Seperti yang kita ketahui, air merupakan salah satu sumber daya yang sangat penting bagi kehidupan di bumi. Tidak cuma bagi insan, namun untuk makhluk hidup secara keseluruhan. Secara alami, air mempunyai sistem daur yang disebut siklus hidrologi.
Lalu, apa yang dimaksud siklus air atau siklus hidrologi itu? Simak pembahasannya berikut ini.
Pengertian Siklus Hidrologi
Siklus air atau bisa juga disebut dengan siklus hidrologi ialah suatu siklus yang terjadi di lingkungan perairan. Siklus ini akan terus berlangsung dan tidak akan berhenti. Proses air dari atmosfer yang turun ke bumi dalam bentuk hujan atau salju, lalu akan kembali lagi ke atmosfer secara berulang terus menerus.
Siklus hidrologi juga ialah bagian dari siklus biogeokimia, selain siklus karbon dan oksigen, siklus nitrogen, siklus welirang dan siklus fosfor.
Ditinjau dari segi bahasa, bergotong-royong hidrologi memiliki arti “ilmu air” yang diambil dari bahasa Yunani. Makna secara harfiah, hidrologi yaitu cabang dari ilmu geografi yang mempelajari ilmu pergerakan air atau siklus air. Sedangkan hidrosfer yaitu seluruh lapisan air yang ada di permukaan bumi, baik berupa padat, cair, ataupun gas.
Ilmu hidrologi juga mempelajari tentang kualitas air, seperti kelayakan untuk dimakan dan juga mempelajari distribusi air di bumi. Pembagian ilmu hidrologi yakni selaku berikut:
- Geohidrologi, yaitu cabang ilmu hidrologi yang membicarakan tentang air yang berada di dalam tanah
- Hidrometeorologi, yaitu cabang ilmu hidrologi yang membicarakan ihwal air berwujud gas di udara
- Potamologi, adalah cabang ilmu hidrologi yang membicarakan ihwal pemikiran air utamanya pemikiran di permukaan
- Limnologi, yakni cabang ilmu hidrologi yang mempelajari ihwal permukaan air yang tenang seperti danau
- Kriologi, yaitu cabang ilmu hidrologi yang mempelajari tentang air dalam wujud padat mirip salju dan es
Adanya siklus hidrologi tidak cuma mempertahankan ketersediaan air, melainkan juga menjaga intensitas hujan, menjaga suhu dan cuaca di bumi biar tetap terstruktur. Adanya siklus air turut berperan dalam membantu ekosistem supaya tetap sebanding.
Siklus Hidrologi
Secara sederhana, proses siklus air akan lewat tahap pertama yakni air mengalami penguapan ke atmosfer. Kemudian, air dalam bentuk gas tersebut akan membentuk awan.
Setelah itu, air dalam bentuk awan akan kembali turun ke bumi, dimana kita mengenalnya selaku hujan, baik berbentuk hujan air, hujan salju atau hujan es.
Setelah air kembali ke bumi, maka air akan masuk atau meresap ke dalam tanah dengan arah vertikal maupun horisontal. Dilanjutkan dengan kembali hadirnya air ke permukaan, mirip sungai atau danau.
Tahap Siklus Air
Untuk lebih jelasnya, siklus hidrologi memiliki 9 tahapan yang dapat dijelaskan sebagai berikut:
1. Evaporasi
Siklus air yang pertama dimulai dengan proses evaporasi atau pengupan. Penguapan yakni proses pergeseran molekul cair menjadi molekul gas. Proses penguapan ini dibantu secara alami oleh panas matahari. Sinar matahari yang menyinari tanah, sungai, danau, dan laut akan menyebabkan air menjadi uap air dan menguap ke atmosfer.
2. Transpirasi
Selain penguapan air secara eksklusif, tanaman dan binatang juga melangsungkan penguapan. Proses ini dinamakan transpirasi. Tumbuhan menyerap air lewat akar, kemudian dipakai untuk proses fotosintesis, kemudian uap air dikeluarkan lewat stomata.
