hujan

Hujan adalah sebuah presipitasi berwujud cairan, berbeda dengan presipitasi non-cair seperti salju, batu es dan slit. Hujan memerlukan keberadaan lapisan atmosfer tebal agar dapat menemui suhu di atas titik leleh es di dekat dan di atas permukaan Bumi. Di Bumi, hujan adalah proses kondensasi uap air di atmosfer menjadi butir air yang cukup berat untuk jatuh dan biasanya tiba di daratan. Dua proses yang mungkin terjadi bersamaan dapat mendorong udara semakin jenuh menjelang hujan, yaitu pendinginan udara atau penambahan uap air ke udara. Virga adalah presipitasi yang jatuh ke Bumi namun menguap sebelum mencapai daratan; inilah satu cara penjenuhan udara. Presipitasi terbentuk melalui tabrakan antara butir air atau kristal es dengan awan. Butir hujan memilik ukuran yang beragam mulai dari pepat, mirip panekuk (butir besar), hingga bola kecil (butir kecil).

Kelembapan yang bergerak di sepanjang zona perbedaan suhu dan kelembapan tiga dimensi yang disebut front cuaca adalah metode utama dalam pembuatan hujan. Jika pada saat itu ada kelembapan dan gerakan ke atas yang cukup, hujan akan jatuh dari awan konvektif (awan dengan gerakan kuat ke atas) seperti kumulonimbus (badai petir) yang dapat terkumpul menjadi ikatan hujan sempit. Di kawasan pegunungan, hujan deras bisa terjadi jika aliran atas lembah meningkat di sisi atas angin permukaan pada ketinggian yang memaksa udara lembap mengembun dan jatuh sebagai hujan di sepanjang sisi pegunungan. Di sisi bawah angin pegunungan, iklim gurun dapat terjadi karena udara kering yang diakibatkan aliran bawah lembah yang mengakibatkan pemanasan dan pengeringan massa udara. Pergerakan truf monsun, atau zona konvergensi intertropis, membawa musim hujan ke iklim sabana. Hujan adalah sumber utama air tawar di sebagian besar daerah di dunia, menyediakan kondisi cocok untuk keragaman ekosistem, juga air untuk pembangkit listrik hidroelektrik dan irigasi ladang. Curah hujan dihitung menggunakan pengukur hujan. Jumlah curah hujan dihitung secara aktif oleh radar cuaca dan secara pasif oleh satelit cuaca.

Dampak pulau panas perkotaan mendorong peningkatan curah hujan dalam jumlah dan intensitasnya di bawah angin perkotaan. Pemanasan global juga mengakibatkan perubahan pola hujan di seluruh dunia, termasuk suasana hujan di timur Amerika Utara dan suasana kering di wilayah tropis. Hujan adalah komponen utama dalam siklus air dan penyedia utama air tawar di planet ini. Curah hujan rata-rata tahunan global adalah 990 millimetre (39 in). Sistem pengelompokan iklim seperti sistem pengelompokan iklim Köppen menggunakan curah hujan rata-rata tahunan untuk membantu membedakan kawasan-kawasan iklim. Antarktika adalah benua terkering di Bumi. Di daerah lain, hujan juga pernah turun dengan kandungan metana, besi, neon, dan asam sulfur.

Udara berisikan uap air dan sejumlah air dalam massa udara kering, disebut Rasio Pencampuran, diukur dalam satuan gram air per kilogram udara kering (g/kg). Jumlah kelembapan di udara juga disebut sebagai kelembapan relatif; yaitu persentase total udara uap air yang dapat bertahan pada suhu udara tertentu. Jumlah uap air yang dapat ditahan udara sebelum melembap (100% kelembapan relatif) dan membentuk awan (sekumpulan air kecil dan tampak dan partikel es yang tertahan di atas permukaan Bumi) bergantung pada suhunya. Udara yang lebih panas memiliki lebih banyak uap air daripada udara dingin sebelum melembap. Karena itu, satu-satunya cara untuk melembapkan udara adalah dengan mendinginkannya. Titik embun adalah suhu yang dicapai dalam pendinginan udara untuk melembapkan udara tersebut.

