Sebelum melakukan pengukuran bujur dan lintang tempat dengan tongkat istiwa’, perlu dipahami beberapa konsep dasar tentang bayangan matahari sebagai berikut :
· Gerak tahunan matahari, bahwa matahari setiap tahun bergeser posisi terbit dan terbenamnya. Dimulai dari tanggal 21 Maret ketika matahari tepat pada posisi di atas garis katulistiwa, kemudian bergeser kea rah utara sampai mencapai garis balik utara (± 230 26’ LU) pada tanggal 22 Juni, kemudian kembali ke tengah dan pada tanggal 23 September tepat di atas garis katulistiwa, yang kemudian berlanjut kea rah selatan sampai mencapai garis balik selatan (± 230 26’ LS) pada tanggal 22 Desember. Kemudian kembali ke tengah.
· Gerak harian, meskipun setiap tahun matahari bergeser-geser posisinya, namun pergeseran itu tidak terlalu terasa pada setiap harinya. Dari 00 katulistiwa sampai ke garis balik (utara/selatan), waktu yang dibutuhkan sekitar 91 hari, sehingga setiap hari (24 jam) matahari hanya bergeser sekitar (230 26’/91=00 15’ 27’’). Perlu diketahui bahwa diameter matahari rata-rata adalah 00 32’. Sedangkan pergeseran antara terbit sampai terbenam (± 12 jam) hanya bergeser sekitar 00 7’ 43’’, sebuah nilai yang amat kecil dan boleh kita abaikan untuk pengukuran sesaat.
· Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa walaupun matahari mengalami pergeseran, namun untuk jangka waktu beberapa jam saja dapat diabaikan. Sejalan dengan itu pergeseran bayangan mataharipun dapat dikatakan membentuk garis lurus ke arah barat yang sesungguhnya.
Berdasarkan pripsip-prinsip di atas, kita bisa melakukan penghitungan bujur dan lintang dengan menggunakan tongkat istiwa’, apabila kita memiliki data yang akurat tentang perata waktu (Equation of Time) dan kemiringan arah pandang matahari (Apparent Declination) yang berlaku pada hari itu.
Yang dimaksud dengan Equation of Time, atau diterjemahkan ke dalam bahasa Indonesia dengan istilah Perata Waktu, adalah selisih antara umur hari yang sebenarnya dan umur hari rata-rata (24 jam). Perlu diketahui bahwa bumi kita mengelilingi matahari dalam lintasan orbit berbentuk oval, dimana matahari berada salah satu titik apinya. Konsekwensi dari gerak revolusi ini adalah jarak antara bumi ke mathari setiap hari berubah-ubah. Perubahan jarak ini berakibat juga pada perubahan kecepatan putat bumi (gerak rotasi). Dan akubatnya umur hari setiap harinya berubah pula. Umur hari paling pendek adalah 23 jam 43 menit 28 detik (perata waktu 240 – 230 43’ 28’’ = +00 16’ 32’’) ketika jarak bumi ke matahari terpendek, yakni sekitar tanggal 1 Nopember tiap tahunnya. Sedangkan umur hari terpanjang adalah 24 jam 14 menit 29 detik (perata waktu 240 – 240 14’ 29’’ = -00 14’ 29’’).
