Feature Sains: Mengapa Hujan Membeku Baru Menjadi Es Saat Menyentuh Permukaan

Air tidak selalu langsung berubah menjadi es tepat pada saat suhunya melewati nol derajat Celsius. Dalam keadaan tertentu, tetes air tetap cair meski suhunya berada di bawah titik beku. Keadaan metastabil ini disebut supercooling atau pendinginan lewat beku.

National Weather Service menjelaskan salah satu jalur terbentuknya freezing rain: salju dari lapisan dingin mencair ketika melewati lapisan udara hangat, lalu memasuki lapisan dingin tipis dekat permukaan. Lapisan terakhir tidak cukup dalam untuk membekukan kembali tetes menjadi butiran es sebelum menyentuh tanah.

Tetes yang telah sangat dingin itu membeku cepat ketika mengenai permukaan yang suhunya nol derajat Celsius atau lebih rendah. Hasilnya bukan butiran yang memantul seperti sleet, melainkan lapisan es bening pada jalan, cabang pohon, kabel, atau kendaraan.

Peristiwa tersebut menunjukkan bahwa perubahan fase memerlukan lebih dari sekadar angka suhu. Pembentukan kristal dimulai melalui nukleasi, yaitu tersusunnya molekul air pada titik awal yang stabil. Permukaan kasar, partikel, atau kristal es dapat menyediakan tempat bagi proses itu.

Air yang tampak jernih pun dapat mengandung partikel mikroskopis yang memengaruhi kapan pembekuan dimulai. Karena itu percobaan botol air yang didinginkan di rumah tidak selalu memberikan hasil sama, dan wadah tertutup tidak boleh diguncang atau dibekukan sembarangan hingga berisiko pecah.

Dalam meteorologi, freezing rain penting karena lapisan es tipis dapat membuat jalan sangat licin dan menambah beban pada cabang maupun kabel. Risiko ini berbeda dari salju biasa, sehingga peringatan cuaca perlu dibaca berdasarkan jenis presipitasi, bukan hanya suhu udara.

Foto dokumentasi memperlihatkan es akibat freezing rain pada cabang pohon pada 30 Desember 2009. Gambar berlisensi CC0 itu dipakai sebagai contoh hasil akhir di permukaan, bukan sebagai foto eksperimen laboratorium atau kondisi cuaca di Indonesia.

Sumber: https://www.weather.gov/grb/typesofwinterwx | https://www.weather.gov/source/zhu/ZHU_Training_Page/winter_stuff/winter_wx/winter_wx.html | https://www.weather.gov/lmk/winter-precip | Halaman foto: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Freezing_Rain_on_Tree_Branch.jpg | Lisensi: CC0

Catatan editorial: Feature sains evergreen berdasarkan materi National Weather Service; bukan laporan cuaca terbaru dan tidak dimaksudkan sebagai panduan eksperimen berisiko.