√ Proses Presipitasi : Kolisi-Koalesensi dan Bergeron-Findeisen

Proses Presipitasi : Kolisi-Koalesensi dan Bergeron-Findeisen

05 Januari 2023

Artikel ini menjelaskan tentang
dua proses pembentukan presipitasi yakni
Proses Kolisi-Koalesensi untuk awan panas
dan Proses Bergeron-Findeisen untuk awan dingin.

Presipitasi didefinisikan sebagai bentuk air entah itu padat atau cair yang jatuh dari awan dan mencapai permukaan bumi. Presipitasi adalah bagian dari siklus hidrologi dan merupakan proses yang memiliki dampak yang besar bagi kelangsungan kehidupan.

Dengan kondisi iklim Indonesia kita hanya mengetahui satu jenis presipitasi yakni hujan, sedangkan negara-negara di lintang menengah mengenal beberapa jenis presipitasi seperti snow, sleet, hail, graupel, haze.

Proses Presipitasi

Sebelum presipitasi ada proses panjang dari evapotranspirasi dan kondensasi. Ada suatu fakta yang perlu diketahui terlebih dahulu, yaitu adanya efek kurvatur pada pembentukan titik-titik air (droplets) di awan. Efek kurvatur ini menyatakan bahwa tekanan yang diperlukan untuk mencapai kesetimbangan (equilibrium) pada permukaan yang datar akan lebih kecil daripada permukaan yang melengkung. Hal ini disebabkan karena permukaan yang melengkung cenderung tidak stabil dibandingkan dengan permukaan yang datar, dan kondisi ini sering ditemui di pembentukan droplets Karena inti kondensasi biasanya berbentuk bulatan.

Konsekuensi dari efek kurvatur ini adalah diperlukannya uap air yang tinggi dan kelembapan yang tinggi agar droplets dapat berkembang menjadi lebih besar. Apabila digambar pada grafik, dapat dilihat bahwa partikel dengan jejari yang kecil lebih sulit untuk berkembang karena besarnya vapor pressure yang diperlukan untuk mencapai kondisi kesetimbangan.

Grafik RH vs Diameter Partikel

Nah, di sinilah inti kondensasi yang higroskopis berpengaruh. Ingat bahwa partikel-partikel ini sangat aktif dalam menarik partikel air, sehingga akan dapat membentuk kondisi kesetimbangan pada kelembapan di bawah 100 persen. Umumnya, kondensasi akan terjadi pada kelembapan sekitar 70an persen, dan hal ini menitik beratkan bahwa munculnya presipitasi harus selalu diikuti oleh adanya inti kondensasi yang higroskopis.

Inti kondensasi sendiri tidak akan cukup untuk membentuk presipitasi karena akan memakan waktu hingga berminggu-minggu apabila hanya proses ini yang berlangsung, sehingga pasti ada proses penunjangnya. 2 proses tambahan yang paling diketahui adalah:

A. Kolisi dan Koalesensi

Collision and coalescence process, atau yang dikenal sebagai proses tumbukan dan tangkapan. Proses ini terjadi pada awan yang relatif hangat dengan suhu di atas -15 derajat celsius.

Proses pertama, yaitu tumbukan terjadi akibat perbedaan terminal velocity, yaitu kecepatan maksimum suatu objek dalam fluida dengan dipengaruhi hanya oleh gaya berat dan gaya gesekan oleh fluida tersebut. Partikel yang lebih besar akan cenderung memiliki kecepatan terminal yang lebih besar sebagai akibat dari gaya berat yang lebih besar, sehingga dalam proses turunnya dapat menabrak dan menangkap partikel-partikel yang lebih kecil dan lebih lambat, dan kemudian akan memperbesar dirinya sendiri.

Proses Kolisi & Koalesensi

Sehingga dapat disimpulkan bahwa besarnya droplets yang jatuh dipengaruhi oleh lamanya partikel tersuspensi di udara, sebab semakin besar lama waktunya, akan semakin banyak waktu untuk menangkap partikel lainnya. Selain itu, faktor yang dapat mempengaruhi proses ini antara lain:

Ukuran droplets yang ada di awan
Ketebalan awan
Updraft dan downdraft dari awan
Muatan listrik dari droplets dan juga awan, Karena muatan listrik ini dapat membuat droplets memiliki gaya tarik-menarik satu sama lain.

B. Bergeron-Findeisen

Ice-crystal process, atau yang dikenal sebagai proses Bergeron atau juga proses Bergeron-Findeisen. Proses ini terjadi di awan dingin, yaitu awan yang bersuhu jauh di bawah 0 derajat celsius. Ingat bahwa tidak diwajibkan untuk seluruh awan memiliki suhu demikian, Karena pada towering cumulonimbus, proses ini juga dapat berlangsung di sana.

Pertama, perlu kita ketahui bahwa pada suhu yang dingin, terdapat partikel air yang tidak membeku, yang dikenal sebagai partikel air superdingin atau supercooled water. Hal ini terjadi karena adanya zat pengotor maupun kurangnya tekanan untuk membentuk es (karena partikel droplets yang sangat kecil). Di sini juga inti kondensasi bertindak, dengan meningkatkan diameter partikel, es akan mulai terbentuk (dalam kasus ini inti kondensasi dikenal sebagai inti es).

Proses pembekuan dapat terjadi dengan dua keadaan, yaitu uap air yang bersentuhan dengan inti es secara langsung tanpa melalui fasa cair (proses deposisi), ataupun supercooled water yang bersentuhan dengan inti es.

Peran si partikel supercooled water ini tidak berhenti begitu saja. Ketika inti es yang sudah menumpuk berinteraksi dengan partikel supercooled water lainnya, kristal es akan terus membesar - proses yang dikenal sebagai proses akresi. Kristal yang membesar dikenal sebagai Graupel atau Snow Pellet. Ketika dalam proses jatuh, graupel ini dapat bertabrakan satu sama lain sehingga membentuk pecahan-pecahan yang lebih kecil. Pecahan-pecahan kecil itu dapat bertabrakan kembali dan saling menempel (proses agregasi). Hasl akhir dari proses ini adalah snowflakes atau salju.