Sedangkan pada binatang, penguapan mampu terjadi saat hewan mengonsumsi air kemudian melaksanakan pernapasan yang menciptakan uap air.
3. Evapotranspirasi
Gabungan antara evaporasi dan transpirasi disebut evapotranspirasi. Jadi, evepotranspirasi ialah penguapan air yang terjadi di permukaan bumi.
4. Sublimasi
Di wilayah kutub, baik kutub utara dan selatan, serta wilayah yang banyak terdapat lapisan es akan mengalami proses sublimasi. Sublimasi ialah insiden berubahnya es menjadi uap air tanpa menjadi zat cair apalagi dulu.
5. Kondensasi
Kondensasi ialah proses berubahnya uap air menjadi cairan. Fase ini terjadi jika uap air yang naik menuju atmosfer berada pada titik tertentu, kemudian menjelma titik-titik air. Titik-titik air inilah yang menjadi awan bila berkumpul di udara. Semakin banyak kumpulan titik-titik air, maka akan menimbulkan awan tebal dan hitam.
6. Adveksi
Awan yang telah terbentuk pada fase sebelumnya akan berpindah menuju lokasi lain karena efek angin dan perbedaan tekanan udara. Makara, adveksi ini adalah proses berpindahnya awan. Adveksi menimbulkan awan-awan menyebar dan berpindah daerah. Misalnya awan di kawasan lautan berpindah ke daerah daratan.
7. Presipitasi
Awan yang terbuat dari titi-titik air dan sudah melawati fase adveksi, kemudian akan mengalamki fase presipitasi. Presipitasi adalah proses turunnya hujan atau proses mencairnya awan akibat suhu udara yang tinggi.
8. Run Off
Peristiwa hujan yang jatuh ke permukaan bumi dan terjadi di wilayah dataran tinggi, misalnya hujan di daerah hulu sungai. Akan menjadikan air mengalir ke daratan yang lebih rendah, sehingga proses Run Off dapat diartikan yakni proses bergeraknya air.
9. Infiltrasi
Air hujan yang jatuh ke permukaan bumi tidak semuanya langsung menuju ke danau, sungai, dan lautan. Maka dari itu, air yang masuk ke dalam pori-pori tanah dan menjadi air tanah ini disebut fase infiltrasi. Kemudian sesudah itu, air akan kembali ke siklus awal hidrologi adalah evaporasi dan seterusnya.
Macam Daur Air
Siklus air dibagi menjadi 3 macam, pembagian tersebut berdasarkan panjang pendeknya siklus hidrologi antara lain siklus pendek, sedang dan panjang.
a. Siklus Hidrologi Pendek
Pada siklus air pendek, fase adveksi tidak akan dilalui. Molekul cair yang telah berubah menjadi uap akan eksklusif turun menjadi hujan di wilayah bahari. Dapat dibilang siklus hidrologi pendek dikarenakan air bahari yang menguap karena terkena sinar matahari.
Air laut yang menguap akan menjadi molekul uap. Seteleh itu akan melewati tahap kondensasi atau pembentukan partikel es di awan. Kemudian diakhiri dengan turunnya hujan diatas permukaan maritim. Siklus ini akan kembali berulang secara terus menerus.
b. Siklus Hidrologi Sedang
Siklus air sedang ialah siklus yang biasanya terjadi di kawasan Indonesia. Tidak seperti pada siklus hidrologi pendek, pada siklus hidrologi panjang tahap adveksi akan tetap dilalui. Siklus ini akan mengakibatkan turunnya hujan di daratan dan air hujan tersebut akan kembali ke badan air.
Tahap pertama dari siklus air sedang yakni tahap evaporasi yang berasal dari tubuh air. Kemudian air akan berubah menjadi molekul uap dan menguap ke atmosfer sebab dampak terik sinar matahari. Setelah itu, uap akan bergerak karena mengalami fase adveksi sehingga menuju ke daratan.
