geo

ATMOSFER BUMI

A.    Sifat Atmosfer

Atmosfer merupakan selimut gas tebal yang secara menyeluruh menutupi bumi. Udara merupakan suatu benda yang tidak berwarna, tidak berbau, tidak dapat dirasakan dan tidak dapat di raba, kecuali ia bergerak sebagai angin. Jumlah berat seluruh atmosfer telah dihitung sekitar 56 x 10¹⁴ ton.

Sifat-sifat umum atmosfer bumi :

Ø  Tidak berbau, tidak berwarna, tidak berasa dan tidak dapat diraba.

Ø  Sangat dinamis, mudah bergerak atau mengalir bila terjadi perbedaan tekanan.

Ø  Sangat elastis, dapat dimanfaatkan atau mengkerut.

Ø  Merupakan penerus panas yang jelek.

Ø  Dapat ditembus oleh berbagai sinar.

Ø  Memberikan tekanan kepada permukaan bumi.

Ø  Berpegang atau melekat pada kulit bumi oleh kerja gaya tarik bumi.

Benda-benda yang terdapat di atmosfer yaitu :

·         Gas-gas, yang merupakan komponen tetap

·         Uap air, yang merupakan komponen berubah-ubah

·         Aerosol atau butir-butir debu.

B.     Susunan Atmosfer

Atmosfer bumi terdiri dari campuran berbagai gas, tetapi secara garis besar dapat di bagi atas dua kelompok, yakni :

1.      Gas Utama, yaitu merupakan komponen tetap yang mengisi lebih dari 99% dari udara kering. Gas-gas tersebut adalah nitrogen, oksigen, argon, dan karbondioksida.

2.      Gas Langka, yaitu gas-gas yang berada dalam jumlah sangat sedikit (sekitar 0,003% dari seluruh massa udara). Gas-gas tersebut adalah neon, helium, krypton, xenon, hydrogen, metan dan N₂O.

Komposisi gas utama (%) yang menyusun atmosfer.

Macam gas	Volume (%)	Berat (%)
Nitrogen (N2) Oksigen (O2) Argon (Ar) Karbondioksida (CO2)	78,088 20,949 0,930 0,030	75,527 23,143 1,282 0,046

Susunan rata-rata atmosfer kering dibawah 2,5 km.

Macam gas	Simbol	Volume % ( udara kering )	Berat molekul
Nitrogen Oksigen Argon** Karbondioksida Neon** Helium*+ Ozon** Hydrogen Krypton+ Xenon* Methan	N2 O2 Ar CO2 Ne He O3 H Kr Xe Me	78,09 20,94 0,93 0,03 0,0018 0,0005 0,00006 0,00005 Sangat kecil Sangat kecil Sangat kecil	28,02 32,00 39,88 44,00 20,18 4,00 48,00 2,02 - - -

*   = hasil perombakan helium dan uranium

** = gabungan ulang oksigen

+   = gas sangat lemah

o   Variasi atas dasar ketinggian

Variasi atas dasar ketinggian ini berhubungan erat dengan lokasi sumber dua macam gas yang tidak dapat permanen di atmosfer, yaitu uap air dan ozon.

o   Variasi dengan lintang dan musim

Variasi komposisi atmosfer atas dasar lintang dan musim terutama penting dalam masalah uap air dan ozon. Kandungan ozon rendah dikhatulistiwa dan tinggi pada 50⁰ LU ke arah kutub terutama pada musim semi.

Kandungan karbondioksida (rata-rata 315 ppm), mempunyai kisaran musiman yang besar pada lintang besar dibelahan bumi utara. Pada lintang 50⁰U konsentrasinya berkisar 310 ppm pada musim panas dan 318 ppm pada musim semi.

o   Variasi dengan waktu

Jumlah karbondioksidan dan ozon dalam atmosfer menjadi pokok variasi-variasi selama periode waktu yang panjang, dan ini semua nyata oleh karena kemungkinan pengaruh mereka pada penganggaran radiasi.

C.    Lapisan Atmosfer

Mulai dari permukaan tanah kearah vertikal, berdasarkan zona suhu atmosfer dapar dibagi atas 4 lapisan utama yaitu : Troposfir, Stratosfir, Mesosfir, dan Termosfir. Tiga lapisan pertama merupakan lapisan homosfir, yaitu lapisan yang tersusun dari berbagai gas jumlahnya tetap. Sedangkan lapisan keempat adalah merupakan lapisan heterosfir yaitu lapisan yang tidak mempunyai susunan gas yang tetap.

( penampang melintang atmosfer bumi dan beberapa fenomena yang berhubungan )

a.      Troposfir

Troposfir merupakan lapisan terbawah dari atmosfer yang secara langsung sangat berperanan terhadap lingkungan kehidupan mahluk dipermukaan bumi. Berdasarkan hasil pengamatan, ternyata bahwa semua fenomena cuaca dan iklim berlangsung pada lapisan troposfir. Batas-batas troposfera diatas kutub-kutub bumi terletak pada ketinggian 9 sampai 11 kilometer, sedangkan diatas equatorial batas-batas troposfera terletak pada ketinggian 18 sampai 20 kilometer. Didalam troposfer temperatur udara makin keatas makin berkurang, secara rata-rata 0,06⁰C tiap 100 meter.

Tropopause = merupakan lapisan transisi antara troposfer dan stratosfer.

Sifat-sifat dari lapisan ini adalah sebagai berikut :

·         Lapisan troposfir pada lapisan khatulistiwa tebalnya 16 km, di lintang tengah 10-12 km dan dikutub sekitar 8 km.

·         Troposfir banyak mengandung uap air yang dapat berkembang menjadi awan dan presipitasi.

·         Pada lapisan ini banyak sekali terdapat partikel-partikel debu yang sangat halus dan melayang-layang dilapisan teratas troposfir.

·         Troposfir sangat sedikit menyerap radiasi gelombang pendek yang langsung dari matahari.

·         Sebaliknya permukaan tanah banyak menyerap radiasi langsung matahari.

b.      Stratosfir

Stratosfir terletak diatas troposfir, batas-batas stratosfir terletak pada ketinggian 50 kilometer diatas permukaan bumi, baik diatas daerah kutub-kutub maupuan diatas daerah equatorial. Didalam stratosfir makin keatas udara makin bertambah tinggi temperaturnya. Kenaikan temperature disebabkan oleh lapisan ozon yang menyerap radiasi ultraviolet dari matahari.

Stratopause merupakan bagian atas stratosfer dibatasi oleh permukaan diskontunuitas temperatur kedua yang terletak pada ketinggian 60 km dengan temperatur berorde 0⁰C. sifat-sifatnya sebagai berikut : stratosfer terdiri dari dua lapisan yakni ozonosfer (0₃) dan stratopause (puncak stratosfir).

Stratosfir dapat dibedakan atas tiga lapisan, yaitu :

1)      Lapisan isotherm, yang merupakan lapisan stratosfer terbawah sampai ketinggian 35 km.

2)      Lapisan panas, lapisan ini terletak pada ketinggian 35 km- 50 km.

3)      Lapisan campuran, lapisan ini terletak pada ketinggian 50 km- 80 km.

c.       Mesosfir

Lapisan ini terletak pada stratosfer dan berkembang sampai ketinggian 80 km lapisan mesosfer ditandai dengan penurunan temperatur dengan gradien berorde 0,4⁰C per 100 meter. Mesopause yaitu permukaan yang mempunyai temperatur paling rendah dalam atmosfer, kira-kira -100⁰C.

d.      Termosfir

Lapisan yang berada diatas lapisan mesosfir adalah lapisan atmosfer yang panas. Suhu berangsur menaik sampai mencapai nilai 1.700⁰C pada lapisan teratas. Pada ketinggian 80 km mulai terjadi ionisasi dari gas-gas penyusun menjadi ion karena pengaruh panas yang tinggi dari sinar ultraviolet dari tekanan udara yang sangat rendah.

Termopause lapisan paling tinggi dalam atmosfer yang meluas dari ketinggian 200 atau 300 km sampai pada ketinggian rumbai-rumbai bumi yaitu 1000 km. temperatur malam hari berisolasi antara 300⁰C sampai dengan 1200⁰C dan siang hari berisolasi antara 700⁰C dan 1700⁰C.

e.       Ionosfir

Ionosfir terletak diatas stratosfer, batas-batas ionosfir sulit untuk ditentukan dengan pasti. Didalam ionosfer terdapat molekul-molekul udara yang ter-IONISER, yaitu molekul-molekul udara yang bermuatan listrik. Di dalam ionosfir terdapat lapisan yang relatif tipis, dimana konsentrasi (=kepadatan) molekul-molekul udara yang terioniser itu amat padat.

f.        Eksosfir

Eksosfir merupakan lapisan atmosfir terluar, batas terluat tidak jelas butir-butir gas di lapisan ini sangat tipis dan gravitasi bumi sangat kecil, sehingga butir-butir gs dilapisan ini berangsur-angsur dapat meloloskan diri ke angkasa luar.