Atmosfer

 

Atmosfer Bumi

Lapisan-lapisan atmosfer di Bumi.

Atmosfer bumi adalah lapisan gas yang melingkupi bumi, dari permukaannya sampai jauh di luar angkasa. Ketinggian atmosfer antara ketinggian 0 km di atas permukaan tanah hingga pada ketinggian sekitar 560 km dari atas permukaan bumi.^[1] Susunan atmosfer terdiri dari lapisan yang dibedakan berdasarkan komposisi, reaksi kimia, ionisasi, dan tingkatan suhunya.^[2] Berdasarkan suhunya, atmosfer tersusun dari lima lapisan dengan suhu yang berbeda-beda yaitu troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer, dan eksosfer. Lapisan atmosfer paling atas sangat tipis dan renggang sehingga partikel yang bergerak bebas dapat lepas dari tarikan gravitasi bumi dan tertiup ke ruang angkasa oleh angin surya. Sebaliknya, kondisi lapisan atmosfer paling bawah sangat tebal dan terdiri dari gas, air, dan debu yang menyebabkan terjadinya hujan serta perubahan musim dan cuaca. Lapisan troposfer dan stratosfer digunakan sebagai jalur transportasi bagi pesawat terbang.^[3]

Atmosfer Bumi terdiri atas nitrogen (78.17%) dan oksigen (20.97%), dengan sedikit argon (0.9%), karbondioksida (variabel, tetapi sekitar 0.0357%), uap air, dan gas lainnya. Atmosfer melindungi kehidupan di bumi dengan menyerap radiasi sinar ultraviolet dari Matahari dan mengurangi suhu ekstrem antara siang dan malam. 75% dari atmosfer ada dalam 11 km dari permukaan planet.^[4][a] Sifat utama dari atmosfer yaitu dapat dimampatkan, sehingga lapisan atmosfer yang berada di bawah lebih padat dibandingkan lapisan atmosfer di atasnya. Ini kemudian membentuk sifat lain dari atmosfer yaitu pengurangan tekanan udara pada peningkatan ketinggian. Massa total atmosfer diperkirakan sebesar 56 x 1014 ton. Dari permukaan Bumi hingga ketinggian 6 km diperkiran terkandung setengah dari massa atmosfer. Pada ketinggian 35 km, diperkirakan persentase keseluruhan atmosfer telah mencapai 99%.^[5]

Lapisan

Berdasarkan suhu

Troposfer

Lapisan troposfer terbentang mulai dari permukaan bumi sampai ketinggian sekitar 0–12 km. Kandungan troposfer mencakup lebih dari 75 % massa gas, air dan debu dari keseluruhan lapisan atmosfer. Troposfer merupakan tempat terjadinya perubahan cuaca. Peningkatan suhu troposfer sangat dipengaruhi oleh pemanasan global. Pada lapisan troposfer, hubungan antara suhu udara dan ketinggian adalah berbanding terbalik. Suhu udara akan menurun bila ketinggian lapisan troposfer meningkat. Fenomena troposfer teramati dari perbedaan suhu antara puncak pegunungan dan pantai atau dataran rendah. Suhu puncak pegunungan lebih rendah bila dibandingkan dengan suhu pantai atau dataran rendah.^[6]

Lapisan ini berada pada level yang terendah, campuran gasnya paling ideal untuk menopang kehidupan di bumi. Dalam lapisan ini kehidupan terlindung dari sengatan radiasi yang dipancarkan oleh benda-benda langit lain. Dibandingkan dengan lapisan atmosfer yang lain, lapisan ini adalah yang paling tipis (kurang lebih 15 km dari permukaan tanah). Dalam lapisan ini, hampir semua jenis cuaca, perubahan suhu yang mendadak, angin, tekanan dan kelembapan yang kita rasakan sehari-hari berlangsung. Suhu udara pada permukaan air laut sekitar 30 derajat Celsius, dan semakin naik ke atas, suhu semakin turun. Setiap kenaikan 100m suhu berkurang 0,61 derajat Celsius (sesuai dengan Teori Braak). Pada lapisan ini terjadi peristiwa cuaca seperti hujan, angin, musim salju, kemarau, dan sebagainya.

Ketinggian yang paling rendah adalah bagian yang paling hangat dari troposfer, karena permukaan bumi menyerap radiasi panas dari matahari dan menyalurkan panasnya ke udara. Biasanya, jika ketinggian bertambah, suhu udara akan berkurang secara tunak (steady), dari sekitar 17℃ sampai -52℃. Pada permukaan bumi yang tertentu, seperti daerah pegunungan dan dataran tinggi dapat menyebabkan anomali terhadap gradien suhu tersebut. Di antara "stratosfer" dan "troposfer" terdapat lapisan yang disebut lapisan "Tropopause", yang membatasi lapisan troposfer dan stratosfer.

Stratosfer

Lapisan stratosfer merupakan lapisan yang berada di atas lapisan troposfer. Kondisi lapisan stratosfer sangat dingin dan kering. Fenomena alam yang terjadi di lapisan stratosfer ialah pembentukan awan sirus. Suhu lingkungan yang sangat dingin menyebabkan awan sirus terbentuk dari kristal es.^[7] Keberadaan lapisan stratosfer sangat penting karena perannya sebagai tempat pembentukan lapisan ozon. Fungsi dari lapisan ozon ialah menghalangi gelombang ultraungu dari sinar matahari yang berbahaya agar tidak menembus ke permukaan bumi. Gelombang ultraungu sangat berbahaya bagi kulit makhluk hidup karena dapat menyebabkan kanker kulit.^[8]

Perubahan secara bertahap dari troposfer ke stratosfer dimulai dari ketinggian sekitar 11 km. Suhu di lapisan stratosfer yang paling bawah relatif stabil dan sangat dingin yaitu ${\displaystyle -70^{o}F}$ atau sekitar ${\displaystyle -57^{o}C}$. Pada lapisan ini angin yang sangat kencang terjadi dengan pola aliran yang tertentu. Lapisan ini juga merupakan tempat terbangnya pesawat. Awan tinggi jenis cirrus kadang-kadang terjadi di lapisan paling bawah, namun tidak ada pola cuaca yang signifikan yang terjadi pada lapisan ini.

Dari bagian tengah stratosfer keatas, pola suhunya berubah menjadi semakin bertambah seiring kenaikan ketinggian. Hal ini dikarenakan bertambahnya lapisan dengan konsentrasi ozon. Lapisan ozon ini menyerap radiasi sinar ultra violet. Suhu pada lapisan ini bisa mencapai sekitar ${\displaystyle 18^{o}C}$ pada ketinggian sekitar 40 km. Lapisan stratopause memisahkan stratosfer dengan lapisan berikutnya. Nama pesawat B-52 Stratofortress diambil disini. karena, kemampuan untuk terbang sangat tinggi.

Mesosfer

Mesosfer merupakan lapisan ketiga dari atmosfer. Suhu lingkungan pada lapisan mesosfer dapat mencapai -90 ^oC. Pada lapisan mesosfer hanya terdapat sedikit molekul udara. Mesosfer berperan dalam melindungi permukaan bumi dari jatuhnya meteor. Sebelum mencapai lapisan stratosfer dan troposfer, meteor akan habis terbakar di lapisan mesosfer.^[9] Suhu atmosfer akan berkurang dengan pertambahan ketinggian hingga lapisan keempat, termosfer. Udara yang di sini akan mengakibatkan pergeseran yang berlaku dengan objek yang datang dari angkasa dan menghasilkan suhu yang tinggi. Kebanyakan meteor yang sampai ke bumi terbakar pada lapisan ini. Kurang lebih 25 mil atau 40 km di atas permukaan bumi, saat suhunya berkurang dari 290 K hingga 200 K, terdapat lapisan transisi menuju lapisan mesosfer. Pada lapisan ini, suhu kembali turun ketika ketinggian bertambah, hingga menjadi sekitar ${\displaystyle -143^{o}C}$ (dekat bagian atas dari lapisan ini, yaitu kurang lebih 81 km di atas permukaan bumi). Suhu serendah ini memungkinkan tercipta awan noctilucent, yang terbentuk dari kristal es. Antara lapisan Mesosfer dan lapisan Termosfer terdapat lapisan perantara yaitu Mesopause.

Termosfer

Termosfer merupakan lapisan keempat di dalam atmosfer. Suhu lingkungan dari termosfer mencapai 1.500 ^oC. Peningkatan suhu bahkan lebih saat matahari sedang aktif membentuk suar. Fenomena alam yang terjadi selama matahari aktif yaitu munculnya aurora yang menerangi langit saat malam hari di lapisan termosfer.^[10] Transisi dari mesosfer ke termosfer dimulai pada ketinggian sekitar 81 km. Dinamai termosfer karena terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi pada lapisan ini yaitu sekitar ${\displaystyle 1500^{o}C}$. 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.

Meski udara di lapisan ini bertemperatur cukup tinggi, tetapi karena jarak antar molekul udara sangat berjauhan (hampa udara) maka tidak ada panas yang cukup untuk dihantarkan ke benda-benda yang berada di lapisan ini, termasuk astronaut. Sebuah termometer normal akan membaca suhu minus derajat celsius.

Lapisan Termosfer Berada di atas mesopouse dengan ketinggian sekitar 75 km sampai pada ketinggian sekitar 650 km. Pada lapisan ini, gas-gas akan terionisasi, oleh karenanya lapisan ini sering juga disebut lapisan ionosfer. Molekul oksigen akan terpecah menjadi oksegen atomik di sini. Proses pemecahan molekul oksigen dan gas-gas atmosfer lainnya akan menghasilkan panas, yang akan menyebabkan meningkatnya suhu pada lapisan ini. Suhu pada lapisan ini akan meningkat dengan meningkatnya ketinggian. Ionosfer dibagi menjadi tiga lapisan lagi, yaitu:

• Lapisan ozon:

Terletak antara 80 – 150 km dengan rata-rata 100 km dpl. Lapisan ini tempat terjadinya proses ionisasi tertinggi. Lapisan ini dinamakan juga lapisan ozon. mempunyai sifat memantulkan gelombang radio. Suhu udara di sini berkisar – 70 °C sampai +50 °C .

• Lapisan udara F:

Terletak antara 150 – 400 km. Lapisan ini dinamakan juga lapisan udara appleton.

• Lapisan udara atom:

Pada lapisan ini, materi-materi berada dalam bentuk atom. Letaknya lapisan ini antara 400 – 800 km. Lapisan ini menerima panas langsung dari matahari, dan diduga suhunya mencapai 1200 °C .

Eksosfer

Eksosfer merupakan lapisan tertinggi dari atmosfer. Lokasi lapisan eksosfer sangat jauh dari inti bumi sehingga gaya gravitasi sangat lemah dan kondisi atom dan molekul mudah lepas ke luar angkasa.^[10] Eksosfer adalah lapisan bumi yang terletak paling luar. Pada lapisan ini terdapat refleksi Cahaya matahari yang dipantulkan oleh partikel debu meteoritik. Cahaya matahari yang dipantulkan tersebut juga dikenal sebagai cahaya Zodiakal.

sumber:https://id.wikipedia.org/wiki/Atmosfer_Bumi