ATMOSFER (TRI RUMHADI,M.Pd)

1. Pengertian Atmosfer

Kita dilahirkan, hidup, dan mati dibawah lautan udara, lapisan ini mengelilingi bagian – bagian lapisan udara yang tebalnya lebih kurang 10.000 km dari permukaan bumi. Lapisan atmosfer berisi campuran gas dengan komposisi : nitrogen (78%), oksigen (21%), argon (1%), karbon dioksida (0,3%), helium dan gas lain (0,1%). Nitrogen dalam atmosfer sukar bersenyawa dengan unsur lain, tetapi oksigen mudah bersenyawa dengan unsur lain, karbon dioksida di udara sangat penting karena dapat mengabsorpsi panas matahari .

Makin tinggi lapisan udara persentase zat yang ringan makin besar yaitu nitrogen yang semakin keatas cenderung berubah menjadi atom – atom gas , sedangkan zat yang berat seperti nitrogen, oksigen, argon makin tinggi makin berkurang.

2. Lapisan - lapisan Atmosfer

Lapisan atmosfer terdiri dari lapisan – lapisan sebagai berikut :

a.Troposfer : 0 – 12 km

Ciri – ciri lapisan ini sebagai berikut :

1. Berpengaruh besar terhadap kehidupan karena tempat terjadinya peristiwa – peristiwa cuaca, seperti hujan, angin, awan, petir dan lain –lain.

2. Temperatur relatif tidak konstan, semakin tinggi tempat semakin rendah suhunya.

3. Ketebalan lapisan ini berbeda- beda, daerah kutub lebih kurang 8 km dengan suhu – 46 ^o C, daerah sedang lebih kurang 11 km dengan suhu lebih kurang – 50 ⁰ C, dan didaerah ekuator lebih kurang 16 km dengan suhu – 50⁰ C.

Lapisan ini terdiri dari lapisan :

a. Lapisan planetair 0 – 1 km

b. Lapisan Konveksi 1 – 8 km

c. Lapisan tropopause 8 – 12 km

4. Pada lapisan tropopause kegiatan udara secara vertikal (konveksi) terhenti dan merupakan lapisan pembatas dengan lapisan stratosfer.

b. Stratosfer : 12 – 60 km

Ciri – ciri lapisan ini sebagai berikut :

. Terdapat angin beliung, yairu arus udara yang berputar cepat dan dikelilingi oleh arus udara yang berputar lambat, angin ini berfungsi membawa udara hangat ke daerah kutub pada musim semi dan mencegah udara hangat memasuki daerah arktik dan antartika pada musim dingin.

Lapisan ini terdiri dari lapisan :

a. Lapisan isoterm

b. Lapisan panas

c. Lapisan campuran atas

c. Lapisan ozon ( 35 km)

. lapisan ozon (0₂ ) pada ketinggian 35 km, yang berfungsi sebagai pelindung bumi dari pancaran sinar ultraviolet yang berlebihan sehingga tidak merusak kehidupan di bumi.

d. Mesosfer : 60 – 80 km

Ciri – ciri lapisan ini sebagai berikut :

1. Suhu 0⁰ C pada ketinggian 50 km, dan turun menjadi – 90⁰ C pada ketinggian 80 km di atas permukaan bumi.

2. Kepadatan gas – gas sudah berkurang, karbon dioksida dan uap air kurang begitu penting pada lapisan ini.

3. Mempunyai lapisan ion atau udara yang bermuatan listrik yang disebut lapisan D terletak pada ketinggian 50 – 70 km.

4. Berfungsi sebagai pelindung bumi dari kejatuhan meteor, pada lapisan ini juga masih terdapat ozon.

e. Termosfer : 80 – 100 km

Ciri – ciri lapisan ini sebagai berikut :

1. Lapisan ini mengandung ozon, karbon dioksida, dan air, dengan kepadatan udara rendah 2. Didalam lapisan ini hampir semua atom gas mengandung muatan listrik, dan sebagian molekul serta atom udara mengalami ionisasi.

3. Temperatur lapisan ini antara – 40 ⁰ C sampai – 5⁰ C.

f. Ionosfer : 100 – 800 km.

Ciri – ciri lapisan ini sebagai berikut :

1. Dalam lapisan ini seluruh atom sudah mengalami ionisasi.

2. Temperatur pada lapisan ini antara 0⁰ C – 70⁰ C.

Lapisan ini terdiri dari tiga lapisan yaitu :

a.Lapisan E ( lapisan Kennelly Heavyside) 100 – 200 km

b.Lapisan F ( lapisan Appleton) 200 – 400 km. Pada kedua lapisan ini sangat berguna bagi telekomonikasi yaitu memantulkan gelombang radio ke bumi, baik gelombang panjang maupun pendek.

c. Lapisan atom (400 – 800 km)

g. Eksosfer : Lebih 800 km.

Ciri – ciri lapisan ini sebagai berikut :

1. Merupakan lapisan terluar dari atmosfer bumi yang membentang ke luar angkasa.

2. Gas pada lapisan ini sangat tipis, hidrogen merupakan unsur penyusun paling utama.

3. Pengaruh gaya gravitasi bumi pada lapisan ini sangat kecil.

3. Manfaat atmosfer

Lapisan atmosfer secara tidak langsung sangat bermanfaat bagi kehidupan dimuka bumI, antara lain :

a. Lapisan ozon ( O₃ ) , sangat bermanfaat melindungi kehidupan dibumi dari sinar untra violet.

b. Lapisan ionosfer ( lapisan E dan F) sangat berguna untuk komunikasi.

c. Tempat terjadinya peristiwa – peristiwa cuaca

d. Sangat berguna dalam kepentingan pelayaran dan penerbangan.

Lapisan Atmosfer

UJI KOMPETENSI

1. Dengan membaca literatur dan pengamatan sehari - hari isilah matrik dibawah ini :

No	Lapisan atmosfer	Ciri- ciri khas	Manfaat bagi kehidupan
1.	Troposfer
2.	Stratorfer
3.	Mesosfer
4.	Termosfer
5.	Ionosfer
6.	Eksosfer

2. Sebutkan dan jelaskan peristiwa – peristiwa yang kamu ketahui yang terjadi pada atmosfer

B. MENGANALISA DINAMIKA UNSUR–UNSUR CUACA DAN IKLIM.

Cuaca adalah keadaan udara pada suatu tempat tertentu, misalnya cuaca hari ini panas, mendung atau turun hujan. Sedangkan iklim adalah rata – rata cuaca untuk daerah yang luas dan waktu yang sangat lama. Keadaan cuaca dapat diperkirakan dengan cara pengamatan pada unsur – unsur cuaca dan iklim yaitu penyinaran matahari, suhu udara, tekanan udara/ angin, awan, kelembaban dan curah hujan.

1. Penyinaran matahari

Panas yang dipancarkan sinar matahari tidak semuanya diserap oleh permukaan bumi, ada yang dipantulkan ,dan ada yang diserap oleh awan dan udara sebelum sampai kepermukaan bumi. Banyak sedikitnya sinar yang diterima oleh bumi tergantung dari hal – hal sebagai berikut :

a. Lamanya penyinaran, makin lama penyinaran maka temperaturnya makin tinggi.

b. Sudut datang sinar matahari, jika cahaya matahari diterima daerah lebih tegak maka panas yang diterima daerah itu lebih banyak daripada daerah yang miring.

c. Topografi suatu tempat, makin tinggi tempat maka suhunya makin kecil.

d. Keadaan udara, apabila udara banyak mengandung awan, maka panas akan berkurang diserap oleh awan tersebut.

e. Keadaan tanah, tanah yang tertutup oleh aspal, paving dan sejenisnya akan memantulkan panas yang lebih besar dibanding dengan tanah yang terbuka.

