Atmosfer

Atmosfer Bumi

Manusia dapat bertahan sampai satu hari tanpa air di daerah gurun yang paling panas, tetapi tanpa udara manusia hanya bertahan beberapa menit saja. Jadi Anda tentu bisa menyimpulkan sendiri betapa pentingnya udara bagi kehidupan di bumi. Karena tanpa udara, maka manusia, hewan dan tumbuh-tumbuhan tidak dapat hidup. Udara untuk kehidupan sehari-hari terdapat di atmosfer.

Struktur Lapisan Atmosfer

Gambar 1 : Struktur Lapisan Atmosfer (Annenberg, 2009)

Bumi yang kita huni ini terdiri dari tiga unsur: padat, cair, gas. Bumi padat disebut juga litosfer, meliputi bagian inti bumi hingga lapisan terluar yang tampak sebagai permukaan tanah. Bumi cair disebut hidrosfer, mencakup air permukaan seperti laut, danau, sungai, juga berupa air di dalam tanah atau disebut air tanah, dan air yang terkandung di dalam atmosfer atau disebut air atmosfer. Bumi gas atau atmosfer merupakan seluruh gas yang menyelubungi bumi baik di bagian padat maupun cair. Ketiga unsur tersebut terkait erat dan saling mempengaruhi proses-proses yang terjadi di bumi secara keseluruhan. Atmosfer bumi merupakan lapisan gas yang menyelimuti bumi dan penting bagi kehidupan makhluk hidup.atmosfer setinggi 5.5-5.6 km telah mencakup 50% dari massa total dan pada ketinggian 40 km mencakup 99.99%. Batas bawah atmosfer relatif lebih mudah ditentukan berdasarkan ketinggian permukaan laut. Sedangkan puncaknya sulit ditentukan karena disamping besarnya keragaman ukuran dan massa partikel terdapat pula keragaman suhu permukaan bumi dan kekuatan angin yang mempengaruhi pengangkatan bahan (Nasir, dalam Handoko, 1995). Atmosfer dapat dibedakan berdasarkan parameter-parameter seperti tekanan udara, masa atmosfer dan profil temperatur. Profil temperatur vertikal dapat dibagi menjadi empat lapisan yang berbeda yaitu troposfer, stratosfer, mesosfer, dan termosfer. Puncak dari lapisan-lapisan tersebut adalah tropopause, stratopause, mesopause, dan termopause.
Nasir, dalam Handoko (1995) mengemukakan perubahan suhu udara di atmosfer secara vertikal (menurut ketinggian) berbeda-beda dapat dikelompokkan menjadi tiga hal:

1. dT/dz > 0 Suhu naik, dengan bertambahnya ketinggian. Hal ini disebut inversi suhu
2. dT/dz = 0 Suhu tetap walaupun ketinggian berubah. Hal ini disebut isotermal
3. dT/dz < 0 Suhu udara turun dengan bertambahnya ketinggian disebut lapse rate

Troposfer merupakan lapisan terbawah dari atmosfer terdapat pada ketinggian dari 8 km di daerah kutub dan 16 km di ekuator. Ruang terjadinya sirkulasi dan turbulensi seluruh bahan atmosfer sehingga menjadi salah satu lapisan yang mengalami pembentukan dan perubahan cuaca seperti angin, awan, presipitasi, badai, kilat dan guntur. Kecepatan angin pada lapisan ini bertambah dengan naiknya ketinggian dan di troposfer ini pemindahan energi berlangsung. Radiasi surya menyebabkan pemanasan permukaan bumi yang selanjutnya panas tersebut diserap oleh air untuk berubah menjadi uap. Akibat proses evaporasi, energi panas diangkat oleh uap ke lapisan atas yang lebih tinggi berupa panas laten. Setelah terjadi pendinginan berlangsung proses kondensasi.
Pada lapisan ini suhu udara turun dengan bertambahnya ketinggian (dT/dz < 0) atau pada keadaan lapse rate. Rata-rata lapse rate seluruh dunia pada keadaan normal adalah -6.5K setiap kenaikan ketinggian 1 km. Pada atmosfer normal, suhu troposfer berubah dari 150C pada permukaan laut menjadi -600C di puncak troposfer. Tekanan dan kerapatan udara di permukaan laut masing-masing adalah 1013.2 mb dan 1.23 km m-3. Lapisan di atasnya dengan suhu tetap atau meningkat disebut stratoferkisaran ketinggiannya antara 12-50 km diatas permukaan laut. Lapisan ini terdiri dari 3 wilayah antara lainStratofer bawahkrtinggiannya 12-20 km daerah isotermis, Stratosfer tengah ketinggiannya 20-35 km daerah inversi suhu, Stratosfer atasketinggiannya 35-50 km daerah inversi suhu yang kuat. Lapisan ini tidak mengalami turbulensi maupun sirkulasi. Stratosfer merupakan lapisan atmosfer utama yang mengandung gas ozon.
Lapisan dengan suhu menurun dari 50-80 km disebut mesosfer dengan perubahan suhu terhadap ketinggian adalah lapse rate. Pada lapisan inisuhu udara sekitar -50C pada lapisan hingga -950C pada puncaknya. Tidak mengalami turbuleni atau sirkulasi udara. Merupakan daerah penguraian 02 menjadi atom O. Batas atasnya adalah lapisan mesopause dengan perubahan suhu terhadap ketinggian mulai bersifat isotermal. Lapisan di atasnya dengan suhu yang meningkat disebuttermosfer. Lapisan ini ditandai dengan beberapa ciri yaitu memiliki ketinggian 80 km hingga batas yang sulit ditentukan karena sangat jarangnya partikel gas yang mencapai lapisan ini. Lapisan ini merupakan tempat berlangsungnya proses ionisasi gas ionasasi gas N2 dan O2 sehingga lapisan ini disebut ionosfer. Dimana diatas ketinggian 100km pengaruh radiasi uv dan sinar x makin kuat.
Karakteristik Atmosfer
Atmosfer merupakan udara yang menyelubungi bumi dan sangat berguna bagi keberlangsungan kehidupan di bumi karena beberapa sebab:
1. Atmosfer melindungi bumi dari pancaran radiasi matahari yang bersuhu 6000 derajat Kelvin.
2. Atmosfer berperan penting dalam siklus hidrologi pada proses penampungan air dari permukaan bumi (daratan dan lautan).
3. Atmosfer mengandung oksigen yang dibutuhkan makhluk hidup untuk bernapas.
4. Atmosfer merupakan medium tempat bercampurnya beraneka unsur kimia yang berdampak pada kualitas udara.

Gambar 2 : Lapisan Atmosfer

Atmosfer terdiri dari beberapa lapisan dari yang terdekat dengan bumi: troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer. Lapisan tersebut dibedakan antara satu dan lainnya berdasarkan profil temperaturnya. Pada lapisan troposfer, ketinggian 10-12 km, profil temperaturnya berkurang terhadap ketinggian. Di stratosfer, ketinggian 50 km, profil temperaturnya bertambah terhadap ketinggian. Dan di termosfer, ketinggian 1000 km, profil temperaturnya kembali bertambah terhadap ketinggian.

Gambar 3 : Komposisi Udara

Di atas termosfer adalah ionosfer, merupakan puncak atmosfer yang langsung bersentuhan dengan ruang hampa udara. Lapisan terdekat bumi, troposfer, mengandung 6/7 bagian dari massa total atmosfer yang relatif tercampur secara sempurna, sangat basah, dan merupakan pusat aktivitas dan pembentukan awan maupun hujan.

Posted in: