kuliah dasklim i – ii

I. PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
Iklim
Cuaca
: keadaan rata-2 cuaca yg terjadi pd suatu wilayah tertentu. dlm
periode tertentu ( data rata-2 cuaca dihimpun selama 25-30 th)
atau
deskripsi dr keadaan rata-2 cuaca dari daerah yg luas dlm
waktu yg lama
: keadaan ATM (yg dominan) pada saat tt. dan di tempat tt.
Keadaan ATM ini mrp gab dr berbagai unsur a.l. : suhu, tekanan
udara, angin, kelembaban udara dll.
M u s i m : keadaan rata-2 cuaca yg dominan yg terjadi pd suatu wilayah
tertentu scr terus menerus dlm kurun waktu 1 th.
Klimatologi : adalah keterangan & penjelasan ttg peredaran cuaca dan unsur-2
ATM dlm jangka pendek maupun panjang (Chambers, 1978)
Atau
ilmu yang mempelajari ttg keadaan rata-2 cuaca dr suatu
daerah dalam jangka waktu yg relatif panjang (selama 25-30 th)
Meteorologi :
:
:
Meteor = benda angkasa dan logos = ilmu
Ilmu ttg benda angkasa
Ilmu yg mempelajari ttg proses fisik yg terjadi di ATM pd suatu
daerah dan waktu tertentu yg relatif singkat
Metrologi
Kaliberasi alat-alat ukur
:
Agrometeorologi : Meteorologi Pertanian : Agroklimatologi :
mrp. Cab. dr ilmu meteorologi terapan yg berkaitan dg respon
organisme thd lingkungan fisik atau ilmu yg mempelajari proses
fisik di ATM yg berhubungan dg produksi pertanian
Meteorologi menelaah tentang proses atau gejala fisika yang berlangsung
secara dinamis pada lapisan ATM bumi;
Klimatologi menelaah tentang karakteristik iklim antar wilayah.
Yang membedakan antara klimatologi dan meteorologi adalah pokok bahasan
yang menjadi fokus kajian dari kedua cabang ilmu tentang ATM ini
Meteorologi lebih ditekankan pada perubahan-perubahan kondisi
ATM yg terjadi dalam waktu singkat, misalnya fluktuasi harian,
unsur-unsur iklim;
Klimatologi lebih ditekankan pada asas rata-rata dari unsur-unsur
iklim yang menjadi ciri dari suatu wilayah. Informasi klimatologi dapat
digunakan sebagai penduga keadaan suhu, kelembaban udara, intensitas
cahaya, curah hujan dan angin pada suatu wilayah pada waktu tertentu.
Unsur-2 Iklim : 1. radiasi matahari (RM) & lama penyinaran (LP)
2. suhu udara
3. tekanan udara (TU)
4. kelembaban udara
5. angin
6. awan
7. hujan
Unsur-2 Pengendali iklim : 1. penerimaan RM dan LP
2. distribusi daratan dan lautan
3. pusat tekanan tinggi dan rendah
4. arus lautan
5. gerakan masa udara
6. halangan pegunungan
7. ketinggian tempat & lintang tempat
Berdasarkan dimensi wilayahnya, iklim dibedakan atas :
1. Iklim Makro (Macro Climate) :
Keadaan rata-2 cuaca yg menggambarkan siatuasi iklim suatu wilayah yg
dimensinya > 100 km ( sulit diatur oleh manusia, dipengaruhi oleh peredaran
udara scr global)
2. Iklim Meso (Meso Climate) :
Dimensinya 1 – 100 km, manusia masih mampu mempengaruhinya
Mis : hujan buatan dan pengendalian kecepatan angin dg windbreak
3. Iklim Mikro (Micro Climate) :
Dimensinya < 1 km
Batasannya tgt organisme ( iklim mikro tan : dr ujung akar spi. Ujung tajuk tan)
Manfaat ilmu iklim dlm hub dg produksi pertanian :
1. peramalan produksi yg > tepat bdsrkan data cuaca
2. pengaturan pola tanam bdsrkan kondisi lingkungan (mis: pemanfaatan
air tanah scr maksimal)
3. melakukan kontrol terhadap lingkungan fisik disekitar tanaman (modifikasi
lingkungan), mis : pohon pelindung, naungan, mulsa, rumah kaca
Manfaat Iklim :
Iklim akan menjadi bahan pertimbangan dalam rancang bangun bangunan
hunian atau konstruksi bangunan fisik lainnya, bahan dan desain pakaian,
jenis dan porsi pangan yang dikonsumsi, dan ragam akitivitas sosial budaya
yang dilakukan manusia.
