Komposisi Atmosfer, Fungsi, dan Manfaatnya Lengkap
Dalam pembahasan sistem bumi, bumi dibagi menjadi empat bagian pokok, yaitu bagian padat (litosfer) yang ditempati oleh tanah dan batuan; bagian air (hidrosfer) yang ditempati oleh sistem perairan laut, danau, dan sungai; biosfer yaitu bagian bumi yang ditempati oleh berbagai jenis organisme; dan atmsofer yaitu bagian udara yang menyelimuti seluruh permukaan bumi.
Jika dipisahkan dan pola interaksi bumi-iklim, bumi dapat dibagi menjadi dua bagian besar, yaitu (1) daratan, yaitu bagian bumi yang tidak ditempati air; (2) lautan, yaitu bagian bymi yang ditempati air.
Sementara itu, daratan masih dibagi menjadi dataran rendah, dataran menengah, dan dataran tinggi (pegunungan).
Lapisan atmosfer yang menyelimuti bumi punya ketebalan yang sulit ditetapkan secara pasti. Hal ini disebabkan lantaran batas antara lapisan atmosfer bumi dngan angkasa luar yang tidak jelas.
Atmosfer merupakan selimut gas tebal yang secara menyeluruh menutupi bumi.
Berat total atmosfer diberpirakan 5600.000.000.000.000 ton, sekitar separuh berat ini berada di bawah ketinggian 6000 meter dan lebih dari 99% berada dalam ketinggian 30 km (20 mil). Tanpa atmosfer, tidak akan ada kehidupan, tidak akan terjadi awan, angin, dan tidak akan pernah ada cuaca.
Disamping sangat penting untuk kehidupan dan sebagai media proses cuaca, atmosfer berfungsi sebagai selimut pelindung bumi terhadap tenaga penuh matahari pada waktu siang hari dan menghalangi hilangnya panas yang berlebihan pada malam hari.
Tanpa atmsofer, suhu bumi dapat meningkat menjadi 93,3°C pada siang hari dan turun mendekati -148°C pada malam hari.
Jadi atmosfer merupakan sumber perilaku iklim di bumi, dan berpengaruh terhadap proses kehidupan permukaan bumi. Atmosfer juga melindungi bumi dari pecahan-pecahan meteor di luar atmosfer bumi.
Walaupun atmosfer dibuat hanya sejumlah kecil dari massa total bumi, tetapi pengaruhnya pada kimia permukaan bumi cukup besar.
Perannya sebagai media transportasi pada komponen beberapa reaksi geokimia yang berlangsung pada permukaan bumi, yaitu transport oksigen, karbon dioksida, dan air yang penting dalam hancuran iklim karena proses kimia.
Atmosfer adalah suatu bagian penting dari siklus geokimia. Beberapa unsur seperti belerang, karbon, dan halogen diambil dari percikan air laut atau proses biogeokimia kemudian didistribusikan oleh pergolakan atmosfer.
Karbon dioksida yang konsentrasinya hanya seberapa persen ternyata memberikan materi penting bagi kehidupan tanaman.
Ozon, yang hampir seluruhnya ada di lapisan ozonosfera di dalam stratosfer, memainkan peranan penting dalam absorpsi sinar ultraviolet, bila absorbsi tidak berlangsung, maka radiasi ultraviolet pada permukaan bumi berdampak fatal bagi kehidupan.
Adanya atmosfer adalah penting untuk keberadaan fase cair atau hidrosfera.
Berdasarkan penyelidikan planet lain, nyatalah bahwa unsur-unsur (gas) yang menyusun atmsofer bumi keadaanya berbeda dengan keadaat atmosfer planet lain yang telah diketahui.
Unsur-unsur penyusun atmosfer jarang terdapat di tempat lain di jagat raya ini. Di pihak lain, materi penyusun ruang angkasa luar seperti hidrogen dan helium jarang dijumpai di atmsofer kita.
