Awalbarri’s Blog

Desember 4, 2008

SIKLUS HIDROLOGI

Filed under: Uncategorized — awalbarri @ 8:18 am

SIKLUS HIDROLOGI

A. PENGERTIAN DAN TAHAP-TAHAP SIKLUS HIDROLOGI
Keberadaan atmosfer sangat penting artinya dalam proses distribusi air ke seluruh permukaan bumi, karena kemampuannya dalam menampung dan mengangkut uap air. Siklus hidrologi tidak akan dapat berlangsung jika atmosfer tidak mempunyai kemampuan dalam menampung dan mengangkut uap air tersebut. Siklus hidrologi meliputi beberapa tahap utama, yakni : [1] penguapan air dari permukaan bumi, baik berasal dari permukaan air, tanah, atau dari jaringan tumbuhan ; [2] kondensasi uap air pada lapisan troposfer, sehingga terbentuk awan ; [3] perpindahan awan mengikuti arah angin ; [4] presipitasi dalam bentuk cair (hujan) atau padat (salju dan kristal es) yang mengembalikan air dari atmosfer ke permukaan bumi ; [5] mengalirnya air mengikuti gaya gravitasi (dari tempat yang tinggi ke tempat yang lebih rendah) baik dalam bentuk aliran permukaan maupun aliran bawah-tanah. Secara lengkap siklus hidrologi dapat dilihat pada Gambar 10.1.
Selama berlangsungnya tahap-tahap utama siklus hidrologi tersebut, proses penguapan dapat terus berlangsung, misalnya pada saat butiran hujan jatuh menuju permukaan bumi, sebagian butiran air tersebut akan menguap sebelum sampai ke permukaan bumi. Juga selama air mengalir pada permukaan bumi, sebagian air juga akan langsung menguap ke atmosfer sebelum sampai ke lautan. Sebagian air asal presipitasi yang merembes ke dalam tanah akan diresap oleh tumbuhan dan kemudian diuapkan ke atmosfer melalui proses transpirasi.
Tahap-tahap siklus hidrologi yang dijabarkan di atas berlangsung secara simulasi, tidak terputus-putus. Penjelasan mengenai siklus hidrologi tidak harus dimulai dengan penguapan air sebagai proses pertama yang terjadi, tetapi dapat dimulai dari tahap yang mana saja dari 5 tahap utama diatas.
Tidak seluruh air yang ada di muka bumi secara aktif terlibat dalam siklus hidrologi. Sebagian air yang ada di permukaan bumi bersifat statis., misalnya dalam bentuk es pada wilayah kutub utara dan selatan. Jumlah total air dalam bentuk es di wilayah utara di perkirakan mencapai gram (atau 167 geogram). Di dalam tanah juga terkandung air dalam jumlah sekitar 2,5 geogram yang tidak terlibat langsung dalam siklus hidrologi. Dari total air laut dan air tawar yang lebih dari 13.500 geogram, hanya sekitar 4,4 geogram yang secara aktif terlibat dalam siklus hidrologi.
Air dalam siklus hidrologi mengalami perubahan bentuk dari cair ke gas dan kembali ke bentuk cair, kadang juga air berubah ke bentuk padat. Perubahan air ke bentuk padat dalam siklus hidrologi terjadi jika butiran air tersebut berada pada udara yang sangat dingin atau di bawah titik beku air. Perubahan ke bentuk padat ini dapat terjadi pada lapisan atas troposfer atau pada air di permukaan bumi, terutama pada wilayah di utara Tropic of Cancer atau selatan Topic of Capricon. Juga dapatr pada tempat-tempat yang tinggi (> 5000 meter dari permuakaan laut) didaerah tropis.
Untuk memahami siklus hidrologi, perlu dipahami terlebih dahulu tentang proses perubahan bentuk air dari uap ke cair, dari cair ke padat, dan sebaliknya. Perubahan air dari bentuk padat ke cair (disebut mencair atau meleleh) membutuhkan energi. Es akan mencair jika dipanaskan. Jumlah energi yang dibutuhkan untuk mencairkan es disebut panas laten fusi (latent beat of fusion). Untuk mencair 1 gram es pada suhu dibutuhkan energi sebesar 80 cal. Selanjutnya perubahan air dari bentuk cair ke bentuk uap (disebut penguapan) juga memerlukan energi. Air jika dipanaskan akan menguap. Jumlah energi yang dibutuhkan untuk menguapkan air disebut panas laten vaporisasi (latent beat of vaporization). Jumlah energi yang dibutuhkan untuk menguapkan 1 gram air pada suhu adalah sebesar 586 cal.
Perubahan air dari bentuk uap ke bentuk cair (disebut Kondensasi) akan menghasilkan energi setara dengan energi panas laten evaporasi. Demikian pula halnya perubahan air dari bentuk cair ke bentuk padat (disebut pembekuan) akan menghasilkan energi setara panas laten fungsi.

