Pengenalan Citra Inframerah Thermal

Panas atau energi kinetik merupakan gerakan acak molekul-molekul bahan. Gerakan ini berhenti pada nol mutlak (0º K atau -273º C). dengan menggunakan skala Kelvin, es mencair pada suhu 273º K dan air mendidih pada 373º K. Energi kinetik diukur dengan sebuah termometer yang ditempatkan secara kontak langsung dengan bahan yang sedang diukur dan oleh karena itu tidak dapat diukur dari jarak jauh. sebaliknya energi radian dapat diukur pada jarak jauh dengan alat-alat yang dapat mengukur panjang gelombang radiasi elektromagnetik pada daerah inframerah thermal dalam suatu spektrum gelombang elektromagnetik.

Pancaran (Emisivitas) Inframerah Thermal 

Perbedaan antara pemindahan panas oleh radiasi dengan pemindahan panas oleh konduksi dan konveksi ialah dalam bentuk gelombang elektromagnetik yang dapat berjalan lewat suatu vakum, seperti dari matahari ke bumi. Suhu radian bahan-bahan lebih rendah daripada suhu kinetik yang disebabkan oleh suatu sifat yang disebut pancaran (emisivitas). Untuk menjelaskan emisivitas harus memperkenalkan konsep tentang suatu blackbody (benda hitam).

Suatu blackbody adalah suatu bahan teoritis yang menyerap semua energi radian yang mengenainya. Konsep blackbody merupakan suatu abstraksi yang teoritis karena benda yang demikian tidak ada dalam kenyataan. Blackbody juga merupakan suatu radiator yang sempurna. Untuk bahan-bahan yang sesungguhnya, emisivitas (e) didefinisikan sebagai :

e = Fr / Fr

Dimana Fr adalah energi elektromagnetik yang diradiasikan dari suatu sumber dan Fb adalah energi elektromagnetik yang diradiasikan dari blackbody. Jadi emisivitas merupakan efisiensi radiasi permukaan obyek. Karena bahan-bahan yang berbeda memiliki emisivitas yang berbeda, maka distribusi emisi energi radian antara obyek-obyek yang berbeda tidak merupakan fungsi linear dari suhu kinetik permukaan. Jadi perbedaan emisivitas antara bahan-bahan dapat sangat mempengaruhi suhu permukaan yang tampak dan oleh karena itu mempengaruhi rona yang dihasilkan dari suatu gambar yang dibuat oleh thermal scanner. Dua buah obyek pada dua suhu permukaan yang berbeda, tetapi Karen emisivitas suhu yang tampak adalah sama maka obyek tersebut tidak dapat dipisahkan dapa citra thermal, sebaliknya dua obyek dengan suhu permukaan yang sama dapat dipisahkan jika emisivitasnya berbeda. Suatu emisivitas yang lebih rendah memberikan kenampakan suhu yang lebih rendah dan oleh karena itu memberikan rona yang lebih gelap pada citra.

Nilai spektral (kecerahan) yang bersumber dari tenaga pancaran dinyatakan dengan formula :

W = eδT 

Dimana :

W = jumlah tenaga yang dipancarkan oleh permukaan benda tiap detik satuan luas (Wm)

e    = pancaran (emisivitas) benda dalam angka pecahan

δ    = angka ketetapan Stefan-Boltzmann; 5,6697 x 10 WmK-

T = absolut benda (º K)

Dari formula di atas diketahui bahwa nilai pancaran inframerah thermal dari benda bergantung pada :

1.   Kepancaran benda

Kepancaran logam pada suhu 20º C pada panjang gelombang 8-12 µm sebesar 0,20, sedang kepancaran tanah kering sebesar 0,92. jadi hampir 5x lebih besar. Oleh karena itu meskipun suhu absolut atap seng pada siang hari lebih besar daripada suhu tanah kering, tetapi asap seng akan tampak gelap dan tanh kering akan tampak cerah pada citra inframerah tengah.

2.   Suhu benda

Kepancaran air pada suhu 20º C pada panjang gelombang 8-12 µm sebesar 0,98, sedang kepancaran pasir sebesar 0,90. pada inframerah thermal yang direkam pada siang hari, pasir di pantai lebih cerah daripada air di laut. Sebaliknya pada citra inframerah thermal yang direkam pada malam hari, air laut akan tampak cerah dan pasir pantai tampak kelabu gelap. Pada contoh ini pengaruh suhu lebih dominan daripada pengaruh kepancaran. Pada contoh kepancaran benda yang terjadi adalah sebaliknya.

Konduktivitas thermal, kapasitas thermal dan kelembaban thermal

Konduktivitas thermal merupakan suatu ukuran kecepatan panas dalam melewati suatu bahan/ benda. Konduktivitas thermal dari batuan, tanah, dan air adalah rendah dibandingkan dengan logam. Kapasitas thermal adalah kemampuan suatu bahan untuk menyimpan panas, dan kelembaban thermal adalah merupakan suatu ukuran tanggapan thermal suatu bahan terhadap perubahan suhu. Kelembaban thermal bahan merupakan fungsi konduktivitas thermalnya. Kapasitas thermal dan kerapatannya dengan kerapatan adalah yang paling penting. Pada umumnya kelembaban thermal bertambah sejalan dengan pertambahan kerapatan. Kelembaban thermal membantu menimbulkan gejala yang disebut crossover (persilangan) yang menciptakan suatu situasi dimana bahan dengan kelembaban thermal yang rendah lebih panas daripada sekelilingnya di siang hari, tetapi lebih dingin pada malam hari. Walaupun kelembaban thermal air sama dengan kelembaban thermal tanah atau batuan, tetapi suhu permukaan air harian lebih dingin dan suhu malam hari lebih panas, ini adalah karena arus konveksi bekerja di dalam tubuh air tetapi tidak bekerja pada tanah dan batuan.

DAFTAR PUSTAKA

Indrawati, Like. 2007. Petunjuk Praktikum Sistem Penginderaan jauh Non Fotografi. Yogyakarta:  Fakultas Geografi. Universitas Gadjah Mada

Purwanto, Hery Taufik. 2007. Petunjuk Praktikum Sistem Penginderaan Jauh Non Foto. Yogyakarta: Fakultas Geografi. Universitas Gadjah Mada