Lapisan Atmosfer

Atmosfer ….
Berasal dari bahasa Yunani atmos
yaitu uap.
Lapisan atau selimut udara yang
mengelilingi bumi dan terdiri atas
beberapa gas yang dipertahankan
oleh gravitasi bumi dan digunakan
untuk melindungi bumi dari
serangan luar.
Sifat Atmosfer
• Merupakan selimut gas tebal yang secara menyeluruh
menutupi bumi sampai ketinggian lk. 560 km dari permukaan
bumi;
• Tidak mempunyai batas mendadak, tetapi menipis lambat laun
dengan menambah ketinggian, tidak ada batas pasti antara
atmosfer dan angkasa luar; makin tinggi, BJ-nya turun cepat;
• Tidak berwarna, tidak berbau, tidak dapat dirasakan, tidak
dapat diraba (kecuali bergerak sebagai angin);
• Mudah bergerak, dapat ditekan, dapat berkembang;
• Mempunyai berat (56 x 1014 ton) & dapat memberikan
tekanan. 99% dari beratnya berada sampai ketinggian 30
km, & separuhnya berada di bawah 6000 m.
• Memberikan tahanan jika suatu benda melewatinya berupa
panas akibat pergesekan (mis. meteor hancur sebelum
mencapai permukaan bumi)
• Sangat penting untuk kehidupan & sebagai media untuk
proses cuaca. Sebagai selimut yang melindungi bumi thd
tenaga penuh dari matahari pada waktu siang,
menghalangi hilangnya panas pada waktu malam.
• Tanpa atmosfer suhu bumi pada siang hari 93,30C &
pada malam hari -148,90C;
• Efek rumah kaca: energi panas/bahang menembus
atmosfer, tetapi bila ia dipantulkan dari tanah, ia tak
dapat lolos, apalagi bila langit berawan. Peningkatan
panas di atmosfer terjadi karena meningkatnya gas
rumah kaca, yaitu gas yang menyerap sinar infa-merah
seperti: SO2, NO2, CH4, CO2, O3, CFC.
Asal Atmosfer Bumi
• Setiap hari sejumlah besar udara diserap & diproses dgn berbagai
cara, & sejumlah gas dilepaskan ke udara oleh makhluk hidup.
• Karakteristik & komposisi udara kita bergantung pada pola
kehidupan yang terbentuk di bumi  Evolusi atmosfer
• Bumi berkogulasi dari bahan gas & debu yang mengelilingi
matahari 4 milyar th.yl; kehidupan muncul ½ milyar th kmd. O2
muncul lama setelah adanya organisme bersel satu.
• CO2 yang berlimpah dari sinar matahari membuat karbohidrat
dengan hasil sampingan O2 (fotosintesa). O2 terakumulasi di udara,
kmd berkembang makhluk yang membutuhkan O2.
• N2 bereaksi lambat, tetapi merupakan bagian penting dari
kehidupan, shg keseimbangan N2 di udara, di laut & di dalam bumi
sangat dipengaruhi oleh makhluk hidup.
• CO2 bersiklus dalam biosfer dengan cepat, dalam prosesnya
sebagian disimpan sbg batukapur & marmer, gas, minyak,
batubara, BO tanah.
• Interaksi tanah, air, udara & makhluk hidup secara tetap
menggunakan & memperbarui atmosfer. Diperkirakan keadaan
“stabil” atmosfer seperti sekarang ini kira2 terjadi 500 juta th.yl.
Komposisi Udara Kering (Atmosfer 0-25 Km)
Macam gas
Simbol
Volume (%)
Berat molekul
GAS PERMANEN
Nitrogen
N2
78.11
28.02
Oksigen
O2
20.95
32.00
Argon
Ar
0.93
39.88
Neon
Ne
0.0018
20.18
Helium
He
0.00052
4.00
Kripton
Kr
0.00014
83.80
Xenon
Xe
0.000087
131.3
Hidrogen
H2
0.000050
2.02
GAS VARIABEL
Uap air
H2 O
0--0.7
18
Karbon dioksida
CO2
0.01--0.1
44
Ozon
O3
0--0.00001
48
Methan
CH4
0.0002
16.04
Sulfur dioksida
SO2
0--0.0001
64
Nitrogen dioksida
NO2
0--0.000002
46
Atmosfer atas
80 -100 km
30-60 km
15-35 km
10 km keatas
10 km kebawah
Gas ringan H & He
BJ rendah; terkena UV; terjadi pemecahan molekul oksigen: O 2  O + O
proses tabrakan atom O & molekul Oksigen :
O2 + O  O3 (Ozon)
pembentukan molekul O2:
O3 + O  O 2 + O 2
kerapatan ozon tertinggi
tidak terdapat uap air (jumlah uap air akan kecil bila T udara rendah ; makin
tinggi tempat, T udara makin rendah, jml uap air makin rendah).
