Terjadinya Hujan

Proses terjadinya hujan adalah gejala alam yang membentuk siklus perputaran air di bumi. Secara sederhana, tahapan terjadinya hujan ini menggambarkan proses perpindahan air dari samudera, laut, sungai, danau dan sumber air lainnya ke atmosfer lalu kembali lagi menuju daratan. Indonesia sendiri memiliki 2 musim yakni musim kemarau dan musim hujan. Hal ini dikarenakan Indonesia terletak didekat garis khatulistiwa sehingga memiliki iklim tropis dan suhu yang tinggi sehingga menyebabkan terjadinya banyak proses penguapan sehingga memiliki curah hujan yang cukup tinggi.

Berkumpulnya awan menandakan salah satu proses terjadinya hujan

Image courtesy of supertrooper – http://www.freedigitalphotos.net/images/scenic-cumulus-clouds-photo-p200370

Proses terjadinya hujan

• Panas matahari menyebabkan air di sungai, danau, dan laut menguap ke udara. Selain bentuk air secara fisik, air yang menguap ke udara juga bisa berasal dari tubuh manusia, hewan, tumbuh-tumbuhan dan benda-benda lain yang mengandung air. Kemudian uap air naik terus ke atas hingga menyatu ke udara bersama uap-uap air lainnya.
  
  
• Suhu udara yang tinggi akibat panas matahari akan membuat uap air tersebut mengalami proses kondensasi (pemadatan) dan menjadi embun. Embun berbentuk titik-titik air kecil sedangkan suhu yang semakin tinggi membuat jumlah titik-titik embun semakin banyak hingga kemudian berkumpul memadat dan membentuk awan.  Menurut kajian Neilburger tahun 1995, pada tahapan ini, tetes-tetes air memiliki ukuran jari-jari sekitar 5-20 mm. Dalam ukuran ini tetesan air akan jatuh dengan kecepatan 0,01-5 cm/detik sedangkan kecepatan aliran udara ke atas jauh lebih tinggi sehingga tetes air tersebut tidak akan jatuh ke bumi. Supaya sebuah tetes air dapat jatuh ke bumi dibutuhkan ukuran sebesar 1 mm karena hanya dengan ukuran sebesar itulah tetes air dapat mengalahkan gerakan udara ke atas.
• Dengan bantuan angin, awan-awan tersebut bisa bergerak ke tempat lain. Pergerakan angin ini dapat membuat beberapa awan kecil menyatu dan membentuk awan yang lebih besar lalu bergerak ke langit atau ke tempat yang memiliki suhu lebih rendah.  Semakin banyak butiran air terkumpul maka akan membuat warna awan semakin kelabu.
  
• Akibat dari jumlah titik air yang semakin berat akan membuat butiran-butiran tersebut jatuh ke bumi dalam bentuk hujan.

Proses terjadinya hujan sederhana

Image courtesy of Abdulrozaq – http://blog.uin-malang.ac.id/keilmuan/2011/02/10/siklus-hidrologi/

Perbedaan awan dingin dan awan hangat
Menurut suhu lingkungan fisik atmosfer dimana suatu awan berada, awan dibedakan atas awan dingin (cold cloud) dan awan hangat (warm cloud). Disebut awan dingin apabila seluruh bagiannya berada pada lingkungan atmosfer dengan suhu di bawah 0 derajat celcius. Awan ini kebanyakan berada pada daerah lintang tinggi dan menengah dimana suhu udara dekat permukaan tanah bisa mencapai suhu minus 0 derajat.

Proses bertemunya awan panas dan awan dingin

Image courtesy of hendri – http://belajargeodenganhendri.wordpress.com/2011/04/12/atmosfer-2/

 

Indonesia memiliki suhu udara dekat permukaan tanah sekitar 20 – 300 derajat celcius sedangkan dasar awan memiliki suhu sekitar 180 derajat celcius. Meskipun demikian, puncak awan dapat menembus jauh ke atas melewati titik beku sehingga sebagian awan merupakan awan hangat sedangkan sisanya merupakan awan dingin. Awan semacam ini disebut juga dengan mixed cloud.
Proses terjadinya hujan pada awan hangat
Saat uap air terangkat ke atmosfer akan berfungsi sebagai inti kondensasi yang menyebabkan uap air mengalami proses evaporasi (pengembunan). Sumber utama inti kondensasi adalah garam yang berasal dari air laut. Karena sifatnya yang higroskopik maka semenjak dimulai proses kondensasi, partikel berubah menjadi droplets (titik air) dan droplets yang berkumpul membentuk awan. Partikel air yang mengelilingi debu serta kristal garam akan menebal sehingga menjadi lebih berat dari udara dan mulai jatuh dari awan sebagai hujan
Proses terjadinya hujan pada awan dingin
Proses ini dimulai dari adanya Kristal es yang bertambah banyak melalui air super dingin (supercooled water) dan deposit uap air. Keberadaan Kristal es memegang peranan penting dalam proses hujan pada awan dingin sehingga sering disebut juga proses Kristal es.
Pada waktu udara naik lebih tinggi ke atmosfer, terbentuklah titik-titik air dan juga awan. Di ketinggian tertentu yang sumbunya berada di bawah titik beku maka awan tersebut akan berubah menjadi Kristal-kristal es kecil. Udara sekelilingnya yang tidak begitu dingin membeku pada Kristal tadi yang membuat Kristal bertambah besar dan menjaid butiran salju. Bila terlalu berat maka salju akan turun. Saat melewati udara hangat maka salju tersebut mencair dan menjadi hujan namun pada musim dingin, salju jatuh tanpa mencair.

Proses terjadinya hujan pada awan dingin

Image courtesy of https://saripedia.wordpress.com/tag/proses-hujan/

Beberapa fakta lain mengenai hujan:

• Apabila suhu di atmosfer sangat dingin maka titik air tersebut akan membeku dan berubah menjadi es. Itulah mengapa di beberapa tempat yang bersuhu rendah sering terjadi hujan salju sedangkan di Indonesia yang memiliki iklim tropis, hujan salju sulit terjadi.
• Air hujan berasal dari penguapan air laut sebanyak 97%. Meskipun air laut merupakan air asin namun ketika sudah menjadi hujan akan menjadi air tawar. Ini diakibatkan salah satu hukum fisika yang menjelaskan dari manapun asal air yang menguap ketika sudah melalui awan maka kandungan lainnya akan hilang. Diketahui bahwa garam dan mineral memiliki berat jenis yang berbeda dengan air maka ketika air berubah menjadi titik-titik kecil maka kandungan garam, mineral dan lainnya akan luruh dengan sendirinya

Kondensasi awan

Image courtesy of http://geoenviron.blogspot.com/2011/12/proses-pembentukan-hujan.html

• Proses kondensasi awan akibat berkumpulnya titik-titik air dibantu oleh udara yang bergerak ke atas serta mengalami proses pendinginan adiabatic sehingga kelembapan nisbi (RH)nya bertambah. Kondensasi sendiri baru dimulai pada inti kondensasi yang aktif dan lebih besar. apabila RH mencapai 78