Satelit : Pengertian, Sejarah Perkembangan serta Jenis-Jenis Satelit

Satelit : Pengertian, Sejarah Perkembangan serta Jenis-Jenis Satelit

Astronomi Satelit

09.04.00 Add Comment

A.    Pengertian Satelit

Satelit adalah benda yang mengorbit benda lain dengan periode revolusi dan rotasi tertentu. Ada dua jenis satelit yakni satelit alam dan satelit buatan.

1. Satelit alami adalah benda-benda luar angkasa bukan buatan manusia yang mengorbit sebuah planet atau benda lain yang lebih besar daripada dirinya,, seperti misalnya Bulan adalah satelit alami Bumi. Sebenarnya terminologi ini berlaku juga bagi planet yang mengelilingi sebuah bintang, atau bahkan sebuah bintang yang mengelilingi pusat galaksi, tetapi jarang digunakan. Bumi sendiri sebenarnya merupakan satelit alami Matahari.

2. Satelit buatan adalah benda buatan manusia yang beredar mengelilingi benda lain misalnya satelit Palapa yang mengelilingi Bumi.

3. Satelit komunikasi adalah sebuah satelit buatan yang ditempatkan di angkasa dengan tujuan telekomunikasi. Satelit komunikasi modern menggunakan orbit geosynchronous,orbit Molniya atau orbit Bumi rendah.

4. Untuk pelayanan tetap, satelit komunikasi menyediakan sebuah teknologi tambahan bagikabel komunikasi kapal selam optik fiber. Untuk aplikasi bergerak, seperti komunikasi kekapal laut dan pesawat terbang di mana aplikasi teknologi lain seperti kabel, tidak praktisatau tidak mungkin.

Gambar 1. Satelit

B.     Sejarah Perkembangan Satelit

Satelit buatan manusia pertama adalah Sputnik 1, diluncurkan oleh Soviet pada tanggal 4 Oktober 1957, dan memulai Program Sputnik Rusia, dengan Sergei Korolev sebagai kepala disain dan Kerim Kerimov sebagai asistentnya. Peluncuran ini memicu lomba ruang angkasa (space race) antara Soviet dan Amerika.

Sputnik 1 membantuk mengidentifikasi kepadatan lapisan atas atmosfer dengan jalan mengukur perubahan orbitnya dan memberikan data dari distribusi signal radio pada lapisan ionosphere. Karena badan satelit ini diisi dengan nitrogen bertekanan tinggi, Sputnik 1 juga memberi kesempatan pertama dalam pendeteksian meteorit, karena hilangnya tekanan dalam disebabkan oleh penetrasi meteroid bisa dilihat melalui data suhu yang dikirimkannya ke bumi.

Sputnik 2 diluncurkan pada tanggal 3 November 1957 dan membawa awak mahluk hidup pertama ke dalam orbit, seekor anjing bernama Laika.

Pada bulan Mei, 1946, Project Rand mengeluarkan desain preliminari untuk experimen wahana angkasa untuk mengedari dunia, yang menyatakan bahwa, "sebuah kendaraan satelit yang berisi instrumentasi yang tepat bisa diharapkan menjadi alat ilmu yang canggih untuk abad ke duapuluh". Amerika sudah memikirkan untuk meluncurkan satelit pengorbit sejak 1946 dibawah Kantor Aeronotis angkatan Laut Amerika (Bureau of Aeronautics of the United States Navy). Project RAND milik Angkatan Udara Amerika akhirnya mengeluarkan laporan diatas, tetapi tidak mengutarakan bahwa satelit memiliki potensi sebagai senjata militer; tetapi, mereka menganggapnya sebagai alat ilmu, politik, dan propaganda. Pada tahun 1954, Sekertari Pertahanan Amerika menyatakan, "Saya tidak mengetahui adanya satupun program satelit Amerika."

Pada tanggal 29 Juli 1955, Gedung Putih mencanangkan bahwa Amerika Serikat akan mau meluncurkan satelit pada musim semi 1958. Hal ini kemudian diketahui sebagai Project Vanguard. Pada tanggal 31 July, Soviets mengumumkan bahwa mereka akan meluncurkan satelit pada musim gugur 1957.

Mengikuti tekanan dari American Rocket Society (Masyarakat Roket America), the National Science Foundation (Yayasan Sains national), and the International Geophysical Year, interest angkatan bersenjata meningkat dan pada awal 1955 Angkatan Udara Amerika dan Angkatan Laut mengerjai Project Orbiter, yang menggunakan wahana Jupiter C untuk meluncurkan satelit. Proyek ini berlangsung sukses, dan Explorer 1 menjadi satelit Amerika pertama pada tanggal 31 januari 1958.

Pada bulan Juni 1961, tiga setengah tahun setelah meluncurnya Sputnik 1, Angkatan Udara Amerika menggunakan berbagai fasilitas dari Jaringan Mata Angkasa Amerika (the United States Space Surveillance Network) untuk mengkatalogkan sejumlah 115 satelit yang mengorbit bumi.

Satelit buatan manusia terbesar pada saat ini yang mengorbit bumi adalah Station Angkasa Interasional (International Space Station).

Secara garis besar sejarah satelit dunia dari tahun ke tahun diantaranya;

·         1945 : Athur Clarke menerbitkan essay tentang “Extra Terrestial Relays”

·         1957 : Diluncurkan pertama kali satelit sputnik 1959 : Satelit cuaca pertama, Vaguard 2

·         1960 : Diluncurkan satelit komunikasi Refleksi ECHO

·         1963 : Diluncurkan satelit komunikasi Geostasioner SYNCOM1965 : Komunikasi satelit Geostasioner komersial pertama di dunia, INTELSAT I

·         1976 : Satelit marisat untuk komumnikasi maritim dan peluncuran PALAPA

·         1982 : Sistem telepon dengan satelit mobile , INMARSAT 4

·         1988 : Sistem satelit dengan komunikasi data dan telepon mobile, INMARSAT C

·         1993 : Sistem telepon denga digital satelit

·         1998 : Sistem satelit Global untuk Small Mobile Phones.

·         1999 : Peluncuran Telkom – 12.3 Arsitektur dan Prinsip Kerja Komunikasi Satelit. Arsitektur Komunikasi Satelit- Segmen Angkasa ;1. Struktur / bus2. Playload3. Power Supply4. Kontrol temperature 5. Kontrol attitude dan orbit6. sistem populasi7. telemetry, Tracking, & command ( TT& C )- Segmen Bumi ;1. User terminal,2. SB Master, dan3. JaringanPrinsip kerja dari satelit hampir sama dengan suatu rangkaian repeater yaitu jenis ” RFHeterodyne Repeater ” sinyal 6 ghz. sinyal 6 ghz – filter – swtch - penguat 6ghz – diturunkan menjadi 4 ghz – hybrid circulator – filter – penguatakhir – pancaran ke bumi.

C.    Jenis Satelit

Satelit astronomi adalah satelit yang digunakan untuk mengamati planet, galaksi, dan objek angkasa lainnya yang jauh.

Satelit pengamat Bumi adalah satelit yang dirancang khusus untuk mengamati Bumi dari orbit, seperti satelit reconnaissance tetapi ditujukan untuk penggunaan non-militer seperti pengamatan lingkungan, meteorologi, pembuatan peta, dll.

Satelit navigasi adalah satelit yang menggunakan sinyal radio yang disalurkan ke penerima di permukaan tanah untuk menentukan lokasi sebuah titik dipermukaan bumi. Salah satu satelit navigasi yang sangat populer adalah GPS milik Amerika Serikat selain itu ada juga Glonass milik Rusia. Bila pandangan antara satelit dan penerima di tanah tidak ada gangguan, maka dengan sebuah alat penerima sinyal satelit (penerima GPS), bisa diperoleh data posisi di suatu tempat dengan ketelitian beberapa meter dalam waktu nyata.

 Satelit komunikasi adalah sebuah satelit buatan yang ditempatkan di angkasa dengan tujuan telekomunikasi. Satelit komunikasi modern menggunakan orbit geosynchronous, orbit Molniya menggunakan radio pada frekuensi gelombang mikro. Kebanyakan satelit komunikasi menggunakan orbit geosinkron atau orbit geostasioner, meskipun beberapa tipe terbaru menggunakan satelit pengorbit Bumi rendah.

