantung kepada jarak-jarak gelombang (di

namakan serapan terpilih). Daripada 100 peratus, sinaran suria 35 peratus akan dibalikkan atau

albedo oleh sistem bumi-atmosfera. 65 peratus akan dipancarkan ke bumi dan daripada 17.5%

akan diserap iaitu 3% oleh ozon khasnya sinaran ultra ungu. 14.5% akan melepasi ozon dan akan

diserap oleh wap air, habuk, debu, karbon dioksida dan juga awan dan sebanyak 47.5% akan

diserap oleh permukaan bumi.

Rajah 7 : Peratus bahangan matahari yang diterima oleh bumi melalui proses serapan.

8

Awan menjadi faktor kepada pengurangan jumlah tenaga haba yang datang ke

permukaan bumi iaitu awan akan menyerap tenaga matahari dan radiasi tersebut. Bagi awan

yang nipis kadar resapan adalah kurang manakala awan yang tebal mempunyai kadar resapan

yang lebih tinggi. Bahangan matahari yang diserap oleh gas atmosfera, habuk dan titisan air akan

berubah kepada kepanasan ataupun suhu dan akan meningkatkan suhu bahan resapan tersebut.

Kemudian akan menghasilkan gelombang panjang. Kebanyakkan gelombang pendek dan

gelombang gama akan diserap oleh ion gas dalam lapisan termosfera dan pemanasan akan

berlaku iaitu suhu menjadi kepada 1200 darjah celcius. Ozon di atas lapisan stratosfera menyerap

gelombang ultravoilet atau sinar lembayung dan memanaskan molekul serta menjadikan suhu

kepada 20 darjah celcius. Kesan kombinasi dua lapisan ini akan menyerap bahangan gelombang

pendek.

Apabila sesuatu sinar matahari kena pada sesuatu zarah wap air, ia mungkin akan

diserakkan, dipantulkan ataupun diserapkan.sekiranya jumlah albedo bagi sistem bumi

(atmosfera) ialah 35 peratus, maka jumlah serapan oleh sistem itu ialah 65 peratus. Satu perkara

yang menghairankan ialah kehilangan langsung gelombang panjang 0.29 mikron dalam spektrum

elektromagnet apabila sinaran matahari tiba pada lapisan atas atmosfera. Hal ini disebabkan

serapan gelombang itu oleh ozon semasa sinaran matahari melalui stratosfera. Kira-kira dua

peratus daripada jumlah sinaran matahari telah diserap oleh ozon. Apabila sinaran matahari

menembusi atmosfera bawah (iaitu traposfera). Kebanyakkan daripadanya dapat diserap oleh

wap air,habuk,debu,karbon dioksida dan awam. Proses ini menyerap kira-kira 15 peratus

daripada jumlah sinaran. Akibatnya, permukaan bumi hanya menyerap baki sinaran yang

ditinggalkan, itu kira-kira 47 peratus daripada jumlah sinaran [iaitu 64 peratus + 15 peratus ]

Jumlah sinaran matahari yang diserap pada permukaan bumi di sesuatu tempat

bergantung pada sifat langit pada sesuatu masa yang tertentu. Faktor jumlah perlindungan langit

oleh awan juga mesti diambil kira sebelum jumlah serapan sesuatu permukaan bumi dapat

ditentukan. Nilai serapan adalah berbeza-beza di bawah peratusan perlindungan jenis awan yang

berlainan. Misalnya, peratusan sinaran suria yang dipantulkan oleh awan jenis sirostratus adalah

antara 44 hingga 50 peratus berbanding dengan 55 hingga 80 peratus untuk awan stratokumulus

(barry dan choley,1977)2.

2 Barry .RS dan chorley . RJ . Atmosphere. Weather and Climate. London: Methuen hlm 36

9

Sinaran daripada matahari tiba ke permukaan bumi dalam bentuk gelombang pendek.

