Meskipun jumlahnya sedikit, adanya uap air sangat penting karena selain ikut berperan dalam menjaga keseimbangan dan peredaran atmosfer, dari uap air tersebut dapat terbentuk awan dan hujan yang diperlukan bagi semua kehidupan di bumi. .
Bumi diselimuti oleh udara yang keseluruhannya disebut “atmosfer”. Atmosfer tersusun dari berbagai macam gas. Sekitar 78 % volume atmosfer ditempati oleh gas Nitrogen, 21 % ditempati oleh Oksigen, dan 1 % ditempati oleh berbagai macam gas yang diantaranya adalah uap air. Banyaknya uap air di dalam atmosfer tidak tetap dan rata-rata hanya 0,04 % saja.
Dari mana asal uap air ?
Uap air berasal dari penguapan air laut, air tanah, air sungai, rawa-rawa, gletser, salju, dan air di dalam atmosfer dalam bentuk awan, hujan. Berat air seluruhnya sekitar 1 triliun ton, yang terdiri dari :
air laut : 0,950 triliun ton,
air di dalam tanah : o,50 triliun ton,
air permukaan tanah : o,1 triliun ton,
air di dalam atmosfer : 0,0001 triliun ton.
Selain berasal dari penguapan air secara langsung, uap air di udara ada yang berasal dari penguapan air tetapi melalui permukaan benda yang mengandung air, misalnya penguapan melalui daun, tubuh manusia, dan lain-lain. Penguapan melalui permukaan benda yang mengandung air disebut “penguappeluhan”,
Uap air di dalam udara sebagian besar berasal dari penguapam laut, sedangkan yang berasal dari penguapan air sungai, danau, rawa-rawa, serta dari penguappeluhan tanaman dan lain-lain lebih sedikit. Tetapi laju penguapan laut lebih kecil dibandingkan laju penguapan air sungai, danau, dll. Laju penguapan sungai, danau, lebih besar karena sungai, rawa-rawa lebih dangkal dibandingkan laut sehingga cepat menjadi panas bila terkena sinar matahari.
Laju penguapan lautan rata-rata sekitar 3 mm/hari atau sekitar 1 meter/tahun; artinya, setiap hari air laut setebal 3 mm berubah menjadi uap; sedangkan laju penguapan dari sungai, rawa, dll. lebih besar dari 3 mm/hari.
Berapa lama uap air berada dalam udara ?
Uap air termasuk gas tidak tetap, jumlahnya dalam atmosfer sangat sedikit dan selalu berubah-ubah baik mengikut waktu maupun tempat.
Penguapan dan penguappeluhan berlangsung terus-menerus; tetapi jumlah uap air di dalam atmosfer tidak terus bertambah karena setelah mencapai jumlah tertentu atau mencapai maksimum uap berubah kembali menjadi air atau menjadi hujan. Besarnya jumlah maksimum bergantung kepada suhu, tekanan udara, serta kecepatan angin.
Dari perhitungan menunjukkan bahwa jumlah uap air yang mampu menjadi curah hujan sebanyak 23 mm, sedangkan banyaknya curah hujan sebesar 3 mm/hari; maka waktu tinggal (residence time) uap air di dalam atmosfer kira-kira sebesar 23 mm/3 mm » 7 hari. Besarnya waktu tinggal berubah mengikut waktu dan berbeda di setiap tempat.
Udara di kawasan tropik mengandung banyak uap air, tetapi waktu tinggal uap air di dalam udara pendek. karena uap air cepat terbawa udara yang naik ke dalam atmosfer karena pemanasan dari matahari dan kemudian di atas suhunya cepat turun sehingga uap air yang terbawa naik cepat mengembun berubah menjadi air dajn jatuh menjadi hujan. Ke arah kutub potensi air yang mampu menjadi hujan makin berkurang, dan banyaknya curah hujan juga berkurang. Tetapi lamanya waktu tinggal uap air dalam atmosfer tidak makin berkurang mengikut banyaknya curah hujan. Waktu tinggal uap air yang paling lama terdapat di daerah subtropik antara 20 dan 40 derajat lintang, dan di daerah kutub.