Untuk pelayanan tetap, satelit komunikasi menyediakan sebuah teknologi tambahan bagi kabel komunikasi kapal selam optik fiber. Untuk aplikasi bergerak, seperti komunikasi ke kapal laut dan pesawat terbang, di mana aplikasi teknologi lain, seperti kabel, tidak praktis atau tidak mungkin.

Satelit mata-mata adalah satelit pengamat Bumi atau satelit komunikasi yang digunakan untuk tujuan militer atau mata-mata.

Satelit tenaga surya adalah satelit yang diusulkan dibuat di orbit Bumi tinggi yang menggunakan transmisi tenaga gelombang mikro untuk menyorotkan tenaga surya kepada antena sangat besar di Bumi yang dpaat digunakan untuk menggantikan sumber tenaga konvensional.

Stasiun angkasa adalah struktur buatan manusia yang dirancang sebagai tempat tinggal manusia di luar angkasa. Stasiun luar angkasa dibedakan dengan pesawat angkasa lainnya oleh ketiadaan propulsi pesawat angkasa utama atau fasilitas pendaratan; Dan kendaraan lain digunakan sebagai transportasi dari dan ke stasiun. Stasiun angkasa dirancang untuk hidup jangka-menengah di orbit, untuk periode mingguan, bulanan, atau bahkan tahunan.

Satelit cuaca adalah satelit yang diguanakan untuk mengamati cuaca dan iklim Bumi. Satelit meteorologikal melihat lebih banyak dari awan dan sistem awan. Cahaya perkotaan, kebakaran, polusi, cahaya aurora, badai pasir dan debu, tumpukan salju, pemetaan es, gelombang samudra, pembuangan energi, dll juga merupakan informasi yang dikumpulkan oleh satelit cuaca.Gambar dari satelit cuaca membantu mengawasi debu vulkanik dari Gunung St. Helens dan aktivitas dari vulkano lainnya seperti Gunung Etna. Asap dari kebakaran hutan di barat Amerika Serikat seperti Colorado dan Utah juga telah dimonitor.El Niño dan akibatnya terhadap cuaca juga dimonitor per hari dari gambar satelit. Penumpahan minyak di pesisir barat laut Spanyol juga diawasi oleh satelit. Dan juga satelit cuaca menyediakan pengawasan cuaca global.Satelit cuaca pertama, Vanguard 2, diluncurkan pada 17 Februari 1959. Satelit ini dirancang untuk mengawasi tutupan awan, tetapi karena rotasi "axis" yang jelek mencegahnya untuk mengambil data yang berguna.Satelit cuaca pertama yang dianggap sukses adalah TIROS-1, diluncurkan oleh NASA pada 1 April 1960. TIROS dioperasikan selama 78 hari dan terbukti jauh lebih sukses dari Vanguard 2. TIROS membuat jalan bagi satelit cuaca lain yang lebih modern.Ada dua jenis tipe dasar satelit meteorologi: orbit geostationary dan orbit polar

Satelit miniatur adalah satelit yang ringan dan kecil. Klasifikasi baru dibuat untuk mengkategorikan satelit-satelit ini: satelit mini (500–200 kg), satelit mikro (di bawah 200 kg), satelit nano (di bawah 10 kg).

Strukur Batuan Beku

Strukur Batuan Beku

Batuan Geofisika Geografi Geologi

17.33.00 Add Comment

Struktur batuan beku berdasarkan bentuk batuan beku dan proses kejadiannya (Baca Proses Pembetukan Batuan Beku) yang terbagi menjadi:

Gambar 1. Struktur Batuan Beku

a.    Struktur Bantal (pillow structure)

Struktur Bantal adalah struktur yang dinyatakan pada batuan ekstrusi tertentu yang dicirikan oleh massa batuan yang berbentuk bantal, berukuran antara 30–60 cm dan biasanya jarak antar bantal berdekatan dan terisi oleh bahan-bahan dari sedimen klastik, terbentuk di dalam air dan umumnya terbentuk di laut dalam.

b.    Struktur Vesikular (berlembar)

