SIKLUS AIR ATAU HIDROLOGI: TAHAPAN DAN KEPENTINGAN - LINGKUNGAN HIDUP - 2025

The air siklus atau siklus hidrologi adalah sirkulasi air di Bumi berubah antara negara cair, gas dan padat. Dalam pergerakan peredaran darah ini, air transit antara hidrosfer, atmosfer, litosfer, dan kriosfer.

Proses ini sangat penting bagi kehidupan di bumi karena sebagian besar sel terdiri dari air. Pada manusia, 60% tubuh adalah air, mencapai 70% di otak dan 90% di paru-paru.

Siklus air mencakup seluruh massa air planet, baik permukaan maupun bawah tanah, di sungai, lautan, udara, dan makhluk hidup. Sifat air yang paling relevan untuk siklus hidrologi adalah titik didih dan titik bekunya.

Titik didih atau temperatur perpindahan dari cairan menjadi gas adalah 100 ºC di permukaan laut (menurun seiring ketinggian). Sedangkan titik beku atau temperatur di mana air berpindah dari zat cair menjadi padat adalah 0ºC.

Sifat luar biasa lainnya adalah karakternya sebagai pelarut universal, karena cairanlah yang paling banyak melarutkan zat (ion polar dan molekul). Air, yang terdiri dari dua atom hidrogen dan satu oksigen, memiliki kutub positif (hidrogen) dan kutub negatif (oksigen).

Dalam siklus air elemen ini melalui enam tahap: penguapan dan transpirasi, kondensasi, pengendapan, limpasan, infiltrasi dan sirkulasi. Energi yang menggerakkan siklus air adalah energi matahari, dan gaya fundamental lainnya adalah gravitasi, yang memungkinkan pengendapan, limpasan, dan infiltrasi.

Tahapan siklus air

Siklus air. Sumber: Malama Tahapan siklus air tidak sepenuhnya berurutan, artinya, tidak setiap molekul air harus melalui semuanya pada setiap putaran siklus. Kombinasi dari semua tahapan tersebut membentuk aliran atau siklus tertutup yang meliputi penguapan air dan sirkulasi atmosfernya.

Kemudian, air mengembun dan mengendap, bersirkulasi melalui sungai atau terakumulasi di danau dan lautan, di mana terjadi penguapan baru. Bagian lain mengalir dari tanah, sebagian dari ini menguap dan lainnya menyusup, terakumulasi atau beredar di bawah tanah.

Rata-rata, setiap 8 hari semua air di atmosfer diperbarui dan setiap 16 hingga 180 hari air di sungai diperbarui. Sebaliknya, air di danau atau gletser bertahan hingga 100 tahun atau lebih.

1- Penguapan dan keringat

Penguapan adalah transformasi air dari cair menjadi gas dengan meningkatkan suhunya. Kenaikan suhu ini merupakan hasil pemanasan yang disebabkan oleh radiasi matahari, terutama ultraviolet.

Demikian pula, panas yang diradiasikan (radiasi infra merah) oleh bumi dan benda-benda yang ada di permukaannya, turut andil dalam memanaskan air.

Air menguap saat suhu mencapai 100ºC atau kurang tergantung pada tekanan atmosfer. Gasifikasi air ini terdiri dari molekul air yang diisi dengan energi kinetik, meningkatkan pergerakannya dan memperluas air.

Saat molekul terpisah satu sama lain, air kehilangan koherensi yang ditetapkan padanya oleh sifat cairnya dan tegangan permukaan rusak. Menjadi lebih ringan, air berubah menjadi gas naik ke atmosfer sebagai uap air.

Suhu, kelembaban relatif, dan angin

Pada hampir semua kasus, air di lautan, sungai dan di dalam tanah tidak mencapai 100 ºC, namun terjadi penguapan, karena di dalam lapisan air terdapat molekul yang memanas lebih dari yang lain dan memecah tegangan permukaan. , menguap.

Jika udara sangat kering (kelembaban relatif rendah), molekul air yang berhasil memecah tegangan permukaan akan cenderung lebih mudah lewat ke udara. Sebaliknya, jika ada angin, maka akan menyeret lapisan uap air yang terakumulasi di atas air.

Laju penguapan tertinggi terjadi di lautan, di mana laju penguapannya tujuh kali lipat dari permukaan bumi.

Penguapan edafik

Dari air yang menyusup ke dalam tanah, sebagian mencapai lapisan air tanah (zona jenuh). Sementara bagian lainnya memanas dalam perjalanannya melalui zona tak jenuh dan menguap kembali ke permukaan.

Keringat

Tanaman membutuhkan air untuk proses metabolisme mereka, yang mereka peroleh dari tanah dalam banyak kasus. Mereka melakukan ini melalui akarnya dan ketika mereka mencapai daun, dan sebagian digunakan untuk proses fotosintesis.

Namun, sekitar 95% air yang diserap tanaman dilepaskan ke lingkungan dalam bentuk uap air melalui keringat. Uap air dilepaskan melalui stomata di epidermis daun.

