Mungkin para pembaca sudah tidak asing lagi dengan peristiwa alam yang bernama hujan. Tapi mungkin dari sebagian pembaca tidak mengerti tentang iklim köppen, jenis-jenis hujan, dan bagaimana terjadinya hujan.
Di Bumi, hujan adalah proses kondensasi uap air di atmosfer menjadi butir air yang cukup berat untuk jatuh dan biasanya tiba di daratan. Dua proses yang mungkin terjadi bersamaan dapat mendorong udara semakin jenuh menjelang hujan, yaitu pendinginan udara atau penambahan uap air ke udara.
Di Bumi, hujan adalah proses kondensasi uap air di atmosfer menjadi butir air yang cukup berat untuk jatuh dan biasanya tiba di daratan. Dua proses yang mungkin terjadi bersamaan dapat mendorong udara semakin jenuh menjelang hujan, yaitu pendinginan udara atau penambahan uap air ke udara.
Pembentukan
Udara Lembap
Udara berisikan uap air dan sejumlah air dalam massa udara kering, disebut Rasio Pencampuran, diukur dalam satuan gram air per kilogram udara kering (g/kg). Jumlah kelembapan di udara juga disebut sebagai kelembapan relatif, yaitu persentase total udara uap air yang dapat bertahan pada suhu udara tertentu. Jumlah uap air yang dapat ditahan udara sebelum melembap (100% kelembapan relatif) dan membentuk awan (sekumpulan air kecil dan tampak dan partikel es yang tertahan di atas permukaan Bumi) bergantung pada suhunya. Udara yang lebih panas memiliki lebih banyak uap air daripada udara dingin sebelum melembap. Karena itu, satu-satunya cara untuk melembapkan udara adalah dengan mendinginkannya.
Titik embun adalah suhu yang dicapai dalam pendinginan udara untuk melembapkan udara tersebut.
Empat mekanisme utama dalam pendinginan udara hingga titik embunnya :
1. Pendinginan Adiabatik
Terjadi ketika udara naik dan menyebar. Udara dapat naik karena konveksi, gerakan atmosfer berskala besar, atau perintang fisik seperti pegunungan.
2. Pendinginan Konduktif
Terjadi ketika udara bertemu permukaan yang lebih dingin, biasanya tertiup dari satu permukaan ke permukaan lain, misalnya dari permukaan air ke daratan yang lebih dingin.
3. Pendinginan Radiasional
Terjadi karena emisi radiasi inframerah yang muncul akibat udara ataupun permukaan di bawahnya.
4. Pendinginan Evaporatif
Pendinginan evaporatif terjadi ketika kelembapan masuk dalam udara melalui penguapan, sehingga memaksa suhu udara mendingin hingga suhu bulb basah, atau mencapai titik kelembapan.
Koalesensi
Koalesensi terjadi ketika butir air bergabung membentuk butir air yang lebih besar, atau ketika butir air membeku menjadi kristal es yang dikenal sebagai proses Bergeron.
Resistensi udara mengakibatkan butiran air mengambang di awan. Ketika turbulensi udara terjadi, butiran air bertabrakan dan menghasilkan butiran yang lebih besar. Butiran air besar ini turun dan koalesensi terus berlanjut, sehingga butiran menjadi cukup berat untuk melawan resistensi udara dan jatuh sebagai hujan. Koalesensi umumnya sering terjadi di awan atas titik beku dan dikenal sebagai proses hujan hangat.
Di awan bawah titik beku, kristal es mulai jatuh ketika memiliki massa yang cukup. Umumnya, kristal membutuhkan massa yang lebih besar daripada koalesensi yang terjadi antara kristal dan butiran air sekitarnya. Proses ini bergantung kepada suhu, karena butiran air superdingin hanya ada di awan bawah titik beku. Selain itu, karena perbedaan suhu yang besar antara awan dan permukaan, kristal-kristal es ini bisa mencair ketika jatuh dan menjadi hujan.
