BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Bumi memiliki seluruh sifat yang diperlukan bagi kehidupan. Salah satunya adalah keberadaan atmosfer, yang berfungsi sebagai lapisan pelindung yang melindungi makhluk hidup. Atmosfer terdiri dari lapisan yang berbeda yang tersusun secara berlapis satu diatas yang lainnya. Atmosfer merupakan bagian yang tak terpisahkan dari planet bumi. Setiap lapisan di atmosfer mengandung peranan yang sangat vital untuk keberlangsungan kehidupan makhluk hidup yang ada di bumi. Manusia sebagai salah satu makhluk hidup yang berada di bumi seharusnya menjaga keberadaan atmosfer, misalnya dengan mencegah kerusakan lapisan ozon. Lapisan ozon adalah salah satu komponen penting dalam lapisan atmosfer bumi. Lapisan atmosfer yang menyelubungi bumi mempunyai karakteristik yang berbeda. Atmosfer sangat menarik untuk dipelajari agar kita lebih menghargai setiap lapisan atmosfer bumi beserta peranannya bagi kehidupan. Makalah berjudul “Atmosfer” ini disusun untuk menjelaskan tentang atmosfer secara global. 1.2 Rumusan Masalah 1. Apa pengertian atmosfer ? 2. Bagaimana sifat atmosfer ? 3. Apa saja komposisi dari atmosfer ? 4. Apa saja struktur penyusun atmosfer ? 1 5. Bagaimana peranan atmosfer bagi kehidupan ? 1.3 Tujuan 1. Dapat mengetahui pengertian atmosfer 2. Dapat mengetahui sifat atmosfer 3. Dapat mengetahui komposisi dari atmosfer 4. Dapat mengetahui struktur penyusun atmosfer 5. Dapat mengetahui peranan atmosfer bagi kehidupan 2 BAB II ISI 2.1 Pengertian Atmosfer Atmosfer berasal dari kata amos berarti uap dan sphira berarti bolabumi. Atmosfer merupakan lapisan udara yang menyelimuti bumi. Lapisan atmosfer merupakan campuran dari berbagai unsur (Hartono,2007). Secara umum komposisi saat ini atmosfer kering (tanpa kandungan air) adalah 78,6 % (volume) nitrogen (N2), 21 % oksigen (O2), 0,9 % argon (Ar), 0,03 % karbon dioksida (CO2), dan berbagai jenis gas-gas pada level yang sangat kecil (kurang dari 0,002 %) seperti neon (Ne), helium (He), metana (CH4), kripton (Kr), hidrogen (H2), xenon (Xe), sulfur oksida (SO2), ozon (O3) ammonia (NH3), karbon monoksida (CO), dan sebagainya. Normalnya, air terkandung dalam atmosfer sebagai bentuk uap air sebesar 1-3 % volume (Manahan, 2000). Atmosfer bumi adalah campuran gas yang secara kimia-fisika relatif homogen pada setiap stratanya, yang membungkus permukaan bumi, dan tetap bertahan karena gravitasi bumi. Dibandingkan dengan diameter bumi (sekitar 12.000 km), atmosfer merupakan lapisan tipis (ketebalan 200-500 km) larutan udara sangat mudah dikompresi maupun diekspansi, dan mengelilingi bumi. Karena pengaruh gravitasi bumi, maka sebagian besar gas-gas penyusun atmosfer terkompresi di bagian bawah dekat permukaan bumi. Makin jauh jarak dari permukaan bumi, maka makin renggang struktur gas-gas penyusun atmosfer, sehingga densitas dan tekanan udara akan semakin rendah. 3 2.2 Sifat Atmosfer Lapisan atmosfer sebagai lapisan pelindung bumi memiliki beberapa sifat, yaitu tidak memiliki warna, tidak berbau, dan tidak memiliki wujud, serta hanya bisa dirasakan oleh indera perasa manusia dalam bentuk angin. Atmosfer memiliki berat sehingga dapat menyebabkan tekanan. Atmosfer memiliki sifat elastis dan dinamis, sehingga dapat mengembang dan mengerut hingga dapat bergerak dan berpindah (Hartono, 2007). 