Pada keadaan atmosfer daratan, uap air tersebut akan berubah menjadi awan dan dilanjutkan dengan turunnya hujan di wilayah daratan. Air hujan yang turun tersebut akan mengalamu fase run off atau limpasan, kemudian bergerak melalui jalur-jalur air dan kembali ke lautan.
c. Siklus Hidrologi Panjang
Selain siklus air pendek dan sedang, masih terdapat satu siklus lagi, yaitu siklus hidrologi panjang. Siklus air panjang ini lazimnya terjadi di daerah pegunungan dan daerah dengan iklim sub tropis. Ciri dari siklus panjang ini yaitu peristiwa awan yang tidak eksklusif turun menjadi hujan.
Siklus ini diawali dengan fase evaporasi atau penguapan yang terjadi di lautan, dimana air berkembang menjadi molekul-molekul gas. Setelah itu akan melewati tahap sublimasi. Pembentukan awan yang mengandung kristal es akan terjadi, lalu dilanjutkan dengan tahap adveksi dimana awan akan berpindah titik.
Pada tahap adveksi tersebut, awan yang mengandung kristal es akan menuju ke wilayah daratan dan mengalami fase presipitasi. Setelah fase ini maka awan akan berkembang menjadi hujan. Namun hujan yang turun berupa salsju dan terakumulasi membentuk gletser.
Gletser yang berada didaratan tersebut akan mencair alasannya imbas kenaikan suhu dan tekanan. Gletser yang mencair tersebut akan menuju aliran sungai dan mengarah ke lautan. Kemudian siklus hidrologi panjang akan bermula kembali.
Manfaat Siklus Air
Daur air ialah siklus alami yang menawarkan faedah bagi seluruh komponen di bumi. Beriktu ini yaitu fungsi dan kegunaan siklus hidrologi, ialah:
a. Wash Biosfer
Biosfer ialah kawasan hidup makhluk hidup meliputi tumbuhan, hean dan manusia. Biosfer berisikan litosfer (batuan atau daratan), hidrosfer (air) serta atmosfer (udara). Proses hidrologi melalui tiga lapisan tersebut dan air menjadi pelarut universal yang sangat baik. Seluruh komponen yang dilalui akan larut oleh air kecuali minyak. Siklus air pertama kali dimulai dari penguapan sumber air, seperti sungai, bahari, danau dan sebagainya.
Penguapan tersebut mengalami tahapan tertentu sehingga menciptakan air bersih berbentukhujan. Air hujan tersebut menjadi materi dasar untuk mencuci biosfer. Dalam perjalanannya menuju atmosfer, air akan melarutkan partikel debu, gas (NOx, SOx), aerosol, fume, fog dan sebagainya termasuk saat air menjadi titik air atau awan presipitasi. Semua yang ada di atmosfer dapat terlalut dan terikat dalam air untuk kembali ke permukaan bumi.
Awan di atmosfer yakni air bermuatan listrik sehingga jikalau terjadi pertemuan dengan yang lainnya akan menyebabkan kilat atau petir. Petir ialah keadaan yang bermanfaat untuk terjadinya fiksasi yang membentuk N2 yang memiliki kegunaan untuk siklus nitrogen.
Salah satu tahap siklus hidrologi yaitu turunnya hujan. Sebelum meraih bumi, air hujan akan mengenai dendaunan yang tertutup partikel bubuk dalam berbagai keadaan lingkungan. Secara alami daun-daun tersebut akan tercuci dan terbilan sehingga mampu melaksanakan fungsi fotosintesis sempurna, stomata terbuka, serta penguapan tidak terusik. Air hujan juga bermanfat untuk membersihkan atap tumah dan lingkungan kebanyakan.
b. Water Move Position
Air di bumi selalu stabil jumlahnya dan tidak mengalami pengurangan maupun penambahan. Ketersediaan air hanya ditentukan oleh posisi dan kualitasnya yang berubah. Secara keseluruhan total air di bumi yakni 1.362.000.000 km3 yang berisikan samudera 97,2%, es atau gletser 2,15%, air tanah 0,61%, air permukaan 0,05%, danau air tawar 0,0009%, danau air asin 0,008, sungai, atmosfer dan sebagainya 0,073%).