Ada empat mekanisme utama dalam pendinginan udara hingga titik embunnya: pendinginan adiabatik, pendinginan konduktif, pendinginan radiasional, dan pendinginan evaporatif. Pendinginan adiabatik terjadi ketika udara naik dan menyebar. Udara dapat naik karena konveksi, gerakan atmosfer berskala besar, atau perintang fisik seperti pegunungan (pengangkatan orografis). Pendinginan konduktif terjadi ketika udara bertemu permukaan yang lebih dingin, biasanya tertiup dari satu permukaan ke permukaan lain, misalnya dari permukaan air ke daratan yang lebih dingin. Pendinginan radiasional terjadi karena emisi radiasi inframerah yang muncul akibat udara ataupun permukaan di bawahnya. Pendinginan evaporatif terjdai ketika kelembapan masuk dalam udara melalui penguapan, sehingga memaksa suhu udara mendingin hingga suhu bulb basah, atau mencapai titik kelembapan.

Cara utama uap air dapat bergabung dengan udara adalah ketika angin berkonvergensi ke wilayah gerakan ke atas, presipitasi atau virga yang jatuh dari atas, pemanasan siang hari yang menguapkan air dari permukaan laut, badan air atau tanah basah, transpirasi tumbuhan, udara dingin atau kering yang bergerak di perairan panascool or dry air moving over warmer water, dan udara yang naik di pegunungan. Uap air biasanya mulai mengembun di nuklei kondensasi seperti debu, es, dan garam untuk membentuk awan. Bagian-bagian tinggi front cuaca (tiga dimensi) memaksa wilayah luas melakukan gerakan ke atas di atmosfer Bumi sehingga membentuk dek awan seperti altostratus atau sirostratus. Stratus adalah dek awan stabil yang terbentuk ketika udara dingin dan stabil terperangkap di bawah massa udara panas. Awan ini juga dapat terbentuk akibat pengangkatan kabut adveksi ketika kondisi berangin.

Bentuk butir hujan menurut ukurannya

Koalesensi terjadi ketika butir air bergabung membentuk butir air yang lebih besar, atau ketika butir air membeku menjadi kristal es yang dikenal sebagai proses Bergeron. Resistensi udara mengakibatkan butiran air mengambang di awan. Ketika turbulensi udara terjadi, butiran air bertabrakan dan menghasilkan butiran yang lebih besar. Butiran air besar ini turun dan koalesensi terus berlanjut, sehingga butiran menjadi cukup berat untuk melawan resistensi udara dan jatuh sebagai hujan. Koalesensi umumnya sering terjadi di awan atas titik beku dan dikenal sebagai proses hujan hangat. Di awan bawah titik beku, kristal es mulai jatuh ketika memiliki massa yang cukup. Umumnya, kristal membutuhkan massa yang lebih besar daripada koalesensi yang terjadi antara kristal dan butiran air sekitarnya. Proses ini bergantung kepada suhu, karena butiran air superdingin hanya ada di awan bawah titik beku. Selain itu, karena perbedaan suhu yang besar antara awan dan permukaan, kristal-kristal es ini bisa mencair ketika jatuh dan menjadi hujan.

Butiran hujan memiliki beragam ukuran mulai dari diameter rata-rata 01 millimetre (0.039 in) hingga 9 millimetre (0.35 in), di atas itu butiran akan terpisah-pisah. Butiran kecil disebut butiran awan dan berbentuk bola. Butiran hujan besar semakin pepat di bawah seperti roti hamburger, butiran terbesar berbentuk mirip parasut. Berbeda dengan kepercayaan masyarakat, bentuk butir hujan yang asli justru tidak mirip air mata. Butiran hujan terbesar di Bumi tercatat di Brasil dan Kepulauan Marshall pada tahun 2004—beberapa di antaranya sebesar 10 millimetre (0.39 in). Ukuran besar ini disebabkan oleh pengembunan partikel asap besar atau tabrakan antara sekelompok kecil butiran dengan air tawar yang banyak.

