News

Loading...

30 Agustus 2011

Lapisan Atmosfer - METEOROLOGI LAUT

Tugas Mata Kuliah Meteorologi Laut

Nama: M. Sibghotulloh Ridho
NPM: 230210100042

LAPISAN ATMOSFER

http://cimss.ssec.wisc.edu/sage/meteorology/lesson2/images/global_ir.jpg


Atmosfer adalah lapisan gas yang melingkupi sebuah planet, termasuk bumi, dari permukaan planet tersebut sampai jauh di luar angkasa. Di bumi, atmosfer terdapat dari ketinggian 0 km di atas permukaan tanah, sampai dengan sekitar 560 km dari atas permukaan bumi. Atmosfer tersusun atas beberapa lapisan, yang dinamai menurut fenomena yang terjadi di lapisan tersebut. Transisi antara lapisan yang satu dengan yang lain berlangsung bertahap. Studi tentang atmosfer mula-mula dilakukan untuk memecahkan masalah cuaca, fenomena pembiasan sinar matahari saat terbit dan tenggelam, serta kelap-kelipnya bintang. Dengan peralatan yang sensitif yang dipasang di wahana luar angkasa, kita dapat memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang atmosfer berikut fenomena-fenomena yang terjadi di dalamnya.
Atmosfer Bumi terdiri atas nitrogen (78.17%) dan oksigen (20.97%), dengan sedikit argon (0.9%), karbondioksida (variabel, tetapi sekitar 0.0357%), uap air, dan gas lainnya. Atmosfer melindungi kehidupan di bumi dengan menyerap radiasi sinar ultraviolet dari matahari dan mengurangi suhu ekstrem di antara siang dan malam. 75% dari atmosfer ada dalam 11 km dari permukaan planet. Atmosfer tidak mempunyai batas mendadak, tetapi agak menipis lambat laun dengan menambah ketinggian, tidak ada batas pasti antara atmosfer dan angkasa luar.


A. KOMPOSISI UDARA

Manusia dapat bertahan sampai satu hari tanpa air di daerah gurun yang paling panas, tetapi tanpa udara manusia hanya bertahan beberapa menit saja. Jadi Anda tentu bisa menyimpulkan sendiri betapa pentingnya udara bagi kehidupan di bumi. Karena tanpa udara, maka manusia, hewan dan tumbuh-tumbuhan tidak dapat hidup. Udara untuk kehidupan sehari-hari terdapat di atmosfer. Atmosfer juga berfungsi sebagai payung atau pelindung kehidupan di bumi dari radiasi matahari yang kuat pada siang hari dan mencegah hilangnya panas ke ruang angkasa pada malam hari.
Atmosfer juga merupakan penghambat bagi benda-benda angkasa yang bergerak melaluinya sehingga sebagian meteor yang melalui atmosfer akan menjadi panas dan hancur sebelum mencapai permukaan bumi. Lapisan atmosfer merupakan campuran dari gas yang tidak tampak dan tidak berwarna. Empat gas utama dalam udara kering, antara lain:

http://elcom.umy.ac.id/elschool/muallimin_muhammadiyah/file.php/
1/materi/Geografi/ATMOSFER%20(Cuaca%20dan%20Iklim).pdf


Kondisi dan manfaat gas dalam atmosfer antara lain:

1. Nitrogen (N2) jumlahnya paling banyak, meliputi 78 bagian. Nitrogen tidak langsung bergabung dengan unsur lain, tapi merupakan bagian dari senyawa organik.
2. Oksigen (O2) sangat penting bagi kehidupan, yaitu untuk mengubah zat makanan menjadi energi hidup.
3. Karbon dioksida (CO2) menyebabkan efek rumah kaca (greenhouse) transparan terhadap radiasi gelombang pendek dan menyerap radiasi gelombang panjang. Dengan demikian kenaikan kosentrasi CO2 di dalam atmosfer akan menyebabkan kenaikan suhu di bumi.
4. Ozon (O3) adalah gas yang sangat aktif dan merupakan bentuk lain dari oksigen. Gas ini terdapat pada ketinggian antara 20 hingga 30 km. Ozon dapat menyerap radiasi ultra violet yang mempunyai energi besar dan berbahaya bagi tubuh manusia.