Manakala sinaran matahari yang keluar dari permukaan bumi akan keluar dari bentuk gelombang

panjang. Bahangan gelombang pendek akan melalui lapisan atmosfera, dan sebahagiannya akan

diserap, dipantul ke permukaan, sebahagian akan diserak terus ke langit dan juga ke permukaan

dan juga sebahagian terus sampai ke permukaan. Proses serapan ini bergantung kepada bentuk

dan juga bahan yang terdapat di permukaan bumi. Bahangan gelombang pendek ini merupakan

gelombang positif, iaitu dengan satu dari setiap dua kalori radiasi matahari memasuki ruang

permukaan atmosfera sebenarnya diserap oleh permukaan bumi. Sebagai tambahannya, 15

peratus hingga 20 peratus juga turut diserap oleh atmosfera.

Semua pemanasan yang berlaku di permukaan bumi ini adalah disebabkan oleh faktor

serapan dari bahangan matahari. Bagi memastikan baki tenaga bahangan matahari tersebut dapat

dikekalkan dan juga di pertahankan ialah dengan memusingkan balik tenaga tersebut ke ruang

permukaan angkasa. Tenaga ini harus dikembalikan semula ke ruang permukan semula sebagai

gelombang panjang kerana gelombang yang masuk pada asalnya adalah dalam bentuk

gelombang pendek tetapi apabila ingin dikembalikan baki bagi bahangan tersebut ianya akan

bertukar kepada bentuk gelombang panjang.

Hal ini kerana, bagi permukaan bumi akan lebih sejuk. Radiasi bahangan gelombang

panjang adalah berfungsi untuk memancarkan balik suhu dari permukaan bumi. Pengeluaran

gelombang pendek adalah akan mencapai nilai yang tertinggi semasa siang iaitu semasa suhu

permukaan bumi juga tinggi. Puncak kepada waktu ini adalah ketika 2 hingga 4 jam selepas

puncak kepada kemasukan bahangan gelombang pendek. Namun begitu, kedua-dua gelombang

ini akan menjadi kosong selepas matahari tenggelam dan pengeluaran kepada gelombang

panjang akan terus berterusan sepanjang malam. Bahangan gelombang pendek ini merupakan

subjek kepada proses serapan bagi karbon dioksida, wap air, titisan air dan boleh dipantulkan

balik ke permukaan.

10

Gelombang panjang ini akan diserap dan kemudian akan dipantulkan balik kerana ingin

menghasilkan pemanasan atau suhu tambahan di permukaan bumi. Radiasi gelombang panjang

ini adalah hasil daripada proses serapan bahangan matahari di atmosfera

Rajah 8 : Proses serapan bahangan matahari di atmosfera dan permukaan bumi.

PROSES PANTULAN

11

Penerimaan tenaga matahari ke atas permukaan bumi dari sudut pantulan tenaga.

Pantulan dapat difahami dan dideskripsikan sebagai pantulan tenaga matahari yang sampai ke

permukaan bumi apabila terdapatnya faktor-faktor yang mempengaruhinya seperti faktor

permukaan bumi yang terlibat sama ada dalam keadaan mendatar, menegak atau pun condong.

Selain itu, konsep pantulan tenaga matahari juga dipengaruhi oleh sudut penerimaan tenaga

matahari iaitu sudut zenith matahari, posisi dan orientasi sudut matahari tersebut dan jenis

permukaan bumi.

Bahangan matahari apabila terkena partikel-partikel sebahagiannya akan dipantulkan

semula ke angkasa secara menegak. Proses balikan banyak dilakukan oleh partikel-partikel yang

berwarna cerah misalnya manik-manik hujan amat berkesan dalam memantulkan bahangan ke

angkasa. Pada umumnya, kesemua zarah molekul udara yang besar seperti titisan air dalam

awan, hablur ais pada bahagian awan tinggi akan memantulkan sinaran matahari dan tidak

menyerakkan sinaran matahari.