2.3 Komposisi Atmosfer a. Gas Gas-gas yang terdapat di atmosfer terutama tersusun atas nitrogen (78,08%) dan oksigen (20,95%). Sebagian besar oksigen di atmosfer dihasilkan oleh tumbuhan. Deforestrasi atau penebangan hutan akan menyebabkan kadar oksigen di atmosfer berkurang. Gas lain terdapat di atmosfer dalam jumlah sedikit, di antaranya adalah uap air (0,2-4%), karbon dioksida (0,035%), ozon (0,000004%) dan argon (0,93%). Selain itu, di atmosfer terdapat pula partikel debu yang terbawa oleh udara dan gas-gas polutan yang dihasilkan oleh asap kendaraan bermotor dan industri seperti sulfur dioksida dan nitrogen oksida. Komposisi gas penyusun atmosfer dapat dilihat pada tabel 4 Tabel 1 Komposisi Gas Penyusun Atmosfer (Sugiharyanto, 2007). Gas Simbol Volume (%) Nitrogen N2 78,08 Oksigen O2 20,95 Argon Ar 0,93 Karbon Dioksida CO2 0,035 Neon Ne 0,0018 Metana CH4 0,00017 Helium He 0,0005 Hidrogen H2 0,00005 Xenon Xe 0,000009 Ozon O3 0,000004 Tabel 1 diatas menunjukkan bahwa unsur nitrogen dan oksigen mencapai lebih dari 99%. Kedua unsur ini mempunyai peranan yang penting bagi kehidupan. Unsur gas yang paling kecil adalah ozon. Meskipun jumlah ozon sangat sedikit (0,000004%), namun unsur ini mempunyai peranan yang sangat penting, yaitu menyerap radiasi sinar ultraviolet dari matahari sehingga radiasi yang sampai ke permukaan bumi menjadi kecil (Sugiharyanto, 2007). b. Uap air Uap air berasal dari kandungan air pada hidrosfer yang menguap. Kadar uap air di atmosfer dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu suhu dan lokasi. Semakin 5 tinggi suhu udara, maka kandungan air dalam udara semakin besar. Hal itu dikarenakan semakin banyak air yang menguap. Di daerah khatulistiwa (daerah panas), kadar uap air rata-rata adalah 3%, artinya dari 1 liter udara terdapat 3% x 1 liter = 0,03 liter uap air. Sebaliknya, di daerah kutub (daerah dingin), kadar uap air di udara dapat mencapai 0%. Suhu yang dingin menyebabkan air hampir tidak menguap (hampir semua air membeku) (Mikrajuddin, 2007). Kadar uap air di atas permukaan laut, sungai, atau danau lebih tinggi daripada di atas daratan karena di daerah tersebut lebih banyak terjadi penguapan. Kadar uap air di daerah yang memiliki banyak laut, sungai, atau danau lebih tinggi daripada daerah gurun pasir. Gambar perubahan wujud zat dapat dilihat pada gambar 1 (Mikrajuddin, 2007). c. Aerosol Aerosol berupa partikel cair atau padat yang tersuspensi di dalam gas. Ukuran partikel aerosol antara 0,001-100 µm. Partikel-partikel yang berdiameter kurang dari 2,5 µm pada umumnya dianggap halus dan partikel yang berdiameter lebih besar dari 2,5 µm dianggap kasar. Aerosol yang terdiri dari partikel debu, abu, garam, dan asap juga terdapat di udara. Jenis aerosol yang dominan di udara yang mengakibatkan pencemaran dimana tercantum pada Tabel (Mu’in, 2004). 6 Tabel Jenis Aerosol yang Dominan di Udara Jenis Aerosol Presentase (%) Debu 20 Abu 10 Garam 40 Asap 5 Spora, Virus 25 Total 100 Pada umumnya, kota-kota besar mempunyai konsentrasi aerosol yang relatif lebih tinggi jika dibandingkan dengan di lautan. Sumber aerosol ada dua macam, yaitu primer dan sekunder. Aerosol primer, yaitu aerosol yang dikeluarkan langsung dari berbagai sumber (contoh : debu yang terbawa oleh udara sebagai akibat adanya angin atau partikel-partikel asap yang dikeluarkan dari cerobong asap). Aerosol sekunder mengikuti