Jika awan tersusun dari air, kenapa bisa melayang di udara?

berat awan

Di hari yang panas, awan-awan melayang di langit, membuat bayang-bayang teduh menutupi sinar matahari.

Sembari bertanya, kalau awan itu terbuat dari air yang jumlahnya begitu banyak, kenapa awan bisa tetap melayang?

 

Tetes air

Awan itu bahan utamanya tersusun dari tetes-tetes kecil air, kadang juga kristal es.

Semua awan yang kamu lihat punya tetes air dan Kristal es ini yang ukurannya sangaat kecil, sampai ga terpengaruh kecepatan jatuh.

Jadi bahan awan ini akan melayang dengan udara di sekitarnya.

Perilakunya seperti debu-debu yang kadang kamu lihat saat diterawang sinar matahari, kelihatan kalau debu-debu itu terus menerus melayang di udara.

Besar jari-jari tetes air ini berkisar dari beberapa micrometer hingga puluhan micrometer –1 mikrometer adalah sepersejuta meter- betapa kecilnya!

Kecepatan benda jatuh berhubungan dengan massa dan luas permukaan bendanya, itulah mengapa bulu ayam jatuh lebih lambat daripada kerikil dengan berat yang sama.

Untuk benda yang bentuknya bulat, massanya sebanding dengan jari-jari kubiknya. Sedangkan luas permukaannya sebanding dengan jari-jari kuadratnya.

Maka, ketika tetes mungil air ini berkembang semakin besar, massanya menjadi lebih penting daripada bentuk tetesnya, sehingga tetes ini akan jatuh lebih cepat.

Bahkan tetes besar air yang punya jari-jari 100 mikrometer hanya punya kecepatan jatuh sekitar 27 centimeter per detik.

Dan karena Kristal es punya bentuk yang ga beraturan, kecepatan jatuhnya relative lebih kecil.

 

Gerak Updraft

Gerak udara vertikal, atau disebut updraft, yang terjadi di atmosfer juga berpengaruh pada melayangnya awan, dengan mengimbangi kecepatan jatuh tetes air.

Awan terbentuk pada udara yang sedang bergerak keatas.

Udara akan semakin naik selagi tekanannya menurun, dan mengembang menjadi semakin tipis, hingga mendingin.

Baca juga:  33+ Contoh Perubahan Kimia di Sekitar Kita [+ Penjelasan Lengkapnya]

Pendinginan ini membuat uap air diudara terkondensasi, menjadi air.

Awan dengan bentuk stratiform, tipe awan yang menghasilkan hujan sedang yang stabil, terbentuk di lingkungan dengan luasan massa udara yang besar tapi tingkat updraftnya lemah.

Awan konvektif atau cumuliform, tipe awan yang menghasilkan hujan deras dan kadang petir, terbentuk di lingkungan dengan tingkat updraft kuat.

Total massa awan dibanding dengan massa udara relative lebih besar massa udara.

Bayangkan sebuah awan kecil yang berada di ketinggian 3 km di atas tanah, dengan volume 1 km kubik, berisikan air dengan massa jenis 1 gram setiap meter kubik.

Massa keseluruhan partikel awan sekitar 1 juta kilogram, yaaa sebanding dengan massa 500 mobil.

Namun, massa keseluruhan udara dengan volume yang sama sekitar 1 milyar kilogram, 1000 kali lebih berat daripada air yang dikandung awan.

Jadi, meskipun awan-awan itu mengandung banyak air, air-air ini tersebar sampai berkilometer luasnya, dalam bentuk tetes-tetes kecil air ataupun kristal, yang mana terlalu kecil bagi gaya gravitasi untuk berperan.

Dari pandangan kita di tanah, awan tampak melayang di udara.

Tetes-tetes air ini baru akan jatuh sebagai hujan, kalau kandungan air di awan sudah begitu rapat dan jenuh, sehingga tetes satu akan bergabung dengan tetes-tetes lain membentuk tetes yang lebih besar menjadi butiran air hujan, yang massanya sudah cukup untuk dapat bergerak ke bawah sebagai hujan.

 


Referensi:

Meteoroloy Today, Donald Ahrens.

https://www.scientificamerican.com/article/why-do-clouds-float-when/

About Ridho Ainur 35 Articles
Meteorologist by day. Astronomer by night.

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*