Bumi sebagai salah satu benda langit anggota tatasurya terdiri atas beberapa lapisan. Mulai yang paling dalam barisfer, litosfer, hidrosfer, sampai atmosfer. Di dalam dan diatas litosfer terdapat pedosfer dan biosfer.
Atmosfer berasal dari bahasa Yunani yaitu atmos = udara dan spehra = lapisan. Jadi menurut arti katanya, atmosfer berarti lapisan udara yang menyelubungi bumi.
Lapisan-lapisan Atmosfer
Menurut sifat suhunya secara vertikal, atmosfer terbagi menjadi beberapa lapisan
Troposfer
Troposfer merupakan lapisan paling bawah yang bersinggungn dengan muka bumi. Ketebalan lapisan ini tidak sama. Di daerah ekuator tebalnya antara 16-18 km, sedangkan diatas kutub mencapai 8-10 km. Peristiwa seperti hujan awan, dan kabut terjadi pada lapisan tropofer. Pada lapisan ini temperatur udara makin menurun menurut ketinggian tempat. Artinya, makin tinggi tempat, temperatur udara makin rendah.
Di daerah tropik setiap naik vertikal 100 meter temperatur udara turun 0,6˚. Inilah yang disebut gradient termis.
Di atas troposper terdapat stratosfer dengan lapisan peralihan yang disebut troppause yang tebalnya kurang lebih dua kilometer.
Stratosfer
Stratosfer adalah lapisan yang tebalnya sekitar 40 km diatas troposfer atau sekitar 50 km di atas permukaan laut.
Pada lapisan ini terdapat lapisan ozon (sekitar 97% ozon dalam atmosfer) yang dapat menyerap sebagian besar ultra violet dari matahari sehingga memungkinkan adanya kehidupan di bumi.
Karena terdapat ozon dalam lapisan ini, temperatur mengalami kenaikan sesuai dengan ketinggiannya.
Mesofer
Mesofer terletak di atas stratosfer. Ketinggian sekitar 80 km diatas permukaan laut. Pada lapisan ini temperatur udara menurunsesuai dengan ketinggiannya. Meteor dari luar angkasa terbakar dalam lapisan ini. Di atas mesofer terdapat termosfer.
Lapisan peralihan antara mesofer dan termosfer disebut mesopause.
Termosfer
Termosfer terletak pada ketinggian 82-483 km diatas permukaan laut. Pada lapisan ini temperatur meningkat sesui ketinggian karena pada lapisan ini terjadi penyerapan radiasi matahari yang digunakan untuk ionisasi. Berdasarkan sifat kelistrikan, Lapisan antara 80-480 km ini disebut ionosfer yang dapat memantulkan gelombang radio. Pada lapisan ini pada malam hari sering terjadi fenomena berupa gejala optik yang disebut aurora.
Ekosfer
Ekosfer merupakan lapisan atmosfer yang berdampingan dengan ruang antar planet.
Manfaat atmosfer
Dari uraian di atas dapat disimpulkan manfaat atmosfer antara lain sebagai berikut:
Sebagai pelindung bumi dari sinar ultra violet
Sebagai pelindung bumi dari serangan meteor
Dapat memantulkan gelombang radio
Untuk keperluan penerbangan
Sebagai selimut bumi sehingga di atas permukaan bumi tetap hangat
Diperlukan untuk kehidupan (manusia, hewan, dan tumbuh-tumbuhan)
Susunan udara
Udara terdiri atas berbagai unsur. Ada unsur yang jumlahnya tetap, ada juga unsur yang jumlahnya tidak tetap. Unsur yang tetap ada yang jumlahnya(kadarnya) banyak dan ada yang kadarnya sedikit.
Unsur yang kadarnya tetap dan kadarnya banyak adalah :
Zat lemas (N2) = 78,1%
Zat asam (O2) = 21%
Zat argon (Ar) = 0,9%
Unsur-unsur yang jumlahnya sedikit antara lain :
Neon (Ne)
Helium (He)
Kripton (Kr)
Hidrogen (H)
Xenon (Xe)
Unsur-unsur yang jumlahnya tidak tetap antara lain :
Uap air, kadarnya tergantung temperatur
Zat asam arang, tergantung kepada tingkat pencemaran
Ozon
Debu, berasal dari letusan gunung berapi, kendaraan bermotor, dan gunung pasir
Debu cosmos, berasal dari alam raya
Mikroorganisme
Pengertian Cuaca dan Iklim
Hampir setiap hari melalui berbagai media seperti radio, televisi, dan surat kabar kita menyaksikan berita perkiraan cuaca, seperti Jakarta cerah, Bandung berawan, Medan hujan, dan seterusnya.
