Siklus Hidrologi: Macam dan Manfaat Siklus Hidrologi

Air permukaan yang ada di bumi mengalami perputaran siklus yang disebut dengan siklus hidrologi. Sirkulasi ini merupakan satu kesatuan sistem sirkulasi air di seluruh dunia.

Indonesia merupakan negara dengan curah hujan yang tinggi. Air hujan berasal dari kumpulan awan yang mengalami kondensasi. Awan ini merupakan kumpulan titik air yang telah mengembun setelah sebelumnya dalam wujud uap. Ini merupakan bagian dari daur hidrologi. Nah, bagaimana penjelasan lengkap tentang daur tersebut? Mari kita simak penjelasan berikut.

Pengertian Siklus Hidrologi

Siklus hidrologi merupakan pergerakan air dari permukaan bumi ke atmosfer dan kembali lagi ke permukaan bumi dengan berbagai perubahan wujud. Secara global, jumlah air yang menguap sama dengan jumlah air yang diturunkan melalui presipitasi. Air selalu ada karena mengikuti siklus hidrologi, yaitu sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfer ke bumi dan kembali lagi ke atmosfer melalui proses kondensasi, presipitasi, evaporasi, dan transpirasi.

Baca juga: Hidrosfer: Dinamika Perairan Darat dan Perairan Laut

Evaporasi

Siklus hidrologi diawali oleh pemanasan air yang berada di laut, sungai, danau, rawa, dan tumbuhan oleh matahari. Evaporasi adalah proses penguapan air karena pengaruh temperatur serta angin. Penguapan juga bisa melalui transpirasi yang dilakukan oleh tumbuhan. Gabungan keduanya disebut evapotranspirasi.

Sekitar 84% sumber penguapan berasal dari penguapan air laut. Sisanya, berasal dari sungai, rawa, danau, dan tumbuhan.

Laju penguapan air ke udara dipengaruhi oleh suhu. Semakin tinggi suhu suatu tempat maka laju penguapan akan semakin cepat. Makanya, baju basah akan lebih cepat kering jika diletakkan di bawah sinar matahari dibandingkan di dalam rumah.

Transpirasi

Transpirasi merupakan penguapan yang dilakukan oleh jaringan hidup tumbuhan yang terletak di permukaan tanah. Sebagian besar air yang diserap oleh tumbuhan akan mengalami peristiwa transpirasi.

Transpirasi melalui stomata, lentisel, dan lubang kutikula. Namun sebagian tumbuhan melakukan adaptasi supaya laju transpirasi tidak besar, seperti tanaman jagung menggulungkan daunnya ketika suhu terik.

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju transpirasi adalah suhu, pergerakan angin, kelembaban tanah, kelembaban udara, dan jenis tumbuhan.

Evapotranspirasi

Evapotranspirasi merupakan proses penguapan air ke atmosfer baik dari tumbuhan maupun seluruh reservoir dan laut di muka bumi. Faktor yang mempengaruhi laju evapotranspirasi adalah:

Laju akan meningkat jika terjadi peningkatan suhu, radiasi matahari, dan angin.
Laju akan berkurang jika kelembaban meningkat.

Sublimasi

Sublimasi merupakan penguapan yang terjadi di kutub dan pegunungan bersalju, proses perubahan es menjadi uap tanpa melalui proses perubahan wujud cair. Proses penguapannya lama sehingga hanya sedikit peran dalam siklus hidrologi.

Kondensasi

Dengan pemanasan, permukaan molekul-molekul air akan memiliki energi yang cukup untuk melepaskan ikatan molekul air tersebut. Kemudian, molekul-molekul tersebut terlepas dan menguap seagai uap air yang tidak terlihat di atmosfer.

Uap air dalam suhu yang rendah akan berubah menjadi partikel-partikel air dan berkumpul di lapisan troposfer. Kondensasi merupakan peristiwa perubahan wujud uap air yang mengalami pendinginan sehingga menjadi partikel air. Partikel-partikel air terbawa angin dan berkumpul menjadi satu membentuk awan.

Presipitasi

Awan-awan bergerak menuju pegunungan dengan bantuan angin. Peristiwa ini disebut adveksi. Awan-awan yang mengumpul akan menjadi dingin pada ketinggian tertentu. Sampai pada suatu saat awan mengalami titik jenuh, maka akan turun menjadi hujan. Presipitasi adalah tetes air dari awan yang jatuh ke permukaan tanah baik berubah air hujan maupun salju.

