Hujan adalah air dalam bentuk butir-butir yang sudah cukup berat sehingga dapat jatuh ke bumi. Hujan terbentuk dari kondensasi uap air di atmosfer.

Hujan merupakan salah satu komponen inti dari siklus air. Tanpa adanya hujan, siklus air tidak akan mungkin terjadi. Hujan juga bermanfaat bagi keberlangsungan ekosistem, pertanian, pembangkit listrik bendungan, serta sebagai sumber air minum.

Alasan utama terbentuknya hujan adalah pergerakan massa udara secara 3D (tiga dimensi) yang dikenal sebagai front cuaca, di lapisan troposfer. Ketika terdapat jumlah uap air yang cukup dan suhu yang memungkinkan, uap air tersebut akan mengalami kondensasi dan menyebabkan hujan.

Namun, ternyata hujan tidak hanya disebabkan oleh interaksi front, hujan juga dapat terjadi ketika udara dipaksa naik keatas gunung dan mengalami kondensasi, atau ketika suhu sangat panas sehingga terdapat banyak sekali uap air di udara.

 

Proses Umum Terjadinya Hujan

Sebelum membahas jenis-jenis hujan, kita perlu mengetahui dulu proses terbentuknya hujan.

Secara umum, terdapat 5 proses utama dalam pembentukan hujan, proses tersebut adalah evaporasi, transportasi, kondensasi, tumbukan, dan presipitasi.

Kelima proses ini didukung dan dipengaruhi oleh unsur cuaca, sehingga, jika ada salah satu unsur cuaca yang berubah, fenomena hujan pun akan terpengaruh.

Evapotranspirasi

Evaporasi pada danau
Penguapan merupakan sumber utama uap air di udara

Sinar matahari menyebabkan penghangatan pada massa air, oleh karena itu, air tersebut menguap. Uap air inilah yang nantinya akan menjadi cikal bakal hujan.

Semakin panas suhu udara dan semakin terik sinar matahari, maka semakin besar pula laju evaporasi. Oleh karena itu, jika siang hari sangat panas maka besar kemungkinan sore atau malamnya akan terjadi hujan.

Namun, uap air yang ada di atmosfer tidak hanya disuplai oleh evaporasi lho, ada pula aktivitas yang dikenal sebagai transpirasi. Transpirasi adalah kegiatan respirasi tumbuhan maupun hewan yang salah satu zat buangnya adalah uap air.

Pada daerah hutan hujan dan hutan lebat lainnya, transpirasi merupakan sumber uap air udara yang sangat dominan. Buktinya ada pada hutan hujan yang kerap memiliki siklus hujannya tersendiri.

 

Transportasi

Transportasi pada kasus ini adalah perpindahan uap air yang sudah berada di udara oleh angin. Angin akan bergerak ke daerah dengan tekanan yang lebih rendah, sehingga daerah dengan tekanan rendah umumnya akan memiliki curah hujan yang lebih tinggi.

Hal ini terjadi karena angin membawa uap air dan awan-awan yang sudah terbentuk di troposfer. Oleh karena itu, daerah yang dituju angin pasti akan memiliki perawanan yang lebih tebal pula.

Berlaku sebaliknya, daerah yang menjadi sumber berhembusnya angin (daerah tekanan tinggi) akan cenderung memiliki cuaca yang cerah dan bebas awan.

Tahap transportasi memiliki posisi yang dapat ditukar dengan tahap kondensasi (interchangable). Bisa saja uap air mengalami kondensasi dulu menjadi awan baru dipindahkan, atau dipindahkan dulu baru mengalami kondensasi.

 

Kondensasi

Awan merupakan hasil kondensasi
Awan merupakan hasil kondensasi uap air di atmosfer

Setelah uap air dipindahkan oleh angin pada tahap transportasi, uap air tersebut akan mengalami kondensasi. Kondensasi adalah perubahan wujud dari gas menjadi butiran air berukuran kecil. Butiran ini nantinya akan menjadi awan.

