Materi IPA Hujan Dan Pelangi

HUJAN

A. Pengertian Hujan

Dua pertiga dari bumi kita ini mengandung air dan sisanya adalah daratan. Air itu tersimpan dalam banyak wadah aeperti samudra,lautan,sungai dan danau. Air yang terdapat dalam wadah tersebut akan mengalami penguapan atau evaporasi. Proses penguapan air dari tumbuh-tumbuhan disebut tranpirasi. Kemudian uap air tersebut akan mengalami proses kondensasi atau pemadatan yang akhirnya menjadi awan. Awan – awan itu akan bergerak ketempat yang berbeda tergantung dari hembusan angin baik secara vertical maupun horizontal.gerakan angin vertical menyebabkan gumpalan awan semakin membesar dan bertindih-tindih sehingga gumpalan awan berhasil mencapai atmosfir yang bersuhu dingin. Di sinilah terbentuknya butiran-butiran air dan es. Lama kelamaan angin tidak dapat menopang beratnya awan dan akhirnya awan yang berisi air akan turun menjadi 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.

Jumlah air hujan diukur menggunakan pengukur hujan atau ombrometer. Ia dinyatakan sebagai kedalaman air yang terkumpul pada permukaan datar, dan diukur kurang lebih 0.25mm. Satuan curah hujan menurut SI adalah milimeter, yang merupakan penyingkatan dari liter per meter persegi Air hujan sering digambarkan sebagai berbentuk "lonjong", lebar di bawah dan menciut di atas, tetapi ini tidaklah tepat. Air hujan kecil hampir bulat. Air hujan yang besar menjadi semakin leper, seperti roti hamburger; air hujan yang lebih besar berbentuk payung terjun. Air hujan yang besar jatuh lebih cepat berbanding air hujan yang lebih kecil.

B. Jenis Hujan

Berdasarkan terjadinya, hujan dibedakan menjadi:

a) Berdasarkan terjadinya, hujan dibedakan menjadi:

• Hujan Siklon, yaitu hujan yang terjadi karena udara panas yang naik disertai dengan angin berputar 
• Hujan Zenithal, yaitu hujan yang sering terjadi didaerah sekitar ekuator,akibat pertemuan Angin Pasat Timur Laut dengan Angin Pasat Tenggara. Kemudian angin tersebut naik dan membentuk gumpalan – gumpalan awan disekitar ekuator yang berakibat awan menjadi jenuh dan turunlah hujan.
• Hujan Orografis, yaitu hujan yang terjadi karena angin yang mengandung uap air yang bergerak horisontal. Angin tersebut naik menuju pegunungan,suhu menjadi dingin sehingga terjadi kondensasi.terjadilah hujan disekitar pegunungan 
• 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. Disekitar bidang front inilah sering terjadi hujan lebat yang disebut hujan frontal.
• Hujan Muson, 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, secara teoritis hujan muson terjadi bulan Oktober sampai April. Sementara di kawasan Asia Tenggara terjadi bulan Mei sampai Agustus 

b) Berdasarkan ukuran butirannya, jenis hujan dibedakan menjadi:

• Hujan gerimis / drizzle, diameter butirannya kurang dari 0,5 mm
• Hujan salju, terdiri dari kristal-kristal es yang suhunya berada dibawah 0° Celsius
• Hujan batu es, curahan batu es yang turun dalam cuaca panas dari awan yang suhunya dibawah 0° Celsius.
• Hujan deras / rain, curahan air yang turun dari awan dengan suhu diatas 0° Celsius dengan diameter ±7 mm.

c) Jenis-jenis hujan berdasarkan besarnya curah hujan (definisi BMKG)

• Hujan sedang, 20 - 50 mm per hari
• Hujan lebat, 50-100 mm per hari
• Hujan sangat lebat, di atas 100 mm per hari.

Hujan buatan 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). Perlakuan ini dinamakan hujan buatan (rain –making) atau sering pula dinamakan penyemaian awan (cloud-seeding). 

Pelangi

A. Pengertian Pelangi

Pembiasan sinar matahari oleh titik-titik hujan menghasilkan pelangi. Oleh karena itu pelangi merupakan salah satu gejala alam abiotik yang dapat dilihat sesudah turun hujan. Warna-warni pelangi merupakan fenomena optik dan meteorologi yang mengahasilkan spektrum cahaya di langit. Spektrum warna pelangi berupa lengkungan warna terdiri dari warna-warna : merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu.

