HUJAN DAN PETIR
(Dalam rangka memenuhi Tugas Matrikulasi Biologi
Dosen Pengampu Prof.Dr.Dwi Soelistya Dyah Jekti,M.Kes)
Disusun oleh :
DESAK MADE ANGGRAENI
I KOMANG YOGI SUKMANTARA
PROGRAM STUDI MAGISTER PENDIDIKAN IPA
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS MATARAM
2011
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulisan makalah yang berjudul “ Hujan dan Petir” ini dapat terselesaikan dengan baik. Penulisan makalah ini merupakan salah satu syarat dalam mengikuti kegiatan matrikulasi program studi magistern pendidikan ipa program pascasarjana universitas mataram khususnya untuk mata kuliah biologi.
Proses penyusunan makalah ini tidak terlepas dari bantuan dan keterkaitan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada Prof.Dr.Dwi Soelistya Dyah Jekti,M.Kes selaku dosen mata kuliah biologi serta semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian makalah ini.
Penulis sangat menyadari bahwa masih banyak terdapat kekurangan dalam penulisan makalah ini dan jauh dari sempurna.Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan.Akhirnya, penulis mengharapkan semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.Amin.
Mataram, 9 Juli 2011
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN COVER............................................................................................... i
KATA PENGANTAR.............................................................................................. ii
DAFTAR ISI............................................................................................................. iii
DAFTAR GAMBAR................................................................................................ iv
BAB I PENDAHULUAN
1. 1 Latar Belakang...................................................................................
1. 2 Rumusan Masalah..............................................................................
1. 3 Tujuan.................................................................................................
1. 4 Manfaat..............................................................................................
BAB II PEMBAHASAN
2. 1 Hujan..................................................................................................
2.1.1 Pengertian Hujan ......................................................................
2.1.2 Penyebab Terjadinya Hujan......................................................
2.1.3 Proses Terjadinya Hujan............................................................
2.1.3.1 Proses Terjadinya Hujan Pada Awan Panas..................
2.1.3.2 Proses Terjadinya Hujan Pada Awan Dingin................
2.1.4 Siklus Hidrologi........................................................................
2.1.4.1 Pengertian Siklus Hidrologi..........................................
2.1.4.2 Pergerakan Siklus Hidrologi..........................................
2.1.4.3 Jenis-Jenis Siklus Hidrologi...........................................
2.1.5 Jenis-Jenis Hujan.......................................................................
2.1.5.1 Hujan Alami..................................................................
2.1.5.2 Hujan Buatan................................................................
2.1.6 Dampak Hujan..........................................................................
2.1.6.1 Dampak Positif Hujan...................................................
2.1.6.2 Dampak Negatif Hujan.................................................
2.1.7 Pengukuran Curah Hujan..........................................................
2. 2 Petir....................................................................................................
2.2.1 Pengertian Petir.........................................................................
2.2.2 Proses Terjadinya Petir..............................................................
2.2.3 Tempat Terjadinya Petir............................................................
2.2.4 Jenis-Jenis Petir Yang Berbahaya..............................................
2.2.5 Dampak Terjadinya Petir...........................................................
2.2.5.1 Dampak Positif Petir.....................................................
2.2.5.2 Dampak Negatif Petir....................................................
2.2.6 Bahaya Petir..............................................................................
2.2.7 Perlindungan Terhadap Bahaya Petir........................................
2.2.8 Antisipasi Terhadap Bahaya Petir.............................................
2. 3 Kaitan antara hujan dengan petir.......................................................
BAB III PENUTUP
3. 1 Kesimpulan.........................................................................................
3. 2 Saran...................................................................................................
DAFTAR PUSTAKA............................................................................................... 2
DAFTAR GAMBAR
Halaman
2.1 Siklus Hidrologi..............................................................................................
2.2 Siklus Hidrologi Pendek................................................................................
2.3 Siklus Hidrologi Sedang................................................................................
2.4 Siklus Hidrologi Panjang................................................................................
2.5 Proses Terjadinya Hujan Siklonal...................................................................
2.6 Proses Terjadinya Hujan Zenital....................................................................
2.7 Proses Terjadinya Hujan Orografis................................................................
2.8 Proses Terjadinya Hujan Frontal....................................................................
2.9 Proses Terjadinya Hujan Buatan....................................................................
2.10 Penakar Hujan Otomatis Jenis Sifon..............................................................
2.11 Terjadinya Petir antara Awan dengan Awan.................................................
2.12 Terjadinya Petir dalam awan itu sendiri.........................................................
2.13 Terjadinya Petir dari awan ke udara...............................................................
2.14 Terjadinya petir antara awan dengan tanah...................................................
2.15 Petir St. Elmo’Fire.........................................................................................
2.16 Petir Boom......................................................................................................
2.17 Petir Deadly.....................................................................................................
2.18 Petir Cloud Flashed.........................................................................................
2.19 Petir Cloud-to-sea lighting...............................................................................
2.20 Petir Re-Strike.................................................................................................
2.21 Mind-Blowing Beauty.....................................................................................
2.22 Petir Upper Atmosfer Lighting........................................................................
2.23 Petir Scary........................................................................................................
2.24 Petir Multiple Strike & Long Exposure...........................................................
2.25 Rocket Lighting...............................................................................................
2.26 Volcanic Triggred Lighting.............................................................................
2.27 Petir Sensational Volcanic-Lighting................................................................
2.28 Dampak Positif Petir........................................................................................
2.29 Kerusakan Akibat Petir....................................................................................
2.30 Dampak Negatif Petir......................................................................................
2.31 Penangkal Petir................................................................................................
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Hujan merupakan satu bentuk presipitasi yang berwujud cairan. Presipitasi sendiri dapat berwujud padat (misalnya salju dan hujan es) atau aerosol (seperti embun dan kabut). Hujan terbentuk apabila titik air yang terpisah jatuh ke bumi dari awan. Tidak semua air hujan sampai ke permukaan bumi karena sebagian menguap ketika jatuh melalui udara kering. Hujan jenis ini disebut sebagai virga.
