PROSES TERBENTUKNYA SALJU

SAAT ini di Eropa dan wilayah utara bumi tengah musim dingin.Salah satu fenomena menarik saat musim dingin adalah salju. Menjadi unik karena kristal-kristal es yang lembut dan putih seperti kapas ini hanya hadir secara alami di negeri empat musim atau di tempat-tempat yang sangat tinggi seperti puncak gunung Jayawijaya di Papua. Kenapa salju secara alami tidak bisa hadir di wilayah tropis seperti negeri kita?

PROSES PEMBENTUKAN SALJU

     Untuk menjawab itu, bisa kita mulai dari proses terjadinya salju. Berawal dari uap air yang berkumpul di atmosfer Bumi, kumpulan uap air mendingin sampai pada titik kondensasi (yaitu temperatur di mana gas berubah bentuk menjadi cair atau padat), kemudian menggumpal membentuk awan. Pada saat awal pembentukan awan, massanya jauh lebih kecil daripada massa udara sehingga awan tersebut mengapung di udara – persis seperti kayu balok yang mengapung di atas permukaan air. Namun, setelah kumpulan uap terus bertambah dan bergabung ke dalam awan tersebut, massanya juga bertambah, sehingga pada suatu ketika udara tidak sanggup lagi menahannya. Awan tersebut pecah dan partikel air pun jatuh ke Bumi.

     Partikel air yang jatuh itu adalah air murni (belum terkotori oleh partikel lain). Air murni tidak langsung membeku pada temperatur 0 derajat Celcius, karena pada suhu tersebut terjadi perubahan fase dari cair ke padat. Untuk membuat air murni beku dibutuhkan temperatur lebih rendah daripada 0 derajat Celcius. Ini juga terjadi saat kita menjerang air, air menguap kalau temperaturnya di atas 100 derajat Celcius karena pada 100 derajat Celcius adalah perubahan fase dari cair ke uap. Untuk mempercepat perubahan fase sebuah zat, biasanya ditambahkan zat-zat khusus, misalnya garam dipakai untuk mempercepat fase pencairan es ke air.

Biasanya temperatur udara tepat di bawah awan adalah di bawah 0 derajat Celcius (temperatur udara tergantung pada ketinggiannya di atas permukaan air laut). Tapi, temperatur yang rendah saja belum cukup untuk menciptakan salju. Saat partikel-partikel air murni tersebut bersentuhan dengan udara, maka air murni tersebut terkotori oleh partikel-partikel lain. Ada partikel-partikel tertentu yang berfungsi mempercepat fase pembekuan, sehingga air murni dengan cepat menjadi kristal-kristal es.

     Partikel-partikel pengotor yang terlibat dalam proses ini disebut nukleator, selain berfungsi sebagai pemercepat fase pembekuan, juga perekat antaruap air. Sehingga partikel air (yang tidak murni lagi) bergabung bersama dengan partikel air lainnya membentuk kristal lebih besar.

Jika temperatur udara tidak sampai melelehkan kristal es tersebut, kristal-kristal es jatuh ke tanah. Dan inilah salju! Jika tidak, kristal es tersebut meleleh dan sampai ke tanah dalam bentuk hujan air.

       Pada banyak kasus di dunia ini, proses turunnya hujan selalu dimulai dengan salju beberapa saat dia jatuh dari awan, tapi kemudian mencair saat melintasi udara yang panas. Kadang kala, jika temperatur sangat rendah, kristal-kristal es itu bisa membentuk bola-bola es kecil dan terjadilah hujan es. Kota Bandung termasuk yang relatif sering mengalami hujan es. Jadi, ini sebabnya kenapa salju sangat susah turun secara alami di daerah tropik yang memiliki temperatur udara relatif tinggi dibanding wilayah yang sedang mengalami musim dingin.

STRUKTUR UNIK KEPINGAN SALJU

     Kristal salju memiliki struktur unik, tidak ada kristal salju yang memiliki bentuk yang sama di dunia ini (lihat Gambar SnowflakesWilsonBentley.jpg) – ini seperti sidik jari kita. Bayangkan, salju sudah turun semenjak bumi tercipta hingga sekarang, dan tidak satu pun salju yang memiliki bentuk struktur kristal yang sama!

Keunikan salju yang lainnya adalah warnanya yang putih. Kalau turun salju lebat, hamparan bumi menjadi putih, bersih, dan seakan-akan bercahaya. Ini disebabkan struktur kristal salju memungkinkan salju untuk memantulkan semua warna ke semua arah dalam jumlah yang sama, maka muncullah warna putih. Fenomena yang sama juga bisa kita dapati saat melihat pasir putih, bongkahan garam, bongkahan gula, kabut, awan, dan cat putih.

