Siklus air

Siklus air atau siklus hidrologi adalah air yang tidak pernah berhenti dari atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfer melalui proses kondensasi, presipitasi, evaporasi dan transpirasi. Hidrologi merupakan bidang ilmu yang berkaitan dengan siklus air, berkaitan dengan asal, distribusi, dan sifat air. Dalam konteks yang luas, ilmu meteorologi dan oseanografi menggambarkan bagian dari rangkaian proses fisik global yang melibatkan air. Hingga ilmu hidrologi berkaitan erat dengan teknik-teknik ilmiah yang bersumber dari matematika, fisika, kimia, teknik, geologi dan biologi. Konsep-konsep dasar yang diterapkan diantaranya yaitu ilmu meteorologi, klmiatologi, oseanografi, geografi, geologi, glasiologi, limnologi, ekologi, biologi, agronomi, kehutanan dan beberapa ilmu lain yang berspesialisasi pada aspek fisik, kimia dan biologi.

Pergerakan air di permukan Bumi yang dinamakan siklus air.

Siklus air atau siklus hidrologi menggambarkan pergerakan molekul air dari permukaan bumi ke atmosfer dan kembali lagi. Dalam sistem ini energi matahari memliki peran besar dalam siklus yang terjadi secara terus menerus. Pada saat terjadi penguapan yaitu ketika air berubah dari cair menjadi gas (dari samudera, lautan, dan badan air lainnya) sekitar 90% kelembaban terbentuk di atmosfer. 10% sisanya dilepaskan oleh tumbuhan dalam bentuk transpirasi. Tumbuhan menyerap air dari dalam tanah kemudian memanfaatkannya dalam proses fotosintesis, kemudian melakukan transpirasi. Sebagian kecil uap masuk ke atmosfer melalui sublimasi yaitu secara langsung air berubah dari padat (es atau salju) menjadi gas. Susutan salju yang terjadi diakibatkan oleh sublimasi. Penguapan dari lautan memberikan kontribusi utama dalam pergerakan siklus hidrologi. Penguapan, trasnpirasi, dan sublimasi serta emisi vulkanik mendukung dalam proses hidrologi. Setelah air berada pada atmosfer yang rendah, arus udara akan naik ke atas pada udara yang cenderung lebih sejuk, udara yang dingin uap air cenderung membentuk awan dan tetesan awan dapat menghasilkan presipitasi (hujan, salju, hujan es, hujan beku). Ketika curah hujan jatuh di atas permukaan tanah, maka siklus awal dimulai kembali. Sebagian air akan meresap ke tanah, beberapa akan mengalir ke sungai, dan tembus ke lautan. Siklus ini akan berlanjut terus menerus, air hasil dari siklus hidrologi dimanfaatkan manusia dalam berbagai kebutuhan mulai dari minum, mencuci, hingga pertanian. Pemanasan air laut oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara terus menerus. Air berevaporasi, kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan es dan salju, hujan gerimis atau kabut.

Presipitasi merupakan komponen penting mengenai bagaimana air bergerak dan bersiklus, menghubungkan laut daratan dan atmosfer, mengetahui dimana curah hujan turun, salju atau hujan es yang memudahkan para ilmuan untuk memahami dampak hujan pada lingkungan seperti aliran sungai, limpasan permukaan dan air tanah. Siklus air memberikan gambaran bagaimana air mengalami penguapan dari permukaan bumi kemudian naik ke atmosfer, mendingin dan mengembun menjadi hujan dan salju di awan. Air yang jatuh ke permukaan bumi terkumpul di sungai dan danau, jatuh ke lapisan batuan berpori dan sebagian besar mengalir kembali ke lautan. Pada perjalanannya, beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah.

Siklus air bumi dimulai sekitar 3.8 miliar tahun yang lalu ketika hujan turun di bumi dan membentuk lautan. Hujan terbentuk dari uap air yang keluar dari magma cair di inti bumi, energi matahari membantu menggerakkan siklus air dan gravitasi bumi mencegah air di atmosfer lepas dari bumi. Ada sekitar 1,4 miliar km³ air (335 juta mi³ air) di bumi termasuk air laut, danau, dan sungai mencakup air yang membeku seperti gletser, salju serta air tanah dan air di bebatuan dan termasuk air di atmosfer berupa awan dan uap. Sekitar 97% air di bumi di lautan dan 2% membeku di lapisan es dekat kutub dan glester. Sebagian besar es berada di Antartika, sebagai kecil di Greenland di Kutub Utara, dan sebagian kecil lainnya berada di gletser pegunungan seluruh dunia. Sebagian dari 1% sisa air di bumi berada bawah tanah, akuifer dangkal, kelembaban tanah, atau berada dalam lapisan batuan. Sekitar 0.03% air berada di danau, lahan basah, dan sungai. Perlu diketahui bahwa dari total pasokan air dunia sekitar 96% adalah garam dan 30% dari air tawar yang ada di dalam tanah.