Pada saat hujan terjadi fenomena alam yang khas yaitu petir. Petir merupakan gejala alam yang bisa kita analogikan dengan sebuah kapasitor raksasa, dimana lempeng pertama adalah awan (bisa lempeng negatif atau lempeng positif) dan lempeng kedua adalah bumi (dianggap netral).Seperti yang sudah diketahui kapasitor adalah sebuah komponen pasif pada rangkaian listrik yang bisa menyimpan energi sesaat (energy storage). Terkadang petir ini tidak terjadi pada saat hujan tetapi pada saat cuaca mendung. Ketika petir, kita melihat adanya kilan serta mendengar suara gemuruh yang dikenal dengan guntur. Kilat yang sampai dibumi terlihat seperti gambaram ekor dari awan, dimana bentuk sambarannya berbeda-beda.
Keberadaan hujan dan petir bagi sebagian orang bermanfaat namun bagi sebagian lagi, kedua hal tersebut merupakan momok yang menakutkan dan sebagai penyebab bencana serta menyebabkan kematian dari berbagai organisme. Di tiap daerah memiliki curah hujan yang berbeda-beda. Waktu ketika hujan turun secara terus menerus biasanya kita kenal dengan nama musim hujan. Musim hujan adalah masa dalam suatu tahun yang terjadi selama satu atau beberapa bulan ketika sebagian besar hujan rata-rata tahunan suatu daerah jatuh di tempat tersebut. Wilayah dengan musim hujan tersebar di beberapa kawasan tropis dan subtropis. Iklim dan wilayah sabana dengan cuaca monsun memiliki musim panas hujan dan musim dingin kemarau.
Hutan hujan tropis teknisnya tidak memiliki musim kemarau atau hujan, karena hujan tersebar merata sepanjang tahun. Sejumlah daerah dengan musim hujan akan mengalami jeda dalam pertengahan musim hujan ketika zona konvergensi intertropis atau truf monsun bergerak ke kutub dari lokasinya selama pertengahan musim panas. Ketika musim hujan terjadi selama musim panas, hujan lebih sering turun selama akhir sore dan awal malam. Musim hujan adalah masa ketika kualitas udara dan air segar membaik, dan tanaman tumbuh subur.
Beberapa kebudayaan telah membentuk kebencian kepada hujan dan telah menciptakan berbagai peralatan seperti payung dan baju hujan. Banyak orang juga lebih gemar tinggal di dalam rumah pada hari hujan. Banyak orang menganggap bahwa bau yang tercium pada saat hujan dianggap wangi atau menyenangkan. Sumber dari bau ini adalah petrichor, minyak atsiri yang diproduksi oleh tumbuhan, kemudian diserap oleh batuan dan tanah, dan kemudian dilepas ke udara pada saat hujan.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang dikemukakan diatas, maka rumusan masalah pada makalah ini adalah :
1. Bagaimana proses terjadinya hujan?
2. Apa saja jenis-jenis hujan?
3. Bagaimana dampak hujan dalam kehidupan sehari-hari?
4. Bagaimana cara untuk mengukur intensitas hujan?
5. Bagaimana proses terjadinya petir?
6. Apa saja jenis-jenis petir?
7. Apa saja manfaat dari petir
8. Bagaimana kaitan antara hujan dengan petir?
1.3 Tujuan
Tujuan dari penulisan makalah ini adalah:
1. Untuk mengetahui proses terjadinya hujan.
2. Untuk mengetahui jenis-jenis hujan.
3. Untuk mengetahui dampak hujan dalam kehidupan sehari-hari.
4. Untuk mengetahui cara untuk mengukur intensitas hujan.
5. Untuk mengetahui proses terjadinya petir.
6. Untuk mengetahui jenis-jenis petir.
7. Untuk mengetahui manfaat dari petir.
8. Bagaimana kaitan antara hujan dengan petir.
1.4 Manfaat
Manfaat dari penulisan makalah ini adalah :
1. Dapat mengetahui proses terjadinya hujan.
2. Dapat mengetahui jenis-jenis hujan.
3. Dapat mengetahui dampak hujan dalam kehidupan sehari-hari.
4. Dapat mengetahui cara untuk mengukur intensitas hujan.
5. Dapat mengetahui proses terjadinya petir.
6. Dapat mengetahui jenis-jenis petir.
7. Dapat mengetahui manfaat dari petir.
8. Dapat mengetahui kaitan antara hujan dengan petir.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Hujan
2.1.1 Pengertian Hujan
Hujan merupakan satu bentuk presipitasi yang berwujud cairan.Presipitasi sendiri dapat berwujud padat (misalnya salju dan hujan es) atau aerosol (seperti embun dan kabut).Hujan terbentuk apabila titik air yang terpisah jatuh ke bumi dari awan.Tidak semua air hujan sampai ke permukaan bumi karena sebagian menguap ketika jatuh melalui udara kering.Hujan jenis ini disebut sebagai virga.
Hujan memainkan peranan penting dalam siklus hidrologi. Lembaban dari laut menguap, berubah menjadi awan, terkumpul menjadi awan mendung, lalu turun kembali ke bumi, dan akhirnya kembali ke laut melalui sungai dan anak sungai untuk mengulangi daur ulang itu semula.
2.1.2 Penyebab terjadinya hujan
Hujan ada yang sampai ke bumi ada yang tidak sampai ke bumi, hal tersebut tergantung dari kondisi udara dari daerah yang akan terjadi hujan. Hujan dapat terjadi karena adanya siklus hidrologi atau perputaran air di bumi.
