Kata atmosfer berasal dari bahasa Yunani, dari kata atmos yang berarti udara dan spheira yang berarti lapisan. Jadi, atmosfer adalah lapisan udara yang menyelubungi bumi. Atmosfer tersusun oleh sejumlah unsur yaitu: Nitrogen (N2) sebesar 78,08%, Oksigen (O2) sebesar 20,94%, Argon (Ar) sebesar 0,90%, Karbondioksida (CO2) sebesar 0,03% dan sisanya terdiri atas gas lainnya dengan jumlah sedikit.
2. Sifat fisik atmosfer
Atmosfer mempunyai sifat-sifat sebagai berikut: Merupakan campuran berbagai gas yang tidak berwarna dan tidak terlihat oleh mata; Memiliki berat sehingga memiliki juga tekanan udara; Mengembang jika terkena panas dan mengerut ketika dingin; Jika terjadi perbedaan tekanan, maka terjadilah pergerakan udara yang disebut angin yang bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan rendah; Tidak berbau, tidak berwarna, dan tidak bisa dirasakan.
3. Lapisan-lapisan atmosfer
Lapisan atmosfer terdiri dari lapisan troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer dan eksosfer. Pembagian lapisan atmosfer tersebut didasarkan pada pada perbedaan karakteristik temperatur antarlapisan.
a. Lapisan Troposfer
Troposfer merupakan lapisan terbawah atmosfer dengan ketinggian 0 meter – 12 km di atas permukaan air laut (dpl). Di khatulistiwa, troposfer memiliki ketebalan 16 – 18 km, di kutub ketebalannya 8 – 10 km. Perbedaan ketebalan ini disebabkan oleh rotasi bumi, akibatnya terjadi perbedaan kondisi cuaca antara kutub dan khatulistiwa. Menurut toeri Braak di daerah khatulistiwa, pada lapisan ini setiap naik 1000 m, suhu turun rata-rata 6,1ºC. Pada lapisan ini terdapat gejala-gejala cuaca, seperti angin, awan, hujan, halilintar, pelangi, dan lain-lain. Peralihan antara troposfer dengan stratosfer disebut tropopause.
b. Lapisan Stratosfer
Stratosfer terletak pada ketinggian 18 – 49 km dpl. Lapisan atasnya mengandung ozon untuk menyerap ultraviolet sehingga memungkinkan kehidupan di bumi. Pada bagian puncak atau batas tertingginya, suhu dapat mencapai rata-rata -550 C. Di atas stratosfer terdapat lapisan stratopause yang merupakan lapisan peralihan antara stratosfer dan mesosfer.
c. Lapisan Mesosfer (Campuran)
Mesosfer terletak pada ketinggian 49 – 82 km dpl. Semakin naik ketinggiannya, suhu udara semakin turun sampai -730 C. Pada ketinggian 80 km terdapat lapisan hangat tempat terbakarnya meteor yang jatuh ke bumi sehingga bumi terlindung. Di atas lapisan mesosfer terdapat lapisan mesopause yang merupakan lapisan peralihan antara mesosfer dan termosfer.
d. Lapisan Termosfer (Ionosfer)
Termosfer berada pada ketinggian 82 sampai + 400 km. Pada ketinggian 480 km suhu mencapai 1.2320 C. Di lapisan ini, terlihat aurora dan awan pijar yang kadang kala berkilauan di pagi dan sore. Pada ketinggian 80 – 360 km, terdapat lapisan ionosfer tempat partikel ion yang berfungsi sebagai pemantul gelombang suara radio yang terdiri atas:
- Gelombang panjang berukuran 30.000 – 1.000 km yang disebut lapisan Kennely heavyside.
- Gelombang menengah berukuran 1.000 – 200 m
- Gelombang pendek berukuran 200 – 10 m, yang disebut lapisan Appleton.
e. Lapisan Eksosfer
Eksosfer berada pada ketinggian lebih dari ± 400 km. Dalam lapisan ini terdapat atom-atom yang bergerak secara tidak beraturan. Lapisan ini mengandung gas hidrogen dan kerapatannya makin tipis sampai hampir habis diambang angkasa luar. Cahaya redup yaitu cahaya zodiakal dan gegenschein muncul pada lapisan eksosfer yang sebenarnya merupakan pantulan sinar matahari oleh partikel debu meteor yang banyak jumlahnya dan bergelantungan di angkasa. Lapisan ini juga dinamakan dissipasisfer.