Udara sebagai diaterman yaitu media yang melewatkan panas matahari. Setelah panas matahari sampai kepermukaan bumi, udara mengalirkan panas ke udara disekitarnya, yaitu melalui peristiwa :

1. Konveksi, pemanasan secara vertikal, karena udara dibawah bersinggungan dengan udara yang berada diatasnya.

2. Adveksi, penyebaran panas secara horisontal, penyebaran panas ini akibat gerakan udara panas secara horisontal bersinggungan dengan udara disekitarnya.

3. Turbulensi, penyebaran panas secara berputar – putar, bercampurnya udara panas dengan udara disekitarnya yang masih dingin sehingga menjadi panas udara disekitarnya.

4. Konduksi, penyebaran panas dengan cara bersinggungan, udara panas bersinggungan dengan udara disekitarnya yang belum panas.

2. Suhu udara.

Keadaan panas dinginnya udara, atau disebut suhu udara diukur dengan termometer. Pada setiap saat dan tempat suhu dapat berubah, perubahan suhu dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu

1. Sudut datang sinar matahari

Semakin besar sudut datang sinar matahari maka panas yang diterima semakin besar, sehingga suhu juga semakin meningkat.

2. Jarak tempat dari laut

Laut berpengaruh dalam menurunkan suhu, karena angin laut membawa uap air.

3. Tinggi tempat.

Semakin tinggi tempat dari permukaan air laut suhunya semakin rendah karena panas lebih dulu diserap oleh lapisan tanah, setiap naik 100 m suhunya turun 0,5 ⁰ C.

5. Vegetasi penutup

Semakin banyak vegetasi penutup maka semakin rendah suhunya.

Di Indonesia suhu tertinggi terjadi pada jam satu atau dua siang sedangkan terendah pada pagi hari sekitar jam empat atau lima pagi.

3. Tekanan Udara dan angin.

Permukaan udara mendapat tekanan dari udara, karena udara memiliki massa. Makin tinggi suatu tempat dari permukaan laut maka makin rendah tekanan udaranya. Perbedaan tekanan udara di beberapa tempat menimbulkan aliran udara, aliran udara ini bergerak dari tekanan udara tinggi ke tekanan udara rendah, aliran udara inilah yang disebut angin. Kecepatan angin diukur dengan alat termometer.

4. Awan.

Awan adalah kumpulan tetesan air (kristal – kristal es) di dalam udara diatmosfer yang terjadi karena karena adanya pemadatan / pengembunan uap air yang terdapat dalam udara setelah melampaui keadaan jenuh. Awan dapat berupa benda cair, gas, atau padat karena sangat dipengaruhin oleh keadaan suhu.

Pada tahun 1894, Komisi Cuaca International membagi bentuk awan menjadi 10 kelompok, yang sampai sekarang masih berlaku yaitu

a. Awan tinggi : Awan yang mempunyai ketinggian rata- rata ( 6 – 12 km), selalu terdiri dari kristal – kristal es karena ketinggiannya, jenis awan ini adalah:

1. Cirrus (Ci) : seperti sutera, berwarna putih waktu siang, muncul dalam kelompok – kelompok terpisah.

2. Cirro stratus ( Cs) : terlihat seperti susu atau susunan berserat, berwarna keputih – putihan.

3. Cirro Cumulus (Cc) : terdiri dari garis – garis gelombang, kelompok – kelompok kecil atau gumpalan bulat berwarna putih tanpa bagian – bagian yang lebih gelap.

b. Awan Menengah : Awan yang mempunyai ketinggian 2 – 6 km, jenis awan ini adalah :

1. Alto Cumulus (Ac) :lapisan tidak berserat bagian kecil terdiri dari lembaran – lembaran, bundaran – bundaran atau gulungan – gulungan.

2. Alto Stratus (As) : bentuk berserat, bergaris, berwarna agak keabu abuan atau kebiru-biruan.

c.Awan Rendah : Awan dengan ketinggian 0,8 – 2 Km, jenis awan ini adalah :

1. Stratokumulus (Sc) : bagian kecil tidak berserat terdiri atas bidang – bidang besar lunak, gumpalan bundar atau gulungan , warna keabu – abuan.