Hujan yang turun sebelum mencapai tanah, sebagian akan tertahan oleh vegetasi. Sebagian air tersebut tersimpan dipermukaan daun selama proses pembasahan oleh air hujan. Sisanya, air jatuh melalui sela-sela daun (through fall) atau mengalir ke bawah melalui permukaan batang pohon (steam fall).

Tidak semua air hujan mencapai permukaan tanah, tapi terevaporasi kembali setelah berlangsungnya hujan (interception loss).

Run Off

Sebagian air hujan ada yang terserap ke dalam tanah dan tidak. Air hujan yang tidak mengalami infiltrasi langsung akan tertampung pada lubang-lubang dan cekungan di tanah yang disebut surface detention. Ada pula yang mengalir melalui permukaan tanah disebut run off. Perkolasi adalah proses bergeraknya air melalui profil tanah secara horizontal (mendatar)

Infiltrasi

Infiltrasi merupakan proses meresapnya air hujan melalui pori-pori tanah. Air inflitrasi akan tertahan di dalam tanah dan menyebabkan tanah menjadi lembab. Jika tingkat kelembaban air tanah telah jenuh, air tersebut akan bergerak secara lateral (horizontal) pada tempat tertentu dan keluar lagi ke permukaan tanah (sub surface flow) dan akhirnya mengalir ke sungai.

Selain itu, air hujan bisa masuk ke dalam tanah yang lebih dalam sehingga menjadi bagian dari air tanah (ground water). Air ini akan keluar saat musim kemarau dan mengalir pelan-pelan ke reservoir seperti sungai, danai, dan tempat penampungan air yang lain (base flow).

Air tanah yang muncul kembali ke permukaan sebagai mata air akan mengalir ke sungai dan ke laut. Kemudian, menguap kembali melalui penyinaran matahari. Begitulah seterusnya sehingga mengakibatkan terjadinya siklus hidrologi.

Intersepsi

Intersepsi merupakan proses jatuhnya air hujan di atas permukaan vegetasi. Air hujan ini bertahan beberapa saat di vegetasi kemudian diuapkan lagi, jatuh ke tanah, atau diserap oleh tumbuhan yang bersangkutan.

Semakin banyak air hujan yang masuk ke dalam tanah, semakin baik cadangan air dalam tanah. Namun, sebaliknya semakin sedikit air hujan yang masuk ke dalam tanah semakin banyak air yang mengalir di permukaan. Jika terlalu banyak air yang mengalir di permukaan, akan mengakibatkan banjir.

Banyaknya air hujan yang masuk ke dalam tanah dan mengalir di permukaan disebabkan oleh faktor berikut:

Besarnya curah hujan berpengaruh terhadap banyaknya air hujan yang meresap ataupun yang mengalir.
Lamanya hujan berpengaruh terhadap banyak sedikitnya air yang masuk ke dalam tanah. Meskipun curah hujannya besar tetapi sebentar maka akan sedikit air hujan yang meresap ke dalam tanah.
Vegetasi penutup, yaitu semakin banyak vegetasi penutup peluang air hujan meresap ke dalam tanah semakin tinggi. Hal ini banyak terjadi di daerah hujan.
Kemiringan lereng, yaitu semakin miring suatu daerah, semakin sedikit air yang masuk dibandingkan dengan daerah dataran.

Volume Air Siklus Hidrologi

Volume evaporasi sama dengan presipitasi.
Evaporasi paling utama dari hasil penguapan dari laut sebesar 84%.
Presipitasi sebagian besar di lautan sekitar 74% dan darat hanya sekitar 26%.

Jenis-jenis Siklus Hidrologi

Terdapat tiga jenis siklus hidrologi, yaitu siklus hidrologi pendek, sedang, dan panjang. Penjelasan sebagai berikut:

Siklus Hidrologi Pendek (di Samudra)

Penguapan terjadi di lautan
Terjadi penurunan suhu pada saat kondensasi. Setiap kenaikan 100 meter, suhu turun 0,5⁰ Tidak ada pergerakan awan ke daratan (adveksi).
Hujan terjadi di lautan lepas

Siklus Hidrologi Sedang (Wilayah Daratan Dekat Pantai)

Penguapan dari laut bergabung dengan uap dari reservoir di daratan dan makhluk hidup.
Mengalami kondensasi dan awan bergerak hingga ke daratan.
Hujan jatuh di permukaan daratan.
Air hujan mengalami perkolasi dan infiltasi ke dalam tanah.