4. Peranan Atmosfer
Atmosfer memiliki peran yang besar bagi kehidupan manusia dan makhluk hidup lainnya di bumi. Peran atmosfer bagi kehidupan di bumi diantaranya:
1. Melindungi bumi dari meteor atau benda angkasa yang lain yang menuju ke bumi.
2. Menjaga temperatur udara di permukaan bumi agar tetap stabil, karena tanpa atmosfer suhu di permukaan bumi akan sangat panas ataupun sangat dingin.
3. Memantulkan gelombang radio.
4. Selain itu, gas-gas yang ada di atmosfer mempunyai peran masing-masing, sebagai berikut:
a. Nitrogen untuk pertumbuhan tanaman.
b. Oksigen untuk pernapasan.
c. Karbondioksida untuk fotosintesis.
d. Neon untuk lampu listrik.
e. Ozon untuk menyerap sebagian radiasi matahari.
B. Cuaca dan Iklim serta Unsur-Unsurnya
1. Pengertian cuaca dan iklim
Cuaca adalah keadaan udara di tempat tertentu yang relatif sempit dan waktu tertentu yang singkat juga. Dikatangan singkat karena cuaca bisa berubah dengan sangat cepat dalam hitungan jam bahkan menit. Ilmu untuk mengkaji tentang cuaca disebut meteorologi.
Iklim adalah keadaan rata-rata dari pergantian cuaca dalam waktu yang relatif lama (sekitar 30 -100 tahun) pada wilayah yang relatif luas. Ilmu yang mempelajari tentang iklim disebut klimatologi.
2. Unsur-unsur cuaca dan iklim
Cuaca dan iklim memiliki unsur-unsur yang sama yaitu terdiri atas unsur suhu udara, hujan, kelembapan, tekanan udara dan angin.
a. Suhu udara
Suhu udara merupakan derajat panas-dinginnya udara. Tinggi rendahnya suhu udara diukur dengan alat yang disebut termometer. Kertas yang berisi catatan tentang suhu udara pada suatu daerah tertentu disebut termogram. Di dalam peta tempat-tempat yang mempunyai suhu udara yang sama dihubungkan dengan garis yang dinamakan isotherm. Faktor-faktor yang mempengaruhi tinggi rendahnya suhu udara yaitu:
1. Sudut datangnya sinar, Semakin tegak datangnya sinar matahari maka semakin besar energi panas yang diterima. Oleh karena itu pada siang hari suhu udara menjadi naik dan kondisinya juga menjadi panas.
2. Lamanya penyinaran matahari, Semakin lama matahari menyinari suatu daerah, maka suhu udara daerah tersebut juga semakin tinggi.
3. Ketinggian tempat, Semakin rendah suatu tempat maka semakin tinggi suhu udaranya dan semakin tinggi suatu tempat maka semakin turun suhunya.
4. Keadaan awan, Keadaan awan sangat memengaruhi banyak sedikitnya panas matahari yang diterima bumi.
5. Letak lintang, Semakin dekat dengan garis equator, maka semakin tinggi suhu udaranya.
b. Tekanan Udara
Tekanan udara merupakan tekanan yang diberikan oleh udara pada setiap satuan luas bidang datar di permukaan bumi sampai ke atmosfer. Alat untuk mengukur tekanan udara disebut barometer. Barometer yang dapat mencatat sendiri disebut barograph. Hasil pencatatan barograph disebut barogram. Satuan yang digunakan untuk mengukur tekanan udara adalah milibar (mb). Besarnya tekanan udara di permukaan bumi adalah 1 atm atau 76 cm Hg. Jadi 1 atm = 76 cm Hg = 1,013 mb.
Berbeda dengan suhu udara, semakin tinggi tempat maka tekanan udaranya semakin kecil dan begitu juga sebaliknya. Di dalam peta tempat-tempat yang mempunyai tekanan udara sama dihubungkan dengan garis yang dinamakan isobar.
c. Angin
Angin yaitu massa udara yang bergerak dari daerah yang bertekanan udara tinggi menuju ke daerah yang bertekanan udara lebih rendah. Gerakan udara secara vertikal disebut konveksi, secara horizontal disebut adveksi. Sedangkan gerakan udara yang tidak teratur disebut turbulensi. Alat untuk mengukur kecepatan angin adalah anemometer. Berdasarkan pola gerakannya, jenis-jenis angin dikelompokkan menjadi tiga, yaitu:
1. Angin tetap, yaitu angin yang arah bertiupnya atau gerakannya tetap sepanjang tahun tidak berganti arah. Angin tetap terdiri dari:
- Angin barat, yaitu angin yang bertiup dari daerah sub-tropik ke kutub sampai pada lintang 60 derajat, baik lintang utara maupun lintang selatan.
- Angin timur, yaitu angin yang berembus terus-menerus sepanjang tahun dari arah timur yang bersifat dingin.