Salah satu unsur yang penting dalam atmosfer adalah uap air. Uap air (H2O) sangat penting dalam proses cuaca atau iklim, karena dapat merubah fase (wujud) menjadi fase cair, atau fase padat melalui kondensasi dan deposisi.
Uap air merupakan senyawa kimia udara dalam jumlah besar yang tersusun dari dua bagian hidrogen dan satu bagian oksigen. Uap air yang terdapat di atmosfer merupakan hasil penguapan dari laut, danau, kolam, sungai dan transpirasi tanaman. Atmosfer selalu dikotori oleh debu. Debu adalah istilah yang dipakai untuk benda yang sangat kecil sehingga tidak tampak kecuali dengan mikroskop. Jumlah debu berubah-ubah tergantung pada tempat. Sumber debu beraneka ragam, yaitu asap, abu vulkanik, pembakaran bahan bakar, kebakaran hutan, smog dan lainnya. Smog singkatan dari smoke and fog adalah kabut tebal yang sering dijumpai di daerah industri yang lembab. Debu dapat menyerap, memantulkan, dan menghamburkan radiasi matahari. Debu atmosferik dapat disapu turun ke permukaan bumi oleh curah hujan, tetapi kemudian atmosfer dapat terisi partikel debu kembali. Debu atmosfer adalah kotoran yang terdapat di atmosfer.

B. Struktur Vertikal Atmosfer
Dengan memakai suhu sebagai dasar pembagian atmosfer, maka atmosfer terdiri dari lapisan troposfer, stratosfer, mesosfer dan thermosfer.


http://elcom.umy.ac.id/elschool/muallimin_muhammadiyah/file.php/
1/materi/Geografi/ATMOSFER%20(Cuaca%20dan%20Iklim).pdf



Pembagian Atmosfer Berdasar Sifat-sifatnya

Berdasarkan sifat-sifatnya atmosfer dapat dibagi menjadi 4  (empat) lapisan, yaitu :

1)    Lapisan Troposfer
Lapisan ini merupakan lapisan yang paling tipis dan terletak dari permukaan bumi sampai ke ketinggian 10-12 km. Sifat-sifat troposfer pada umumnya adalah: suhu berubah-ubah, makin tinggi suhu makin rendah, arah dan kecepatan angin berubah-ubah, ada uap air dan hujan, serta ada turbulensi. Oleh karena sifat troposfer yang sering berubah-ubah ini, maka sebenarnya tempat ini kurang ideal untuk penerbangan; tetapi pada kenyataannya banyak penerbangan dilakukan di lapisan ini, Sehingga kemungkinan bahaya penerbangan menjadi lebih besar.
Gejala cuaca (awan, petir, topan, badai dan hujan) terjadi di lapisan troposfer.  Pada lapisan ini terdapat penurunan suhu yang terjadi karena sangat  sedikitnya troposfer menyerap radiasi gelombang pendek dari matahari,  sebaliknya permukaan tanah memberikan panas pada lapisan troposfer yang  terletak di atasnya; melalui konduksi, konveksi, kondensasi dan sublimasi  yang dilepaskan oleh uap air atmosfer. 
Konduksi adalah proses pemanasan secara merambat. 
Konveksi adalah proses pemanasan secara mengalir. 
Kondensasi adalah proses pendinginan yang mengubah wujud uap air menjadi air. 
Sublimasi adalah proses perubahan wujud es menjadi uap air. 
Pertukaran panas banyak terjadi pada troposfer bawah, karena itu suhu turun  dengan bertambahnya ketinggian pada situasi meteorologi (ilmu tentang cuaca). Nilainya berkisar antara 0,5 dan 1o C tiap 100 meter dengan nilai rata  rata 0,65o C tiap 100 meter. Udara troposfer atas sangat dingin dengan demikian lebih berat dibandingkan dengan udara diatas tropopause sehingga udara troposfer tidak dapat menembus tropopause. Ketinggian tropopause lebih besar di ekuator daripada di daerah kutub. Di ekuator, tropopause terletak pada ketinggian 18 km dengan suhu -80o C, sedangkan di kutub tropopause hanya mencapai ketinggian 6 km dengan suhu - 40o C. Tropopause adalah lapisan udara yang terdapat di antara troposfer dengan stratosfer.

2)    Lapisan Stratosfer
Lapisan stratosfer terbentang di atas lapisan troposfer sampai ke ketinggian 50-80 km. Kedua lapisan ini dipisahkan oleh lapisan tropopause. Sifat-sifat stratosfer ialah: suhu tetap walaupun ketinggian berubah yaitu 550C, tidak ada uap air dan turbulensi. Oleh karena sifat-sifat stratosfer lebih stabil dibandingkan dengan troposfer, maka stratosfer ini sebenarnya adalah tempat yang ideal untuk kegiatan penerbangan.
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 - 70oF atau sekitar - 57oC. Pada lapisan ini angin yang sangat kencang terjadi dengan pola aliran yang tertentu.Disini juga tempat terbangnya pesawat. Awan tinggi jenis cirrus kadang-kadang terjadi di lapisan paling bawah, namun tidak ada pola cuaca yang signifikan yang terjadi pada lapisan ini. 
Lapisan atmosfer diatas tropopause merupakan lapisan inversi, artinya suhu udara bertambah tinggi (panas) seiring dengan naiknya ketinggian. Disebut juga lapisan Isothermis. Kenaikan suhu ini disebabkan oleh lapisan ozonosfer yang menyerap radiasi ultra violet dari matahari. Bagian atas stratosfer dibatasi oleh permukaan diskontinuitas suhu yang disebut stratopause. Stratopause terletak pada ketinggian 60 km dengan suhu 0o C.