pada partikelpartikel yang dihasilkan di dalam atmosfer yang mengalami reaksi-reaksi kimia dari komponen-komponen gas (Mu’in, 2004). Aerosol dengan ukuran jari-jari 0,2 µm sampai dengan 10 µm dalam proses iklim berperan sebagai inti kondensasi (inti pengembunan) dalam pembentukan butir air di dalam awan. Tanpa adanya inti kondensasi di atmosfer, butir air hujan akan sulit terbentuk didalam awan. 7 2.4 Struktur Penyusun Atmosfer a. Troposfer Lapisan troposfer merupakan lapisan udara yang paling dekat dengan permukaan bumi. Ketebalan lapisan ini mencapai 18 kilometer di daerah equator dan 8 kilometer di daerah kutub. Sebagian besar massa atmosfer (80%) berada pada lapisan troposfer. Pada lapisan ini, setiap kenaikan tempat 100 meter menyebabkan suhu udara akan turun ± 0,6 ºC. Hal ini dapat dibuktikan ketika kita pergi ke daerah pegunungan, suhu udara terasa dingin. Suhu udara di lapisan teratas troposfer mencapai -60 ºC. Sedangkan suhu udara rata-rata di permukaan air laut untuk daerah tropis sekitar ± 27 ºC (Sugiharyanto, 2007). Pada lapisan troposfer terjadi fenomena dan gejala cuaca seperti angin, awan, hujan, halilintar, pelangi, dan sebagainya. Oleh karena itu, lapisan troposfer mempunyai peranan yang penting bagi kehidupan. Di atas lapisan troposfer terdapat lapisan antara yang disebut tropopause (Sugiharyanto, 2007). 8 b. Tropopause Tropopause adalah lapisan udara yang terdapat di antara troposfer dan stratosfer. Udara pada troposfer bagian atas sangat dingin dengan demikian lebih berat dibandingkan dengan udara yang berada di atas tropopause, sehingga udara pada troposfer tidak dapat menembus tropopause. Ketinggian tropopause lebih besar di ekuator daripada di daerah kutub. Tropopause terletak pada ketinggian 18 kilometer dengan suhu -80 ºC di ekuator, sedangkan di kutub tropopause hanya mencapai ketinggian 6 kilometer dengan suhu -40 ºC (Hartono, 2007). c. Stratosfer Lapisan stratosfer terletak di atas tropopause sampai pada ketinggian ± 50 kilometer. Pada stratosfer terdapat 2 lapisan udara yang sifatnya berbeda, yakni lapisan isothermal, yaitu lapisan udara pada ketinggian 11-22 kilometer yang suhunya seragam (± -60 ºC) dan lapisan inversi, yaitu lapisan yang terletak pada ketinggian 20-50 kilometer di atas permukaan bumi. Suhu udara pada lapisan ini semakin ke atas semakin meningkat, namun pada ketinggian 50 kilometer suhu udara mencapai -5 ºC. Terjadinya peningkatan disertai penurunan suhu udara disebabkan oleh adanya kandungan gas ozon (O3). Di atas lapisan stratosfer terdapat lapisan stratopause yang menjadi pembatas antara stratosfer dengan mesosfer (Sugiharyanto, 2007). 9 d. Stratopause Stratopause adalah bagian atmosfer yang berada di antara dua lapisan, yakni stratosfer dan mesosfer. Stratopause adalah bagian dari atmosfer ketika suhu di stratosfer mencapai titik tertingginya. Stratopause tidak hanya berada di bumi, namun juga di planet lain yang memiliki atmosfer. Stratopause terletak 50-55 kilometer di atas permukaan bumi dengan tekanan atmosfer sekitar 1/1000 tekanan di permukaan laut (Hartono, 2007). e. Mesosfer Lapisan mesosfer terletak pada ketinggian ± 50-85 kilometer di atas permukaan bumi. Suhu udara pada lapisan ini semakin ke atas semakin rendah. Setiap naik 1.000 meter suhu udara akan turun 2,5-3 ºC dan pada ketinggian 85 kilometer suhu udara mencapai -90 ºC. Di atas mesosfer terdapat lapisan mesopause yang membatasi dengan lapisan di atasnya (thermosfer) (Sugiharyanto, 2007). f. Mesopause Mesopause adalah lapisan batas antara mesosfer dan thermosfer yang memiliki temperatur minimum. Mesopause adalah tempat terdingin di bumi dengan suhu serendah -100 ºC karena kurangnya pemanasan dan pendinginan radiasi matahari yang sangat kuat dari karbondioksida. Mesopause memiliki ketinggian sekitar 85-100 kilometer dari permukaan bumi (Hartono, 2007). 