Siklus Hidrologi Panjang (Wilayah Pegunungan)

Penguapan terjadi di laut
Uap air mengalami sublimasi
Sehingga saat kondensasi, awan berbentuk mengandung kristal es.
Awan mengalami pergerakan menuju daratan kemudian ke bagian pegunungan.
Hujan yang terbentuk adalah butiran salju yang kemudian terkumpul menjadi gletser.
Gletser di daratan akan mencair dan mengalir membentuk aliran sungai dengan sumber air yaitu air es/gletser.

Manfaat Siklus Hidrologi

Siklus hidrologi memiliki banyak manfaat. Manfaat daur hidrologi sebagai berikut:

Perpindahan Lokasi Air

Jumlah air di bumi relatif sama, tidak ada yang bertambah ataupun hilang, hanya saja jumlah setiap lokasi berbeda dan berubah-ubah. Secara keseluruhan, jumlah air yang ada di laut sekitar 97%, gletser 2%, air tanah 0,6%, sisanya air permukaan di daratan, sungai dan di atmosfer.

Secara teoritis, jumlah air yang bisa dimanfaatkan oleh manusia sekitar 3%. Namun, kondisi air di bumi tidak statis. Air dibumi mengalami pergerakan melalui daur hidrologi. Siklus ini berfungsi untuk memindahkan air dari satu tempat ke tempat lain secara acak, mengikuti pergerakan arah angin. Kemudian air akan dijatuhkan pada ke suatu tempat saat awan sudah mencapai titik jenuh.

Pada setiap tempat air memiliki fungsi yang berbeda-beda tergantung bagaimana kemampuan dan keterampilan manusia dalam mendayagunakan. Sebagian besar sumber siklus hidrologi dari penguapan yang terjadi di laut (84%) dan dari darat sebesar 16%. Kemudian uap air dijatuhkan pada tempat-tempat tertentu. Sebagian besar air hujan jatuh kembali ke laut yaitu sebesar 80%. Sisanya dijatuhkan ke daratan.

Bagian daratan yang banyak menerima curah hujan adalah bagian pegunungan dan perbukitan. Karena kondensasi dipengaruhi oleh faktor ketinggian dan air hujan mengalir ke sungai menuju laut atau meresap ke dalam tanah.

Daratan yang sangat luas seperti benua, bagian tengah benua jarang terjadi hujan. Karena kebanyakan hujan terjadi di daratan dekat dengan pantai. Sehingga sebagian besar wilayah tengah benua gersang dan tandus.

Pencuci Biosfer

Lapisan biosfer merupakan lapisan makhluk hidup yang di dalamnya termasuk manusia, hewan, dan tumbuhan. Biosfer terdapat di kawasan litosfer, hidrosfer, ataupun atmosfer. Dalam aliran hidrologi, siklus ini melewati tiga kawasan itu. Dan air menjadi salah satu bagian pokok yang mendukung kehidupan. Salah satunya sebagai pelarut dan cairan tubuh makhluk hidup.

Air juga berfungsi untuk pembersihan biosfer. Ketika hujan, air akan membersihkan polusi udara di atmosfer dan menurunkannya ke permukaan bumi. Seperti terjadinya hujan asam karena polusi gas asam (NOx dan SOx) oleh pabrik-pabrik.

Daur air juga membawa gas-gas nitrogen di udara ke dalam tanah melalui petir. Fiksasi nitrogen ini berguna untuk siklus nitrogen pada makhluk hidup di permukaan tanah dan di dalam tanah.

Air hujan yang jatuh ke bumi akan membuka lapisan paling atas tanah. Kemudian, air itu mengalami penyaringan ke dalam tanah sebagai air tanah dan sebagian mengalir ke permukaan tanah. Selain itu, juga melarut unsur hara mineral dan memindahkannya ke tempat lain.

Fungsi lain air di permukaan adalah melarutkan unsur hara, sisa kegiatan manusia, dan segala limbah hasil kegiatan manusia, baik limbah padat maupun cair. Semua menyatu di sungai dan terbawa muara laut. Sedangkan air tanah bebas dari limbah sehingga banyak dimanfaatkan manusia untuk kebutuhan sehari-hari.

Semua aliran air akan bermuara ke danau atau laut. Endapan mineral akan berada di dengan dengan berbagai macam jenis mineral. Endapan itu bisa menjadi batuan sedimen. Ada sebagian unsur hara yang terlarut di laut dibawa kembali ke daratan melalui gelombang laut.

