Siklus Hidrologi: Pengertian, Proses, Jenis dan Aktivitas yang Merusak Siklus Air

 Air merupakan komponen yang sangat berharga untuk keberlangsungan seluruh kehidupan di bumi. Siklus hidrologi merupakan suatu proses perputaran dan sirkulasi air.

 Menurut Britannica Encyclopedia, siklus hidrologi adalah perputaran air dan sirkulasi pada sistem atmosfer dalam bumi. Namun, untuk memahami siklus hidrologi secara lengkap kita akan mengulas siklus air pada artikel ini. Pengertian Siklus Hidrologi Siklus hidrologi atau siklus air adalah proses pergerakan molekul air (H2O) yang berlangsung secara terus-menerus dari bumi ke atmosfer dan kembali lagi ke bumi. Pergerakan air laut ke udara, kemudian jatuh ke permukaan tanah lagi sebagai hujan atau bentuk presipitasi lain, dan akhirnya mengalir ke laut kembali. 

Air di bumi secara terus-menerus mengalami sirkulasi berupa proses penguapan, presipitasi dan pengaliran keluar (outflow). Dari segi bahasa, kata “hidrologi” berasal dari bahasa Yunani yang memiliki arti “ilmu air”. Sedangkan secara harfiah hidrologi adalah cabang dari ilmu geografi yang mempelajari ilmu pergerakan air atau siklus air. Ilmu hidrologi juga membahas mengenai kualitas air yang mencakup layak tidaknya air untuk konsumsi serta mempelajari mengenai distribusi air di bumi. 

Proses Siklus Hidrologi Siklus hidrologi atau siklus air adalah salah satu konsep dasar dalam biogeokimia. Siklus hidrologi memiliki beberapa tahapan yaitu; proses penguapan, proses evapotranspirasi, proses hujan, proses aliran air, proses pengendapan air tanah, dan proses air tanah ke laut.

 1. Evaporasi Tahap pertama dalam siklus air adalah evaporasi. Pada evaporasi terjadi  proses penguapan berubahnya air yang tertampung di sungai, danau, atau laut menjadi uap air karena panas matahari. Penguapan atau evaporasi terjadi karena perubahan molekul cair menjadi molekul gas, maka air berubah menjadi uap. Penguapan yang terjadi sendiri kemudian akan menimbulkan efek naiknya air yang telah berubah menjadi gas ke atmosfer. Sinar matahari memiliki peran utama pada tahap evaporasi, apabila sinar yang memancar terik maka semakin besar juga molekul air yang terangkat. 

2. Transpirasi Selain penguapan pada air yang berada di badan air, penguapan juga terjadi pada bagian tubuh makhluk hidup khususnya pada hewan. Tahap ini disebut juga transpirasi. Tumbuhan melakukan penyerapan air lewat akar, lalu dimanfaatkan untuk fotosintesis, selanjutnya uap air akan dikeluarkan lewat stomata. Sedangkan pada hewan, penguapan terjadi saat hewan mengkonsumsi air dan selanjutnya akan bernapas yang dapat menghasilkan uap air. Molekul cair pada hewan dan tumbuhan kemudian akan berubah menjadi uap atau molekul gas. Setelah terjadi penguangapan pada molekul cair, akan naik menuju atmoster layaknya tahap evaporasi. Transpirasi terjadi pada jaringan yang ada di hewan dan tumbuhan, meski dari tahap ini air yang dihasilkan tidak terlalu banyak. 

3. Evapotranspirasi Evapotranspirasi adalah penguapan air terjadi di seluruh permukaan bumi termasuk badan air dan tanah maupun jaringan makhluk hidup. Pada tahap ini, akan terjadi penguapan di saat molekul cair yang menguap merupakan seluruh jaringaan pada makhluk hidup serta air. Tahap Evapotranspirasi sendiri sebagai tahap yang paling memberikan pengaruh pada jumlah air yang terbawa di siklus hidrologi.

 4. Sublimasi Sublimasi adalah peristiwa perubahan es menjadi uap air tanpa menjadi zat cair terlebih dahulu. Tahap ini terjadi di wilayah kutub, baik kutub utara dan selatan, serta wilayah yang banyak terdapat lapisan es yang akan mengalami proses sublimasi. Penguapan yang terjadi merupakan perubahan es sehingga tidak melewati proses cair. Kondisi tersebut yang menjadi perbedaan dalam tahap evaporasi dan sublimasi yaitu kedua tahap membutuhkan waktu yang lebih lambat. 