Iklim juga akan mempengaruhi jenis tanaman yang sesuai untuk
dibudidayakan pada suatu kawasan, penjadwalan budidaya pertanian
dan teknik budidaya yang dilakukan petani.
Kebijaksanaan untuk menghemat bahan bakar fosil melalui pengurangan
pemakaiannya dalam aktivitas rumah tangga dan kantor menjadikan
pengetahuan tentang iklim menjadi semakin penting dalam membuat
rancangan bangunan fisik.
Untuk memanfaatkan energi matahari secara efisien perlu diketahui
posisi danpergeseran garis edar matahari, sifat fisika cahaya dan total energi
radiasI matahari yang mungkin diterima.
Data iklim tentang kecepatan dan arah angin, keadaan awan, kabut dan
curah hujan akan penting sekali artinya dalam dunia penerbangan sebagai
faktor yang harus dipertimbangkan dalam pengaturan jadwal penerbangan
untuk meningkatkan kesalamatan penumpang.
Kegiatan pelayaran juga membutuhkan data iklim yang serupa.
Kecepatan angin perlu diketahui karena akan mempengaruhi besarnya
ombak yang terbentuk.
PENGARUH FAKTOR IKLIM TERHADAP PERTUMBUHAN TANAMAN
Pertumbuhan dan perkembangan tanaman sangat tergantung
pada faktor iklim dan faktor tanah.
Jenis atau species tanaman yang akan atau dapat ditanam pada
wilayah tertentu dapat diprediksi dari kondisi iklim, dan pertumbuhan tiap
tanaman secara langsung tergantung pada cuaca/iklim selama
siklus hidupnya.
FAKTOR IKLIM YG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN TAN :
1. RADIASI MATAHARI : Intensitas, LP dan Kualitas
2. SUHU
3. KELEMBABAN
4. CURAH HUJAN
5. ANGIN
6. EVAPORASI
7. DLL.
Cuaca & iklim memiliki peranan penting baik langsung maupun tidak
Langsung pada penyebaran, pemencaran, kelimpahan & perilaku serangga
INTENSITAS CAHAYA
Intensitas cahaya 10.000 lux = intensitas rendah
dan 50.000 lux atau lebih adalah tinggi.
Berdasarkan kebutuhan dan adaptasi tanaman thd IRM :
1. Sciophytes/ shade species/ shade loving
Yaitu tanaman yang dapat tumbuh baik pada tempat yang
ternaung dengan IRM yang rendah.
Tanaman kopi misalnya,
dapat tumbuh baik pada intensitas antara 30 – 50% dari radiasi penuh.
Cacao tumbuh baik pada intensitas 25% dari radiasi penuh,
sehingga ke2 tan ini membutuhkan naungan utk pertumbuhan terbaiknya.
2. Heliophytes/ Sun species/ Sun loving
Yaitu kelompok tanaman yang tumbuh baik pd IRM penuh,
sehingga tidak tahan dengan naungan (padi, jagung, tebu, ubi kayu dan
sebagian besar tanaman lainnya)
KUALITAS CAHAYA :
Photosynthetic Active Radiation (PAR) : λ = 0,40 – 0,76 μm,
berperan dalam
fotosintesis maupun pembentukan pigmen-pigmen tanaman
Dari kisaran cahaya tampak, ternyata yang
sangat berperan (diserap secara kuat oleh klorofil)
untuk fotosintesis : cahaya biru (425 – 490 nm) dan
merah (640 – 740 nm).
LAMA PENYINARAN (LP) :
Istilah fotoperiodisitas digunakan untuk fenomena
dimana fase perkembangan tumbuhan
dipengaruhi oleh LP yang diterima oleh tumbuhan tsb.
Beberapa jenis tumbuhan perkembangannya sangat dipengaruhi
oleh LP, terutama sehubungan dengan kapan
tumbuhan tersebut akan memasuki fase generatifnya →
long day plant,neutral day plant & short day plant
Penyinaran yang lebih lama akan memberi kesempatan
yang lebih besar bagi tumbuhan
untuk memanfaatkannya melalui proses fotosintesis.
Selain itu lama penyinaran akan
pula mempengaruhi aktivitas hormon pada tumbuhan,
terutama hormon tumbuhan yang berperan dalam inisiasi bunga.
SUHU
Suhu berpengaruh dalam mendukung atau membatasi pertumbuhan
semua organisme hidup, termasuk tanaman → suhu mempengaruhi
Sebaran tanaman & hewan.
Setiap jenis organisme mpy. kebutuhan suhu yang
berbeda-beda menurut jenis & stadia kehidupannya →suhu kardinal,
yaitu kisaran suhu yang diperlukan setiap jenis organisme untuk
mampu bertahan hidup, yang berada pada kisaran suhu minimum
sampai suhu maksimumnya masing-masing.