Proses pantulan adalah tidak selektif berbanding dengan proses serakan yang hanya berlaku

pada gelombang pendek sahaja. Akibatnya semua gelombang dalam spekrum elektromegnet

akan mengalami pantulan. Proses pantulan tidak akan mempengaruhi warna langit, Cuma

keamatan cahaya sahaja. Misalnya langit akan kelihatan gelap sekiranya terdapat kadar pantulan

tinggi. Elemen utama dalam membalikkan sinar suria ialah awan. Semakin tebal awan maka

semakin tinggi kadar pantulan yang dijalankan. Bumi menerima sebahagian besar daripada

tenaga matahari melalui gelombang pendek. Tenaga matahari dipancarkan ke permukaan bumi

iaitu sebanyak 100 peratus atau 100 unit. Jumlah radiasi matahari yang memasuki atmosfera

bumi sebnyak 35 peratus dipantulkan semula ke angkasa melalui taburan zarah-zarah debu

(6%), pantulan dari awan (27%) dan dari permukaan tanah (2%). 51 peratus diterima oleh

permukaan bumi (yang menerima radiasi secara langsung.) dan 14 peratus diserap oleh gas-gas

atmosfera (ozon , oksigen dan lain-lain ) dan wap air di dalam zon menegak yang berbeza di

permukaan bumi. 51 peratus yang diterima oleh bumi mengandungi 34 peratus sebagai radiasi

secara langsung dan 17 peratus pula adalah baur cahaya (diffuse day light). Bajet haba di

atmosfera mengandungi 48 peratus daripada sinaran matahari iaitu 14 peratus diterima melalui

penyerapan dari gelombang pendek radiasi matahari dan 34 peratus diterima daripada

gelombang panjang radiasi daratan keluar.

12

i) Radiasi solar gelombang pendek yang masuk = 100%

ii) Jumlah yang hilang ke udara melalui serakan dan pantulan.

a) Terpantul daripada awan = 27%

b) Terpantul daripada tanah = 2% 35%

c) Tenaga terserak lenyap di ruang angkasa = 6%

iii) Baki tenaga matahari = 65%

Jadual 1 : Peratusan sinaran yang tiba di permukaan bumi setelah diambil kira penyerakan oleh

molekul udara dalam atmosfera3.

Panjang gelombang (µm) % yang tiba di

permukaan

0.20 0.05

0.25 6.7

0.30 29.5

0.35 53.0

0.40 69.6

0.45 80.0

0.50 86.5

0.60 93.3

0.70 96.4

0.80 97.9

0.90 98.7

1.00 99.1

1.50 99.9

2.00 100

3 Chang Ngai Weng, Asas Kaji Iklim.

13

Setelah menerima tenaga daripada matahari, bumi juga mengeluarkan radiasi tenaganya

dari permukaan bumi ke atmosfera melalui gelombang panjang. Radiasi daratan juga di kenali

sebagai ‘efektif radiasi’ kerana membantu dalam memanaskan bahagian bawah atmosfera. 23

peratus tenaga (dari 51 % tenaga yang diperolehi daripada matahari) telah lenyap melalui

gelombang panjang secara langsung yang keluar dari radiasi daratan, yang mana 6 peratus telah

diserap oleh atmosfera dan 17 peratus lagi terus ke ruang udara. Kira-kira 9 peratus tenaga

daratan telah digunakan dalam penolakan (convection) dan golakkan (turbulence) dan 19 peratus

telah digunakan untuk sejatan yang ditambah ke atmosfera sebagai haba pendam dari

kondensasi. Maka, jumlah keseluruhan tenaga yang diterima ke atmosfera dari matahari adalah

14 peratus dan bumi 34 peratus, maka 48 peratus yang telah diradiasikan ke ruang udara dengan

satu cara. Tenaga dipantulkan semula ke ruang udara = 35% + 17% (melalui radiasi daripada

bumi) + 48% (melalui radiasi daripada atmosfera) = 100%.

