MAKALAH FISIKA LINGKUNGAN

“HUJAN BUATAN”

DISUSUN OLEH :

NAMA :Nazri Afandi NIM :RRAIC309010

DOSEN PENGAMPU : Drs. M Hidayat, M.Pd

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

JURUSAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

PROGRAM STUDI FISIKA

UNIVERSITAS JAMBI

2011

PENDAHULUAN

Hujan adalah sebuah presipitasi berwujud cairan, berbeda dengan presipitasi non-cair

seperti salju, batu es dan slit. Hujan memerlukan keberadaan lapisan atmosfer tebal agar

dapat menemui suhu di atas titik leleh es di dekat dan di atas permukaan Bumi. Di Bumi,

hujan adalah proses kondensasi uap air di atmosfer menjadi butir air yang cukup berat untuk

jatuh dan biasanya tiba di daratan. Dua proses yang mungkin terjadi bersamaan dapat

mendorong udara semakin jenuh menjelang hujan, yaitu pendinginan udara atau penambahan

uap air ke udara. Virga adalah presipitasi yang jatuh ke Bumi namun menguap sebelum

mencapai daratan; inilah satu cara penjenuhan udara. Presipitasi terbentuk melalui tabrakan

antara butir air atau kristal es dengan awan. Butir hujan memilik ukuran yang beragam mulai

dari pepat, mirip panekuk (butir besar), hingga bola kecil (butir kecil).

Kelembapan yang bergerak di sepanjang zona perbedaan suhu dan kelembapan tiga

dimensi yang disebut front cuaca adalah metode utama dalam pembuatan hujan. Jika pada

saat itu ada kelembapan dan gerakan ke atas yang cukup, hujan akan jatuh dari awan

konvektif (awan dengan gerakan kuat ke atas) seperti kumulonimbus (badai petir) yang dapat

terkumpul menjadi ikatan hujan sempit. Di kawasan pegunungan, hujan deras bisa terjadi jika

aliran atas lembah meningkat di sisi atas angin permukaan pada ketinggian yang memaksa

udara lembap mengembun dan jatuh sebagai hujan di sepanjang sisi pegunungan. Di sisi

bawah angin pegunungan, iklim gurun dapat terjadi karena udara kering yang diakibatkan

aliran bawah lembah yang mengakibatkan pemanasan dan pengeringan massa udara.

Pergerakan truf monsun, atau zona konvergensi intertropis, membawa musim hujan ke iklim

sabana. Hujan adalah sumber utama air tawar di sebagian besar daerah di dunia, menyediakan

kondisi cocok untuk keragaman ekosistem, juga air untuk pembangkit listrik hidroelektrik

dan irigasi ladang. Curah hujan dihitung menggunakan pengukur hujan. Jumlah curah hujan

dihitung secara aktif oleh radar cuaca dan secara pasif oleh satelit cuaca.

Corong hujan di bawah badai petir.

Musim hujan adalah masa dalam suatu tahun yang terjadi selama satu atau beberapa

bulan ketika sebagian besar hujan rata-rata tahunan suatu daerah jatuh di tempat tersebut.

Istilah musim hijau juga kadang digunakan sebagai eufemisme oleh pihak pariwisata.

Wilayah dengan musim hujan tersebar di beberapa kawasan tropis dan subtropis. Iklim dan

wilayah sabana dengan cuaca monsun memiliki musim panas hujan dan musim dingin

kemarau Oleh karena di Negara kita sering mengalami kemarau yang cukup panjang maka

dari itu muncullah ide untuk melakukan hujan buatan demi menanggulangi kekeringan akibat

iklim panas tersebut.

