Siklus Hidrologi

Pernahkah kamu mendengar istilah siklus hidrologi atau daur air?

Tahukah kamu, bagaimana air tetap selalu tersedia dalam ekosistem kita meski terkadang musim hujan dan musim kemarau datang silih berganti?

Bisakah kamu menjelaskan bagaimana komponen-komponen dalam siklus hidrologi bekerja di sebuah urutan tahapan yang konstan?

Nah, setelah membaca artikel ini hingga selesai, semua pertanyaan-pertanyaan tersebut pasti akan bisa kamu jawab secara mudah!

Pengertian Siklus Hidrologi

Siklus hidrologi sering pula disebut dengan istilah daur air. Ini merupakan salah satu dari 6 jenis siklus biogeokimia yang terjadi di bumi.

Apa sih siklus biogeokimia itu?

Siklus biogeokimia adalah siklus pertukaran dan perubahan unsur-unsur kimia antara komponen biotik (hidup) dan komponen abiotik (mati) yang terjadi secara terus menerus di bumi.

Siklus ini berfungsi untuk menjaga kelangsungan hidup di bumi.

Melalui siklus ini, komponen-komponen ekosistem yang ada di bumi (baik itu biotik maupun abiotik) dapat sama-sama memanfaatan materi hasil siklus biogeokimia secara bergilir.

Ada 6 jenis siklus biogeokimia, yaitu

  1. Siklus nitrogen,
  2. Siklus fosfor,
  3. Siklus belerang,
  4. Siklus karbon,
  5. Siklus oksigen, dan
  6. Yang akan dibahas kali ini yaitu siklus hidrologi atau siklus air.

Lantas, apakah yang dimaksud dengan siklus hidrologi atau siklus air itu?

Siklus hidrologi adalah siklus sirkulasi air yang terjadi secara terus menerus dari atmosfer ke bumi, dan kembali lagi ke atmosfer.

Ilustrasi Siklus Hidrologi dan Keterangannya
Ilustrasi Siklus Hidrologi dan Keterangannya via BMKG.go.id

Mengingat bahwa air merupakan kebutuhan vital yang menunjang kehidupan manusia, hewan, tumbuhan, serta jasad-jasad renik lainnya, maka siklus hidrologi tentu memiliki peranan yang sangat penting bagi keberlangsungan hidup organisme bumi.

Perlu diketahui pula bahwa siklus hidrologi juga bermanfaat bagi terjaganya keseimbangan ekosistem bumi. Teraturnya suhu lingkungan, cuaca, angin, dan berbagai komponen abiotik ekosistem lainnya juga sangat dipengaruhi oleh siklus hidrologi ini.

Urutan Tahapan Siklus Hidrologi

Sirkulasi air yang terjadi secara terus menerus dari atmosfer ke bumi, dan kembali lagi ke atmosfer melalui beberapa tahapan yang terjadi secara berurutan.

Setidaknya ada 10 tahapan siklus hidrologi yang mempengaruhi apakah siklus hidrologi itu termasuk jenis siklus hidrologi pendek, panjang, dan sedang.

Ke – 10 tahapan siklus hidrologi tersebut terbagi lagi dalam 3 komponen, yaitu 4 tahapan awal adalah komponen naiknya air dari bumi ke atmosfer, 2 tahapan selanjutnya adalah komponen yang terjadi di atmosfer, dan 4 tahapan terakhir adalah komponen turunnya air dari atmosfer ke bumi hingga kembali lagi ke laut. Coba perhatikan gambar ilustrasi di bawah ini!

1. Evaporasi

Evaporasi adalah proses penguapan molekul-molekul air yang terdapat dalam komponen abiotik seperti di permukaan tanah atau badan air (danau, sungai, atau laut) akibat adanya pengaruh suhu yang tinggi dari sinar matahari.

Gambar Evaporasi
Gambar Evaporasi via Ebiologi.net

Proses penguapan air ini terjadi secara spontan. Adapun laju evaporasi sendiri hanya dipengaruhi oleh suhu udara saja. Semakin tinggi suhu udara, maka akan semakin cepat pula laju evaporasi suatu wilayah.

Molekul-molekul air yang berubah menjadi gas (uap air) akan naik ke atas menuju atmosfer bumi. Naiknya uap air ini dipengaruhi oleh perubahan massa jenis molekul air. Perubahan fisik dari cair ke gas membuat massa jenis molekul air menjadi susut dan lebih rendah dari massa jenis udara.

Untuk diketahui, massa jenis uap air adalah sekitar 0,6 kg/m3, sementara massa jenis udara adalah sekitar 1,2 kg/m3.

2. Transpirasi

Transpirasi adalah proses penguapan molekul-molekul air yang terdapat dalam komponen biotik, khususnya pada tumbuhan. Berbeda dengan evaporasi yang hanya dipengaruhi oleh suhu tinggi dari sinar matahari, proses transpirasi faktanya juga dipengaruhi oleh faktor fisiologis tumbuhan.