Awan terbentuk ketika terdapat banyak uap air yang berkondensasi dalam suatu lokasi. Oleh karena itu, daerah tujuan angin berhembus (tekanan rendah) umumnya memiliki perawanan yang lebih tinggi.

Semakin banyak uap air yang ada, semakin besar dan tebal awan yang terbentuk. Awan berwarna hitam terbentuk ketika awan sudah sangat tebal sehingga cahaya kesulitan menembus awan.

Awan dapat dianggap jenuh ketika ukuran dan massa butiran air yang ada dalam awan tersebut sudah melebihi standar tertentu. Ketika hal ini terjadi, butiran air tersebut akan mampu melawan gaya gesek udara dan updraft sehingga jatuh ke permukaan bumi.

Gaya updraft adalah pergerakan massa udara secara vertikal yang terjadi dalam awan hujan seperti awan cumulonimbus. Gaya ini menghambat proses jatuhnya butiran air hujan yang masih terlalu kecil.

 

Proses Tumbukan dalam Awan (Coalescing)

Ukuran butir air hujan
Ilustrasi ukuran butir hujan dan

Setelah mengalami kondensasi pada tahap sebelumnya, butiran air hujan yang sudah membentuk awan masih belum dapat jatuh ke permukaan bumi sebagai air hujan. Hal ini dikarenakan ukurannya yang terlampau kecil.

Ukurannya yang kecil membuat butir air hujan tidak dapat melawan gaya gesek udara serta updraft, sehingga butir air tersebut tetap berada didalam awan.

Ketika terjadi turbulensi, butir air yang ada saling bertabrakan satu dengan yang lainnya, sehingga tercipta butir air yang lebih besar. Seiring dengan bertambahnya ukuran butir air, massanya pun bertambah, hingga akhirnya dapat mengalahkan gaya gesek udara.

Umumnya, butir air hujan dapat turun menjadi hujan ketika diameternya sudah mencapai sekitar 5 mm.

Jika diameter butir air hujan dibawah 5 mm, maka air tersebut akan kesulitan untuk mengalahkan gaya gesek udara.

Namun, jika diameternya lebih besar dari 5 mm, butir air tersebut akan mengalami fragmentasi karena gaya gesek udara dan updraft yang menekannya lebih kuat dari daya rekat antar partikel air.

 

Presipitasi

Hujan
Hujan merupakan salah satu bentuk presipitasi

Presipitasi, pada kasus ini adalah hujan, merupakan hasil akhir dari proses panjang diatas. Ketika awan sudah jenuh dan butiran air sudah cukup besar, butir tersebut akan jatuh dalam bentuk air hujan.

Pola dan curah hujan suatu daerah sangat dipengaruhi oleh karakteristik iklim pada wilayah tersebut dan juga faktor-faktor lokal.

Daerah dengan iklim tropis akan cenderung mengalami hujan yang banyak karena mengalami banyak evaporasi, daerah dengan iklim tundra akan cenderung mengalami hujan sedikit karena evaporasi juga sedikit.

Daerah yang dipengaruhi pola muson seperti India, Bangladesh, dan Indonesia juga akan memiliki pola hujan yang lebih teratur dibandingkan dengan daerah seperti Siberia atau Canada.

 

Siklus Air

Proses terbentuknya hujan mungkin akan lebih mudah dijelaskan dengan melihat visualisasi siklus air dibawah ini.

Siklus air adalah siklus yang menjelaskan mengenai perputaran air dari bentuk cair di lautan dan daratan, menjadi uap air dan berkondensasi di atmosfer, hingga menjadi cairan lagi setelah mengalami presipitasi.

Siklus air
Ilustrasi siklus air

Berdasarkan ilustrasi siklus air diatas, kita dapat menarik kesimpulan bahwa secara umum, terdapat 4 tahapan dalam proses terjadinya hujan yaitu

  • Evaporasi & Transpirasi
  • Transportasi
  • Kondensasi & perawanan
  • Presipitasi

Namun, pada siklus air, kita tidak dapat melihat proses bertumbuhnya awan menjadi awan hujan. Sangat sulit bagi suatu awan untuk langsung menjadi awan hujan. Proses ini dijelaskan lebih baik oleh tahap coalescing yang sudah dijelaskan diatas.