Suhu minimum adalah suhu batas terendah bagi suatu organisme
untuk dapat tetap bertahan hidup meskipun aktivitasnya nol,
Suhu maksimum adalah suhu batas tertinggi, dimana
organisme masih mampu bertahan hidup walaupun aktivitasnya nol.
Hukum Van`t Hoff : setiap 10ºC peningkatan suhu, laju produksi
bahan kering atau pertumbuhan meningkat 2 x (pada kisaran 5 - 35ºC)
KELEMBABAN & CURAH HUJAN :
Kelengasan berpengaruh thd. Berbagai proses kehidupa :
saat tanam, jenis komoditas yg diusahakan & pola tanam
Berdasarkan curah hujan tahunan :
1. Wilayah kering : < 250 mm/th
2. Sangat kering : 250 – < 500 mm/th
3. Agak lembab : 500 – < 1.000 mm/th
4. Lembab : 1.000 - < 1.500 mm/th
5. Basah : > 1.500 mm/th
Kelembaban udara → pembiakan, pertumbuhan, perkenbangan &
keaktifan serangga (umumnya 73 – 100%).
Aphis avenae Fab., A. pomi dr Geer dan A sorbi Krlt. : peletakan telur
tertinggi pada RH 80 – 100%.
Curah Hujan → pertumbuhan & keaktifan serangga
ANGIN :
ANGIN → MEMBENTU PENYERBUKAN TANAMAN
ANGIN TIDAK BERPENGARUH LANGSUNG PADA
PERTUMBUHAN & PERKEMBANGAN SERANGGA,
TETAPI ANGIN BERPENGARUH SCR TIDAK LANGSUNG THD
PENGUAPAN DAN KELEMBABAN UDARA , YG SCR
TIDAK LANGSUNG MEMPENGARUHI SUHU TUBUH &
KADAR AIR TUBUH SERANGGA
FAKTOR YANG MENENTUKAN VARIASI IKLIM DI PERMUKAAN BUMI :
1. KEDUDUKAN BUMI TERHADAP MATAHARI
A. JARAK BUMI TERHADAP MATAHARI
B. LINTANG TEMPAT (LATITUDE)
2. KETINGGIAN TEMPAT (ALTITUDE)
3. DISTRIBUSI DARATAN DAN LAUTAN
4. PERADABAN MANUSIA
5. SITUASI PERMUKAAN BUMI
1.A. JARAK BUMI TERHADAP MATAHARI
REVOLUSI : PERPUTARAN BUMI MENGELILINGI MATAHARI (ELLIPS)
ROTASI
: PERPUTARAN BUMI PADA POROSNYA
SEBAGAI AKIBAT DARI REVOLUSI BUMI, MAKA PADA WAKTU
YANG BERSAMAAN TIDAK SEMUATEMPAT DI PERMUKAAN BUMI
MENERIMA ENERGI RADIASI MATAHARI
DALAM JUMLAH YANG SAMA
REVOLUSI BERLAWANAN ARAH DG PERPUTARAN JARUM JAM SELAMA
365 HARI MEMBENTUK ELLIPS DAN SUMBU PERPUTARAN BUMI SELAMA
PEREDARANNYA TIDAK SELALU TEGAK LURUS THD ARAH CAHAYA
MATAHARI, AKIBATNYA JARAK BUMI THD MATAHARI TIDAK SELALU SAMA
BERDASARKAN JARAK BUMI TERHADAP MATAHARI, DIKENAL :
1. APHELION : JARAK BUMI THD MATAHARI TERJAUH, (±152 JUTA KM)
1 – 3 JULI
ENERGI YANG DITERIMA 1,80 CAL/CM2/MENIT
2. PERIHELION : JARAK BUMI THD MATAHARI TERDEKAT, (±147 JUTA KM)
1 – 3 JANUARI
ENERGI YANG DITERIMA 2,01 CAL/CM2/MENIT
KARENA JARAK BUMI TERHADAP MATAHARI BERBEDA-BEDA,
ENERGI YANG DITERIMA BUMI BERBEDA, MAKA IKLIMNYA
JUGA BERBEDA
1. B. LINTANG TEMPAT (LATITUDE)
MENGGAMBARKAN SEBARAN DARATAN DI PERMUKAAN BUMI
YG DIKAITKAN DENGAN SITUASI PENERIMAAN
SINAR MATAHARI
ROTASI TIDAK TEPAT PADA POSISI POROS, ANTARA KUTUB
UTARA DAN SELATAN TIDAK TEPAT TEGAK LURUS
SEHINGGA SEOLAH-OLAH MATAHARI BERGERAK
KE UTARA DAN KE SELATAN
Berdasarkan hukum Lambert (Lambert’s Cosine Law), kerapatan aliran
energi cahayayang diterima per satuan luas permukaan
akan mencapai maksimal jika berkas cahaya jatuh tegak lurus
terhadap permukaan tersebut.