2- Kondensasi

Ini adalah perjalanan gas ke keadaan cair, yang terjadi di permukaan karena penurunan suhu. Saat suhu turun, molekul air menurunkan energi kinetiknya dan lebih terikat satu sama lain untuk mengembun.

Tetes air karena kondensasi. Sumber: Nicole López Proses ini mensyaratkan adanya partikel yang melekat pada air dan suhu partikel ini harus lebih rendah dari suhu saturasi air. Di bawah kondisi ini, titik embun atau suhu embun tercapai, yaitu suhu di mana air mengembun.

Pembentukan awan

Pembentukan awan Sumber: Arun Kulshreshtha Udara naik saat dipanaskan dan dalam proses ini membawa keluar uap air yang dihasilkan akibat penguapan di permukaan bumi. Saat naik, suhunya turun hingga mencapai titik embun dan mengembun.

Dengan demikian, terbentuk tetesan-tetesan kecil air yang berdiameter antara 0,004 dan 0,1 mm, yang terbawa angin dan berakhir bertabrakan satu sama lain. Akumulasi titik-titik kondensasi ini membentuk awan yang, setelah mencapai kejenuhan airnya, menghasilkan presipitasi.

Embun beku

Jika suhu sangat rendah, embun beku dihasilkan, yaitu lapisan sisik atau jarum di potongan-potongan kecil es. Ini dihasilkan oleh pengendapan langsung uap air di permukaan, bukan oleh presipitasi.

3- Presipitasi

Hujan pengendapan. Sumber: Cassini83 Presipitasi adalah jatuhnya air yang terkondensasi dalam bentuk cair atau padat dari atmosfer ke permukaan bumi. Saat air yang terkondensasi terakumulasi di atmosfer dalam bentuk awan, bobotnya bertambah, hingga tidak dapat menghindari gaya gravitasi.

Hujan

Hujan adalah pengendapan air dalam bentuk cair yang sangat penting karena mendistribusikan air bersih ke seluruh permukaan bumi. 91% dari air yang mengendap kembali langsung ke lautan, 9% pergi ke massa benua untuk memberi makan cekungan kembali ke laut.

Nevada

Jika suhu di lapisan atas atmosfer cukup rendah, air yang terkondensasi mengkristal menjadi kepingan salju. Saat mereka membesar dan menumpuk, mereka akhirnya mengendap oleh gaya gravitasi dan menyebabkan hujan salju.

Hujan es

Mereka adalah batu es berdiameter 5 dan 50 milimeter atau bahkan lebih besar, yang terbentuk di sekitar partikel material tersuspensi. Ketika es yang terkumpul di sekitar partikel mencapai berat yang cukup, ia mengendap.

4- Limpasan

Air pengendapan dapat jatuh langsung ke badan air (kolam, sungai, danau atau laut) atau ke tanah. Demikian pula, badan air dapat meluap, yaitu sebagian air yang terkandung keluar dari batas penahanan.

Proses dimana aliran air dihasilkan sebagai hasil dari meluapnya wadah atau saluran disebut limpasan. Ini dihasilkan ketika jumlah air yang mengendap atau meluap wadah lebih besar dari kapasitas infiltrasi tanah.

5- Infiltrasi

Infiltrasi adalah proses dimana air menembus tanah melalui pori-pori dan retakannya. Laju infiltrasi atau jumlah air yang berhasil menembus ke dalam tanah dalam waktu tertentu bergantung pada berbagai faktor.

Misalnya pada tanah berpasir dengan partikel kasar yang meninggalkan pori-pori yang lebih besar satu sama lain maka infiltrasi akan semakin besar. Sedangkan pada tanah lempung yang partikelnya lebih halus maka infiltrasinya lebih sedikit.

Lapisan tanah

Tanah terdiri dari cakrawala atau lapisan yang berbeda yang disusun satu di atas yang lain, masing-masing dengan karakteristiknya sendiri. Ada tanah yang ufuk permukaan atau ufuk A sangat permeabel, sedangkan beberapa ufuk bawah kurang begitu.

Jika infiltrasi air bertemu dengan lapisan kedap air, ia terakumulasi di atasnya atau bersirkulasi secara horizontal. Ini membentuk badan air bawah tanah atau akuifer, yang sangat penting sebagai penyedia air bersih.

Jumlah air tanah secara global diperkirakan 20 kali lipat dari air permukaan di Bumi. Badan air inilah yang menjaga aliran dasar sungai dan menyediakan air untuk tanaman.

Springs

Air yang terkumpul di lapisan tanah dapat menemukan jalan keluar ke luar dan membentuk mata air. Dengan kata lain, sumber air alami yang bersumber dari bumi membentuk kolam atau sungai.

6- Sirkulasi

Sebagian besar air terkandung di lautan, danau, dan waduk bawah tanah, atau membeku di kutub atau di pegunungan tinggi. Namun, bagian yang relevan berada dalam sirkulasi permanen, memberikan dinamika pada siklus air.

Arus udara

Perbedaan suhu antara titik-titik atmosfer bumi menghasilkan perpindahan massa udara. Perpindahan ini pada gilirannya menyebabkan perbedaan tekanan atmosfer dan dihasilkan angin yang membawa uap air.

