Hujan: Perbedaan antara revisi

{{artikel bagus}}

{{About|presipitasi}}

 

'''Hujan''' adalah sebuah [[presipitasi (meteorologi)|presipitasi]] berwujud cairan, berbeda dengan presipitasi non-cair seperti [[salju]], [[hujan es|batu es]] dan [[campuran hujan dan salju|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|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 memiliki ukuran yang beragam mulai dari pepat, mirip panekuk (butir besar), hingga bola kecil (butir kecil).

 

=== Koalesensi ===

[[Koalesensi (meteorologi)|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.<ref>{{cite web|author=Glossary of Meteorology|date=June 2000|url=http://amsglossary.allenpress.com/glossary/search?id=warm-rain-process1|title=Warm Rain Process|accessdate=2010-01-15|publisher=[[American Meteorological Society]]}}</ref> 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.<ref>{{cite web|author=Paul Sirvatka|year=2003|url=http://weather.cod.edu/sirvatka/bergeron.html|title=Cloud Physics: Collision/Coalescence; The Bergeron Process|publisher=[[College of DuPage]]|accessdate=2009-01-01}}</ref>

 

=== Konvektif ===

 

 

[[Hujan konveksi|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.<ref name="Geerts" /><ref>{{cite journal |author=Robert Houze |year=1997 |month=October |title=Stratiform Precipitation in Regions of Convection: A Meteorological Paradox? |journal=Bulletin of the American Meteorological Society |volume=78 |issue=10 |pages=2179 |accessdate= 2007-11-27 |doi=10.1175/1520-0477(1997)078<2179:SPIROC>2.0.CO;2 |issn=1520-0477}}</ref> [[Graupel]] dan [[hujan es]] menandakan konveksi.<ref>{{cite web|author=Glossary of Meteorology|year=2009|url=http://amsglossary.allenpress.com/glossary/search?p=1&query=graupel&submit=Search|title=Graupel|publisher=[[American Meteorological Society]]|accessdate=2009-01-02}}</ref> Di lintang tengah, hujan konvektif berselang-seling dan sering dikaitkan dengan batasan baroklinis seperti [[front dingin]], [[garis squall]], dan front panas.<ref>{{cite book|author=Toby N. Carlson|year=1991|url=http://books.google.com/?id=2lIVAAAAIAAJ&pg=PA216&lpg=PA216&dq=where+convection+occurs+in+the+mid-latitudes|title=Mid-latitude Weather Systems|publisher=Routledge|page=216|isbn=978-0-04-551115-0|accessdate=2009-02-07}}</ref>

{{Main|Pengangkatan orografis|Jenis hujan (meteorologi)|Klimatologi hujan Amerika Serikat}}

 

 

Hujan orografis terjadi di sisi [[atas angin]] pegunungan dan disebabkan oleh gerakan udara lembap berskala besar ke atas melintasi pegunungan, mengakibatkan pendinginan dan kondensasi [[waktu selang adiabatik|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]].<ref name="MT"/>

 

=== Wilayah tropis ===

{{See also|Monsun|Siklon tropis}}

{{Main|Musim hujan}}

 

