Bagaimana Hujan Terbentuk? Daripada Wap Air kepada Titisan
Istilah utama: pemeluwapan·Sebutan: pe-me-lu-wap-an·Bahasa Inggeris: condensation
Titisan hujan yang jatuh ke tanah bermula sebagai wap air yang sepenuhnya tidak kelihatan, dan perjalanan daripada wap kepada titisan yang cukup besar untuk jatuh sebagai hujan memerlukan satu langkah yang sering terlepas pandang.
Awan bukan gumpalan wap air yang terapung tanpa dipengaruhi graviti: awan yang kelihatan terdiri daripada banyak titisan air yang sangat kecil, kristal ais, atau kedua-duanya, dan graviti tetap bertindak pada zarah-zarah itu. Setiap titisan hujan yang jatuh ke tanah pernah wujud sebagai wap air, molekul air individu yang bergerak bebas dan bercampur dengan udara sebagai gas — wap air sebenarnya sepenuhnya tidak kelihatan pada mata kasar. Apa yang kita lihat sebagai awan atau kabus bukan wap, tetapi titisan air atau hablur ais halus yang sudah terbentuk. Bagaimana wap yang tidak kelihatan ini boleh bertukar menjadi titisan yang cukup besar untuk akhirnya jatuh sebagai hujan?
Daripada wap kepada titisan kecil dalam awan
Apabila udara lembap naik, ia menyejuk. Tekanan wap tepu (kandungan wap air maksimum yang boleh wujud sebelum berlaku kondensasi) menurun apabila suhu menurun, jadi udara yang menyejuk lebih mudah mencapai keadaan tepu, dan apabila keadaan tepu itu dicapai, wap mula bertukar kembali kepada cecair, proses yang disebut kondensasi. Namun pemeluwapan tidak berlaku secara rawak di udara terbuka; ia memerlukan permukaan kecil untuk molekul air melekat, biasanya zarah halus seperti debu, garam laut, atau asap, yang dikenali sebagai nukleus kondensasi awan. Titisan-titisan kecil yang terbentuk di sekeliling nukleus inilah yang membentuk awan yang kita lihat, masing-masing hanya berdiameter sekitar 0.01 hingga 0.02 milimeter.
Nota Istilahkondensasi: Proses wap air bertukar kembali kepada cecair apabila udara menyejuk melebihi had kandungan wap yang boleh dipegangnya, biasanya berlaku pada permukaan zarah halus yang disebut nukleus kondensasi.
Nota Istilahkondensasi: Proses wap air bertukar kembali kepada cecair apabila udara menyejuk melebihi had kandungan wap yang boleh dipegangnya, biasanya berlaku pada permukaan zarah halus yang disebut nukleus kondensasi.
Mengapa titisan awan tidak cepat jatuh?
Walaupun mengalami graviti, titisan awan jatuh dengan sangat perlahan. Halaju jatuhnya (halaju terminal) sangat rendah kerana saiznya kecil: rintangan udara memberi kesan besar berbanding berat titisan yang sangat kecil, dan kelajuan jatuh relatif kepada udara juga kecil. Udara di dalam dan sekitar awan pula sentiasa bergerak, termasuk gerakan menaik dan pergolakan (turbulens) yang boleh mengimbangi atau mengatasi gerakan jatuh titisan kecil untuk suatu tempoh.
Nota Istilahhalaju terminal: Kelajuan jatuh yang menjadi hampir tetap apabila daya rintangan udara mengimbangi kesan graviti pada zarah yang sedang jatuh relatif kepada udara.
Nota Istilahhalaju terminal: Kelajuan jatuh yang menjadi hampir tetap apabila daya rintangan udara mengimbangi kesan graviti pada zarah yang sedang jatuh relatif kepada udara.
← Leret untuk lihat rajah penuh →
Graviti tetap menarik titisan kecil ke bawah, tetapi rintangan udara serta gerakan udara, termasuk arus menaik dan turbulens, boleh memperlahankan atau sementara mengimbangi gerakan jatuh titisan kecil sehingga titisan membesar melalui perlanggaran dan penggabungan.
SkalaRajah ialah model konsep dan tidak mengikut skala. Titisan awan lazimnya terlalu kecil untuk dilihat satu demi satu dengan mata kasar, manakala titisan hujan jauh lebih besar.
SkalaRajah ialah model konsep dan tidak mengikut skala. Titisan awan lazimnya terlalu kecil untuk dilihat satu demi satu dengan mata kasar, manakala titisan hujan jauh lebih besar.
