Penguapan

 

 Penguapan atau evaporasi adalah proses perubahan molekul di dalam keadaan cair (contohnya air) dengan spontan menjadi gas (contohnya uap air). Proses ini adalah kebalikan dari kondensasi. Umumnya penguapan dapat dilihat dari lenyapnya cairan secara berangsur-angsur ketika terpapar pada gas dengan volume yang signifikan. 

 

Evaporasi dapat pula diartikan sebagai proses difusi uap air ke atmosfer dari permukaan air yang terbuka bebas. Termasuk diantaranya adalah kehilangan air dari danau, sungai, bahkan awan dan tanah jenuh dan permukaan tumbuhan, tetapi tidak menggabungkan kehilangan transpirasi dari tumbuhan. Sangat penting untuk membedakan antara proses evaporasi yang hanya memperhatikan badan air yang bebas dan yang berasal dari evapotranspirasi.^[1]

Laju evaporasi

Laju evaporasi sebagian dikendalikan oleh radiasi matahari, yang menyediakan energi yang dibutuhkan untuk mengubah air dalam bentuk cair menjadi uap air, yaitu panas laten penguapan atau 2.44 × 10⁶J kg^-1 di suhu 25^oC. Proporsi radiasi bersih yang diterima oleh bumi yang tersedia untuk proses ini bergantung tidak hanya pada transmisi, absorpsi, dan refleksi atmosfer dan permukaan bumi, tapi juga jumlah yang digunakan untuk pemanasan atmosfer dan pemanasan tanah. Kelembaban udara di atas permukaan evaporasi pada akhirnya akan meningkat sampai, ketika udara menjadi jenuh, penguapan akan berhenti kecuali lapisan-lapisan ini tersebar. Kebutuhan uap lembab atmosferik oleh karenanya dikendalikan tak hanya oleh keseimbangan radiasi tapi juga oleh humiditas dan kecepatan angin. Laju evaporasi disamping itu juga dipengaruhi oleh karakteristik badan air itu sendiri, yakni kedalaman, luas dan kualitas air. Pemahaman laju evaporasi menjadi lebih rumit oleh perlunya membedakan antara evaporasi potensial dan aktual. Evaporasi aktual adalah laju kehilangan air yang teramati, sedangkan laju potensial adalah evaporasi yang mungkin terjadi pada badan air bebas.^[1]

Faktor- faktor yang memengaruhi

Besar kecilnya evaporasi dipengaruhi oleh faktor suhu air, suhu udara, kelembapan tanah, kecepatan angin, tekanan udara, dan sinar matahari.^[3] Beberapa faktor penting yang memengaruhi laju evaporasi secara langsung atau tidak langsung diantaranya ialah:^[4]

Radiasi matahari dan daratan

Radiasi total matahari dan bumi menyedia asupan panas yang terus menerus ke permukaan air dan dengan demikian sangat mempengaruhi radiasi gelombang panjang dan pendek yang keluar dari / melalui permukaan dan berakibat pada suhu permukaan air, yang pada gilirannya mengatur proses penguapan. Keseimbangan radiasi dengan demikian menentukan laju hilangnya air dari permukaan.

Aliran udara di atas permukaan

Lapisan tipis udara yang bersentuhan dengan dan dekat permukaan evaporasi memperoleh uap air dari permukaan. Aliran udara itu secara konstan disingkirkan dari permukaan oleh angin, membawa aliran udara baru yang bersentuhan dengan permukaan penguapan. Selain itu, turbulensi yang ada menimbulkan proses pertukaran antara lapisan tipis udara yang bersentuhan dengan permukaan dan lapisan yang berada tepat di atasnya. Dengan demikian kecepatan angin dan derajat turbulensi pada permukaan penguapan sangat memengaruhi laju evaporasi.

Suhu permukaan penguapan dan udara

Suhu permukaan penguapan dan suhu udara di lapisan terendah di atasnya, yang menentukan gradien suhu langsung di atas permukaan merupakan faktor penting yang memengaruhi laju penguapan dari permukaan, karena suhu permukaan akan menentukan radiasi gelombang panjang yang keluar.

Kelembaban/uap air

Kelembaban relatif atau uap air di permukaan dan gradien tekanan uap dalam lapisan tipis udara yang berada langsung di atas permukaan, memengaruhi laju evaporasi dari permukaan karena evaporasi secara langsung proporsional dengan perbedaan antara tekanan uap jenuh pada permukaan air di suhu air permukaan dan tekanan uap udara di lapisan tipis, pada suhu udara

Sifat dan ukuran permukaan evaporasi

Pada badan air, kekasaran permukaan memengaruhi keseimbangan radiasi dan memengaruhi juga evaporasi yang berlangsung, sementara itu evaporasi dari permukaan tanah bergantung pada jumlah uap lembab yang tersedia pada permukaan penguapan, komposisi tanah, tipe tutupan vegetasi di atasnya, dan sebagainya. Ukuran permukaan penguapan juga memengaruhi laju evaporasi karena massa udara dapat termodifikasi saat bergerak di atas area permukaan yang luas yang mungkin memiliki variasi suhu udara / air / permukaan serta variasi kelembapan dan aliran angin di atas permukaan penguapan yang besar.