2.1.3 Proses Terjadinya Hujan
2.1.3.1 Proses terjadinya hujan pada awan panas
Ketika uap air terangkat naik ke atmosfer, baik oleh aktivitas konveksi ataupun oleh proses orografis (karena adanya halangan gunung atau bukit), maka pada level tertentu partikel aerosol (berukuran 0,01 - 0,1 mikron) yang banyak beterbangan di udara akan berfungsi sebagai inti kondensasi (condensation nucleus) yang menyebabkan uap air tersebut mengalami pengembunan.Sumber utama inti kondensasi adalah garam yang berasal dari golakan air laut. Karena bersifat higroskofik maka sejak berlangsungnya kondensasi, partikel berubah menjadi tetes cair (droplets) dan kumpulan dari banyak droplets membentuk awan. Partikel air yang mengelilingi kristal garam dan partikel debu menebal, sehingga titik-titik tersebut menjadi lebih berat dari udara, mulai jatuh dari awan sebagai hujan.
2.1.3.2 Proses terjadinya hujan pada awan dingin
Pada awan dingin hujan dimulai dari adanya kristal-kristal es.yang berkembang membesar melalui dua cara yaitu deposit uap air atau air super dingin (supercooled water) langsung pada kristal es atau melalui penggabungan menjadi butiran es. Keberadaan kristal es sangat penting dalam pembentukan hujan pada awan dingin, sehingga pembentukan hujan dari awan dingin sering juga disebut proses kristal es.
Hujan, salju dan hujan batu es terutama disebabkan oleh air yang menjadi dingin. Salju terbentuk dalam atmosfer atas yang suhunya dibawah titik beku.Waktu jatuh lewat atmosfer salju mencair dan menjadi hujan.Pada musim dingin, salju jatuh tanpa menjadi cair dan masih berbentuk salju. Butiran salju terdiri dari kristal es kecil-kecil.
Sewaktu udara naik lebih tinggi ke atmosfer, terbentuklah titik-titik air, dan terbentuklah awan. Ketika sampai pada ketinggian tertentu yang sumbunya berada di bawah titik beku, titik air dalam awan itu membeku menjadi kristal es kecil-kecil. Udara sekelilingnya yang tidak begitu dingin membeku pada kristal tadi. Dengan demikian kristal bertambah besar dan menjadi butir-butir salju. Bila menjadi terlalu berat, salju itu turun.Bila melalui udara lebih hangat, salju itu mencair menjadi hujan.Pada musim dingin salju jatuh tanpa mencair.
2.1.4 Siklus Hidrologi
Seperti yang telah dikatakan tadi, bahwa hujan terjadi karena adanya perputaran air di bumi atau kita kenal dengan istilah siklus hidrologi.Berikut akan dijelaskan tentang siklus hidrologi.
2.1.4.1 Pengertian Siklus Hidrologi
Siklus air atau siklus hidrologi adalah sirkulasiair 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.
2.1.4.2 2.1.4.2 Pergerakan siklus hidrologi
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:
1. 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.
2. 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.
3. 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.
Berikut ini gambar dari siklus hidrologi yang terjadi di bumi:
2.1.4.3 2.1.4.3 Jenis-Jenis Siklus Hidrologi
Proses siklus hidrologi berlangsung terus-menerus yang membuat air menjadi sumber daya alam yang terbaharui. Jumlah air di bumi sangat banyak baik dalam bentuk cairan, gas / uap, maupun padat / es.Jumlah air seakan terlihat semakin banyak karena es di kutub utara dan kutub selatan mengalami pencairan terus-meners akibat pemanasan global bumi sehingga mengancam kelangsungan hidup manusia di bumi.Macam-Macam dan Tahapan Proses Siklus Hidrologi :
a. Siklus Pendek / Siklus Kecil
1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari
2. Terjadi kondensasi dan pembentukan awan
3. Turun hujan di permukaan laut
1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari
2. Terjadi kondensasi dan pembentukan awan
3. Turun hujan di permukaan laut
b. Siklus Sedang
1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari
2. Terjadi kondensasi
3. Uap bergerak oleh tiupan angin ke darat
4. Pembentukan awan
5. Turun hujan di permukaan daratan
6. Air mengalir di sungai menuju laut kembali
1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari
2. Terjadi kondensasi
3. Uap bergerak oleh tiupan angin ke darat
4. Pembentukan awan
5. Turun hujan di permukaan daratan
6. Air mengalir di sungai menuju laut kembali
c. Siklus Panjang / Siklus Besar
1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari
2. Uap air mengalami sublimasi
3. Pembentukan awan yang mengandung kristal es
4. Awan bergerak oleh tiupan angin ke darat
5. Pembentukan awan
6. Turun salju
7. Pembentukan gletser
8. Gletser mencair membentuk aliran sungai
9. Air mengalir di sungai menuju darat dan kemudian ke laut
1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari
2. Uap air mengalami sublimasi
3. Pembentukan awan yang mengandung kristal es
4. Awan bergerak oleh tiupan angin ke darat
5. Pembentukan awan
6. Turun salju
7. Pembentukan gletser
8. Gletser mencair membentuk aliran sungai
9. Air mengalir di sungai menuju darat dan kemudian ke laut
2.1.5 Jenis-jenis hujan
Hujan yang terjadi pada suatu daerah akan berbeda-beda jenisnya. Secara umum, hujan dibagi menjadi 2, yaitu hujan alami dan hujan buatan.
2.1.5.1 Hujan Alami
Hujan alami adalah hujan yang terjadi secara alami berdasarkan siklus hidrologi. Untuk kepentingan kajian atau praktis, hujan alami dibedakan menurut terjadinya, ukuran butirannya, atau curah hujannya.