- Angin pasat, yaitu angin yang berhembus terus-menerus dari daerah maksimum sub-tropik selatan dan utara menuju ke arah khatulistiwa.
- Angin antipasat, yaitu angin yang berhembus terus-menerus dari daerah khatulistiwa ke daerah yang beriklim sub-tropis. (Angin antipasat kebalikan dari angin pasat).
2. Angin periodik, yaitu angin yang bergerak berganti arah setiap waktu tertentu, ada yang berganti arah setiap siang dan malam atau setiap 6 bulan sekali. Yang termasuk dalam jenis angin periodik adalah :
- Angin muson, yaitu angin yang berganti arah setiap 6 bulan sekali. Angin muson ada dua, yaitu:
a. Angin muson barat, yaitu angin yang bertiup dari Benua Asia menuju Benua Australia. Angin ini terjadi pada bulan Oktober sampai April, yang melewati laut yang luas sehingga menyebabkan Indonesia mengalami musim hujan.
b. Angin muson timur, yaitu angin yang bertiup dari Benua Australia menuju ke Benua Asia. Angin ini terjadi pada bulan April sampai Oktober, bersifat kering sehingga menyebabkan Indonesia mengalami musim kemarau.
- Angin lembah dan angin gunung. Angin lembah yaitu angin yang bertiup dari lembah ke puncak gunung, terjadi pada waktu siang hari. Dan Angin gunung yaitu angin yang bertiup dari puncak gunung ke lembah, terjadi pada malam hari.
- Angin laut dan angin darat. Angin laut terjadi pada siang hari, angin ini berembus dari laut menuju ke darat. Sebaliknya angin darat terjadi pada malam hari, dan berembus dari darat menuju ke laut.
3. Angin lokal, yaitu angin yang bergerak pada daerah-daerah tertentu dalam waktu yang tertentu pula. Yang termasuk dalam jenis angin lokal antara lain adalah :
- Angin Blizzard, yaitu angin yang bertiup di tepi daerah bertekanan udara maksimal. Angin ini terkenal dengan sebutan angin topan salju. Contoh: Angin Burau, terjadi di daerah Rusia bagian selatan dan di daerah Siberi; Angin Ufa, terjadi di kaki Pegunungan Ural (batas alam antara Benua Asia dan Benua Eropa).
- Angin Bora, yaitu angin yang bersifat kering dan bersifat dingin. Contoh: Angin Mistral, terjadi di Pantai Laut Tengah dan wilayah Prancis bagian selatan; Angin Bise, terjadi di sebelah selatan kaki Pegunungan Yura di Eropa.
- Angin Siklon dan angin antisiklon. Angin siklon yaitu angin di daerah depresi yang memiliki barometris minimum dan dikelilingi barometris maksimum. Sedang angin antisiklon yaitu angin di daerah kompresi yang memiliki barometris maksimum dan dikelilingi barometris minimum.
- Angin Fohn, yaitu angin yang bertiup kencang, bersifat kering dan panas. Nama angin Fohn di Indonesia:
1. Wambrau di biak, Irian Jaya
2. Brubu di Ujung Pandang (Sulawesi selatan)
3. Gending di Pasuruan (Jawa Timur)
4. Kumbang di Cirebon (Jawa Barat)
5. Bohorok di Deli (Sumatera Utara)
Nama angin fohn di luar Indonesia (mancanegara), antara lain: angin Sirocco di laut tengah; angin Zonda di Argentina; angin Chinok di Amerika Serikat Bagian Barat.
d. Kelembapan Udara
Kelembapan udara adalah banyak sedikitnya kandungan uap air di dalam udara. Kandungan uap air yang ada di udara dapat diukur dengan menggunakan alat, yaitu higrometer atau psychrometer. Kelembapan udara dibedakan menjadi 2 macam, yaitu:
- Kelembapan absolut/mutlak, yaitu banyaknya uap air yang terdapat pada satu meter kubik udara. Kelembapan absolut dinyatakan dalam satuan g/m3.
- Kelembapan relatif (nisbi), yaitu perbandingan antara jumlah uap air yang terkandung dalam udara pada volume dan suhu tertentu dengan jumlah uap air yang seharusnya ada jika udara jenuh pada suhu yang sama.
e. Awan
Awan adalah kumpulan titik-titik air atau kristal es yang terjadi karena proses kondensasi. Proses kondensasi adalah proses pengkristalan uap air karena pengaruh udara dingin. Awan yang mencapai permukaan bumi disebut dengan kabut.