Dari jumlah tersebut air yang secara langung dimanfaatkan cuma sekitar 2,8%. Menurut teori seluruh air di bumi kondisinya statis, tetapi alasannya adalah aspek panas matahari, panas bumi, perbedaan ketinggian, maka menyebabkan air bergerak dan membentuk siklus hidrologi.
Adanya daur air secara eksklusif memutar atau memindahkan air dari banyak sekali tempat. Air yang awalnya di daratan dan lautan akan berpindah ke udara dan kembali turun ke daratan dan lautan. Pada masing-masih tahapan tersebut, air memiliki faedah berlainan-beda tergantung kesanggupan manusia mendayagunakannya.
Jumlah air yang tersirkulasi hanya sekitar 521.000 km3 per tahun atay 0,038% dari total air di dunia. Sirkulasi tersebut terbagi pada proses evaporasi atau penguapan lautan sebanyak 84% dan daratan sebanyak 16%. Akan namun ketika presipitasi jatuh ke bumi, pembagiannya menjadi 80% ke lautan dan 20% ke daratan. Porisu evaporasi dan presipitasi di daratan terdapat selisih 6% atau sekitar 31.250 km3 per tahun.
c. Water Supply
Sirkulasi air dalam siklus hidrologi cuma berjumlah 521.000 km3 per tahun atau sama dengan 1,427.1015 liter per hari. Jika bumi dihuni oleh 6 milyar orang dengan keperluan 200 liter per hari, maka membutuhan 1,2.1012 liter per hari.
Jika dibandingkan maka terdapat keunggulan air yang mampu dimanfaatkan oleh tanaman dan hewan. Jumlahnya tidak akan mengusik keadaan air yang mengalir di sungai, air tanah, danau dan lautan. Dalam siklus ini, air akan melalui berbagai kawasan, seperti daratan meliputi permukaan atau dibawah permukaan tanah.
Berdasarkan perkiraan tersebut maka jumlah air sanga memadai untuk kebutuhan manusia, hewan dan flora. Akan namun mutu air antar kawasan dapat berlainan, berikut pula dengan kuantitasnya.
Masyarakat yang tinggal di pegunungan tak perlu mencari air ke lautan dan cukup menanti hujan atau aliran permukaan untuk menyanggupi kebutuhan hidup. Bagi masyarakat perkotaan yang tinggal di daerah datar dapat mengambil air tanah dan menjernihkan air permukaan. Oleh karena itu, keperluan air akan tercukup dengan baik dari sisi jumlah dan lokasinya.
d. Resource Life
Air merupakan kebutuhan mutlak seluruh makhluk hidup. Tanpa air tidak mungkin ada kehidupan di bumi. Air terbentuk diawali dari bumi yang mendingin dan mengkerut, kemudian membentuk air yang mengisi keriput-keriput bumi.
Titik air terbentuk melalui aktifitas gunung berapi. Pada ketika itu air masih tawar dan belum ada kehidupan. Kemudian alasannya ada sinar matahari, panas bumi dan sifat air maka terjadi penguapan, awan, hujan, air tanah, sungai, danau dan lautan.
Kehidupan disangka pertama kali terbentu daria danya petir akibat hasil pertemua dua awan yang perihal permukaan air tawar, sinar ultraviolet, paans dan sinar radiasi. Selanjutnya mulai terbentuk komponen-unsur kehidupan dan muncul makhluk hidup sederhana di perairan tawar. Setelah itu makhluk tersebut mengalami evolusi yang membentuk aneka macam mahluk hidup seperti ketika ini.
Suatu mikroorganisme tidak akan berkembang dalam keadaan kering tanpa air. Bahkan pada litosfer yang kondisinya kering, maka dipastikan kehidupan akan berjalan lambat, kurang acara, lambat berkembang. Sehingga dapat ditarik kesimpulan kalau kehidupan akan terbentuk kalau terdapat bagian air.
e. Sumber Energi
Siklus air memungkinkan air hujan jatuh ke dataran tinggi atau pegunungan. Akibat dampak gravitasi maka air akan mengalir ke tempat yang lebih rendah. Perbedaan ketinggian daratan akan dilalui air dengan kekuatan yang berlawanan-beda. Semakin tinggi sumber air menuju lokasi rendah maka kekuatannya akan kian besar.