Intensitas dan durasi hujan biasanya berkaitan terbalik yang berarti badai intensitas tinggi memiliki durasi pendek dan badai intensitas rendah memiliki durasi panjang. Butir hujan pada hujan es cair cenderung lebih besar daripada butiran hujan lain. Butir hujan jatuh pada kecepatan terminalnya, lebih besar untuk butiran besar karena massanya yang lebih besar terhadap rasio tarikan. Di permukaan laut tanpa angin, gerimis 05 millimetre (0.20 in) jatuh dengan kecepatan 2 metre per detik (4.5 mph), sementara butiran besar 5 millimetre (0.20 in) jatuh pada kecepatan 9 metre per detik (20 mph). Suara butir hujan menabrak air disebabkan oleh gelembung air berosilasi di bawah air. Kode METAR untuk hujan adalah RA, sementara kode untuk hujan deras adalah SHRA.

Hujan stratiform (perintang hujan besar dengan intensitas yang relatif sama) dan dinamis (hujan konvektif yang alaminya deras dengan perubahan intensitas besar dalam jarak pendek) terjadi sebagai akibat dari naiknya udara secara perlahan dalam sistem sinoptis (satuan cm/detik), seperti di sekitar daerah front dingin dan dekat front panas permukaan. Kenaikan sejenis juga terjadi di sekitar siklon tropis di luar dinding mata, dan di pola hujan sekitar siklon lintang tengah. Berbagai jenis cuaca dapat ditemukan di sepanjang front tutupan dengan kemungkinan terjadinya badai petir, namun biasanya jalur mereka dikaitkan dengan penguapan massa air. Front tutupan biasanya terbentuk di sekitar daerah bertekanan rendah. Hal yang memisahkan curah hujan dari presipitasi lainnya, seperti butir es dan salju, adalah adanya lapisan tebal udara yang tinggi dengan suhu di atas titik cair es, yang mencairkan hujan beku sebelum mencapai tanah. Jika ada lapisan dangkal dekat permmukaan yang suhunya di bawah titik beku, hujan beku (hujan yang membeku setelah bersentuhan dengan permukaan di lingkungan sub-beku) akan terjadi. Hujan es semakin jarang terjadi ketika titik beku di atas atmosfer melebihi ketinggian 11.000 kaki (3,400 m) di atas permukaan laut.

Hujan konvektif, atau hujan deras, berasal dari awan konvektif seperti kumulonimbus atau kumulus kongestus. Hujan ini jatuh deras dengan intensitas yang cepat berubah. Hujan konvektif jatuh di suatu daerah dalam waktu yang relatif singkat, karena awan konvektif memiliki bentangan horizontal terbatas. Sebagian besar hujan di daerah tropis bersifat konvektif; namun, selain hujan konvektif, hujan stratiform juga diduga terjadi. Graupel dan hujan es menandakan konveksi. Di lintang tengah, hujan konvektif berselang-seling dan sering dikaitkan dengan batasan baroklinis seperti front dingin, garis squall, dan front panas.

Hujan orografis terjadi di sisi atas angin pegunungan dan disebabkan oleh gerakan udara lembap berskala besar ke atas melintasi pegunungan, mengakibatkan pendinginan dan kondensasi adiabatik. Di daerah berpegunungan dunia yang mengalami angin relatif tetap (misalnya angin dagang), iklim yang lebih lembap biasanya lebih menonjol di sisi atas angin gunung daripada sisi bawah angin gunung. Kelembapan tidak ada karena pengangkatan orografis, meninggalkan udara yang lebih kering (lihat angin katabatik) di sisi bawah angin yang menurun dan menghangatkan serta menjadi tempat pengamatan bayangan hujan.

