Bagaimana Awan Terbentuk?

Awan terbentuk ketika uap air (gas yang tak kasat mata) berubah menjadi butiran-butiran air cair yang melekat pada partikel-partikel kecil, seperti debu, yang mengambang di udara.

Citra awan di atas Samudra Hindia Selatan yang ditangkap oleh Satelit Terra NASA.

Kredit: NASA/JPL-Caltech

 
Handuk basah akan kembali kering setelah kamu menjemurnya. Bahkan semangkuk air untuk yang kamu tempatkan di luar rumah untuk hewan peliharaanmu, ternyata permukaan air di dalam mangkuk telah turun meskipun hewan peliharaanmu tidak meminumnya.
 
Lantas kemana air tersebut menghilang? Ya, air menguap. Sebagian air di handuk dan mangkuk berubah menjadi gas tak kasat mata yang disebut uap air dan naik ke atmosfer. Penguapan serupa juga selalu terjadi di laut, sungai, rawa, kolam renang dan semua lokasi di mana air melakukan kontak dengan udara.
 
Air cair berubah menjadi gas ketika molekul air memperoleh energi ekstra dari sumber panas seperti Matahari atau dari sumber panas lainnya. Molekul air yang memperoleh energi panas ini kemudian melepaskan diri dari cairan induk dalam wujud gas. Dalam proses perubahan dari cair ke gas, molekul menyerap panas yang dibawa ke atmosfer.

Panas menyebabkan sebagian air cair dari tempat-tempat seperti lautan, sungai dan kolam renang berubah menjadi gas tak kasat mata yang disebut uap air. Proses yang disebut penguapan ini adalah awal dari pembentukan awan.

Kredit: NASA/JPL-Caltech/Alex Novati

 
Udara hanya dapat menampung sejumlah uap air, tergantung pada suhu dan massa jenis udara (tekanan atmosfer) di suatu area. Semakin tinggi suhu atau tekanan atmosfer, semakin banyak uap air yang dapat ditahan udara. Volume udara tertentu yang menampung semua uap air menurut batas kapasitasnya disebut “volume udara jenuh”.
 
Apa yang terjadi jika volume udara jenuh mendingin atau tekanan atmosfer menurun? Udara tidak lagi mampu menahan semua uap air. Jumlah uap air yang terlalu banyak kemudian berubah wujud dari gas menjadi cair atau padat (es). Proses perubahan wujud gas menjadi cair disebut “mengembun/kondensasi”, sedangkan perubahan wujud gas menjadi padat disebut “mengkristal”. Kedua proses ini bertanggung jawab atas pembentukan awan.
 
Kondensasi berlangsung dengan bantuan dari partikel-partikel kecil yang mengambang di udara, seperti debu, kristal garam dari penguapan air laut, bakteri, atau bahkan abu dari gunung berapi. Partikel-partikel tersebut menyediakan permukaan yang memungkinkan uap air untuk berubah menjadi tetesan-tetesan cair atau kristal-kristal es.
 
Awan terbentuk dari akumulasi butiran air atau kristal es dalam jumlah besar.

Debu dan partikel-partikel kecil lain yang mengambang di udara menyediakan permukaan bagi uap air yang memungkinkan uap air untuk berubah menjadi butiran-butiran cair atau kristal-kristal es dan membentuk awan.

Kredit: NASA/JPL-Caltech/Alex Novati

 
Kita biasanya menganggap awan berada di atas langit, tetapi jika kondisinya tepat, awan juga dapat terbentuk di permukaan tanah dan disebut “kabut”. Jika pernah berjalan melewati kabut, berarti kamu telah berjalan melewati awan.

Kabut di atas Vehicle Assembly Building di Kennedy Space Center NASA, Florida.

Kredit: NASA/Ben Smegelsky

 
Meskipun konsep dasar pembentukan awan mudah dipahami, masih banyak yang harus dipelajari oleh para ilmuwan. Di bawah eksterior awan yang halus, kita akan menemukan sebuah dunia yang kompleks. Faktanya, awan dianggap sebagai salah satu aspek paling menantang dalam klimatologi.
 
Memahami awan secara utuh membutuhkan pemahaman mendalam tentang seluruh atmosfer. Para ilmuwan terus berupaya untuk mempelajari awan dengan bantuan dari instrumen yang diinstal di jajaran satelit NASA, seperti Terra, Aqua, Aura, CALIPSO, CloudSat dan satelit-satelit lain milik NASA yang mengamati berbagai aspek awan.

NASA memiliki armada pesawat antariksa yang mengorbit Bumi dan disebut satelit. Banyak satelit NASA yang mempelajari awan, cuaca, iklim dan lain-lain.

Kredit: NASA/JPL-Caltech/Alex Novati

 
Semakin baik kita memahami awan dan atmosfer yang menciptakannya, semakin baik kita mengetahui apa yang terjadi dengan iklim kita.
 
