HUJAN ES BESERTA FAKTA SAINS DIDALAMNYA

HUJAN ES BESERTA FAKTA SAINS DIDALAMNYA

Oleh: Neni Isnaeni, S.Pd.

Jumat 18 April 2025 wilayah Karangpawitan diguyur hujan es sebesar biji kedelai bahkan di beberapa daerah ukurannya lebih besar lagi. Hujan yang disertai angin kencang tersebut terjadi tidak lama setelah solat Jum’at dilaksanakan.

Hujan yang berlangsung tidak lama cukup meramaikan media sosial, seperti status WhatsApp yang kompak menyebut fenomena tersebut, begitupun story facebook dan  instagram story.  Story yang dibuat berkaitan dengan dampak dari hujan es tersebut yang menimbulkan bunyi nyaring di atap rumah, genteng bocor karena bergeser. Bahkan ada yang bercanda mau mengumpulkan es untuk menyeduh sirup sisa lebaran. Namun tahukah kamu apa penyebab hujan es? Bagaimana bisa terjadi hujan es? Mari kita gunakan pendekatan sains sederhana untuk menjelaskan fenomena ini. Selayaknya saat kita membuat es dari air untuk kebutuhan konsumsi, air tersebut perlu didinginkan pada suhu rendah didalam kulkas agar dapat membeku. Begitupun air hujan yang mengalami penurunan suhu akan mengalami pembekuan dan menjadi es.

Untuk lebih lengkapnya mari perhatikan ilustrasi ini

Lapisan atmosfer yang paling dekat dengan permukaan bumi adalah troposfer, tempat terjadi peristiwa cuaca seperti hujan, angin, badai dan gejala cuaca lain. Pada lapisan ini berlaku hukum gradient thermic yang menyatakan bahwa setiap ketinggian naik 1000 m dari permukaan bumi maka suhunya akan turun sekitar 6 derajat celsius. Lapisan troposfer memiliki ketebalan rata rata sebesar 12 km atau 12000 m, yang artinya suhu dilapisan terluar troposfer turun sebanyak 72 derajat celsius dari permukaan bumi. Jika suhu normal rata-rata permukaan bumi adalah 27 derajat Celcius maka suhu lapisan terluarnya adalah -45 derajat celsius, dengan titik beku air murni adalah 0 derajat celsius maka pada suhu tersebut uap air telah membeku, dengan menggunakan hukum gradient thermic dan fakta tentang titik beku air murni, agar air dapat membeku air harus naik ke ketinggian yang memiliki suhu 0 derajat atau lebih rendah. Kira-kira bisakah kita memprediksi pada pada ketinggian berapa air hujan membeku?

Kita bisa menggunakan pendekatan matematis dengan cara memperkirakan suhu rata rata permukaan bumi, jika suhu permukaan sebesar 27 derajat celsius maka perlu menurunkan suhu sebanyak 27 derajat atau lebih agar mencapai titik beku air, penurunan minimum tadi tinggal dibagi 6 sehingga diperoleh nilai 4,5 yang dapat dikali 1000 sehingga diketahui ketinggiannya adalah 4500 m atau 4,5 km diatas tanah. Lalu bagaimana air bisa naik hingga mencapai ketinggian 4,5 Km diatas permukaan bumi? Perhatikan ilustrasi daur Air  pada pelajaran IPA kelas 7 tentang daur biogeokimiaProses daur air dapat dijelaskan dengan beberapa fase berikut :

1. Air permukaan bumi menguap saat menerima panas cahaya matahari, sama halnya seperti prose penguapan air saat dimasak diatas kompor, perpindahan air dari wadah ke udara bukan melalui wujud zat cair tetapi melalui wujud uap sehingga butiran butiran airnya sangat kecil dan tidak tampak oleh mata.
2. Pada proses penguapan air ke udara (evaporasi) suhu air akan menurun siring bertambahnya ketinggian sesuai hukum gradient thermic yang berlaku di lapisan troposfer.
3. Uap air yang mendingin membentuk titik titik air kecil seperti jejak uap air di tutup panci akan membentuk gumpalan awan, jika awan tersebut bergerak hingga ketinggian sekitar 4,5 km diatas permukaan tanah atau bahkan lebih tinggi maka titik-titik uap air tersebut akan membeku membentuk es. Awan tempat terbentuknya hujan es adalah awan cumulonimbus yakni awan vertikal yang membentang dari ketinggian 2 km- 6 km diatas permukaan bumi, pada awan cumulonimbus udara, butiran air dan partikel kecil lain bergerak naik turun secara terus menerus.
4. Jika air yang terkumpul di awan terlalu berat maka air akan turun kepermukaan bumi dalam bentuk air, salju atau es peristiwa ini disebut infiltrasi.

Secara singkat proses pembekuan air hujan menjadi butiran es terjadi akibat penurunan suhu air hujan yang berkaitan dengan siklus air dan kondisi lapisan troposfer