Di Hawaii, Gunung Wai'ale'ale, di pulau Kauai, terkenal karena curah hujannya yang ekstrem dan memiliki curah hujan rata-rata tahunan tertinggi kedua di dunia, 460 inci (12,000 mm). Sistem badai Kona membasahi negara bagian ini dengan hujan deras antara Oktober dan April. Iklim setempat bervariasi di masing-masing pulau karena topografinya, terbagi menjadi kawasan atas angin (Koʻolau) dan bawah angin (Kona) berdasarkan lokasi relatif terhadap pegunungan tinggi. Sisi atas angin memaparkan wilayah timur terhadap angin dagang timur laut dan menerima lebih banyak hujan; sisi bawah angin lebih kering dan cerah, dengan sedikit hujan dan cakupan awan.

Di Amerika Selatan, untaian pegunungan Andes menghalangi kelembapan Pasifik yang datang ke benua ini, mengakibatkan iklim gurun di bawah angin melintasi Argentina Barat. Pegunungan Sierra Nevada menciptakan efek yang sama di Amerika Utara denngan membentuk Great Basin dan Gurun Mojave.

Ikatan hujan adalah wilayah awan dan presipitasi yang panjang. Gelombang hujan dapat bersifat stratiform atau konvektif. dan terbentuk akibat perbedaan suhu. Jika dilihat melalui pencitraan radar cuaca, perpanjangan presipitasi ini disebut sebagai struktur terikat. Ikatan hujan mendahului front tutupan panas dan front panas dikaitkan dengan gerakan lemah ke atas, dan cenderung lebar serta bersifat stratiform.

Ikatan hujan yang muncul dekat dan mendahului front dingin bisa jadi merupakan garis squall yang mampu menghasilkan tornado. Ikatan hujan yang dikaitkan dengan front dingin dapat dibelokkan oleh pegunungan lurus terhadap orientasi front karena pembentukan jet penghalang tingkat rendah. Ikatan badai petir dapat terbentuk bersama angin laut dan angin darat jika kelembapan yang diperlukan untuk membentuknya ada pada saat itu. Jika ikatan hujan angin laut cukup aktif mendahului front dingin, mereka mampu menutupi lokasi front dingin tersebut.

Ketika siklon menutupi langit, sebuah truf udara panas tinggi (trough of warm air aloft), atau "trowal", akan terjadi akibat angin selatan yang kuat di perbatasan timurnya berputar-putar tinggi mengitari kawasan timur lautnya, dan mengarah ke periferi (juga disebut sabuk pengangkut panas) barat lautor, memaksa truf permukaan berlanjut ke sektor dingin lengkungan yang sama menuju front tutupan. Trowal menciptakan bagian dari siklon tutupan yang disebut sebagai kepala koma, karena bentuk awan pertengahan troposfer seperti koma yang menyertai fenomena ini. Ini juga bisa menjadi fokus atas presipitasi lokal yang deras, dengan kemungkinan badai petir jika atmosfer di sepanjang trowal cukup stabil untuk menciptakan konveksi. Pengikatan di dalam pola presipitasi kepala koma suatu siklon ekstratropis dapat menandakan hujan deras. Di balik siklon ekstratropis pada musim gugur dan dingin, ikatan hujan dapat terbentuk di bawah angin permukaan air panas seperti Danau-Danau Besar. Di bawah angin kepulauan, ikatan hujan deras dan badai petir dapat terbentuk karena konvergensi angin tingkat rendah di bawah angin batas pulau. Di lepas pantai California, hal ini terjadi ketika adanya peningkatan front dingin.

Ikatan hujan dengan siklon tropis memiliki orientasi melengkung. Siklon tropis berisikan hujan deras dan badai petir yang, bersama dinding mata dan mata, membentuk hurikan atau badai tropis. Batas ikatan hujan di sekitar siklon tropis dapat membantu menentukan intensitas siklon tersebut.