=== Pengaruh manusia ===

{{See also|Pemanasan global|Pulau panas perkotaan}}

Zat partikulat yang dihasilkan oleh gas buang mobil dan sumber-sumber polusi lain membentuk [[nuklei kondensasi awan]], yang mendorong pembentukan awan dan meningkatnya kemungkinan hujan. Akibat polusi lalu lintas penglaju dan komersial menumpuk sepanjang minggu, kemungkinan hujan meningkat: hujan memuncak pada Sabtu setelah lima hari penumpukan polusi. Di daerah padat penduduk dekat pesisir, seperti [[Pesisir Timur]] Amerika Serikat, dampaknya bisa dramatis: ada kemungkinan hujan 22% lebih tinggi pada hari Sabtu daripada Senin.<ref>{{cite journal|date=1998-08-06|author= R. S. Cerveny and R. C. Balling|title=Weekly cycles of air pollutants, precipitation and tropical cyclones in the coastal NW Atlantic region|journal=Nature|volume=394|pages=561–563|doi=10.1038/29043|issue=6693}}</ref> Dampak pulau panas perkotaan memanaskan kota sebesar {{convert|0.6|C-change|1}} hingga {{convert|5.6|C-change|1}} di atas kawasan pinggiran kota dan pedesaan sekitarnya. Panas tambahan ini mendorong gerakan yang lebih besar ke atas dan menyebabkan aktivitas hujan deras dan badai petir tambahan. Tingkat curah hujan di bawah angin kota meningkat antara 48% dan 116%. Sebagai akibat pemanasan ini, curah hujan bulanan 28% lebih besar antara {{convert|20|mi|km}} hingga {{convert|40|mi|km}} di bawah angin kota, jika dibandingkan dengan atas angin.<ref>{{cite news|title=Spain goes hi-tech to beat drought|author=Dale Fuchs|publisher=[[The Guardian]]|date=2005-06-28|url=http://www.guardian.co.uk/weather/Story/0,2763,1516375,00.html|accessdate=2007-08-02|location=London}}</ref> Sejumlah kota mengakibatkan curah hujan total meningkat sebesar 51%.<ref>{{cite web|url=http://www.gsfc.nasa.gov/topstory/20020613urbanrain.html|title=[[NASA]] Satellite Confirms Urban Heat Islands Increase Rainfall Around Cities|author=[[Goddard Space Flight Center]]|publisher=[[National Aeronautics and Space Administration]]|date=2002-06-18|accessdate=2009-07-17 |archiveurl = http://web.archive.org/web/20080612173654/http://www.gsfc.nasa.gov/topstory/20020613urbanrain.html |archivedate = June 12, 2008}}</ref>

 

Suhu yang meningkat cenderung meningkatkan penguapan yang dapat mendorong lebih banyak hujan. Jumlah peristiwa hujan meningkat di daratan sebelah utara 30°N sejak 1900 hingga 2005, namun mulai menurun di kawasan tropis sejak 1970-an. Di seluruh dunia, tidak ada kecenderungan presipitasi keseluruhan secara statistik dalam satu abad terakhir, meski kecenderungan hujan bervariasi menurut daerah dan waktunya. Wilayah timur Amerika Utara dan Selatan, Eropa Utara, dan Asia Tengah semakin basah, Sahel, Mediterania, Afrika bagian Selatan, dan beberapa bagian Asia Selatan semakin kering. Terjadi peningkatan jumlah peristiwa hujan deras di berbagai daerah dalam satu abad terakhir, termasuk peningkatan sejak 1970-an akibat banyaknya kekeringan—khususnya di wilayah tropis dan subtropis. Perubahan curah hujan dan penguapan di samudra diakibatkan oleh berkurangnya salinitas di perairan lintang tengah dan tinggi (berarti lebih banyak hujan) dan meningkatnya salinitas di lintang rendah (berarti sedikit hujan dan/atau banyak penguapan). Di daratan Amerika Serikat, total curah hujan tahunan meningkat dengan tingkat rata-rata 6,1&nbsp;persen per abad sejak 1900, dengan peningkatan tertinggi terjadi di wilayah iklim Tengah Utara Timur (11,6 persen per abad) dan Selatan (11,1&nbsp;persen). Hawaii adalah satu-satunya wilayah yang mengalami penurunan (-9,25&nbsp;persen).<ref>{{cite web|url=http://www.epa.gov/climatechange/science/recentpsc.html|title=Precipitation and Storm Changes|author=Climate Change Division|publisher=[[United States Environmental Protection Agency]]|date=2008-12-17|accessdate=2009-07-17}}</ref>

 