2. Stratus(St) : Bentuk tidak tetap dengan beberapa bagian yang lebih ringan , merata rendah dan berlapios –lapis.

3. Nimbostratus(Ns) : lapisan awan rendah, warna abu –abu gelap, dan kelihatan basah .

d. Awan yang berkembang secara vertikal

1. Cumulus (Cu) : Awan yang padat berbentuk kubah atau menara dengan lengkungan bulat berwarna putih cemerlang bila terkena sinar.

2. Cumulonimbus(Cb) : Awan besar yang berkembang secara vertikal, yang bagian atasnya berserat dan sering menyebar dalam bentuk landasan.

Alto cumulus (Ac) cirrus (Ci)

Cumulo nimbus (Cb) Stratokumulus (Sc)

5. Kelembaban udara.

Jumlah uap air yang terdapat dalam udara disebut kelembaban udara, kelembaban udara dibedakan menjadi dua yaitu :

a. Kelembaban mutlak (absolut), adalah bilangan yang menunjukkan berapa gram berat uap air yang tertampung dalam 1 m³ udara, dinyatakan dalam gram/m³.

b. Kelembaban nisbi (Relatif), bilangan yang menunjukkan berapa persen perbandingan antara jumlah uap air yang ada dalam udara dan jumlah uap air maksimum yang dapat ditampung oleh udara tersebut, atau besarnya kelembaban mutlak dibagi dengan nilai jenuh udara.

Contoh : Suatu udara diruangan kelas dengan ukuran 30 m³, mengandung uap air sebanyak 300 gram, dan pada suhu 25 ⁰ C mengandung uap air sebanyak 18 gram, maka kelembaban relatif dan absolutnya adalah :

- Kelembaban Absolut : 300gr/30 m³ = 30 gr/m³.

- Kelembaban Relatifnya : 30/18 x 100 % = 166 %

Angka persentase diatas menunjukkan jika suhu udara naik, maka kelembaban relatifnya berkurang. Salah satu alat yang digunakan untuk mengukur kelembaban nisbi adalah higrometer rambut, sedangkan higrometer yang mencatat kelengkapan data secara geometris disebut higrograf.

6. Curah Hujan.

Hujan terjadi jika titik air di awan dalam jumlah yang besar bergabung menjadi titik – titik air yang lebih besar sampai berdiameter 7 mm, dan jika diameter lebih dari 7 mm maka keadaan tidak stabil dan pecah menjadi menjadi titik- titik air yang lebih kecil dan menjadi hujan. Alat pengukur curah hujan berupa gelas ukur, atau alat pencatat otomatik dengan kertas pencatat yang bisa diganti tiap hari atau minggu.

Macam – macam hujan sebagai berikut :

a. Hujan Musim : Hujan yang terjadi didaerah iklim musim, yaitu dipengaruhi oleh angin muson barat yang bersifat basah dan mendatangkan musim hujan, hujan ini sekali dalam setahun yaitu antara bulan Oktober sampai April.

b. Hujan Zenithal : terjadi didaerah tropis, disebut hujan naik ekuatorial, terjadi pada waktu matahari pada titik zenitnya.

c. Hujan Frontal : terjadi karena massa udara panas yang lembab bersentuhan dengan massa udara dingin, udara panas yang lebih ringan berada diatas udara dingin, udara panas terangkat menjadi dingin dan mengembanag selanjutnya terbentuk awan dan turun hujan. Terjadi didaerah zone lintang sedang.

d. Hujan Orografis (pegunungan) : terjadi didaerah pegunungan , udara yang mengandung uap air bergerak naik keatas pegunungan sehingga terjadi penurunan suhu dan terkondensasi dan akhirnya turun hujan dilereng gunung yang berhadapan dengan datangnya angin.