Karena bumi berbentuk bulat, maka sesuai dengan hukum Lambert,
kerapatan aliran energi cahaya yang diterima per satuan luas permukaan
di daerah sekitar equator
akan lebih tinggi dibanding dengan daerah pada garis lintang
yang lebih tinggi, baik pada belahan bumi Utara maupun Selatan
dan terendah di daerah kutub.
Revolusi dan rotasi bumi menyebabkan seluruh permukaan bumi secara
bergantian dapat menerima cahaya matahari.
Sumbu perputaran bumi selama peredarannya tidak selalu pada
posisi tegak lurus thd arah cahaya matahari (garis yang menghubungkan
titik kutub Utara dengan titik kutub Selatan tidak selalu pada posisi tegak
lurus terhadap garis yang menghubungkan titik pusat lingkaran bumi dengan
titik pusat lingkaran matahari). Secara teratur, sumbu perputaran bumi akan
bergerak ke kiri dan ke kanan membentuk sudut maksimum sebesar hampir
23,50 dari posisi tegak lurusnya
Garis edar matahari bergerak dari equator ke utara sampai 23º 27’LU
(TROPIC OF CANCER) → ke equator →
ke 23º 27’LS (TROPIC OF CAPRICORN) → ke equator dst
→ berlangsung secara teratur setiap tahun.
22 Juni → matahari pada Tropic of Cancer (23º 27’LU)
sebagian wilayah kutub selatan akan selalu gelap
(tidak menerima cahaya matahari secara langsung)
Batas wilayah gelap & terang pada 66 º33’LS → lingkaran Antartika
Batas wilayah gelap & terang pada 66º 33' LU → lingkaran Artika
•
Panjang hari pada daerah tropis relatif konstan sepanjang tahun, tetapi
untuk lokasi yang semakin jauh dari garis equator, panjang hari akan
berfluktuasi semakin besar.
•
Pada saat garis edar matahari berada di sebelah Utara garis equator,
panjang hari pada BBU > 12 jam
sebaliknya pada saat tersebut, panjang hari di BBS akan < 12 jam.
•
Panjang hari maksimal tercapai pada saat matahari berada pada
tropic of cancer untuk BBU, sedangkan pada BBS terjadi pada saat
matahari berada pada tropic of capricorn.
•
Adanya perbedaan penerimaan cahaya matahari antara tropis,
sub tropis dan kutub menyebabkan perbedaan cuaca/iklim diantara
ke tiga zona tersebut.
Gambar. Lama Penyinaran pada Berbagai Lintang Tempat
BERDASARKAN LINTANG, BUMI DIBAGI 3 ZONE
ZONE TROPIS
:
0
- 23 27 LU/LS
ZONE SUB TROPIS
: 23 27 - 66 33 LU/LS
ZONE KUTUB
: 66 33 -
90
LU/LS
PERMUKAAN BUMI YANG PALING BANYAK
MENERIMA ERM ADALAH TROPIS, KEMUDIAN SUBTROPIS DAN
PALING SEDIKIT KUTUB
AKIBAT REVOLUSI, ERM YANG DITERIMA PERMUKAAN BUMI
BERBEDA-BEDA, MAKA IKLIMNYA JUGA BERBEDA-BEDA
2. KETINGGIAN TEMPAT
Bahwa permukaan bumi mrp permukaan yang sangat kasar,
sebagai buktinya ada daerah-daerah yang landai & tinggi.
Dataran Tinggi
> 700 m dpl
Dataran menengah 400 – 700 dpl
Dataran rendah < 400 m dpl
Dataran tinggi : t rendah*, TU rendah dan RH tinggi
Dataran rendah : t tinggi *, TU tinggi dan RH rendah
*) di dataran tinggi, kerapatan udara lebih
renggang shg kemampuan udara untuk menyimpan panas lebih sedikit
*) di dataran rendah, tekanan udaranya tinggi karena mempunyai
Kerapaan udara yang tinggi sebagai akibat dari
Gaya gravitasi bumi
3. DISTRIBUSI DARATAN DAN LAUTAN
Permukaan bumi : 73% lautan dan 27% daratan shg
kondisi iklim di darat dipengaruhi oleh lautan
Perbedaan daratan dan lautan :
Adanya perbedaan sifat mol : dihubungkan dg
reaksinya thd penerimaan ERM.