Barangkali keadaan yang ada sekarang ini merupakan hasil dari perkembangan sejarah geologi yang telah berlangsung jutaan tahun lamanya.
Perubahan ini berlangsung secara perlahan-lahan dan kemudian yang semula bumi kita ini berupa gas-gas kosmos secara perlahan-lahan pula berubah menjadi litosfer dan hidrosfer seperti yang dapat dilihat sekarang ini.
Dalam permulaan pembentukan planet bumi dari gas-gas kosmos, karena adanya medan gravitasi yang rendah menyebabkan gas-gas yang ringan seperti helium dan hidrogen lepas ke angkasa luar.
Bahkan mungkin gas-gas yang ada di atmosfer bumi kita ini bukan merupakan sisa langsung dari pembentukan awal planet, tetapi merupakan atmosfer kedua.
Sebagai contoh dari letusan gunung berapi, sumber air panas, penguraian kimiawi dari bahan-bahan padat dan aktivitas makhluk hidup.
Kiranya interaksi di antara daratan, air, tumbuh-tumbuhan dan kehidupan binatang serta kehidupan lainnya secara tetap mempergunanan dan memperbaharui atmosfer.
Contoh:
Pelapukan batuan, pembakaran bahan bakar, busuknya tumbuh-tumbuhan, pernapasan binatang, manusia, semuanya memerlukan eoksigen dan melepaskan karbon dioksida (CO2).
Nitrogen melalui siklus yang kompek yaitu melalui aktivitas bakteri dalam tanah, binatang, proses pembusukan tumbuh-tumbuhan, kembali lagi ke udara menyusun atmosfer.
Tumbuh-tumbuhan, binatang, bakteri dan interaksi kimia dalam tanah dan air, semuanya membantu mengendalikan keseimbangan antara daratan, air, kehidupan dan udara.
Unsur-unsur penyusun atmosfer jarang terdapat di tempat lain di jagat raya ini. Di pihak lain, materi penyusun ruang angkasa luar seperti hidrogen dan helium jarang dijumpai di atmsofer kita.
Barangkali keadaan yang ada sekarang ini merupakan hasil dari perkembangan sejarah geologi yang telah berlangsung jutaan tahun lamanya.
Perubahan ini berlangsung secara perlahan-lahan dan kemudian yang semula bumi kita ini berupa gas-gas kosmos secara perlahan-lahan pula berubah menjadi litosfer dan hidrosfer seperti yang dapat dilihat sekarang ini.
Dalam permulaan pembentukan planet bumi dari gas-gas kosmos, karena adanya medan gravitasi yang rendah menyebabkan gas-gas yang ringan seperti helium dan hidrogen lepas ke angkasa luar.
Bahkan mungkin gas-gas yang ada di atmosfer bumi kita ini bukan merupakan sisa langsung dari pembentukan awal planet, tetapi merupakan atmosfer kedua.
Sebagai contoh dari letusan gunung berapi, sumber air panas, penguraian kimiawi dari bahan-bahan padat dan aktivitas makhluk hidup.
Kiranya interaksi di antara daratan, air, tumbuh-tumbuhan dan kehidupan binatang serta kehidupan lainnya secara tetap mempergunanan dan memperbaharui atmosfer.
Contoh:
Pelapukan batuan, pembakaran bahan bakar, busuknya tumbuh-tumbuhan, pernapasan binatang, manusia, semuanya memerlukan eoksigen dan melepaskan karbon dioksida (CO2).
Nitrogen melalui siklus yang kompek yaitu melalui aktivitas bakteri dalam tanah, binatang, proses pembusukan tumbuh-tumbuhan, kembali lagi ke udara menyusun atmosfer.
Tumbuh-tumbuhan, binatang, bakteri dan interaksi kimia dalam tanah dan air, semuanya membantu mengendalikan keseimbangan antara daratan, air, kehidupan dan udara.