A. Hujan alami berdasarkan terjadinya dapat dibagi menjadi lima, yaitu :
1. Hujan siklonal, yaitu hujan yang terjadi karena udara panas yang naik disertai dengan angin berputar.
2. Hujan zenithal, yaitu hujan yang sering terjadi di daerah sekitar ekuator, akibat pertemuan Angin Pasat Timur Laut dengan Angin Pasat Tenggara. Kemudian angin tersebut naik dan membentuk gumpalan-gumpalan awan di sekitar ekuator yang berakibat awan menjadi jenuh dan turunlah hujan.
| Convectional atau konveksi curah hujan hasil dari pemanasan permukaan bumi yang menyebabkan udara meningkat pesat. Seperti udara naik, mendingin dan air mengembun menjadi awan dan curah hujan. Jenis presipitasi adalah umum di provinsi-provinsi padang rumput. |
3. Hujan orografis, yaitu hujan yang terjadi karena angin yang mengandung uap air yang bergerak horisontal. Angin tersebut naik menuju pegunungan, suhu udara menjadi dingin sehingga terjadi kondensasi. Terjadilah hujan di sekitar pegunungan.
| Hasil pengendapan orografis ketika lembab udara hangat dari laut dipaksa untuk naik gunung besar. Seperti udara naik mendingin, uap air di udara mengembun dan awan dan hasil pengendapan di sisi angin bertiup dari gunung sementara sisi bawah angin menerima sangat sedikit. Hal ini biasa terjadi di British Columbia. |
4. Hujan frontal, yaitu hujan yang terjadi apabila massa udara yang dingin bertemu dengan massa udara yang panas. Tempat pertemuan antara kedua massa itu disebut bidang front. Karena lebih berat massa udara dingin lebih berada di bawah. Di sekitar bidang front inilah sering terjadi hujan lebat yang disebut hujan frontal.
| Hujan frontal hasil ketika leading edge (depan) dari massa udara yang hangat bertemu dengan massa udara dingin. Massa udara yang hangat terpaksa Facebook melalui udara sejuk. Seperti naik udara hangat dingin, uap air di udara mengembun, awan dan hasil presipitasi. Presipitasi Hal ini biasa terjadi di Atlantik Kanada. |
5. Hujan muson atau hujan musiman, yaitu hujan yang terjadi karena Angin Musim (Angin Muson). Penyebab terjadinya Angin Muson adalah karena adanya pergerakan semu tahunan Matahari antara Garis Balik Utara dan Garis Balik Selatan. Di Indonesia, hujan muson terjadi bulan Oktober sampai April.Sementara di kawasan Asia Timur terjadi bulan Mei sampai Agustus. Siklus muson inilah yang menyebabkan adanya musim penghujan dan musim kemarau.
Angin Musim (muson) Timur, terjadi antara bulan April - Oktober.Bertiupnya angin ini disebabkan oleh adanya perbedaan tekanan udara di belahan bumi selatan dan utara.Pada saat itu selatan musim dingin, sehingga menyebabkan tekanan di selatan lebih tinggi dari pada utara, maka angin bertiup dari selatan (Australia) menuju Asia melewati Indonesia.
Angin Musim (muson) Barat, terjadi antara bulan Oktober – April. Bertiupnya angin ini disebabkan oleh adanya perbedaan tekanan udara di belahan bumi utara dan selatan.Pada saat itu utara musim dingin sehingga menyebabkan tekanan di utara lebih tinggi dari pada selatan, maka angin bertiup dari utara (Asia dan Samudera Pasifik) menuju Australia melewati Indonesia.
B. Hujan alami berdasarkan ukuran butirnya, dapat dibedakan menjadi empat yaitu
1. Hujan gerimis / drizzle, diameter butirannya kurang dari 0,5 mm
3. Hujan batu es, curahan batu es yang turun dalam cuaca panas dari awan yang suhunya dibawah 0° Celsius
4. Hujan deras / rain, curahan air yang turun dari awan dengan suhu diatas 0° Celsius dengan diameter ±7 mm.
C. Hujan alami berdasarkan besarnya curah hujan (definisi BMKG) dibagi menjadi tiga, yaitu :
1. Hujan sedang, 20 - 50 mm per hari
2. Hujan lebat, 50-100 mm per hari
3. Hujan sangat lebat, di atas 100 mm per hari
2.1.5.2 Hujan Buatan
Hujan buatan (penyemaian awan) adalah usaha manusia untuk meningkatkan curah hujan yang turun secara alami dengan mengubah proses fisika yang terjadi di dalam awan. Proses fisika yang dapat diubah meliputi proses tumbukan dan penggabungan (collision dan coalescense), proses pembentukan es (ice nucleation). Jadi jelas bahwa hujan buatan sebenarnya tidak menciptakan sesuatu dari yang tidak ada.Untuk menerapkan usaha hujan buatan diperlukan tersedianya awan yang mempunyai kandungan air yang cukup, sehingga dapat terjadi hujan yang sampai ke tanah.
Bahan yang dipakai dalam hujan buatan dinamakan bahan semai.
Bahan yang dipakai dalam hujan buatan dinamakan bahan semai.
2.1.6 Dampak Hujan
2.1.6.1 Dampak Positif Hujan
Dampak positif hujan bagi lingkungan adalah memberikan air buat kehidupan manusia, hewan dan tumbuhan. Hujan meningkatkan ketersediaan air tanah, ditandai dengan meningkatnya muka air permukaan (sumur).Hujan meningkatkan kelembaban udara dan menurunkan suhu lingkungan.Tutupan awan di angkasa turut mengurangi teriknya matahari di di siang hari. Air hujan juga mampu menangkap debu yang beterbangan akibat polusi dan melarutkan debu yang menempel di permukaan daun dan bangunan. Air hujan mampu meningkatkan kelembaban tanah, sehingga pertumbuhan vegetatif tanaman berlangsung lebih cepat. Selain itu meningkatkan kecerdasan otak dan daya ingat.