Struktur Vesikular adalah struktur pada batuan ekstrusi yang terdapat rongga-rongga yang berbentuk elip, silinder maupun tidak beraturan. Terbentuknya rongga-rongga terjadi akibat keluarnya/dilepaskannya gas-gas yang terkandung di dalam lava setelah mengalami penurunan tekanan

c.     Struktur Aliran

Struktur Aliran terjadi akibat lava yang disemburkan tidak ada yang dalam keadaan homogen, karena saat lava menuju ke permukaan selalu terjadi perubahan komposisi, kadar gas, kekantalan, dan derajat kristalisasi. Struktur aliran dicerminkan dengan adanya goresan berupa garis-garis yang sejajar, perbedaan warna dan teksturnya

d.    Struktur Kekar (maniang)

Struktur Kekar adalah bidang-bidang pemisah/retakan yang terdapat dalam semua jenis batuan, biasanya disebabkan oleh proses pendinginan tetapi ada yang disebabkan oleh gerakan-gerakan di dalam bumi yang berlaku sesudah batuan mengalami pembekuan.

Retakan-retakan yang memotong sejajar dengan permukaan bumi menghasilkan struktur perlapisan, sedang yang tegak lurus dengan permukaan bumi akan menghasilkan struktur bongkah

Retakan dapat pula membentuk kolom-kolom yang dikenal dengan struktur kekar meniang (columnar jointing), hal ini disebabkan karena adanya pendinginan dan penyusutan yang merata dalam magma dan dicirikan oleh perkembangan retakan membentuk segi empat, segi lima atau segi enam, umumnya terdapat pada batuan basalt.

Klasifikasi Batuan Beku

Klasifikasi Batuan Beku

Batuan Geofisika Geografi Geolistrik Geologi Mineral

17.13.00 Add Comment

Klasifikasi batuan beku secara sederhana berdasarkan tekstur dan komposisi mineralnya dapat dilihat pada tabel berikut

Tabel 1.2 Klasifikasi batuan beku berdasarkan tekstur dan komposisi mineral

Kadar SiO2 makin kecil dan warna batuan makin gelap ke arah kanan

1)        Batuan Feneritik

Batuan feneritik sering pula dikatakan berbutir kasar dan yang umum dan yang umum dijumpai adalah sebagai berikut

a)      Granit

Granit berkomposisi terutama dari feldspar dan kwarsa. K-feldspar merupakan mineral utamanya, berwarna merah muda sedangkan Na-Ca plagioklas terdapat dalam jumlah sedang, berwarna putih seperti porseli. Mika berwarna hitam atau serpihan berwarna bronz, tersebar merata dalam batuan.

Berat jenis granit relatif kecil (2,7) dibandingkan dengan basalt (3,2). Granit dan batuan lain yang setara membentuk kerak benua, sedangkan basalt membentuk kerak samudera. Kadar SiO2  makin kecil dan warna makin gelap.

b)      Diorit

Diorit mempunyai struktur mirip granit tetapi komposisinya tidak sama. Mineral utamanya adalah Na-Plagiok-las feldpar, sedangkan kwarsa k-feldspar  merupakan mineral minor. Ampibol didalamnya mencirikan diorit, dan bukanlah tidak mungkin antara granit dan basalt.

c)       Gabro

Gabro teksturnya berbentuk kasar,mirip dengan granit tetapi komposisi utamanya adalah piroksen dan Ca-plagioklas.O livin terdapat sebagai mineral minor. Warna Gabro hijau tau,abu-abu atau hitam.Gabro merupakan material utama bagian bawah kerak samudera dan juga pada beberapa bagian kerak benua tua.

d)      Pridotit

Pridotit hampir seluruhnya terdiri dari mineral-mineral olivin dan piroksen,sangat jarang di jumpai diatas permukaan bumi.Dari berat jenisnya yang besar dan sifat fisik lainnya dapat diperkirakan bahwa selubung bumi (mantel) terdiri dari pridotit.

2)      Batuan Afanitik

Basalt adalah batuan yang khas bertekstur afnitik,berbutir sangat halus.Biasanya berwarna gelap,terjadi dari pendinginan bagian dalam aliran lava.komposisi utamanya. Ca-plagioklas dan piroksen, sedangkan olivin atau amfibol hanya sedikit. Plagioklas terdapat sebagai kristal-kristal memanjang mengelilingi olovin dan piroksen yang sama besarnya.Ada juga basalt yang mempunyai kristal olivin atau piroksen yang besar-besar sebagai fenokrist sehingga menjadikannya bertestur porfiritik.Pada umunya basalt mengandung gelas sedikit terutama di dekat bagian atas aliran lava.