Apakah sebenarnya cuaca itu ?
Cuaca adalah keadaan udara yang meliputi daerah yang tidak begitu luas, sedangkan Iklim adalah keadaan rata-rata udara dalam waktu yang lama (sekitar 30 tahun) meliputi daerah yang luas.
Jadi, perbedaan antara cuaca dan iklim adalah :
Cuaca : Waktunya singkat
Daerahnya sempit
Iklim : Waktunya lama
Daerahnya luas
Cuaca dipelajari oleh suatu cabang ilmu yang disebut meteorologi, sedangkan ilmu yang mempelajari iklim disebut klimatologi. Dalam perkembangan terakhir, meteorologi didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari atmosfer.
Unsur-unsur cuaca dan iklim
Unsur-unsur cuaca sama dengan unsur-unsur iklim, perbedaannya hanya dalam hal tempat dan waktu. Unsur-unsur utama cuaca dan iklim yaitu temperatur, tekanan, dan kelembapan udara.
Temperatur Udara
Sumber panas yang terbesar memanasi bumi berasal dar matahari. Walaupun demikian berbagai tempat di bumi mempunyai temperatur udara yang berbeda. Banyak sedikitnya panas matahari yang diterima bumi dipengaruhi oleh beberapa faktor.
Sudut datang sinar matahari
Besar kecilnya sudut datang sinar matahari mempengaruhi banyak sedikitnya penerimaan panas. Makin tegak sudut datang sinar matahari makin banyak panas yang diterima bumi dan sebaliknya makin miring sudut sinar matahari makin sedikit panas yang diterima.
Lamanya penyinaran atau lamanya siang dan malam hari
Makin panjang siang hari semakin banyak panas yang diterima permukaan bumi.
Sifat permukaan bumi
Daratan dan lautan mempunyai sifat yang berbeda. Daratan lebih cepat menjadi panas dan lebih cepat pula menjadi dingiin, sedangkan lautan lebih lambat menjadi panas dan lebih lambat pula menjadi dingin.
Keadaan tanah
Tanah yang berwarna putih dan licin akan memantulkan panas, sehingga lambat menjadi panas, sedangkan tanah yang kasar dan berwarna gelap menyerap panas, sehingga akan terasa lebih panas.
Banyak penghalang
Makin banyak penghalang seperti awan dan tumbuh-tumbuhan makin sedikit panas yang diterima oleh bumi.
Cara Pemanasan Udara
Pemanasan langusng
Udara mempunyai sifat diaterman, artinya tidak menghisap atau menyerap panas. Akan tetapi karena di dalam udara terdapat uap air, debu, dan asam arang, sebagian kecil panas matahari diserap oleh udara sebelum sampai ke permukaan bumi. Pancaran matahari yang diserap langsung hanya sekitar 15%.
Pemanasan tidak langsung
Pancaran matahari yang sampai ke bumi sebagian dipantulkan ke atmosfer dan sebagian lagi diserap oleh bumi.
Bumi yang telah menjadi panas kemudian memantulkan kembali panasnya, terutama ke lapisan udara yang paling bawah.
Ada 4 cara pemanasan lapisan bawah udara oleh bumi.
Konduksi
Bumi yang telah menjadi panas oleh pancaran matahari memanasi lapisan udara atas permukaan bumi, sehingga lapisan udara itu menjadi panas. Lapisan udara yang telah menjadi panas kemudian memanasi lagi lapisan udara yang ada diatasnya. Namun pemanasan udara melalui udara melalui konduksi hanya berpengaruh beberapa kaki terhadap udara di atas permukaan, karena udara merupakan penghantar panas yang buruk.
Konveksi
Udara panas di atas permukaan bumi menjadi renggang dan beratnya berkurang. Kemudian udara tersebut naik ke atas dan udara yang dingin turun ke bawah, sehingga terjadilah gerakan udara vertikal yang disebut arus konveksi.
Adveksi
Yaitu gerakan udara yang arahnya horizontal.