5. Kondensasi Setelah melalui tahap penguapan yang terjadi dari berbagai sumber, selanjutnya adalah tahap kondensasi atau pengembunan. Tahap ini air yang telah menguap kemudian berubah menjadi partikel es. Partikel es yang dihasilkan sendiri sangat kecil dan terbentuk dikarenakan suhu dingin pada ketinggian atmosfer bagian atas. Partikel es sendiri kemudian berubah menjadi awan hingga semakin banyak jumlah partikel esnya, awan kemudian semakin berwarna hitam. Proses perubahan yang terjadi menjadi wujud yang lebih padat, contohnya pada gas yang berubah menjadi cairan. Secara etimologi sendiri kondensasi merupakan istilah yang berasal dari bahasa latin Condensate yang maknanya adalah tertutup. Penguapan sendiri sebagai salah satu contoh dari perubahan fisika, yaitu perubahan zat yang sementara sifatnya. Contohnya pada perubahan ukuran, wujud, dan bentuk. Perubahan ini kemudian tidak menjadi zat baru dan cairan yang sudah terkondensasi dari uap ini kemudian dikenal sebagai kondensat. Sementara kondensor adalah alat yang digunakan untuk melakukan kondensasi uap dan diubah menjadi cairan. 

6. Adveksi Adveksi adalah proses berpindahnya awan. Adveksi menjadikan awan-awan menyebar dan berpindah tempat. Misalnya awan di wilayah lautan berpindah ke wilayah daratan. Awan yang telah terbentuk pada fase sebelumnya akan berpindah menuju lokasi lain karena pengaruh angin dan perbedaan tekanan udara. Adveksi sebagai suatu penyebaran panas dengan arah horizontal atau pun mendatar. Gerakan ini kemudian membuat udara di sekitarnya menjadi panas. 

7. Presipitasi Presipitasi dapat terjadi karena adanya pendinginan dan penambahan uap air, sehingga air yang membentuk awan mencapai titik jenuh. Semakin banyak uap air yang terbentuk di atmosfer, maka tetesan air yang ada di awan akan semakin banyak dan semakin berat. Ketika awan tidak mampu menampung banyaknya air yang terbentuk, maka air tersebut akan dikeluarkan dalam bentuk hujan. Jika suhu sekitar kurang dari 0 derajat celcius, kemudian akan terjadilah hujan es hingga hujan salju. 

8. Run Off Tahap Run Off dalam siklus air adalah peristiwa hujan yang jatuh ke permukaan bumi dan terjadi di wilayah dataran tinggi, misalnya hujan di daerah hulu sungai. Hal ini menyebabkan air mengalir ke daratan yang lebih rendah, sehingga proses Run Off dapat diartikan adalah proses bergeraknya air. Air mengalir menuju ke laut sebagai tujuan terakhir. Setelah mencapai lautan, maka akan terjadi evaporasi dan proses siklus air yang lainnya. 

9. Infiltrasi Selanjutnya adalah tahap infiltrasi. Dalam tahap ini, menjadi faktor pada siklus hidrologi/siklus air yang berperan penting saat mendistribusi air hujan. Sehingga sangat memberikan pengaruh kepada permukaan, erosi, banjir, ketersediaan air untuk irigasi saat kemarau, air bawah tanah hingga ketersediaan air untuk tanaman. Infiltrasi pada umumnya diberi pengaruh oleh beragam vegetasi dan sifat tanah. Tahapan infiltrasi ini berkaitan dengan persediaan air sumur hingga air tanah yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. 

10. Konduksi Tahap terakhir adalah tahap konduksi. Konduksi merupakan pemanasan dengan cara bersinggungan langsung dengan suatu objek. Pemanasan disebabkan oleh molekul udara yang berada di dekat permukaan bumi. Permukaan bumi bersinggungan dengan bumi yang menerima panas langsung dari matahari hingga molekul yang telah panas ini kemudian bersinggungan dengan molekul udara yang belum panas.

 Namun juga terdapat beberapa jenis dalam siklus hidrologi/siklus air, yaitu: 

1. Siklus Hidrologi Pendek Siklus hidrologi pendek terjadi tanpa adanya tahap adveksi atau perpindahan awan. Siklus ini diawali dari evaporasi air laut yang menuju ke atmosfer bumi. Lalu di ketinggian tertentu, pada uap air akan terjadi kondensasi dan membentuk awan. Awan yang tak mampu menahan beban air akan mengalami presipitasi lalu terjadinya yang namanya air hujan. Air hujan yang turun akan jatuh lagi kembali ke laut. 