Kekuatan tersebut dapat dimanfaat selaku sumber energi secara berkelanjutan. Misalnya untuk memutar kincir hingga memutar turbin untuk menciptakan energi listrik.
f. Wisata
Kberadaan air memperlihatkan dampak terhadap bentangan alam, contohnya kabut di pegunungan, gerojokan, awan tebal, gerimis, danau, aliran sungai, sungai bawah tanah, stalaktit dan stalakmit, mata air, sumur artesis, dan gelombang laut. Kondisi tersebut terbentuk oleh siklus hidrologi yang sudah berlangsung ribuan tahun dan bisa dijadikan obyek rekreasi menawan.
Dampak Kegiatan Manusia Pada Siklus Air
Seluruh aktivitas insan mampu berpengaruh pada siklus air. Aktivitas negatif tersebut mampu menawarkan akibat jelek, antara lain:
a. Penebangan Hutan
Penyusutan kawasan hutan secara berlebihan akan mempunyai dampak pada area resapan air ke dalam tanah. Hutan dengan kondisi botak tidak akan efektif menyerap air sehingga kalau hujan turun maka air akan pribadi menuju ke lautan. Karena tidak ada area resapan maka lapisan atas tanah (humus) akan terkikis dan laurt dalam air.
Lapisan tanah yang terbuka akan mengakibatkan kapasitas intersepsi hujan menurun drastis. Air hujan akan eksklusif memukul permuakaan tanah dan memcahkan matriks tanah menjadi partikel kecil.
Partikel-partikel tanah tersebur akan menutup pori tanah dan memadatkan permukaan tanah, sehingga kapasitas infiltrasi menurun. Kapasitas infiltrasi yang turun akan menciptakan jumlah pemikiran permukaan berkembangdan total ajaran air menuju ke bawah permukaan untuk mengisi air tanag menyusut. Aliran permukaan mampu menggerus partikel permukaan dan mengangkutnya ke daerah lain sebagai bagian dari proses erosi tanah.
b. Pemukiman
Pertambahan masyarakatdunia pastinya akan menambah keperluan tempat tinggal. Jika pembangunan ini tidak mengamati faktor lahan serapan air maka tanah akan tertutup oleh perumahan, jalan, semen dan beton.
c. Manipulasi Skala Besar
Pembangunan dalam skala besar terkait air mampu kuat terhadap siklus hidrologi. Contohnya ialah mengganti pola global debit sungai, pergeseran salinitas laut, serta perubahan biofisik permukaan tanah dapat mempunyai pengaruh buruk. Kegiatan manusia berhubungan aliran sungai dan vegetasi kering bahkan telah meminimalkan limpasan sungai sekitar 324 km per tahun.
Penurunan tempat limpasan tersebut menurunkan permukaan laur sekitar 0,8 mm per tahun. Angka tersebut mewakili fraksi signifikan dari peningkatan permukaan laut yang diperhatikan dari 1-2 mm per tahun yang berlawanan arah. Sehingga kalau tidak alasannya adalah manipulasi insan, maka permukaan bahari akan naik lebih cepat dari kondisi ketika ini.
d. Pembukaan Lahan Hutan
Kawasan hutan yang dimanfaatkan untuk tujuan ekonomi, bisnis dan sosial masyarakat dapat mengakibatkan efek negatif. Umumnya pembukaan lahan hutan digunakan untuk lahan industri, perumahan, pertanian dan perkebunan yang mengakibatkan area resapan air berkurang.
e. Penggunaan Zat Kimia
Zat kmia yang dipakai insan di lingkungan akan lepas ke udara dan mencemari tanah. Hal ini kuat kepada kandungan air hujan yang turun ke bumi. Berbagai kandungan kmia akan terakumulasi besama air hujan dan mampu membahayakan makhluk hidup.