Sejarah Modifikasi Cuaca di Dunia

Sejarah modifikasi cuaca di dunia diawali pada tahun 1946 ketika Vincent Schaefer

dan Irving Langmuir mendapatkan fenomena terbentuknya kristal es dalam lemari pendingin,

saat schaever secara tidak sengaja melihat hujan yang berasal dari nafasnya waktu membuka

lemari es. Kemudian pada tahun 1947, Bernard Vonnegut mendapatkan terjadinya deposit es

pada kristal perak iodida (Agl) yang bertindak sebagai inti es. Vonnegut tanpa disengaja

suatu hari melihat titik air di udara ketika sebuah pesawat tebang dalam rangka reklame Pepsi

Cola, membuat tulisan asap nama minuman itu. Kedua penemuan penting ini adalah

merupakan tonggak dimulainya perkembangan modifikasi cuaca di dunia untuk selanjutnya

Sejarah Modifikasi Cuaca di Indonesia

Kegiatan modifikasi cuaca di Indonesia atau yang lebih dikenal dengan istilah hujan

buatan dikaji dan diuji pertama kali pada tahun 1977 atas gagasan Presiden Soeharto

(Presiden RI saat itu) yang difasilitasi oleh Prof.Dr.Ing. BJ Habibie melalui Advance

Teknologi sebagai embrio Badan pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT), dibawah

asistensi Prof. Devakul dari Royal Rainmaking Thailand.

Pada Tahun 1985 dibentuk satu unit di BPPt yang bernama Unit Pelayanan Teknis

Hujan Buatan (UPT-HB) berdasarkan Surat Keputusan Menteri Negara Riset dan Teknologi /

Kepala Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi No: SK/342/KA/BPPT/XII/1985

fungsinya adalah memberikan pelayanan dalam hal meningkatkan intensitas (menambah)

curah hujan sebagai upaya Pemerintah dalam menjaga ketersediaan air pada waduk yang

berfungsi sebagai sumber air untuk irigasi dan PLTA.

Pengertian Hujan BuatanPernah mendengar istilah hujan buatan? Kebanyakan orang mengartikan istilah hujan

buatan adalah hujan yang sengaja dibuat oleh manusia. Sebenarnya istilah hujan buatan tidak

dapat diartikan secara harfiah sebagai pekerjaan membuat atau menciptakan hujan, karena

teknologi ini hanya berupaya untuk meningkatkan dan mempercepat jatuhnya hujan, yakni

dengan cara melakukan penyemaian awan (cloud seeding) menggunakan bahan-bahan yang

bersifat higroskopik (menyerap air) sehingga proses pertumbuhan butir-butir hujan dalam

awan akan meningkat dan selanjutnya akan mempercepat terjadinya hujan.

     Istilah yang lebih tepat untuk mendefinisikan aktivitas hujan buatan adalah Teknologi

Modifikasi Cuaca (TMC), karena pada dasarnya hujan buatan merupakan aplikasi dari suatu

teknologi. TMC merupakan usaha manusia untuk meningkatkan curah hujan yang turun

secara alami dengan mengubah proses fisika yang terjadi di dalam awan. Proses fisika yang

diubah (diberi perlakuan) di dalam awan dapat berupa proses tumbukan dan penggabungan

(collision and coalescense) atau proses pembentukan es (ice nucleation). Saat ini TMC

menjadi salah satu solusi teknis yang dapat dimanfaatkan untuk menanggulangi bencana yang

ditimbulkan oleh karena adanya penyimpangan iklim/cuaca. TMC bukanlah hal baru di

dunia, karena teknologi ini sudah dipakai oleh lebih dari 60 negara untuk berbagai

kepentingan.

Hujan buatan adalah hujan yang dibuat oleh campur tangan manusia dengan membuat

hujan dari bibit-bibit awan yang memiliki kandungan air yang cukup, memiliki kecepatan

angin rendah yaitu sekitar di bawah 20 knot, serta syarat lainnya. Ujan buatan dibuat dengan

menaburkan banyak garam khusus yang halus dan dicampur bibit / seeding ke awan agar

mempercepat terbentuknya awan jenuh. Untuk menyemai / membentuk hujan deras, biasanya

dibutuhkan garam sebanyak 3 ton yang disemai ke awan potensial selama 30 hari. Hujan

buatan saja bisa gagal dibuat atau jatuh di tempat yang salah serta memakan biaya yang besar

dalam pembuatannya.