2. Siklus Hidrologi Sedang Siklus sedang terjadi ketika air laut menguap. Uap air akan terbawa oleh angin menuju daratan. Pada ketinggian tertentu, uap air akan melewati fase kondensasi dan berubah menjadi awan. Lalu, awan akan berubah menjadi hujan yang jatuh pada daratan, akan terjadi resapan ke dalam tanah dan sebagian akan terserap oleh akar tumbuhan, kemudian sebagian lagi akan dibawa aliran air seperti selokan, dan sungai. Air akan melewati beragam saluran air yang akan membawa kembali dan berakhir ke laut. 

3. Siklus Hidrologi Panjang Siklus hidrologi panjang biasanya terjadi di wilayah pegunungan atau wilayah dengan iklim sub tropis. Ciri pada siklus panjang yaitu peristiwa air pada awan yang tidak akan langsung menjadi hujan. Siklus ini diawali dengan fase evaporasi (penguapan) yang terjadi di lautan, air berubah menjadi molekul-molekul gas. Setelah itu akan melewati tahap sublimasi. Pembentukan awan yang di dalamnya terkandung kristal es, selanjutnya dengan tahap advekasi saat awan akan berpindah.

 Dalam tahap advekasi, awan yang di dalamnya terkandung kristal es akan ke daratan dan melewati fase presipitasi. Setelah itu, awan akan berubah menjadi hujan. Namun hujan yang turun berbentuk salju dan terakumulasi membentuk gletser. Gletser yang berada di daratan tersebut akan mencair karena pengaruh peningkatan suhu dan tekanan. Gletser yang mencair akan menuju aliran sungai dan mengarah ke lautan. Kemudian siklus hidrologi panjang akan terulang kembali. Aktivitas yang Merusak Siklus Air Dalam kehidupan sehari-hari, banyak aktivitas dan kegiatan manusia yang secara langsung dapat merusak siklus air.

 Berikut beberapa kegiatan manusia yang merusak siklus air yang ada.

 1. Pemukiman Penduduk Setiap tahunnya pertumbuhan penduduk terus akan bertambah hal ini menyebabkan perlunya lahan sebagai tempat untuk hidup dan bersosialisasi. Apabila dalam pembangunan tidak memperdulikan aspek lahan serapan air, tanah dapat tertutup oleh semen, jalan, beton, hingga perumahan. 

2. Pembukaan Lahan Hutan Kawasan hutan yang harus dimanfaatkan untuk tujuan ekonomi, bisnis dan sosial masyarakat dapat menimbulkan dampak negatif jika dilakukan secara berlebihan. Umumnya pembukaan lahan hutan digunakan untuk lahan industri, perumahan, pertanian dan perkebunan yang menyebabkan area resapan air berkurang.

 3. Pembangunan Skala Besar Pembangunan dalam skala besar terkait air dapat berpengaruh terhadap siklus air. Banyaknya bangunan dan jalan beraspal menyebabkan berkurangnya daerah resapan air yang dapat mengganggu kelangsungan daur air. Maka itu, perlu ada usaha-usaha untuk menjaga keseimbangan daur air. Contohnya pembuatan bak-bak resapan air, waduk, bendungan, saluran air, dan wilayah resapan air yang ditumbuhi pepohonan. 

4. Penebangan Hutan Aktivitas lain yang merusak siklus air, yaitu penebangan hutan. Hal ini terjadi jika tanpa adanya pengelolaan yang tepat hingga membuat kondisi gundul akan menyebabkan tidak akan efektifnya penyerapan air sehingga jika hujan turun maka air akan langsung menuju ke lautan. Karena tidak ada area resapan maka lapisan atas tanah (humus) akan terkikis dan larut dalam air. Lapisan tanah yang terbuka akan menyebabkan kapasitas intersepsi hujan menurun drastis. Air hujan akan langsung menghantam permukaan tanah dan memecahkan matriks tanah menjadi partikel kecil.

 Partikel-partikel tanah tersebut akan menutup pori tanah dan memadatkan permukaan tanah, sehingga kapasitas infiltrasi menurun. Kapasitas infiltrasi yang turun akan membuat jumlah aliran permukaan meningkat dan total aliran air menuju ke bawah permukaan untuk mengisi air tanah berkurang. Aliran permukaan dapat menggerus partikel permukaan dan mengangkutnya ke tempat lain sebagai bagian dari proses erosi tanah.