Mengapa Hujan Turun Sebagai Tetesan Bukan Seperti Air Terjun?

Hitekno.com - Siapa yang tak tahu hujan? Meskipun kita sering mengeluh tentang hujan, hujan sebenarnya adalah cuaca terpenting yang ada. Hujan adalah air yang jatuh dari awan dalam bentuk tetesan. Tahukah kamu, mengapa hujan turun dalam bentuk tetes-tetes yang kecil namun tampak tak terhingga?

Air adalah sesuatu yang bergerak terus menerus di Bumi dan di atmosfer. Pergerakan air ini bersifat siklik dan berulang-ulang dan oleh karena itu disebut siklus air. Proses penguapan (konversi dari cairan menjadi gas) mengubah air di danau, laut, dan samudra menjadi uap air.

Uap air ini mengembun (transformasi dari gas menjadi cair) di lapisan atas atmosfer untuk membentuk awan.  Air dari awan turun kembali ke Bumi sebagai hujan, salju, atau hujan es.

Proses Tetesan Hujan Terbentuk

Ketika udara yang sudah hangat dan lembab naik dari permukaan bumi, ia mendingin, dan uap air yang ada di udara mengembun membentuk awan. Bergantung pada ketinggian dan suhu udara di sekitarnya, awan dapat terdiri dari kristal es kecil atau tetesan air.

Komposisi ini bervariasi dari satu awan ke awan lainnya, yang menghasilkan berbagai jenis awan yang kita lihat. Sebagian besar presipitasi berasal dari awan nimbus atau cumulonimbus yang sangat tinggi.

Awan Nimbus adalah bola bulu besar berwarna abu-abu gelap yang kita lihat meramalkan hujan yang akan datang. Awan cumulonimbus, yang bahkan lebih besar dari awan nimbus, terlihat seperti bangunan utuh dan menara awan yang sangat besar. Awan ini adalah penyebab utama di balik badai hujan es, guntur, dan kilat.

Bagaimana Uap Air Mengembun?

Agar uap air mengembun menjadi presipitasi, diperlukan sesuatu yang disebut “inti kondensasi”; ini bisa berupa partikel debu atau serbuk sari yang sangat kecil yang terbawa ke ketinggian tinggi dengan menggerakkan udara, yang merupakan hasil dari perubahan suhu, tekanan, dan kerapatan.

Ketika tetesan awan mencapai ukuran dan berat yang mampu menahan gaya termal yang menariknya ke atas, tetesan itu mulai jatuh. Meskipun semua awan mengandung sejumlah uap air, hujan hanya turun dari sebagian saja, sedangkan sisanya menguap begitu saja ke langit.

Untuk memulai, setiap tetesan individu yang membentuk awan memiliki diameter kurang dari 20 mikrometer. Awan mengandung sejumlah besar partikel higroskopis (yang mudah menyerap uap air), dan tetes hujan sering kali terbentuk sebagai hasil dari partikel-partikel ini yang menyerap air.

Tetesan air yang turun dari awan itulah yang kita sebut sebagai hujan. Mereka biasanya memiliki diameter minimal 0,5 milimeter di sebagian besar waktu. Jumlah air yang terkandung dalam tetesan awan kira-kira satu juta kali lebih sedikit daripada tetesan hujan yang cukup besar untuk jatuh ke bumi tanpa segera menguap (diameter rata-rata ~0,012 mm).

Tidak peduli seberapa derasnya hujan; ukuran rata-rata satu tetes hanya berdiameter sekitar 5 milimeter. Sebelum turun ke tanah, tetesan air hujan mungkin menarik ratusan partikel aerosol kecil ke permukaannya saat bergerak melintasi langit. Koagulasi adalah proses di mana tetesan dan aerosol menarik satu sama lain, membuat tetesan menjadi lebih besar.

Hambatan gesekan yang disebabkan oleh udara lebih besar daripada tegangan permukaan yang menahan jatuhan, itulah sebabnya tetesan yang lebih besar tidak bertahan lama. Hal ini menyebabkan tetesan yang lebih besar terfragmentasi menjadi lebih kecil saat jatuh.

Frictional Drag adalah jenis drag yang terjadi ketika fluida bergesekan dengan permukaan benda yang bergerak. Tegangan permukaan adalah kecenderungan permukaan cairan yang tidak bergerak menjadi sekecil mungkin.

Tegangan permukaan inilah yang memungkinkan benda-benda seperti silet dan serangga, yang lebih padat daripada air, mengapung di permukaan air tanpa merendamnya sama sekali. Saat tetesan hujan menyentuh tanah, mereka memicu riam tetesan air yang lebih kecil yang juga turun, dengan tetesan yang paling signifikan selalu pecah terlebih dahulu.