Andesit terjadi dari Na-plagioklas,piroksen dan amfibol.Umumnya mengandung kwarsa sedikit atau sama sekali tidak,mirip dengan diorit dan porfiritik dengan feldspar dan mineral-mineral ferro dan magnesium sebagai fenokrist.Andesit merupakan tipe lava yang banyak dijumpai setelah basalt dan sering terdapat sepanjang batas benua atau bagian dalam benua.

Riolit berkomposisi sama dengan granit,biasanya mengandung fenokiwst dan feldspar,kwarsa atau mika,tetapi belum dapat disebut porforitik.Riolit dan andesit sukar dibedakan tanpa mikroskop,dan disatukan dalam kelompok felsite (kelompok batuan bertestur afanitik dan berwarna terang).

Proses Pembentukan Batuan Beku

Proses Pembentukan Batuan Beku

Batuan Geofisika Geografi Geologi

17.03.00 Add Comment

Magma terbentuk dalam mantel dan kerak bawah (lower crust). Keluar ke permukaan karena memilikiberat jenis lebih ringan (lebih tidak padat) or less denser dari batuan sekitarnya. Magma dapat mengalami kritasilasi secara parsial (sebagian) ataupun secara keseluruhan pada kedalaman yang bervariasi dalam kerak, atau dapat mengalami kristalisasi dekat permukaan bumi. Atau secarasederhana produk dari kristalisasi magma adalah batuan beku. Ketika magma mendekati permukaandan berhenti kemudian, akan membentuk batuan volkanik. Sementara yang terbentuk di kedalaman danmengalami kristalisasi disana akan membentuk batuan plutonik. 

Asal mula dari batuan dengan mengetahui proses kristalisasinya selama erupsi volkanik berlangsung dapat mudah dipahami melalui hubungan-hubungan yang umum dijumpai. Sebagai contoh geologist dapat memahami proses yang terjadi saat kristalisasi tanpa perlu harus mengamati langsung bagaimanamagma itu mengkristal membentuk batuan. Cukup dari data singkapan batuan beku yang sudah terbentuk untuk dilakukan pengamatan lebih lanjut. Tapi banyak pertanyaan akan muncul. Bagaimanabatuan beku ini dapat dikenali, Bagaimana membedakan satu jenis batuan beku dan lainnya danbagaimana proses kristalisasi terjadi? 

Gambar 1. Proses Pembentukan Batuan Beku

Jawaban untuk pertanyaaan ini dapat diperoleh melalui: (1) observasi lapangan dari hasil erupsi volkanik yang telah ada (present is the key to the past), (2) pengamtan lapangan terhadap ciri yang hadir dari batuan beku yang ada, (3) studi laboratorium terhadap mineralogi dan tekstur dari batuan beku, (4) analisis kimia dari batuan beku, (5) studi laboratorium dari proses kimia dan perilaku kristalisasi saatmelt (kondisi leburan dimana seluruh fase kristal masih cair), dan (6) aplikasi dari pemikiran induktif dandeduktif. 

Batuan beku diketahui, dideskripsi, diberi nama, dan diklasifikasi berdasarakan struktur, tekstur, dan komposisi. Komposisi termasuk kedalam komposisi mineral dan kimia. Tekstur adalah karakter fisik dari batuan, termasuk ukuran, bentuk orientasi, dan distribusi dari butir dan hubungan antar butir. Struktura dalah ciri (feature) yang hadir pada batuan, yang lebih besar dari grain, holes, fracture, atau kesluruhanmassa dari batuan. Tekstur dan struktur dari batuan beku berguna untuk membedakan batuan beku danbatuan lainnya. 

Ciri umum batuan beku (1) kristalin kristal saling mengikat dan tumbuh, (2) keras dan tidak memperlihatkan suatu perlapisan, dan (3) lubang-lubang gas dipermukaan.

Asal dan Distribusi Air Tanah

Asal dan Distribusi Air Tanah

Geofisika Geografi

16.55.00 Add Comment

       Air tanah adalah semua air yang terdapat dalam ruang batuan dasar atau regolith, atau air yang terdapat di dalam ruang-ruang antara butir-butir tanah (air lapisan), atau yang terdapat di dalam rekahan-rekahan dari batuan (air celah). Air tanah adalah air yang terdapat dalam lapisan tanah atau bebatuan di bawah permukaan tanah.