Seorang ilmuwan fisika bernama Isaac Newton adalah orang yang pertama kali menyelidiki mengapa cahaya putih bisa menghasilkan spektrum warna pelangi. Newton melakukan sebuah eksperimen untuk menyelidiki hal ini. Cahaya matahari diarahkan pada suatu lubang sempit dalam sebuah ruangan gelap. Gambar yang terbentuk pada sebuah layar yang berjarak 5 meter. Jika sebuah prisma kaca diletakkan diantaranya maka sinar matahari akan terlihat sebagai spektrum warna.

Titik-titik air hujan pada fenomena pelangi bertindak sebagai cermin yang memantulkan cahaya matahari ke mata. Warna cahaya yang berbeda-beda dipantulkan dengan sudut yang berbeda pula. Setiap titik air memberikan masing-masing satu panjang gelombang pada mata kita, sehingga pada akhirnya seorang pengamat dapat melihat pelangi secara utuh.

B. Mekanisme penciptaan pelangi

Dalam fisika, warna-warna lazim diidentifikasikan dari panjang gelombang. Warna-warna pelangi merupakan fenomena optik dan meteorologi yang menghasilkan spektrum cahaya dilangit.Merah, misalnya, memiliki panjang gelombang sekitar 625 - 740 nm, dan biru sekitar 435 - 500 nm.Spektrum warna adalah kumpulan warna-warna yang dinyatakan dalam panjang gelombang(biasa disimbolkan dengan λ).Di dalam spektrum, garis merah selalu berada pada salah satu ujung dan biru serta ungu disisi lain. Dan ini ditentukan oleh perbedaan panjang gelombang.Gambar 2 memperlihatkan rentang spektrum warna dasar yang lazim kita lihat sehari-hari. 

C. Hal-hal menarik tentang pelangi

Pelangi biasanya terjadi saat hujan gerimis atau setelah hujan lebat berhenti. Setelah hujan lebat berhenti, udara dipenuhi oleh uap-uap air. Selain itu, pelangi bisa tercipta pada genangan minyak. Terkadang pada kondisi tertentu, seberkas cahaya putih diselimuti oleh pelangi. Pelangi bisa terjadi kapan dan di mana saja asal melibatkan tiga sekaligus sifat cahaya, yaitu refleksi (pemantulan), refraksi (pembiasan), dan difraksi.

D. Jenis Pelangi

Ada dua jenis pelangi, yaitu:

1. Pelangi Primer

Pelangi primer adalah pelangi yang terjadi akibat satu pantulan air hujan. Pelangi primer memiliki warna yang terkuat, dengan warna merah pada bagian luar dan warna ungu pada bagian dalamnya.                            

Rata-rata, titik-titik air hujan akan memantulkan kembali sinar dalam bentuk pelangi pada sudut 42 derajat ke mata kita. Jadi pelangi hanya terbentuk jika ada hujan, dan ada sinar matahari yang datang pada sudut 42 derajat dari mata kita ke titik air hujan. Sinar biru dan ungu dibelokkan paling kuat oleh titik air, sehingga setiap titik air memantulkan sinar ungu di atas dan merah di bawah

2. Pelangi Sekunder

Sedangkan pelangi sekunder adalah terjadinya pemantulan cahaya sebanyak dua kali atau lebih. Pelangi sekunder yang dihasilkan oleh dua pemantulan akan terlihat di langit berada diatas pelangi primer. Susunan warna pelangi sekunder merupakan kebalikan dari susunan warna pelangi primer. Pada pelangi sekunder warna merah pada bagian dalam sedangkan warna ungu berada pada bagian luar. Warna yang dimiliki oleh pelangi sekunder lebih rendah jika dibandingkan dengan pelangi primer.

Pada pola kedua ini, sudut yang terjadi adalah 50 derajat. Akibatnya, pelangi jenis ini tampak lebih tinggi dibandingkan pelangi pertama tadi. Sinarnya juga lebih redup, karena telah melalui proses pemantulan yang tidak sempurna sebanyak dua kali. Kita lihat bahwa kali ini sinar merah ada di atas; sehingga akan sampai pada mata kita (dengan alasan yang sama dengan pelangi pertama) sebagai pelangi dengan warna ungu ada di atas.