Sebab-sebab hujan
· Aktivitas frontal
· Konveksi
· Efek orografis
· Wilayah tropis
· Pengaruh manusia
Karakteristik Hujan
Pola
Ikatan hujan adalah wilayah awan dan presipitasi yang panjang. Gelombang hujan dapat bersifat stratiform atau konvektif, dan terbentuk akibat perbedaan suhu. Jika dilihat melalui pencitraan radar cuaca, perpanjangan presipitasi ini disebut sebagai struktur terikat. Ikatan hujan mendahului front tutupan panas dan front panas dikaitkan dengan gerakan lemah ke atas, dan cenderung lebar serta bersifat stratiform.
Ikatan hujan yang muncul dekat dan mendahului front dingin bisa jadi merupakan garis squall yang mampu menghasilkan tornado. Ikatan hujan yang dikaitkan dengan front dingin dapat dibelokkan oleh pegunungan lurus terhadap orientasi front karena pembentukan jet penghalang tingkat rendah. Ikatan badai petir dapat terbentuk bersama angin laut dan angin darat jika kelembapan yang diperlukan untuk membentuknya ada pada saat itu. Jika ikatan hujan angin laut cukup aktif mendahului front dingin, mereka mampu menutupi lokasi front dingin tersebut.
Keasaman
Tingkat keasaman (pH) hujan selalu bervariasi yang umumnya dikarenakan daerah asal hujan tersebut. Di pesisir timur Amerika, hujan yang berasal dari Samudra Atlantik biasanya memiliki pH 5,0-5,6. Hujan yang berasal dari seberang benua (barat) memiliki pH 3,8-4,8. Badai petir lokal memiliki pH serendah 2,0.
Hujan menjadi asam karena keberadaan dua asam kuat, yaitu asam belerang (H2SO4) dan asam nitrat (HNO3). Asam belerang berasal dari sumber-sumber alami seperti gunung berapi dan lahan basah (bakteri penghisap sulfat) dan sumber-sumber antropogenik seperti pembakaran bahan bakar fosil dan pertambangan yang mengandung H2S. Asam nitrat dihasilkan oleh sumber-sumber alami seperti petir, bakteri tanah, dan kebakaran alami.
Dalam 20 tahun terakhir, konsentrasi asam nitrat dan asam belerang dalam air hujan telah berkurang yang dikarenakan adanya peningkatan amonium (terutama amonia dari produksi ternak) yang berperan sebagai penahan hujan asam dan meningkatkan pH-nya.
Hujan Buatan
Sebenarnya istilah hujan buatan bukan berarti pekerjaan membuat atau menciptakan hujan. Namun hujan buatan merupakan sebuah teknologi yang bertujuan untuk meningkatkan dan mempercepat jatuhnya hujan. Agar bisa terbentuk hujan buatan maka diperlukan ketersediaan awan yang mempunyai kandungan air yang cukup, memiliki kecepatan angin yang rendah, serta syarat-syarat lainnya.
Hujan buatan dibuat dengan cara menyemai awan dengan menggunakan bahan yang bersifat higroskopik (menyerap air) sehingga proses pertumbuhan butir-butir hujan di dalam awan akan meningkat dan selanjutnya akan mempercepat terjadinya hujan. Awan yang digunakan untuk membuat hujan buatan adalah jenis awan Cumulus (Cu) yang bentuknya seperti bunga kol. Setelah lokasi awan diketahui, pesawat terbang yang membawa bubuk khusus untuk menurunkan hujan diterbangkan menuju awan.
Udara berisikan uap air dan sejumlah air dalam massa udara kering, disebut Rasio Pencampuran, diukur dalam satuan gram air per kilogram udara kering (g/kg). Jumlah kelembapan di udara juga disebut sebagai kelembapan relatif, yaitu persentase total udara uap air yang dapat bertahan pada suhu udara tertentu. Jumlah uap air yang dapat ditahan udara sebelum melembap (100% kelembapan relatif) dan membentuk awan (sekumpulan air kecil dan tampak dan partikel es yang tertahan di atas permukaan Bumi) bergantung pada suhunya. Udara yang lebih panas memiliki lebih banyak uap air daripada udara dingin sebelum melembap. Karena itu, satu-satunya cara untuk melembapkan udara adalah dengan mendinginkannya.