== Karakteristik ==

=== Pola ===

{{Main|Ikatan hujan}}

[[Ikatan hujan]] adalah wilayah [[awan]] dan presipitasi yang panjang. Gelombang hujan dapat bersifat [[stratiform]] atau [[konveksi atmosfer|konvektif]],<ref>Glossary of Meteorology (2009). [http://amsglossary.allenpress.com/glossary/search?p=1&query=rainband&submit=Search Rainband.] Retrieved on 2008-12-24.</ref> dan terbentuk akibat perbedaan suhu. Jika dilihat melalui pencitraan [[radar cuaca]], perpanjangan presipitasi ini disebut sebagai struktur terikat.<ref>Glossary of Meteorology (2009). [http://amsglossary.allenpress.com/glossary/search?id=banded-structure1 Banded structure.] Retrieved on 2008-12-24.</ref> Ikatan hujan mendahului [[front tutupan]] panas dan [[front panas]] dikaitkan dengan gerakan lemah ke atas,<ref>Owen Hertzman (1988). [http://adsabs.harvard.edu/abs/1988PhDT.......110H Three-Dimensional Kinematics of Rainbands in Midlatitude Cyclones.] Retrieved on 2008-12-24</ref> dan cenderung lebar serta bersifat stratiform.<ref>Yuh-Lang Lin (2007). [http://books.google.com/books?id=4KXtnQ3bDeEC&pg=PA405&lpg=PA405&dq=sea+breeze+rainbands&source=bl&ots=CL5KD0HLAJ&sig=Gz5bwKi9yu8j25EbXLD3TVNNQ68&hl=en&sa=X&oi=book_result&resnum=10&ct=result Mesoscale Dynamics.] Retrieved on 2008-12-25.</ref>

 

=== Keasaman ===

{{See also|Hujan asam}}

pH hujan selalu bervariasi yang umumnya dikarenakan daerah asal hujan tersebut. Di pesisir timur Amerika, hujan yang berasal dari Samudra Atlantik biasanya memiliki pH 5,0-5,6; hujan yang berasal dari seberang benua (barat) memiliki pH 3,8-4,8; dan badai petir lokal memiliki pH serendah 2,0.<ref>{{cite web|url=http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/es00166a003|title=Effect of storm type on rainwater composition in southeastern North Carolina|author=Joan D. Willey|publisher=Environmental Science & Technology|date=1988-01}}</ref> Hujan menjadi asam karena keberadaan dua asam kuat, yaitu [[asam belerang]] (H₂SO₄) dan [[asam nitrat]] (HNO₃). Asam belerang berasal dari sumber-sumber alami seperti gunung berapi dan lahan basah (bakteri penghisap sulfat); dan sumber-sumber antropogenik seperti pembakaran bahan bakar fosil dan pertambangan yang mengandung H₂S. Asam nitrat dihasilkan oleh sumber-sumber alami seperti petir, bakteri tanah, dan kebakaran alami; selain itu juga sumber-sumber antropogenik seperti pembakaran bahan bakar fosil dan pembangkit listrik. Dalam 20 tahun terakhir, konsentrasi asam nitrat dan asam belerang dalam air hujan telah berkurang yang dikarenakan adanya peningkatan amonium (terutama amonia dari produksi ternak) yang berperan sebagai penahan hujan asam dan meningkatkan pH-nya.<ref>{{cite web|url=http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/es060638w?prevSearch=%255Bauthor%253A%2BWilley%252C%2BJoan%2BD.%255D&searchHistoryKey=|title=Changing Chemical Composition of Precipitation in Wilmington, North Carolina, U.S.A.: Implications for the Continental U.S.A|author=Joan D. Willey|publisher=Environmental Science & Technology|date=2006-08-19}}</ref>

 

=== Pengelompokan iklim Köppen ===

{|

|- valign=top |

== Pengukuran ==

=== Alat ukur ===

 

{{See also|Pengukur hujan|Disdrometer|Pengukur salju}}

=== Sensor jarak jauh ===

{{See also|Radar cuaca}}

Salah satu kegunaan utama radar cuaca adalah mampu menilai jumlah curah hujan yang jatuh di cekungan besar untuk keperluan [[hidrologi]]s.<ref>{{cite journal|url=http://www.springerlink.com/content/g5447473427jl6w1/|title=Radar Rainfall Estimates for Hydrologic and Landslide Modeling|author=Kang-Tsung Chang, Jr-Chuan Huang, Shuh-Ji Kao, and Shou-Hao Chiang|doi=10.1007/978-3-540-71056-1_6|isbn=978-3-540-71056-1|journal=Data Assimilation for Atmospheric, Oceanic and Hydrologic Applications|year=2009|accessdate=2010-01-15|pages=127–145}}</ref> Misalnya, pengendalian banjir sungai, pengelolaan selokan bawah tanah, dan pembangunan bendungan adalah semua bidang yang memerlukan data akumulasi curah hujan. Perhitungan curah hujan radar melengkapi data stasiun darat yang dapat digunakan untuk kalibrasi. Untuk menghasilkan akumulasi radar, tingkat hujan di satu titik dihitung menggunakan nilai data reflektivitas pada satu titik jaringan. Persamaan radar kemudian dipakai, yaitu