Darat : mol bersifat statis/pasif, laut : mol bersifat aktif.
Apabila daratan menerima panas, E yg diterima oleh PB,
bila sudah tidak mampu baru dirambatkan ke tempat lain.
Lautan menerima panas, langsung dirambatkan
ke tempat lain karena mol air selalu bergerak
4. PERADABAN MANUSIA
Industri → gas buangan di udara meningkat. Perubahan kompisisi ATM,
mis peningkatan [CO2] dan [SO2] & penipisan lapisan ozon
pada lap stratosfer dpt mengakibatkan ERK
→ merubah iklim global kearah yg kurang
menguntungkan → terjadi peningkatan suhu pada lap bawah ATM
5. SITUASI PERMUKAAN BUMI
Pengurangan vegetasi scr drastis dpt
merubah situasi iklim lokal dan global.
Lokal
: neraca air dan siklus hidrologi
Global : berhubungan dg peran veg dlm memanfaatkan CO2 ATM.
Veg <<, [CO2] di ATM ↑, shg suhu meningkat
(CO2 penyerap infra merah)
II. ATMOSFER
Pengertian Atmosfer
Atmosfer adalah campuran dari berbagai macam gas, uap air
dan partikel padat yang melayang-layang yang menyelimuti PB.
Partikel padat yang melayang-layang di atmosfer ini disebut aerosol,
dapat berupa debu, serbuk sari tanaman dan mikroorganisme.
Komposisi Atmosfer
Pada lapisan ATM terkandung berbagai macam gas
Berdasarkan volumenya, maka jenis gas yang paling banyak terkandung
adalah Nitrogen (N2) = 78,08%; Oksigen (O2) = 20,95%;
Argon (Ag) = 0,93% dan Carbon dioksida (CO2) = 0,03%.
Berbagai jenis gas juga terkandung pada lap. ATM tetapi dalam
konsentrasi yang jauh lebih rendah, misalnya Neon (Ne), Helium (He),
krypton (Kr), hydrogen (H2), Xenon (Xe), Ozon (O3), Metan (CH4) dan uap air.
Diantara gas-gas yang terkandung pada lap. ATM tsb,
CO2 dan uap air terkandung dalam konsentrasi yang bervariasi dari
tempat ke tempat dan dari waktu ke waktu untuk uap air.
Pembakaran bahan bakar fosil yang berlangsung pada berbagai
kegiatan industri dan kendaraan bermotor telah menyebabkan
peningkatan konsentrasi CO2 di ATM.
SO2, NO2, CO & O3 : gas pencemar yg mengganggu kesehatan
Gas-2 di ATM : 1. Stabil : N2, O2, C, Ne, Cr, Xe dan He
2. Labil : CO2, CO, O3, NO2, SO2 dan H2S
O3 (Ozon) : - pd ketinggian > 10 km bermanfaat bagi kehidupan
sbg penyerap uv → mengurangi resiko kanker kulit &
pemanasan yg berlebihan.
- dekat dg PB → mengganggu kesehatan
- terbentuk dr reaksi kimia antara NO dg senyawa volatil
jika ada O2 dan cahaya
Gaya gravitasi yang menyebabkan sebagian besar
gas-gas dan aerosol berada dekat dengan PB.
Kerapatan udara (berarti juga tekanan udara) akan menurun
dengan semakin bertambahnya ketinggian tempat.
Separuh dari massa atmosfer berada antara PB spi pd ketinggian 5,6 km.
Pada lapisan ATM yang paling tinggi (> 1000 km), gas yang dominan
adalah Hidrogen dan Helium, bukan Nitrogen dan Oksigen.
FUNGSI ATM :
1. SEBAGAI STABILISATOR UNSUR-UNSUR CUACA
a. Sebagai pemantul radiasi yg akan masuk ke PB
b. Sebagai penyerap radiasi yg akan masuk ke PB
2. MENGURANGI PELEPASAN ENERGI DR PB.
3. MENDISTRIBUSIKAN AIR KE BERBAGAI WIL DI PB.
4. MENYEDIAKAN O2, CO2 DAN N2 UNTUK KEHIDUPAN
FUNGSI ATMOSFER
1. Sebagai Stabilisator Unsur-unsur Cuaca :
a. Sebagai pemantul sinar yang akan masuk ke PB
Suatu cahaya yang mengenai suatu permukaan apakah permukaan
tanah, air, tanaman maupun udara, maka sebagian cahaya yang datang
tersebut dipantulkan kembali ke luar ATM.
Kemampuan suatu permukaan ATM dalam memantulkan cahaya
sangat dipengaruhi oleh warna permukaan. Bila permukaan berwarna
putih, yaitu bila komponen ATM yang dominan pada saat itu uap air,
maka kemampuan untuk memantulkan cahaya relatif lebih besar.
