HALIM el-TASADE PUBLISHING: HUJAN ANTARA MANFAAT DAN MACAMNYA

PENDAHULUAN

Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain.[1] Air menutupi hampir 71% permukaan bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil³) tersedia di bumi. Air sebagian besar terdapat di laut (air asin) dan pada lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung), akan tetapi juga dapat hadir sebagai awan, hujan, sungai, muka air tawar, danau, uap air, dan lautan es. Air dalam obyek-obyek tersebut bergerak mengikuti suatu siklus air, yaitu: melalui penguapan, hujan, dan aliran air di atas permukaan tanah (runoff, meliputi mata air, sungai, muara) menuju laut. Air bersih penting bagi kehidupan manusia. Selain di bumi, sejumlah besar air juga diperkirakan terdapat pada kutub utara dan selatan planet Mars, serta pada bulan-bulan Europa dan Enceladus. Air dapat berwujud padatan (es), cairan (air) dan gas (uap air). Air merupakan satu-satunya zat yang secara alami terdapat di permukaan bumi dalam ketiga wujudnya tersebut.

LATAR BELAKANG

Air merupakan senyawa yang paling berlimpah didalam sistem hidup dan mencakup 70% atau lebih dari bobot hampir semua bentuk kehidupan. Dapat kita lihat pada setiap sel pada organisme hidup terisi oleh air. Air merupakan medium tempat berlangsungnya transport nutrien, reaksi-reaksi enzimatis metabolisme, sel dan transfer energi kimia. Oleh karena itu, semua aspek dari struktur dan fungsi sel harus beradaptasi dengan sifat-sifat fisik dan kimia air. Selain hal tersebut disebutkan bahwa “Our planet is a very much a water planet, unique in having large amounts of liquid water the ocean on its surface. The ocean not only cover 71% of the globe, but also regulate in climate and atmosphere”.[2]

Dari pernyataan dapat dipahami bahwa planet kita adalah sebuah planet yang unik karena memiliki air yang berlimpah. Air tersebut tidak dapat kita jumpai selain di planet kita (Bumi). Samudra yang terdapat di bumi 71% tertutup oleh air yang bisa mempengaruhi iklim dan atmosfer. Pengaruh iklim bisa kita lihat pada saat proses terjadinya hujan. Butiran hujan yang membeku memunculkan adanya hujan salju. Proses terjadinya sebelumnya juga telah Allah firmankan di dalam Al-qur’an surat An-Nur ayat 43 yang berbunyi :

ﺍﻟﻡ ﺘﺭﺍﻦ ﷲ ﻴﺭﺠﻰ ﺴﺤﺎﺑﺎ ﺛﻡ ﻴﺆﻟﻒ ﺒﻳﻧﻪ ﺛﻡ ﻴﺠﻌﻟﻪ ﺭﻜﺎﻤﺎ ﻔﺗﺭﺍﻟﻭﺪﻖ ﻴﺤﺭﺞ ﻣﻥ ﺤﻼﻟﻪ ﻭﻴﻧﺰﻞ ﻣﻥﺍﻠﺴﻤﺎﺀ ﻣﻥﺟﺑﺎﻞ ﻔﻴﻬﺎ ﻣﻥﺒﺮﺪ ﻔﻴﺼﻴﺐ ﺒﻪ ﻤﻥ ﻴﺸﺎ ﺀﻭﻴﺻﺮﻔﻪ ﻋﻥ ﻤﻥﻴﺸﺎﺀ ﬞ ﯿﻜﺎﺩ ﺴﻨﺎ ﺑﺮﻗﻪ ﻴﺬﻫﺐ ﺒﺎﻻﺑﺼﺎﺮ

Artinya

"Tidaklah kamu melihat bahwa Allah mgarak awan, kemudian mengumpulkan antara (bagian-bagian)nya, kemudian menjadikannya bertindih-tindih, maka kelihatanlah olehmu hujan keluar dari celah-celahnya dan Allah (juga) menurunkan (butiran-butiran) es dari langit, (yaitu) dari (gumpalan- gumpalan awan seperti) gunung-gunung, maka ditimpakan-Nya (butiran-butiran) es itu kepada siapa yang dikehendaki-Nya dan dipalingkan-Nya dari siapa yang dikehendaki-Nya. Kilauan kilat awan itu hampir-hampir menghilangkan penglihatan." (QS.An-Nur : 43)

