Apa Itu Siklus Hidrologi?

Siklus air, atau siklus hidrologi, mengacu pada sirkulasi air yang terus menerus dalam hidrosfer Bumi. Air bergerak ke dan dari berbagai reservoir di, di atas, dan di bawah permukaan bumi, dan dalam prosesnya berubah menjadi berbagai fase padat (es), cair (air), dan gas (uap), dengan massa total air yang tersisa cukup konstan. Proses fisik penguapan, kondensasi, sublimasi, presipitasi, transpirasi, dan limpasan bertanggung jawab untuk mempertahankan siklus air. Energi panas juga dipertukarkan selama siklus, dengan penyimpanan dan pelepasan panas ini mempengaruhi iklim di seluruh dunia. Siklus air sangat penting untuk mempertahankan kehidupan di Bumi, karena ia mengisi kembali sumber daya air tawar dunia dan memoderasi iklim ekstrem.

Proses Fisik Terlibat dalam Siklus Air

Berbagai proses fisik bertindak dalam koordinasi untuk menjaga siklus air tetap aktif di semua titik waktu. Penguapan melibatkan penguapan air dari fase cair, yang dipicu oleh sumber energi panas dari radiasi matahari. Penguapan juga dapat diperluas untuk mencakup transpirasi, proses kehilangan air dari daun tanaman, dan keringat, yang merupakan kehilangan air yang sama dari hewan dalam kondisi tekanan panas. 90% air atmosfer dikontribusikan oleh penguapan, dan 10% oleh transpirasi dari tanaman. Kondensasi dan adveksi mengacu pada transformasi uap air yang diuapkan menjadi tetesan air cair yang tersuspensi di udara sebagai awan atau kabut, dan pergerakan air atmosfer yang terkondensasi antara laut dan darat. Air yang terkondensasi mencapai permukaan tanah dan laut dengan proses presipitasi. Beberapa presipitasi terkena intersepsi kanopi, di mana vegetasi di darat menyerap air sebelum mencapai daratan. Air yang mencapai daratan mengalami limpasan (atau mencairkan air jika salju), dan bergerak melintasi daratan menuju lautan dalam bentuk sungai yang mengalir ke laut. Dalam proses tersebut, air juga akan menguap, merembes ke bawah tanah (dalam proses yang dikenal sebagai infiltrasi di mana air terkumpul di tanah atau bahkan lebih dalam di akuifer bawah tanah) atau diekstraksi dengan sistem akar tanaman atau cara lain. Aliran air bawah permukaan terjadi di bawah tanah, dan bahkan ini mungkin berakhir di lautan atau permukaan di darat melalui mata air. Sejumlah kecil sublimasi, yang melibatkan konversi langsung es padat menjadi uap air, juga terlihat terjadi di alam.

Waduk Air dan Waktu Tinggal

Tempat penampungan air mewakili wilayah di mana sebagian air yang berpartisipasi dalam siklus air disimpan untuk jangka waktu tertentu. Lautan adalah reservoir air terbesar di planet ini, menyimpan hampir 97% perairan hidrosfer, sementara es dan gletser menyimpan 2% lainnya. Reservoir air bawah tanah, sungai, danau, kolam, dan aliran menyimpan persentase kecil dari total air hidrosfer juga, sedangkan kandungan air yang ditemukan dalam organisme hidup merupakan yang terkecil dari semua reservoir. Istilah penting lain yang terkait dengan siklus air adalah "waktu tinggal", yang diwakili oleh rumus matematika berikut:

Waktu Tinggal = Volume reservoir / (air laju ditambahkan ke reservoir atau meninggalkan reservoir)

Dengan demikian waktu tinggal merupakan waktu rata-rata yang dihabiskan oleh molekul air dalam reservoir, dan dapat dinyatakan baik secara positif atau negatif tergantung pada apakah reservoir tersebut mengalami kerugian bersih atau keuntungan bersih air. Misalnya, air tanah dapat berada selama 10.000 tahun di bawah permukaan bumi sebelum meninggalkan reservoir bawah tanah, sementara air atmosfer ada selama maksimal 10 hari di atmosfer sebelum mengendap seperti hujan atau salju.

Pentingnya Siklus Air dan Dampak Kegiatan Manusia

Iklim global dipengaruhi oleh, dan sangat peka terhadap, perubahan pola siklus air, karena siklus memungkinkan pertukaran panas dan kelembaban antara daratan dan badan air. Penguapan air menyebabkan pendinginan lingkungan, sementara kondensasi menghangatkan lingkungan dengan melepaskan energi panas. Geografi fisik Bumi juga sangat dipengaruhi oleh siklus air, ketika kehancuran gletser dan limpasan dari sungai mengukir lembah, puncak, ngarai, danau, dan bentang alam lainnya yang terlihat di Bumi. Baru-baru ini, siklus air planet ini telah meningkat, dan tingkat penguapan dan curah hujan telah meningkat pesat. Aktivitas manusia, seperti pembendungan sungai dan aliran air, ekstraksi air permukaan dan bawah tanah untuk irigasi dan keperluan lainnya, dan penggundulan hutan yang luas, telah berdampak buruk terhadap berfungsinya siklus air bumi. Pemanasan global semakin memengaruhi hidrosfer dengan memicu pencairan lapisan es di kutub, yang kini kehilangan lebih banyak air karena penguapan, salju yang mencair, dan limpasan air daripada saat mereka mendapatkan air karena hujan. Ini mengancam akan menaikkan permukaan air laut dan membanjiri kota-kota pesisir di seluruh dunia.