1. Dilihat dari bentuknya, awan dapat dibedakan menjadi:
a. Awan cumulus (bergumpal), yaitu awan tebal dan bergumpal dengan bagian bawah datar dan bagian atas berbentuk menyerupai setengah lingkaran atau dome.
b. Awan cirrus (awan bulu), yaitu awan yang tipis berbentuk seperti bulu ayam dan tampak mengkilat pada siang hari karena banyak mengandung kristal es.
c. Awan stratus (berlapis), yaitu awan yang merata rendah dan berlapis-lapis.
d. Awan nimbus, yaitu awan yang berwarna gelap, kelihatan basah dan sering menyebabkan terjadinya hujan.
2. Dilihat dari ketinggiannya, awan dapat dibedakan menjadi:
a. Awan tinggi, yaitu awan yang berketinggian > 6 km. Contoh: awan cirrostratus.
b. Awan sedang, yaitu awan berketinggian 3-6 km. Contoh: awan altostratus.
c. Awan rendah, yaitu awan yang mempunyai ketinggian < 3 km. Contoh: awan stratokumulus.
3. Dilihat dari zat pembentuknya, awan dapat dibedakan menjadi :
a. Awan cair, yaitu awan yang terbentuk dari air.
b. Awan es, yaitu awan yang terbentuk dari salju.
c. Awan campuran, yaitu awan yang terbentuk dari campuran air dan salju.
f. Hujan
Hujan adalah kejadian yang merupakan akibat dari naiknya massa udara (awan) yang mengandung uap air dan mengkristal dalam butiran-butiran besar dan jatuh ke permukaan bumi. Alat untuk mengukur besarnya curah hujan adalah ombrometer yang disebut juga raingauge. Faktor yang memengaruhi banyak sedikitnya curah hujan, antara lain: bentuk medan yang bergunung-gunung, letak daerah yang dekat dengan lautan, jarak perjalanan angin medan datar, arah angin dan arah lereng medan.
Macam-macam hujan
1. Ditinjau dari proses terjadinya, hujan dapat dibagi menjadi:
a. Hujan frontal, yaitu hujan yang terjadi di daerah subtropis akibat dari pertemuan antara massa udara panas dan massa udara dingin.
b. Hujan orografis, yaitu hujan yang terjadi karena massa udara yang banyak mengandung uap air naik ke pegunungan lalu terjadi kondensasi (pengembunan) dan terbentuk awan yang menyebabkan hujan.
c. Hujan zenithal (hujan tropis), yaitu hujan yang terjadi karena massa udara yang banyak mengandung uap air naik ke atas secara vertikal.
d. Hujan buatan, yaitu hujan yang sengaja dibuat oleh manusia. Hujan buatan ini biasanya dibuat pada musim kemarau. Untuk membuat hujan ini dilakukan dengan cara menyemprotkan zat-zat yang dapat menyerap uap air (zat higroskopis) ke udara.
2. Ditinjau dari ukuran butirannya, hujan dapat dibagi menjadi:
a. Hujan gerimis, yaitu hujan yang butirannya berdiameter kurang dari 0,5 mm.
b. Hujan salju, yaitu hujan yang terdiri dari kristal-kristal es dan terjadi pada suhu udara di bawah titik beku.
c. Hujan es, yaitu hujan yang berupa gumpalan-gumpalan es.
d. Hujan deras, yaitu hujan lebat dan butirannya berdiameter lebih dari 7 mm.
3. Pembagian iklim
Iklim diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, yaitu:
a. Iklim Matahari, disebut juga iklim garis lintang, karena didasarkan pada letak lintang suatu daerah di permukaan bumi, karena itu bisa dipahami juga iklim matahari adalah iklim yang didasarkan pada kedudukan dan pergesaran semu matahari terhadap tempat-tempat di muka bumi. Menurut iklim matahari, bumi dibagi menjadi empat daerah iklim:
1. Iklim tropis; Iklim yang berada di antara dua lintang balik utara dan selatan (23½º LU – 23½º LS). Di daerah ini suhu udara tinggi dan curah hujan juga tinggi.
2. Iklim subtropis; Iklim yang berada pada 23½º LU/LS – 40º LU/LS. Batas-batas yang tegas merupakan daerah peralihan dari daerah iklim tropis ke iklim sedang. Daerah yang berada pada iklim ini banyak dijumpai gurun pasir dan savanna.
3. Iklim Sedang; Iklim yang berada pada 40º LU/LS – 66½º LU/LS. Pada iklim sedang terdapat empat musim, yaitu:
a. Musim dingin (winter) tidak begitu dingin.
b. Musim panas (summer) tidak begitu panas.
c. Jika hujan jatuh pada musim dingin atau musim panasnya kering, disebut iklim mediterania.
d. Jika hujan jatuh pada musim panas atau musim dinginnya kering, disebut iklim tiongkok.