PEMBAHASAN

1. Sifat kimia dan fisika yang dimiliki air

INFORMASI TENTANG AIR
Nama sistematis	Air
Nama alternatif	Aqua, Dihidrogen monoksida, Hidrogen hidroksida
Rumus molekul	H₂O
Massa molar	18.0153 g/mol
Densitas dan fase	0.998 g/cm³ (cariran pada 20 °C) 0.92 g/cm³ (padatan)
Titik lebur	0 °C (273.15 K) (32 °F)
Titik didih	100 °C (373.15 K) (212 °F)
Kalor jenis	4184 J/(kg·K) (cairan pada 20 °C)

a. Sifat kimia

Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H₂O. Satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) and temperatur 273,15 K (0 °C). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik. Air sering disebut sebagai pelarut universal karena air melarutkan banyak zat kimia. Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat di bawah tekanan dan temperatur standar. Dalam bentuk ion, air dapat dideskripsikan sebagai sebuah ion hidrogen (H⁺) yang berasosiasi (berikatan) dengan sebuah ion hidroksida (OH^-). Molekul air dapat diuraikan menjadi unsur-unsur asalnya dengan mengalirinya arus listrik. Proses ini disebut elektrolisis air. Pada katoda, dua molekul air bereaksi dengan menangkap dua elektron, tereduksi menjadi gas H₂ dan ion hidrokida (OH^-). Sementara itu pada anoda, dua molekul air lain terurai menjadi gas oksigen (O₂), melepaskan 4 ion H⁺ serta mengalirkan elektron ke katoda. Ion H⁺ dan OH^- mengalami netralisasi sehingga terbentuk kembali beberapa molekul air. Reaksi keseluruhan yang setara dari elektrolisis air dapat dituliskan sebagai berikut.

Gas hidrogen dan oksigen yang dihasilkan dari reaksi ini membentuk gelembung pada elektroda dan dapat dikumpulkan. Prinsip ini kemudian dimanfaatkan untuk menghasilkan hidrogen dan hidrogen peroksida (H₂O₂) yang dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan hidrogen.

b. Sifat fisika

Air adalah pelarut yang kuat, melarutkan banyak jenis zat kimia. Zat-zat yang bercampur dan larut dengan baik dalam air (misalnya garam-garam) disebut sebagai zat-zat "hidrofilik" (pencinta air), dan zat-zat yang tidak mudah tercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak), disebut sebagai zat-zat "hidrofobik" (takut-air). Air mempunyai titik lebur, titik didih, dan panas penguapan yang lebih tinggi dibandingkan dengan hampir semua cairan yang biasa dijumpai pada hampir semua cairan. Ini menunjukkan bahwa adanya gaya tarik menarik diantara molekul-molekul air yang berdekatan, yang memberikan air gaya kohesi internal yang tinggi. Sebagai contoh, panas penguapan merupakan ukuran langsung dari jumlah energi yang dubutuhkan untuk mengalahkan gaya tarik-menarik diantara molekul air yang berdekatan, sehingga molekul tersebut dapat saling berpisah dan masuk ke fase gas.[3]

Kelarutan suatu zat dalam air ditentukan oleh dapat tidaknya zat tersebut menandingi kekuatan gaya tarik-menarik listrik (gaya intermolekul dipol-dipol) antara molekul-molekul air. Jika suatu zat tidak mampu menandingi gaya tarik-menarik antar molekul air, molekul-molekul zat tersebut tidak larut dan akan mengendap dalam air. Air menempel pada sesamanya (kohesi) karena air bersifat polar. Air memiliki sejumlah muatan parsial negatif (σ-) dekat atom oksigen akibat pasangan elektron yang (hampir) tidak digunakan bersama, dan sejumlah muatan parsial positif (σ+) dekat atom oksigen. Dalam air hal ini terjadi karena atom oksigen bersifat lebih elektronegatif dibandingkan atom hidrogen—yang berarti, ia (atom oksigen) memiliki lebih kekuatan tarik pada elektron-elektron yang dimiliki bersama dalam molekul, menarik elektron-elektron lebih dekat ke arahnya (juga berarti menarik muatan negatif elektron-elektron tersebut) dan membuat daerah di sekitar atom oksigen bermuatan lebih negatif ketimbang daerah-daerah di sekitar kedua atom hidrogen. Air memiliki pula sifat adhesi yang tinggi disebabkan oleh sifat alami kepolarannya.