2.1.6.2 Dampak Negatif Hujan
Hujan juga dapat menimbulkan dampak negatif bagi lingkungan. Hujan yang turun pertama kali, setelah kemarau panjang, akan dapat menyebabkan erosi percik di permukaan tanah. Intensitas hujan yang makin tinggi akan menyebabkan peristiwa erosi, tanah longsor dan banjir. Peristiwa longsor dan banjir akan dianggap sebagai gangguan atau bencana apabila sudah merugikan harta benda dan mengancam nyawa manusia. Pada volume curahan yang sama (harian), curah hujan yang sangat deras dan berlangsung cepat akan lebih berbahaya daripada hujan gerimis (tidak deras) dan berlangsung lama.
2.1.7 Pengukuran Curah Hujan
Sebelum mengetahui alat yang digunakan dalam pengukuran curah hujan, perlu diketahui pula mengenai satuan dalam pengukuran curah hujan.Milimeter (mm) ataupun inchi (in) merupakan satuan yang digunakan dalam mengukur curah hujan.Curah hujan sendiri merupakan istilah yang biasa digunakan di Indonesia untuk menunjukkan bentuk endapan yang sering dijumpai, selain salju (biasa dijumpai di negara dengan 4 musim) dan batu es hujan. Kembali ke satuan curah hujan, seperti disebutkan di atas bahwa satuan untuk mengukur curah hujan yaitu millimeter ataupun inchi (1 inchi = 25,4 mm), hal ini menandakan bahwa curah hujan dinyatakan sebagai tinggi ataupun panjang. Sebagai contohnya adalah jika jumlah curah hujan yang turun ke bumi adalah 1 mm ini menunjukkan bahwa tinggi air hujan yang menutupi permukaan sebesar 1 mm jikazat cair tersebut tidak meresap ke dalam tanah atau atau menguap ke atmosfer.
Untuk mengukur seberapa banyak jumlah curah hujan yang terjadi dalam suatu waktu diperlukan suatu alat pengukuran.Pluviometer ataupun penakar hujan (rain gauge), merupakan alat yang biasa digunakan dalam hal pengukuran curah hujan.
Dari gambar diatas dapat terlihat bahwa dalam Rain Gauge terdapat gelas/tabung ukur (di gambar ditunjukkan dengan nama Measuring tube) dengan luas corong penakarnya yaitu 200 cm2 atau 400 cm2, dimana gelas/tabung ukur tersebut digunakan untuk menampung air hujan yang masuk ke dalam alat tersebut. Dimana tinggi air hujan yang terdapat dalam gelas ukur tersebut dapat dilihat dari penanda ukuran (dalam gambar :measuring scale). Selain penakar hujan biasa tersebut, terdapat pula penakar hujan jenis pencatat atau otomatis. Dalam hal ini kita tidak perlu susah-susah untuk mencatat berapa jumlah curah hujan yang terjadi dalam suatu waktu, karena jenis penakar hujan ini akan secara otomatis mencatatnya untuk kita dalam sebuah kertas pias yang telah tergoreskan oleh sebuah pena yang terhubungkan dengan sebuah pelampung dalam rain gauge yang menggerakan naik atau turunnya pena tersebut dalam kertas pias. Penakar hujan otomatis tersebut merupakan penakar hujan jenis sifon.
2.2 Petir
2.2.1 Pengertian Petir
Petir atau halilintar adalah gejala alam yang biasanya muncul pada musim hujan di mana di langit muncul kilatan cahaya sesaat yang menyilaukan biasanya disebut kilat yang beberapa saat kemudian disusul dengan suara menggelegar sering disebut Guruh. Perbedaan waktu kemunculan ini disebabkan adanya perbedaan antara kecepatan suara dan kecepatan cahaya.
Petir merupakan gejala alam yang bisa kita analogikan dengan sebuah kapasitor raksasa, dimana lempeng pertama adalah awan (bisa lempeng negatif atau lempeng positif) dan lempeng kedua adalah bumi (dianggap netral).Seperti yang sudah diketahui kapasitor adalah sebuah komponen pasif pada rangkaian listrik yang bisa menyimpan energi sesaat (energy storage).Petir juga dapat terjadi dari awan ke awan (intercloud), dimana salah satu awan bermuatan negatif dan awan lainnya bermuatan positif.
2.2.2 Proses Terjadinya Petir
Terdapat 2 teori yang mendasari proses terjadinya petir :
Terdapat 2 teori yang mendasari proses terjadinya petir :
1. Proses Ionisasi
2. Proses Gesekan antar awan
1. Proses Ionisasi
Petir terjadi diakibatkan terkumpulnya ion bebas bermuatan negatif dan positif di awan, ion listrik dihasilkan oleh gesekan antar awan dan juga kejadian Ionisasi ini disebabkan oleh perubahan bentuk air mulai dari cair menjadi gas atau sebaliknya, bahkan padat (es) menjadi cair.
Ion bebas menempati permukaan awan dan bergerak mengikuti angin yang berhembus, bila awan-awan terkumpul di suatu tempat maka awan bermuatan akan memiliki beda potensial yang cukup untuk menyambar permukaan bumi maka inilah yang disebut petir.
- Gesekan antar awan
Pada awalnya awan bergerak mengikuti arah angin, selama proses bergeraknya awan ini maka saling bergesekan satu dengan yang lainya , dari proses ini terlahir electron-electron bebas yang memenuhi permukaan awan. proses ini bisa digambarkan secara sederhana pada sebuah penggaris plastic yang digosokkan pada rambut maka penggaris ini akan mampu menarik potongan kertas.
Pada suatu saat awan ini akan terkumpul di sebuah kawasan, saat inilah petir dimungkinkan terjadi karena electron-elektron bebas ini saling menguatkan satu dengan lainnya. Sehingga memiliki cukup beda potensial untuk menyambar permukaan bumi.
2.2.3 Tempat terjadinya petir
Besar medan listrik minimal yang memungkinkan terpicunya petir ini adalah sekitar 1.000.000 volt per meter.