Massa udara panas naik dari permukaan bumi menuju lapisan atas atmosfer. Begitu juga dengan udara yang bergerak secara horizontal dari area bertekanan tinggi ke area bertekanan rendah.

Arus laut

Di lautan, air berada dalam gerakan peredaran darah yang konstan, membentuk arus laut. Ini ditentukan oleh gerakan rotasi dan translasi Bumi.

Sungai

Air yang mengendap di pegunungan mengalir menuruni bukit akibat gravitasi mengikuti garis kontur medan. Dalam proses ini, saluran dibentuk oleh efek erosif dari air itu sendiri dan dialirkan melaluinya. Dengan cara ini terbentuk aliran air yang dapat bersifat sementara atau permanen.

Pembekuan air

Bagian dari air yang mengendap di bumi tidak bersirkulasi, karena tidak dapat bergerak dalam bentuk es. Di air laut titik bekunya di bawah 0 ° C karena kandungan garam yang tinggi (umumnya -2 ° C).

Sebaliknya, jika tidak ada partikel tempat air menempel, titik bekunya turun menjadi - 42 ºC.

Pentingnya siklus air

Cairan vital

Makhluk hidup membutuhkan air untuk hidup, pada kenyataannya sel-sel hidup terdiri dari air dalam proporsi yang tinggi. Air, sebagai pelarut universal, dan mampu melarutkan zat terlarut dalam jumlah besar, sangat penting dalam reaksi biokimia seluler.

Fase air yang berbeda. Sumber: BE Siklus air, melalui curah hujan dan melalui sungai, danau dan akuifer bawah tanah, memasok air yang dibutuhkan untuk kehidupan. Produksi primer melalui fotosintesis adalah proses yang menjamin transformasi energi matahari menjadi energi yang berguna bagi kehidupan.

Fotosintesis tidak mungkin terjadi tanpa air, baik dalam kasus plankton (organisme akuatik) maupun pada tumbuhan terestrial.

Pengaturan suhu

Massa air yang ada di Bumi, serta sirkulasi mereka dalam siklus hidrologi, adalah pengatur termal. Panas jenis air yang tinggi memungkinkannya menyerap panas secara bertahap dan juga melepaskannya secara bertahap.

Demikian pula, makhluk hidup mengatur panas tubuh mereka dengan mengirimkannya ke air tubuh dan menghilangkannya melalui keringat.

Pengolahan air

Ketika air menguap, ia membebaskan dirinya dari polutan dan garam terlarut, jadi ketika mengendapnya adalah air segar dan relatif murni. Namun, terdapat gas dan partikel pencemar di atmosfer akibat aktivitas manusia yang dapat mempengaruhi kualitasnya.

Peristiwa iklim

Siklus air menentukan atau berkontribusi terhadap keberadaan rangkaian fenomena iklim seperti hujan, hujan salju, dan badai es. Dengan cara yang sama, ia menentukan munculnya kabut, banjir sungai secara berkala, atau variasi suhu di permukaan bumi.

Efek negatif

Siklus air juga memiliki efek negatif tertentu bagi manusia, seperti pencucian, erosi, dan bencana sosial-alam.

Leaching

Ini terdiri dari mencuci atau menyeret nutrisi yang ada di tanah karena efek pelarut air yang menyusup. Pada tanah pertanian dengan kapasitas retensi hara yang rendah, fenomena ini menyebabkan pemiskinan tanah.

Erosi

Ini adalah hilangnya keausan tanah atau batuan sebagai akibat dari aksi mekanis angin atau air. Air limpasan memiliki daya erosif yang tinggi pada tanah dan batuan, tergantung pada karakteristik struktural dan mineralogisnya.

Pada tanah gundul dengan lereng curam yang terletak di daerah dengan curah hujan tinggi, erosi cukup tinggi. Hilangnya tanah akibat penyebab ini memiliki dampak ekonomi yang tinggi terhadap produksi pangan.

Bencana sosial-alam

Hujan deras, serta hujan salju lebat dan hujan es lebat dapat menyebabkan dampak negatif yang besar pada struktur dan komunitas manusia. Demikian pula, meluapnya sungai dan naiknya permukaan laut mengakibatkan banjir di wilayah padat penduduk dan wilayah budidaya.

Manusia dengan tindakannya mengubah siklus alam dan menyebabkan bencana seperti pemanasan global atau pembangunan fasilitas di daerah berisiko tinggi.

Referensi

1. Calow, P. (Ed.) (1998). Ensiklopedia ekologi dan pengelolaan lingkungan.
2. Margalef, R. (1974). Ekologi. Edisi Omega.
3. Ordoñez-Gálvez, JJ (2011). Siklus hidrologi. Primer teknis. Masyarakat Geografis Lima.
4. Sterling, TM dan Hernández-Rios, I. (2019). Transpirasi - Gerakan Air Melalui Tumbuhan. ELibrary Ilmu Tanaman dan Tanah. Pelajaran Cetak.
5. Vera, C. dan Camilloni, I. (s / f). Siklus air. Jelajahi. Program pelatihan multimedia. Kementerian Pendidikan, Sains dan Teknologi.