Siklus Air: Penjaga Kehidupan di Bumi

Siklus Air: Penjaga Kehidupan di Bumi

Siklus air atau siklus hidrologi adalah siklus yang menjelaskan pergerakan air secara berkesinambungan di permukaan darat, laut, dan udara.

Massa air di bumi ini bersifat konstan dari waktu ke waktu, yang berubah hanya lokasinya serta kualitas dari air tersebut. Lokasi-lokasi penyimpanan air antara lain adalah air tawar, air asin, atmosfer, dan es.

Seiring dengan bergeraknya air dalam siklus air, bukan hanya lokasi dari air tersebut yang berubah, namun wujudnya juga. Dari cairan menjadi uap lalu menjadi es hingga menjadi cairan lagi.

Siklus air merupakan proses transfer energi, sehingga menciptakan perubahan temperatur.

Ketika air mengalami penguapan, kalor di udara sekitar diserap sehingga udara menjadi dingin. Ketika air mengalami kondensasi, kalor dilepaskan ke udara sekitar, sehingga udara menjadi hangat.

Siklus air memiliki manfaat yang sangat banyak bagi kehidupan di bumi. Mulai dari menyediakan air bersih bagi ekosistem makhluk hidup, sebagai media perpindahan panas global, hingga menjadi katalis proses pelapukan.

Siklus air sangatlah penting bagi keberlanjutan kehidupan di bumi karena setiap makhluk hidup membutuhkan air untuk bertahan.

 

Urutan Proses Siklus Air

Sebelum membahas tiap tahap dari proses siklus air, kita perlu menelaah dulu sebenarnya apa saja sih langkah-langkah yang ada dalam siklus air, serta bagaimana urutannya.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/19/Watercyclesummary.jpg

Berdasarkan gambar diatas, kita dapat menarik kesimpulan bahwa secara garis besar, tahapan proses siklus air adalah sebagai berikut.

  • Evaporasi & Transpirasi
  • Kondensasi
  • Adveksi (Transportasi)
  • Presipitasi & Sublimasi
  • Runoff
  • Infiltrasi
  • Perkolasi
  • Streamflow (aliran sungai)
 

Proses dalam siklus air

Kita sudah membahas tahapan apa saja yang ada dalam siklus air, sekarang kita akan membahas secara lebih mendalam tiap-tiap tahapan tersebut.

Presipitasi

Presipitasi terjadi ketika uap air yang mengalami kondensasi sudah jenuh dan turun ke permukaan bumi. Mayoritas presipitasi berbentuk hujan, namun, ada pula yang berbentuk salju, es, dan kabut.

Presipitasi hanya dapat terjadi ketika awan-awan yang mengandung partikel uap air tersebut sudah jenuh oleh uap air.

Ketika awan hujan baru terbentuk, awan tersebut akan berwarna putih, ketika sudah siap untuk mengalami presipitasi, awan tersebut akan menjadi lebih gelap.

Warna gelap ini bukan disebabkan oleh berubahnya warna air, berubahnya struktur kimia awan, atau faktor polusi. Gelap pada awan disebabkan oleh ketidakmampuan cahaya menembus awan.

Setiap tahun, lebih dari 505,000 km3 air jatuh sebagai presipitasi, 398,000 km3 dari presipitasi tersebut jatuh diatas permukaan laut.

Dibanding laut, hujan di daratan tidak terlalu signifikan, setiap tahun, hanya 107,000 km3 air jatuh sebagai hujan dan 1000 km3 jatuh sebagai salju.

 

Intersepsi

Intersepsi terjadi ketika air yang jatuh sebagai presipitasi ditahan oleh obyek lain sehingga menguap kembali ke udara.

Secara umum, terdapat 2 jenis intersepsi, yaitu intersepsi canopy/foliage dan intersepsi lainnya. Intersepsi foliage terjadi ketika air tertahan oleh daun tumbuhan sedangkan intersepsi lainnya terjadi ketika air tertahan oleh benda impermeable seperti atap dan kolam.

Intersepsi yang banyak pada suatu wilayah akan mempersingkat siklus air pada wilayah tersebut. Hal ini terjadi karena air ketika jatuh langsung menguap lagi sebagai uap air.

 

Lelehan es

Ketika es meleleh, air hasil lelehannya tersebut akan menyebabkan runoff. Fenomena ini kerap ditemukan pada negara yang tengah mengalami transisi dari musim dingin menuju musim panas.

Lelehan es juga terjadi di laut, pada kasus ini, bongkah es dan gletser mencair sehingga membuat permukaan laut naik.

Pencairan gletser dan bongkahan es ini disebabkan oleh suhu udara yang meningkat, perubahan iklim, air laut yang menghangat, serta cuaca yang tidak menentu di lapisan troposfer.

 

Runoff

runoff adalah pergerakan air dari daratan menuju ke laut atau badan air lainnya.