Gambar Transpirasi
Gambar Transpirasi via Ebiologi.net

Air yang diserap oleh akar tumbuhan dan digunakan dalam proses metabolisme secara alami akan dibuang lewat stomata pada daun dalam bentuk uap air. Jumlah uap air yang dibuang ini tergantung dari jumlah air yang diserap akar, luas permukaan daun serta serta suhu udara.

Semakin besar penyerapan air, semakin luas permukaan daun, dan semakin tinggu suhu udara akan membuat laju transpirasi menjadi semakin meningkat.

Uap air yang dikeluarkan tumbuhan lewat stomata selanjutnya akan naik ke atmosfer bumi berkumpul dengan uap air dari proses evaporasi.

3. Sublimasi

Selain melalui proses penguapan, naiknya uap air ke atmosfer bumi juga dapat terjadi melalui proses sublimasi.

Sublimasi adalah proses perubahan es (air dalam wujud padat) menjadi uap air tanpa melalui proses mencair dan menguap. Contohnya seperti es yang terdapat di kutub atau di puncak gunung.

Gambar Sublimasi pada Siklus Hidrologi
Gambar Sublimasi via Ebiologi.net

Jika dibandingkan dengan uap air yang diperoleh dari proses evaporasi dan transpirasi, uap air yang dihasilkan dari proses sublimasi memang tergolong sangat sedikit. Namun, ia tetap tak bisa dipisahkan dari urutan komponen daur hidrologi karena memang turut memberikan sumbangsih bagi akumulasi uap air di atmosfer bumi.

4. Evapotranspirasi

Evapotranspirasi adalah proses pergerakan uap air yang diperoleh dari penguapan dari berbagai sumber seperti badan air, permukaan tanah, gunung es, atau tumbuhan ke atmosfer bumi.

Gambar Evapotranspirasi pada Siklus Hidrologi
Gambar Evapotranspirasi via Ebiologi.net

Evapotranspirasi juga diartikan sebagai jumlah penguapan air keseluruhan dari permukaan bumi ke atmorsfer. Oleh karena itu, evapotranspirasi lebih mudah dipahami sebagai gabungan antara evaporasi dan transpirasi.

5. Kondensasi

Uap air yang diperoleh dari tahapan evaporasi, transpirasi, sublimasi, dan secara keseluruhan evapotranspirasi, pada tahap selanjutnya akan mengalami kondensasi di atmosfer bumi.

Ukuran Nukleus Kondesasi Awan via Climate4life.info

Kondensasi adalah proses perubahan zat yang awalnya berwujud gas menjadi cair atau padat. Dalam konteks siklus hidrologi yang kita bahas ini, kondensasi juga diartikan sebagai perubahan uap air menjadi awan.

Kondensasi dapat terjadi setelah uap air naik ke atmosfer di ketinggian 500 m sd 18000 meter di atas permukaan laut. Kondensasi terjadi akibat rendahnya suhu udara pada ketinggian tersebut.

Perlu diketahui pula bahwa terbentuknya berbagai jenis awan sangat dipengaruhi oleh bagaimana tahapan kondensasi ini terjadi, mulai dari berapa banyak uap air yang terakumulasi, hingga kecepatan angin.

6. Adveksi

Setelah awan terbentuk melalui proses kondensasi, berikutnya awan akan mengalami perpindahan tempat melalui proses adveksi.

Adveksi adalah proses perpindahan awan dari satu titik ke titik lainnya dalam garis horizontal.

Gambar Adveksi pada Siklus Hidrologi
Gambar Adveksi via Ebiologi.net

Proses adveksi terjadi akibat beberapa faktor, di antaranya karena gaya tarik menarik antar gumpalan awan serta karena arus angin (tekanan udara yang berbeda).

Gaya tarik menarik antar gumpalan awan mempengaruhi proses adveksi pada jarak dekat. Artinya, setiap awan yang terbentuk melalui proses kondensasi memiliki kecenderungan untuk berkumpul satu sama lain. Jika kumpulan gumpalan awan tersebut telah mencapai titik jenuh, suhu awan akan meningkat dan menyebabkan awan mencair dan hujan.

Adveksi yang terjadi karena faktor angin mempengaruhi perpindahan awan pada jarak yang jauh. Adveksi karena faktor ini memungkinkan awan berpindah dari daerah lautan ke daerah pegunungan.

Perlu diketahui bahwa pada daur hidrologi pendek, proses adveksi karena faktor angin tidak secara optimal terjadi. Oleh karena itu, hujan akan turun pada wilayah yang terbatas.

