Pengewapan Air Dari Tanah Membawa Penyejukan Permukaan Tanah

Penulis: Ts. Dr Sunny Goh Eng Giap
Fakulti Teknologi Kejuruteraan Lautan dan Informatik,
Universiti Malaysia Terengganu

Wap air merupakan satu fasa air yang jarang dijadikan topik perbincangan dalam aspek sains. Secara umumnya air dikatakan boleh wujud dalam bentuk ais, cecair dan juga gas. Bila air wujud dalam bentuk gas, kita mengatakan air adalah berbentuk wap air. Penukaran fasa dari ais kepada cecair jarang menimbulkan pertanyaan, tetapi mungkin kita tertanya-tanya bagaimana air boleh menukar fasanya dari cecair kepada wap air. Dari pengetahuan sains, air terdiri daripada molekul hidrogen dan oksigen iaitu gabungan yang lebih dikenali sebagai H2O. Tetapi apabila molekul cecair menukar fasa dari cecair kepada wap air, ia melibatkan molekul-molekul H2O di permukaan air melompat keluar daripada permukaannya ke dalam fasa gas. Selepas itu, wap air (ataupun molekul-molekul H2O) tersebut akan bebas merebak secara rawak di mana dalam pentakrifan sains ia dikenali sebagai perebakan rawak.

Dari perspektif umum, kejadian penukaran fasa bendalir seperti air ini sememangnya tidak menjadi satu subjek ataupun perkara yang aneh. Tetapi adakah anda tahu bahawa air yang wujud dalam ketiga-tiga fasa ini wujudnya di kawasan air masin seperti laut, air tawar seperti air sungai, termasuk juga dalam tanah. Di dalam tanah, air boleh memberi tekanan positif bila sesuatu lapisan tanah dikatakan penuh ataupun lebih saintifik tanah dikatakan berada dalam keadaan tepu dengan air.

Yang sering dikatakan air bawah tanah itu sebenarnya merujuk kepada air dalam tanah yang berada dalam keadaan tepu, iaitu mempunyai tekanan positif. Manakala tanah separa tepu iaitu dari nama itu sendiri menyatakan bahawa tanah itu tidak penuh dengan air, di mana dengan kata lain selain air yang melekat pada tanah masih terdapat ruang udara dalam tanah. Tanah separa tepu sentiasa memberikan tekanan negatif, iaitu bertindak untuk menarik tanah ataupun air itu dikatakan melekat pada tanah. Yang penting untuk membezakan ialah air tanah separa tepu itu menarik atau memegang partikel-partikel tanah untuk berkumpul bersama untuk dijadikan lebih mampat, manakala tanah tepu dengan air pula akan menolak partikel-partikel tanah daripada satu sama lain. Di sini kita dapat memberikan gambaran bahawa air di dalam tanah ini mempunyai fungsi yang berbeza apabila kuantiti air di dalam tanah berubah daripada keadaan separa tepu kepada keadaan tepu.

Keadaan yang menimbulkan keunikan air ini ialah apabila ia menukar fasa dari cecair kepada wap air. Wap air ini tidak lagi muncul dalam persekitaran alam yang boleh dikesan oleh mata manusia. Apabila kita ekstrapolasikan penglihatan kita dengan mata dari fasa ais kepada fasa cecair, sekaligus kita sedar bahawa air nampak lebih bebas bergerak daripada ais. Sememangnya air mempunyai keupayaan mobiliti yang lebih tinggi daripada ais. Dari aspek tenaga, air mempunyai tenaga yang lebih tinggi daripada ais. Dengan itu, kalau kita teruskan ekstrapolasi ini dari cecair kepada wap air, sememangnya wap air mempunyai tenaga pergerakan yang lebih tinggi daripada air dan ais. Persoalannya, dimanakah datangnya tenaga ini kepada air dan wap air yang mempunyai tahap tenaga pergerakan yang lebih tinggi?

Untuk meleburkan ais kepada cecair, tenaga sememangnya perlu diserap daripada persekitarannya untuk membolehkan molekul-molekul H2O dalam ais untuk bebas dan kemudiannya wujud dalam bentuk cecair. Ekstrapolasi yang sama dari cecair kepada wap air akan jelas memberi idea bahawa air menukar bentuk kepada wap air ini memerlukan penyerapan tenaga dari persekitaran untuk ianya bebas menjadi gas. Dengan itu, boleh dikatakan pengewapan air kepada wap air ini membawa bersamanya tenaga dalam bentuk haba dan dengan itu, suhu permukaan air semestinya lebih rendah selepas air mengewap. Sememangnya air akan terus mengewap, maka permukaan air akan terus disejukkan sehingga suhu persekitaran yang lebih tinggi suhunya memberi tenaga kepada permukaan air tersebut. Maka dengan itu, kita boleh menggunakan analogi yang sama untuk menerangkan proses penyejukan permukaan tanah yang mempunyai air untuk membolehkan proses permindahan haba daripada permukaan tanah kepada lapisan udara ataupun atmosfera.

Air dalam tanah yang mendekati lapisan udara di atas permukaan tanah akan boleh meruap bukan sahaja memberi kesan pengeringan tanah, tetapi ia juga membawa haba keluar daripada tanah untuk menerunkan suhu tinggi tanah, terutamanya pada masa tengahari yang mempunyai sinaran cahaya matahari yang terik. Hasil daripada kesan itu, persekitaran udara yang berdekatan dengan permukaan bumi akan terus terasa lebih sejuk. Kesan ini akan bertambah efektif apabila adanya pokok-pokok dan tumbuh-tumbuhan yang hidup di atas tanah, di mana daun-daun pokok dan tumbuhan menambahkan luas permukaan pengewapan.

Selain itu, pertumbuhan pokok dan tumbuhan hijau juga menambah kandungan bahan organik dalam tanah untuk memegang air untuk lebih dekat dengan permukaan lapisan udara di atas tanah, maka dengan itu mempercepatkan proses pengewapan. Maka adalah penting untuk kita bersama-sama melindungi tumbuhan hijau dan juga pokok-pokok bukan sahaja dapat mengurangkan masalah seperti tanah runtuh, malah ianya dapat mengurangkan pemanasan lampau permukaan bumi dengan adanya bantuan wap air yang bertindak untuk mempercepatkan proses perlepasan haba daripada permukaan tanah.

Nota: Penulis ingin mengambil peluang ini untuk mengucapkan terima kasih kepada penaja iaitu Ministry of Higher Education (MOHE) melalui Fundamental Research Grants Scheme FRGS/1/2020/STG08/UMT/02/2. Penajaan tersebut membolehkan kajian ini dapat dilaksanakan.