Petir dapat terjadi antara:
1. Awan dengan awan
Gambar 2.11 : Terjadinya Petir Antara awan dengan awan
2. Dalam awan itu sendiri
Gambar 2.12 : Terjadinya Petir dalam awan itu sendiri
3. Awan ke udara
Gambar 2.13 : Terjadinya Petir dari awan ke udara
4. Awan dengan tanah (bumi)
Gambar 2.14 : Terjadinya Petir Antara awan dengan tanah
2.2.4 Jenis-jenis Petir yang Berbahaya
1. St. Elmo’s Fire
Telah ada selama berabad-abad, dimulai dengan Yunani kuno, Julius Caesar, Columbus dan Magellan. Setelah penangkal petir Benjamin Franklin, fenomena ini terlihat lebih di tanah, menyebabkan rasa takut sebagai api biru terinspirasi cerita roh dan hantu.
Gambar 2.15 : Petir St Elmo’ Fire
2. Boom
Ball Thunder adalah fenomena yang aneh, dengan laporan peninjauan kembali ke Yunani kuno. Jenis yang paling umum adalah kilatan petir coret, tapi kilat ini menyebabkan ancaman terbesar terhadap kehidupan dan properti. Petir dapat dipicu oleh berbagai peristiwa mulai, dari ledakan termonuklir untuk meluncurkan roket seperti Challenger atau Apollo 12.
Gambar 2.16 : Petir Boom
3. Deadly
Di Amerika Serikat, rata-rata 58 orang dibunuh setiap tahun oleh petir. Sekitar 250 orang bertahan hidup setiap tahun setelah disambar petir, namun sebagian besar hidup dengan bekas luka permanen.
Gambar 2.17 : Petir Deadly
4. Cloud Flashes
Ketika kilat menyala di awan, kadang-kadang Anda dapat melihat garis di udara di sekitar badai.Itu disebut kilat awan-ke-udara, atau disebut sebagai “Anvil Crawler” Petir juga dapat melakukan perjalanan dari awan ke awan.Ketika kilat tampaknya tertanam di awan dan sepertinya pada luminositas selama bagian flash, disebut lembar pencahayaan atau intra-awan petir. Banyak orang telah melihat kilat yang panas, tapi mengatakan mereka tidak mendengar guntur. Namun, guntur di kejauhan itu terlalu jauh untuk didengar. Setiap kali ada petir, ada juga guntur.
Gambar 2.18 : Petir Cloud Flashed
5. Cloud-to-sea Lightning
Air adalah konduktor yang sangat baik, sehingga pintar untuk tinggal jauh dari laut, danau dan kolam selama badai petir.Dalam badai, para pelaut berisiko terkena petir-awan ke laut.Selain angin kencang, tinggi, gelombang berombak, dan hujan deras.Pelaut dianjurkan untuk mencari pelabuhan yang aman sampai badai berlalu dan memastikan kru mengenakan jaket.
Gambar 2.19 : Petir Cloud-to-sea Lightning
5. Re-strike
Petir ini terdiri dari 3-4 stroke individu, tetapi mungkin memiliki lebih.Dipisahkan oleh 40-50 milidetik, menyebabkan efek “strobe light”.Yang pertama adalah yang terkuat.Setiap stroke berturut-turut biasanya kembali menggunakan saluran debit diambil oleh stroke sebelumnya. Berkepanjangan oleh gemuruh guntur yang menyerang kembali.
Gambar 2.20 : Petir Re-strike
6. Mind-blowing Beauty
Petir melalui udara memancarkan cahaya putih, tetapi dapat muncul sebagai warna yang berbeda tergantung pada kondisi cuaca. Karena kelembaban, kabut, debu dan semacamnya, petir jauh dapat muncul merah atau oranye dalam cara yang tidak sama saat matahari terbenam.
Gambar 2.21 : Mind-blowing Beauty
7. Upper Atmospheric Lightning
Walaupun jarang terlihat dengan mata telanjang, petir sangat istimewa, jarang terlihat seperti flash sprite merah, biru dan elf jet. Sprite lebar, berkedip lemah dalam badai.Sprite petir muncul seperti ubur-ubur raksasa dengan cahaya merah darah-biru panjang tergantung pada tentakel.Jet Blue sempit dan ditembak dari atas badai.jJet Blue lebih terang dari sprite dan pertama kali direkam dari pesawat.
Gambar 2.22 : Petir Upper Atmospheric Lightning
8. Scary Powerful Strikes to Towers, Buildings
Biasanya selama badai, 80% kilat terlihat di awan dan 20% di darat.Bangunan, menara, dan titik tinggi lainnya sering disambar petir, karena listrik menemukan jalan dan perlawanan terendah.Petir turun dari langit ke bawah, tetapi bagian yang Anda lihat berasal dari bawah ke atas. Bisa menyerang tempat yang sama lebih dari sekali.
Gambar 2.23 : Petir Scary
9. Double Lightning
Petir merupakan kekuatan alam yang mengesankan.Indah, sekaligus berbahaya.Lampu kilat biru-putih cemerlang petir disebabkan oleh panas yang ekstrim.Petir lebih panas dari permukaan matahari.Petir ganda memiliki ancaman yang berganda pula.
10. Mulitple Strikes & Long Exposure Photos
Ini adalah tipe dasar awan petir yang muncul untuk membubarkan menjadi string pendek, lampu, yang berlangsung lebih lama dari biasa.Petir terlihat agak seperti pita.Hal ini terjadi dalam angin badai dengan trafik tinggi dan stroke yang lalu.Angin bertiup kembali dalam satu baris ke setiap stroke, juga ke salah satu sisi belakang stroke sebelumnya, menunjukkan efek dari pita. Petir staccato memiliki durasi stroke pendek, muncul sebagai flash tunggal sangat cerah dan sering memiliki dampak yang cukup besar.
