IDENTIFIKASI CIRI-CIRI LAPISAN ATMOSFER DAN PEMANFAATANNYA

Atmosfer terdiri atas zat lemas (nitrogen ± 78%) dan zat asam (oksigen ± 21%) yang memberi kehidupan dan zat-zat lain yang jumlahnya kecil seperti argon, CO2, Ne, dan lain-lainnya. Semua zat dan gas tersebut ditahan pada bumi oleh gaya tariknya. Karena gaya tarik bumi ini, semua benda yang ada di bumi dan di atmosfer mempunyai berat. Atmosfer tebalnya ± 1.000 km.

Bagian bawah padat, makin ke atas makin renggang, turut berotasi dengan bumi dari barat ke timur. Ilmu yang mempelajari atmosfer khususnya cuaca disebut meteorologi. Dari meteorologi kita dapat mengetahui gejala alam/gejala geografi sehari-hari seperti terjadinya angin, awan, hujan, halilintar, sinar kutub, pelangi, dan sebagainya. Tujuan mempelajari cuaca sebagai berikut.

Prakiraan cuaca untuk keperluan informasi penerbangan, pelayaran, pertanian, dan peternakan.
Membuat hujan buatan.
Mengetahui sebab-sebab gangguan TV, radio, dan satelit komunikasi.

Sistem Komunikasi Satelit Domestik (satelit SKSD) Palapa yang diorbitkan sejak tahun 1977 dewasa ini mengorbit di atas ekuator pada ketinggian ± 36.000 km, 80o BT dapat menjangkau seluruh wilayah Asia Tenggara dan Australia Utara.

Lapisan Atmosfer

Atmosfer terdiri atas beberapa lapisan sebagai berikut.

a. Lapisan Troposfer

Merupakan lapisan terbawah, tebalnya ± 12 km. Di daerah kutub tebalnya ± 9 km dan di daerah ekuator ± 16 km. Sifat udara lapisan ini temperatur udara makin ke atas makin menurun. Lapisan troposfer terbagi atas 3 bagian:

Lapisan planeter setebal 1.000 km di atas permukaan laut.
Lapisan konveksi 1 - 8 km.
Lapisan tropopause.

Di lapisan ini terdapat gejala geografi sehari-hari seperti awan, hujan, angin, halilintar, dan pelangi. Lapisan udara yang paling banyak diselidiki adalah lapisan troposfer. Di lapisan ini terdapat gas-gas campuran sebagai berikut.

Gas-gas yang tetap Nitrogen (N2) ± 78%, oksigen (O2) ± 21%, argon (Ar) ± 0,9%, dan karbondioksida (CO2) ± 0,003%.
Gas-gas yang jumlahnya sedikit Neon (Ne) ± 0,0015%, helium (He) ± 0,00015%, methan (CH) ± 0,0002%, krypton (Kr) ± 0,0001%, hidrogen (H2) ± 0,00005%, dan xenon (Xe) ± 0,000005%.
Gas-gas yang tidak tetap

Uap air (H2O) jumlahnya dipengaruhi oleh suhu dan tekanan gerak udara (angin).
Gas ozon (O3) terjadi apabila ada petir. Karena pengaruh adanya loncatan listrik maka O2 menjadi O3. Juga akibat sisa pembakaran mobil-mobil dan asap industri.
Bakteri-bakteri dan debu udara.

b. Lapisan Stratosfer

Lapisan udara di atas troposfer disebut stratosfer. Pada lapisan ini tidak terdapat gejala geografi sehari-hari. Stratosfer terbagi menjadi 3 bagian sebagai berikut.

Lapisan isotherm 12 - 35 km.
Lapisan panas 35 - 50 km, temperatur naik sampai 50oC.
Lapisan campuran 50 - 100 km, temperatur turun sampai - 70oC.

Pada lapisan stratosfer suhu udara makin bertambah tinggi jika kita terus naik. Faktor yang menyebabkan tingginya suhu udara, yaitu sebagai berikut.