7. Presipitasi

Setelah mengalami perpindahan lewat proses adveksi, awan selanjutnya akan mencair jika kandungan airnya telah mencapai titik jenuh. Awan mencair menjadi titik-titik air yang kemudian jatuh kembali ke permukaan bumi melalui sebuah proses yang lazim disebut presipitasi.

Gambar Presipitasi
Gambar Presipitasi via Ebiologi.net

Presipitasi adalah proses jatuhnya titik-titik air yang berasal dari awan di atmosfer ke permukaan bumi. Presipitasi secara sederhana biasa disebut dengan istilah hujan.

Pada praktiknya, kita tidak hanya menemui hujan dalam bentuk air. Kita juga bisa menemukan hujan dalam bentuk salju, atau bahkan bongkahan es. Hal ini terjadi karena pengaruh suhu udara di atmosfer sebelum air sampai ke permukaan bumi.

Pada suhu udara > 0 derajat Celcius, titik air hujan akan tetap berada dalam wujud cair hingga sampai ke permukaan bumi. Sedangkan pada suhu udara < 0 derajat Celcius, titik air hujan akan berubah menjadi padat (salju) ketika sampai ke permukaan bumi.

Pada kasus hujan es (dalam bentuk bongkahan), hal ini terjadi akibat peristiwa lazim berkaitan dengan terbentuknya awan cumolonimbus pada proses kondensasi.

Secara lebih lengkap, Anda bisa memahami bagaimana proses terjadinya hujan es pada artikel tirto.id di link ini.

8. Run off

Air yang turun melalui presipitasi pada akhirnya akan sampai ke permukaan bumi. Sampainya di permukaan bumi, air tersebut akan mengalami beberapa tahapan lagi sebelum akhirnya sampai kembali lagi ke laut. Salah satu tahapan itu adalah proses run off atau limpasan.

Ilustrasi Run Off atau Limpasan pada Siklus Hidrologi
Ilustrasi Run Off atau Limpasan via Ebiologi.net

Run off atau limpasan adalah proses pergerakan air hujan melalui permukaan tanah, dari titik yang tinggi ke tempat yang rendah hingga akhirnya sampai ke laut.

Pergerakan air di permukaan ini bisa melalui berbagai saluran air, mulai dari parit, got, sungai, danau, waduk, hingga akhirnya sampai kembali ke laut.

9. Infiltrasi

Selain mengalir lewat permukaan tanah, air hujan juga akan meresap ke dalam tanah melalui proses infiltrasi.

Infiltrasi adalah proses pergerakan air hujan ke dalam tanah. Infiltrasi memungkinkan air masuk melalui pori tanah, meresap, dan terakumulasi menjadi air tanah.

Gambar Infiltrasi pada Siklus Hidrologi
Gambar Infiltrasi via Ebiologi.net

10. Intersepsi

Di antara air yang turun saat hujan, ada beberapa yang jatuh di permukaan vegetasi. Contohnya ketika hujan turun di wilayah hutan yang lebat.

Ilustrasi Intersepsi pada Siklus Hidrologi
Ilustrasi Intersepsi via Ebiologi.net

Air yang jatuh di permukaan vegetasi ini akan tertahan beberapa saat sebelum akhirnya menguap kembali ke atmosfer bumi karena pengaruh suhu udara. Ia akan menguap sebelum melalui proses run off untuk kembali ke laut atau proses infiltrasi untuk menjadi air tanah.

Proses penguapan air hujan yang tertahan di vegetasi inilah yang disebut dengan intersepsi.

Karena cakupannya yang terbatas, proses intersepsi sering kali diabaikan dalam banyak pembahasan siklus hidrologi di buku-buku pelajaran.

Catatan: Anda telah membaca keseluruhan tahapan siklus air yang telah dijelaskan di atas. Semoga mudah memahaminya. Namun, jika masih belum secara tuntas memahaminya, silakan ulang membaca lagi sebelum Anda melanjutkan pembahasan tentang macam-macam siklus hidrologi di bawah ini!

Macam Macam Siklus Hidrologi

Berdasarkan jumlah urutan peristiwa atau panjang pendeknya proses yang dilaluinya, siklus hidrologi dapat dibedakan menjadi 3 macam, yaitu siklus hidrologi pendek, siklus hidrologi sedang, dan siklus hidrologi panjang.

1. Siklus Hidrologi Pendek

Siklus hidrologi pendek adalah siklus air yang terbentuk ketika presipitasi (hujan) masih terjadi di atas permukaan laut. Dengan istilah lain, dapat dikatakan bahwa pada siklus hidrologi pendek, proses adveksi (perpindahan awan) tidak terjadi secara optimal.

Siklus Hidrologi Pendek
Siklus Hidrologi Pendek via Ruangguru.com

Selain itu, pada jenis siklus hidrologi ini, tahapan run-off, infiltrasi, maupun intersepsi juga tidak terjadi karena air hujan langsung turun di atas permukaan laut.

