Jelaskan Proses terjadinya siklus air

Siklus air atau siklus hidrologi adalah sirkulasi air di Bumi yang berubah-ubah antara bentuk cair, gas, dan padat. Dalam gerakan siklus air, air transit di antara hidrosfer, atmosfer, litosfer, dan kriosfer.

Proses siklus air ini sangat penting untuk 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 meliputi seluruh badan planet air, baik permukaan dan tanah, di sungai, lautan, udara, dan makhluk hidup. Sifat air yang paling relevan untuk siklus hidrologi adalah titik didih dan titik beku.

Titik didih atau suhu perpindahan dari cairan ke gas adalah 100 ºC di permukaan laut (berkurang dengan ketinggian). Sedangkan titik beku atau suhu saat air mengalir dari cairan ke keadaan padat adalah 0 ºC.

Sifat luar biasa air lainnya adalah sifat pelarut universal, karena itu adalah cairan yang melarutkan zat terbanyak (ion dan molekul polar). Air, yang terdiri dari dua atom hidrogen dan satu oksigen, memiliki kutub positif (hidrogen) dan kutub negatif (oksigen).

Dalam siklus air melewati enam komponen yaitu: evaporasi dan transpirasi, kondensasi, presipitasi, limpasan, infiltrasi dan sirkulasi. Energi yang menggerakkan siklus air adalah energi matahari, dan gaya fundamental lainnya adalah gravitasi, yang memungkinkan pengendapan, limpasan dan infiltrasi.

Pengertian Siklus Air

Saat energi mengalir melalui suatu ekosistem, air dan unsur-unsur seperti karbon dan nitrogen didaur ulang. Air dan nutrisi yang terus-menerus didaur ulang melalui lingkungan. Proses ini yang dilalui air atau unsur kimia secara terus-menerus didaur ulang dalam suatu ekosistem disebut siklus biogeokimia.

Proses daur ulang ini melibatkan baik organisme hidup (komponen biotik), dan hal tak hidup (faktor abiotik) dalam ekosistem. Melalui siklus biogeokimia, air dan unsur kimia lainnya terus-menerus melewati organisme hidup dengan hal non-hidup dan kembali lagi, berulang-ulang. Tiga siklus biogeokimia yang penting adalah siklus air, siklus karbon, dan siklus nitrogen.

Siklus biogeokimia yang mendaur ulang air disebut siklus air. Siklus air melibatkan serangkaian jalur yang saling berhubungan yang melibatkan baik komponen biotik dan abiotik dari biosfer. Air jelas merupakan aspek yang sangat penting untuk setiap ekosistem. Hidup tidak bisa ada tanpa air. Banyak organisme mengandung sejumlah besar air dalam tubuh mereka, dan banyak yang hidup di air, sehingga siklus air sangat penting untuk kehidupan di Bumi. Air terus bergerak di antara organisme hidup, seperti tanaman, dan hal-hal non-hidup, seperti awan, sungai, dan lautan (Gambar di bawah).

Siklus air tidak memiliki awal yang nyata atau titik akhir. Ini adalah proses daur ulang tanpa akhir yang melibatkan lautan, danau dan badan air lainnya, serta permukaan tanah dan atmosfer. Langkah-langkah dalam siklus air adalah sebagai berikut, dimulai dengan air di lautan:

Air menguap dari permukaan laut, meninggalkan garam. Saat uap air naik, berkumpul dan disimpan dalam awan.

Ketika air didinginkan di awan, kondensasi terjadi. Kondensasi adalah ketika gas kembali menjadi cairan.
Kondensasi menciptakan curah hujan (presipitasi). Presipitasi termasuk hujan, salju, es, dan hujan es.

Curah hujan ini memungkinkan air untuk kembali lagi ke permukaan bumi.

Ketika tanah mendapat curah hujan di darat, air bisa tenggelam ke dalam tanah untuk menjadi bagian dari cadangan air bawah tanah kita, juga dikenal sebagai air tanah.

Sebagian besar air bawah tanah ini disimpan dalam akuifer, yang merupakan lapisan berpori dari batu yang dapat menahan air.

Proses terjadinya siklus air dijelaskan di bawah ini:

Proses siklus air

Tahapan dari siklus air tidak secara berurutan, yaitu, tidak setiap molekul air harus melalui semuanya pada setiap putaran siklus. Kombinasi dari semua komponen membentuk aliran atau siklus tertutup yang mencakup penguapan air dan sirkulasi atmosfernya.