4. Iklim Dingin; Iklim yang berada pada 66½º LU/LS – 90º LU/LS. Pada daerah kutub, panjang siang hari di musim panas mencapai 24 jam dan sebaliknya pada musim dingin, periode siang dan malamnya 6 bulan sekali. Iklim dingin dibagi menjadi dua, yaitu iklim tundra dan iklim salju (iklim es).
Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar di bawah ini:
b. Iklim Fisik; Yaitu jenis iklim berdasarkan keadaan alam sekitar yang memengaruhinya. Berdasarkan keadaan alamnya, iklim fisik dibedakan menjadi:
1. Iklim laut (Iklim maritim), yaitu iklim fisis yang terjadi di daerah-daerah dekat laut (daerah kepulauan) karena mendapat pengaruh angin laut.
2. Iklim darat (iklim kontinental), yaitu iklim yang terjadi di daratan yang sangat luas dan tidak mendapat pengaruh angin laut.
3. Iklim pegunungan, yaitu iklim yang terjadi pada daerah pegunungan yang sangat dipengaruhi oleh alam pegunungan.
4. Iklim ugahari, yaitu iklim suatu tempat yang pada siang hari suhu udara terasa sangat panas, dan pada malam hari suhu udara terasa dingin
5. Iklim gurun, yaitu iklim yang terjadi di daerah gurun yang panas, yang sangat dipengaruhi oleh keadaan gurun yang panas dan kering.
6. Iklim tundra, yaitu iklim fisis yang terjadi di daerah tundra (padang lumut) yang dipengaruhi oleh keadaan alam daerah tundra yang bersifat lembab dan basah.
c. Iklim Klages, pada tahun 1942 Klages membagi iklim berdasarkan temperatur udara di permukaan bumi menjadi 5 daerah :
1. Daerah tropik, di daerah ini temperatur udara sepanjang tahun berkisar antara 22-28ºC
2. Daerah subtropika, di daerah ini temperatur udara selama 4-11 bulan berkisar di atas 20ºC
3. Daerah sedang, di daerah ini temperatur udara selama 4-11 bulan berkisar antara 12-20ºC
4. Daerah dingin, di daerah ini temperatur udara selama 1-4 bulan berkisar antara 10-20ºC, sedang di bulan lainnya di bawah 10ºC
5. Daerah kutub, di daerah ini temperatur udara sepanjang tahun berada di bawah 0ºC, karena itu ada salju abadi yang menyelimuti.
d. Iklim Koppen; Pembagian iklim koppen berdasarkan 3 unsur iklim, yaitu temperatur udara, banyaknya curah hujan, dan penguapan. Klasifikasi iklim menurut Koppen yaitu:
1. Iklim A (tropis), bersuhu 18°C untuk bulan terdingin
- Iklim hujan tropis (AF), meliputi daerah yang bercurah hujan tinggi seperti di daerah Sumatera, Kalimantan, dan Papua.
- Iklim Sabana (AW), meliputi daerah Nusa Tenggara Timur.
- Iklim laut basah (CF), meliputi wilayah Sumatera, Kalimantan, dan Papua.
- Iklim salju abadi (EF), terdapat di Puncak Pegunungan Jaya Wijaya (Papua).
2. Iklim B (tundra dan kutub), daerah bersuhu 10°C untuk bulan terpanas.
3. Iklim C dan D (sedang atau ugahari), bersuhu -3°C untuk bulan terdingin.
d. Iklim Junghunn; Junghunn adalah ahli iklim dari Eropa, yang membagi iklim berdasarkan suhu udara, ketinggian tempat dan tanaman yang dapat tumbuh. Menurut Junghunn, daerah iklim tropis di Indonesia dibagi menjadi 4 zone iklim yaitu:
1. Zone Iklim Panas; Daerah iklim panas di Indonesia menurut Junghunn yaitu daerah yang memiliki ketinggian antara 0 – 700 m dengan temperatur udara 26° C – 22° C.
2. Zone Iklim Sedang; Daerah iklim sedang di Indonesia menurut Junghunn yaitu daerah yang memiliki ketinggian antara 700 – 1.500 m dengan temperatur udara 22° C – 17,1° C.
3. Zone Iklim Sejuk; Daerah iklim sejuk di Indonesia menurut Junghunn yaitu daerah yang memiliki ketinggian antara 1.500 – 2.500 m dan memiliki temperatur udara antara 17,1° – 11,1° C.
4. Zone Iklim Dingin; Daerah iklim dingin di Indonesia menurut Junghunn yaitu daerah yang memiliki ketinggian di atas 2.500 m dengan temperatur udara antara 11,1° C – 6,2° C.
