Atmosfer –Lapisan
&
Karakteristiknya
1.
Troposfer
Troposfer merupakan lapisan terbawah dari
atmosfer, yaitu pada ketinggian 0 - 18 km di atas permukaan bumi. Lapisan ini
mempunyai ketebalan yang berbeda-beda di
tiap wilayah di atas Bumi. Tebal lapisan troposfer ratarata ± 10 km. Di daerah
khatulistiwa, ketinggian lapisan troposfer sekitar 16 km dengan temperatur
rata-rata 80°C. Daerah sedang ketinggian lapisan troposfer sekitar 11 km dengan
temperatur rata-rata 54°C, sedangkan di daerah kutub ketinggiannya sekitar 8 km
dengan temperatur rata-rata 46°C. Perbedaan ketebalan ini disebabkan oleh
rotasi Bumi, akibatnya terjadi perbedaan kondisi cuaca antara kutub dan
khatulistiwa.
Lapisan troposfer ini pengaruhnya sangat besar
sekali terhadap kehidupan mahkluk hidup di muka bumi. Pada lapisan ini, selain terjadi
peristiwa-peristiwa seperti cuaca dan iklim, 80% dari total massa gas yang ada
di atmosfer tersimpan pada lapisan ini. Ciri khas yang ada pada lapisan
troposfer adalah tendensi suhu (temperatur) yang menurun sesuai dengan bertambahnya ketinggian, dengan lapse
rate, yaitu setiap naik 100 meter dari permukaan bumi, suhu
(temperatur) udara menurun sebesar ± 0,5°C (Lapse Rate = ±
0,5°C/100 meter) .
Lapisan troposfer paling atas, yaitu tropopause menjadi
batas antara troposfer dan stratosfer. Suhu (temperatur) udara di lapisan ini
relatif konstan atau tetap, walaupan ada pertambahan ketinggian, yaitu berkisar
antara -55°C sampai -60°C. Ketebalan lapisan tropopause ± 2 km. Pada lapisan
ini, hampir semua jenis cuaca, perubahan suhu yang mendadak, angin, tekanan dan
kelembaban udara yang kita rasakan sehari-hari terjadi.
Bagian terendah troposfer merupakan bagian yang
paling hangat, karena menerima panas yang dipantulkan oleh permukaan bumi yang
menyerap radiasi panas dari matahari dan menyalurkan panasnya ke udara (udara
dalam kasus ini merupakan lapisan troposfer).
Pada troposfer ini terdapat gas-gas rumah kaca
yang menyebabkan efek rumah kaca dan pemanasan global.
Troposfer terdiri atas 4
bagian :
a. Lapisan Udara Dasar :
1-2 meter
Keadaan
di dalam lapisan udara ini tergantung dari keadaan fisik muka bumi, dari jenis
tanaman, ketinggian dari permukaan laut dan lainnya. Keadaan udara dalam
lapisan inilah yang disebut sebagai iklim mikro, yang memperngaruhi kehidupan
tanaman dan juga jasad hidup di dalam tanah.
b. Lapisan Udara Bawah (Planetair Grenslag) : 1-2 km
Di sini berlangsung berbagai
perubahan suhu udara dan juga gejala iklim.
c. Lapisan Adveksi
(Gerakan Mendatar) : 2-8 km
Lapisan ini disebut juga lapisan udara
konveksi atau lapisan awan. Di dalam lapisan udara ini gerakan mendatar lebih
besar daripada gerakan tegak. Hawa panas dan dingin yang beradu di sini
mengakibatkan kondisi suhu yang berubah-ubah (SuhuTidak Konstan).
d. Lapisan tropopause :
8-12 km.
Merupakan lapisan transisi antara
lapisan troposfer dan stratosfer. Pada lapisan ini terdapat derajat panas yang
paling rendah, yakni antara (– 46 o
C) hingga (– 80o C)
pada musim panas dan antara (– 57 o C)
hingga (– 83 o C) pada
musim dingin.
Suhu yang sangat rendah pada tropopouse inilah yang
menyebabkan uap air tidak dapat menembus ke lapisan atmosfer yang lebih tinggi,
karena uap air segera mengalami kondensasi sebelum mancapai tropopouse dan
kemudian jatuh kembali ke bumi dalam bentuk cair (hujan) dan padat (salju,
hujan es).
2.
Stratosfer
Lapisan kedua dari atmosfer adalah stratosfer.
Stratosfer terletak pada ketinggian antara 18 - 49 km dari permukaan bumi.
Lapisan ini ditandai dengan adanya proses inversi suhu, artinya suhu udara
bertambah tinggi seiring dengan kenaikan ketinggian dari permukaan bumi.
Kenaikan suhu udara berdasarkan ketinggian mulai terhenti, yaitu pada puncak
lapisan stratosfer yang disebut stratopause dengan suhu udara sekitar 0°C.
Lapisan stratosfer
terbagi menjadi 4 lapisan, yaitu :
1. Lapisan udara isoterm; terletak antara 12 – 35 km dpl, dengan suhu
udara – 50oC sampai -55o
C. Pada lapisan ini suhu (temperatur) udara pada lapisan stratosfer sampai ketinggian
20 km bersifat konstan. Lapisan isotermis merupakan lapisan paling bawah dari
stratosfer.
2. Lapisan udara panas (Ozone) ; terletak antara 35 –
50 km dpl, dengan suhu – 50oC sampai + 50oC. Pada lapisan
ini terjadi peningkatan suhu (temperatur) hingga ketinggian ± 45 km. Kenaikan
temperatur pada lapisan ini disebabkan oleh adanya lapisan ozon yang menyerap
sinar ultra violet yang dipancarkan sinar matahari. Sehingga lapisan stratosfer
ini tidak ada lagi uap air, awan ataupun debu atmosfer, dan biasanya
pesawat-pesawat yang menggunakan mesin jet terbang pada ketinggian lapisan ini.
Hal ini dimaksudkan untuk menghindari gangguan cuaca.
3. Lapisan udara campuran teratas; terletak antara 50 –
80 km dpl, dengan suhu antara +50o C sampai -70o C.
Perubahan secara bertahap dari troposfer ke
stratosfer dimulai dari ketinggian 11 km. Suhu di lapisan stratosfer yang
paling bawah relatif stabil dan sangat dingin yaitu - 70°F atau sekitar - 57°C.
Pada lapisan ini angin yang sangat kencang terjadi dengan pola aliran yangtertentu.
Awan tinggi jenis cirrus kadang-kadang terbentuk di lapisan paling bawah, namun
tidak ada pola cuaca yang cukup signifikan.
Dari bagian tengah stratosfer keatas, pola
suhunya berubah menjadi semakin bertambah semakin naik, karena bertambahnya
lapisan dengan konsentrasi ozon yang lebih besar. Lapisan ozon ini menyerap
radiasi sinar ultra violet. Suhu pada lapisan ini bisa mencapai sekitar 18°C
pada ketinggian sekitar 40 km.
Ozon merupakan hasil reaksi antara oksigen
dengan sinar ultraviolet dari
matahari.
Ozon di udara berfungsi menahan radiasi sinar ultraviolet dari matahari pada
tingkat yang aman untuk kesehatan. Ozon berwarna biru pucat yang terbentuk dari
tiga atom oksigen (O3). Ozon ditemukan di lapisan stratosfer yaitu
lapisan udara panas stratosfer.
Lapisan ozon sangat penting karena ozon menyerap
radiasi ultra violet (UV) dari matahari untuk melindungi radiasi yang tinggi
sampai ke permukaan bumi. Radiasi dalam bentuk UV spektrum mempunyai jarak gelombang
yang lebih pendek daripada cahaya. Radiasi UV dengan jarak gelombang antara 280
hingga 315 nanometer yang dikenal dengan UVB, dan ia merusak hampir semua
kehidupan. Adanya penyerapan radiasi UV-B sebelum sinar UV sampai ke permukaan
bumi oleh lapisan ozon melindungi bumi dari efek radiasi yang merusak.
Pentingnya lapisan ozon terbukti dari masalah
yang terjadi akibat penipisan ozon. Masalah lingkungan dan kesehatan manusia
yang terkait dengan penipisan lapisan ozon sesungguhnya berbeda dengan resiko
yang dihadapi manusia akibat Pemanasan Global. Walaupun begitu, kedua fenomena
tersebut saling berhubungan.
Beberapa polutan (zat pencemar) memberikan
kontribusi yang sama terhadap penipisan lapisan ozon dan Pemanasan Global.
Penipisan lapisan ozon mengakibatkan masuknya lebih banyak radiasi sinar
ultraviolet (UV) yang berbahaya masuk ke permukaan bumi. Meningkatnya radiasi sinar
UV menyebabkan meluasnya kanker kulit, penyakit katarak, menurunnya kekebalan
tubuh manusia, dan menurunnya hasil panen.
Penipisan lapisan ozon yang paling utama
disebabkan oleh Chlorofluorcarbon (CFC). Dimana saat ini negara-negara industri
sudah tidak memproduksi dan menggunakan CFC lagi. Dan, dalam waktu dekat, CFC
akan benar-benar dihapus di seluruh dunia. Seperti halnya karbondioksida, CFC
juga merupakan Gas Rumah Kaca dan lebih tinggi andilnya dalam Pemanasan Global,
jauh lebih tinggi disbanding karbondioksida sehingga dampak akumulasi CFC di atmosfer
mempercepat laju Pemanasan Global. Karena CFC akan tetap berada di atmosfer
dalam waktu sangat lama, berabad-abad. Artinya, kontribusi CFC terhadap
penipisan lapisan ozon dan Perubahan Iklim akan berdampan dalam kurun waktu
yang cukup lama.
3.
Mesosfer
Mesosfer adalah lapisan udara ketiga, di mana
suhu atmosfer akan berkurang dengan pertambahan ketinggian hingga ke lapisan
keempat. Mesosfer terletak pada ketinggian antara 49 - 82 km dari permukaan
bumi. Lapisan ini merupakan lapisan pelindung bumi dari jatuhan meteor atau benda-benda
angkasa luar lainnya. Udara yang terdapat di lapisan ini mengakibatkan gesekan
dengan objek yang datang dari angkasa dan menghasilkan suhu yang tinggi.
Kebanyakan meteor yang sampai ke
bumi
biasanya terbakar di lapisan ini.
Area lapisan mesosfer ini ditandai dengan
penurunan suhu (temperatur) udara, dengan rata-rata lapse rate 0,4°C per
seratus meter. Penurunan suhu (temperatur) udara ini disebabkan karena oleh
kesetimbangan radioaktif mesosfer
yang
negatif.
Temperatur terendah di mesosfer kurang dari
-81°C. Bahkan di puncak mesosfer yang disebut mesopause, yaitu lapisan batas
antara mesosfer dengan lapisan termosfer temperaturnya diperkirakan mencapai sekitar
-100°C.
4.
Termosfer
Termosfer adalah lapisan udara keempat,
peralihan dari mesosfer ke termosfer dimulai pada ketinggian sekitar 82 km.
Termosfer terletak pada ketinggian antara 82 - 800 km dari permukaan bumi.
Lapisan termosfer ini disebut juga lapisan ionosfer. Lapisan ini merupakan
tempat terjadinya ionisasi partikel-partikel yang dapat memberikan efek pada perambatan/refleksi
gelombang radio, baik gelombang panjang maupun pendek. Ionasi ini jugalah yang
menghasilkan efek aurora di daerah kutub.
Disebut termosfer karena terjadi kenaikan
temperatur yang cukup tinggi pada lapisan ini yaitu sekitar 19820°C. Perubahan
ini terjadi karena serapan radiasi sinar ultra violet.
Radiasi ini menyebabkan reaksi kimia sehingga
membentuk lapisan bermuatan listrik yang dikenal dengan nama ionosfer, yang
dapat memantulkan gelombang radio. Sebelum munculnya era satelit, lapisan ini berguna
untuk membantu memancarkan gelombang radio jarak jauh.
Terdapat tiga lapisan pada Termosfer (ionosfer),
yaitu:
(i) Lapisan
Kennelly Heavyside (lapisan E), pada ketinggian antara 100–200 km;
(ii)
Lapisan
Appleton (lapisan F), pada ketinggian 200–400 km;
{gelombang radio mengalami pemantulan (gelombang
panjang dan pendek) pada kedua lapisan di atas; }
(iii)
Lapisan
atom, berada pada ketinggian 400–800 km.
5.
Eksosfer
Eksosfer adalah lapisan udara kelima, eksosfer
terletak pada ketinggian antara 800 - 1000 km dari permukaan bumi. Pada lapisan
ini merupakan tempat terjadinya gerakan atom-atom secara tidak beraturan.
Lapisan ini merupakan lapisan paling panas dan molekul udara dapat meninggalkan
atmosfer sampai ketinggian 3.150 km dari permukaan bumi. Lapisan ini sering
disebut pula dengan ruang antar planet dan geostasioner. Lapisan ini merupakan
lapisan yang sangat berbahaya, karena merupakan tempat terjadinya peluruhan
meteor dari angkasa luar.
Pada lapisan ini terkandung gas
hidrogen yang kerapatannya makin tipis sampai hampir habis di ambang angkasa
luar. Serta adanya cahaya redup, yaitu cahaya zodiakal dan gegenschein yang muncul pada lapisan
eksosfer. Cahaya ini sebenarnya merupakan pantulan sinar matahari oleh partikel
debu meteor yang banyak jumlahnya dan mengapung di angkasa. Adapun garis
imajiner yang membatasi eksosfer dengan angkasa luar disebut magnetopause.
0 komentar:
Post a Comment