Di bagian atas stratosfer terdapat ozon.
Molekul ozon terjadi dari tiga atom oksigen yang mempunyai daya serap yang amat kuat terhadap radiasi sinar ultraviolet dari matahari, berfungsi sebagai perisai yang melindungi makhluk hidup di muka bumi.
Ozon merupakan sumber panas yang dapat memanasi udara di sekitarnya.

c. Lapisan Ozonosfer

Lapisan ozonosfer terdapat pada seluruh lapisan atmosfer bagian bawah, tetapi terkonsentrasi pada lapisan stratosfer, yaitu pada ketinggian 15 - 35 km. Lapisan ozonosfer penyerap utama radiasi ultraviolet. Radiasi ultraviolet jika sampai ke permukaan bumi dapat mengakibatkan luka bakar, kanker kulit, dan kebutaan, sedangkan kepada tumbuh-tumbuhan dan hewan dapat menimbulkan gangguan generatif serta menurunnya produktivitas.

Lapisn ozon akan rusak bila kemasukan gas CFC (Cloro Flouro Carbon), yaitu gas yang biasa digunakan pendingin AC, kulkas, dan hair spray. Masuknya gas CFC pada lapisan ozon akan menguraikan O3 menjadi O2 dan O1. Dampaknya kandungan O3 pada lapisan ozon sangat sedikit sehingga lapisannya seolah-olah berlubang yang dinamakan lubang ozon. Rusaknya lapisan ozon menyebabkan suhu udara di bumi bertambah panas dan menyebabkan gangguan iklim.

d. Lapisan Mesosfer

Setelah melintasi lapisan stratosfer suhu menurun lagi setiap kita naik. Lapisan di atas stratosfer ini disebut lapisan mesosfer. Tebalnya meliputi antara ketinggian 45 km - 75 km. Suhu pada bagian atas lapisan mesosfer kira-kira -140oC.

e. Lapisan Termosfer

Setelah lapisan mesosfer suhu bertambah tinggi jika kita terus naik. Lapisan ini disebut lapisan termosfer. Bagian atas dari lapisan termosfer merupakan sumber panas. Pada bagian ini oksigen-oksigen menyerap radiasi ultraviolet dari matahari. Batas akhir termosfer tingginya tidak jelas.

f. Lapisan Eksosfer

Lapisan atmosfer di mana molekul-molekul udara bebas dapat meninggalkan bumi disebut lapisan eksosfer.

g. Lapisan Ionosfer

Lapisan ini adalah lapisan udara yang terionisasi. Lapisan ini disebut ionosfer sebab mengandung ion-ion elektron bebas yang dihasilkan oleh radiasi matahari. Proses ionisasi sudah mulai pada ketinggian ± 50 km pada lapisan mesosfer. Inti ionisasi terjadi pada ketinggian 100 km, yaitu pada lapisan termosfer. Lapisan ionosfer biasanya dibagi atas tiga lapisan, yaitu lapisan D (60 - 120 km) memantulkan gelombang panjang, lapisan E (120 - 180 km) memantulkan gelombang menengah, dan lapisan F (180 - 600 km) memantulkan gelombang pendek.

Lapisan ionosfer mempunyai peranan yang sangat penting, yaitu sebagai berikut.

1) Memantulkan gelombang radio yang dipancarkan. Gelombanggelombang radio yang dipancarkan oleh pemancar radio dalam tiga jenis:

gelombang panjang, panjang gelombangnya antara 30.000 m dan 1.000 m;
gelombang menengah, antara 1.000 m dan 200 m; dan
gelombang pendek, antara 200 m dan 10 m. Gelombang ini terbagi-bagi menjadi gelombang pendek antara 200 m dan 50 m serta antara 50 m dan 10 m.

2) Menahan sebagian radiasi matahari sehingga tidak semua sampai ke bumi. Radiasi matahari dapat mematikan kehidupan di muka bumi.

Batas-batas lapisan atmosfer

Setiap lapisan atmosfer dari permukaan bumi mempunyai batasanbatasan tertentu.

Batas antara troposfer dan stratosfer disebut tropopause. Tebal/tingginya tidak sama, rata-rata 12 km. Di atas khatulistiwa 18 km, sedangkan di kutub 6 km dari permukaan laut. Tropopause mempunyai suhu minimum.
Batas antara stratosfer dan mesosfer disebut stratopause. Tebal/ tingginya rata-rata 24 km dari permukaan laut, stratopause mempunyai suhu maksimum. Suhu pada stratopause dapat melebihi suhu pada permukaan bumi, sebab stratopause berimpit dengan bagian atas lapisan ozon.
Batas antara mesosfer dan termosfer disebut mesopause. Suhu udara mesopause merupakan suhu yang terendah di dalam atmosfer, yaitu -140oC.

Location: Indonesia