Titik embun adalah suhu yang dicapai dalam pendinginan udara untuk melembapkan udara tersebut.
Empat mekanisme utama dalam pendinginan udara hingga titik embunnya :
1. Pendinginan Adiabatik
Terjadi ketika udara naik dan menyebar. Udara dapat naik karena konveksi, gerakan atmosfer berskala besar, atau perintang fisik seperti pegunungan.
2. Pendinginan Konduktif
Terjadi ketika udara bertemu permukaan yang lebih dingin, biasanya tertiup dari satu permukaan ke permukaan lain, misalnya dari permukaan air ke daratan yang lebih dingin.
3. Pendinginan Radiasional
Terjadi karena emisi radiasi inframerah yang muncul akibat udara ataupun permukaan di bawahnya.
4. Pendinginan Evaporatif
Pendinginan evaporatif terjadi ketika kelembapan masuk dalam udara melalui penguapan, sehingga memaksa suhu udara mendingin hingga suhu bulb basah, atau mencapai titik kelembapan.
Koalesensi
Koalesensi terjadi ketika butir air bergabung membentuk butir air yang lebih besar, atau ketika butir air membeku menjadi kristal es yang dikenal sebagai proses Bergeron.
Resistensi udara mengakibatkan butiran air mengambang di awan. Ketika turbulensi udara terjadi, butiran air bertabrakan dan menghasilkan butiran yang lebih besar. Butiran air besar ini turun dan koalesensi terus berlanjut, sehingga butiran menjadi cukup berat untuk melawan resistensi udara dan jatuh sebagai hujan. Koalesensi umumnya sering terjadi di awan atas titik beku dan dikenal sebagai proses hujan hangat.
Di awan bawah titik beku, kristal es mulai jatuh ketika memiliki massa yang cukup. Umumnya, kristal membutuhkan massa yang lebih besar daripada koalesensi yang terjadi antara kristal dan butiran air sekitarnya. Proses ini bergantung kepada suhu, karena butiran air superdingin hanya ada di awan bawah titik beku. Selain itu, karena perbedaan suhu yang besar antara awan dan permukaan, kristal-kristal es ini bisa mencair ketika jatuh dan menjadi hujan.
Sebab-sebab hujan
· Aktivitas frontal
· Konveksi
· Efek orografis
· Wilayah tropis
· Pengaruh manusia
Karakteristik Hujan
Pola
Ikatan hujan adalah wilayah awan dan presipitasi yang panjang. Gelombang hujan dapat bersifat stratiform atau konvektif, dan terbentuk akibat perbedaan suhu. Jika dilihat melalui pencitraan radar cuaca, perpanjangan presipitasi ini disebut sebagai struktur terikat. Ikatan hujan mendahului front tutupan panas dan front panas dikaitkan dengan gerakan lemah ke atas, dan cenderung lebar serta bersifat stratiform.
Ikatan hujan yang muncul dekat dan mendahului front dingin bisa jadi merupakan garis squall yang mampu menghasilkan tornado. Ikatan hujan yang dikaitkan dengan front dingin dapat dibelokkan oleh pegunungan lurus terhadap orientasi front karena pembentukan jet penghalang tingkat rendah. Ikatan badai petir dapat terbentuk bersama angin laut dan angin darat jika kelembapan yang diperlukan untuk membentuknya ada pada saat itu. Jika ikatan hujan angin laut cukup aktif mendahului front dingin, mereka mampu menutupi lokasi front dingin tersebut.
Keasaman
Tingkat keasaman (pH) hujan selalu bervariasi yang umumnya dikarenakan daerah asal hujan tersebut. Di pesisir timur Amerika, hujan yang berasal dari Samudra Atlantik biasanya memiliki pH 5,0-5,6. Hujan yang berasal dari seberang benua (barat) memiliki pH 3,8-4,8. Badai petir lokal memiliki pH serendah 2,0.