Selanjutnya, air mengembun dan mengendap, bersirkulasi melalui sungai atau terakumulasi di danau dan lautan, di mana penguapan baru terjadi. Bagian lain mengalir melalui tanah, sebagian menguap dan infiltrat lainnya, terakumulasi atau bersirkulasi di bawah tanah.

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

1. Evaporasi dan transpirasi

Evaporasi adalah transformasi air dari cairan ke gas dengan meningkatkan suhunya. Peningkatan suhu ini adalah hasil dari pemanasan yang disebabkan oleh radiasi matahari, terutama ultraviolet.

Demikian juga, panas yang dipancarkan (radiasi infra merah) oleh bumi dan benda-benda yang ada di permukaannya, berkontribusi terhadap pemanasan air.

Air menguap ketika 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.

Ketika molekul-molekul terpisah satu sama lain, air kehilangan koherensi yang ditentukan oleh sifat cairnya dan tegangan permukaan pecah. Menjadi lebih ringan, air yang diubah menjadi gas naik ke atmosfer sebagai uap air.
Suhu, kelembaban relatif dan angin.

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

Jika udara sangat kering (kelembaban relatif rendah), molekul air yang memecah tegangan permukaan akan cenderung lebih mudah masuk ke udara. Jika di sisi lain ada angin, ini akan menyeret lapisan uap air yang menumpuk di atas air.

Proporsi tertinggi penguapan terjadi di lautan, di mana tingkat penguapan tujuh kali lebih tinggi dari permukaan bumi.

Penguapan edafis

Dari air yang menginfiltrasi tanah, sebagian mencapai lapisan air tanah (zona jenuh). Sementara bagian lain dipanaskan dalam transitnya melalui zona tak jenuh dan menguap kembali ke permukaan.

Transpirasi

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

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

2. kondensasi

Ini adalah bagian dari gas ke keadaan cair, yang terjadi pada permukaan karena penurunan suhu. Dengan menurunkan suhunya, molekul-molekul air menurunkan energi kinetik mereka dan lebih terikat bersama untuk mengembun.

Proses ini mensyaratkan bahwa ada partikel yang melekat pada air dan suhu partikel tersebut harus lebih kecil dari suhu saturasi air. Dalam kondisi ini, titik embun atau suhu embun tercapai, yaitu suhu di mana air mengembun.

Pembentukan awan

Udara naik ketika dipanaskan dan dalam proses ini menyeret uap air yang dihasilkan karena penguapan di permukaan bumi. Ketika naik, suhunya menurun hingga mencapai titik embun dan mengembun.

Dengan demikian, tetesan air kecil yang mencapai antara 0,004 dan 0,1 mm diameter terbentuk, yang ditiup oleh angin dan akhirnya bertabrakan satu sama lain. Akumulasi titik-titik kondensasi ini membentuk awan-awan yang ketika mencapai saturasi airnya menghasilkan presipitasi.

Embun beku

Jika suhunya sangat rendah, embun beku dihasilkan, yaitu lapisan kecil atau jarum dalam pecahan kecil es. Ini terjadi dengan pengendapan langsung uap air pada permukaan, bukan oleh presipitasi.

3. Presipitasi

Presipitasi adalah jatuhnya air yang terkondensasi dalam bentuk cair atau padat dari atmosfer ke permukaan bumi. Ketika air yang terkondensasi menumpuk di atmosfer dalam bentuk awan, beratnya bertambah, hingga tidak dapat menghindari gaya gravitasi.

Hujan

Hujan adalah presipitasi air dalam keadaan cair, menjadi sangat penting karena mendistribusikan air segar ke permukaan bumi. 91% dari air yang mengendap kembali langsung ke lautan, 9% pergi ke massa benua untuk memberi makan cekungan kembali ke laut.

Salju

Jika suhu di lapisan atas atmosfer cukup rendah, air yang terkondensasi mengkristal menjadi kepingan salju. Ketika mereka bertambah besar dan menumpuk, mereka akhirnya mengendap oleh gaya gravitasi dan menyebabkan salju turun.

Hujan es

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

4. Limpasan

Air yang mengendap dapat jatuh langsung ke badan air (kolam, sungai, danau atau laut) atau di tanah. Demikian juga, badan air dapat meluap, yaitu, bagian dari air yang terkandung lolos dari batas penahanan.

Proses ini dimana aliran air dihasilkan sebagai hasil dari limpahan 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 tanah dalam waktu tertentu tergantung pada berbagai faktor.

Misalnya, di tanah berpasir dengan partikel kasar yang meninggalkan pori-pori yang lebih besar satu sama lain, infiltrasi akan lebih tinggi. Sementara di tanah liat, yang memiliki partikel lebih halus, infiltrasinya lebih sedikit.

Lapisan tanah

Tanah terdiri dari berbagai horizon atau lapisan yang disusun satu di atas yang lain, masing-masing dengan karakteristiknya sendiri. Ada tanah yang cakrawala permukaannya atau cakrawala A sangat permeabel, sementara beberapa cakrawala bawah kurang begitu.

Jika air yang disusupi memenuhi lapisan kedap air, ia terakumulasi di atasnya atau bersirkulasi secara horizontal. Ini membentuk badan air bawah tanah atau akuifer, yang sangat penting sebagai persediaan air tawar.

Jumlah air tanah secara global diperkirakan 20 kali lebih banyak dari air permukaan bumi. Badan air inilah yang memelihara aliran dasar sungai dan menyediakan air untuk tanaman.

Mata air

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

6. Sirkulasi

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

Arus udara

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

Massa udara panas naik dari permukaan bumi ke lapisan atas atmosfer. Demikian pula, udara bergerak secara horizontal dari area bertekanan tinggi ke area bertekanan rendah.

Arus laut

Di lautan, air berada dalam gerakan sirkulasi konstan yang membentuk arus laut. Ini ditentukan oleh gerakan rotasi dan revolusi Bumi.

Sungai

Air yang jatuh di pegunungan mengalir menuruni lereng karena gravitasi mengikuti garis kontur. Dalam proses ini saluran dibentuk oleh efek erosi air itu sendiri dan disalurkan melalui itu. Dengan cara ini, aliran air terbentuk yang bisa sementara atau permanen.

Air yang membeku

Bagian dari air yang mengendap di bumi tidak bersirkulasi, karena tetap bergerak dalam bentuk es. Di air laut, titik beku di bawah 0 ºC karena kandungan garam yang tinggi (umumnya pada -2 ºC).

Di sisi lain, jika tidak ada partikel yang menempel di air, titik beku menurun menjadi -42 ºC.

Manfaat siklus air

Cairan vital

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

Siklus air, melalui curah hujan dan melalui sungai, danau dan akuifer bawah tanah, memasok air yang dibutuhkan untuk kehidupan. Produksi utama melalui fotosintesis adalah proses yang menjamin transformasi energi matahari menjadi energi yang bermanfaat bagi kehidupan.

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

Pengaturan suhu

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

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

Pengolahan air

Air saat penguapan membebaskan dirinya dari kontaminan dan garam terlarut, jadi ketika mengendapnya adalah air segar dan relatif murni. Namun, ada gas dan partikel polutan di atmosfer sebagai akibat dari aktivitas manusia yang dapat mempengaruhi kualitasnya.

Peristiwa iklim

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

Dampak negatif siklus air

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

Pencucian

Ini terdiri dari mencuci atau menyeret nutrisi yang ada di tanah karena efek pelarut air infiltrasi. Di tanah pertanian dengan sedikit kapasitas untuk mempertahankan nutrisi, fenomena ini menyebabkan pemiskinan tanah.

Erosi

Ini adalah hilangnya tanah atau keausan batu karena aksi mekanis angin atau air. Air limpasan memiliki daya erosi tanah dan batu yang tinggi, tergantung pada karakteristik struktural dan mineralogikanya.

Di tanah terbuka dengan lereng curam yang terletak di daerah curah hujan tinggi, erosi tinggi. Hilangnya tanah karena penyebab ini memiliki dampak ekonomi yang tinggi pada produksi pangan.

Bencana sosial-alam

Hujan deras, serta salju lebat dan hujan es lebat, dapat menyebabkan dampak negatif besar pada struktur manusia dan komunitas. Dengan cara yang sama, luapan sungai dan ketinggian permukaan laut menghasilkan banjir di daerah berpenduduk dan daerah budidaya.

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

Tinggalkan Balasan

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