Hujan buatan umumnya diciptakan dengan tujuan untuk membantu daerah yang

sangat kering akibat sudah lama tidak turun hujan sehingga dapat mengganggu kehidupan di

darat mulai dari sawah kering, gagal panen, sumur kering, sungai / danau kering, tanah retak-

retak, kesulitan air bersih, hewan dan tumbuhan pada mati dan lain sebagainya. Dengan

adanya hujan buatan diharapkan mampu menyuplai kebutuhan air makhluk hidup di

bawahnya dan membuat masyarakat hidup bahagia dan sejahtera.

Cara membuat hujan buatan:

Hujan buatan bukan berarti manusia mampu menciptakan hujan, tetapi metode

mempercepat terjadinya hujan. Cara membuat hujan buatan dengan menyemai awan dengan

menggunakan bahan yang bersifat higroskopik (menyerap air) sehingga partikel-partikel air

lebih cepat terbentuk.

Awan yang dijadikan sasaran dalam kegiatan hujan buatan adalah jenis awan

Cumulus (Cu) yang aktif, dicirikan dengan bentuknya yang seperti bunga kol. Awan

Cumulus terjadi karena proses konveksi.

Awan Cumulus terbagi dalam 3 jenis, yaitu: Strato Cumulus (Sc) yaitu awan Cumulus

yang baru tumbuh ; Cumulus, dan Cumulonimbus (Cb) yaitu awan Cumulus yang sangat

besar dan mungkin terdiri beberapa awan Cumulus yang bergabung menjadi satu.

Jenis awan Cumulus (Cu) yang bentuknya seperti bunga kol, merupakan jenis awan yang

dijadikan sebagai sasaran penyemaian dalam kegiatan hujan buatan.

Gambar awan yang bisa digunakan dalam proses pembuatan hujan buatan

Sifat awan yang menyebabkan hujan oleh manusia digunakan untuk membuat hujan

buatan. Dalam mempercepat hujan, orang memberi zat higroskopis sebagai inti kondensasi

(perak dioksida, kristal es, es kering atau CO2 padat). Zat-zat tersebut ditaburkan ke udara

dengan menggunakan pesawat terbang. Pembuatan hujan buatan disebut sebagai suatu proses

pemodifikasian awan dengan menggunakan bahan-bahan kimia, terutama NaCl (garam

dapur).

Kemarau panjang seperti yang kita alami sekarang memerlukan usaha untuk

menghadapi tantangan iklim. Kemarau panjang menyebabkan tanah kering, air sulit

diperoleh, sungai mengering sedangkan angin menerbangkan debu-debuan. Tantangan iklim

berupa kelangkaan hujan akibat kemarau panjang dapat dilakukan dengan teknologi tinggi

berupa hujan buatan. Cara ini tak bisa terus dilakukan sembarangan karena biayanya terlalu

mahal. Hujan buatan hanya ditempuh bila keadaan memang keadaan demikian kritis. Apalagi

usaha untuk melakukan hujan buatan ini terkadang hasilnya tepat dan terkadang tidak sesuai

dengan yang di harapkan.

Ada beberapa metode untuk menyemai bahan semai kedalam awan . Yang paling

sering dan biasa dilakukan adalah menggunakan pesawat terbang. Selain menggunakan

pesawat terbang, modifikasi pesawat terbang juga dapat dilakukan dari darat dengan

menggunakan sistem statis melalui wahana Ground Base Generator (GBG) pada daerah

pegunungan untuk memodifikasi awan-awan orografik dan juga menggunakan wahana roket

yang diluncurkan ke dalam awan.

Dalam proses pembuatan bahan-bahan kimia yang diperlukan Untuk mempercepat

turunnya hujan buatan dengan memberi zat higroskopis sebagai inti kondensasi. Garam-

garaman seperti NaCl dan CaCl2 dalam bentuk bubuk dengan diameter 10-50 mikron,

ternyata cukup higroskopis jika disebarkan di udara. Garam-garam itu di udara akan berperan

sebagai titik pangkal pembentukan uap-uap air pada awan. Pembentukan butir-butir air juga

dapat dilakukan dengan penyebaran garam-garaman tersebut.