Kenapa titisan awan perlu "membesar" dahulu
Untuk menjadi hujan, titisan-titisan kecil ini perlu bercantum dan membesar melalui mekanisme utama yang disebut perlanggaran dan penggabungan: titisan yang lebih besar jatuh pada halaju yang lebih tinggi berbanding titisan kecil, dan perbezaan halaju inilah yang membolehkannya berlanggar serta bercantum dengan titisan lebih kecil di bawahnya, secara beransur-ansur membesar sehingga cukup besar dan berat untuk terus jatuh melalui udara sebagai titisan hujan — dari segi diameter, biasanya puluhan hingga ratusan kali lebih besar daripada titisan awan asal, yang bermakna isi padunya boleh berjuta kali ganda lebih besar.
Awan bukan terapung kerana air di dalamnya bebas daripada graviti: titisannya cuma sangat kecil dan berada dalam udara yang sentiasa bergerak, jadi ia jatuh dengan sangat perlahan sehingga kelihatan seperti terapung.
Awan bukan terapung kerana air di dalamnya bebas daripada graviti: titisannya cuma sangat kecil dan berada dalam udara yang sentiasa bergerak, jadi ia jatuh dengan sangat perlahan sehingga kelihatan seperti terapung.
← Leret untuk lihat rajah penuh →
Titisan kecil dalam awan berlanggar dan bergabung (koalesens) sehingga cukup besar dan berat untuk jatuh sebagai hujan.
TadabburAl-Tabari dan Ibn Kathir menghuraikan Surah an-Nur ayat 43 sebagai gambaran awan yang bergerak, berkumpul, bertindan dan menurunkan hujan. Wahbah al-Zuhayli turut membincangkan pembentukan awan dan hujan dalam tafsirnya. Meteorologi moden menerangkan proses pemeluwapan, pertumbuhan titisan dan pemendakan secara lebih terperinci; ayat ini tidak semestinya merujuk kepada setiap mekanisme hujan yang diketahui hari ini.
Tidakkah engkau melihat bahawasanya Allah mengarahkan awan bergerak perlahan-lahan, kemudian Dia mengumpulkan kelompok-kelompoknya, kemudian Dia menjadikannya tebal berlapis-lapis? Selepas itu engkau melihat hujan turun dari celah-celahnya. Dan Allah pula menurunkan hujan batu dari langit, dari gunung-ganang (awan) yang ada padanya; lalu Ia menimpakan hujan batu itu kepada sesiapa yang dikehendakiNya, dan menjauhkannya dari sesiapa yang dikehendakiNya. Sinaran kilat yang terpancar dari awan yang demikian keadaannya, hampir-hampir menyambar dan menghilangkan pandangan.
Surah An-Nur 24:43 (teks Arab: rasm imla‘i, disemak dengan tafsir dalam Maktabah Syamilah dan Quran.com), terjemahan Abdullah Basmeih (Tafsir Pimpinan Ar-Rahman)
TadabburAl-Tabari dan Ibn Kathir menghuraikan Surah an-Nur ayat 43 sebagai gambaran awan yang bergerak, berkumpul, bertindan dan menurunkan hujan. Wahbah al-Zuhayli turut membincangkan pembentukan awan dan hujan dalam tafsirnya. Meteorologi moden menerangkan proses pemeluwapan, pertumbuhan titisan dan pemendakan secara lebih terperinci; ayat ini tidak semestinya merujuk kepada setiap mekanisme hujan yang diketahui hari ini.
Tidakkah engkau melihat bahawasanya Allah mengarahkan awan bergerak perlahan-lahan, kemudian Dia mengumpulkan kelompok-kelompoknya, kemudian Dia menjadikannya tebal berlapis-lapis? Selepas itu engkau melihat hujan turun dari celah-celahnya. Dan Allah pula menurunkan hujan batu dari langit, dari gunung-ganang (awan) yang ada padanya; lalu Ia menimpakan hujan batu itu kepada sesiapa yang dikehendakiNya, dan menjauhkannya dari sesiapa yang dikehendakiNya. Sinaran kilat yang terpancar dari awan yang demikian keadaannya, hampir-hampir menyambar dan menghilangkan pandangan.
Surah An-Nur 24:43 (teks Arab: rasm imla‘i, disemak dengan tafsir dalam Maktabah Syamilah dan Quran.com), terjemahan Abdullah Basmeih (Tafsir Pimpinan Ar-Rahman)
Bagaimana kita mengetahui hal ini?
Uji KefahamanSoalan 1 daripada 2
Kenapa titisan air dalam awan tidak terus jatuh sebagai hujan sejurus terbentuk?