Rabu, 21 Oktober 2009

Presipitasi

Deskripsi Singkat

Presipitasi (hujan) merupakan salah satu komponen hidrologi yang paling penting. Hujan adalah peristiwa jatuhnya cairan (air) dari atmosfer ke permukaan bumi. Hujan merupakan salah satu komponen input dalam suatu proses dan menjadi faktor pengontrol yang mudah diamati dalam siklus hidrologi pada suatu kawasan (DAS). Peran hujan sangat menentukan proses yang akan terjadi dalam suatu kawasan dalam kerangka satu sistem hidrologi dan mempengaruhi proses yang terjadi didalamnya. Mahasiswa akan belajar tentang bagaimana proses terjadinya hujan, faktor-faktor apa saja yang mempengaruhinya, bagaimana karakteristik hujannya dan mempelajari cara menghitung rata-rata hujan pada sutau kawasan dengan berbagai model penghitungan rata-rata hujan.

Pengertian

Presipitasi adalah peristiwa jatuhnya cairan (dapat berbentuk cair atau beku) dari atmosphere ke permukaan bumi. Presipitasi cair dapat berupa hujan dan embun dan presipitasi beku dapat berupa salju dan hujan es. Dalam uraian selanjutnya yang dimaksud dengan presipitasi adalah hanya yang berupa hujan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya presipitasi diantara lain berupa :

  1. Adanya uap air di atmosphere
  2. Faktor-faktor meteorologis
  3. Lokasi daerah
  4. Adanya rintangan misal adanya gunung.

BAGAIMANA PROSES TERJADINYA HUJAN?

September, Oktober, Nopember, dan Desember adalah empat bulan terakhir di penghujung

tahun. Kata orang bulan yang akhirannya -ber itu biasanya bulan yang sering diguyur hujan, bener nggak sih? Hm…Sepertinya kita harus membuktikan hal itu, jangan hanya jadi rumor doank!

Well, hujan adalah suatu berkah dari Allah. Dengan adanya hujan tanaman-tanaman raksasa ataupun liliput yang ada di dunia ini bisa hidup, karena air adalah salah satu bahan untuk mengolah makanan mereka. Namun hujan pun bisa menjadi bencana bahkan musuh terutama bagi manusia. Hujan yang berlebihan bisa menyebabkan banjir dan yang pastinya sih segala aktivitas outdoor nggak bisa dilaksanain kalau hujan, ya nggak? Kalau dipikir-pikir hujan datangnya dari mana ya? Tau sih kalo dari langit tapi… apa langit mempunyai persediaan air kayak sumur gitu? Koq nggak pernah habis sih air yang ada di langit? Nah… untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut saya akan memaparkan bagaimana proses turunnya hujan. Mau pada tau nggak? Dibaca donk yang di bawah ini!

Dua per tiga dari bumi kita ini mengandung air dan sisanya adalah daratan. Air itu tersimpan dalam banyak wadah seperti samudera, lautan, sungai, danau, sampai ke bak mandi hehe… eh jangan lupa tubuh kita ini juga mengandung banyak air lho. Nah air yang ada di berbagai wadah tersebut (tapi nggak termasuk bak mandi) akan mengalami penguapan atau evaporasi dengan bantuan matahari. Oya, tak lupa juga air yang ada di daun tumbuhan ataupun permukaan tanah. Proses penguapan air dari tumbuh-tumbuhan itu dinamakan transpirasi. Kemudian uap-uap air tersebut akan mengalami proses kondensasi atau pemadatan yang akhirnya menjadi awan. Awan-awan itu akan bergerak ke tempat yang berbeda dengan bantuan hembusan angin baik secara vertikal maupun horizontal. Gerakan angin vertikal ke atas menyebabkan awan bergumpal. Gerakan angin tersebut menyebabkan gumpalan awan semakin membesar dan saling bertindih-tindih. Akhirnya gumpalan awan berhasil mencapai atmosfir yang bersuhu lebih dingin. Di sinilah butiran-butiran air dan es mulai terbentuk. Lama-kelamaan angin tidak dapat lagi menopang beratnya awan dan akhirnya awan yang sudah berisi air ini mengalami presipitasi atau proses jatuhnya hujan air, hujan es dan sebagainya ke bumi. Nah, seperti itulah proses terjadinya hujan. Udah pada ngerti kan!