Udara adalah campuran gas-gas secara mekanik dan bukan campuran secara kimiawi. Masing-masing gas penyusun atmosfer tidak tergantung satu sama lainnya.
Pada udara kering, tersusun atas empat gas utama, yaitu Nitrogen, Oksigen, Argon, dan Karbon Dioksida. Keempat gas ini menduduki 99,98% dari volume udara di Atmosfer.
Berdasarkan pengamatan satelit, menunjukkan bahwa di atas ketinggian 80 km keadaan campuran gas dalam keadaan tetap propossinya.
Dalam bagian ini disajikan data tentang komposisi atmosfer yaitu dari CHRITHFIED dan BARRY and CHORLEY sebagai berikut:
Susunan rata-rata atmosfer kering di bawah 25 km (Barry and Chorley)
Ozon terutama terkonsentrasi pada ketinggian 15 km - 35 km.
Pada lapisan yang lebih atas, atmosfer mengalami radiasi ultra violet dari matahari sehingga molekul-molekul oksigen mengalami penguraian, kejadian ini terutama pada ketinggian 80 - 100 km
O2 → O + O
Carbon dioksida masuk ke atmosfer terutama oleh adanya kegiatan kehidupan organis di darat maupun di lautan.
Kalau dilihat tabel komposisi gas penyusun atmosfer di atas, jelas bahwa keduanya tidak ada perbedaan yang prinsip dimana menunjukkan bahwa udara kering 99,99% berupa campuran mekanik dari nitrogen, oksigen, argon, dan karbon dioksida.
Pada udara kering, tersusun atas empat gas utama, yaitu Nitrogen, Oksigen, Argon, dan Karbon Dioksida. Keempat gas ini menduduki 99,98% dari volume udara di Atmosfer.
Berdasarkan pengamatan satelit, menunjukkan bahwa di atas ketinggian 80 km keadaan campuran gas dalam keadaan tetap propossinya.
Dalam bagian ini disajikan data tentang komposisi atmosfer yaitu dari CHRITHFIED dan BARRY and CHORLEY sebagai berikut:
Susunan rata-rata atmosfer kering di bawah 25 km (Barry and Chorley)
Ozon terutama terkonsentrasi pada ketinggian 15 km - 35 km.
Pada lapisan yang lebih atas, atmosfer mengalami radiasi ultra violet dari matahari sehingga molekul-molekul oksigen mengalami penguraian, kejadian ini terutama pada ketinggian 80 - 100 km
O2 → O + O
Carbon dioksida masuk ke atmosfer terutama oleh adanya kegiatan kehidupan organis di darat maupun di lautan.
Kalau dilihat tabel komposisi gas penyusun atmosfer di atas, jelas bahwa keduanya tidak ada perbedaan yang prinsip dimana menunjukkan bahwa udara kering 99,99% berupa campuran mekanik dari nitrogen, oksigen, argon, dan karbon dioksida.
Secara vertikal atmosfer kita (bumi) dapat dibedakan ke dalam beberapa bagian (lapisan). Pembagian ini didasarkan pada keadaan temperatur pada tempat/ketinggian tertentu.
Terdapat beberapa pembagian yang kita kenal diantaranya adalah pembagian Crithfield (1960), membagi atmosfer kedalam 4 lapisan yaitu:
1. Troposfer
2. Stratosfer
3. Ionosfer
4. Eksosfer
Pembagian lain adalah dari Barry and Chorley (1978) sebagai berikut:
1. Troposfer
2. Stratosfer
3. Atmosfer bagian atas
- Mesosfer
- Termosfer
- Eksosfer dan magnetosfer
Pembagian lain menurut Soejitno (1973:6) bahwa atmosfer kita dibagi menjadi atau tersusun atas 4 lapisan, yaitu:
1. Troposfer
2. Stratosfer
3. Mesosfer
4. Eksosfer
Dari ketiga pembagian di atas dapat disimpulkan bahwa untuk lapisan terbawah terdapat persamaan pendapat begitu juga pada lapisan yang kedua (stratosfer), maupun yang tertinggi (eksosfer).
Perbedaan penamaan sebetulnya hanya pada lapisan antara stratosfer dan eksosfer.
Sebetulnya hanya perbedaan nama saja karena pada lapisan ini yaitu pada lapisan mesosfer dan termosfer terjadi ionisasi sehingga kedua lapisan ini sering disebut lapisan ionosfer. Pada lapisan ini dintandai oleh:
Dengan kata lain bahwa ionosfera terdiri dari mesosfer dan termosfer.
Terdapat beberapa pembagian yang kita kenal diantaranya adalah pembagian Crithfield (1960), membagi atmosfer kedalam 4 lapisan yaitu:
1. Troposfer
2. Stratosfer
3. Ionosfer
4. Eksosfer
Pembagian lain adalah dari Barry and Chorley (1978) sebagai berikut:
1. Troposfer
2. Stratosfer
3. Atmosfer bagian atas
- Mesosfer
- Termosfer
- Eksosfer dan magnetosfer
Pembagian lain menurut Soejitno (1973:6) bahwa atmosfer kita dibagi menjadi atau tersusun atas 4 lapisan, yaitu:
1. Troposfer
2. Stratosfer
3. Mesosfer
4. Eksosfer
Dari ketiga pembagian di atas dapat disimpulkan bahwa untuk lapisan terbawah terdapat persamaan pendapat begitu juga pada lapisan yang kedua (stratosfer), maupun yang tertinggi (eksosfer).
Perbedaan penamaan sebetulnya hanya pada lapisan antara stratosfer dan eksosfer.
Sebetulnya hanya perbedaan nama saja karena pada lapisan ini yaitu pada lapisan mesosfer dan termosfer terjadi ionisasi sehingga kedua lapisan ini sering disebut lapisan ionosfer. Pada lapisan ini dintandai oleh:
- Adanya perubahan komposisi atmosfera, dimana molekul-molekul dari berbagai jenis gas terurai menjadi atom-atom sebagai akibat dari aksi radiasi sinar ultra violet dan sinar X (Sojitno, 1973:9)
- Berkurangnya daya campur antar gas.
Dengan kata lain bahwa ionosfera terdiri dari mesosfer dan termosfer.
tulisan disinii
Stratosfer merupakan lapisan kedua setelah troposfer. Lapisan stratosfer dimulai dari bagian atas tropopause sampai ke ketinggian 30 mil (50 km).
Pada lapisan ini terdapat ozone (O3) dengan konsentrasi tertinggi pada ketinggian 22 km.
Temperatur maksimal pada stratosfer sangat berhubungan dengan intensitas penyerapan radiasi ultraviolet dari matahari oleh ozone yaitu terjadi pada lapisan stratopause. Karena ada lapisan ozone penyerap radiasi ultraviolet maka temperatur maksimumnya mencapai 0 derajat celcius.
Lapisan udara pada lapisan ini sudah tipis, temperatur meningkat secara nyata terhadap ketinggian terutama pada musim panas (summer).
Pada musim dingin keadaanya sangat komplek, dengan temperatur sangat rendah (-80°C). Keadaan terpanas terdapat di tropopause (equatorial tropopause).
Keadaan temperatur yang relatif tetap terdapat di daerah middle latituden (lintang tengah = 50° - 60° LU. Disini lebih hangat dengan temperatur -45° -50°C.
Pada lapisan stratosfer, semakin mendekati stratopause suhunya semakin tinggi karena semakin mendekati sumber panas dari ozone.
Jadi apabila panas pada troposfer bersumber dari permukaan bumi (dari bawah), sedangkan pada lapisan stratosfer mendapat sumber panas dari lapisan di atasnya yaitu dari ozone sebagai penyerap ultraviolet.