Sehingga apabila bagian dari cahaya yang spi di permukaan ATM
banyak yang dipantulkan,→ bagian yang diserap atau ditransmisikan
lebih rendah
b. Sebagai penyerap radiasi yang akan masuk ke PB
Bbrp gas yang tdp di ATM mpy peranan sbg penyerap SM.
Gas Nitrogen, Oksigen dan Ozon berperan sbg penyerap UV,
shg dengan adanya ATM, sinar UV yang spi ke PB > sedikit.
(± 9%).
Sedikitnya UV yang spi ke PB erat kaitannya dg besarnya
konsentrasi gas penyerapnya, yaitu Nitrogen (78,08%),
Oksigen (20,95%).
Selain gas-gas tersebut, masih banyak gas-gas lain yang
berperan sbg penyerap SM : CO, CO2 dan uap air
yang berfungsi sbg penyerap sinar IR,→
sinar IR yang spi ke PB juga berkurang ( ±46%).
2. Mengurangi Pelepasan Energi dari Permukaan Bumi
Keberadaan kumpulan gas-gas, uap air dan partikulat di ATM
disamping sebagai filter RM yg spi ke PB, juga berperan sbg
penghambat terjadinya pelepasan energi dari PB secara berlebihan.
Jika tidak ada ATM, → proses pelepasan energi dr PB (reradiasi)
akan sangat besar, shg fluktuasi suhu sangat tinggi, → t siang ±93º C
karena pada waktu siang hari energi yang sampai ke PB sangat tinggi
karena tidak ada atmosfer yang menghalangi sinar yang masuk
pada malam hari : pelepasan energi berlangsung sangat banyak →
suhu akan sangat rendah, t malam ± - 184º C.
Adanya atmosfer akan menghambat laju pelepasan energi
serta memantulkan kembali radiasi yang dilepas oleh bumi,
sehingga pada malam hari di permukaan bumi terasa lebih hangat.
3. Mendistribusikan Air ke Berbagai Wilayah di Permukaan Bumi
Peran penting ATM lainnya adalah dalam mendistribusikan air
antar wilayah di PB. Peran perndistribusiaan air oleh ATM dapat
dilihat pada siklus hidrologi.
Tanpa adanya ATM yang mampu menampung uap air, maka
seluruh air pada PB akan mengumpul pada tempat-tempat yang
paling rendah. Sungai-sungai akan kering, seluruh air tanah akan
merembes ke laut. Air hanya akan mengumpul di laut atau samudra.
Dengan adanya lap. ATM yang mampu menampung uap air
hasil proses evaporasi, transpirasi atau evapotrasnpirasi, → air
(dalam bentuk uap) dapat diangkut ke berbagai tempat di muka bumi.
Pendistribusian air oleh ATM ini membuka peluang bagi makluk
hidup untuk tumbuh dan berkembang di seluruh PB jika syarat tumbuh
lainnya terpenuhi.
4. Menyediakan O2, CO2 dan N2 sebagai Sumber Kehidupan
Organisme di Permukaan Bumi
Makluk hidup butuh Oksigen untuk pernafasan (respirasi)
agar dihasilkan cukup energi untuk menunjang aktivitas dan
Pertumbuhannya
Tumbuhan juga membutuhkan CO2 sebagai bahan baku untuk sintesis
karbohidrat, melalui fotosintesis. Kebutuhan tumbuhan akan CO2 juga
dapat diperoleh dari ATM. Karbohidrat yang dihasilkan tumbuhan
inilah yang kemudian dikonsumsi oleh makluk hidup lainnya,
sebagaimana yang dikenal dalam rantai makanan.
Disamping itu N2 yang dibutuhkan dalam sintesa protein juga dapat
diperoleh dari ATM.
LAPISAN ATMOSFER
1. TROPOSFER
mrp lapisan yang paling bawah, berada antara PB spi pd
ketinggian 8 km pada posisi kutub dan 18 – 19 km pada equator.
Pada lapisan ini suhu akan menurun dengan ber + ketinggian
tempat (Lapse rate suhu).
- Suhu pada lap. troposfer terrendah – 55º C dan tertinggi 25 ºC.
Perubahan tekanan udara berkisar dari 1030 mb sampai 100 mb.
Lapisan troposfer dianggap lap. paling penting karena :
- berhubungan langsung dengan PB yang merupakan habitat dari
berbagai jenis makluk hidup (lap. Biosfer)
- sebagian besar dinamika iklim berlangsung pada lapisan ini
- lebih dari 95% gas-gas, uap air maupun partikulat terutama gas N2
seluruhnya ada pada lapisan ini dan sebagian besar O2 dan > 90%
uap air berada di lap. ini → awan dan hujan sangat dominan.