Sifat Hujan adalah Perbandingan antara jumlah curah hujan yang terjadi selama satu bulan dengan nilai rata-rata atau normal dari bulan tersebut di suatu tempat.
Sifat hujan dibagi menjadi 3 kriteria, yaitu :

1. Atas  Normal ( A )
   Jika nilai perbandingan terhadap rata-ratanya lebih besar dari 115 %
2. Normal  ( N )
   Jika nilai perbandingan terhadap rata-ratanya antara 85 % – 115 %
3. Bawah Normal ( BN )
   Jika nilai perbandingan terhadap rata-ratanya kurang dari 85 %

NORMAL CURAH HUJAN

1. Rata-rata Curah Hujan Bulanan
   Rata-rata Curah Hujan Bulanan adalah nilai rata-rata curah hujan masing-masing bulan dengan periode minimal 10 tahun.
2. Normal Curah Hujan Bulanan
   Normal Curah Hujan Bulanan adalah nilai rata-rata curah hujan masing-masing bulan selama periode 30 tahun.
3. Standar Normal Curah Hujan Bulanan
   Standar Normal Curah Hujan Bulanan adalah nilai rata-rata curah hujan pada masing-masing bulan selama periode 30 tahun, dimulai dari tahun 1901 s/d 1930, 1931 s/d 1960, 1961 s/d 1990 dan seterusnya.

Hujan es sebenarnya sulit terjadi walau di beberapa daerah Indonesia juga pernah mengalami. Untuk bisa terwujud hujan es  harus ditunjang ditunjang kondisi yang tepat. Pertama, hadirnya awan kumulonimbus, lalu adanya arus udara atas dan bawah yang kuat yang membekukan air hujan di puncak awan. Bila air hujan telah beku di puncak kemudian menurunkannya ke tempat yang lebih hangat untuk menghimpun kelembapan sebelum siklus berulang. Semakin sering hal ini terjadi, semakin besar ukuran batu es dan tentu semakin besar butiran atau gumpalan es makin berbahaya bagi penduduk. Hujan es sebesar bola bisbol pernah terjadi di  Kansas pada Mei 2007. Sebagian besar hujan es terjadi di daerah lintang 30-60 derajat dari garis Khatulistiwa. Di dataran yang anginnya bertiup dari jajaran pegunungan besar. Hujan es intens bisa terjadi setiap kali udara hangat dan lembab tertolak ke tempat yang amat tinggi, bahkan di dekat Khatulistiwa.

Siklus air atau siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfir melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi dan transpirasi.

Pemanasan air laut oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara terus menerus. Air berevaporasi, kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan batu, hujan es dan salju (sleet), hujan gerimis atau kabut.

Pada perjalanan menuju bumi beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi terus bergerak secara kontinu dalam tiga cara yang berbeda:

• Evaporasi / transpirasi - Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dsb. kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfer) dan kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh uap air (awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju, es.

• Infiltrasi / Perkolasi ke dalam tanah - Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju muka air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal dibawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.

• Air Permukaan - Air bergerak diatas permukaan tanah dekat dengan aliran utama dan danau; makin landai lahan dan makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat dilihat biasanya pada daerah urban. Sungai-sungai bergabung satu sama lain dan membentuk sungai utama yang membawa seluruh air permukaan disekitar daerah aliran sungai menuju laut.

Air permukaan, baik yang mengalir maupun yang tergenang (danau, waduk, rawa), dan sebagian air bawah permukaan akan terkumpul dan mengalir membentuk sungai dan berakhir ke laut. Proses perjalanan air di daratan itu terjadi dalam komponen-komponen siklus hidrologi yang membentuk sistem Daerah Aliran Sungai (DAS).Jumlah air di bumi secara keseluruhan relatif tetap, yang berubah adalah wujud dan tempatnya.Tempat terbesar tejadi di laut.

Sumber :

http://www.search.htm?biw=1024&bih=408&sei=%205R25Tv64JMnirAfDwfzGBg

http://www.ini-penjelasan-terjadinya-hujan-es.html

http://www.search.htm?biw=1024&bih=408&sei=%205R25Tv64JMnirAfDwfzGBg

http://www.Hujan.html

http://www.Siklus_air.html