 

Awan Dingin dan Awan Panas

Sebenarnya, dalam proses terbentuknya hujan, terdapat pula perbedaan antara kondisi awan pembentuk hujan. Sejauh ini, telah diidentifikasi dua jenis awan, yaitu awan panas dan awan dingin.

Awan dingin dan awan panas
Ilustrasi perbedaan awan dingin dan awan panas

Awan Panas

Awan panas adalah awan yang memiliki suhu dalam awan dan suhu udara sekitar lebih dari 0’C. Pada awan ini, uap air berkondensasi menjadi udara dan umumnya tidak ada es pada awan.

Pada awan panas, proses terbentuknya hujan sama persis dengan yang sudah dijelaskan pada tahap tumbukan (coalescing) dalam proses umum pembentukan hujan diatas.

 

Awan Dingin

Awan dingin adalah awan yang memiliki suhu dalam awan dan suhu udara sekitar dibawah 0’C. Pada awan ini, uap air mengalami sublimasi menjadi kristal es atau berkondensasi menjadi air super dingin (supercooled water).

Air dapat mengalami sublimasi menjadi kristal es ketika suhu udara awan lebih dingin dari -40’C. Pada suhu ini, uap air langsung berubah menjadi es tanpa harus terkena partikulat terlebih dahulu.

Air mengalami kondensasi menjadi air super dingin ketika suhu udara awan lebih dingin dari 0’C namun lebih panas dari -40’C. Pada suhu ini, air berubah menjadi supercooled water terlebih dahulu sebelum akhirnya berubah menjadi es ketika terkena partikulat.

Proses pembentukan hujan pada awan dingin sedikit berbeda dengan proses tumbukan (coalescing) yang sudah dijelaskan diatas. Pada awan dingin, berlaku proses Bergeron-Findeisen.

Proses ini akan menyebabkan terbentuknya hujan es dan hujan salju. Output dari proses Bergeron-Findeisen ini adalah kristal salju dan terkadang butir es.

 

Jenis – Jenis Hujan Berdasarkan Penyebab

Hujan Frontal

Hujan frontal adalah hujan yang terbentuk ketika dua front udara bertemu.

Hujan frontal terjadi ketika massa udara yang lebih hangat bertemu dengan massa udara yang lebih dingin. Ketika bertemu, massa udara yang lebih hangat akan terangkat sehingga terjadi kondensasi.

Awan dan jenis hujan yang dihasilkan oleh front hangat bervariasi tergantung dengan jenis front serta kondisi udaranya.

Dalam ilmu meteorologi, terdapat tiga jenis front udara, yaitu front dingin, front hangat, dan front occluded. Pada kasus ini, kita akan membahas front dingin dan front hangat serta dampaknya pada presipitasi.

Related image
Ilustrasi fenomena front hangat

Front hangat akan menyebabkan terbentuknya awan hujan yang memiliki radius luas dan orientasi horizontal (menyebar ke samping).

Pada kasus ini, hujan yang terjadi cenderung ringan namun rentang waktu hujan nya cukup lama dan radius hujannya juga mencakup area yang luas.

Image result for Cold front and warm front
Ilustrasi fenomena front dingin

Front dingin akan menyebabkan terbentuknya awan cumulus atau awan badai yang berorientasi vertikal (menjulang keatas).

Pada kasus ini, hujan akan terjadi dengan deras namun pada lokasi yang sempit dan kurun waktu yang sebentar. Hujan pada front dingin umumnya diiringi dengan badai.

 

Hujan Zenithal

Hujan zenith
Hujan Zenithal

Hujan zenith, kerap disebut juga sebagai hujan konvektif atau hujan orang mati, terjadi ketika terdapat pemanasan yang tinggi terhadap permukaan bumi.

Pemanasan ini akan menyebabkan penguapan yang tinggi dan pemanasan udara di lapisan bawah troposfer, tepat diatas permukaan bumi.