2. TROPOPOUSE
• di atas troposfer, terletak pada ketinggian18 – 21 km dr PB,
mrp. Lap. transisi antara troposfer dg stratosfer.
suhu lebih rendah dan relative konstan dibanding pada lap
troposfer, ± - 60 sampai - 80ºC walaupun ketinggiannya bertambah.
• Pada lapisan ini gas yang paling dominan adalah O2,
sebagian uap air dan partikulat.
• Suhu yang sangat rendah pada tropopause ini→ uap air tidak
dapat menembus ke lapisan atmosfer yang lebih tinggi, karena
uap air akan segera mengalami kondensasi sebelum mencapai
Tropopause.
3. STRATOSFER
• Stratosfer adalah lap. ATM yang mpy peranan penting
dalam perlindungan bumi thd. radiasi UV, karena pada lap. Ini
komposisi O3 paling dominan & gas O3 mpy. peranan penting
dalam menyerap sinar UV.
• Stratosfer terletak pada ketinggian antara 19 – 48 km dari PB.
• Suhu pada lapisan ini memperlihatkan gejala INVERSI SUHU
(inverse), yaitu suhu akan meningkat dengan ber + ketinggian.
•
Suhu berkisar antara – 60 ºC sampai 0 º C
• Terjadinya gejala inversi disebabkan oleh keberadaan O3
terutama pada ketinggian 35 – 48 km.
•
Lapisan stratosfer tidak mengandung uap air, lapisan ini hanya
mengandung udara kering.
4. STRATOPOUSE
• Merupakan lapisan transisi antara stratofer dan mesosfer,
terletak pada ketinggian 48 – 52 km dari PB dengan ciri
specifiknya adalah suhu udara berkisar 0 – 5º C dan
relative konstaN walaupun ketinggiannya meningkat.
• Gas yang masih banyak ditemukan pada lap. ini adalah Helium
sedangkan O2 dan uap air sangat jarang ditemukan.
5. MESOSFER
• Di atas stratopause terdapat lapisan Mesosfer.
• Suhu pada lapisan ini akan menurun dengan bertambahnya
ketinggian, sebagaimana yang terjadi pada troposfer.
• Suhu terendah terukur pada ketinggian 80 – 100 km,
yang mrp. batas dengan lapisan atmosfer berikutnya,
yaitu termosfer.
• Kisaran suhu pada lapisan ini 0 sampai – 90º C.
• Gas yang masih ditemukan pada lapisan ini adalah Hidrogen
walaupun jumlahnya sangat sedikit.
6. MESOPOUSE
• Adalah lapisan ATM yg merupakan lap. Transisi
antara mesosfer dengan lapisan termosfer atau ionosfer yang
terletak pada ketinggian 100 – 110 km di atas PB
• Suhu rata-rata – 90º C yang relatif konstan.
7.TERMOSFER ATAU IONOSFER
• Berada di atas mesopause spi pada ketinggian 650 km.
• Pada lapisan ini gas-gas akan mengalami ionisasi.
→ lapisan ionosfer.
• Molekul O2 akan terpecah menjadi oksigen atomic.
• Proses pemecahan oksigen (dan gas-gas atmosfer lainya)
akan menghasilkan panas yang menyebabkan naiknya suhu
pada lapisan ini.
EFEK RUMAH KACA
ERK atau greenhouse effect mrp istilah yang pada awalnya berasal dari
pengalaman para petani di daerah yang beriklim sedang (sub tropis) yang
menanam sayur-sayuran dan biji-bijian di dalam rumah kaca.
Pengalaman mereka menunjukkan bahwa pada siang hari pada waktu
cuaca cerah, meskipun tanpa alat pemanas, suhu di dalam rumah kaca
lebih tinggi dibanding suhu di luar rumah kaca.
Hal tsb terjadi karena sinar matahari yang menembus kaca
dipantulkan kembali oleh tanaman/tanah di dalam rumah kaca sebagai
sinar infra merah yg berupa panas. Sinar tsb tidak dapat keluar ruangan
rumah kaca sehingga udara di dalam runah kaca suhunya naik dan
panas yg dihasilkan terperangkap di dalam rumah kaca dan tidak tercampur
dengan udara diluar rumah kaca.
ERK di atmosfer
RM yang sampai ke bumi (setelah melalui penyerapan
oleh berbagai gas di atmosfer) sebagian dipantulkan dan sebagian
diserap oleh bumi. Bagian yg diserap akan dipancarkan lagi oleh bumi
sebagai sinar infra merah yg panas. Sinar infra merah tsb di atmosfer
akan diserap oleh gas-2 rumah kaca seperti uap air dan CO2 sehingga
terlepas ke luar angkasa dan menyebabkan panas terperangkap
di troposfer dan mengakibatkan peningkatan suhu di lapisan troposfer
dan di bumi. Hal ini yg menyebabkan terjadinya ERK di bumi.
Mekanisme Terjadinya ERK
ATM adalah lap. dr berbagai macam gas yg menyelimuti PB.
Ketika pancaran/radiasi dr Matahari yg berupa sinar tampak atau
gelombang pendek memasuki ATM,
sebagian dr sinar tsb direfleksikan kembali oleh awan-2 & debu-2
yg tdp di angkasa & sebagian lainnya diteruskan ke PB.
Dari radiasi yg langsung menuju PB,
sebagian diserap oleh PB,
tetapi sebagian lainnya “dipantulkan” kembali ke angkasa oleh
es, salju, air & permukaan reflektif bumi lainnya.
Sinar tampak adalah gel pendek, setelah dipantulkan kembali oleh PB
berubah → sinar IR (berupa energi panas).
Sebagian dari IR tsb tdk dpt menembus kembali /lolos ke luar angkasa,
karena gas-2 yg ada di ATM sudah terganggukomposisinya, → energi
panas yg seharusnya lepas ke angkasa (stratosfer) terpancar kembali ke
PB (stratosfer) atau adanya energi panas tambahan lagi ke PB.
GAS – GAS RUMAH KACA :
Gas-gas rumah kaca (Greenhouse gases) adalah gas-2
yg menyebabkan terjadinya ERK :
uap air (H2O),
karbon dioksida (CO2),
metana (CH4), ozon (O3),
dinitrogen oksida (N2O)
Clorofluorocarbon (CFC).
Gas-2 rumah kaca dapat terbentuk secara alami maupun sebagai
akibat pencemaran.
Gas rumah kaca di ATM menyerap sinar IR yang dipantulkan
oleh bumi.
Peningkatan gas rumah kaca akan meningkatkan ERK yg
dapat menyebabkan terjadinya pemanasan global.
1. UAP AIR
Bersifat tidak terlihat & mrp penyumbang terbesarbagi ERK.
Jumlah uap air di atmosfer berada di luar kendali manusia
dan dipengaruhi terutama oleh suhu global.
Jika bumi menjadi lebih hangat, jumlah uap air di ATM akan
meningkat karena naiknya laju penguapan → meningkatkan
ERK dan mendorong pemanasan global.
2. KARBON DIOKSIDA
Adalah GRK terpenting penyebab pemanasan global
yang banyak ditimbun di ATM karena kegiatan manusia.
Sumbangan utama manusia terhadap jumlah CO2 di ATM
berasal dari pembakaran bahan bakar fosil, yaitu minyak bumi,
batu bara dan gas bumi.
Penggundulan hutan serta perluasan wilayah pertanian juga
meningkatkan jumlah CO2 di ATM.
3. METANA (CH4)
Dihasilkan secara alami ketika jenis-2 mikroorganisma
tertentu menguraikan bahan organik pada kondisi anaerob.
Gas ini juga dihasilkan secara alami pada saat pembusukan
biomasa dirawa-rawa → disebut juga gas rawa.
Metana mudah terbakar dan menghasilkan CO2 sebagai
hasil sampingan.
Sawah mrp kondisi ideal bagi pembentukkan metana,
dimana tangkai padi bertindak sbg saluran metana ke ATM.
4. OZON (O3)
Adalah GRK alami yang tdp di ATM (troposfer & stratosfer).
Di troposfer, O3 mrp zat pencemar hasil sampingan yg
terbentuk ketika SM bereaksi dengan gas buang
kendaraan bermotor.
5. DINITROGEN OKSIDA (N2O)
Mrp GRK yg terdapat secara almi di ATM.
Diduga bersumber dari kegiatan m.o di dalam tanah.
Pemakaian pupuk N juga meningkatkan jumlah gas ini
di ATM & juga dihasilkan dalam jumlah kecil oleh
pembakaran bahan bakar fosil.
6. CHLOROFLUOROCARBON (CFC)
Mrp sekelompok gas buatan & mpy sifat tidak beracun,
tidak mudah terbakar dan amat stabil shg dapat digunakan
dlm berbagai peralatan terutama setelah perang dunia II.
CFC yang paling banyak digunakan mpy nama dagang Freon.
Dua jenis CFC yang paling banyak digunakan : CFC R-11 &
CFC R-12, yg digunakan dlm proses mengembangkan busa,
dalam peralatan pendingin ruangan dan lemari es.