Radiasi Matahari adalah pancaran energi yang berasal dari proses thermonuklir yang terjadi di Matahari. Energi radiasi Matahari berbentuk sinar dan gelombang elektromagnetik. Spektrum radiasi Matahari sendiri terdiri dari dua yaitu, sinar bergelombang pendek dan sinar bergelombang panjang. Sinar yang termasuk gelombang pendek adalah sinar x, sinar gamma, sinar ultra violet, sedangkan sinar gelombang panjang adalah sinar infra merah.
Jumlah total radiasi yang diterima di permukaan bumi tergantung 4 (empat) faktor, diantaranya :
1. Jarak Matahari.
Setiap perubahan jarak bumi dan Matahari menimbulkan variasi terhadap penerimaan energi Matahari
2. 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.
3. Panjang hari (sun duration)
Yaitu jarak dan lamanya antara Matahari terbit dan Matahari terbenam.
4. 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. Selain itu, radiasi matahari bisa menangkal black hole yang katanya bisa memerangkap cahaya.
Radiasi yang dipancarkan oleh matahari yang kemudian diserap oleh bumi dan juga ada yang dipantulkan kembali ke ruang angkasa. Suhu matahari diperkirakan sekitar 6000°C dan memancarkan radiasi ke bumi sebagai gelombang pendek. Akibatnya, bumi yang kita tempati ini memiliki suhu rata-rata sekitar 15°C.
Matahari terbentuk sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu. Gravitasi menyebabkan sejumlah besar materi, terutama hidrogen, untuk berkumpul dan menjadi padat; tekanan yang sangat tinggi pada kumpulan materi tersebut akhirnya menjadi inti matahari. Tekanan di inti matahari sangat kuat sehingga atom hidrogen mulai mengalami fusi yang akhirnya banyak sekali melepaskan panas. Akibat fusi inilah matahari menjadi panas dan memancarkan radiasi.
Matahari itu sendiri merupakan sumber utama energi yang berpengaruh pada kondisi atmosfer, cuaca serta iklim di bumi ini radiasi yang dipancarkan akan sampai di puncak tertinggi atmosfer sebesar 1360 〖WM〗^2. Kemudian sekitar 30% dari radiasi tersebut akan dipantulkan kembali ke angkasa luar.
Matahari memiliki komposisi unsur pembentuknya yaitu hydrogen (75%) dan helium (25%) dengan sedikit silikon, neon dan carbon. Inti dari matahari, memiliki ciri-ciri sebagai berikut :
1. Suhu mencapai 15.000°K
2. Kerapatan 160.000 Kg/m^3
3. Dapat mengembang sekitar ¼ dari radius matahari
4. Mengalami reaksi thermonuklir sinar gamma dan sinar x
Energi radiasi elektromagnetik dari matahari terdiri dari paket-paket energi yang disebut photon. Matahari mengemisikan 41% radiasi cahaya visible, 9% cahaya ultraviolet, dan 50% cahaya dekat inframerah.
Hukum Kirchoff : Suatu objek yang mudah menyerap radiasi matahari juga akan mudah mengemisikan radiasi tersebut.
Seperti contoh saat siang hari, daratan mudah menyerap panas dari matahari kemudian suhu permukaannya menjadi hangat. Begitu pula saat malam hari, daratan lebih mudah mengemisikan radiasi tadi ke atmosfer sehingga suhu permukaan menjadi dingin.
Energi yang diserap dan diemisikan oleh bumi kita ini memiliki perhitungannya tersendiri. Berikut ini merupakan neraca di bumi :
Qn=Qs+Ql-Qs-Ql
Qn : Radiasi netto (〖WM〗^2)
Qs dan Qs : Radiasi surya yang datang dan keluar (〖WM〗^2)
Ql dan Ql : Radiasi gelombang panjang yang keluar (〖WM〗^2)
Radiasi surya (Qs) bernilai 0 pada malam hari, radiasi netto (Qn) bernilai negatif. Siang hari Qs jauh lebih besar sehingga Qn positif.
Qn yang positif akan digunakan untuk memanaskan udara (H), penguapan (E), pemanasan tanah/lautan (G) dan kurang dari 5% untuk fotosintesis (berlaku bila tidak ada adveksi panas/pemindahan panas secara horisontal).
Keseimbangan energi global yang ada di bumi kita ini. Pada awalnya energi dari matahari berjumlah 100%. Kemudian beberapa diserap oleh atmosfer dan awan sebanyak 25%, namun 25% juga langsung dipantulkan. Selanjutnya ada juga energi yang langsung mengenai permukaan dan diserap oleh permukaan sebanyak 45% dan 5% energi dipantulkan oleh permukaan. Sehingga total energi yang dipantulkan oleh bumi kita ini adalah 30%.
Selain menyerap dan memantulkan energi, bumi kita ini juga mengemisikan energi ke atmosfer (Outgoing Infrared Energi). Total energi yang dilepaskan kembali ke angkasa adalah 70%.
Radiasi matahari yang diterima di setiap tempat memiliki nilai yang berbeda-beda. Oleh karena itulah udara disekitar kita dapat bergerak. Faktor-faktor yang mempengaruhi besar kecilnya radiasi di permukaan bumi adalah :
1. Sudut datang matahari (dari suatu titik tertentu di bumi)
2. Panjang matahari
3. Keadaan atmosfer (kandungan debu dan uap air)
Atmosfer di matahari :
1. Photosphere
Ini adalah bagian yang terlihat dari matahari. Ketebalannya sekitar 500km. Lapisan ini merupakan lapisan yang mengemisikan radiasi matahari paling banyak. Suhu rata-rata sekitar 6000K.