Mekanisme dari matahari dan radiasi daratan tidak seringkas seperti yang dinyatakan di

atas, mungkin ianya lebih kompleks. Sebagai contoh, tidak semua tenaga yang diterima oleh

atmofera daripada matahari dan bumi diradiasikan secara langsung ke ruang udara adalah dalam

bilangan yang sangat besar dari tenaga yang diterima oleh atmosfera adalah counter-radiated ke

permukaan bumi yang mana akan diradiasikan semula ke ruang udara dan atmosfera.

Perbezaan antara semua tenaga matahari ynag masuk dan semua tenaga daratan yang keluar

melalui kedua-dua gelombang iaitu gelombang pendek dan panjang disebut sebagai jaringan

radiasi. Seperti yang telah dijelaskan iaitu tentang jaringan radiasi daripada seluruh dunia secara

teorinya adalah sifar jika kita lihat dari kawasan edaran insolasi (insolation). Terdapat beberapa

tempat di mana penerimaan tenaga suria lebih daripada tenaga yang hilang kerana tenaga

matahari mempunyai kadar kelajuan yang tinggi daripada tenaga daratan. Begitu juga, di

sesetenggah kawasan ynag kehilangan tenaga melalui radiasi daratan yang keluar lebih pantas

daripada radiasi solar yang dapat masuk.

Pembahagian latitud bagi jaringan radiasi dalam atmosfera menunjukkan bahawa ‘atmosfera

adalah jaringan yang lenyap bagi radiasi daripada kesemua latitud. ‘(J.E Hobbs, 1980). Maka,

atmosfera merupakan zon yang akan kekurangan tenaga pada setiap tahun kerana tenaganya

akan berkurangan iaitu melebihi 60 kilo langleys setiap tahun.

14

Jika data jaringan radiasi bagi permukaan bumi dan atmosfera digabungkan, nilai bagi

pengabungan antara jaringan radiasi permukaan bumi dan jaringan radiasi bagi atmosfera

digabungkan, ‘sistem-permukaan atmosfera bumi’ (J.E.Hobbs, 1980) akan dapat dihitung.

Berdasarkan pada penggabungan data zon tenaga dapat dikenal pasti bahawa kawasan yang besar

bagi lebihan radiasi akan melebihi di antara latitud 40˚U dan 30˚S, kurangnya radiasi di utara

berlatitud-tinggi dan kurangnya radiasi di selatan yang berlatitud-tinggi. (A.N. Strahler, 1978)

Hal ini bermakna ‘wujudnya dua cara pemindahan haba daripada permukaan bumi ke

atmosfera dan daripada khatulistiwa ke kutub’. Hal ini dapat dicapai jika haba dipindahkan

daripada permukaan bumi ke atmosfera dan dari kawasan tropika ke subtropika bagi lebihan

radiasi kepada radiasi yang berkurang bagi zon yang berlatitud tinggi. Pemindahan tenaga haba

daripada kawasan khatulistiwa menghala ke kutub dikenali sebagai ‘pemindahan tenaga haba

bagi meridian’.

Pemindahan tenaga haba bagi meridian dalam membentuk haba sensible adalah melalui

edaran atmosfera dan lautan yang menerima pemindahan tenaga haba daripada ‘kawasan yang

melebihi tenaga berlatitud rendah’. Pemindahan tenaga secara menegak dalam atmosfera melalui

kenaikkan udara dalam bentuk haba sensible dan haba pendam.