Kedalaman air tanah di tiap tempat tidak sama karena dipengaruhi oleh tebal atau tipisnya lapisan permukaan di atasnya dan kedudukan lapisan air tanah tersebut. Kadar air tanah bervariasi antara batas-batas yang luas. Tanah memiliki rongga yang tidak diisi oleh benda padat yang disebut pori-pori tanah. Pori-pori tanah dapat diisi oleh air sampai bermacam-macam tingkat, dengan memberi kebebasan pada air untuk bergerak. Pergerakan air diatur oleh ukuran (besar kecil) dan susunan pori-pori tanah. Ruang pori-pori didalam tanah merupakan saluran-saluran yang tidak terputus-putus tetapi tak teratur, bervariasi dalam ukuran antara saluran-saluran yang tak terhingga kecilnya sampai saluran-saluran yang berdiameter sekian banyak milimeter. Kadar air tanah dapat dikurangi mulai dengan cara pengeringan buatan sampai air yang dihidrasi secara terpadu. Beberapa pori-pori khususnya pada tanah-tanah berpasir dan memiliki butiran yang baik, cukup besar untuk memungkinkan air mengalir kebawah oleh gravitasi.

Kedalaman air dapat dilihat dari sumur-sumur yang digali oleh penduduk. Jumlahnya kurang dari 1 % dari air bumi, tetapi 40 kali lebih bersih di bandingkan dengan air bersih di permukaan (sungai dan danau) karena telah mengalami beberapa proses penyaringan yang alami, namun agak berbahaya karena memiliki peluang yang besar untuk bercampur dengan berbagai unsur yang ada dibawa tanah, seperti besi terlebih beberapa unsur berat yang berbahaya terhadap tubuh.

      Air tanah merupakan salah satu sumber daya air yang keberadaannya terbatas dan kerusakannya dapat mengakibatkan dampak yang luas serta pemulihannya sulit dilakukan. Air tanah mempunyai peranan yang sangat penting terutama dalam menjaga keseimbangan dan ketersediaan bahan baku air untuk kepentingan rumah tangga (domestik) maupun untuk kepentingan industri. Di beberapa daerah, ketergantungan pasokan air bersih dan air tanah telah mencapai ± 70%. Air di alam mengalami proses (gerakan) yang dikenal dengan Siklus Hidrologi, yang meliputi beberapa proses yaitu:

Gambar 1. Siklus hidrologi

Siklus hidrologi dibagi menjadi 9 tahap yaitu;

1.    Evaporasi, yaitu penguapan dari benda-benda abiotik dan merupakan proses perubahan wujud air menjadi gas. Penguapan di bumi paling besar berasal dari penguapan air laut.

2.    Transpirasi, yaitu proses pelepasan uap air dari tumbuh-tumbuhan melalui mulut daun dan batangnya.

3.    Evapotranspirasi, yaitu proses evaporasi dan transpirasi secara bersama-sama.

4.    Kondensasi, yaitu proses perubahan wujud dari uap air menjadi titik-titik air yang disebabkan pendinginan.

5.    Adveksi, yaitu transportasi air pada pergerakan horizontal seperti dalam transportasi panas dan uap air dari satu tempat ke tempat lain.

6.    Presipitasi, yaitu segala bentuk curahan dari atmosfer ke bumi yang meliputi hujan, hujan es, dan hujan salju. Presipitasi yang langsung jatuh ke laut sekitar 77% dari seluruh presipitasi. Daerah yang banyak mengalami presipitasi, yaitu sepanjang ekuator yang sering mengalami Daerah Konvergensi Antar-Tropik (DKAT). Presipitasi yang jatuh ke tanah sebagian dialirkan melalui sungai dan diserap oleh tanah.

7.    Run off, yaitu pergerakan aliran air di permukaan tanah melalui aliran selokan, kanal, sungai, dan anak sungainya.

8.    Infiltrasi, yaitu perembesan dan pergerakan air ke dalam tanah.

9.    Perkolasi, yaitu air yang meresap terus sampai kekedalaman tertentu hingga mencapai air tanah.

      Kebanyakan air tanah berasal dari hujan (di sebut juga air meteoric atau air vadose). Air hujan yang meresap ke dalam tanah menjadi bagian dari air tanah, perlahan-lahan mengalir ke laut, atau mengalir langsung dalam tanah atau dipemukaan dan bergabung dengan air sungai. Banyaknya air yang meresap ke tanah bergantung pada selain waktu dan ruang, juga dipengaruhi kecuraman lereng, kondisi material permukaan tanah dan jenis serta banyaknya vegetasi dan tentunya curah hujan. Meskipun curah hujan besar tetapi lerengnya curam, di tutupi mineral inpermiabel, presentasi air mengalir di permukaan (run off) lebih banyak dari pada meresap ke bawah. Sedangkan pada curah hujan sedang pada lereng landai dan permukaan permiabel, presentasi air yang meresap lebih banyak. Sebagian air yang meresap tidak bergerak jauh karena tertahan oleh daya tarik molecular sebagai lapisan butiran-butiran pada tanah. Sebagian menguap lagi ke atmosfir dan sisanya merupakan cadangan bagi tumbuhan selama belum ada hujan. Air yang tidak tertahan dekat permukaan menerobos ke bawah sampai zona di mana seluruh ruang terbuka pada sedimen atau batuan terisi air (jenuh air). Air dalam zona saturasi (zona of saturation) ini di namakan air tanah (ground water). Batas zona ini disebut muka air tanah (water table). Lapisan tanah, sedimen atau batuan diatasnya yang tidak jenuh air disebut zona aerasi (zona of aeration).seperti yang diperlihatkan pada gambar 2 berikut ini. 

Gambar 2.  Posisi relatif beberapa nama yang berkaitan dengan air bawah permukaan 

       Muka air tanah umumnya tidak horizontal seperti permukaan laut atau danau, tetapi lebih kurang mengikuti topografi bumi yang berada di atasnya. Di bawah bukit lebih tinggi dan menurun ke arah lembah (Gambar 2). Perbedaan elevasi antara bagian-bagian muka air tanah disebut hydraulic head. Di daerah rawa-rawa, muka air sama dengan permukaan, sedangkan aliran sungai dan danau permukaannya lebih rendah. Muka air tanah yang ‘tidak mengikuti hukum fisika’ ini disebabkan oleh aliran air tanah sangat lamban (percolation), seperti spons yang jenuh air ditekan perlahan-lahan. Apabila tidak ada hujan maka muka air di bawah bukit akan menurun perlahan-lahan sampai sejajar dengan lembah. Namun hal ini tidak pernah terjadi, karena hujan akan mengisi (recharge) lagi.

       Daerah dimana air hujan meresap ke bawah (perecipitation) sampai zona saturasi dinamakan daerah rembesan (recharge area). Daerah di mana air tanah keluar dinamakan discharge area pada Gambar 2. Selain dari air hujan dapat juga air tanah berasal dari air yang dilepaskan magma pada saat mendingin, disebut air juvenile. Biasanya keluar ke permukaan sebagai mata air panas atau juvenile spring, Sedangkan yang berasal dari air yang terperangkap dalam sedimen saat pengendapan dinamakan air connate. Air tawar terperangkap dalam endapan danau dan dalam endapan laut pada umumnya asin atau payau. Air connate yang terakhir umumnya dijumpai bersama dengan minyak bumi, merupakan lapisan di bawah minyak bumi.

Gambar 3.  Sirkulasi air menjadi uap 

       Untuk mengetahui hubungan antara aliran ke dalam (inflow) dengan aliran ke luar (outflow) dalam satu daerah untuk periode tertentu didefinisikan sebagai neraca air (water balance):

P = (D₂ - D₁) + E + (G₂ - G₁) + H (Pa) + M                                     (1)

Di mana

P = Presipitasi.

D₁ = Air permukaan yang masuk ke daerah yang ditinjau.

D₂ = Air permukaan yang keluar dari daerah yang ditinjau.

G₁ = Air tanah yang masuk ke daerah yang ditinjau.

G₂ = Air tanah yang keluar dari daerah yang ditinjau.

H = Perubahan/variasi muka air tanah rata-rata daerah yang ditinjau.

Pa = Laju perubahan menahan rata-rata udara dibagian lapisan variasi air tanah.

M = Penambahan kadar kelembaban tanah (moisture content).