2. Pengertian hujan

Hujan merupakan salah satu bentuk prespitasi. Prespitasi adalah semua jenis cairan yang berasal dari atmosfer. Prespitasi mencakup hujan, salju, gerimis, hujan butiran es (sleet), dan hujan es (hail). Hujan terbentuk apabila titik air yang terpisah jatuh ke bumi dari awan. Tidak semua air hujan sampai ke permukaan bumi karena sebagian menguap ketika jatuh melalui udara kering. Hujan jenis ini disebut sebagai virga. Hujan memainkan peranan penting dalam siklus hidrologi. Lembaban dari laut menguap, berubah menjadi awan, terkumpul menjadi awan mendung, lalu turun kembali ke bumi, dan akhirnya kembali ke laut melalui sungai dan anak sungai untuk mengulangi daur ulang itu semula.

3. Jenis-jenis hujan

a. Berdasarkan ukuran butirnya

(1.) Hujan gerimis, diameter butirannya kurang dari 0,5 mm

(2.) Hujan salju, terdiri dari kristal-kristal es yang suhunya berada dibawah 0° celsius

(3.) Hujan batu es, curahan batu es yang turun dalam cuaca panas dari awan yang suhunya dibawah 0° celsius, sebagian besar hujan es lebarnya 5-50 mm (¹/_{4 –}2 inchi), namun beberapa ada pula yang sebesar jeruk.[4]

(4.) Hujan deras / rain, curahan air yang turun dari awan dengan suhu diatas 0° celsius dengan diameter ±7 mm.

b. Berdasarkan terjadinya, hujan dibedakan menjadi

(1.) Hujan siklonal

(2.) Hujan zenithal

(3.) Hujan orografis

(4.) Hujan frontal

(5.) Hujan muson, yaitu hujan yang terjadi karena udara panas yang naik disertai dengan angin berputar. yaitu hujan yang sering terjadi di daerah sekitar ekuator, akibat pertemuan Angin Pasat Timur Laut dengan Angin Pasat Tenggara.[5]

4. Proses terjadinya hujan

Hujan adalah peristiwa turunnya air dari langit ke bumi. Awal terjadinya hujan berasal dari air dari bumi seperti air laut, air sungai, air danau, air waduk, air sawah, air comberan, air susu, air jamban, air kolam, air ludah, dan lain sebagainya. Selain air yang berbentuk fisik, air yang menguap ke udara juga bisa berasal dari tubuh manusia, binatang, tumbuh-tumbuhan, serta benda-benda lain yang mengandung air. Hujan terjadi ketika butiran awan kecil di dalam awan bergabung membentuk butiran-butiran air yang lebih besar

Hujan Air

Gambar 1 . siklus air (sumber : adipedia.com)

Air pada awalnya mengalami proses penguapan atau evaporasi akibat adanya bantuan panas matahari. Air yang menguap / menjadi uap melayang ke udara dan akhirnya bergerak menuju langit yang tinggi bersama uap-uap air yang lain. Di langit yang tinggi uap tersebut mengalami proses pemadatan atau kondensasi sehingga membentuk awan. Dengan bantuan angin awan-awan tersebut dapat bergerak kesana-kemari baik vertikal, horizontal dan diagonal. Akibat angin atau udara yang bergerak pula awan-awah saling bertemu dan membesar menuju langit atau atmosfer bumi yang suhunya rendah atau dingin dan akhirnya membentuk butiran es dan air. Karena berat dan tidak mampu ditopang angin akhirnya butiran-butiran air atau es tersebut jatuh ke permukaan bumi (proses presipitasi). Karena semakin rendah suhu udara semakin tinggi maka es atau salju yang terbentuk mencair menjadi air, namun jika suhunya sangat rendah maka akan turun tetap sebagai salju. Hujan tidak hanya turun berbentuk air dan es saja, namun juga bisa berbentuk embun dan kabut. Hujan yang jatuh ke permukaan bumi jika bertemu dengan udara yang kering, sebagian ujan dapat menguap kembali ke udara. Bentuk air hujan kecil adalah hampir bulat, sedangkan yang besar lebih ceper seperti burger, dan yang lebih besar lagi berbentuk payung terjun. Hujan besar memiliki kecepatan jatuhnya air yang tinggi sehingga terkadang terasa sakit jika mengenai anggota badan kita

Hujan salju

Gambar 2. Hujan salju (sumber : adipedia.com)

Proses terjadinya salju berawal dari uap air yang berkumpul di atmosfer bumi, kumpulan uap air mendingin sampai pada titik kondensasi (yaitu temperatur di mana gas berubah bentuk menjadi cair atau padat), kemudian menggumpal membentuk awan. Pada saat awal pembentukan awan, massanya jauh lebih kecil daripada massa udara sehingga awan tersebut mengapung di udara persis seperti kayu balok yang mengapung di atas permukaan air. Namun, setelah kumpulan uap terus bertambah dan bergabung ke dalam awan tersebut, massanya juga bertambah, sehingga pada suatu ketika udara tidak sanggup lagi menahannya. Awan tersebut pecah dan partikel air pun jatuh ke bumi. Partikel air yang jatuh itu adalah air murni (belum terkotori oleh partikel lain). Air murni tidak langsung membeku pada temperatur 0 derajat Celcius, karena pada suhu tersebut terjadi perubahan fase dari cair ke padat. Untuk membuat air murni beku dibutuhkan temperatur lebih rendah daripada 0 derajat Celcius. Ini juga terjadi saat kita menjerang air, air menguap kalau temperaturnya di atas 100 derajat Celcius karena pada 100 derajat Celcius adalah perubahan fase dari cair ke uap.

Untuk mempercepat perubahan fase sebuah zat, biasanya ditambahkan zat-zat khusus, misalnya garam dipakai untuk mempercepat fase pencairan es ke air. Biasanya temperatur udara tepat di bawah awan adalah di bawah 0 derajat Celcius (temperatur udara tergantung pada ketinggiannya di atas permukaan air laut). Tapi, temperatur yang rendah saja belum cukup untuk menciptakan salju. Saat partikel-partikel air murni tersebut bersentuhan dengan udara, maka air murni tersebut terkotori oleh partikel-partikel lain. Ada partikel-partikel tertentu yang berfungsi mempercepat fase pembekuan, sehingga air murni dengan cepat menjadi kristal-kristal es. Partikel-partikel pengotor yang terlibat dalam proses ini disebut nukleator, selain berfungsi sebagai pemercepat fase pembekuan, juga perekat antar uap air. Sehingga partikel air (yang tidak murni lagi) bergabung bersama dengan partikel air lainnya membentuk kristal lebih besar. Jika temperatur udara tidak sampai melelehkan kristal es tersebut, kristal-kristal es jatuh ke tanah. Dan inilah salju! Jika tidak, kristal es tersebut meleleh dan sampai ke tanah dalam bentuk hujan air. Pada banyak kasus di dunia ini, proses turunnya hujan selalu dimulai dengan salju beberapa saat dia jatuh dari awan, tapi kemudian mencair saat melintasi udara yang panas. Kadang kala, jika temperatur sangat rendah, kristal-kristal es itu bisa membentuk bola-bola es kecil dan terjadilah hujan es. Kota Bandung termasuk yang relatif sering mengalami hujan es. Butiran es dari hujan es juga dapat mengakibatkan kerusakan senilai jutaan dolar tiap tahunnya pada tanaman perkebunan di daerah Great Plains di Amerika Serikat. Di daerah tersebut petani menyebut ancaman hujan es sebagai “wabah putih”. Butiran hujan es dapat memecahkan kaca jendela dan lampu lalu lintas, membuat penyok mobil dan pesawat,menghancurkan atap rumah, serta melukai penduduk. Meski memiliki dampak yang merugikan disisi lain terdapat sisi keindahan yang tersimpan pada butiran salju. Kristal salju memiliki struktur unik, tidak ada kristal salju yang memiliki bentuk yang sama di dunia ini seperti sidik jari kita. Salju sudah turun semenjak bumi tercipta hingga sekarang, dan tidak satu pun salju yang memiliki bentuk struktur kristal yang sama

Gambar 3. Macam-macam bentuk salju (sumber : faikshare.com)

Keunikan salju yang lainnya adalah warnanya yang putih. Kalau turun salju lebat, hamparan bumi menjadi putih, bersih, dan seakan-akan bercahaya. Ini disebabkan struktur kristal salju memungkinkan salju untuk memantulkan semua warna ke semua arah dalam jumlah yang sama, maka muncullah warna putih. Fenomena yang sama juga bisa kita dapati saat melihat pasir putih, bongkahan garam, bongkahan gula, kabut, awan, dan cat putih.

PENUTUP

Demikianlah laporan yang saya buat. Saya menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan laporan ini. Untuk itu kritik dan saran senantiasa kami nantikan demi kesempurnaan laporan ini kedepannya. Akhirnya semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya. Amin.