Air yang ada di bumi sekarang ini adalah air yang sama dengan yang ada di bumi sejak awal karena adanya siklus air. Siklus air mensirkulasi ulang air sehingga terbentuk awan dan terjadi presipitasi.

Tahapan siklus air

Siklus air diawali dengan pergerakan matahari, sinar matahari menghangatkan permukaan air laut atapun permukaan air lainnya, menyebabkan air menguap dan es menyublim, berubah menjadi gas. Proses yang dipengaruhi oleh matahari secara tidak langsung memindahkan air ke atmosfer sehingga terkumpul membentuk gumpalan awan dan jatuh sebagai presipitasi, hujan dan salju. Saat air hujan mencapai bumi ada beberapa hal yang dapat terjadi yaitu: menguap kembali, mengalir di atas permukaan, atau meresap ke dalam tanah menjadi air tanah. Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi terus berlanjut secara terus menerus dengan beberapa tahapan diantaranya:

• Evaporasi / transpirasi - Siklus air diawali dengan evaporasi, air yang ada di laut, daratan, sungai, tanaman, dan sebagainya menguap ke atmosfer dan menjadi awan karena menerima energi panas dari matahari. Air berpindah dari hidrosfer ke atmosfer.
• Kondensasi - Proses dimana uap air di atmosfer berubah bentuk dari cair, kondensasi di awan dapat muncul sebagai awan atau embun. Kondensasi merupakan kebalikan dari penguapan, karena uap air memiliki tingkat energi yang tinggi daripada air ketika kondensasi terjadi, kelebihan energi dalam bentuk energi panas dilepaskan. Air yang telah berevaporasi akan menuju atmosfer. Pada keadaan jenuh, uap air (awan) akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun (presipitasi) dalam bentuk hujan, salju, hujan es.
• Presipitasi - Hasil ketika partikel kecil hasil kondensasi mengembang menjadi besar melalui penggabungan, untuk menopang udara yang naik. Curah hujan dapat dalam bentuk hujan, hujan es, atau salju. Ketika terlalu banyak air yang terkondensasi maka tetesan air di awan akan menjadi besar dan berat untuk menahan di udara sehingga jatuh sebagai hujan, salju atau hujan es. Saat hujan, salju atau hujan es mencapai bumi, maka air akan mengalir ke sungai, samudera, atau meresap ke dalam tanah, dan masih akan bergerak menuju sungai dengan pergerakan yang cukup lambat. Air tanah akan tersaring dengan baik, mungkin juga dapat tertutup oleh es atau gletser. Bahkan dapat diserap oleh akar tanaman atau pohon.
• Runoff - terjadi ketika curah hujan berlebihan dan tanah tidak lagi menyerap air. Sungai dan danau merupakan hasil runoff, jika runoff mengalir ke danau (tanpa saluran keluar untuk mengalir keluar dari danau) maka penguapan merupakan cara air kembali ke atmosfer.
• Infiltrasi / Perkolasi ke dalam tanah - Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju muka air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal di bawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.

Air Permukaan - Air bergerak di atas permukaan tanah dekat dengan aliran utama dan danau; makin landai lahan dan makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat dilihat biasanya pada daerah urban. Sungai-sungai bergabung satu sama lain dan membentuk sungai utama yang membawa seluruh air permukaan di sekitar daerah aliran sungai menuju laut. Air permukaan, baik yang mengalir maupun yang tergenang (danau, waduk, rawa), dan sebagian air bawah permukaan akan terkumpul dan mengalir membentuk sungai dan berakhir ke laut. Proses perjalanan air di daratan itu terjadi dalam komponen-komponen siklus hidrologi yang membentuk sistem Daerah Aliran Sungai (DAS). Jumlah air di bumi secara keseluruhan relatif tetap, yang berubah adalah wujud dan tempatnya. Tempat terjadinya evaporasi terbesar adalah di permukaan laut. Karena proses ini terjadi secara terus menerus dan bersifat siklik, maka proses ini dikenal sebagai siklus atau daur air.