Terdapat pengiraan yang dapat memudahkan pemahaman berkenaan dengan konsep

pantulan iaitu konsep pengiraan RRG (irradiance of reflected energy) yang telah digunakan

dalam megukur tahap penerimaan tenaga matahari di atas permukaan bangunan pada waktu

musim salji. Hasil daripada kajian itu mendapati bahawa RRG ke atas permukaan yang menegak

adalah lebih tinggi berbanding ke atas permukaan yang mendatar sama ada dalam sudut zenith

yang besar atau yang kecil. Kajian ini menunjukkan bahawa terdapat berbagai kemungkinan

jenis pantulan yang akan berlaku disebabkan beberapa faktor yang telah dinyatakan. Dalam

memahami konsep pantulan ini dengan lebih lanjut,konsep pantulan juga sebenarnya adalah

berkait rapat dengan konsep albedo. Kesilapan dalam melakukan pengiraan dalam RRG akan

menyebabkan kesilapan dalam pengiraan ukuran tahap albedo dalam sesuatu kawasan.

Pemahaman berkenaan dengan konsep pantulan amat penting dalam menjalani kehidupan

seharian kerana salah satu faktor yang mempengaruhi ialah tahap balikan semula cahaya

matahari yang akan menyebabkan berlakunya pelbagai fenomena seperti balikan sinaran

15

ultraungu. Pembalikan sinaran ultraungu amat dipengaruhi oleh faktor jenis permukaan kerana

permukaan yang mempunyai perbezaan sudut penerimaan cahaya matahari akan menyebabkan

perbezaan ke atas balikan cahaya dan tenaga matahari tersebut. Sebagai contoh, pekerja yang

bekerja di tempat lapang seperti di kawasan pembinaan atau pun di kawasan yang banyak

bangunan,dinasihatkan untuk berhati-hati dengan pantulan cahaya matahari ke atas bangunan

tersebut disebabkan pengaruh sudut permukaan ditambah lagi dengan jenis permukaan bangunan

yang lebih banyak memantulkan semula cahaya dan tenaga matahari berbanding dengan

menerimanya.

Cahaya yang dipantulkan semula ke atas permukaan atmosfera pula dipengaruhi oleh

partikel-partikel yang terampai yang berfungsi untuk menghalang pembalikan sinaran matahari

tadi menyebabkan tenaga daripada sinaran matahari tersebut dipantulkan semula ke atas

permukaan bumi. Pembalikan semula ini mendorong kepada peningkatan suhu persekitaran yang

boleh menyebabkan berlakunya pemanasan global secara amnya dan terjadinya pulau haba

bandar terutama sekali di kawasan bandar kerana di kawasan ini banyak terdapat bangunan

tinggi yang amat berfungsi untuk memerangkap haba dan tenaga matahari hasil daripada proses

pantulan yang dialami. Sebagai contoh untuk memahami pengiraan RRGuv, satu kajian telah

dijalankan di kawasan padang memanah di University Selatan Queensland, Toowoomba,

Australia.

Dalam kajian yang dijalankan, beberapa bahan aluminium dan kepingan-kepingan kaca

digunakan untuk mengukur tahap pembalikan cahaya dan tenaga matahari ke atas permukaan

yang berlainan ini. Salah satu contoh permukaan yang digunakan dalam mengukur tahap

pembalikan cahaya matahari ialah aluminium zink yang berwarna putih yang rata yang

diletakkan menghadap permukaan atmosfera. Hasil dapatan daripada kajian ini mendapati

bahawa permukaan zink ini memantulkan hampir 0.30 RRGuv gelombang UV yang diterima.

Hal ini membuktikan bahawa dalam keadaan tertentu terutama sekali dalam sudut mendatar,

pembalikan cahaya dan tenaga matahari tersebut adalah tinggi yang akan mempengaruhi pula

suhu persekitaran. Salah satu faktor yang turut mempengaruhi pembalikan cahaya UV yang

tinggi di sesuatu kawasan juga adalah warna permukaan bumi tersebut.

Dalam kajian yang dilakukan ke atas permukaan aluminium zink tersebut, pembalikan

cahaya matahari adalah tinggi disebabkan warna permukaan zink tersebut yang lebih banyak

16

membalikkan cahaya matahari berbanding permukaan yang berwarna lebih gelap seperti

permukaan bertar di kawasan bandar yang lebih berfungsi untuk menyerap cahaya matahari.