Hujan menjadi asam karena keberadaan dua asam kuat, yaitu asam belerang (H2SO4) dan asam nitrat (HNO3). Asam belerang berasal dari sumber-sumber alami seperti gunung berapi dan lahan basah (bakteri penghisap sulfat) dan sumber-sumber antropogenik seperti pembakaran bahan bakar fosil dan pertambangan yang mengandung H2S. Asam nitrat dihasilkan oleh sumber-sumber alami seperti petir, bakteri tanah, dan kebakaran alami.
Dalam 20 tahun terakhir, konsentrasi asam nitrat dan asam belerang dalam air hujan telah berkurang yang dikarenakan adanya peningkatan amonium (terutama amonia dari produksi ternak) yang berperan sebagai penahan hujan asam dan meningkatkan pH-nya.
Hujan Buatan
Sebenarnya istilah hujan buatan bukan berarti pekerjaan membuat atau menciptakan hujan. Namun hujan buatan merupakan sebuah teknologi yang bertujuan untuk meningkatkan dan mempercepat jatuhnya hujan. Agar bisa terbentuk hujan buatan maka diperlukan ketersediaan awan yang mempunyai kandungan air yang cukup, memiliki kecepatan angin yang rendah, serta syarat-syarat lainnya.
Hujan buatan dibuat dengan cara menyemai awan dengan menggunakan bahan yang bersifat higroskopik (menyerap air) sehingga proses pertumbuhan butir-butir hujan di dalam awan akan meningkat dan selanjutnya akan mempercepat terjadinya hujan. Awan yang digunakan untuk membuat hujan buatan adalah jenis awan Cumulus (Cu) yang bentuknya seperti bunga kol. Setelah lokasi awan diketahui, pesawat terbang yang membawa bubuk khusus untuk menurunkan hujan diterbangkan menuju awan.
Bubuk khusus tersebut terdiri dari glasiogenik berupa Perak Iodida. Zat itu berfungsi untuk membentuk es. Pesawat juga membawa bubuk untuk “menggabungkan” butir-butir air di awan yang bersifat higroskopis seperti garam dapur atau Natrium Chlorida (NaCl), atau CaCl2 dan Urea.
Untuk bisa membentuk hujan deras, biasanya dibutuhkan bubuk khusus sebanyak 3 ton yang disemai ke awan Cumulus selama 30 hari. Proses membuat hujan buatan ini belum tentu berhasil, bisa saja gagal dan bahkan hujan buatannya jatuh di tempat yang salah. Maka dari itu, penyebaran bibit hujan harus memperhatikan arah angin, kelembapan dan tekanan udara.
Hujan buatan biasanya dibuat untuk membantu daerah yang sedang mengalami kekeringan, atau bisa juga dibuat untuk untuk pengisian waduk, danau, untuk keperluan air bersih, irigasi, pembangkit listrik (PLTA), juga antisipasi kebakaran hutan atau lahan dan kabut asap
Pengelompokan iklim Köppen
Klasifikasi Köppen bergantung pada nilai suhu dan presipitasi rata-rata bulanan. Bentuk klasifikasi Köppen yang umum digunakan memiliki lima jenis utama mulai dari A hingga E. Jenis utama tersebut adalah A untuk tropis, B untuk kering, C untuk sejuk lintang menengah, D untuk dingin lintang menengah, dan E untuk kutub. Lima klasifikasi utama ini dapat dibagi lagi menjadi klasifikasi sekunder seperti hutan hujan, monsun, sabana tropis, subtropis lembap, daratan lembap, iklim lautan, iklim mediterania, stepa, iklim subarktik, tundra, daratan es kutub, dan gurun.
Source :
http://id.wikipedia.org/wiki/Hujan
http://www.engineeringtown.com/kids/index.php/kamu-harus-tahu/236-bagaimana-cara-membuat-hujan-buatan
0 comments :
Post a Comment