Macam-macam siklus air

Siklus hidrologi dimulai dengan terjadinya penguapan dari permukaan laut, ketika kelembaban udara meningkat, udara akan lebih dingin dan uap air mengembun membentuk awan, kelembaban dibawa ke atmosfer dan kembali ke permukaan sebagai presipitasi. Ketika air mencapai tanah, proses yang terjadi yaitu 1) air akan menguap kembali ke atmosfer, dan 2) air menembus permukaan tanah dan menjadi air tanah, air akan merembes ke lautan, sungai dan sampai ke lautan atau akan kembali lahi ke atmosfer sebagai transpirasi.

Siklus air terbagi menjadi tiga jenis berdasarkan proses-proses yang dilaluinya serta seberapa jauh air tersebut bergerak dari tempat evaporasinya.

Siklus Pendek / Siklus Kecil

Siklus pendek diawali dengan air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari; kemudian terjadi kondensasi dan pembentukan awan pada ketinggian terntentu; selanjutnya turun hujan di permukaan laut.

Siklus Sedang

Siklus sedang diawali dengan air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari; kemudian terjadi evaporasi; uap bergerak oleh tiupan angin ke darat; pembentukan awan; turun hujan di permukaan daratan; air mengalir di sungai menuju laut kembali.

Siklus Panjang / Siklus Besar

Siklus panjang diawali dengan air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari; uap air mengalami sublimasi; pembentukan awan yang mengandung kristal es; awan bergerak oleh tiupan angin ke darat; turun salju; pembentukan gletser; gletser mencair membentuk aliran sungai; air mengalir di sungai menuju darat dan kemudian ke laut.

Lihat pula

• Balai Pengelolaan Daerah Aliran Sungai
• Daftar daerah aliran sungai di Indonesia
• Dewan Sumber Daya Air Nasional
• Direktorat Jenderal Sumber Daya Air
• Direktorat Jenderal Pengendalian Daerah Aliran Sungai dan Hutan Lindung
• Wilayah sungai

Pranala luar

• (Inggris) Water Cycle

Referensi

1. "water cycle | Definition, Steps, Diagram, & Facts". Encyclopedia Britannica (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-12-24. 
2. DOC, NOAA. "Description of the Hydrologic Cycle". www.nwrfc.noaa.gov (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-12-28. 
3. "Hydrologic Cycle | Precipitation Education". gpm.nasa.gov. Diakses tanggal 2020-12-28. 
4. Laruamury, Bokiraiya (2020). Buku Ajar Manajemen DAS Pulau-Pulau Kecil. Deepublish. hlm. 60. ISBN 9786230210167.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
5. "The Water Cycle | Precipitation Education". gpm.nasa.gov. Diakses tanggal 2020-12-31. 
6. Syarifudin, A (2017). Hidrologi Terapan. Yogyakarta: Penerbit Andi. hlm. 2. ISBN 9789792963038.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
7. Society, National Geographic (2019-08-07). "Water Cycle". National Geographic Society (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-12-31. 
8. "The Water Cycle | UCAR Center for Science Education". scied.ucar.edu. Diakses tanggal 2020-12-31. 
9. "The Fundamentals of the Water Cycle". www.usgs.gov. Diakses tanggal 2021-01-04. ^{[pranala nonaktif permanen]}
10. "The Water Cycle | North Carolina Climate Office". climate.ncsu.edu. Diakses tanggal 2020-12-31. 
11. "2A: Solar Energy and the Water Cycle". Climate and the Biosphere (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-12-31. 
12. "The water cycle (article) | Ecology". Khan Academy (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-12-31. 
13. "The Water Cycle: A Guide For Student | APEC Water". www.freedrinkingwater.com. Diakses tanggal 2020-12-31. 
14. US Department of Commerce, NOAA. "NWS JetStream - The Hydrologic Cycle". www.weather.gov (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-12-31. 
15. "The Water Cycle!". National Geographic Kids. 2016-11-25. Diakses tanggal 2020-12-31. 
16. "The water cycle". Met Office (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-12-31. 
17. "A Summary of the Hydrologic Cycle: bringing all the pieces together". ww2010.atmos.uiuc.edu. Diakses tanggal 2020-12-28. 
18. Nailufar, Nibras Nada. Nailufar, Nibras Nada, ed. "Siklus Air: Pendek, Sedang, dan Panjang". Kompas.com. Diakses tanggal 2020-12-31. 
19. "HIDROLOGI DAN HIDROLIKA" (PDF). Diakses tanggal 31 Desember 2020.  Parameter |first1= tanpa |last1= di Authors list (bantuan)