Gambar 2.24 : Petir Mulitple Strikes & Long Exposure Photos
11. Rocket Lightning
Rocket kilat biasanya horisontal dan di dasar awan.Saluran Luminous muncul melalui udara dengan kecepatan visual tinggi, sering terputus-putus.Gerakan ini menyerupai gerakan roket.Ini adalah salah satu tipe yang paling langka.
Gambar 2.25 : Rocket Lightning
12. Volcanic Triggered Lightning
Petir dipicu vulkanik bukanlah sesuatu yang sering kita lihat.Setidaknya sebelum neraka meledak di Islandia.Ada tiga jenis pencahayaan vulkanik.Petir dapat dipicu oleh letusan gunung berapi yang sangat besar, yang mengeluarkan gas dan material ke atmosfir. Jenis perantara dari ventilasi gunung berapi, kadang-kadang memiliki panjang 1,8 km. Lalu ada percikan petir jenis jauh lebih pendek dan hanya berlangsung beberapa milidetik.
Gambar 2.26 : Volcanic Triggered Lightning
13. Sensational Volcanic-Lightning
Petir, api, es, dan abu bersatu disini, vulkanik memicu petir terdengar sesuatu seperti tembakan senapan, sementara listrik yang diproduksi menghasilkan gemuruh panjang.
Gambar 2.27 : Petir Sensational Volcanic-Lightning
2.2.5 Dampak Terjadinya Petir
2.2.5.1 Dampak Positif
Saat bumi telah mendapatkan energi panas dari matahari (tidak sampai kering kerontang, gersang), kemudian bumi disiram air hujan.Pada saat yang bersamaan bumi juga mendapatkan injeksi energi petir untuk memberikan muatan listrik statisnya.Baik dalam kondisi sebelum hujan dan pada saat hujan, pada saat terjadi kilat dan petir, maka terjadi reaksi kimia yang sangat dahsyat di udara dengan kandungan udara dominan Nitrogen, sisanya Oksigen, dan lain-lain, sehingga sambaran listrik dari petir tersebut dapat menyuburkan tanah dan dapat meningkatkan konsentrasi nitrogen/hara pada tanah.
Gambar 2.28 : Dampak Positif Petir
2.2.5.2 Dampak Negatif Petir
| Gambar 2.29 : Kerusakan Akibat Petir Umumnya petir-petir mengincar korban di wilayah datar yang terbuka. Besar medan listrik minimal yang memungkinkan terpicunya petir ini adalah sekitar 1.000.000 volt per meter. Bayangkan betapa mengerikannya jika lompatan bunga api ini mengenai tubuh makhluk hidup! Korban tiba-tiba terpental ketika sebuah petir menyambarnya. Seperti juga korban lainnya, ia tewas seketika dengan tubuh terbakar. Apabila petir menyambar rumah, rumah tersebut akan rusak dan perabotan elektronik akan rusak seperti telepon, televisi, atau yang lainnya. Gambar 2.30 : Dampak Negatif Petir Selain itu, Hujan yang disertai petir akan menganggu alat komunikasi antara lain telepon, televisi, radio, atau alat komunikasi lainnya. Hal ini karena frekuensi yang dipancarkan terganggu oleh loncatan listrik yang besar di udara sehingga suara atau gambar yang dikirim akan tidak jelas, terputus-putus, bunyi gemeresek. |
2.2.6 Bahaya Petir
1. Menyebabkan kerusakan pada peralatan elektronik perkantoran.
2. Menyebabkan kebakaran pada kilang minyak.
3. Menyebabkan kematian bagi siapa saja yang terkena sambaran petir.
4. Menyebabkan kerusakan pada peralatan control industri.
5. Menyebabkan terganggunya sistem komunikasi.
6. Menyebabkan padamnya sistem kelistrikan pada jaringan.
7. Menyambar Pesawat AF 447
8. Mengganggu nelayan dalam pelayaran
2.2.7 Perlindungan terhadap bahaya petir
Manusia selalu mencoba untuk menjinakkan keganasan alam, salah satunya adalah Sambaran Petir.dan metode yang pernah dikembangkan:
1. Penangkal Petir Kovensional / Faraday / Frangklin
Kedua ilmuan diatas Faraday dan Frangklin mengketengahkan system yang hampir sama , yakni system penyalur arus listrik yang menghubungkan antara bagian atas bangunan dan grounding . Sedangkan system perlindunga yang dihasilkan ujung penerima / Splitzer adalah sama pada rentang 30 ~ 45 ‘ .Perbedaannya adalah system yang dikembangkan oleh Faraday bahwa Kabel penghantar terletak pada sisi luar bangunan dengan pertimbangan bahwa kabel penghantar juga berfungsi sebagai penerima sambaran, Berupa sangkar elektris atau biasa disebut sangkar Faraday.
2. Penangkal Petir RadioAktif
Penelitian terus berkembang akan sebab terjadinya petir , dan dihasilkan kesimpulan bahwa petir terjadi karena ada muatan listrik di awan yang dihasilkan oleh proses ionisasi , maka penggagalan proses ionisasi di lakukan dengan cara memakai Zat berradiasi misl. Radiun 226 dan Ameresium 241 , karena 2 bahan ini mampu menghamburkan ion radiasinya yang bisa menetralkan muatan listrik awan.
Sedang manfaat lain adalah hamburan ion radiasi akan menambah muatan pada Ujung Finial / Splitzer dan bila mana awan yang bermuatan besar yang tidak mampu di netralkan zat radiasi kemuadian menyambar maka akan condong mengenai penangkal petir ini. Keberadaan penangkal petir jenis ini sudah dilarang pemakaiannya , berdasarkan kesepakatan internasional dengan pertimbangan mengurangi pemakaian zat beradiasi dimasyarakat.