:<math> Z = A R^b </math>,

== Prakiraan hujan ==

{{Main|Prakiraan presipitasi kuantitatif}}

Prakiraan Presipitasi Kuantitatif (disingkat PPK; QPF dalam bahasa Inggris) adalah perkiraan jumlah presipitasi cair yang terkumpul dalam periode tertentu di suatu daerah.<ref name="SERFC">{{cite web|author=Jack S. Bushong|year=1999|url=http://cms.ce.gatech.edu/gwri/uploads/proceedings/1999/BushongJ-99.pdf|title=Quantitative Precipitation Forecast: Its Generation and Verification at the Southeast River Forecast Center|publisher=[[University of Georgia]]|accessdate=2008-12-31}}</ref> PPK akan diperinci ketika jenis presipitasi terukurkan yang mencapai batas minimal merupakan prakiraan untuk setiap am selama periode sah PPK. Prakiraan presipitasi cenderung dibatasi oleh jam sinoptis seperti 0000, 0600, 1200 dan 1800&nbsp;[[GMT]]. Relief daratan juga termasuk dalam PPK melalui pemakaian topografi atau berdasarkan pola presipitasi iklim dari hasil observasi dengan rincian jelas.<ref>{{cite web|author=Daniel Weygand|year=2008|url=http://www.wrh.noaa.gov/wrh/talite0821.pdf|title=Optimizing Output From QPF Helper|publisher=[[National Weather Service]] Western Region|accessdate=2008-12-31}}</ref> Dimulai pada pertengahan hingga akhir 1990-an, PPK digunakan dalam model prakiraan hidrologi untuk mensimulasikan dampak terhadap sungai di seluruh Amerika Serikat.<ref>{{cite web|author=Noreen O. Schwein|year=2009|url=http://ams.confex.com/ams/89annual/techprogram/paper_149707.htm|title=Optimization of quantitative precipitation forecast time horizons used in river forecasts|publisher=[[American Meteorological Society]]|accessdate=2008-12-31}}</ref> [[Prakiraan cuaca numerik|Model prakiraan]] memperlihatkan sensitivitas tertentu terhadap tingkat kelembapan di [[lapisan pelindung planet]], atau di tingkat terendah atmosfer yang menurun seiring ketinggiannya.<ref>{{cite journal|author=Christian Keil, Andreas Röpnack, George C. Craig, and Ulrich Schumann|url=http://www.agu.org/pubs/crossref/2008/2008GL033657.shtml|title=Sensitivity of quantitative precipitation forecast to height dependent changes in humidity|journal=Geophysical Research Letters|volume=35|doi=10.1029/2008GL033657|date=2008-12-31|pages=L09812|bibcode=2008GeoRL..3509812K|issue=9}}</ref> PPK dapat dibuat dengan dasar prakiraan jumlah kuantitatif atau kemungkinan prakiraan jumlah kualitatif.<ref>{{cite journal|author=P. Reggiani and A. H. Weerts|year=2007|url=http://ams.allenpress.com/perlserv/?request=get-abstract&doi=10.1175%2F2007JHM858.1&ct=1|title=Probabilistic Quantitative Precipitation Forecast for Flood Prediction: An Application|journal=Journal of Hydrometeorology|date=February 2008|pages=76&ndash;95|volume=9|issue=1|accessdate=2008-12-31|doi=10.1175/2007JHM858.1}}</ref> Teknik prakiraan citra radar memperlihatkan [[kemampuan memprakirakan|kemampuan]] yang lebih tinggi daripada prakiraan model dalam 6 hingga 7&nbsp;jam waktu citra radar. Prakiraan dapat diverifikasi melalui pemakaian pengukur hujan, prakiraan radar cuaca, atau keduanya. Berbagai skor kemampuan dapat ditentukan untuk mengukur nilai prakiraan curah hujan.<ref name="Canada">{{cite web|author=Charles Lin|year=2005|url=http://www.actif-ec.net/Workshop2/Presentations/ACTIF_P_S1_02.pdf|title=Quantitative Precipitation Forecast (QPF) from Weather Prediction Models and Radar Nowcasts, and Atmospheric Hydrological Modelling for Flood Simulation|publisher=Achieving Technological Innovation in Flood Forecasting Project|accessdate=2009-01-01}}</ref>

 

== Dampak ==

=== Pertanian ===

Presipitasi, khususnya hujan, memiliki dampak dramatis terhadap [[pertanian]]. Semua [[tumbuhan]] memerlukan air untuk hidup, sehingga hujan (cara mengairi paling efektif) sangat penting bagi pertanian. Pola hujan biasa bersifat vital untuk kesehatan [[tumbuhan]], terlalu banyak atau terlalu sedikit hujan dapat membahayakan, bahkan merusak [[panen]]. [[Kekeringan]] dapat mematikan panen dan menambah erosi,<ref>{{cite web|url=http://www.bom.gov.au/climate/drought/livedrought.shtml|title=Living With Drought|author=[[Bureau of Meteorology]]|publisher=Commonwealth of Australia|year=2010|accessdate=2010-01-15}}</ref> sementara terlalu basah dapat mendorong pertumbuhan [[jamur]] berbahaya.<ref>{{cite web|url=http://agnewsarchive.tamu.edu/dailynews/stories/CROP/Jun0607a.htm|title=Texas Crop and Weather|date=2007-06-06|author=Robert Burns|publisher=[[Texas A&M University]]|accessdate=2010-01-15}}</ref> Tumbuhan memerlukan beragam jumlah air hujan untuk hidup. Misalnya, [[kaktus]] tertentu memerlukan sedikit air,<ref>{{cite web|url=http://www.sbs.utexas.edu/mauseth/researchoncacti/|title=Mauseth Research: Cacti|author=James D. Mauseth|publisher=[[University of Texas]]|date=2006-07-07|accessdate=2010-01-15}}</ref> sementara tanaman tropis memerlukan ratusan inci hujan per tahun untuk hidup.

 

=== Gurun ===

{{Main|Gurun}}

Setengah benua Afrika di bagian utara didominasi [[gurun pasir]] atau wilayah [[gersang]], termasuk Gurun [[Sahara]]. Di Asia, wilayah yang curah hujan minimum tahunannya besar, sebagian besar terdiri dari gurun pasir mulai dari [[Gurun Gobi]] di barat-barat daya Mongolia melintasi barat Pakistan ([[Balochistan]]) dan Iran hingga [[Gurun Arab]] di Saudi Arabia. Sebagian besar Australia semi-gersang atau terdiri dari gurun pasir,<ref>{{cite web

| url = http://www.deh.gov.au/biodiversity/about-biodiversity.html

 

=== Dampak Westerlies ===

{{See also|Westerlies}}

Westerly bergerak dari garis depan sejuk Atlantik Utara ke daerah lembap di Eropa Barat, terutama [[Britania Raya]], yang pesisir baratnya menerima curah hujan antara {{convert|1000|mm|in|abbr=on}} di permukaan laut dan {{convert|2500|mm|in|abbr=on}} di pegunungan setiap tahunnya. [[Bergen]], Norwegia adalah salah satu kota hujan terkenal di Eropa dengan curah hujan rata-rata tahunan mencapai {{convert|2250|mm|in|abbr=on}}. Selama musim gugur, dingin, dan [[musim semi|semi]], sistem badai Pasifik mengangkut sebagian besar hujan untuk [[Hawaii]] dan Amerika Serikat bagian barat.<ref name="JHorel">J. Horel. [http://www.met.utah.edu/jhorel/html/wx/climate/normrain.html Normal Monthly Precipitation, Inches.] Retrieved on 2008-03-19.</ref> Di puncak pegunungan, arus jet membawa hujan maksimum musim panas ke [[Danau-Danau Besar]]. Kawasan badai petir besar bernama [[Kompleks Konvektif Skala Meso|kompleks konvektif skala meso]] bergerak ke Dataran Besar, Barat Tengah, dan Danau-Danau Besar selama musim panas, sehingga menyumbang 10% hujan tahunan di wilayah ini.<ref name="Walker">Walker S. Ashley, Thomas L. Mote, P. Grady Dixon, Sharon L. Trotter, Emily J. Powell, Joshua D. Durkee, and Andrew J. Grundstein. [http://ams.allenpress.com/archive/1520-0493/131/12/pdf/i1520-0493-131-12-3003.pdf Distribution of Mesoscale Convective Complex Rainfall in the United States.] Retrieved on 2008-03-02.</ref>