C. Hidrosfer
1. Pengertian Hidrosfer
Hidrosfer berasal dari kata hidro yang artinya air dan spheira artinya lapisan. Jadi, hidrosfer adalah seluruh lapisan air yang terdapat dalam bumi, baik itu berbentuk cair, padat, maupun berbentuk gas (uap air). Ilmu yang mempelajari tentang perairan disebut hidrologi. Dan hidrologi sendiri memiliki beberapa cabang ilmu yaitu:
a. Hidrometeorologi, yaitu ilmu yang mempelajari faktor-faktor meteorologi yang berpengaruh terhadap kondisi hidrologi.
b. Oceanografi, yaitu ilmu yang mempelajari tentang lautan atau samudra.
c. Glasiologi, yaitu ilmu yang mempelajari tentang air yang membeku (es) atau segala sesuatu yang ada hubungannya dengan es.
d. Geohidrologi, yaitu ilmu yang mempelajari tentang keberadaan, persebaran dan gerakan air di bawah tanah.
e. Limnologi, yaitu ilmu yang mempelajari tentang air danau.
f. Potamologi, yaitu ilmu yang mempelajari air yang ada di permukaan bumi.
2. Siklus Hidrologi
a. Siklus pendek
Laut yang mendapat penyinaran matahari, airnya akan menguap ke udara. Uap air yang sudah ada di udara tersebut akan terkondensasi dan membentuk awan. Jika awan semakin banyak, maka udara akan semakin jenuh dengan uap air dan terjadilah hujan, yang pada akhirnya airnya bermuara/kembali ke laut.
b. Siklus sedang
Air laut yang menguap akan terkondensasi membentuk awan. Karena adanya angin, awan tersebut tertiup ke daratan dan di atas daratan awan tersebut jenuh dan turunlah hujan di atas daratan. Di atas daratan, air tersebut akan mengalir ke sungai. Dan melalui sungai air akan mengalir kembali ke laut.
c. Siklus panjang
Air laut yang menguap akan terkondensasi membentuk awan. Awan tertiup angin dan terbawa ke pegunungan yang tinggi dan membentuk kristal-kristal es, yang akhirnya turun sebagai salju di atas pegunungan. Salju yang ada di atas pegunungan tersebut akhirnya akan mencair membentuk gletser dan mengalir ke sungai, yang akhirnya diteruskan ke laut.
Siklus hidrologi terjadi karena adanya proses-proses yang mengikuti gejala-gejala meteorologis dan klimatologis, sebagai berikut:
a. Evaporasi, yaitu proses berubahnya air menjadi uap air (gas).
b. Transpirasi, yaitu proses berubahnya air yang digunakan oleh tumbuhan menjadi uap air melalui stomata.
c. Kondensasi, yaitu proses berubahnya uap air menjadi titik-titik air (cair).
d. Adveksi, yaitu gerakan udara secara horizontal yang membawa awan (titik-titik air) dari suatu tempat ke tempat yang lain.
e. Presipitasi (hujan), yaitu turunnya titik-titik air dari udara (awan) ke permukaan bumi, bisa berwujud air, es atau salju.
f. Infiltrasi, yaitu proses masuknya air ke dalam lapisan tanah melalui pori-pori tanah dan batuan.
e. Run off, yaitu aliran air melalui suatu saluran.
f. Overland flow, yaitu aliran pada permukaan tanah.
3. Jenis-Jenis Air
Air hujan yang sampai ke permukaan bumi, secara alami sebagian akan meresap ke dalam tanah yang akan menjadi air tanah dan yang lain akan mengalir di atas permukaan bumi menjadi air permukaan.
a. Air Permukaan
1. Sungai
Sungai merupakan aliran air yang secara alami mengalir dari daerah yang tinggi ke daerah yang lebih rendah dan memanjang menuju laut. Ilmu yang mempelajari sungai disebut dengan potamologi.
a. Macam-macam sungai
1. Ditinjau dari sumber airnya, sungai dibedakan menjadi:
- Sungai hujan, yaitu sungai yang sumber airnya berasal dari air hujan.
- Sungai gletser, yaitu sungai yang sumber airnya berasal dari es yang mencair.
- Sungai mata air, yaitu sungan yang sumber airnya berasal dari mata air.
- Sungai campuran, yaitu sungai yang sumber airnya berasal dari kedua atau ketiga sumber air di atas.
2. Ditinjau dari volume airnya, sungai dibedakan menjadi:
- Sungai ephimeral, yaitu sungai yang mengalir karena terjadinya hujan.
- Sungai intermiten, yaitu sungai yang airnya mengalir hanya pada musim hujan saja.