3. Penangkal Petir Elektrostatic
Prinsip kerja penangkal petir Elektrostatik mengadopsi sebagian system penangkal petir Radioaktif , yakni menambah muatan pada ujung finial / splitzer agar petir selalu memilih ujung ini untuk disambar . Perbedaan dari sisten Radioaktif dan Elektrostatik ada pada energi yang dipakai. Untuk Penangkal Petir Radioaktif muatan listrik dihasilkan dari proses hamburan zat berradiasi sedangkan pada penangkal petir elektrostatik energi listrik dihasilkan dari Listrik Awan yang menginduksi permukaan bumi.
| Cara mengantisipasi
|
Gambar 2.31: Penangkal Petir
2.3 Kaitan Antara Hujan dengan Petir
Petir atau halilintar adalah gejala alam yang biasanya muncul pada musim hujan di mana di langit muncul kilatan cahaya sesaat yang menyilaukan biasanya disebut kilat yang beberapa saat kemudian disusul dengan suara menggelegar sering disebut Guruh.Perbedaan waktu kemunculan ini disebabkan adanya perbedaan antara kecepatan suara dan kecepatan cahaya.
Petir terjadi karena ada perbedaan potensial antara awan dan bumi atau dengan awan lainnya. Proses terjadinya muatan pada awan karena dia bergerak terus menerus secara teratur, dan selama pergerakannya dia akan berinteraksi dengan awan lainnya sehingga muatan negatif akan berkumpul pada salah satu sisi (atas atau bawah), sedangkan muatan positif berkumpul pada sisi sebaliknya. Jika perbedaan potensial antara awan dan bumi cukup besar, maka akan terjadi pembuangan muatan negatif (elektron) dari awan ke bumi atau sebaliknya untuk mencapai kesetimbangan. Pada proses pembuangan muatan ini, media yang dilalui elektron adalah udara. Pada saat elektron mampu menembus ambang batas isolasi udara inilah terjadi ledakan suara. Petir lebih sering terjadi pada musim hujan, karena pada keadaan tersebut udara mengandung kadar air yang lebih tinggi sehingga daya isolasinya turun dan arus lebih mudah mengalir. Karena ada awan bermuatan negatif dan awan bermuatan positif, maka petir juga bisa terjadi antar awan yang berbeda muatan.
Petir terjadi karena ada perbedaan potensial antara awan dan bumi atau dengan awan lainnya. Proses terjadinya muatan pada awan karena dia bergerak terus menerus secara teratur, dan selama pergerakannya dia akan berinteraksi dengan awan lainnya sehingga muatan negatif akan berkumpul pada salah satu sisi (atas atau bawah), sedangkan muatan positif berkumpul pada sisi sebaliknya. Jika perbedaan potensial antara awan dan bumi cukup besar, maka akan terjadi pembuangan muatan negatif (elektron) dari awan ke bumi atau sebaliknya untuk mencapai kesetimbangan. Pada proses pembuangan muatan ini, media yang dilalui elektron adalah udara. Pada saat elektron mampu menembus ambang batas isolasi udara inilah terjadi ledakan suara. Petir lebih sering terjadi pada musim hujan, karena pada keadaan tersebut udara mengandung kadar air yang lebih tinggi sehingga daya isolasinya turun dan arus lebih mudah mengalir. Karena ada awan bermuatan negatif dan awan bermuatan positif, maka petir juga bisa terjadi antar awan yang berbeda muatan.
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Berdasarkan penjelasan pada bagian sebelumnya, maka dapat kita simpulkan bahwa:
1. Hujan merupakan satu bentuk presipitasi yang berwujud cairan. Presipitasi sendiri dapat berwujud padat (misalnya salju dan hujan es) atau aerosol (seperti embun dan kabut). Hujan terbentuk apabila titik air yang terpisah jatuh ke bumi dari awan. Tidak semua air hujan sampai ke permukaan bumi karena sebagian menguap ketika jatuh melalui udara kering. Hujan jenis ini disebut sebagai virga.
2. Petir atau halilintar adalah gejala alam yang biasanya muncul pada musim hujan di mana di langit muncul kilatan cahaya sesaat yang menyilaukan biasanya disebut kilat yang beberapa saat kemudian disusul dengan suara menggelegar sering disebut Guruh. Perbedaan waktu kemunculan ini disebabkan adanya perbedaan antara kecepatan suara dan kecepatan cahaya.
3. Petir dan hujan saling berkaitan, hal tersebut karena petir lebih sering terjadi pada musim hujan, hal tersebut disebabkan saat hujan keadaan udara mengandung kadar air yang lebih tinggi sehingga daya isolasinya turun dan arus lebih mudah mengalir. Karena ada awan bermuatan negatif dan awan bermuatan positif, maka petir juga bisa terjadi antar awan yang berbeda muatan
3.2 Saran
Penggunaan makalah ini dapat sebagai referensi dalam mengajarkan materi hujan dan petir bagi anak didik.
DAFTAR PUSTAKA
http://id.answers.yahoo.com/question/index?qid=20101024031633AAFRfpv/ diakses 9 Juli 2011,19.30 wita
http://student.eepis-its.edu/~wewith/uts/petir.html#pendahuluan/ diakses 9 Juli 2011,19.50 wita
http://www.google.co.id/imgres?imgurl=https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjfRHajOb2suJxYyxVS1ylV0bOG1eIAJf1APloveKFVBxN6REFVN00uTdm1hqcSGLCmGJUNelRTjrs52g7GOlDaOl_7Emn1SZoTsnd0F1ovxKqtKowFHfM4K2ikoZwqKinxWD3GJG8UESk/s1600/sikhidro- / diakses 9 Juli 2011,20.15 wita
http://www.iniyes.com/inilah-jenis-jenis-petir-berbahaya-yang-harus-kita-ketahui/diakses 9 Juli 2011,19.47 wita