Runoff dapat berupa air yang mengalir di permukaan tanah ataupun di sungai. Selama proses bergerak, air dapat mengalami evaporasi menjadi uap air, terserap kedalam tanah melalui infiltrasi, hingga tersimpan di badan air seperti danau dan bendungan.

Runoff merupakan salah satu penyebab erosi dan sedimentasi material di permukaan bumi. Hal ini terjadi karena runoff dapat mengikis material dan membawanya hingga ke tempat jauh.

 

Infiltrasi

Infiltrasi adalah proses peresapan air dari permukaan tanah ke dalam tanah. Setelah terjadi infiltrasi, air permukaan tersebut akan berubah menjadi air tanah.

Infiltrasi yang tinggi merupakan salah satu alasan terbentuknya aliran air sub permukaan, zona akifer, dan sungai bawah tanah.

 

Aliran sub-permukaan

Aliran sub permukaan adalah aliran air pada zona air tanah vadose atau zona akifer.

Aliran ini umumnya bermuara di laut, namun ada pula aliran sub permukaan yang kembali ke permukaan tanah. Hal ini terjadi ketika air tersebut dipompa atau keluar lewat resurgent stream dari sungai bawah tanah.

Umumnya, laju recharge untuk akifer cukup lama sehingga jika tidak ada gaya yang mendorongnya, air akan tetap berada di akifer dalam kurun waktu yang lama.

 

Evaporasi

Evaporasi adalah perubahan air dari bentuk cair menjadi bentuk gas karena dipanaskan oleh sumber energi.

Pada tahap ini, air yang awalnya berada di daratan berubah menjadi uap air dan menetap di udara. Uap air yang sudah ada di udara ini nantinya dapat mengalami kondensasi hingga berubah menjadi awan hujan.

Dalam setahun, air di permukaan bumi mengalami evaporasi sebesar 505,000 km3, yang mana 434,000 km3 dari jumlah tersebut berasal dari penguapan air laut.

 

Sublimasi

Sublimasi terjadi ketika air dalam bentuk padat seperti kristal salju atau balok es berubah langsung menjadi uap air, tanpa melewati bentuk cair.

 

Deposisi

Deposisi terjadi ketika air dalam bentuk uap air berubah langsung menjadi air padat seperti kristal salju dan balok es, tanpa melewati bentuk cair.

 

Adveksi

Adveksi adalah pergerakan uap air, baik yang sudah berkondensasi maupun yang belum, melewati atmosfer.

Gerakan adveksi ini umumnya didukung oleh angin sebagai pendorong. Tanpa adveksi, tidak mungkin uap air yang menguap diatas lautan dapat menjadi hujan di daratan.

 

Kondensasi

Kondensasi adalah perubahan air dari uap air menjadi cairan air. Kondensasi terjadi ketika uap air mengalami pendinginan.

Contoh utama peristiwa kondensasi adalah pada pembentukan awan di atmosfer, atau pada saat pembentukan embun di pagi hari. Kedua peristiwa tersebut memerlukan suhu yang dingin dan uap air dalam jumlah banyak.

 

Transpirasi

Transpirasi adalah keluarnya air dalam bentuk uap oleh proses respirasi makhluk hidup.

Transpirasi ini umumnya diasosiasikan dengan uap air yang dikeluarkan oleh pohon dan tumbuhan lainnya dari proses respirasi serta fotosintesis.

Transpirasi merupakan salah satu alasan mengapa hutan hujan Amazon di Amerika Selatan memiliki iklimnya sendiri serta cuaca yang berbeda dengan wilayah sekitarnya.

 

Perkolasi

Perkolasi adalah gerakan air dalam lapisan-lapisan tanah. Jika infiltrasi adalah gerakan air meresap memasuki lapisan tanah, perkolasi adalah gerakan air dalam lapisan tanah.

Aliran sub permukaan serta air tanah akifer terjadi karena adanya proses perkolasi air melalui lapisan-lapisan tanah.

Jika masih bingung, bayangkan seperti ini. Saat air jatuh ke tanah dan diserap oleh tanah itu adalah fenomena infiltrasi. Ketika air yang meresap tersebut masuk lebih jauh ke dalam lapisan air tanah, itu adalah proses perkolasi.

 

Tektonik Lempeng

Tektonik lempeng juga berperan dalam siklus air, meski tidak sebesar proses-proses diatas.

Ketika sebuah lempeng mengalami subduksi, terutama pada daerah lautan, lempeng tersebut akan membawa air kedalam kerak dan mantel bumi.

Air yang ada didalam bumi tersebut akan dikeluarkan melalui magma yang keluar dari bumi dalam proses vulkanisme serta geyser.

 

Jenis Siklus Air

Secara umum, kita mengenal 3 jenis siklus air, yaitu, siklus air pendek, sedang, dan panjang.

Yang membedakan ketiga siklus air ini hanyalah jarak dan tahapan yang ditempuh oleh air. Semakin panjang siklus air tersebut, semakin banyak pula tahapan yang harus dilalui dan jarak yang harus ditempuh oleh air.

