Siklus air atau siklus hidrologi adalah serangkaian proses di mana air terus-menerus berubah keadaan, didistribusikan ke seluruh atmosfer dan di permukaan bumi. Ini adalah proses yang telah berlangsung terus-menerus selama miliaran tahun, dan sebagian bertanggung jawab untuk membuat bumi menjadi tempat yang layak huni.
Selama siklus, air dari permukaan bumi menguap dan kemudian didistribusikan melalui atmosfer, kembali ke permukaan dengan pengendapan sebagai hujan atau salju. Setelah kembali ke permukaan, ia dapat tetap sebagai air permukaan atau saluran pembuangan, dan di daerah kutub, ia juga dapat tetap berada di permukaan sebagai salju atau es.
Distribusi air di planet ini
Air di darat dapat, pertama, diklasifikasikan sebagai atmosfer (uap air dan partikel air tersuspensi), permukaan (sungai, lautan, laut, dll.) atau bawah tanah (akuifer, air tanah). Dari jumlah tersebut, diperkirakan sekitar 97,5% merupakan air asin yang tersebar di antara perairan samudera dan laut. Hanya 2,5% dari total air di bumi yang segar.
Dari 2,5% ini, sekitar 69,5% ditemukan dalam bentuk salju atau es di daerah kutub, 30,1% lainnya di akuifer dan 0,4% sisanya sebagian air permukaan dan atmosfer. Di sini, 67,4% air permukaan adalah danau, 1,6% sungai, 8,5% lahan basah, 12,2% terdiri dari kelembaban tanah, 0,8% ditemukan pada makhluk hidup dan 9,5% dalam komposisi atmosfer.
Selama transformasi fisik yang dialami air selama siklus hidrologi, air berpindah dari salah satu kategori ini ke kategori lain: dari akuifer ke permukaan dan dari permukaan ke atmosfer, dan kemudian mengendap. Hal yang paling mencolok di sini adalah bahwa meskipun air selalu bergerak, proporsi penyebarannya di bumi cenderung tetap konstan dari waktu ke waktu.
Pondasi fisik
Mesin siklus air, seperti sebagian besar proses alami di bumi, adalah matahari. Radiasi yang masuk memanaskan air permukaan yang menghasilkan uap air, kemudian sistem atmosfer bertugas mendistribusikan panas atmosfer dengan gerakan udara, sehingga mengangkut uap air, melalui awan dan uap air, ke berbagai wilayah di bumi.
Selain itu, ada efek gravitasi, air akan selalu mencari tempat terendah. Karena itu, aliran air selalu dibuat di atas tanah dengan kemiringan. Ini juga alasan mengapa ada akuifer: ketika air permukaan ditemukan di tanah berpori dan permeabel, air merembes dan tetap tersimpan di area bawah tanah.
Ada banyak faktor lain yang merupakan bagian dari mekanika siklus hidrologi, seperti kelangkaan atau tidak adanya sinar matahari di lintang tinggi yang memungkinkan pemadatan air, atau pecahnya gelombang yang bertanggung jawab untuk menghasilkan sejumlah besar aerosol, membuat partikel air berpindah dari laut ke atmosfer.
Fase siklus air
Siklus air berjalan memalui serangkaian proses dalam beberapa tahapan berikut ini:
1- Penguapan:
Juga disebut evaporasi mungkin salah satu fase terpenting dari siklus. Penguapan adalah perjalanan air dari keadaan cair ke keadaan gas pada suhu kamar. Diperkirakan 90% kelembaban di atmosfer berasal dari proses ini, 10% lainnya berasal dari transpirasi tanaman.
Karena lautan setara dengan sekitar 70% dari permukaan bumi, maka diperkirakan bahwa sejumlah besar air atmosfer akan datang dari sini. Namun, di darat, panas yang diberikan matahari ke permukaan menyebabkan kelembaban tanah menguap, dan juga menyebabkan transpirasi tanaman, sehingga menimbulkan parameter yang disebut evapotranspirasi, yang merupakan pertimbangan kedua proses sebagai satu proses yang unik. .