Kedalaman air

Kedalaman badan air memengaruhi laju evaporasi karena kemampuan danau dalam untuk menyimpan panas pada musim panas dan melepaskannya kembali pada musim dingin, sehingga memengaruhi nilai evaporasi bulanan atau musiman.

Unit Pengukuran

Laju evaporas dinyatakan sebagai volume air yang terevaporasi dari satuan area per satuan waktu. Satuan waktu yang digunakan adalah per harian. Besarnya dinyatakan dalam satuan mm/hari.^[4

Read More

Video Pembelajaran Siklus Hidrologi

 Video Pembelajaran Hidrologi

Pada artikel ini akan di jelakan mengenai siklus hidrologi melalui video pembelajaran Hidrologi :

Read More

Neraca Keseimbangan Air

 

 

 

 Neraca Air dalam suatu DAS merupakan jumlah total air yang masuk melalui siklus dan meninggalkan DAS melalui outlet setelah melalui proses alam. Neraca air tidak hanya dipengaruhi oleh siklus hidrologi semata tetapi juga melibatkan proses aktifitas penghuni DAS yang berlangsung di dalamnya. Secara umum, efektifitas pengguna neraca air menghasilkan suatu alat berharga untuk dapat mengevaluasi skenario pernecanaan jangka panjang  penyediaan air secara multiguna, melindungi kuantitas dan kualitas air dan untuk melindungi lingkungan dalam suatu DAS. Untuk menduga neraca air pada suatu DAS dapat digunakan pendekatan siklus hidrologi yang mengintegrasikan antara masukan (input) dengan keluaran (output) pada referensi waktu tertentu.

       Perubahan aliran air yang disebabkan oleh perubahan vegetasi penutup tanah pada DAS dapat diperkirakan melalui analisa neraca air (Water Budget Analysis)

       Pendekatan analisis neraca air ini digunakan untuk memperkirakan besarnya aliran air permukaan dalam suatu DAS dengan kapasitas infiltrasi dan kedalaman tanah yang tinggi yang dipengaruhi oleh sifat-sifat kapasitas simpan kelembaban tanah.

    Keseimbangan neraca air tanah dalam suatu DAS di pengaruhi oleh siklus hidrologi, dimana curah hujan (P) jatuh akan terdistribusi menjadi aliran permukaan (RO), infiltrasi(I) evapotranspirasi potensial melalui vegetasi (Ep) dan evapotranspirasi aktual melalui tanah (Ea) dalam ruang dan waktu. Hujan yang terinfiltrasi akan menjadi aliran air tanah melalui perkolasi (P) yang selanjutnya menjadi aliran air tanah (Qg) menuju sungai untuk menjadi debit aliran (Q) dan sebagian lagi tersimpan di dalam tanah.

     Perkiraan secara kuantitatif dari siklus hidrologi dapat dinyatakan berdasarkan prinsip konservasi massa yang dikenal dengan persamaan neraca air. Persamaan tersebut menggambarkan bahwa dalam suatu sistem hidrologi (DAS,waduk,danau, aliran permukaan) dapat dievaluasi air yang masuk dan yang keluar dari sistem tersebut dalam satu periode waktu tertentu.

     Neraca air dapat dinyatakan dalam interval waktu singkat atau untuk durasi panjang, untuk suatu DAS atau badan air seperti waduk atau danau. Secara Umum Persamaan neraca air dapat ditulis dalam bentuk persamaan berikut :

𝑃 + 𝑄𝑖 + 𝐺𝑖 − 𝐸 − 𝑇 − 𝑄𝑜 − 𝐺𝑜 − ^∆𝑆/∆t = 0         

 

Keterangan:

P                   = presipitasi

Qi, Qo          = debit aliran masuk dan keluar

Gi, Go          =  aliran air tanah masuk dan keluar  

E                  = evaporasi

T                  = evapotranspirasi

 ^∆𝑆               = perubahan volume tampungan untuk selang waktu ∆t  

      Semua suku pada persamaan dapat dinyatakan dalam volume air (m3) atau dalam debit (m3/d) atau dalam kedalaman air, yaitu volume air yang terdistribusi merata pada seluruh DAS atau danau.

Ne 

 

 

Read More