Trus hubungannya dengan bulan yang akhirannya –ber apa? Oh iya, hampir saja lupa. Menurut ilmu Geografi, musim di Indonesia terbagi menjadi dua yaitu musim hujan dan musim kemarau. Setiap musim berlangsung selama enam bulan (kayak semesteran aja nih). Musim kemarau terjadi pada bulan April sampai September. Sedangkan musim hujan terjadi pada bulan Oktober sampai Maret. Berhubung diantara bulan Oktober-Maret itu adalah Nopember, Desember, Januari dan Februari sehingga banyak orang yang mengatakan bulan yang akhiran –ber itu adalah bulan musim penghujan. Nah, teman-teman sudah tidak penasaran lagi kan mengapa orang-orang banyak yang berkata demikian seputar musim penghujan. So, kalau ada yang belum tahu mengenai hujan, kalianlah yang wajib menjelaskannya.

Ternyata, proses terjadinya hujan ini bersumber dari Al-Quran. Subhanallah, memang benar ya kalau Al-Quran itu adalah sumber pengetahuan kita. Makanya kita jangan pernah ragu ataupun malas untuk mengkaji Al-Quran. Siapa tahu jadi tambah pintar, ya nggak? Daripada kalian semakin penasaran dengan pernyataan saya bagaimana kalau kalian teruskan saja kegiatan membaca tulisan saya ini. Karena saya mengutip beberapa ayat mengenai proses terjadinya hujan seperti di bawah ini:

"Dialah Allah Yang mengirimkan angin, lalu angin itu menggerakkan awan dan Allah membentangkannya di langit menurut yang dikehendakiNya, dan menjadikannya bergumpal-gumpal; lalu kamu lihat air hujan keluar dari celah-celahnya; maka, apabila hujan itu turun mengenai hamba-hambaNya yang dikehendakiNya, tiba-tiba mereka menjadi gembira" (Al Qur''an, 30:48)

"Tidaklah kamu melihat bahwa Allah mgarak awan, kemudian mengumpulkan antara (bagian-bagian)nya, kemudian menjadikannya bertindih-tindih, maka kelihatanlah olehmu hujan keluar dari celah-celahnya dan Allah (juga) menurunkan (butiran-butiran) es dari langit, (yaitu) dari (gumpalan- gumpalan awan seperti) gunung-gunung, maka ditimpakan-Nya (butiran-butiran) es itu kepada siapa yang dikehendaki-Nya dan dipalingkan-Nya dari siapa yang dikehendaki-Nya. Kilauan kilat awan itu hampir-hampir menghilangkan penglihatan." (Al Qur''an, 24:43)

Jenis-jenis hujan

Berdasarkan terjadinya, hujan dibedakan menjadi

  • Hujan siklonal, yaitu hujan yang terjadi karena udara panas yang naik disertai dengan angin berputar.
  • 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.
  • 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.
  • 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 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 Timur terjadi bulan Mei sampai Agustus.

Jaringan Pengukur Hujan

Dengan segala kekurangan dan kelebihannya, alat pengukur hujan ada 2 macam yaitu alat pengukur hujan manual dan alat pengukur hujan otomatik.Beberapa persyaratan yang harus dipenuhi pada saat menempatkan alat pengukur hujan yaitu :

  1. Harus diletakkan di tempat yang bebas halangan atau pada jarak 4 kali tinggi obyek penghalang.
  2. Alat harus tegak lurus dan tinggi permukaan penakar antara 90-120 cm di atas permukaan tanah.
  3. Bebas dari angin balik
  4. Alat harus dilindungi baik dari gangguan binatang maupun manusia.
  5. Secara teknis alat harus standart.
  6. Dekat dengan tenaga pengamat.

