Atmosphere

Atmosphere
Biosphere
Hydrosphere
Lithosphere
Atmosfer
Troposfer
• Lapisan ini berada pada level yang paling rendah, campuran gasgasnya adalah yang paling ideal untuk menopang kehidupan di
bumi.
• Di lapisan ini kehidupan juga terlindung dari sengatan radiasi yang
dipancarkan oleh benda-benda langit lain.
• Dibandingkan dengan lapisan atmosfer yang lain, lapisan ini
adalah yang paling tipis (lk. 15 km dari permukaan tanah).
• Di dalam lapisan ini, hampir semua jenis cuaca, perubahan suhu
yang mendadak, angin tekanan dan kelembaban yang kita rasakan
sehari-hari terjadi.
• Ketinggian yang paling rendah adalah bagian yang paling hangat
dari troposfer, karena permukaan bumi menyerap radiasi panas
dari matahari dan menyalurkan panasnya ke udara. Ketinggian
bertambah, maka suhu udara akan berkurang , dari sekitar 17oC
sampai - 52oC.
Stratosfer
• Perubahan secara bertahap dari troposfer ke stratosfer dimulai
dari ketinggian sekitar 11 km.
• Suhu di lapisan stratosfer yang paling bawah relatif stabil dan
sangat dingin yaitu sekitar - 57oC. Pada lapisan ini angin yang
sangat kencang terjadi dengan pola aliran yang tertentu.
• Awan tinggi jenis cirrus kadang-kadang terjadi di lapisan paling
bawah, namun tidak ada pola cuaca yang signifikan yang terjadi
pada lapisan ini.
• Dari bagian tengah stratosfer keatas, pola suhunya berubah
menjadi semakin bertambah semakin naik, karena bertambahnya
lapisan dengan konsentrasi ozon yang bertambah.
• Lapisan ozon ini menyerap radiasi sinar ultra ungu. Suhu pada
lapisan ini bisa mencapai sekitar 18oC pada ketinggian sekitar 40
km. Lapisan stratopause memisahkan stratosfer dengan lapisan
berikutnya.
Mesosfer
• Lk. 25 mil atau 40 km diatas permukaan bumi terdapat lapisan
transisi menuju lapisan mesosfer.
• Suhu kembali turun ketika ketinggian bertambah, sampai menjadi
sekitar - 143oC di dekat bagian atas dari lapisan ini, yaitu lk. 81
km diatas permukaan bumi.
• Memungkinkan terjadi awan noctilucent, terbentuk dari kristal es.
Termosfer
• Transisi dari mesosfer ke thermosfer dimulai pada ketinggian sekitar
81 km.
• Terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi pada lapisan ini
yaitu sekitar 1982oC, karena serapan radiasi sinar ultra ungu.
• Radiasi ini menyebabkan reaksi kimia sehingga membentuk lapisan
bermuatan listrik yang dikenal dengan nama ionosfer, yang dapat
memantulkan gelombang radio. Sebelum munculnya era satelit,
lapisan ini berguna untuk membantu memancarkan gelombang
radio jarak jauh.
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: O2  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?
DAUR HIDROLOGI
• Konsep daur hidrologi berkembang sejak abad 17: air yang
meninggalkan permukaan bumi akan kembali dalam jumlah yang
sama.
• Persediaan air di bumi tetap, berjumlah 1.360 juta km3 dalam
bentuk uap, cair maupun padat.
• Air menanggapi tenaga alam (perputaran bumi, panas matahari,
gravitasi), ketidakteraturan permukaan, sifat kimia & tekstur materi
bumi, shg selalu berubah & berpindah.
• Daur hidrologi meratakan perbedaan lokal menjadi keseimbangan
bumi dalam jangka panjang; dikendalikan oleh Matahari: membuat
cuaca, menentukan iklim, mengarahkan arus samudera, memahat
permukaan bumi, memungkinkan kehidupan di bumi.
• Pemindahan panas ke seputar bumi melalui uap air yang menempuh
ribuan km masuk dalam sistem arus angin, atau melalui arus air
• Siklus air di atmosfer rata-rata 12 hari.
• Sebuah molekul air mungkin harus menunggu 2.000 tahun untuk
memasuki daur.
Tempat
Samodera
Air permukaan (sungai, danau, laut pedalaman)
Air bawah permukaan (lengas tanah, air tanah)
Tudung es & gletser
Atmosfer
Jumlah
Volume (km3)
1.320.000.000
230.250
8.407.000
29.175.000
13.000
1.357.825.250
% total air
97.2
0,017
0,625
2.15
0.001
100
• Sekitar 396.000 km3 air naik ke atmosfer tiap tahun, 84%
berasal dari samudera, 16% dari darat (danau, sungai, tanah,
tanaman)  EVAPOTRANSPIRASI;
• 75% air yang naik langsung jatuh ke samudera;
• 10% jatuh ke tanah, mengalir kembali ke samudera &
• 15% meresap ke dalam tanah dimanfaatkan tanaman dll.