Secara sederhana, tahapan siklus hidrologi pendek dapat diilustrasikan pada gambar berikut!

  • Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari
  • Terjadi kondensasi dan pembentukan awan
  • Turun hujan di permukaan laut

2. Siklus Hidrologi Sedang

Siklus hidrologi sedang adalah siklus air yang terjadi ketika presipitasi (hujan) terjadi di daratan, dengan catatan air hujan tersebut masih dalam wujud cair.

Siklus Hidrologi Sedang
Siklus Hidrologi Sedang via Ruangguru.com

Jenis siklus hidrologi ini adalah yang paling sering terjadi di wilayah tropis seperti di negara kita. Dalam siklus hidrologi ini, setelah hujan turun, air yang dihasilkan masih akan mengalami proses runoff dan infiltrasi sebelum akhirnya sampai kembali ke laut.

Secara sederhana, tahapan siklus hidrologi sedang dapat diilustrasikan pada gambar berikut!

  1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari
  2. Terjadi evaporasi
  3. Uap bergerak oleh tiupan angin ke darat
  4. Pembentukan awan
  5. Turun hujan di permukaan daratan
  6. Air mengalir di sungai menuju laut kembali

3. Siklus Hidrologi Panjang

Sesuai namanya, air yang mengalami siklus hidrologi panjang memang mengalami proses yang cukup panjang sebelum akhirnya bisa kembali lagi ke laut.

Siklus Hidrologi Panjang
Siklus Hidrologi Panjang via Ruangguru.com

Siklus hidrologi panjang adalah siklus air yang terbentuk ketika presipitasi (hujan) terjadi di daratan, dengan catatan wujud hujan tersebut adalah dalam bentuk salju (hujan salju).

Karena hujan turun dalam bentuk salju, maka jenis siklus hidrologi ini umumnya hanya terjadi di daerah sub tropis pada musim dingin atau di puncak gunung negara-negara tropis yang memiliki kandungan es abadi. Di Indonesia contohnya di puncak gunung Jaya Wijaya.

Pada siklus hidrologi panjang, sebelum mengalami proses run off dan infiltrasi, salju yang turun terlebih dahulu akan membentuk gletser (es). Gletser ini akan mencair sehingga akan terbentuklah aliran sungai yang akan membawa air yang dihasilkan menuju lautan.

Secara sederhana, tahapan siklus hidrologi panjang dapat diilustrasikan pada gambar berikut!

  1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari
  2. Uap air mengalami sublimasi
  3. Pembentukan awan yang mengandung kristal es
  4. Awan bergerak oleh tiupan angin ke darat
  5. Pembentukan awan
  6. Turun salju
  7. Pembentukan gletser
  8. Gletser mencair membentuk aliran sungai
  9. Air mengalir di sungai menuju darat dan kemudian ke laut

Istilah dalam Siklus Hidrologi

Dari keseluruhan pembahasan yang telah disampaikan di atas, kami telah membuat rangkuman beberapa istilah yang ada dalam siklus hidrologi. Berikut ini istilah-istilah tersebut untuk bisa lebih mudah dipahami.

IstilahPengertian
EvaporasiProses penguapan molekul-molekul air yang terdapat dalam komponen abiotik seperti di permukaan tanah atau badan air (danau, sungai, atau laut) akibat adanya pengaruh suhu yang tinggi dari sinar matahari.
TranspirasiProses penguapan molekul-molekul air yang terdapat dalam komponen biotik, khususnya pada tumbuhan
SublimasiProses perubahan es (air dalam wujud padat) menjadi uap air tanpa melalui proses mencair dan menguap.
EvapotranspirasiProses pergerakan uap air yang diperoleh dari penguapan dari berbagai sumber seperti badan air, permukaan tanah, gunung es, atau tumbuhan ke atmosfer bumi
KondensasiProses perubahan perubahan uap air menjadi awan
AdveksiProses perpindahan awan dari satu titik ke titik lainnya dalam garis horizontal
PresipitasiProses jatuhnya titik-titik air yang berasal dari awan di atmosfer ke permukaan bumi
Run offProses pergerakan air hujan melalui permukaan tanah, dari titik yang tinggi ke tempat yang rendah hingga akhirnya sampai ke laut
InfiltrasiProses pergerakan air hujan ke dalam tanah
IntersepsiProses penguapan air hujan yang tertahan di vegetasi

Nah, demikianlah penjelasan lengkap mengenai siklus hidrologi mulai dari pengertian, komponen, macam-macam, gambar, urutan peristiwa, hingga istilah-istilah yang berkaitan. Semoga penjelasan ini bisa dicerna dengan baik dan bermanfaat bagi wawasan dan pengetahuan Anda. Salam!

Tinggalkan komentar