 |
| Penguapan dan Proses Kondensasi |
Air terbawa ke atmosfer sebagai uap yang tidak terlihat ketika menguap dari permukaan bumi. Uap air mendingin saat naik melalui atmosfer (troposfer) dan suatu titik tercapai ketika uap air tidak bisa tetap dalam keadaan ini. Hal ini terjadi pada ketinggian yang didefinisikan sebagai lifting condensation level (LCL) Pada level ketinggian ini, kondensasi pasti akan terjadi pada inti-inti kecil dan akan jatuh sebagai gerimis atau hujan ringan ketika tetesan awan menjadi cukup besar, karena pengaruh gravitasi.
Transformasi Energi Saat Terjadi Hujan
Ketika suhu molekul air di permukaan bumi meningkat karena panas (suatu bentuk energi dari matahari) diperoleh dari lingkungan, molekul-molekul di permukaan badan air secara bertahap kehilangan energi potensial (P.E) dan secara bersamaan memperoleh energi kinetik (K.E) secara bertahap hingga mencapai maksimum (sejak energi tidak dapat dimusnahkan dan diciptakan tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya). Ketika molekul memperoleh K.E maksimum, mereka menjadi tereksitasi dan lepas dari permukaan badan air (K.E =3/2*KT; dimana K = Konstanta Boltzmann dan T = Suhu). Semakin tinggi suhu molekul, maka semakin tinggi K.E dan secara bersamaan kecepatan atau laju pelepasan dari permukaan badan air (sejak K.E = 1/2 * MV2).
K.E mengangkut molekul yang tereksitasi melalui atmosfer. Molekul secara bertahap kehilangan K.E dan secara bersamaan memperoleh P.E karena penurunan suhu dengan ketinggian di troposfer, lihat Jika K.E cukup untuk mencapai awan, PE-nya mencapai maksimum pada saat itu dan molekul air mulai terbentuk untuk mengembun dan tersuspensi sebagai badan air di ruang angkasa: baik sebagai semi padat atau padat.
[feedposts text="Baca Juga"/]
Biasanya molekul-molekul air yang terkondensasi akan mengalir atau jatuh kembali ke bumi akibat gravitasi, dan sebaliknya tetap tertahan karena keadaan tanpa bobot dan mengalami jatuh bebas di atmosfer. Prosesnya berlanjut dan lambat laun massa awan menjadi semakin berat dan seiring berjalannya waktu, keadaan tanpa bobot pun teratasi dengan meningkatnya berat molekul air yang terkondensasi; yang mengakibatkan runtuhnya awan yang terbentuk. Kemudian, setelah runtuhnya keadaan tanpa bobot; awan yang mengembun mulai jatuh di bawah pengaruh gravitasi sebagai hujan atau bentuk partikel air lainnya dan seluruh PE molekul sekali lagi diubah menjadi K.E dengan sebagian energi yang hilang dalam bentuk panas akibat gesekan udara.
Gesekan udara dan kenaikan suhu di troposfer seiring dengan penurunan ketinggian menjadi penyebab terjadinya suhu air hujan sedikit lebih tinggi dibandingkan suhu awan. Kenaikan suhu ini adalah fisika di balik jatuhnya hujan. Ini menunjukkan kekekalan energi dalam proses dan transformasinya dari satu bentuk ke yang lain menurut hukum termodinamika.
Referensi Bacaan :
- Amajama Joseph (2016).Physics of Rainfall, Journal of Scientific and Engineering Research, Physics Department, University of Calabar, Nigeria
- Parker, S. P. (1984). McGraw-Hill concise encyclopedia of science & technology. McGraw-Hill.
- Rain. (2015). In Wikipedia. Retrieved November 18, 2015, from enwikipedia.org/wiki/Rain.
- Rain. (2012). In Columbia Electronics Encyclopaedia, 6th Ed., Retrieved November 1, 2015, from
- www.infoplease.com/encyclopedia/weather/rain/html.
- Rainfall. (2015). In Compton’s by Britannica. Retrieved November 1, 2015, from
- http://kids.britannica.com/comptons/article-207168/rainfall.
- Das, P. K. (n.d.). The monsoon, India: National Book Trust. Retrieved November 2, 2015, from
- www.cherrapunjee.com/monsoon-magic/the mechanics-of-rain-formation/.
- Young, H. D. & Freedman, R. A. (1998). University physics, 9th Ed., California: Addison-Wesley
- Longman.