Atmosfer

Pengertian dan Fungsi Atmosfer

Atmosfer – Merupakan selimut tebal dari berbagai macam gas (termasuk aerosol) yang menyelimuti seluruh permukaan bumi.

Gas tersebut terdiri dari udara kering dan uap air, sedangkan aerosol merupakan bahan padat. Atmosfer yang menyelimuti seluruh permukaan bumi berfungsi sebagai:

1. Pelindung bumi terhadap pemanasan dan pendinginan yang berlebihan
2. Penyaring/Filter terhadap sinar surya yang berbahaya bagi mahluk hidup
3. Penyedia bahan baku bagi mahluk hidup yaitu CO2 dalam proses fotosintesis dan O2 dalam proses respirasi
4. Pengatur kelestarian mekanisme terjadinya cuaca dan iklim

Komposisi Atmosfer

Komposisi atmosfer terdiri dari: udara kering, uap air dan aerosol. Komposisi udara kering dan uap air pada ketinggian dibawah 100 km terdiria tas:

1. Gas utama: N2, O2, Ar, CO2 dan HO2 yang mendominasi sekitar 99.98%- 99.99% volume udara.
2. Gas penyerta:
   – Permanen: Ne, He, Kr, Xe dan H2O
   – Tidak permanen: CO, CH4, HC, NO, NO2, N20, NH3, SO2 dan O3

Sedangkan gas-gas yang mempunyai peranan penting secara meteorologis adalah CO2, H2O, O3 dan Aerosol.

Karbon Dioksida (CO2)

CO2 terutama dihasilkan dari pelapukan bahan organik oleh mikroorganisme secara alami dalam tanah dan pembakaran bahan bakar fosil.

Gas tersebut yang ada diatmosfer akan diserap oleh tanaman sebagai bahan baku dalam proses fotosintesis dan sebagai penyerap yang baik terhadap radiasi bumu dan atmosfer secara selektif.

Serta pada umumnya tidak menyerap radiasi surya sebagai radiasi gelombang pendek.

Uap Air (H2O)

Uap air berasal dari penguapan (evapotranspirasi) yang terjadi di permukaan bumi dan merupakan sumber utama bagi pembentukan awan dan presipitasi.

Di samping sebagai penyerap radiasi surya, bumi dan atmosfer, juga dapat berfungsi sebagai bahan pemindah energi kalor/laten.

Ozone (O3)

Gas ini dihasilkan secara alamiah dari proses ionisasi pada ketinggian 80-100 km dengan melalui reaksi.

Ozone tersebut dapat terurai lagi menjadi oksigen jika sinar ultraviolet berlebihan atau adanya rampasan dari gas lain hasil industri.

Misalnya CFC dapat mengeluarkan atom klorin yang merampas satu atom O dari molekul O3 atau dengan faktor kesetimbangan dan momentum secara alami dengan atom O.

Aerosol

Aerosol berfungsi sebagai inti-inti kondensasi dan memancarkan radiasi surya ke segala arah. Keberadaannya di atmosfer tergantung pada massanya, pemanasan dan pendinginan di permukaan bumi serta angin.

Struktur Lapisan Atmosfer

Atmosfer dapat dibagi atas beberapa lapisan berdasarkan penyebaran suhu, komposisi dan sifat gas yang dikandung atmosfer, dan peristiwa titik yang berlangsung.

Berdasarkan ketinggiannya, atmosfer dibagi atas empat lapisan, mulai dari bawah adalah: trofosfer, stratosfer, mesosfer, dan termosfer.

Pengukuran suhu udara panas setiap bahan ketinggian, dilakukan berbagai cara dan menggunakan berbagai wahan. Setiap cara dan wahana hanya berlaku dan dipergunakan untuk sesuatu lapisan tertentu.

Dengan berdasarkan hasil pengukuran tersebut, maka diatmosfer dibagi atas empat lapisan dengan batas dan ciri-ciri penyebaran suhu.

Troposfer

Merupakan lapisan terbawah dari atmosfer yang terletak pada ketinggian mulai permukaan bumi/laut sampai ketinggian 8 km di daerah kutup dan 16 km di daerah ekuator atau dengan rata-rata ketinggian/altitude 12 km.

Pada lapisan ini terjadi penurunan suhu menurut ketinggian dengan laju penurunan sebesar 0.65C tiap naik 100m yang dikenal sebagai laju penurunan suhu normal. Karena merupakan nilai rata-rata pada semua lintang dan waktu.

Lapisan trofosfer diakhri dengan suatu lapisan udara yang relatif tipis, yang sifatnya isoternal dengan suhu sekitar -60C dan disebut tropopause.

Tropopause merupakan lapisan antara trofosfer dengan stratosfer diatasnya. Lapisan ini atau sedikit dibawahnya juga dikenal sebagai langit-langit cuaca, karena merupakan batas terjadinya konveksi/olakan dan tuberlensi/golakan atmosfer.

Stratosfer

Stratosfer merupakan lapisan atmosfer kedua setelah trofosfer yang terletak diatas tropopause sampai ketinggian 50km diatas permukaan laut.

Bila pada lapisan trofosfer terjadi gradien suhu, maka pada lapisan ini justru terjadi kenaikan suhu menurut ketinggian yang disebut inversi suhu.

Lapisan ini, mulai dari lapisan batas sampai ketinggian 50 km terdiri atas tiga sub lapisan dengan laju perubahan suhu yang berbeda yaitu:

1. Stratosfer bawah (12-20km) sebagai lapisan isoternal
2. Strotosfer tengah (20-35km) sebagai lapisan inversi suhu
3. Strotosfer atas (35-50km) sebagai lapisan inversi suhu yang kuat

Semakin jauh dari kutub utara, O3 semakin rendah, sebaliknya tertinggi ditemukan pada ekuator pada bulan juni sekitar 240×10 minus kubik cm dan disebut stratopause.

Stratopause merupakan lapisan batas antara stratosfer dengan lapisan mesosfer diatasnya.

Mesosfer

Mesosfer merupakan lapisan ketiga dari atmsofer yang terletak pada ketinggian 50-80km.

Pada lapisan ini terjadi penurunan suhu menurut ketinggian seperti yang terjadi pada lapisan pertama sampai mencapai puncaknya dengan suhu tertinggi -90C yang disebut mesopause dan merupakan lapisan isoternal seperti kedua lapisan batas dibawahnya.

Pada lapisan ini terjadi penguraian molekul oksigen menjadi atom oksigen yang pada akhirnya akan menghasilkan molekul O3 dalam proses ionosasi terutama pada lapisan atas dan lapisan ini lebih terbuka terhadap sinar ultraviolet.

Setelah O3 terbentuk kemudian akan turun ke lapisan stratosfer terutama pada ketinggan 15-35 km.

Termosfer

Termosfer merupakan lapisan keempat dari atmosfer yang terletak pada ketinggian 80-100 km, tetapi berakhirnya lapisan ini banyak pendapat lain.

Misalnya ada yang mengatakan 250 km dan bahkan 500 km. Diatas 100 km, atmosfer sangat dipengaruhi oleh sinar x dan radiasi ultraviolet dari surya menghasilkan ionisasi.

Dalam proses ini, terjadilah ion positif dan electron bebas yang bermuatan negative. Daerah dengan konsentrasi electron bebas yang tinggi disebut ionopsfer.

Lapisan atmosfer dibawah mesopause mempunyai komposisis atmosfer yang relatif homogen, sebaliknya diatas mesopause komposisi atmosfer tidak homogen lagi.

Hal ini disebabkan oleh gerakan mikroskopik dari setiap molekul dan atom. Terjadinya inversi suhu pada lapisan ini oleh karena adanya penyebaran sinar ultraviolet oleh atom oksigen seperti yang terjadi pada lapisan kedua (stratosfer).

Sumber:

Judul: Buku Ajar Klimatologi (Suatu Pengantar) Fakultas Kehutanan Universitas Hasanudin