Atmosfer

Atmosfer berasal dari kata atmos yang berarti uap atau gas dan sphaira atau sphere yang berarti bola atau lingkungan. Jadi, atmosfer ialah massa udara yang menyelimuti bulatan bumi. Atmosfer ini penting untuk melindungi bumi dari pemanasan dan pendinginan yang berlebihan, dari meteor, dan sebagainya. Beberapa gas yang kandungannya paling banyak di atmosfer, antara lain nitrogen, oksigen, argon, dan karbondioksida. Jenis gas lain yang walaupun kandungannya sangat sedikit di udara tetapi sangat bermanfaat bagi kelangsungan makhluk hidup di muka bumi adalah ozon.

Ozon yang terdapat di stratosfer berfungsi sebagai penyaring sinar ultraviolet. Sinar ultraviolet yang jumlahnya sedikit ini sangat bermanfaat bagi kehidupan, seperti membantu fotosintesis bagi tumbuhan serta membantu mengubah provitamin D menjadi vitamin D bagi manusia. Sebaliknya, jika sinar ini tidak disaring

terlebih dahulu oleh ozon, dapat menimbulkan bencana bagi kehidupan di bumi.

Atmosfer terdiri dari gas-gas yang sifatnya mudah memampat dan mengembang. Karena merupakan zat, atmosfer juga memiliki berat hingga mengembang ketika mendapat tekanan udara dan mengerut ketika dingin. Sifat-sifat gas yang terdapat dalam atmosfer antara lain tidak berwarna, tidak berbau, tidak bisa dirasakan (kecuali dalam bentuk angin), tidak bisa diraba, dinamis, transparan, dan mempunyai berat. Berikut ini prosentase gas yang terdapat di atmosfer.

Kelompok Nama Gas Lambang Volume Berat molekul Manfaat Gas Utama Nitrogen N2 78% 28,02 Bagi kehidupan tumbuhan Oksigen O2 20,95% 32,00 Pernapasan makhluk hidup Argon Ar 0,93% 39,88 Karbon dioksida CO2 0,03% 44,00 Fotosintesis tumbuhan Gas Penyerta Permanen Neon Ne 0,0018% 20,18 Lampu neon Helium He 0,0005% 4,00 Pengisi balon gas Krypton Kr 0,00018% - - Xeon Xe 0,000006% - - Hidrogen H 0,00005% 2,02 Gas Penyerta tidak Permanen Ozon O3 0,00006% 48,00 Menyerap sinar untra violet dari matahari

 

Pembagian lapisan atmosfer secara vertikal dibedakan atas dasar perbedaan karakter suhu. Berdasarkan parameter ini, atmosfer dibedakan menjadi empat lapisan utama,yaitu:

1.   Troposfer

Merupakan lapisan atmosfer paling bawah dengan ketinggian sekitar 0–12 km dari permukaan bumi. Ketebalan troposfer ini berbeda-beda di berbagai tempat. Di kawasan kutub diperkirakan sekitar 8 km, sedangkan disekitar khatulistiwa mencapai 16 km. Troposfer langsung mempengaruhi kehidupan di muka bumi, sebab semua peristiwa cuaca terjadi di lapisan ini. Dilihat dari parameter suhu, troposfer memiliki kekhasan yang dikenal dengan istilah gradien thermometrik. Gradien thermometrik adalah penurunan suhu udara seiring dengan peningkatan ketinggian dari muka bumi. Penurunan suhu ini berkisar antara 0,5°C–0,6°C setiap kenaikan 100 meter dari permukaan bumi. Puncak lapisan ini dinamakan Tropopause memiliki suhu udara sangat rendah, berkisar antara 50°C–60°C.

2.   Stratosfer

Lapisan kedua atmosfer dinamakan stratosfer, memiliki ketinggian 12–50 km dari permukaan bumi. Seperti troposfer, ketebalan lapisan ini berbeda-beda di berbagai wilayah. Lapisan stratosfer yang paling tebal terletak di kutub, sedangkan di khatulistiwa sangat tipis. Jenis gas yang banyak terkonsentrasi di stratosfer adalah partikel sulfat dan ozon. Dinamika perubahan suhu udara di stratosfer kecil sekali bahkan cenderung konstan. Hanya di beberapa wilayah saja terjadi kenaikan suhu yang sangat kecil seiring dengan peningkatan ketinggian. Lapisan stratosfer masih dibagi menjadi tiga.

a)   Lapisan isoterm, adalah lapisan stratosfer paling bawah dengan ketinggian 12-20 km. Pada lapisan ini terkandung butiran sulfat yang berguna sebagai pembentuk hujan.

b)   Lapisan inversi, adalah lapisan stratosfer tengah dengan ketinggian 21-35 km. Pada lapisan ini suhu akan semakin tinggi seiring meningkatnya ketinggian.

c)   Lapisan stratopause, adalah lapisan stratosfer paling atas dengan ketinggian 36-50 km. Pada lapisan ini terdapat ozon (O₃), yang berfungsi menyerap radiasi sinar ultraviolet dari matahari sehingga mampu menjaga makhluk hidup yang ada di bumi. Pada lapisan ini gejala cuaca sudah tidak dijumpai, sehingga keadaannya relatif tenang.

Karena pada lapisan ini gejala cuaca sudah tidak terjadi, maka dimanfaatkan oleh manusia sebagai  jalur penerbangan pesawat yang menggunakan mesin jet.

3.   Mesosfer

Mesosfer adalah lapisan udara yang berada pada ketinggian 50-80 km. Ciri utama dari mesosfer adalah suhu udara tidak stabil, pada bagian bawah suhu udara tinggi, tetapi semakin naik menjadi semakin menurun ke minimum setelah mendekati lapisan mesopause, suhu berkisar -95⁰C. Pada lapisan ini gas tidak terlalu padat dan tidak ada sirkulasi udara. Manfaat dari mesosfer adalah sebagai penghancur benda angkasa, karena suhu yang tinggi. Pada lapisan mesosfer sebagian meteor terbakar dan terurai, sehingga dapat melindungi bumi dari hujan meteor.

4.   Thermosfer atau ionosfer

Lapisan termosfer merupakan lapisan atmosfer yang paling tinggi. Ketinggian berkisar antara 80-480 km. Makin tinggi lapisan termosfer, maka temperaturnya akan semakin tinggi pula. Pada kisaran 480 km, suhunya mencapai 1,23⁰C. sementara pada kisaran tinggi 120 km, suhunya mencapai -38⁰C, dan pada lapisan paling bawah suhu berkisar antara -95⁰C. Termosfer adalah zona terakhir atmosfer sebelum menyentuh ruang hampa. Gejala aurora tercipta di lapisan terbawah termosfer dari kedua kutub. Pada lapisan termosfer terjadi proses ionisasi. Ionisasi merupakan proses di mana elektron pada partikel-partikel yang ada pada lapisan termosfer bertambah atau berkurang. Oleh sebab itu, lapisan ini juga disebut dengan lapisan ionosfer. Lapisan ionosfer mempunyai peranan penting dalam komunikasi, karena lapisan ini mampu memantulkan gelombang radio karena adanya peristiwa ionisasi yang menghasilkan listrik, sehingga pemancar yang letaknya jauh pun mampu diterima daerah lain karena adanya pantulan dari lapisan ini. Lapisan pemantul gelombang radio disebut lapisan Kennelly  Heaviside dan lapisan Apleton.

5.   Eksosfer

Dinamakan eksosfer karena merupakan lapisan terluar dari atmosfer, di mana pengaruh gaya berat sangat kecil sehingga benturan udara jarang terjadi. Lapisan eksosfer berada pada ketinggian rata-rata lebih dari 480 km dari permukaan bumi. Pada lapisan ini gerakan atomnya sudah tidak beraturan, molekul udara bergerak bebas, sehingga kondisi udaranya sangat renggang. Lapisan ini sering disebut dengan lapisan antarplanet atau geostasioner. Lapisan ini terdapat sedikit gas. Hidrogen merupakan unsur penyusun utamanya.