Oleh itu, dapatlah dikaitkan bahawa di kawasan yang mempunyai lebih banyak permukaan yang

mempunyai litupan permukaan yang gelap seperti di kawasan bandar adalah lebih tinggi suhunya

berbanding di kawasan yang mempunyai kawasan permukaan yang lebih cerah seperti di

kawasan kutub yang mempunyai banyak ais glasier yang lebih banyak membalikkan haba

berbanding menyerapnya.

PROSES ALBEDO

Proses Albedo berkait rapat dengan balikan atau pantulan . Tidak semua sinar yang telah

tiba di permukaan bumi akan diserap dan diguna oleh hidupan. Sebahagian sinar suria tersebut

akan dipantulkan pula oleh permukaan bumi secara langsung. Proses pantulan sinaran suria oleh

permukaan bumi secara terus ini dikenali sebagai albedo.

17

Albedo ditakrifkan sebagai darjah keputihan atau kecerahan sesuatu permukaan bumi. Iaitu

semakin cerah sesuatu permukaan bumi, maka semakin tinggi jumlah sinaran matahari yang

akan dipantulkan. Oleh sebab itu, albedo sebenarnya nisbah antara cahaya yang dipantulkan

dengan cahaya yang diterima oleh permukaan bumi.  Nilai albedo bagi permukaan bumi yang

berbeza-beza dari segi warna yang gelap atau cerah dan sudut pancaran matahari turut

mempengaruhi suhu permukaan bumi. Permukaan bumi yang lebih gelap akan menyerap haba

yang lebih banyak manakala permukaan bumi yang cerah seperti kawasan litupan salji akan

membalikkan sinaran suria dengan lebih banyak. Permukaan cerah mempunyai nilai albedo

tinggi berbanding permukaan gelap. Nilai albedo berbeza antara tempat-tempat berlainan

bergantung kepada sifat permukaan bumi tersebut.

Jadual 2 : Nilai albedo bagi objek/permukaan yang terpilih4.

winter 0˚ latitude 630˚ laitiude 960˚ latitude 21

summer 0˚ latitude 630˚ latitude 660˚ latitude 7

Bare areas and soils Snow, fresh-fallen 75-95Snow, several days old 40-70Ice, sea 30-40Sand dune, dry 35-45Sand dune, wet 20-30Soil, dark 5-15Soil, moist grey 10-20Soil, dry clay or grey 20-35Soil, dry light sand 25-45Concrete, dry 17-27Road, black top 5-10

Natural surfaces Desert 25-30Savannah, dry season 25-30Savannah, wet season 15-20Chaparral 15-20Meadows, green 10-20Forest, deciduous 10-20Forest, coniferous 5-15Tundra 15-20Crops 15-25

4 Andrew groudie, The Encyclopedic Dictionary of Physical Geography Second Edition ;1995, Blackwell, USA, hlm. 13-14.

18

Cloud overcast Cumuliform 70-90Startus (500-1000 ft thick) 59-84Altostratus 39-59Cirrostarus 44-50

Human skin Blond 43-45Brunette 35Dark 16-22

Albedo adalah suatu objek yang mengukur seberapa banyak cahaya yang dipantulkan ke

permukaan bumi dari sumber cahaya seperti Matahari. Oleh kerana itu bentuk yang lebih khusus

dari jangka reflektif. Albedo ditakrifkan sebagai nisbah dari jumlah keseluruhan yang terpantul

dari proses radiasi elektromagnetik. Kata ini berasal dari bahasa Latin "putih" Albedo bermaksud

dari albus "putih", dan diperkenalkan ke optik oleh Johann Heinrich Lambert dalam karyanya

Photometria 1760. Nilai purata yang mungkin adalah dari 0 (gelap) dan 1 (terang).