Sejarah Siklus Hidrologi
3.000 tahun lalu konsep siklus hidrologi mulai dikenalkan oleh filsuf Yunani bernama Thales dan mitra-kawannya. Berbagai pedoman perihal proses daur air mulai meningkat saat itu, dimana salah satunya yaitu anutan jikalau air bahari menuju sungai yang dirasa kurang masuk logika.
Hingga pada hasilnya pada tahun 1500-an, De Vinci dari Perancis menyatakan bahwa air sungai berasal dari air hujan yang turun. Kemudian dilanjutkan oleh Pierre Perault dan Edme Marriote pada tahun 1670 yang merilis data tentang curah hujan.
Data tersebut menyatakan bahwa curah hujan merupakan salah satu pemasok air pada fatwa sungai. Setelah itu, apda tahun 1700 kedua ilmuwan tersebut memasukkan data dari Edmun Hallet tentang jumlah air hujan dalam siklus hidrologi.
Tidak hingga disitu, perkembangan tentang siklus hidrologi terus meningkat . Pada tahun 1750, John Dalton seorang ilmuwan, fisikawan dan kimiawan menguatkan gagasan dari konsep siklus hidrologi sebelumnya. Kemudian pada tahun 1856, Henry Darcy menginformasikan teori anutan air pada media berpori.
Penelitian perihal siklus hidrologi terus berlanjut dan berfokus terhadap relasi antara jumlah air sungai denga curah hujan. Pada tahun 1904, Daniel Mead juga mengeluarkan gagasan siklus hidrologi. Hingga pada balasannya dilanjutkan dengan teori-teori gres hingga kini.
Peta Jumlah Air di Bumi
Pernahkah kita menimbang-nimbang berapa banyak jumlah air yang ada di bumi dan bagaimana cara menghitungnya?
Saat ini, telah terdapat peta yang menggambarkan jumlah air di bumi yang memungkinkan kita untuk mengkalkulasikan berapa banyak air tanah yang tersedia dan asumsi air tersebut akan habis jika dipakai secara berlebihan dan terus menerus.
Dengan menggunakan data dan penghitungan komputer, tim peneliti internasional terlah berhasil memperkirakan kurang dari 6% atau hanya 1% air di permukaan bumi yang mampu diperbaharui.
Tom Gleeson dari Universitas Victoria, Kanada sebagaiketua tim observasi menyatakan “Kita tahu bahwa kadar air di banyak akuifer sudah berkurang. Kita memakai air tanah terlalu cepat, lebih singkat dibandingkan dengan kemampuan memperbarui air.”
Penelitiannya yang diterbitkan di jurnal Nature Geoscience, memperkirakan jumlah total air tanah hampir 23 juta kubik kilometer, dimana 0,35 juta kubik di antaranya berusia kurang dari 50 tahun.
Menurut Badan Survei Geologi Amerika Serikat – United States Geological Survey (USGS), usia air tersebut beragam mulai dari beberapa bulan sampai jutaan tahun. Air tanah mampu ditemukan sedalam 9 km.
Glesson menyatakan, meski air yang ditemukan lebih akrab ke permukaan bumi dapat diperharui lebih singkat ketimbang air yang terletak di perut Bumi, air tersebut lebih rentan kepada kontaminasi dan perubahan iklim, tetapi juga bisa untuk mengatasi cuaca yang ekstrim.
Informasi lebih lanjut juga menyatakan jikalau air yang ditemukan jauh di perut bumi sering digunakan untuk pertanian dan industri. Air itu juga mungkin mengandung arsenik dan uranium dan acap kali lebih asin ketimbang air bahari.
Menurut observasi tersebut, sebagian besar air tanah didapatkan di daerah tropis dan pegunungan, dan beberapa cadangan besar terletak di Amazon Basin, Kongo, Indonesia dan sepanjang perbatasan barat Amerika Utara dan Selatan. Sedangkan cadangan air paling sedikit ada di kawasan yang gersang seperti gurun Sahara yang populer selaku kawasan kering di bumi.