10 g. Eksosfer atau Desifasisfer Eksosfer terletak pada ketinggian antara 800 – 1000 km dari permukaan bumi. Pada lapisan ini merupakan tempat terjadinya gerakan atom-atom secara tidak beraturan. Lapisan ini merupakan lapisan paling panas dan molekul udara dapat meninggalkan atmosfer sampai ketinggian 3.150 km dari permukaan bumi. Lapisan ini sering disebut pula dengan ruang antar planet dan geostasioner. Lapisan ini sangat berbahaya, karena merupakan tempat terjadi kehancuran meteor dari angkasa luar. h. Thermosfer Lapisan thermosfer terdapat pada ketinggian ± 85-500 kilometer di atas permukaan bumi. Lapisan ini sering disebut lapisan panas (hot layer). Suhu udara di bagian paling atas dari lapisan ini dapat mencapai > 1.000 ºC. Lapisan bawah dari thermosfer (85-375 kilometer) disebut lapisan ionosfer. Lapisan ionosfer berfungsi untuk penyebaran gelombang radio (Sugiharyanto, 2007). Lapisan ionosfer dibagi menjadi tiga lapisan, yakni lapisan ozon yang terletak antara 80-150 kilometer dengan rata-rata 100 kilometer diatas permukaan laut. Lapisan ini merupakan tempat terjadinya proses ionisasi tertinggi. Lapisan ini dinamakan pula dengan lapisan ozon yang mempunyai sifat memantulkan gelombang radio. Suhu udara pada lapisan ini berkisar antara -70 ºC sampai +50ºC. Lapisan kedua adalah lapisan udara F yang terletak antara 150-400 kilometer. Lapisan ini dinamakan pula dengan lapisan udara appleton. Lapisan ketiga adalah lapisan udara 11 atom dimana materi-materi berada dalam bentuk atom. Letak lapisan ini antara 400-500 kilometer di atas permukaan laut. Lapisan udara ini menerima panas langsung dari matahari, dan suhunya dapat mencapai 1200 ºC (Hartono, 2007). 2.5 Peranan Atmosfer Peranan atmosfer bagi kehidupan makhluk hidup tidak dapat diragukan lagi. Peranan tersebut tidak hanya untuk bernafas. Peranan atmosfer juga muncul dalam wujud mengatur atau menjaga agar kehidupan di bumi bisa berlangsung dengan aman (Mikrajuddin, 2007). Peranan atmosfer yang pertama yaitu sebagai pendukung kehidupan. Atmosfer merupakan pendukung utama kehidupan makhluk bumi karena menyediakan gas yang diperlukan bagi pernapasan manusia dan hewan. Beberapa gas yang diperlukan makhluk hidup tersedia dalam atmosfer, misalnya oksigen, hidrogen, karbon dioksida, dan nitrogen (Mikrajuddin, 2007). 12 Peranan atmosfer yang kedua adalah sebagai pengendali suhu bumi. Suhu di bulan pada malam hari sangat dingin dan pada siang hari sangat panas. Hal ini karena bulan tidak memiliki atmosfer. Keberadaan atmosfer menghindarkan bumi dari perubahan suhu yang sangat mencolok seperti di bulan. Pada siang hari suhu di bumi tidak terlampau panas dan pada malam hari suhu tidak terlampau dingin. Sebagian panas matahari yang jatuh ke bumi dipantulkan oleh lapisan atmosfer bagian atas sehingga panas yang mencapai bumi telah berkurang. Pada malam hari tempat yang tidak