Proses yang aneh mengenai penguapan adalah bahwa ketika salah satu belahan bumi berada dalam periode musim dingin, ia memiliki angin yang lebih kencang. Ini menghasilkan efek geser angin di permukaan laut, menghasilkan gesekan dan menyebabkan air menguap.
Proses sublimasi dan pengendapan yang terjadi di daerah kutub dan di daerah pegunungan dan pegunungan juga diperhitungkan. Di sana, kondisi atmosfer memungkinkan air berpindah dari keadaan padat, salju atau es, menjadi uap air secara langsung dan sebaliknya.
2- Kondensasi:
Radiasi matahari yang mencapai permukaan menyebabkannya menaikkan suhunya. Kemudian, panas yang memancar dari tanah menghangatkan atmosfer, sehingga suhu lingkungan menurun seiring bertambahnya ketinggian, karena jarak diambil dari sumber panas.
Jadi, uap air, yang wujud gasnya karena memperoleh panas, kehilangannya saat memasuki lingkungan yang lebih dingin, memaksanya untuk kembali ke wujud cair. Namun, agar kondensasi terjadi, diperlukan permukaan tempat air dapat mengendap.
Di sinilah partikel tersuspensi di atmosfer yang disebut inti kondensasi mengambil relevansi, di mana air mengembun. Dalam kasus di mana ini tidak ada, air tidak dapat mengembun. Akibatnya, karena konglomerasi partikel air tersuspensi di troposfer tengah dan atas, awan muncul di langit.
3- Presipitasi :
Setelah awan terbentuk, presipitasi dapat terjadi dengan cara yang berbeda; namun, dapat dikatakan bahwa proses ini terdiri dari keluarnya air yang terkandung di dalam awan.
Ketika partikel air di atmosfer mencapai ukuran yang cukup besar, karena efek gravitasi, mereka jatuh (endapan). Ada kasus di mana tetesan air, meskipun berhasil mengendap, tetap relatif kecil dan akhirnya menguap selama jatuh karena gesekan dengan udara, menjadi air atmosfer lagi.
Di sisi lain, selama badai, ada aliran udara ke atas di dalam awan. Ini berarti bahwa beberapa tetes tidak dapat mengendap, dan ditambah dengan fakta bahwa bagian dalam awan badai biasanya cukup dingin, tetesan yang mengendap memiliki cukup waktu untuk memadat dan ketika mereka mengendap, mereka melakukannya dalam bentuk hujan es.
Sehubungan dengan salju, ini dibentuk oleh pengendapan uap air. Kristal-kristal es kecil terkonglomerat dengan cara fraktal dan ketika mereka bertambah berat, mereka mengendap. Untuk ini, suhu antara 2 ° C dan 0 ° C diperlukan, di samping nilai optimal kelembaban relatif di lingkungan.
4- Infiltrasi:
Ketika presipitasi terjadi di tanah dengan permukaan berpori, air dapat menyusup ke dalamnya dan mencapai daerah yang dalam hingga mencapai lapisan bawah tanah yang kedap air. Terkadang level ini biasanya berada di dekat permukaan atau di level yang lebih dalam. Lapisan air yang dibentuk oleh air tanah disebut water table.
5- Sirkulasi bawah tanah:
Setelah air yang diendapkan menyusup dan permukaan air terbentuk, air bawah tanah terus bergerak. Gerakan ini biasanya terjadi dalam dua cara; air bergerak ke daerah yang lebih rendah atau dapat naik ke permukaan karena efek kapiler, fenomena fisik di mana cairan naik melalui bahan berpori karena kekuatan adhesi dan kohesi. Air tanah cenderung stagnan di beberapa titik di tabel air atau bersirkulasi ke arteri air seperti danau, sungai, atau laut.
6- Limpasan:
Limpasan adalah sirkulasi air di atas tanah yang bukan merupakan anak sungai. Hal ini terjadi ketika curah hujan melebihi jumlah air yang dapat diserap oleh tanah menghasilkan kelebihan air di permukaan atau yang mengendap di tanah yang kedap air, oleh karena itu arus air dihasilkan yang jalurnya terjadi dengan kemiringan tanah.