Ketika udara dibawah panas, akan terjadi turbulensi karena udara tersebut akan terdorong untuk pindah ke atas dan udara di atas akan terdorong untuk pindah kebawah. Hal ini terjadi karena udara panas lebih berat dibandingkan dengan udara dingin.

Pembentukan awan kumulonimbus
Ilustrasi proses terbentuknya awan cumulonimbus dalam hujan zenith

Ketika udara panas naik ke atas atmosfer, suhu pun berkurang sehingga udara tersebut mengalami kondensasi.

Seiring dengan berjalannya waktu, arus konveksi naik dari udara panas ini akan menyebabkan awan hujan tumbuh semakin besar. Umumnya, awan hujan yang terbentuk adalah awan konvektif seperti awan cumulonimbus dan awan cumulus. Oleh karena itu, hujan yang terjadi juga merupakan hujan badai.

 

Hujan Orografis

Hujan orografis
Ilustrasi hujan orografis

Hujan orografis adalah hujan yang terjadi ketika massa udara dipaksa naik melalui gunung atau bentukan topografi yang menggunung.

Jika kalian bertanya pada pendaki gunung manapun, pasti mereka cukup familiar dengan hujan jenis ini.

Hujan orografis terjadi ketika udara yang mengandung banyak uap air terdorong keatas sebuah gunung dan mengalami pendinginan. Pendinginan ini disebabkan oleh lapse rate atmosfer.

Seiring dengan semakin dinginnya udara sekitar, uap air mengalami kondensasi sehingga terbentuklah awan hujan. Awan hujan inilah yang nantinya akan menyebabkan hujan orografis, atau sering pula disebut hujan relief.

Ketika udara kembali turun pada sisi gunung yang lain, udara tersebut sudah tidak memiliki kandungan uap air. Oleh karena itu, pemanasan yang terjadi lebih tinggi dibandingkan dengan pendinginan yang terjadi saat udara tersebut naik.

Fenomena inilah yang menyebabkan terjadinya angin fohn pada bagian gunung yang tidak mengarah kepada angin (leeward). Fenomena ini juga menyebabkan fenomena rain shadow yaitu rendahnya curah hujan pada wilayah leeward gunung

 

Hujan Muson dan Badai Tropis

Banjir di bangladesh
Muson dan badai tropis kerap menyebabkan banjir besar di Bangladesh dan india

Hujan muson adalah hujan yang sangat sering dialami oleh negara Asia Tenggara dan Asia Selatan. Hujan ini disebabkan oleh pergerakan angin muson.

Angin muson yang membawa uap air banyak akan menyebabkan peningkatan curah hujan pada wilayah yang dilaluinya. Namun, angin muson yang memiliki uap air rendah akan menyebabkan musim kering pada wilayah yang dilaluinya.

Pada daerah tropis, badai tropis sering terjadi dan menyebabkan pergolakan curah hujan pada daerah yang dipengaruhinya.

Badai tropis akan meningkatkan curah hujan pada wilayah yang dilaluinya. Hujan yang terjadi umumnya bersifat hujan badai dan diikuti oleh angin yang kencang dan badai petir.

 

Hujan Buatan

Hujan buatan adalah fenomena baru yang muncul belakangan ini di komunitas sains, pertahanan, dan tata negara.

Hujan buatan terjadi ketika seseorang memaksakan terjadinya hujan padahal seharusnya hujan belum dapat terjadi. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan garam, perak iodida, atau senyawa aktif lainnya yang higroskopis.

Hujan buatan umumnya dilakukan ketika suatu daerah sedang mengalami musim kemarau dan warga atau sistem ekonominya terancam jika tidak segera disuplai oleh air hujan.

Contohnya adalah suatu daerah yang sedang mengalami kekeringan parah sehingga ladang dan sawah petani terancam rusak. Pada saat itu, BMKG dan pemerintah daerah dapat mencoba menciptakan hujan buatan agar lahan yang ada tidak rusak.




Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *