Atmosfer

Atmosfer merupakan tempat terjadinya segala dinamika cuaca. Atmosfer terdiri atas tiga macam zat yaitu cair, gas, dan aerosol. Jumlahnya semakin berkurang dengan bertambahnya ketinggian. Sehingga, pada ketinggian 5,5 – 5,6 km sudah mencakup 50% massa total atmosfer dan pada ketinggian 40 km sudah mencapai 99,99%. Ketebalan dari atmosfer sangatlah tipis bila dilihat dari luar angkasa. Jika diumpamakan bola pantai adalah bumi, maka kertas yang menyelubungi bola tersebut adalah atmosfer bahkan lebih tipis dari kertas.

Warna biru pada batas bumi adalah atmosfer. Betapa tipisnya atmosfer bumi (Source: NASA)

Menurut perubahan suhu secara vertikal, atmosfer dibagi menjadi empat lapisan yaitu troposfer, stratosfer, mesosfer, dan termosfer. Jika suhu semakin berkurang dengan bertambahnya ketinggian maka disebut lapse rate, sebaliknya disebut inversi. Apabila suhu tidak berubah dengan bertambahnya ketinggian maka disebut isotermal.

Troposfer merupakan lapisan yang memiliki karakteristik lapse rate dengan laju -6,5 K/km. Lapisan ini merupakan lapisan yang paling dekat dengan permukaan bumi dengan ketinggian dari 8-16 km. Lapisan tertinggi berada di daerah ekuator dan terendah berada di wilayah kutub. Secara umum, pada musim panas ketinggian troposfer cenderung lebih tinggi dari pada musim dingin pada semua lintang. Puncak troposfer dinamakan tropopause yang berkarakteristik isotermal. Di beberapa wilayah, troposfer “pecah” sehingga sulit untuk menemukan batasnya. Para ilmuan menemukan bahwa udara troposfer bercampur dengan udara stratosfer yang biasa dijadikan tanda posisi jet streams (angin tinggi yang berliku dan memiliki saluran yang sempit, serta memiliki kecepatan mencapai 100 knots). Kisaran suhu pada lapisan troposfer adalah 15  sampai -60 derajat celsius.

Stratosfer merupakan lapisan atmosfer yang berada di atas lapisan troposfer dan memiliki sifat inversi. Wilayah stratosfer dibagi lagi menjadi tiga wilayah yaitu stratosfer bawah dengan ketinggian 12-20 km (isotermis), stratosfer tengah pada kisaran 20-35 km (inversi suhu), dan stratosfer atas dengan ketinggian 35-50 km (inversi suhu kuat). Sifatnya yang inversi ini mengurangi jumlah gerakan vertikal dilapisan ini dan mencegah penyebaran ke lapisan ini dari troposfer. Lapisan ini dikenal memiliki kandungan ozon yang mempu melindungi bumi dari radiasi ultra violet yang berlebih. Ketinggian dari stratosfer adalah berkisar antara 11 – 50 km (Ahren 2007), dan konsentrasi tertinggi ozon berada pada ketinggian 20-30 km. Puncak stratosfer dinamakan stratopause.

Diatas stratosfer terdapat mesosfer yang berada pada ketinggian 50-80 km. Lapisan ini bersifat lapse rate, karena terdapat sedikit ozon yang menyerap radiasi, sehinggal molekul (yang terdapat di dekat puncak mesosfer) banyak kehilangan energi dari pada energi yang diserap. Oleh karena itu energi menjadi berkurang dan suhu mendingin dengan bertambahnya ketinggian. Kisaran suhu di mesosfer adalah dari -5 sampai -95 derajat celcius. Lapisan ini sangat tipis dan memiliki tekanan atmosfer yang sangat rendah kira-kira 1 mb. Hal ini berarti hanya seperseribu molekul  yang terdapat di seluruh atmosfer berada di lapisan ini, dan 99,99% nya berada di bawah lapisan ini. Mesosfer juga merupakan tempat penguraian O2 menjadi O. Batas antara lapisan mesosfer dan lapisan diatasnya (termosfer) adalah mesopause yang bersifat isotermal.

Termosfer (lapisan panas)merupakan lapisan yang paling atas mulai dari ketinggian 80 km dan tidak dapat ditentukan batas akhirnya. Beberapa ilmuan berpendapat batas akhirnya adalah 100 km. Kisaran suhu dari -95 derajat celcius pada 80km, hingga -50 derajat celcius pada 100 km, dan -38 derajt celcius pada ketinggian 110 km, Jarak antar molekul pada lapisan tersebut sangatlah jauh, mencapai 1 km untuk bertumbukan. Untuk membendingkannya, jika di permukaan bumi antar molekul hanya berjarak kurang dari sepersejuta centimeter untuk bertumbukan. Termosfer ini memliki nama-nama lain seperti eksosfer yaitu wilayah dimana atom dan molekul terpental ke luar angkasa. Selain itu juga dinamakan ionosfer karena merupakan tempat berlangsungnya proses ionisasi gas N2 dan O2.

Image

Profil atmosfer secara vertikal (Ahren 2007)

Komposisi nitrogen dan oksigen di atmosfer sama pada setiap lapisan yaitu 78% nitrogen dan 21% oksigen. Lapisan ini disebut homosfer yang terdapat di bawah lapisan termosfer. Karena termosfer merupakan lapisan yang sulit diketahui batasnya, sehingga lapisan ini dipengaruhi oleh luar angkasa dan komposisi nitrogen dan oksigen sangat beragam. Mulai dari batas bawah termosfer hingga ke puncak atmosfer dinamankan heterosfer.

Peran utama atmosfer adalah (1) sebagai sumber gas dan air presipitasi, (2) sebagai filter radiasi surya sehingga tidak merusak organ tubuh makhluk hidup, (3) bertindak sebagai buffer agar permukaan bumi tidak terlalu panas ataupun terlalu dingin, dan (4) sebagai pengatur kelestarian mekanisme cuaca dan iklim.

Satu pemikiran pada “Atmosfer

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s