Hal ini banyak terjadi di jalan-jalan kota, karena perkerasan jalan dianggap kedap air, sehingga air tidak dapat menembus permukaannya sehingga menimbulkan lapisan air permukaan yang menghasilkan aliran air.
Limpasan merupakan faktor yang cukup penting dalam konservasi tanah dan agronomi, karena aliran air menghasilkan gaya hambat yang membawa serta lapisan tipis permukaan tanah, yang memiliki karakterisasi mineral dan bahan biologis yang berkembang dalam jangka waktu yang cukup lama.
Kadang-kadang menyeret memiliki efek yang merugikan, karena penghapusan lapisan ini menyebabkan erosi tanah. Dalam kasus tanaman, jika tarikannya cukup kuat, ia dapat membawa pergi tanaman yang akarnya tidak terlalu dalam, terutama berbahaya bagi tanaman yang lebih muda.
8- Pemadatan:
Seperti yang telah dijelaskan di bagian presipitasi, pada dataran tinggi dimungkinkan untuk menemukan kondisi optimal untuk pemadatan air (transisi dari cair ke padat). Bentuk lain dari pemadatan yang ditemukan di alam adalah yang terjadi di daerah lintang tinggi, di atas 60 ° di kedua belahan bumi.
Di sana, sedikit radiasi matahari yang datang menyebabkan defisit panas; Dengan ini, suhu yang sangat rendah tercapai, menyebabkan kelembaban di lingkungan dan sebagian air permukaan membeku. Alasan mengapa gletser dan lapisan es mengandung air tawar adalah karena proses pemadatan hanya melibatkan air “murni”, meninggalkan garam di bagian cair yang tersisa.
9- Fusi:
Fusi adalah perjalanan air dari padat ke cair. Dalam kasus presipitasi, itu terjadi karena gesekan hidrometeor padat dengan udara, dan juga karena suhunya lebih tinggi daripada yang ditemukan di dalam awan badai.
Sehubungan dengan air padat di permukaan, ini terjadi karena peningkatan suhu sekitar, dengan ini, di daerah kutub, lapisan es dan sebagian gletser terlepas dan dibawa oleh arus ke garis lintang yang lebih rendah.
Pentingnya siklus air
Salah satu peran utama dari siklus hidrologi adalah pengangkutan uap air ke berbagai wilayah di bumi. Ini memiliki hubungan yang sangat erat dengan keseimbangan energi bumi. Daerah tropis, jalur antara 30° utara dan selatan, memiliki surplus energi karena adanya jumlah radiasi matahari yang paling tinggi.
Kelebihan energi ini menimbulkan sirkulasi atmosfer yang mendistribusikan kelembaban yang ada di atmosfer. Selain itu, radiasi berlebih di zona khatulistiwa menghasilkan kenaikan konstan perairan dalam karena penguapan air yang terus menerus di permukaan laut.
Ini, bersama dengan rotasi bumi, menimbulkan arus laut yang, selain mengangkut panas, mengangkut sifat fisik dan nutrisi lain yang membantu fauna laut. Arus laut tertentu membawa air hangat dari khatulistiwa ke kutub, dan sebaliknya, ada arus yang membawa air dingin dari daerah kutub ke khatulistiwa, berusaha untuk “menyegarkan” daerah yang lebih hangat.
Kesimpulan
Penguapan mengubah air permukaan menjadi air atmosfer. Ini dapat dibawa oleh angin sebagai kelembaban atau dapat mencapai ketinggian tinggi menjadi awan melalui kondensasi. Dengan demikian, air mencapai daratan ketika mengendap dan dengan cara ini memberikan kelembaban di tanah, membantu pembentukan flora dan fauna lokal.
Baik air tanah maupun air yang terkandung dalam gletser dapat dilihat sebagai reservoir air, sedangkan limpasan dan arus bawah tanah dapat dipahami sebagai mekanisme yang digunakan air untuk bergabung dengan saluran air dan dengan demikian menjadi bagian dari perairan laut.