Uap air juga mempunyai tekanan.
Uap air termasuk benda gas oleh karena itu uap air juga mempunyai tekanan.
Udara yang mengandung uap air disebut udara basah, dan udara yang tidak mengandung uap air disebut udara kering. Udara yang mengandung uap air maksimum disebut udara jenuh. Suhu udara pada saat uap air mengembun disebut “suhu titik embun”
Umumnya udara bersifat basah atau campuran dari udara kering dan uap air. Oleh karena itu tekanan atmosfer atau yang biasanya disebut tekanan udara, merupakan jumlah tekanan dari udara kering dan tekanan uap air yang ada di dalam atmosfer saat itu. Misalkan tekanan udara kering secara terpisah besarnya pd, dan tekanan uap air pada saat itu e, maka tekanan udara pada saat itu :
p = pd + e.
Kemampuan udara menyyimpan uap air bergantung kepada suhu udara. Makin tinggi suhunya makin besar kemampuan menyimpan uap air. Udara yang suhunya rendah mempunyai kemampuan menyimpan uap air lebih sedikit dibandingkan udara yang suhunya tinggi, karena di dalam udara yang suhunya rendah uap air mudah mengembun kembali menjadi air. Jadi banyaknya uap air di dalam udara terbatas sesuai dengan tingginya suhu udara. Oleh karena itu apabila ke dalam udara pada suhu tertentu dimasukkan uap air sebanyak-banyaknya, uap air yang ada di dalam udara tidak terus bertambah karena sebagian mengembun kembali menjadi air. Pada saat uap air mengembun kembali tersebut tekanan uap air mencapai maksimum. Jadi makin tinggi suhu udara makin tinggi tekanan uap air maksimum yang dapat dicapai.
Apa ukuran banyaknya uap air dalam udara ?
Untuk menyatakan adanya uap air di dalam udara digunakan istilah kelembapan. Ada tiga ukuran yang digunakan untuk menyatakan nilai kelembapan udara, yakni kelembapan nisbi, kelembapan mutlak atau nisbah campur, dan kelembapan spesifik.
Kelembapan nisbi adalah nilai perbandingan antara tekanan uap air yang ada pada saat pengukuran dan besarnya tekanan uap air maksimum yang dapat dicapai pada suhu dan tekanan udara pada saat itu. Apabila tekanan uap air pada saat itu sebesar e milibar (mb) atau e hektoPascal (hPa), dan tekanan uap maksimum em milibar atau em hPa, maka kelembapan nisbi :
H = e/em x 100 %.
Karena e paling tinggi sebesar em maka kelembapan nisbi paling tinggi adalah 100 %, dan paling rendah 0 %. Tetapi di dekat permukaan bumi kelembapan nisbi tidak sampai 0 %.
Kelembapan mutlak atau nisbah campur adalah perbandingan antara massa uap air dan massa udara kering dalam tiap satuan volume udara. Misalkan dalam 1 m3 udara terdapat mv uap air dan md udara kering, maka kelembapan mutlak atau nisbah campurnya sebesar :
r = mv / md
Kelembapan spesifik adalah perbandingan antara massa uap air dan massa udara dalam tiap satuan volume udara. Misalkan dalam 1 m3 udara mengandung mv gram uap air dan md gram udara kering maka berat udara dalam volume 1 m3 tersebut sebesar : (mv + md ) gram, dan kelembapan spesifiknya sebesar :
q = mv / (mv + md )
Di dalam atmosfer, makin ke atas kelembapannya makin kecil karena suhunya makin kecil dan uap air makin berkurang karena mengembun menjadi air atau menjadi es.
-----------
0 comments:
Posting Komentar