Kepadatan minimum jaringan hujan berikut ini telah direkomendasi guna maksud-maksud hidro meteorologis umum (Linsley, et-al, 1982) :

  1. Untuk daerah datar, beriklim sedang, mediteranean dan zona tropis 600 - 900 km2 untuk setiap stasiun
  2. Untuk daerah-daerah pegunungan beriklim sedang, mediteranean dan zone tropis, 100 - 250 km2 untuk setip stasiun.
  3. Untuk pulau-pulau dengan pegunungan kecil dengan hujan yang beraturan, 25 km2 untuk setiap stasiun.
  4. Untuk zone-zone kering dan kutub, 1500-10.000 km2 untuk setiap stasiun.

Penghitungan Hujan Rata-Rata Suatu Daerah

Hasil pengukuran data hujan dari masing-masing alat pengukuran hujan adalah merupakan data hujan suatu titik (point rainfall). Padahal untuk kepentingan analisis yang diperlukan adalah data hujan suatu wilayah (areal rainfall). Ada beberapa cara untuk mendapatkan data hujan wilayah yaitu :

  1. Cara rata-rata aljabar
  2. Cara poligon thiessen
  3. Cara isohiet

1. Cara Rata-rata Aljabar

Cara ini merupakan cara yang paling sederhana yaitu hanya dengan membagi rata pengukuran pada semua stasiun hujan dengan jumlah stasiun dalam wilayah tersebut. Sesuai dengan kesederhanaannya maka cara ini hanya disarankan digunakan untuk wilayah yang relatif mendatar dan memiliki sifat hujan yang relatif homogen dan tidak terlalu kasar.

2.Cara Poligon Thiessen

Cara ini selain memperhatikan tebal hujan dan jumlah stasiun, juga memperkirakan luas wilayah yang diwakili oleh masing-masing stasiun untuk digunakan sebagai salah satu faktor dalam menghitung hujan rata-rata daerah yang bersangkutan. Poligon dibuat dengan cara menghubungkan garis-garis berat diagonal terpendek dari para stasiun hujan yang ada.

3. Cara Isohiet

Isohiet adalah garis yang menghubungkan tempat-tempat yang mempunyai tinggi hujan yang sama. Metode ini menggunakan isohiet sebagai garis-garis yang membagi daerah aliran sungai menjadi daerah-daerah yang diwakili oleh stasiun-stasiun yang bersangkutan, yang luasnya dipakai sebagai faktor koreksi dalam perhitungan hujan rata-rata.
caraisohiet.jpg

Hidrologi

PENGERTIAN
Hidro -> air
Logi -> ilmu
Hidrologi adalah ilmu yang berkaitan dengan air.
Jumlah air di bumi adalah 1,4 km3 , 97.5%nya adalah air laut, sedangkan 1.25%nya adalah es, 0.73%nya adalah air tawar, 0.001%nya adalah uap air.

SIKLUS HIDROLOGI
· NERACA AIR
Neraca air adalah hubungan aliran kedalam dan aliran keluar di suatu daerah tertentu dalam periode tertentu.
P = D + E + G + M
P = Prespitasi (hujan)
D = Debit
E = Evapotranspirasi
G = Ground ( penambahan suplai air )
M = Moisturizer ( penambahan kelembapan tanah )

HIDROLOGI DALAM TEKNIK
Hidrologi dalam teknik biasanya digunakan dalam perancangan dan operasi bangunan hidrolik.

DAUR HIDROLOGI
Secara sederhana daur hidrologi dapat dimulai dari evaporasi air laut. Uap yang dihasilkan dibawa oleh udara yang bergerak. Dalam kondisi yang memungkinkan uap tersebut terkondensasi membentuk awan, yang pada akhirnya menghasilkan prespitasi. Prespitasi yang jatuh ke bumi menyebar dengan arah berbeda bedda dalam beberapa cara. Sebagian besar dari prespitasi tersebut untuk sementara tertahan di tanah dekat tempat ia jatuh dan akhirnya dikembalikan lagi ke atmosfir oleh evaporasi dan pemeluhan (transpirasi) oleh tanaman. Sebagian melalui permukaan tanah, menuju sungai dan lainnya menembus masuk ke tanah menjadi air tanah (groundwater).
Dalam daur hidrologi, perputaran air tidalah selalu merata karena adanya pengaruh metereologi (suhu, tekanan, atmosfir, angin, dll) dan kondisi topografi.

PRESPITASI
Prepitasi adalah produk dari awan yang turun berbentuk air hujan ataupun salju. Sejauh tidak menyangkut salju salanjutnya dianggap hujan.
Intensitas curah hujan adalah tinggi air, jumlah hujan, dalam satu satuan waktu misalnya mm/menit,, mm/jam, mm/hari.

ALAT UKUR HUJAN
Alat ukur hujan ada 2, yaitu alat ukur hujan manual dan alat ukur hujan otomatis. Untuk alat ukur biasa ditempatkan di ruang terbuka.

ANALISIS CURAH HUJAN
Data curah hujan yang diperoleh dari alat pengukur hujan merupakan hujan yang terjadi pada satu tempat. Untuk mengetahui curah hujan pada suatu kawasan diperlukan beberapa data hujan dari beberapa stasiun penakar hujan yang ada dalam kawasan tsb yang kemudian dirata-ratakan. Ada 2 cara menghitung rata-rata curah hujan :

1. Rata-rata aljabar
Cocok untuk kawasan topografi datar. Alat penakar hujan tersebar merata.

P = 1/n (P1 + P2 + … + Pn)
P = curah hujan yang tercatat dinpos penakar hujan.
n = banyaknya penakar curah hujan.

Contoh soal :
Hitung hujan rata-rata dengan metode aljabar

Stasiun hujan Tinggi hujan (mm)
1 25
2 100
3 75
4 90
5 85

Jawab : P = 1/n (P1 + P2 + P3 + P4 + P5)
= 1/5 (25 + 100 + 75 + 90 + 85)
= 75

2. Poligon Thiessen
Cocok untuk daerah dengan luas 500-5000 km2. Jumlah penakar hujan terbatas dibanding luasnya.
Prosedur penetapan metode ini :
1) Lokasi penakar hujan di plot pada peta DAS. Antar pos dibuat garis penghubung.
2) Tarik tegak lurus ditengah tiap garis pernghubung.
3) Ukur luas tiap poligon
4) P =

Contoh Soal :

STA Hujan Tinggi curah hujan (mm) Luas (ha)
1 100 25
2 75 20
3 80 19
4 99 12
5 105 17
6 110 15
Jumlah = 10095 108

Jawab :
PA =

3. Metode Ishoyet
Cocok untuk daerah dengan luas > 5000 km2, jumlah penakar hujan retbatas dibanding luasnya.
Prosedur penerapan metode ini :
1) Plot data kedalaman air hujan untuk tiap pos penakar hujan pada peta.
2) Gambar kontur edalaman air hujan
3) Hitung luas antara 2 garis ishoyet
4) P =

MEMPERKIRAKAN DATA YANG HILANG
Kadang-kadang pos penakar hujan mengalami kekosongan data karena ketidak gadiran si pengamat ataupun karena kerusakan alat. Untuk itu sering diperlukan perkiraan catatan yang hilang. Cara yang digunakan US Enviromental of Service :
Px = ⅓
N = hujan tahunan normal

Contoh soal :
Stasiun hujan x tidak berfungsi pada waktu-waktu tertentu dalam suatu bulan dimana terjadi suatu hujan badai. Total hujan lebat masing-masing pada 3 sta yang mengelilinginya. A=98 mm, B=80 mm, C=1080 mm. jumlah hujan tahunan normal pada Stasion X + 880 mm, A = 1008 mm, B = 842 mm, C = 1080 mm. Hitung hujan lebat Stasion X!

Px = ⅓
Px = ⅓.256,8
Px = 86,2653

CURAH HUJAN HARIAN MAXIMUM RATA-RATA
Metode :
1. Tentukan hujan max harian pada tahuntertentu di salah satu pos hujan.
2. Cari besarnya curah hujan pada tanggal, bulan, tahun yang sama untuk pos hujan lain
3. Hitung hujan DAS dengan salah satu cara yang dipilih
4. Ulangi langkah 1-3.

ANALISIS FREKUENSI DAN PROBABILITAS DATA HIDROLOGI
· Sistem hidrologi kadang-kadang dipengaruhi peristiwa extrim, seperti hujan lebat, banjir atau kekeringan.
· Tujuan analisis frekuensi data hidrologi adalah berkaitan dengan besaran peristiwa extrim yang berkaitan dengan frekuensi kejadiannya melalui penerapan Distribusi Kemungkinan.
· Frekuensi hujan adalah besarnya kemungkinan suatu besaran hujan disamai atau dilampaui.
· Periode ulang adalah waktu hipotetik dimana hujan dengan suatu besaran tertentu akan disamai atau dilampaui.
· Ada 10 tahunan, 100 tahunan, 5 tahunan, 20 tahunan.
· Tidak berarti berulang secara teratur setiap periode ulang tsb.
Misalnya hujan periode ulang 10 tahunan, tidak berarti akan terjadi setiap 10 tahun, akan tetapi akan ada kemungkinan akan terjadi dalam jangka waktu 1000 tahun akan terjadi 100 kali kejadian hujan dalam setahun. Ada kemungkinan sebelum kurun waktu 10 tahun terjadi hujan 10 tahunan lebih dari astu kali atau sebaliknya tidak sama sekali

MACAM-MACAM DISTRIBUSI FREKUENSI
· Distribusi Normal
QT = + KT . S
QT = perkiraan besar hujan yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T-tahunan
= besar hujan rata-rata hitung
KT = Faktor frekuensi (Variable Reduksi Gauss)
S = Deviasi standar/simpangan baku
S = 2

· Distribusi Log Normal
Log QT = Log + KT . S
QT = perkiraan besar hujan yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T-tahunan
= besar hujan rata-rata hitung
KT = Faktor frekuensi (Variable Reduksi Gauss)
S = Deviasi standar/simpangan baku

· Distribusi Log Person
Log QT = Log + KT . S . G
QT = perkiraan besar hujan yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T-tahunan
= besar hujan rata-rata hitung
KT = Faktor frekuensi (Variable Reduksi Gauss)
S = Deviasi standar/simpangan baku
G = Koefisien Skewness/koefisien kemencengan
G = [ n Log Q1 – log )3/(n – 1 ) ( n – 2 ) S3

· Distribusi Gumbel
QTr = b + Ytr
a =
b = –

Relevansi

Dengan mempelajari proses terjadinya, faktor yang berpengaruh dan karakteristik hujan mahasiswa memahami berbagai fenomena alam yaitu hujan dan dapat melakukan penghitungan karakteristik hujan untuk dapat digunakan sebagai suatu data input dari sistem hidrologi dengan menempatkan stasiun pengukuran hujan yang tepat dan efektif sehingga mahasiswa mampu melakukan analisis hujan untuk pembangunan kawasan hutan.

Tujuan Instruksional Khusus

Setelah mempelajari bab ini mahasiswa akan mengerti dan memahami proses terjadinya hujan, faktor-faktor yang mempengaruhi, mampu memilih lokasi pemasangan stasiun hujan dan mampu melakukan perhitungan data hujan untuk analisis hidrologi suatu kawasan, sehingga tujuan proses pembelajaran dapat tercapai.

1 komentar:

  1. blog anda sangat membantu saya dalam mengerjakan tugas...

    BalasHapus