Albedo ini merupakan konsep penting dalam klimatologi dan astronomi, serta komputer

grafik dan visi komputer. Dalam klimatologi albedo dinyatakan sebagai peratusan. Nilainya

bergantung pada frekuensi radiasi yang wajar tanpa pengecualian, biasanya merujuk pada

sesuatu tempat yang melintasi spektrum cahaya tampak. Secara umumnya, Albedo bergantung

pada arah dan pengedaran arah sinaran yang masuk.

KESIMPULAN

Secara keseluruhannya, punca utama bagi semua proses di muka bumi adalah datang

daripada Matahari. Tenaga yang terdapat dalam sistem bumi terbahagi kepada dua iaitu tenaga

endogenik dan tenaga eksogenik. Tenaga endogenik merupakan tenaga yang terhasil dari dalam

bumi sementara tenaga eksogenik pula merupakan tenaga yang terhasil dari luar bumi iaitu

Matahari. Anatar jenis-jenis tenaga yang terdapat dalam sistem bumi ialah tenaga kimia, tenaga

19

kinetic, tenaga potensi dan tenaga graviti. Manakala, tenaga haba yang terhasil pula dihantar ke

bumi adalah dalam bentuk gelombang pendek iaitu melalui bahangan saliran, pengaliran dan

proses perolakan. Dari sini, dapat kita simpulkan bahawa tenaga matahari amat penting dalam

mempengaruhi proses-proses geomorfologi seperti luluhawa, kerpasan, kitaran hidrologi dan

sebagainya serta aktiviti-aktiviti manusia seperti dalam bidang pertanian, pelancongan,

pengangkutan, dan lain-lain.

RUJUKAN

Andrew Groudie, The Encyclopedic Dictionary of Physical Geography Second Edition ; 1995,USA, Blackwell.

Arthur Getis, Introduction To Geography Ninth Edition ; 2004, United States of America, MC Graw Hill Higher Education.

20

Michael P. McIntyre, Physical Geography Fifth Edition ; 1991, New York. John Woley& Sons inc.

Michael Bradshaw & Ruth Weaver, Foundations of Physical Geography ; 1995, United States of America, WM. C. Brown Publisher.

Chang Ngai Weng, Asas Kaji Iklim.

Strahler, A.H. & Strahler, A.N, Introducing Physical Geography ; 1994 New York: John

Wiley & Sons; Inc.

de Blij, H.J. dan Muller, P.O, Physical Geography of the Global  Environment ; 1993 New York,

John Wiley and Sons.

William M.Marsh, Earth A Pyisical Geography ; 1987, United States of America, John Wiley &

Sons inc.

Rosnah Hj Salleh, Shukri Sulaiman & Che Zainan Shafie, Geografi Fizikal Teks Lengkap.

Tom L.McKnight and Darell Hess, Physical Geography; A Landscape Appreciation, Virtual

Field Trip Edition.

William D.Sellers, Physical Climatology ; 1965, The University of Chicago.

K.Bharatdwaj, physical Geography ; 2006

Jurnal : P.H.Haynes and W..Ward, The effect of realistic radiative transfer on potential vorticity

structures,including the influence of background shear and strain, department of applied

mathmetics and theoretical physics,uni. of cambridge,cambridge,united kingdom.

(manuscript received 16 december 1991,in final from 14 dec.1992)

Jurnal : William J.Randel, Global variations of zonal mean ozone during stratospheric warning

events, (national center for atmosfheric research* Boulder,Colorado (manuscript received 21

sept.1992 in final from 25 march 1993)

Jurnal : Budgko, The heat balance of the Earth’s surface (washington) DC, United States of

America, Department of Commerce, 1958.

21

Jurnal : Michael Blakemore and David Fairbrain, Cloud parameters and temperature profile

retrieval from infrared sounder data, H.Y.M Yeh, T.H Vonder HAAR & K.N

Liou , Journal of The Atmospheric Sciences, 1985.

Jurnal : Brad Scharf, Determinants of bovine thermal response to heat and solar radiation exposures in a field environment, Received: 29 March 2010 / Revised: 22 July 2010 / Accepted: 16 August 2010.

22