2. Chromosphere
Lapisan ini memiliki kerapatan yang rendah. Memiliki ketebalan ribuan kilometer.
3. Corona
Lapisan ini memiliki suhu yang sangat tinggi, yaitu sekitar 5.000.000 K
B. PENCEGAHAN TERJADINYA RADIASI MATAHARI BERLEBIH
Banyak sekali berbagai jenis sinar yang dihasilkan matahari namun berbahaya bagi kehidupan makhluk hidup di bumi, seperti sinar gamma, sinar X, dll. Tetapi, masih terdapat cara mencegah terjadinya hal tersebut dengan melakukan beberapa kegiatan berikut.
1. Mengurangi penggunaan kendaraan mesin berpolusi, seperti bus, motor vespa, dll
2. Melakukan reboisasi di lahan yang gundul sebagai wujud penghasil gas oksigen (komposisi penguat atmosfer bumi)
3. Mengurangi penggunaan kaca untuk berbagai bangunan khususnya gedung bertingkat dan rumah kaca
4. Menindak lanjuti dan mengatasi adanya asap pabrik – pabrik baik berupa limbah cair ataupun limbah asap, khususnya
5. Dapat memanfaatkan radiasi matahari yang ada dengan baik bukan memperburuk keadaan
Dengan melakukan kegiatan – kegiatan tersebut, atmosfer bumi sedikit demi
sedikitnya akan menebal dan dapat menampung radiasi matahari langsung.
C. DAMPAK POSITIF RADIASI MATAHARI TERHADAP BUMI
Kedudukan relatif matahari terhadap daerah dan berbagai aktivitas matahari akan mempengaruhi cuaca/iklim di wilayah itu. Ketika matahari aktif meningkatnya radiansi matahari mempengaruhi jumlah energi matahari yang sampai ke bumi (intensitas insolasinya), demikian juga medan magnetik sekitar bumi dan jumlah partikel bermuatan yang dipancarkan matahari sehingga mengubah inensitas sinar kosmik yang sampai ke bumi. Hal itu mempengaruhi dinamika atmosfer dan lautan, serta proses pembentukan awan, suhu, dan hujan.
Matahari adalah sumber energi utama bagi bumi. Pemanasan matahari pada siang hari dan pendinginan pada malam hari dalam skala harian, atau musim panas dan musim dingin dalam skala tahunan, berperan besar pada gerakan massa udara dalam bentuk angin, baik dalam skala lokal maupun global. Demikian juga penguapan air di permukaan bumi oleh matahari sehingga menjadi awan dan dari awan itu turun hujan kemudian airnya mengalir ke tempat yang rendah, tampak jelas peranan matahari dalam siklus hidrologi yang merupakan gerakan massa air. Faktor cahaya matahari dalam proses fotosintesis pada tumbuhan menunjukkan perannya dalam aktivitas biologi yang menunjang kehidupan makhluk hidup di bumi, baik dalam bentuk bahan makanan maupun dalam siklus karbon dioksida dan oksigen.
Matahari juga berpengaruh pada kehidupan manusia, hewan, dan tumbuhan. Bagi tumbuhan, Energi matahari dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk proses fotosintesis. Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan atau energi yaitu glukosa yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri dengan menggunakan zat hara, karbondioksida, dan air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari.bagi manusia dan hewan sinar matahari pagi berpengaruh untuk merangsang tubuh untuk menghasilkan vitamin D, yang berfungsi untuk memetabolisasi kalsium, sehingga membentuk tulang yang kuat.
D. DAMPAK NEGATIF RADIASI MATAHARI TERHADAP BUMI DAN PENYEBABNYA
Manusia, misalnya untuk mengeringkan pakaian, dll. Namun, dibalik banyaknya sisi positif adanya radiasi matahari, juga terdapat sisi buruknya yang juga disebabkan ulah manusia itu sendiri. Perilaku manusia yang dapat memperburuk keadaan suhu radiasi matahari terhadap bumi, beberapa diantaranya :
1. Membangun rumah kaca
2. Menggunaan kendaraan mesin
bumi semakin panas.
3. Penebangan dan pembakaran hutan secara besar – besaran
suhu bumi akan memanas (pemanasan global).
Berikut ini dampak negatif dari seluruh perilaku manusia tersebut terhadap radiasi matahari yang berefek pada suhu permukaan bumi, antara lain :
1. Suhu permukaan bumi akan terasa sangat panas yang diakibatkan perilaku – perilaku di atas
2. Dapat menimbulkan kanker kulit jika terkena sinar radiasi matahari langsung
3. Jika bumi memanas, penggunaan AC akan berlebihan dan akan membuat udara semakin tercemar
4. Dapat menyebabkan katarak pada mata
5. Menjadi penyebab penuaan dini
6. Menyebabkan Eryth Mea (sengatan matahari)
7. Sumber air di bumi akan semakin surut karena banyaknya penguapan akibat suhu panas radiasi matahari
E. SOLUSI PASCA TERJADI
Jika radiasi matahari berefek cukup parah bagi kehidupan makhluk hidup di bumi. Maka, hal ini harus segara diatasi guna memperbaiki semua yang telah terjadi. Berikut ini beberapa solusi untuk memperbaiki atmosfer bumi guna menampung radiasi matahari agar tidak menembus ke permukaan bumi, diantaranya :
1. Segera melakukan reboisasi besar – besaran di setiap lahan yang gundul
2. Pelarangan memperbanyak pembangunan rumah kaca dan gedung – gedung berkaca
3. Tidak menggunakan kendaraan mesin berasap
4. Tidak melakukan hal – hal yang berkenaan dengan menipisnya lapisan atmosfer bumi