     Selain itu, turunnya salju memberikan kehangatan. Ini bisa dipahami dari konsep temperatur efektif. Temperatur efektif adalah temperatur yang dirasakan oleh kulit kita, dipengaruhi oleh tiga besaran fisis: temperatur terukur (oleh termometer), kecepatan pergerakan udara, dan kelembapan udara. Temperatur efektif biasanya dipakai untuk menentukan “zona nyaman”. Di pantai, temperatur terukur bisa tinggi, namun karena angin kencang kita masih merasa nyaman. Pada saat salju turun lebat, kelembapan udara naik dan ini memengaruhi temperatur efektif sehingga pada satu kondisi kita merasa hangat

BAGAIMANA TERBENTUKNYA KEPINGAN SALJU YANG UNIK?

Kristal salju terbentuk di awan dingin tinggi di atas Bumi. Di ketinggian yang sangat tinggi, dimana suhu dapat turun sampai -4 derajat, uap air yang melayang-layang di awan dapat membeku menjadi kristal es. Di awan-awan yang lebih rendah, yang suhunya lebih hangat, uap air dapat membeku perlahan-lahan di sekeliling partikel yang terbawa angin apabila suhu turun sampai nol derajat celsius.

Walaupun kita berpikir bahwa salju itu putih bersih, ternyata kebanyakan salju terbentuk di sekeliling butiran kecil debu yang trebawa ke langit oleh angin. Memakai mikroskop yang sangat kuat, para ilmuwan telah melihat partikel-partikel yang tersembunyi di inti kristal salju. Dalam satu kumpulan kristal salju yang diperiksa, lebih dari tiga seperempatnya tumbuh di sekeliling serpihan kecil tanah liat. Jadi kristal salju seringkali adalah tanah yang terbungkus es.

Menurut para ilmuwan, ada empat bentuk dasar kepingan salju. Yang paling sederhana adalah paku runcing. Tiga bentuk dasar lainnya memiliki enam sisi (heksagon). Ada pipa-pipa panjang berbentuk prisma yang bersisi enam. Ada lempengan tipis pipih heksagonal. Dan akhirnya, ada bintang runit berjari-jari enam.

Bentuk kristal salju tergantung dari suhu saat kristal terbentuk. Semakin awannya semakin rendah suhunya. Awan sirus yang tinggi, memiliki suhu hingga -34 derajat yang semuanya terbentuk dari kkolom-kolom kristal es yang bergantungan.

Bentuk kristal es berbeda-beda sesuai dengan suhu terbentuknya. Bila suhu di awan berkisar antara -3 hingga 0 derajat maka terbentuklah kristal pipih. Suhu -5 derajat sampai -3 derajat terbentuklah kristal bentuk kolom. Suhu dari-12 derajat samapi -7 derajat piringan pipih kristal terbentuk dan kemudian suhu -16 derajat samapi -12 derajat bentuk bintang mulai muncul. Terus menuruni suhu di bawah nol, piringan, kolom, dan bentuk-bentuk lain muncul bergantian.

Kolom kristal yang terbentuk di awan tinggi pada suhu yang sangat rendah dapat saja jatuh ke awan yang lebih hangat dan menumbuhkan bintang-bintang di ujungnya. Jadi, sama seperti perjalanan badai es batu dapat ditelusri berdasarkan cincin-cincin di esnya, bentuk kristal salju adalah rekaman alamiah akan suhu-suhu awan yang dilaluinya.

Dan setiap kristal salju berbeda, dengan rancangan cantiknya sendiri. Ketika kita melihat ke dalam kepingan salju, maka kita akan melihat pola di dalam pola, bintang do dalam bintang.

Saat kristal salju tumbuh, menjadi bertambah berat dan jatuh ke Bumi, bentuknya berubah lagi. Jika kristal berputar seperti gasing saat jatuh, bentuknya mungkin simetris sempurna. Tetapi jika jatuhnya melayang-layang acak, hasilnya akan miring.

Kristal-kristal yang jatuh menyatu membentuk kepingan salju. Setiap kepingan salju terdiri dari 2 sampai 200 kristal salju. Jika udara di bawah awan salju lebih hangat daripada nol derajat, kepingan salju dapat mencair saat jatuh, berubah menjadi hujan. Tetapi jika suhunya tetap dingin, maka kepingan salju akan turun ke Bumi. Bentuk kepingan salju pada akhirnya menjadi tidak beraturan setelah tiba di tanah.

Sumber : http://www.fisikanet.lipi.go.id/
              https://bryanunited.wordpress.com