mendapat panas matahari secara langsung tetap hangat. Kalor yang dimiliki atmosfer pada siang hari tidak semuanya terbuang ketika memasuki malam hari. Atmosfer memerlukan waktu yang cukup lama untuk membuang habis kalor tersebut. Sebelum seluruh kalor terbuang, bagian atmosfer di tempat itu sudah kembali menjadi siang. Selain itu, bagian atmosfer yang sedang mengalami malam mendapat kalor dari bagian yang sedang mengalami siang melalui perpindahan kalor (Mikrajuddin, 2007). Peranan atmosfer yang ketiga yakni sebagai perisai radiasi ultraviolet. Sinar ultraviolet sangat berbahaya bagi manusia karena dapat menyebabkan kanker kulit. Sinar yang dihasilkan dari radiasi matahari tersebut sebenarnya sangat mudah menerobos atmosfer dan mencapai permukaan bumi. Beruntunglah di lapisan atas atmosfer terdapat lapisan ozon yang dapat menyerap sinar ultraviolet (Mikrajuddin, 2007). Peranan atmosfer yang keempat adalah sebagai penangkis meteor. Bumi senantiasa dihantam oleh hujan meteor. Jika tidak ada atmosfer, maka meteor 13 dapat mencapai permukaan bumi dengan kecepatan tinggi. Jika ini terjadi, tentu akan sangat membahayakan kehidupan makhluk bumi. Dengan adanya atmosfer, meteor-meteor tersebut akan terbakar habis karena bergesekan dengan atmosfer sebelum mencapai permukaan bumi (Mikrajuddin, 2007). Peranan atmosfer yang kelima yaitu sebagai penunjang komunikasi radio. Di atmosfer bagian atas terdapat lapisan gas-gas yang bermuatan listrik yang disebut ionosfer. Lapisan ini sangat mudah memantulkan gelombang radio. Dengan demikian, gelombang radio yang dipancarkan oleh stasiun pemancar dapat mencapai tempat-tempat yangsangat jauh. Berbeda dengan gelombang radio, gelombang televisi tidak dapat dipantulkan oleh lapisan ionosfer. Akibatnya, gelombang televisi lolos menembus lapisan tersebut. Gelombang televisi memerlukan bantuan satelit agar dapat mencapai tempat yang jauh (Mikrajuddin, 2007). Peranan atmosfer yang terakhir yakni untuk keperluan penerbangan. Atmosfer sangat penting bagi dunia penerbangan. Pesawat terbang, baik yang menggunakan baling-baling maupun mesin jet, dapat terangkat dan melayang di udara karena adanya gaya angkat yang dimiliki udara. Ada pula pesawat yang tetap dapat terbang meskipun tidak ada atmosfer. Pesawat tersebut adalah pesawat ruang angkasa yang menggunakan mesin roket (Mikrajuddin, 2007). 14 BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Atmosfer bumi adalah campuran gas yang secara kimia-fisika relatif homogen pada setiap stratanya, yang membungkus permukaan bumi, dan tetap bertahan karena gravitasi bumi. Atmosfer memiliki beberapa sifat, yaitu tidak memiliki warna, tidak berbau, dan tidak memiliki wujud, serta hanya bisa dirasakan oleh indera perasa manusia dalam bentuk angin. Komposisi dari atmosfer itu sendiri terdiri dari gas, uap air dan aerosol. Atmosfer juga memiliki struktur penyusunnya diantaranya troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer, dan eksosfer. Adapun peranan atmosfer bagi kehidupan yaitu sebagai pengendali suhu bumi, sebagai perisai radiasi ultraviolet dan bisa sebagai penunjang komunikasi radio. 3.2 Saran Penyusun menyadari bahwa penyusunan makalah ini jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun akan perbaikan makalah kami ini, dengan senang hati dan terbuka dari penulis menerima kritik dan saran dari pembaca. 15