Atmosfer

Lapisan Atmosfer

Atmosfer adalah lapisan udara yang menyelubungi bumi kita. Atmosfer terdiri atas beberapa lapisan, diantaranya troposfer, stratosfer, mesosfer, thermosfer dan eksosfer.Masing-masing dari lapisan tersebut memiliki ketinggian dan fungsi yang berbeda-beda. Pada lapisan atmosfer,kita dapat melihat berbagai gejala alam yang terjadi di permukaan bumi kita.

Atmosfer berasal dari bahasa Yunani “ atmos” =  uap/udara dan “sphaira” = lapisan. JadiAtmosfer adalah gas atau campuran gas yang menyelimuti dan terikat pada bumi oleh gaya gravitasi bumi. Ketebalan atmosfer kurang lebih 1.000 km dari permukaan bumi dan bermassa 59 x1014 ton.  Di bumi, atmosfer terdapat dari ketinggian 0 km di atas permukaan tanah, sampai dengan sekitar 560 km dari atas permukaan bumi.Atmosper mengikuti peputaran bumi(rotasi) dan berevolusi mengelilingi matahari.

Meteorologi adalah ilmu yang mempelajari atmosfer yang menekankan pada lapisan udara yang menyelubungi bumi. Beberapa hal pokok yang dipelajari dalam meteorologi di antaranya adalah angin, awan, cuaca, guntur, gejala cahaya, endapan air di udara, serta suhu dan tekanan udara. Bagian-bagian atsmosfer yang diselidiki adalah sebagai berikut :

a. Atmosfer bagian bawah diselidiki dengan alat sinopsis secara langsung misalnya termometer, barometer, baragraf, dan lain-lain

b.Atmosfer bagian atas diselidiki dengan alat-alat seperti:

1)      Balon yang dilengkapi dengan meteograf (alat pencatat temperatur, tekanan, dan basah udara)

2)      Balon yang dilengkapi dengan radio sonde yang dapat memancarkan hasil penyelidikan mengenai temperatur, tekanan, dan legas udara ke permukaan bumi.

Gas penyusun Atmosfer

Komposisi gas merupakan susunan  gas (unsur-unsur kimia) yang terkandung  di dalam atmosfer.  Di antara campuran gas tersebut terdapat Uap air, campuran gas tanpa uap air dinamakan udara kering. Tabel di bawah ini memuat komposisi rata-rata udara kering:

No	Unsur kimia	Lambang Kimia	Volume (%)
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.	Nitrogen Oksigen Argon Karbon dioksida Neon Helium Ozon Hydrogen Krypton Metan Xenon	N2 O2 Ar CO2 Ne He O3 H2 Kr CH4 Xe	78,08 20,95 0,93 0,0340 0,0018 0,00052 0,00006 0,00005 0,00011 0,00015 Kecil sekali

Komposisi gas atmosfer tersebut ada yang sifatnya konstan (tetap) yaitu: Nitrogen,Oksigen, Argon, Neon, Helium, Kripton, Xenon, Hydrogen, Metan,  dan ada yang sifatnya berubah-ubah yaitu: Uap air dan Karbondioksida.

Gas-gas yang terkandung dalam atmosfer sangat berpengaruh terhadap kehidupan di bumi, seperti: 

• Nitrogen (N₂) jumlahnya paling banyak,meliputi78 bagian. Nitrogen dalam atmosfer sukar bersenyawa dengan unsur lain tapi merupakan bagian senyawa organik. Dalam jumlah kecil nitrogen merupakan bakteri tanah yang bermanfaat bagi tumbuh-tumbuhan.
• Oksigen (O₂) sifatnya aktif bersenyawa dengan unsur lain dalam proses oksidasi. Manfaat oksigen pada makhluk hidup yaitu untuk mengubah makanan menjadi energy.
• Karbondioksida (CO₂) menyebabkanefekrumahkaca(greenhouse) transparan terhadap radiasi gelombang pendek dan menyerap radiasi gelombangpanjang. Dengan demikian kenaikan kosentrasi CO2  didalam atmosfer akan menyebabkan kenaikan suhu di bumi. selain itu karbondioksida juga bermanfaat dalam proses fotosintesis.
• Ozon (O3)adalah gas yang sangat aktif dan merupakan bentuk lain dari oksigen. Gas ini terdapat pada ketinggian antara 20 hingga 30 km. Ozon dapat menyerap radiasi ultraviolet yang mempunyai  energi besar dan berbahaya bagi tubuh manusia.

Salah satu unsur yang penting dalam atmosfer adalah uap air. Uap air (H2O) sangat penting dalam proses cuaca atau iklim, karena dapat merubah fase (wujud) menjadi fase cair, atau fase padat melalui  kondensasi dan deposisi. 

Sifat-sifat Atmosfer

Lapisan Atmosfer sebagai lapisan pelindung bumi memiliki beberapa sifat, yaitu sebagai berikut:

• Tidak memiliki warna, tidak berbau, dan tidak memiliki wujud, serta hanya bisa dirasakan  oleh indra perasa manusia dalam bentuk angin dan temperatur udara (derajat suhu udara)
• Memiliki berat sehingga dapat menyebabkan tekanan.
• Memiliki sifat dinamis dan elastis yang dapat mengembang dan mengerut.
• Memberikan tahanan jika suatu benda melewatinya berupa panas akibat pergesekan (misal meteor hancur sebelum mencapai permukaan Bumi)
•  Transparan terhadap beberapa gelombang radiasi matahari

Karakteristik Lapisan Atmosfer

a.   Lapisan Troposfer

1)      Lapisan ini merupakan lapisan terbawah dalam lapisan   atmosfer.

2)      Di khatulistiwa ketebalannya mencapai 18-21 km, di sekitar lintang tengah mencapai 11 km, dan di daerah kutub tebalnya 8 km

3)      Setiap naik 100 meter terjadi penurunan suhu 0,6 ⁰C

4)      Lapisan troposfer ini merupakan tempat terjadinya peristiwa cuaca dan iklim sehingga lapisan ini memiliki pengaruh yangsangat besar sekali terhadap kehidupan makhluk hidup di bumi

5)      Batas dari lapisan stratosfer ini disebut tropopause

b.   Lapisan Stratosfer

1)      Lapisan Stratosfer merupakan lapisan kedua dari lapisan atmosfer bumi.

2)      Lapisan ini terletak pada ketinggian 12-50 km.

3)      Pada lapisan ini terdapat ozon lapisan (O³⁾ untuk melindungi bumi dari radiasi matahari yang berbahaya.

Proses Terbentuknya Ozon:

Ozon terbentuk di atmosfir melalui beberapa langkah proses kimia yang memerlukan bantuan sinar matahari. Di lapisan stratosfer, proses pembentukan ozon dimulai dengan pecahnya molekul oksigen (O₂) oleh radiasi ultraviolet dari Matahari.Pada atmosfir bawah (troposfir), ozon terbentuk melalui serangkaian reaksi kimia yang berbeda yang melibatkan gas-gas yang mengandung hidrokarbon dan nitrogen.

Ozon stratosfer secara alami terbentuk melalui reaksi kimia yang melibatkan radiasi ultraviolet matahari dan molekul oksigen yang tersedia di atmosfir (21% dari kandungan atmosfir). Langkah pertama, sinar matahari memecah molekul oksigen (O₂) menghasilkan dua atom oksigen (2 O) seperti pada Gambar 2.2 .Pada langkah kedua, masing-masing atom oksigen tersebut bereaksi dengan sebuah molekul oksigen menghasilkan molekul ozon (O₃).Reaksi tersebut terjadi terus menerus karena keberadaan radiasi ultraviolet matahari di stratosfir.Akibatnya, produksi ozon terbesar terjadi di stratosfir tropis.

a.       Lapisan Stratosfer disebut juga lapisan Isothermis

b.      Semakin tinggi tempat maka suhu semakin naik

c.       Batas dari lapisan stratosfer ini disebut stratopouse.

c.    Lapisan Mesosfer

1.      Lapisan Mesosfer merupakan lapisan udara ketiga

2.      Ketinggian 50-80 km

3.      Lapisan mesosfer ditandai dengan penurunan suhu 0,4 ⁰C setiap 100 meter

4.      Bagian atas mesosfer dibatasi oleh mesopause, yaitu lapisan di dalam atmosfer yang memiliki suhu paling rendah, kira-kira -100 ⁰C

5.      Lapisan ini dapat menghancurkan meteor

d.      Termosfer/ionosfer

1.   Lapisan ini adalah lapisan keempat dari lapisan atmosfer bumi

2.   Ketinggian 85-300 km

3.   Pada lapisan ini terjadi proses ionisasi yang tejadi pada suhu dan ketinggian tertentu. Ionisasi bermanfaat untuk memantulkan gelombang radio

4.   Batas atas lapisan termosfer disebut termopause

5.   Suhu mencapai 1.500 ⁰C

e.       Eksosfer

      Pada lapisan ini, suhu dapat mencapai 2.200 ⁰C.merupakan batas antara atmosfer bumi dan angkasa luar. Lapisan ini dimanfaatkan untuk penempatan satelit buatan.Lapisan ini terletak pada ketinggian antara 800-1000 km.  Pada lapisan ini terjadi gerakan atom-atom secara tidak beraturan.  Lapisan ini merupakan lapisan yang paling luar.  Lapisan ini sering disebut juga sebagai ruang antar planet dan geostasioner.  Lapisan ini sangat berbahaya karena merupakan tempat penghancuran meteor dari luang angkasa.

5.      Manfaat lapisan atmosfer bagi kehidupan

No	Lapisan Atmosfer	Manfaat bagi kehidupan
1)	Troposfer	·         Tempat terjadinya pembentukan dan perubahan cuaca, menyediakan Oksigen dan Karbon dioksida. Lapisan tempat melajunya pesawat  terbang (pesawat komersil) ·         Menjaga suhu bumi agar pada malam hari tidak terlalu dingin dan pada siang hari tidak terlalu panas.
2)	Stratosfer	·         Lapisan yang mengandung gas ozon yang menyerap radiasi ultraviolet dari matahari. Tempat melajunya pesawat militer atau pesawat tempur.
3)	Mesosfer	·         Melindungi bumi dari hujan meteor
4)	Termosfer	·         Berperan dalam hubungan komunikasi manusia. Lapisan ini memantulkan gelombang radio.
5)	Eksosfer	Tempat pengorbitan satelit