Berikut ini adalah penjelasan lebih mendalam mengenai 3 jenis siklus air tersebut.

Siklus air pendek

Siklus air pendek adalah istilah yang kerap digunakan untuk merujuk kepada siklus air yang terjadi pada lokasi yang sama.

Pada siklus ini, uap air yang ada di udara tidak mengalami adveksi sehingga tetap berada pada lokasi yang sama.

Siklus air pendek
Ilustrasi Siklus Air Pendek (Gerbangilmu)

Berdasarkan ilustrasi diatas, kita dapat mengambil kesimpulan bahwa setidaknya terdapat 3 tahap dalam siklus air pendek, yaitu

  • Evaporasi
  • Kondensasi
  • Presipitasi
 

Siklus air sedang

Siklus air sedang adalah istilah yang kerap digunakan untuk merujuk kepada siklus air yang terjadi pada lokasi yang berbeda.

Pada siklus air sedang, uap air yang sudah terkondensasi di udara mengalami proses adveksi, yaitu transportasi oleh angin sehingga mengalami presipitasi di tempat lain.

Siklus air sedang
Ilustrasi Siklus Air Sedang (Gerbangilmu)

Berdasarkan gambar diatas, kita dapat mengambil kesimpulan bahwa setidaknya terdapat 5 tahap dalam siklus air sedang, yaitu

  • Evaporasi
  • Kondensasi
  • Adveksi
  • Presipitasi
  • Runoff
 

Siklus air panjang

Siklus air panjang sebenarnya sangat mirip dengan siklus hidrologi sedang, hanya saja, cakupannya lebih luas.

Pada siklus air panjang, uap air yang sudah berada di udara mengalami adveksi atau transportasi oleh angin ke tempat-tempat yang jauh.

Jika terdapat pegunungan, air akan turun sebagai salju atau kristal es dan tertahan di puncak gunung sebagai lapisan salju. Selain itu, karena jaraknya yang sangat jauh, sangat mungkin bagi runoff untuk mengalami evaporasi ulang atau diambil tumbuhan dan dikeluarkan lewat transpirasi.

Siklus Air Panjang
Ilustrasi Siklus Air Panjang (Gerbangilmu)

Berdasarkan gambar diatas, dapat disimpulkan bahwa siklus air panjang setidaknya terdiri dari 7 tahap yaitu

  • Evaporasi
  • Kondensasi
  • Adveksi
  • Presipitasi (Mungkin juga presipitasi es/salju)
  • Lelehan es (Hanya jika presipitasi dalam bentuk salju/es)
  • Runoff
  • Transpirasi
 

Waktu tinggal air (Residence time)

Residence time atau waktu tinggal adalah istilah untuk menunjukkan rata-rata lama air berada dalam suatu tempat. Indikator ini dihitung dengan cara menghitung umur rata-rata air di suatu lokasi.

Air tanah dalam dapat menghabiskan lebih dari 10,000 tahun di dalam lapisan tanah sebelum akhirnya keluar ke permukaan atau mengalir ke laut.

Air permukaan seperti kelembaban tanah hanya menghabiskan waktu yang sedikit di tanah sebelum akhirnya mengalami evaporasi dan menjadi uap air di udara.

Antarctica dan Greenland yang merupakan ice sheet atau wilayah es terbesar di dunia dapat menyimpan air dengan durasi yang sangat lama. Umur air tertua yang ditemukan dalam es di Antarctica adalah sekitar 800,000 tahun.

Berikut ini adalah tabel yang menjelaskan rata-rata residence time air di reservoir atau tempat penyimpanan air yang berbeda beda.

ReservoirRata-rata Waktu Tinggal
Antarctica20,000 tahun
Lautan3,200 tahun
Gletser20-100 tahun
Tutupan salju musiman2-6 bulan
Kelembaban tanah1-2 bulan
Air tanah atas100-200 tahun
Air tanah dalam10,000 tahun
Danau50-100 tahun
Sungai2-6 bulan
Atmosfer9 hari
 

Dampaknya pada iklim dan cuaca

Siklus air memiliki peran yang sangat besar dalam mempengaruhi iklim dan cuaca suatu wilayah, karena seperti yang kita ketahui, air merupakan unsur cuaca yang sangat krusial.

Tanpa adanya siklus air yang mendinginkan bumi lewat proses evaporasi, mungkin manusia sudah tidak bisa hidup.

Penggunaan air tanah yang berlebihan oleh manusia turut berkontribusi meningkatkan jumlah air permukaan di bumi. Hal ini menyebabkan evaporasi meningkat sehingga lebih sering terjadi hujan.

Perubahan iklim yang tengah terjadi pun menyebabkan es di kutub mencair sehingga meningkatkan tinggi permukaan laut, menyebabkan daerah-daerah pesisir tenggelam.

Panjang juga ya ternyata siklus air. Biar kalian semakin paham langsung saja download dan kerjakan soal latihan di soal geografi

Tinggalkan komentar