Turbulensi
Turbulensi, yaitu gerakan yang tidak teratur, berputar-putar, dan simpang siur. Turbulensi terjadi akibat adanya bukit-bukit, hutan, atau gedung-gedung yang tinggi di perkotaan.
Di atas telah disebutkan bahwa hanya sekitar 15% panas matahari yang diserap oleh udara (absorbsi). Tidak seluruh panas matahari sampai ke bumi karena 42% sinar matahari dipantulkan kembali ke alam raya oleh lapisan atmosfer bagian atas. Jadi yang sampai ke permukaan bumi hanya sekitar 43%. Dengan demikian panas matahari yang memanasi atmosfer bagian bawah hanya sekitar 43% + 15% = 58%
Persebaran Temperatur
Persebaran vertikal
Bagi orang yang tinggal di daerah daratan rendah seperti Jakarta atau Surabaya akan merasakan perbedaan temperatur yang mencolok jika ia pergi ke Bandung atau ke Malang yang letaknya lebih tinggi dari kota trsebut. Bandung dan Malang mempunyai temperatur udara yang lebih dingin daripada Jakarta atau Surabaya.
Memang pada troposfer temperatur udara menurun sesuai ketinggian. Setiap naik vertikal 100 meter temperatur udara turun 0,5˚C. Untuk daerah tropik setiap naik vertikal 100meter temperatur turun 0,6˚C. Turunya temperatur, setiap naik vertikal 100 meter disebut gradien termis.
Berdasarkan gradien termis kita dapat menghitung temperatur rata-rata pada ketinggian bagian tertentu dengan menggunakan rumus berikut ini:
T = 26,5 - H/100 × 0,6
T = temperatur
26,3 = temperatur rata-rata di daerah pantai
H = tinggi tempat
0,6 = gradien termis di daerah tropik
Contoh:
Berapakah temperatur rata-rata di daerah Bandung yang tingginya 1.700 meter diatas permukaan laut?
Jawab:
T = 26,3 - 1700/100 × 0,6
= 26,3 – 10,2
= 16,1
Jadi, temperatur udara rata-rata di daerah Bandung adalah 16,1˚C.
Makin tinggi suatu tempat, temperatur udaranya makin rendah. Namun, ada suatu gejala pada tempat yang lebih tinggi temperatur udaranya lebih tinggi daripada tempat dibawahnya. Gejala demikian disebut inversi.
Contoh:
Di puncak menara Eifel dari tengah malam sampai pukul 04.00 pagi temperatur udaranya lebih tinggi daripada temperatur udara di permukaan bumi, karena permukaan bumi lebih cepat dingin daripada puncak menara.
Persebaran horizontal
Secara horizontal temperatur udara mengalami penurunan khatulistiwa ke arah kutub.
Pada peta,tempat-tempat yang mempunyai temperatur sama dihubungkan oleh garis yang disebut isoterm. Ada isoterm bulanan dan ada isoterm tahunan. Walaupun tidak setiap bulan disebut isotermnya. Yang biasa dibuat adalah isoterm bulan Juni. Isoterm Januari ialah garis-garis pada peta isoterm yang menghubungkan tempat-tempat yang temperatur rata-ratanya sama pada bulan Januari.
Bulan Januari adalah bulan terdingin bagi belahan bumi utara karena bulan ini matahari sedang berada jauh di belahan bumi selatan.
Contoh temperatur rata-rata bulan Januari :
Di belahan bumi utara :
Werchoyansk (Siberia) = -51˚C
Greenland = - 40˚C
Di belahan bumi selatan :
Afrika Selatan = 35˚C
Australia Utara = 30˚C
Isoterm Juli ialah garis-garis pada peta isoterm yang menghubungkan tempat-tempat yang temperatur rata-ratanya sama pada bulan Juli.
Bulan Juli adalah bulan terpanad untuk belahan bumi utara dan bulan terdingin untuk belahan bumi selatan.
Temperatur rata-rata bulan Juli :
Belahan bumi selatan :
Australia Utara = 20˚C
Ujung Afrika Selatan = 15˚C
Ujung Amerika Selatan = 5˚C
Belahan bumi utara :
Afrika Utara = 32˚C
Arab Persia = 32˚C
Isoterm tahunan ialah garis pada peta isoterm yang menghubungkan tempat-tempat yang sama temperatur rata-ratanya dalam satu tahun.