Suplai Air

Air yang ikut dalam siklus hidrologi sebesar 521.000 km³/th. Air tersebut digunakan oleh seluruh makhluk hidup di permukaan bumi. Berdasarkan hitungan, kebutuhan air semua makhluk hidup terpenuhi. Namun pada kenyataannya, ada daerah yang mengalami kekeringan dan ada daerah yang airnya melimpah. Semua ini karena setiap berbeda kualitas dan kuantitas airnya.

Sumber Daya untuk Kehidupan

Air adalah kebutuhan pokok bagi makhluk hidup. Tanpa air, tidak akan terjadi kehidupan. Air adalah unsur utama penyusun sel dan tingkatan organisme lainnya. Dalam proses oksidasi biologi dan metabolisme pun, air sangat dibutuhkan sebagai penyumbang elektron pada fotolisis air.

Biji bisa tumbuh menjadi tunas karena ada proses imbibisi, yaitu masuknya air ke dalam biji. Tumbuhan berkembang biak membutuhkan air. Hewan dan manusia membutuhkan air untuk minum. Setiap lapisan litosfer ada kehidupan. Walaupun kondisi kering kerontang ada saja kehidupan walaupun berjalan lambat. Sejatinya, air adalah kebutuhan pokok pendukung kehidupan makhluk hidup.

Objek Wisata

Air terjun, kabut, sungai bawah tanah, sumur, gelombang laut, hujan, awan, dan aliran sungai adalah satu kesatuan sistem hidrologi. Lingkungan yang terbentuk karena siklus hidrologi selama beratus-ratus tahun akan memberikan pemandangan yang luar biasa dan cocok untuk pengembangan pariwisata. Jika tidak ada sistem hidrologi, sangat mustahil keindahan ini didapat.

Pemahaman Akhir

Air permukaan di Bumi mengalami perputaran siklus yang disebut siklus hidrologi. Siklus hidrologi adalah pergerakan air dari permukaan bumi ke atmosfer dan kembali lagi ke permukaan bumi dengan berbagai perubahan wujud. Proses ini melibatkan evapotranspirasi, kondensasi, presipitasi, infiltrasi, dan run-off.

Evaporasi merupakan proses penguapan air dari permukaan laut, sungai, danau, rawa, dan tumbuhan akibat pemanasan dari sinar matahari. Transpirasi adalah penguapan air dari tumbuhan melalui stomata, lentisel, dan lubang kutikula. Keduanya berkontribusi pada evapotranspirasi.

Kondensasi terjadi ketika uap air dalam udara mendingin dan berubah menjadi partikel-partikel air yang berkumpul membentuk awan. Presipitasi adalah ketika awan jenuh dan air jatuh kembali ke permukaan bumi dalam bentuk hujan atau salju.

Air hujan yang jatuh dapat mengalami beberapa jalur: infiltrasi ke dalam tanah, membentuk air tanah yang akan mengalir ke sungai dan danau, atau mengalir sebagai run-off langsung ke permukaan. Jumlah air yang menguap sama dengan jumlah air yang turun sebagai presipitasi, sehingga siklus hidrologi membantu menjaga keseimbangan air di Bumi.

Siklus hidrologi memiliki manfaat yang penting bagi kehidupan. Selain sebagai perpindahan air dari satu lokasi ke lokasi lainnya, daur hidrologi juga berperan sebagai pencuci biosfer yang membersihkan polusi udara dan melarutkan unsur hara dalam tanah. Air yang berperan dalam siklus hidrologi merupakan sumber daya penting bagi kehidupan semua makhluk hidup di Bumi. Selain itu, objek-objek wisata seperti air terjun, sungai, dan danau juga terbentuk berkat proses siklus hidrologi yang berlangsung selama ratusan tahun.

Demikian penjelasan tentang sistem hidrologi yang terjadi di bumi kita. Proses hidrologi sangat penting untuk menjaga air yang ada di bumi dan proses suplai air ke berbagai tempat di bumi. Hal ini mendukung keberlangsungan kehidupan makhluk hidup. Maka dari itu, kita perlu menjaga agar air disekitar kita terjaga kelestariannya.

Sumber:

Kodoatie, RJ dan Sjarief, R. (2008). Pengelolaan Sumber Daya Air Terpadu. Yogyakarta: Penerbit Andi.

Gatot Harmanto. (2016). Geografi untuk SMA/MA Kelas X. Bandung: Penerbit Yrama Widya.

Lili Somantri dan Nurul Huda . (2016). Buku Siswa Geografi Kelas 1. Bandung: Grafindo