Tindakan selanjutnya dapat digunakan bubuk urea. Penyebaran bubuk urea dilakukan

beberapa jam setelah penyebaran garam-garaman tadi atau setelah tumbuh awan-awan kecil

secara berkelompok pada beberapa beberapa tempat. Bubuk urea selain dapat membentuk

awan lebih lanjut, juga bersifat endotermi (menyerap panas) yang sangat baik bila bereaksi

dengan air atau uap air. Penyebaran bubuk urea di siang hari dapat mendinginkan lingkungan

sekitarnya sehingga kelompok-kelompok kecil awan segera bergabung menjadi kelompok-

kelompok besar.

Kelompok awan besar biasanya segera terlihat agak kehitam-hitaman artinya awan

hujan telah terbentuk. Tindakan berikutnya adalah penyebaran larutan yang berkomposisi air,

urea serta amonium nitrat dengan perbandingan 4 : 3 : 1 ke dalam kelompok-kelompok besar

awan yang tampaknya hitam. Besarnya larutan yang disebarkan antara 50 u - 100 u dengan

menggunakan peralatan mikron air yang dipasang di pesawat. Larutan ini cukup dingin yaitu

sekitar 4° C, yang akan mengikat awan dan mudah meresap ke dalam awan, sehingga dapat

mendorong pembentukan butir-butir air yang lebih besar karena berat butir-butir air tersebut

akan turun dan menimbulkan hujan.

Garam-garaman yang telah disebarkan di udara punya sifat-sifat fisis tertentu, seperti

NaCl dan CaCl2 bila bereaksi dengan air dapat mengeluarkan panas, sedangkan urea dapat

menyerap panas. Karena itu waktu disebar di udara akan timbul reaksi sebagai berikut:

NaCl + H2O ----> ion-ion + 910 K Cal (eksoterm)

CaCl2 + H2O ---> ion-ion + 915 K Cal (eksoterm)

Urea + H2O ----> ion-ion - 425 K Cal (endoterm)

Sifat garam-garam tersebut dapat dikemukakan sebagai berikut:

Sifat NaCl (garam dapur): berbentuk kristal, mudah larut dalam air (36 g/100 ml air daripada

20°C), dalam bentuk bubuk bersifat higroskopis, banyak terdapat di udara (dari air laut),

campuran NaCl dengan es cair mencapai -20°C. Sedangkan CaCl2 adalah berbentuk kristal.

Garam dapur yang dimaksud bukanlah garam meja, tetapi adalah garam yang

mempunyai sifat higroskopis yang jauh lebih besar daripada garam meja, sehingga garam

meja tak dapat digunakan.

Perhitungan waktu yang tepat

Sebelum menyebarkan garam-garaman faktor-faktor klimatologi di daerah itu harus

diperhitungkan. Penyebaran dilakukan pada ketinggian 4000-7000 kaki, dengan perhitungan

faktor arah angin dan kecepatannya yang akan membawa awan ke daerah sasaran.

Penyebaran NaCl dan CaCl2 hendaknya dilakukan pada pagi hari sekitar 07.30, dengan

perhitungan karena pembentukan awan berlangsung pada pagi hari (dengan memperhatikan

terjadinya penguapan).

Penyebaran bubuk urea biasanya dilakukan sekitar pukul 12.00, dengan perhitungan

awan dalam kelompok-kelompok kecil telah terbentuk, sehingga memungkinkan

penggabungan awan dalam kelompok besar. Kelompok awan besar yang dimaksud yang

dasarnya tampak kehitam-hitaman.

Saat awan besar dengan dasar yang kehitam-hitaman terbentuk, sekitar pukul 15.00

dilakukan penyebaran larutan campuran yang telah dikemukakan di atas. Perhitungannya

pada jam-jam tersebut awan telah terbentuk.

Perhitungan lainnya yang harus diperhatikan adalah faktor cuaca yang memenuhi

persyaratan, yaitu yang mengandung uap air dengan kelembapan minimal 70%. Kelembapan

harus memadai sehingga waktu inti kondensasi (NaCl dan CaCl2) disebarkan akan segera

terjadi kondensasi. Kecepatan angin juga di daerah itu sekitar 10 knots dan tak terdapat

lapisan inversi di udara.