B. EVAPORASI DAN TRANSPIRASI
Evaporasi merupakan proses penguapan air yang berasal dari permukaan bentangan air atau dari bahan padat yang mengandung air. Laju evaporasi sangat tergantung pada masukan energi yang diterima, maka akan semakin banyak molekul air yang di uapkan. Sumber energi utama untuk evaporasi adalah radiasi matahari. Oleh sebab itu, laju evaporasi yang tinggi tercapai pada waktu sekitar tengah hari (solar noon).
Selain masukan energi, laju evaporasi juga dipengaruhi oleh kelembaban udara di atasnya. Laju evaporasi akan semakin terpacu jika udara di atasnya kering (kelembabannya rendah); sebaliknya akan terhambat jika kelembaban udaranya tinggi. Jika udara di atasnya dalam kondisi jenuh uap air, maka evaporasi tidak dapat berlangsung, walaupun cukup besar masukan energi yang diterima. Sesungguhnya yang menentukan adalah perbedaan potensi air antara udara dengan potensi air tanah, air laut, atau air tawar. Walaupun demikian, kelembaban udara berkaitan langsung dengan potensi airnya.
Secara global, total air yang diuapkan melalui proses evaporasi dari permukaan laut, adalah sebesar 3,8 geogram ; sedangkn air yang diuapkan melalui proses evapotranspirasi dari dataran (termasuk permukaan air danau, waduk, dan sungai) adalah sebesar 0,6 geogram.
Transpirasi merupakan penguapan air yang berasal dari jaringan tumbuhan melalui stomata. Dengan keterlibatan tumbuhan ini maka air pada lapisan tanah yang lebih dalam dapat diuapkan setelah terlebih dahulu diserap oleh sistem perakaran tumbuhan tersebut. Tanpa peranan tumbuhan, hanya air pada permukaan saja yang dapat diuapkan. Pada kondisi tanah yang berkecukupan air, sebagian besar air (dapat mencapai 95 %) yang diserap akar akan diuapkan ke atmosfer melalui proses transpirasi.
Laju transpirasi ditentukan selain oleh masukan energi yang diterima tumbuhan dan perbedaan potensi air antara rongga substomatal dengan udara disekitar daun, juga akan ditentukan oleh daya hantar stomata. Daya hantar stomata merupakan ukuran kemudahan bagi uap air untuk melalui celah stomata. Daya hantar stomata ini akan ditentukan oleh besar-kecilnya bukaan celah stomata. Penjelasan mengenai mekanisme buka-tutup stomata secara rinci dapat dibaca antara lain pada Lakitan (1993).
C. KONDENSASI DAN PEMBENTUKAN AWAN
Uap air yang dihasilkan melalui proses evapotranspirasi dari berbagai sumber di permukaan bumi akan bergerak ke lapisan atas troposfer bumi. Suhu udara pada lapisan troposfer bumi akan semakin rendah dengan bertambahnya ketinggian. Penurunan suhu udara akan mempercepat tercapainya kejenuhan uap air pada udara tersebut, berarti akan merangsang terjadinya kondensasi.
Naiknya udara yang banyak mengandung uap air ke lapisan atas troposfer, dapat terjadi melalui 3 proses, yakni secara konveksi, orografis, dan frontal. Naiknya udara dari lapisan bawah troposfer secara konveksi adalah akibat suhu udara lapisan bawah ini lebih tinggi, sehingga udara tersebut memuai dan menjadi lebih ringan (lebih renggang). Udara dingin pada lapisan atas akan turun karena lebih berat (lebih Rapat).
Naiknya udara secara orografis adalah akibat udara bergerak terhalang oleh adanya pegunungan (atau penghalang geografis lainnya),sehingga massa udara tersebut dipaksa naik sesuai dengan ketinggian perhalang geografis tersebut. Suhu massa udara yang naik ini akan turun , sehingga proses kondensasi dapat berlangsung. Hujan yang terjadi akibat peristiwa ini disebut hujan orografis.
Jika massa udara panas bergerak dan bertemu dengan massa udara dingin dari arah yang berlawanan, maka massa udara dingin akan tetap di lapisan bawah. Bila udara panas tersebut banyak mengandung uap air, maka uap air yang terkandung tersebut akan mengalami kondensasi. Hujan yang berasal dari awan hasil kondensasi melalui proses ini disebut hujan frontal.
Kondensasi juga dapat terjadi lebih cepat, jika tersedia partikel-partikel halus yang bersifat higroskopis sehingga dapat berfungsi sebagai inti kondensasi. Inti kondensasi ini akan mengikat molekul-molekul air disekitarnya untuk membentuk butiran air. Jika suhu udara berada di bawah titik beku air, maka kristal es dapat terbentuk. Kumpulan butiran air atau kristal es yang tersuspensi di udara pada ketinggian lebih dari 1 km

Tinggalkan sebuah Komentar »

Belum ada komentar.

RSS feed for comments on this post. TrackBack URI

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Blog di WordPress.com.

%d blogger menyukai ini: