Atmosfer Bumi
Lapisan-lapisan atmosfer Bumi.
Atmosfer adalah lapisan
gas yang melingkupi sebuah
planet, termasuk
bumi, dari permukaan planet tersebut sampai jauh di luar angkasa. Di Bumi, atmosfer terdapat dari ketinggian 0
km
di atas permukaan tanah, sampai dengan sekitar 560 km dari atas
permukaan Bumi. Atmosfer tersusun atas beberapa lapisan, yang dinamai
menurut fenomena yang terjadi di lapisan tersebut. Transisi antara
lapisan yang satu dengan yang lain berlangsung bertahap. Studi tentang
atmosfer mula-mula dilakukan untuk memecahkan masalah cuaca, fenomena
pembiasan sinar
matahari
saat terbit dan tenggelam, serta kelap-kelipnya bintang. Dengan
peralatan yang sensitif yang dipasang di wahana luar angkasa, kita dapat
memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang atmosfer berikut
fenomena-fenomena yang terjadi di dalamnya.
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 di antara
siang dan
malam. 75% dari atmosfer ada dalam 11 km dari permukaan planet.
Atmosfer tidak mempunyai batas mendadak, tetapi agak menipis lambat
laun dengan menambah ketinggian, tidak ada batas pasti antara atmosfer
dan
angkasa luar.
Troposfer
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 kilometer dari permukaan tanah). Dalam lapisan ini, hampir
semua jenis cuaca, perubahan
suhu
yang mendadak, angin, tekanan dan kelembaban 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 dengan stratosfer.
Stratosfer
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
atau sekitar
.
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
pada ketinggian sekitar 40 km. Lapisan
stratopause memisahkan stratosfer dengan lapisan berikutnya.
Mesosfer
Adalah lapisan udara ketiga, di mana 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 40km 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
(dekat bagian atas dari lapisan ini, yaitu kurang lebih 81 km di atas
permukaan bumi). Suhu serendah ini memungkinkan terjadi awan
noctilucent, yang terbentuk dari kristal es. Antara lapisan Mesosfer dan lapisan Atmosfer terdapat lapisan perantara yaitu Mesopause.
Termosfer
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
.
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.
Lapisan
ionosfer
yang terbentuk akibat reaksi kimia ini juga merupakan lapisan pelindung
bumi dari batu meteor yang berasal dari luar angkasa karena ditarik
oleh gravitasi bumi. Pada lapisan
ionosfer ini, batu meteor terbakar dan terurai. Jika ukurannya sangat besar dan tidak habis terbakar di lapisan udara
ionosfer ini, maka akan jatuh sampai ke permukaan bumi yang disebut
Meteorit.
Fenomena
aurora yang dikenal juga dengan cahaya utara atau cahaya selatan terjadi pada lapisan ini.
Pengertian Lapisan Termosfer sebagai Lapisan Atmosfer.
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 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.
Komposisi dari atmosfer Bumi
Gas-gas penyusun atmosfer
Atmosfer tersusun oleh:
)
)
)
)
)
)