3)    Lapisan lonosfer
Lapisan ionosfer terbentang dari atas stratosfer sampai keketinggian antara 600-1.000 km. Pada lapisan ini udara sangat renggang dan terjadi reaksi fotokhemis dan fotoelelektris, sehingga atom-atom dan molekul-molekul gas ada yang menerima muatan listrik, menjadi ion-ion. Oleh karena pembentukan ion-ion inilah maka terjadi panas yang tinggi sehingga suhu udara di sini sampai 2.0000C. Lapisa ini merupaka bagian dari atmosfer yang terionisasi atau saling bertukar electron antarsenyawa atau partikel udara oleh radiasi matahari. Hal inilah yang menyebabkan ionosfr memiliki perana penting pada proses terbentuknya listrik dalam atmosfer dan membentuk lapisan magnet yang disebut dengan magnetosfer.

4)    Lapisan Eksosfer

Lapisan Eksosfer adalah lapisan atmosfer yang paling atas, di sini gas-gas tidak kontinu lagi hubungan molekulnya; atom-atom dan molekul-molekulgas membentuk pulau-pulau udara yang satu sama lain dipisahkan oleh ruang hampa. Oleh karena sifat inilah maka lapisan ini dibedakan dengan ketiga lapisan di atas. Ketiga lapisan atmosfer yang berada di bawah eksosfer disebut pula atmosfer, sedang eksosfer disebut outer atmosfer.


Pembagian Atmosfer Berdasarkan Ilmu Faal

Atmosfer juga dapat dibagi dalam 3 (tiga) daerah berdasarkan ilmu faal, yaitu :
1)       Physiological Zone
Daerah ini terbentang dari permukaan bumi sampai ke ketinggian 10.000 kaki. Di daerah ini orang praktis tidak mengalami perubahan faal tubuhnya, kecuali daya adaptasi gelapnya saja yang memanjang bila berada pada ketinggian lebih dari 5.000 kaki.
2)       Physiological Defficient
Di daerah ini orang akan mengalami kekurangan fisiologi atau mengalami kelainan faal tubuh berupa hipoksia, tetapi masih dapat ditolong dengan pemberian oksigen saja. Daerah ini terbentang dari ketinggian 10.000 kaki sampai 50.000 kaki.
3)       Space equivalent zone
Atmosfer di atas 50.000 kaki dinamakan space equivalent zone, karena di sini orang akan mengalami hipoksia berat dan canapertolongan atau perlindungan sama seperti di ruang angkasa.

http://www.kalbe.co.id/files/cdk/files/05AspekAerofisiologi93.pdf
/05AspekAerofisiologi93.html


OZONOSFER

Di samping lapisan-lapisan atmosfer di atas, kita mengenal suatu lapisan dalam atmosfer yang disebut ozonosfer karena mengandung banyak gas ozone. Lapisan ini terbentang antara ketinggian 12 km sampai 70 km dan yang terbanyak ozonenya berada pada ketinggian antara 45 km sampai 55 km. Ada pendapat yang mengatakan bahwa ozonosfer adalah payung bumi terhadap sinar ultra violet. 
Ozon adalah gas yang secara alami terdapat di dalam atmosfir. Masing-masing molekul ozon terdiri dari tiga buah atom oksigen dan dinyatakan sebagai O3. Ozon bisa dijumpai di dua wilayah atmosfir. Sekitar 10% ozon berada di lapisan troposfir, yaitu wilayah atmosfir yang paling dekat dengan permukaan bumi dari permukaan bumi hingga ketinggian 10-16 kilometer. Sekitar 90% persen ozon berada di lapisan stratosfir, yaitu wilayah atmosfir yang terletak mulai dari puncak troposfir hingga ketinggian sekitar 50 kilometer. Ozon yang berada di stratosfir sering kali disebut lapisan ozon. 
Konsentrasi molekul-molekul ozon di atmosfir jauh lebih sedikit dibandingkan dengan gas-gas lainnya seperti oksigen (O2) nitrogen (N2) . Di lapisan stratosfir disekitar puncak lapisan ozon, terdapat sekitar 12 molekul ozon untuk setiap satu juta molekul udara. Di lapisan troposfir dekat permukaan Bumi, konsentrasi ozon lebih sedikit, berkisar antara 0,0 2 hingga 0, 1 molekul ozon untuk setiap satu juta molekul udara. Konsentrasi tertinggi ozon permukaan berasal dari udara yang tercemar oleh aktivitas manusia.







Sumber:



http://www.ozon-indonesia.org/index.php?table=ozon&view=true&no=2