Uap air menempati 4 % volume atmosfer dekat permukaan; dari penguapan
muka air / transpirasi.
• Oksigen penting untuk mengubah makanan menjadi energi &
nitrogen terutama diperlukan bagi tanaman, namun walaupun
meliputi 99% volume udara ternyata pasif thd proses cuaca.
• Helium & Hidrogen sangat jarang, kecuali pada elevasi sangat
tinggi, karena merupakan gas yang sangat ringan.
• H2O (uap, cair, padat), CO2 (ERK) & O3 (menyerap UV) penting
didalam pertukaran panas antara atmosfer, bumi, dan matahari.
• CO2 masuk dalam atmosfer terutama karena kegiatan makhluk
hidup di darat & di laut. Keseimbangan dinamis diatur oleh fotosintesis yang menggunakan 3% jumlah CO2 per tahun.
• Hampir separuh CO2 dari atmosfer diserap laut. Molekul CO2
diperkirakan akan kembali setiap 6 tahun, sementara molekul N2
menghabiskan waktu 10 juta th untuk kembali digunakan dalam
proses biologis, sedangkan molekul O2 diperkirakan akan kembali
setelah 4 juta th.
• Terjadi peningkatan kandungan CO2 dalam atmosfer. Apa sebab
dan akibatnya?
Struktur Atmosfer ….
•
•
•
•
•
•
Troposfer ( 0-12 km )
Stratosfer ( 12-60 km )
Mesosfer ( 60-80 km )
Termosfer ( 80-100 km )
Ionosfer ( 100-800 km )
Eksosfer ( >800 km )
Troposfer
•
•
•
•
Berasal dari bahasa Yunani tropos yang
berarti berubah.
Terjadi peristiwa cuaca: angin, hujan, awan,
halilintar, dll.
Temperatur troposfer relatif tidak konstan,
semakin tinggi tempat suhu semakin rendah.
Lapisan ini terjadi percampuran udara yang
disebabkan oleh gerak vertikal udara yang
kuat.
Troposfer….
• Terdiri atas:
1.Lapisan planetair ( 0-1 km )
2.Lapisan konveksi ( 1-8 km )
3.Lapisan tropopause ( 8-12 km )
• Tropopause merupakan lapisan pembatas
antara troposfer dengan stratosfer sehingga
kegiatan udara secara vertikal terhenti pada
lapisan ini.
Stratosfer
• Terdiri atas tiga lapisan :
1.Lapisan isoterm
2.Lapisan Panas
3.Lapisan campuran teratas
• Terdapat lapisan ozon pada ketinggian 35 km.
• Lapisan Ozon adalah lapisan pelindung
troposfer dan permukaan bumi dari pancaran
sinar ultraviolet yang berlebihan.
Stratosfer ….
• Stratopause adalah lapisan peralihan antara
stratosfer dan mesosfer, suhu umumnya
konstan.
• Pada ketinggian 50 km, suhu 5º C dan disebut
daerah stratopause.
Mesosfer
• Terletak diantara stratopause dan mesopause.
• Mesopause adalah lapisan peralihan antara
mesosfer dan stratosfer.
• Suhu berkisar dari -50º sampai 70º C.
• Merupakan lapisan pelindung bumi dari
kejatuhan meteor.
Termosfer
• Memiliki temperatur antara -40º sampai
5º C.
• Didalam lapisan ini sebagian molekul dan
atom-atom udara mengalami ionisasi,
sehingga udaranya luar biasa tipis.
• Meskipun sangat tipis udara di termosfer
dapat membakar meteorit.
-
Ionosfer
•
•
•
Memiliki temperatur antara 0º sampai lebih
dari 70º C.
Di dalam lapisan ini seluruh atom udara
mengalami ionisasi.
Terdapat 3 lapisan :
1. Lapisan Kennely Heavyside atau lapisan E ( 100200 km )
2. Lapisan F atau lapisan Appleton ( 200-400 km )
Pada kedua lapisan diatas gelombang radio
mengalami pemantulan, yaitu gelombang
panjang dan pendek.
3.Lapisan atom ( 400-800 km )
Eksosfer
•
•
•
•
Merupakan lapisan atmosfer bumi paling luar.
Pengaruh gaya berat pada lapisan ini kecil.
Benturan antara bagian udara jarang terjadi.
Pada lapisan meteor mulai berinteraksi
dengan susunan gas atmosfer bumi.
Manfaat atmosfer
• Menyediakan oksigen
• Terjadinya awan
• Melindungi manusia dari sengatan sinar
ultraviolet.
• Ramalan cuaca
• Melindungi bumi dari hujan meteor.