Hujan merupakan fenomena alam yang paling hampir dengan kita, agak mustahil lah kan kalau ada antara kita yang tak pernah melihat hujan depan mata. Walaupun fenomena ini sangat hampir dengan kita dan boleh dikatatan yang hampir setiap minggu akan pasti hujan sekali (kalau bukan musim kemarau lah) namun adakah kita faham sebenarnya bagaimana proses dan kejadian hujan ni? Jom kita mendalami bagaimana proses kejadian hujan secara mudah dan santai.
Semua sedia maklum bahawa hujan datangnya daripada awan dan ianya merupakan kumpulan kristal-kristal halus hasil daripada titisan air yang membeku disebabkan oleh suhu ruangan udara yang sangat sejuk (boleh rujuk artikel Suhu dan Altitud untuk kefahaman lanjut). Jadi, kita boleh bersetuju bahawa awan sememangnya diperbuat daripada titisan-titisan air. Jadi bagaimana titisan-titisan air beku ini boleh jatuh ke bumi dan menjadi hujan?
Proses kejadian hujan, salji dan hujan batu mempunyai permulaan yang sama, iaitu wap-wap air daripada permukaan bumi akan naik ke udara disebabkan oleh pengaliran udara panas daripada permukaan bumi. Semakin tinggi altitud, semakin rendah suhu. Wap-wap air ini akan berkumpul dan bercantum untuk menjadi titisan-titisan air yang lebih besar, proses cantuman ini memerlukan kehadiran satu benda asing yang dikenali sebagai cloud condensation nuclei. Walau bagaimanapun, titisan-titisan air ini tidak membeku, sebaliknya akan mengalami proses yang dipanggil sebagai supercooling. Supercooling adalah di mana sesuatu jirim tidak akan berubah fasa walaupun suhunya sudah pun di bawah takat beku, maka titisan-titisan air tersebut akan kekal di dalam bentuk cecair.
Akan tetapi, titisan-titisan air ini tidak akan selamanya kekal di dalam bentuk cecair, ianya akan membeku apabila titisan-titisan tersebut naik ke kawasan yang lebih tinggi dan lebih sejuk akibat daripada pengaliran udara panas, pembekuan ini dikenali sebagai homogeneous freezing. Titisan-titisan yang beku ini akan jatuh semula ke bawah, dan boleh menjadi trigger kepada titisan-titisan air yang masih berkeadaan cecair. Ini akan mengakibatkan satu tindak balas berantai (chain reaction) dan akhirnya banyak titisan-titisan air beku akan terhasil. Disebabkan oleh titisan-titisan beku ini dalam keadaan pepejal, maka secara logiknya ianya berat dan tidak dapat ditampung oleh pengaliran udara panas naik ke atas (updraft current) dan akhirnya jatuh ke bumi.
Semasa jatuhnya titisan-titisan beku tersebut, ianya akan melalui kawasan yang lebih panas (semakin tinggi altitud, semakin rendah suhu, begitu juga sebaliknya), justeru titisan-titisan beku ini akan mencair dan akan jatuh ke permukaan bumi sebagai cecair, maka terhasilah hujan.
SaljiJadi setelah kita fahami bagaimana proses hujan berlaku, dah tentu lah kita boleh agak macam mana proses turunnya salji pula kan? Secara amnya, kejadian salji masih lagi mengalami proses yang sama seperti hujan. Wap air naik ke udara dan akan dikumpulkan oleh cloud condensation nuclei untuk menjadi titisan air, titisan air membeku dan mengakibatkan tindak balas berantai. Namun apa yang membezakan di antara hujan dan salji adalah produk akhir yang sampai ke tanah, dah tentu lah yang turun ke tanah tu salji, bukan air hujan kan?
Apa yang menentukan sama ada yang akan turun adalah salji atau hujan adalah suhu udara yang berhampiran dengan tanah. Jika suhu udara kekal di bawah takat beku sehingga ke tanah, maka titisan-titisan yang membeku tadi tidak sempat untuk mencair dan kekal dalam keadaan pepejal (kristal ais), maka turun lah salji.
Hujan batu mempunyai asas kejadian yang sama seperti hujan dan juga salji, tetapi apa yang membezakan di antara hujan batu dan juga salji serta hujan adalah kejadian ini sering berlaku di kawasan yang lebih panas. Hujan batu akan terbentuk di dalam awan ribut (Cumulonimbus). Awan jenis ini kebiasaannya akan membawa ribut petir / hujan yang sangat lebat / puting beliung.
Sebelum kita terus kepada kejadian hujan batu, mari kita kenali serba sedikit awan yang membawa hujan batu ini. Seperti gambar di atas kita dapat lihat bahawa struktur awan Cumulonimbus mempunyai satu bentuk yang unik, iaitu meninggi ke atas (towering). Struktur ini adalah disebabkan oleh pengaliran udara panas ke atas (updraft current). Pengaliran udara panas di dalam awan ini adalah jauh lebih kuat berbanding di dalam awan hujan (Nimbostratus). Ketinggian awan Cumulonimbus ini boleh mencapai sehingga 9 kilometer (daripada dasar awan sehingga ke puncak). Awan jenis ini sangat biasa untuk ditemui di kawasan tropika (Malaysia adalah di dalam kawasan tropika).
Seperti yang dikatakan di atas, hujan batu kebiasaanya terjadi di kawasan panas, ini adalah kerana kawasan panas akan mengakibatkan pengaliran udara panas (updraft current) lebih kuat. Jika kita rujuk asas kejadian hujan di atas, titisan-titisan air yang telah beku akan menjadi berat dan akan jatuh ke tanah untuk menjadi hujan, tetapi ini tidak berlaku di dalam proses kejadian hujan batu. Titisan-titisan air yang beku tidak akan jatuh ke tanah serta merta, tetapi akan terus naik ke atas dan mengumpul titisan-titisan air beku yang lain untuk membentuk ketulan ais besar. Kejadian ini disebabkan oleh pengaliran udara panas (updraft current) yang kuat.
Ketulan ais tadi akan terus membesar hingga sampai ke satu tahap di mana ianya tidak boleh ditampung oleh aliran udara panas (updraft current) itu tadi. Ketulan ais tersebut akan jatuh ke bawah, ada ketulan yang akan mencair sebelum sempat sampai ke bumi namun ketulan-ketulan yang lebih besar tidak akan mencair dan akan menghempas ke bumi dengan kelajuan sehingga 140km/h. Jadi secara logiknya, semakin kuat pengaliran udara panas yang berlaku di dalam awan Cumulonimbus semakin besar ketulan ais yang bakal menjadi hujan batu. Berdasarkan fakta-fakta di atas, maka tak heranlah kalau hujan batu terjadi di Malaysia mahupun di negara-negara yang bersuhu sederhana / panas.
Ketulan-ketulan hujan batu yang jatuh | Sumber: wibx950.com
Jadi kita telah faham bagaimana proses asas kejadian hujan, salji, dan hujan batu. Untuk kefahaman lanjut boleh rujuk gambar di bawah untuk gambaran asas kejadian hujan dan salji. Mungkin untuk artikel-artikel yang akan datang, admin akan berkongsi mengenai jenis-jenis awan dan ciri-ciri mereka.
Sekian, apa lagi?
Fiziklah!