Setelah mencapai ketinggian 50 km kenaikan suhu terhadap ketinggian berhenti dan dari sini ke arah mesosfer suhunya menurun kembali terhadap ketinggian.
Pada lapisan ini terdapat ozone (O3) dengan konsentrasi tertinggi pada ketinggian 22 km.
Temperatur maksimal pada stratosfer sangat berhubungan dengan intensitas penyerapan radiasi ultraviolet dari matahari oleh ozone yaitu terjadi pada lapisan stratopause. Karena ada lapisan ozone penyerap radiasi ultraviolet maka temperatur maksimumnya mencapai 0 derajat celcius.
Lapisan udara pada lapisan ini sudah tipis, temperatur meningkat secara nyata terhadap ketinggian terutama pada musim panas (summer).
Pada musim dingin keadaanya sangat komplek, dengan temperatur sangat rendah (-80°C). Keadaan terpanas terdapat di tropopause (equatorial tropopause).
Keadaan temperatur yang relatif tetap terdapat di daerah middle latituden (lintang tengah = 50° - 60° LU. Disini lebih hangat dengan temperatur -45° -50°C.
Pada lapisan stratosfer, semakin mendekati stratopause suhunya semakin tinggi karena semakin mendekati sumber panas dari ozone.
Jadi apabila panas pada troposfer bersumber dari permukaan bumi (dari bawah), sedangkan pada lapisan stratosfer mendapat sumber panas dari lapisan di atasnya yaitu dari ozone sebagai penyerap ultraviolet.
Setelah mencapai ketinggian 50 km kenaikan suhu terhadap ketinggian berhenti dan dari sini ke arah mesosfer suhunya menurun kembali terhadap ketinggian.
MESOSFER
Di atas stratopause, temperatur menurun terhadap ketinggian dan temperatur terendah tercapai pada ketinggian 80 km dengan temperatur -90°C (183°K). Di atas ketinggian 80 km keadaan suhu mengalami kenaikan lagi.
Daerah batas antara turun suhu maksimal dengan awal menaiknya suhu terhadap ketinggian disebut lapisan mesopause.
Tekanan udara pada mesosfer sangat rendah menurun dari 1 mb pada ketinggian 50 km dan 0,01 mb (0,01 milibar) pada ketinggian 90 km.
TERMOSFER
Di atas mesopause kepadatan atmosfer sangat ekstrim rendahnya. Pada bagian bawah lapisan termosfer tersusun terutama dari nitrogen (N2) dan oksigen (O2) dan atom O.
Sedangkan di atas 200 km didominasi oleh atom O bila dibandingkan dengan nitrogen (N2 dan N).
Pada daerah ini temperatur naik terhadap ketinggian sebagai hasil penyerapan ultraviolet oleh atom oksigen. Mungkin temperatur pada ketinggian 350 km mencapai 1200°K (temperatur secara teoritik).
EKSOSFER dan MAGNETOSFER
Lapisan ini menduduki ketinggian antara 500 - 750 km. Kerapatan atmosfer menjadi sedemikian rendah sehingga benturan antarpartikel netral menjadi sangat jarang.
Jarak gerak rata-rata dari molekul-molekul menjadi demikian besar yang memungkinkan dapat terlepasnya partikel-partikel netral dari gaya tarik bumi.
Di daerah eksosfer ini atom-atom netral dan molekul-molekul bergerak dengan bebasnya, ke atas kemudian jatuh , ada yang mengorbit mengelilingi bumi dan ada juga yang bergerak meninggalkan atmosfer menuju ruang antra planet, sedangkan partikel-partikel bermuatan listrik (ion-ion dan elektron-elektron) bergerak di bawah pengaruh medan magnet bumi.
Berapa ketinggian yang tepat tentang eksosfer, hal ini masih sangat bersifat sementara dan sulit untuk dipastikan.
Berdasarkan jenis dan kondisi gasnya, dalam atmosfer diketemukan dua lapisan penting, yaitu lapisan ozon atau ozonosfer dan lapisan ion atau ionosfer.
Di atas stratopause, temperatur menurun terhadap ketinggian dan temperatur terendah tercapai pada ketinggian 80 km dengan temperatur -90°C (183°K). Di atas ketinggian 80 km keadaan suhu mengalami kenaikan lagi.
Daerah batas antara turun suhu maksimal dengan awal menaiknya suhu terhadap ketinggian disebut lapisan mesopause.
Tekanan udara pada mesosfer sangat rendah menurun dari 1 mb pada ketinggian 50 km dan 0,01 mb (0,01 milibar) pada ketinggian 90 km.
TERMOSFER
Di atas mesopause kepadatan atmosfer sangat ekstrim rendahnya. Pada bagian bawah lapisan termosfer tersusun terutama dari nitrogen (N2) dan oksigen (O2) dan atom O.
Sedangkan di atas 200 km didominasi oleh atom O bila dibandingkan dengan nitrogen (N2 dan N).
Pada daerah ini temperatur naik terhadap ketinggian sebagai hasil penyerapan ultraviolet oleh atom oksigen. Mungkin temperatur pada ketinggian 350 km mencapai 1200°K (temperatur secara teoritik).
EKSOSFER dan MAGNETOSFER
Lapisan ini menduduki ketinggian antara 500 - 750 km. Kerapatan atmosfer menjadi sedemikian rendah sehingga benturan antarpartikel netral menjadi sangat jarang.
Jarak gerak rata-rata dari molekul-molekul menjadi demikian besar yang memungkinkan dapat terlepasnya partikel-partikel netral dari gaya tarik bumi.
Di daerah eksosfer ini atom-atom netral dan molekul-molekul bergerak dengan bebasnya, ke atas kemudian jatuh , ada yang mengorbit mengelilingi bumi dan ada juga yang bergerak meninggalkan atmosfer menuju ruang antra planet, sedangkan partikel-partikel bermuatan listrik (ion-ion dan elektron-elektron) bergerak di bawah pengaruh medan magnet bumi.
Berapa ketinggian yang tepat tentang eksosfer, hal ini masih sangat bersifat sementara dan sulit untuk dipastikan.
Berdasarkan jenis dan kondisi gasnya, dalam atmosfer diketemukan dua lapisan penting, yaitu lapisan ozon atau ozonosfer dan lapisan ion atau ionosfer.
tulisan disinii
Lapisan ini berada pada ketinggian 60-600 km. Ionosfer terdiri dari atom-atom dan molekul yang kehilangan satu atau lebih elektron, sehingga berbentuk ion.
Itulah sebabnya dinamakan ionosfer.
Lapisan ini sangat bermanfaat di bidang komunikasi, karena lapisan ionosfer dapat memantulkan kembali gelombang radio.
Ionosfer terdiri dari tiga lapisan yaitu:
Itulah sebabnya dinamakan ionosfer.
Lapisan ini sangat bermanfaat di bidang komunikasi, karena lapisan ionosfer dapat memantulkan kembali gelombang radio.
Ionosfer terdiri dari tiga lapisan yaitu:
- Lapisan D, berada pada ketinggian 60-120 km. Lapisan ini memantulkan kembali ke bumi gelombang AM.
- Lapisan E, berada pada ketinggian 120-180 km. Lapisan ini juga memantukan gelombang AM ke bumi
- Lapisan F, berada pada ketinggian180-600 km. Lapisan ini memantulkan gelombang pendek ke bumi.
tulisan disinii
Sumber
Gambar
- Tukidi. 2007. Buku Ajar Meteorologi dan Klimatologi. Semarang: Jurusan Geografi FIS UNNES
- Warlan Sugiyo. 2005. Geokimia. Semarang: Unnes Press.
Gambar
- http://news.mit.edu/2016/oxygen-first-appearance-earth-atmosphere-0513
Posting Komentar