Lapisan atmosfer – Atmosfer sangat penting bagi kehidupan di bumi. Hal ini disebabkan segala peristiwa cuaca terjadi pada atmosfer sampai pada ketinggian 10 km dari permukaan bumi. Adanya atmosfer juga menyelamatkan kehidupan makhluk hidup dari bahaya sinar ultra violet yang dipancarkan bersama radiasi matahari. Atmosfer terdiri dari gas-gas yang dibutuhkan tumbuhan, hewan, dan tentunya juga manusia.
Seperti telah disampaikan di atas, beragam peristiwa cuaca terjadi pada lapisan atmosfer. Keadaan cuaca ekstrem dapat menyebabkan terjadinya badai, angin topan, dan banjir yang sangat berpengaruh terhadap aktivitas kehidupan manusia. Oleh karena itu, pemahaman tentang fenomena atmosfer (terutama di lapisan sampai 10 km) sangat diperlukan, sehingga kita dapat mengetahui atau memanfaatkannya untuk kesejahteraan umat manusia.
Akibat tuntutan tersebut, lahirlah ilmu tentang cuaca yang di sebut Meteorologi. Bila dimensi waktunya sangat panjang, lebih kurang 30 tahun, dan dimensi tempatnya sangat luas maka hal-hal yang berkaitan dengan meteorologi dinamakan Klimatologi. Ilmu iklim banyak diterapkan untuk kepentingan pertanian, penerbangan, kelautan, dan kepentingan lainnya termasuk untuk perencanaan bangunan air.
Atmosfer merupakan lapisan udara yang terdiri dari beberapa gas yang merupakan unsur-unsur dan senyawa kimia. Komposisi gas-gas lapisan udara didominasi oleh empat macam gas yaitu: nitrogen, oksigen, argon, dan karbon dioksida. Secara keseluruhan keempat macam gas tersebut menempati 98,93% dari isi total udara dengan rincian sebagai berikut.
Tabel Gas permanen di atmosfer
| No | Gas Permanen | Presentase |
|---|---|---|
| 1 | Nitrogen (N2) | 78% |
| 2 | Oksigen (O2) | 20% |
| 3 | Argon (Ar) | 0,9% |
| 4 | Neon (Ne) | ~ |
| 5 | Helium (He) | ~ |
| 6 | Kripton (Kr) | ~ |
| 7 | Hidrogen (H2) | ~ |
| 8 | Metan (CH4) | ~ |
| 9 | Dinitrogen oksida (N2O) | ~ |
Tabel Gas tidak permanen di atmosfer
| No | Gas tidak permanen | Presentase |
|---|---|---|
| 1 | Uap air (H2O) | ~ |
| 2 | Karbon dioksida (CO2) | 0,03% |
| 3 | Ozon (O3) | ~ |
| 4 | Sulfur dioksida (SO2) | ~ |
| 5 | Nitrogen dioksida (NO2) | ~ |
Unsur-unsur gas dalam atmosfer semakin ke atas cenderung bebas menjadi atom-atom gas. Gas-gas yang membentuk atmosfer dapat dibedakan menjadi dua kelompok yaitu: kelompok gas yang sifatnya permanen (yaitu komposisinya relatif tetap mulai dari permukaan bumi hingga ketinggian ±85 km) dan kelompok gas yang bersifat tidak permanen (yaitu komposisinya berubah-ubah mulai dari ketinggian lebih dari 85 km).
Lapisan-lapisan Atmosfer
Berdasarkan struktur temperatur secara vertikal, atmosfer dibedakan menjadi empat lapisan yaitu: troposfer, stratosfer, mesosfer, dan termosfer. Sedangkan berdasarkan komposisi udaranya, dapat dibedakan menjadi dua lapisan yaitu: Homosfer, dan heterosfer.
- Lapisan Troposfer
Lapisan ini merupakan tempat terjadinya fenomena meteorologi yang secara langsung mempengaruhi kehidupan. Proses pembentukan awan, petir, hujan, topan, badai, dan sebagainya, terjadi pada lapisan troposfer. Pada lapisan ini, terjadi proses penurunan suhu sesuai dengan ketinggian tempat dari permukaan bumi. Penurunan suhu di dalam atmosfer (lapisan troposfer) ini disebabkan oleh karena troposfer sangat sedikit menyerap langsung radiasi gelombang pendek dari matahari. Sebaliknya, permukaan tanah banyak menyerap radiasi langsung dari matahari dan memberikan panas pada bagian troposfer melalui proses-proses dan fenomena: konduksi, konveksi, sublimasi dari uap air di atmosfer.
Lapisan ini merupakan tempat terjadinya fenomena meteorologi yang secara langsung mempengaruhi kehidupan. Proses pembentukan awan, petir, hujan, topan, badai, dan sebagainya, terjadi pada lapisan troposfer. Pada lapisan ini, terjadi proses penurunan suhu sesuai dengan ketinggian tempat dari permukaan bumi. Penurunan suhu di dalam atmosfer (lapisan troposfer) ini disebabkan oleh karena troposfer sangat sedikit menyerap langsung radiasi gelombang pendek dari matahari. Sebaliknya, permukaan tanah banyak menyerap radiasi langsung dari matahari dan memberikan panas pada bagian troposfer melalui proses-proses dan fenomena: konduksi, konveksi, sublimasi dari uap air di atmosfer.
Lapisan troposfer ini tebalnya ±10 km. Pada daerah kutub ketinggiannya sekitar 8 km dengan temperatur rata-rata 460C. Di daerah ekuator, ketinggian lapisan troposfer sekitar 16 km dengan temperatur rata-rata 800C. Sedangkan di daerah sedang, ketinggian lapisan troposfer sekitar 11 km dengan temperatur rata-rata 540C.
Lapisan troposfer paling atas yaitu tropopause, yang menjadi batas antara troposfer dan stratosfer. Temperatur di lapisan ini relatif konstan walaupun ada pertambahan ketinggian, sedangkan pergerakan udara secara vertikal terhenti pada lapisan tropopause.
- Lapisan stratosfer
Umumnya temperatur pada lapisan stratosfer tetap sampai pada ketinggian ±20 km. Lapisan ini disebut juga dengan lapisan isotermis. Setalah lapisan isotermis berikutnya terjadi peningkatan temperatur hingga pada ketinggian ±45 km. Kenaikan temperatur pada lapisan ini disebabkan oleh adanya lapisan ozon yang menyerap radiaso matahari pada spektrum ultraviolet.
Umumnya temperatur pada lapisan stratosfer tetap sampai pada ketinggian ±20 km. Lapisan ini disebut juga dengan lapisan isotermis. Setalah lapisan isotermis berikutnya terjadi peningkatan temperatur hingga pada ketinggian ±45 km. Kenaikan temperatur pada lapisan ini disebabkan oleh adanya lapisan ozon yang menyerap radiaso matahari pada spektrum ultraviolet.
Lapisan batas spektrum antara stratosfer dengan masosfer adalah stratopause, di mana kenaikan temperatur berdasarkan ketinggian mulai berhenti. Lapisan ini terletak pada ketinggian sekitar 50-60 km dari permukaan laut dan temperaturnya sudah mencapai 00 Celcius.
- Lapisan mesosfer
Lapisan ini merupakan lapisan pelindung bumi dari jatuhan meteor atau benda-benda angkasa luar lainnya. Lapisan mesosfer ditandai dengan penurunan temperatur, rata-rata 0,40 Celcius per seratus meter. Penurunan temperatur ini disebabkan karena mesosfer mamiliki kesetimbangan radioaktif yang negatif. Temperatur terendah di mesosfer kurang dari -810 Celcius. Ketinggian mesosfer sekitar 80 km (50 mil) dari permukaan bumi. Mesopause merupakan lapisan batas antara mesosfer dengan lapisan termosfer. Lapisan ini memiliki temperatur paling rendah sekitar -1000 Celcius.
Lapisan ini merupakan lapisan pelindung bumi dari jatuhan meteor atau benda-benda angkasa luar lainnya. Lapisan mesosfer ditandai dengan penurunan temperatur, rata-rata 0,40 Celcius per seratus meter. Penurunan temperatur ini disebabkan karena mesosfer mamiliki kesetimbangan radioaktif yang negatif. Temperatur terendah di mesosfer kurang dari -810 Celcius. Ketinggian mesosfer sekitar 80 km (50 mil) dari permukaan bumi. Mesopause merupakan lapisan batas antara mesosfer dengan lapisan termosfer. Lapisan ini memiliki temperatur paling rendah sekitar -1000 Celcius.
- Lapisan termosfer
Lapisan ini merupakan tempat terjadinya ionisasi partikel-partikel pada kondisi suhu tertentu. Kenaikan temperatur pada lapisan ini dapat berlangsung mulai dari -1000 C hingga ratusan bahkan ribuan derajat. Lapisan termosfer disebut juga lapisan ionosfer karena di tempat/lapisan inilah terjadinya ionisasi. Lapisan ini dapat memberikan efek pada perambatan/refleksi gelombang radio.
Lapisan ini merupakan tempat terjadinya ionisasi partikel-partikel pada kondisi suhu tertentu. Kenaikan temperatur pada lapisan ini dapat berlangsung mulai dari -1000 C hingga ratusan bahkan ribuan derajat. Lapisan termosfer disebut juga lapisan ionosfer karena di tempat/lapisan inilah terjadinya ionisasi. Lapisan ini dapat memberikan efek pada perambatan/refleksi gelombang radio.
Lapisan yang paling tinggi di dalam termosfer yang meluas dari ketinggian 200-400 km adalah termopause. Temperatur termopause konstan terhadap ketinggian, tetapi berubah dengan waktu karena pengaruh osilasi. Temperatur malam hari berosilasi antara 3000C dan 12000C, sedangkan pada siang hari berosilasi antara 7000C dan 17000C. Kerapatan termopause sangat kecil, yaitu kira-kira 10-13 kali kerapatan atmosfer di atas permukaan tanah.
- Lapisan homosfer
Bagian dari lapisan atmosfer mulai dari permukaan bumi sampai lapisan mesopause ±80 km. Pada lapisan ini komposisi gas-gas di dalamnya cukup konstan kecuali jumlah uap air dan ozon. Pada lapisan ini oksigen dan nitrogen umumnya berbentuk molekul.
Bagian dari lapisan atmosfer mulai dari permukaan bumi sampai lapisan mesopause ±80 km. Pada lapisan ini komposisi gas-gas di dalamnya cukup konstan kecuali jumlah uap air dan ozon. Pada lapisan ini oksigen dan nitrogen umumnya berbentuk molekul.
- Lapisan heterosfer
Letak lapisan ini mulai dari ketinggian 85 km sampai 100 km. Lapisan ini ditandai adanya dissosiasi molekul dari oksigen dan nitrogen. Dissosiasi ini menyebabkan penurunan massa molekul dari udara yaitu dari 28,97 dalam homosfer menjadi 15,79 pada ketinggian 200 km. Perhatikan pada tabel berikut ini:
Letak lapisan ini mulai dari ketinggian 85 km sampai 100 km. Lapisan ini ditandai adanya dissosiasi molekul dari oksigen dan nitrogen. Dissosiasi ini menyebabkan penurunan massa molekul dari udara yaitu dari 28,97 dalam homosfer menjadi 15,79 pada ketinggian 200 km. Perhatikan pada tabel berikut ini:
Tabel penurunan massa molekul pada tiap ketinggian
| Ketinggian (km) | 100 | 150 | 200 |
|---|---|---|---|
| Massa Molekul | 26,22 | 20,26 | 15,76 |
Eksosfer merupakan lapisan di atas heterosfer sebagai batas atas atmosfer. Di luar lapisan eksosfer mulai terdapat angkasa luar. Pada lapisan inilah atom-atom netral dan molekul-molekul bergerak dengan bebasnya akibat melemah/hilangnya pengaruh gravitasi bumi.
makasih ya infonya blognya bagus
BalasHapus