- Sungai pherenial, yaitu sungai yang airnya mengalir sepanjang tahun. Sungai pherenial ini dapat dibedakan menjadi 2, yaitu sungai permanen (sungai yang aliran airnya relatif tetap sepanjang tahun) dan sungai periodik (sungai yang volume airnya sangat bergantung kepada musim).
3. Ditinjau dari arah alirannya, sungai dibedakan menjadi:
- Sungai konsekuen, yaitu sungai yang arah alirannya searah dengan kemiringan lereng.
- Sungai subsekuen, yaitu anak sungai konsekuen yang alirannya tegak lurus dengan sungai konsekuen.
- Sungai resekuen, yaitu anak sungai subsekuen yang arah alirannya searah dengan sungai konsekuen.
- Sungai obsekuen, yaitu anak sungai subsekuen yang arah alirannya berlawanan dengan sungai konsekuen.
- Sungai insekuen, yaitu sungai yang arah alirannya tidak teratur.
4. Ditinjau dari pola alirannya, sungai dibedakan menjadi:
- Sungai Trelis, yaitu sungai yang pola alirannya seperti sirip ikan, biasanya terdapat di daerah lipatan.
- Sungai Rektangular, yaitu pola aliran sungai yang saling tegak lurus, biasanya terdapat di daerah patahan.
- Sungai Pinnate, yaitu bentuk aliran sungai di mana muara-muara anak sungai membentuk sudut lancip dengan induk sungainya.
- Sungai Radial sentrifugal, yaitu pola aliran sungai yang menyebar atau meninggalkan pusat.
- Radial Sentripetal, yaitu pola aliran sungai yang memusat, biasanya terdapat di daerah cekungan.
- Sungai Dendritik, yaitu pola aliran sungai di mana anak-anak sungai bermuara ke induknya secara tidak teratur.
- Sungai Paralel, yaitu pola aliran sungai di mana antara sungai yang satu dengan sungai yang lainnya hampir sejajar.
b. Manfaat sungai; Penyuplai air untuk kebutuhan rumah tangga maupun industri; Tempat membudidayakan perikanan air tawar; Untuk kepentingan transportasi, seperti di Pulau Sumatera, Kalimantan, dan Papua; Untuk irigasi atau pengairan lahan pertanian; Untuk pembangkit tenaga listrik; Tempat pengambilan bahan bangunan, pasir, dan batu; Sebagai objek wisata dan olah raga air.
2. Danau
Danau merupakan sebuah cekungan (basin) di wilayah daratan yang memiliki penampang cukup luas dan kedalaman yang cukup sehingga mempunyai strata suhu, serta berisi air dalam jumlah besar.
a. Macam-macam danau:
- Danau vulkanik, yaitu danau yang terbentuk karena kaldera gunung berapi yang terisi air hujan. Contohnya: Gunung Kelud, kawah Gunung Tangkuban Perahu, dan Danau Maninjau di Sumatera Barat.
- Danau tektonik, yaitu danau yang terjadi akibat adanya aktivitas tektonik. Contohnya: Danau Singkarak dan Danau Towuti.
- Danau vulkanotektonik, yaitu danau yang terjadi karena perpaduan 2 aktivitas di atas. Contohnya: Danau Toba.
- Danau karst, yaitu danau yang terjadi akibat pelarutan di daerah kapur. Danau seperti ini banyak dijumpai di daerah Gunung Kidul, Yogyakarta.
- Danau gletser, yaitu danau yang terjadi akibat adanya erosi es.
- Danau buatan(bendungan), yaitu danau yang sengaja dibuat oleh manusia atau sering disebut waduk.
b. Manfaat danau; Danau memberi banyak manfaat, diantaranya: Mencegah banjir; Untuk irigasi; Sumber perikanan darat; Sebagai sarana olahraga (dayung, layar).
3. Rawa
Rawa yaitu bagian daratan yang rendah dan selalu tergenang air karena tidak memiliki sistem pelepasan air keluar yang baik. Rawa terjadi karena adanya proses alam, yaitu: Adanya erosi laut; Adanya kenaikan air laut; Adanya perluasan daratan karena sedimentasi; Adanya perkembangan delta. Ciri-ciri rawa antara lain: Dasar rawa terdapat tanah gambut; Selalu tertutup tumbuhan air; Air rawa banyak mengandung asam; Warna air coklat sampai kehitam-hitaman.
4. Laut
Laut merupakan sekumpulan air yang sangat luas di muka bumi yang memisahkan atau menghubungkan suatu pulau atau benua dengan pulau atau benua lainnya. Perairan laut tidak hanya terdiri atas laut itu sendiri tetapi juga terdiri atas samudra, teluk, dan selat. Ilmu yang khusus mempelajari tentang laut disebut Oceanografi.
a. Macam-macam laut
1. Ditinjau dari letaknya, laut dibedakan menjadi:
- Laut tepi, yaitu laut yang terletak di tepi benua. Contoh: Laut Jepang, Laut China Selatan.
- Laut tengah, yaitu laut yang terletak antara benua-benua. Contoh: Laut Merah, Laut Tengah.
- Laut pedalaman (continental sea), yaitu laut yang terletak di tengah-tengah benua atau dikelilingi oleh daratan. Contoh: Laut Mati, Laut Kaspia dan Laut Baltik.
2. Ditinjau dari kedalamannya, laut dibedakan menjadi:
- Zona lithoral, merupakan daerah laut yang terletak antara garis air pasang dan garis air surut, kedalaman 0 meter.
- Zona Neritis, merupakan daerah laut yang mempunyai kedalaman 0 – 200 meter.
- Zona Bathial, merupakan daerah laut yang mempunyai kedalaman 200 m – 1.000 m.
- Zona Abisal, merupakan daerah laut yang mempunyai kedalaman 1.000 – 2.000 m.
3. Ditinjau dari terjadinya, laut dibedakan menjadi:
- Laut Transgresi, merupakan laut yang terjadi karena dataran rendah yang genangi oleh air laut. Laut transgresi terjadi pada berakhirnya zaman es. Contohnya: Laut Jawa, Laut Arafuru, Laut Cina Selatan.
- Laut Ingresi, merupakan laut yang terjadi akibat dasar laut mengalami penurunan. Contohnya: Laut Banda, Laut Flores, Laut Sulawesi, Laut Maluku.
- Laut Regresi, merupakan laut yang menyempit akibat penurunan air laut karena daratan mengalami pengangkatan.
b. Batas-batas perairan laut Indonesia
Berdasarkan hukum laut internasional yang telah disepakati oleh PBB tahun 1980, perairan Indonesia terdiri atas 3 batas, yaitu:
1. Batas Landas Kontinen; batas dasar laut yang paling tepi dengan kedalaman laut sampai 200 m.
2. Batas Laut Teritorial; Merupakan laut yang lebarnya 12 mil laut yang diukur sejajar dengan garis dasar atau pangkal. Garis dasar adalah garis yang dibentuk pada saat air laut surut pada pulau-pulau terluar dalam wilayah Indonesia.
3. Zone Ekonomi Eksklusif (ZEE); Merupakan batas laut yang diukur dari garis dasar sejauh 200 mil ke arah laut bebas. Di dalam ZEE, Indonesia mempunyai hak dan wewenang dalam memanfaatkan kekayaan alamnya, baik yang ada di dasar laut maupun yang ada di dalam laut.
c. Manfaat Laut; Laut mempunyai banyak manfaat, antara lain: Sebagai sumber perikanan laut; Sarana transportasi; Sumber mineral, dan barang tambang. Sebagai sumber energi atau pembangkit tenaga listrik (arus laut); Sebagai objek pariwisata.
b. Air Tanah
Air tanah, yaitu air yang tersimpan di bawah permukaan tanah. Sumber air tanah berasal dari peresapan air hujan (infiltrasi). Lapisan batuan yang dapat dilalui dengan mudah oleh air tanah disebut lapisan permiabel. Sebaliknya lapisan batuan yang sulit atau tidak bisa dilalui oleh air tanah disebut lapisan kedap air dan disebut lapisan impermiabel. Tinggi rendahnya infiltrasi dipengaruhi oleh: Curah hujan; Kemiringan lereng; Kelembapan tanah; Kerapatan vegetasi.
- berdasarkan kedalamannya air tanah dapat dibedakan menjadi :
1. Air tanah freatis (air tanah dangkal), yaitu air tanah yang terletak di atas lapisan tanah kedap air dan dangkal (impermiabel). Contoh: air sumur dan mata air.
2. Air tanah artesis (air tanah dalam), yaitu air tanah yang terletak pada lapisan equifer yang dalam dan banyak mengandung air, letaknya di antara dua lapisan batuan kedap air (batuan yang tidak bisa ditembus air). Contoh: sumur artesis.
- Manfaat air tanah bagi kehidupan manusia antara lain sebagai berikut:
a. Kebutuhan rumah tangga (mandi, mencuci, memasak, dan air minum).
b. Irigasi, yaitu sumber air bagi pertanian, misalnya sumur bor di daerah Indramayu, Jawa Barat.
c. Perindustrian, yaitu dimanfaatkan sebagai sumber air industri, misalnya industri tekstil dimanfaatkan untuk pencelupan, industri kulit untuk membersihkan kulit, dan lain-lain.