Jadi kesimpulannya untuk mempercepat turunnya hujan buatan dengan memberi zat

higroskopis sebagai inti kondensasi (garam-garaman NaCl dan CaCl2) pada waktu yang tepat.

Gambar proses pembutan hujan buatan dengan menggunakan roket

Penerapan hujan buatan

Penerapan Hujan buatan oleh Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB) serta

Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) mengguyur sebagian kawasan di

Sumatera Selatan dengan hujan buatan. Langkah ini diharapkan sanggup memadamkan

kebakaran lahan dan hutan di provinsi ini.

“Dua pesawat terbang CASA 212-200 dikerahkan untuk operasi tersebut. Pada pukul

13.55-15.30 satu sorti penerbangan telah dilakukan dengan membawa bahan semai NaCl

hampir 1 ton,” ujar Kepala Pusat Data Informasi dan Humas BNPB Sutopo Purwo Nugroho,

Senin (12/9/2011), di Jakarta.

Menurut Sutopo, kondisi pertumbuhan awan cukup baik, yakni berada di selatan,

barat daya, barat, dan barat laut Palembang. Terdapat inversi di atmosfer sehingga

pertumbuhan awan vertikal kurang kuat. Kondisi awan sedang, dengan puncak awan  9.000-

11.000 kaki. Terdapat juga dua sel awan dengan puncak awan mencapai 14.000 kaki.

“Artinya awan-awan tersebut berpotensi untuk disemai menjadi hujan. Bahkan, saat

penyemaian terjadi presipitasi di kaca cockpit pesawat. Rencana besok penyemaian akan

dilanjutkan dengan menambah sorti penerbangan,” tuturnya.

Asap mulai menutupi atmosfer hingga ketinggian 4.000-7.000 kaki. Pada hari ini titik

api (hotspot) lebih banyak dibandingkan dengan kemarin. Jumlah hotspot terbanyak di

Sumatera Selatan (135 hotspot).

Upaya Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB) menghasilkan hujan buatan

di Kalimantan Barat belum tercapai, sehingga kabut asap masih menyelimuti Kota Pontianak

dan sekitarnya(http://www.news.id.finroll.com/news/31 Agustus 2009). Demikian pula yang

terjadi di Kalimantan Tengah terkendala karena masalah kerusakan pesawat Cassa 212-200

yang akan digunakan Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) untuk

menyemaikan atau menaburkan garam di awan (Banjarmasin Post, 28 Agustus 2009).

Selanjutnya berturut-turut, Kalimantan Barat (96), Jambi (30), dan Kalimantan Selatan (10).

Selama bulan September 2011, Provinsi Sumatera Selatan memiliki jumlah hotspot

terbanyak, yaitu 1.241. Kalimantan Barat 363, Jambi 353, Kalimantan Tengah 288, dan Riau

292.

KESIMPULAN

Hujan adalah sebuah presipitasi berwujud cairan, berbeda dengan presipitasi non-cair

seperti salju, batu es dan slit. Hujan buatan adalah hujan yang dibuat oleh campur tangan

manusia dengan membuat hujan dari bibit-bibit awan yang memiliki kandungan air yang

cukup, memiliki kecepatan angin rendah yaitu sekitar di bawah 20 knot, serta syarat lainnya.

Hujan buatan diciptakan dengan tujuan untuk membantu daerah yang sangat kering akibat

sudah lama tidak turun hujan sehingga dapat mengganggu kehidupan di darat mulai dari

sawah kering, gagal panen, sumur kering, sungai / danau kering, tanah retak-retak, kesulitan

air bersih, hewan dan tumbuhan pada mati dan lain sebagainya.

Ada beberapa metode untuk membuat hujan buatan dengan menyemai bahan semai

yang berupa garam kedalam awan. Yang paling sering dan biasa dilakukan adalah

menggunakan pesawat terbang. Selain menggunakan pesawat terbang, modifikasi pesawat

terbang juga dapat dilakukan dari darat dengan menggunakan sistem statis melalui wahana

Ground Base Generator (GBG) pada daerah pegunungan untuk memodifikasi awan-awan

orografik dan juga menggunakan wahana roket yang diluncurkan ke dalam awan.