Yang dimaksud dengan Apparent Declination, atau dalam bahasa Indonesia dinamakan Deklinasi Matahari, jarak antara posisi lintang matahari dari garis katulistiwa. Pergeseran posisi lintang matahari terjadi antara garis balik utara (+230 26’ LU yang terjadi sekitar tanggal 22 Juni setiap tahunnya) sampai dengan garis selatan (-230 33’ LS yang terjadi sekitar tanggal 22 Desember setiap tahunnya). Pergeseran posisi matahari ini disebabkan oleh piringan orbit bumi terhadap piringan ekliptika matahari dalam posisi miring (lihat gambar berikut)
 |
| Diagram Gerak Matahari Tahunan |
Deta tentang Perata Waktu (Equation of Time) dan Deklinasi Matahari (Apparent Declination) setiap harinya bisa kita peroleh dari berbagai sumber, misalnya dari Nautical Almanac (terbitan Dinas Hidro Oceanografi TNI –AL), atau dari Ephemeris Hisab Rukyat (terbitan Badan Hisab Rukyat – Departemen Agama RI). Juga dari sumber-sumber lain misalnya program-program data astronomis yang tersebar di berbagai software computer. Apabila kita memiliki kedua data tersebut, maka langkah pengukuran bujur dan lintang tempat dapat kita lakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:
1. Misalkan kita mengukur bujur dan lintang suatu tempat pada tanggal 5 September 2003, kita lihat di data Ephimeris nilai E (Equation of Time) = +00 01’ 04’’ sedangkan nilai D (Apparent Declination) = +60 58’ 13’’. Data-data ini diambil untuk jam 5 GMT. Hal ini dimaksudkan karena secara normative matahari berkulminasi (Merpass/Zawalus-Syams) terjadi pada jam 12:00, sedangkan selisih waktu antara WIB dengan GMT adalah 7 jam.
2. Carilah tempat yang datar (rata-rata air) dan terkena cahata matahari langsung, tancapkan sebuah tongkat setinggi ± 1 meter tegak lurus dengan bumi.
3. Buatlah sebuah lingkaran berdiameter antara ½ x panjang tongkat dan berpusat pada tongkat.
 |
| Mengukur dengan tongkat istiwa’ |
4. Cocokkan jam dengan petunjuk waktu yang akurat dengan GMT, misalkan RRI Pusat atau Telkom 103.
5. Saat bayangan tongkat menyentuk lingkaran sebelah barat, berilah tanda. Demikian juga saat bayangan menyentuh lingkaran sebelah selatan juga diberi tanda. Hubungkan kedua tanda tersebut dengan garis lurus. Inilah arah barat timur yang sesungguhnya. Bulatlah garis tegak lurus dari garis tersebut yang mengenai titik pusat lingkaran. Inilah garis arah utra selatan yang sesungguhnyta.
6. Bila sudah ada garis permanen arah utara-selatan, perhatikan saat bayangan tongkat berhimpit dengan garis tersebut (Merpass[1]). Selanjutnya bayangan pada saat itu (misalnya jam 11:28:47), dan ukurlah panjang bayangan pada saat itu (misalnya 25,8 cm mengarah ke selatan).
7. Menghitung bujur tempat dengan data jam. Merpass pada WIB (1050) adalah[2] :
12 – E = 12 – 00 01’ 04’’ = 11:58:56 Selisih Merpass adalah :
11 : 58 : 56 – 11 : 28 : 47 = 0 : 30 : 09 (S)
Di atas telah kita bahas bahwa selisih waktu pada bujur adalah tiap 150 = 1 jam atau setiap 10 = 4 menit. Jadi bujur tempat yang kita hitung adalah
1050 + (S x 150 ) = 1050 + (0:30:09 x 150) = 1120 32’ 15’’
8. Menghitung lintang tempat dengan data panjang bayangan.
|
9. Lintang tempat adalah deklinasi matahari dikurangi zenith matahari saat merpass (Zm)
60 58’ 13’’ - 140 28’ 0.58’’ = -70 29’ 47.58’’
a. Mengukur bujur dan lintang tempat juga bisa dengan menggunakan bantuan alat-alat teknik yang bisaa digunakan antara lain theodolit[3], GPS[4] (Global Positioning System) dan sebagainya.
[1] Merpass= saat matahari tepat berada di ats garis bujur suatu tempat
[2] Menghitung Merpass adalah jam 12:00 dikurangi perata waktu pada hari itu (12-E)
[3] Akat ini digunakan pada pengukuran tanah untuk pembangunan jalan, jembatan dll.
[4] GPS bisaa digunakan pada navigasi penerbangan, pelayaran dan perjalanan darat utnuk mengetahui secara pasti posisi kendaraan yang digunakan.
0 comments:
Post a Comment
Kritik dan saran untuk kebaikan dan penyempurnaan