Bagaimana Cara Awan Mempengaruhi Iklim di Bumi?
 
Awan memainkan peran penting dalam menghangatkan dan mendinginkan planet kita. Meskipun memberi kita iklim yang lebih sejuk, sayangnya kita tidak selalu bisa mengandalkan efek pendinginan oleh awan untuk memperlambat laju pemanasan global iklim.
 
Pada saat-saat tertentu, sekitar dua pertiga planet kita tertutup awan. Oleh karena itu, tidak mengherankan jika awan dianggap memainkan peran penting terkait iklim di Bumi!

Foto Bumi yang tertutup awan, diambil oleh anggota kru Ekspedisi 40 dari Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS).

Kredit: NASA

 
Awan mempengaruhi iklim melalui dua cara utama. Pertama, awan adalah bagian penting dari siklus air. Awan adalah penghubung penting antara hujan dan salju, lautan dan danau, serta tumbuhan dan hewan.

Awan adalah bagian penting dari siklus air di Bumi.

Kredit: NASA/JPL-Caltech

 
Kedua, awan juga memberikan pengaruh penting terkait suhu Bumi, meskipun prosesnya agak rumit, karena awan bisa mendinginkan sekaligus menghangatkan suhu di Bumi. Ketika menghalangi cahaya dan panas dari Matahari, awan membuat suhu menjadi lebih dingin. Kamu mungkin pernah memperhatikan fenomena ini saat mendung.
 
Namun, tetap ada sebagian panas dari Matahari yang turun ke Bumi dan awan justru bisa memerangkap panas tersebut. Pada malam hari saat tidak ada sinar Matahari, awan masih memerangkap panas. Seolah awan adalah selimut raksasa hangat yang membungkus Bumi.

Pada siang hari, awan dapat membuat suhu di Bumi menjadi lebih dingin dengan cara menghalangi panas dari Matahari. Sebaliknya, pada malam hari awan justru dapat membuat suhu menjadi lebih hangat dengan cara memerangkap panas yang berasal dari Matahari.

Kredit: NASA/JPL-Caltech

 
Jadi awan menyediakan efek yang mendinginkan, sekaligus memanaskan suhu. Terkait iklim, kedua efek ini sangat tergantung pada lokasi awan di atmosfer Bumi.
 
Sebagian besar awan yang mengambang sekitar 1,5 kilometer dari permukaan cenderung lebih dingin, lebih tebal dan memantulkan panas Matahari. Efek semacam ini mendinginkan permukaan Bumi.
 
Sedangkan awan yang berada lebih tinggi di atmosfer memiliki efek yang bertolak belakang dan cenderung menghangatkan suhu. Awan yang lebih tipis ini memerangkap sebagian panas Matahari dan menghangatkan permukaan Bumi.

Awan tipis yang berada tinggi di atmosfer kerap menghangatkan suhu di suatu wilayah. Sedangkan awan tebal yang lebih rendah cenderung mendinginkan suhu di suatu wilayah.

Kredit: NASA/JPL-Caltech

 
Lantas bagaimana jika kedua efek tersebut terjadi bersamaan? Efek pendinginan yang lebih unggul, karena saat ini permukaan Bumi lebih dingin dengan awan daripada tanpa awan.
 
Sebagaimana awan mempengaruhi iklim, perubahan iklim juga mempengaruhi awan. Hubungan yang disebut umpan balik iklim dan awan ini merupakan salah satu bidang penelitian yang paling kompleks dalam klimatologi.

Disebut umpan balik iklim dan awan, awan mempengaruhi iklim, dan perubahan iklim mempengaruhi awan.

Kredit: NASA/JPL-Caltech

 
Para ahli klimatologi memprediksi saat iklim Bumi semakin menghangat, akan ada lebih sedikit awan untuk mendinginkannya. Jadi kita tidak dapat mengandalkan awan untuk memperlambat laju pemanasan global.
 
Untuk memahami awan dan pengaruhnya terhadap iklim, kita juga harus lebih memahami atmosfer secara keseluruhan. Para ilmuwan yang mempelajari perubahan iklim berupaya untuk memahami peran kompleks awan di atmosfer seiring fenomena perubahan iklim di Bumi.
 
Beberapa satelit NASA mengemban misi untuk mengumpulkan informasi terkait awan. Salah satunya adalah CloudSat, yang didesain untuk mengungkap seberapa besar kontribusi awan terhadap terhadap perubahan iklim di Bumi.

Ilustrasi satelit CloudSat NASA yang didesain untuk mengungkap bagaimana awan mempengaruhi cuaca dan iklim di Bumi.

Kredit: NASA/JPL

 
Ditulis oleh: Staf climatekids.nasa.gov
 
Sumber: How Do Clouds Form? dan How Do Clouds Affect Earth’s Climate?
 
#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa