Kita sering melihat warna langit yang berganti−ganti, misal langit berwarna merah pada sore dan pagi hari, berwarna biru pada siang hari, atau berwarna keunguan saat malam hari. Perubahan warna langit tersebut akibat perubahan cuaca yang dipengaruhi oleh lapisan atmosfer yang membiaskan cahaya matahari.
Atmosfer selain menyebabkan terjadinya perubahan cuaca di bumi juga merupakan pelindung bumi dari benda−benda angkasa dan radiasi sinar ultraviolet.
Atmosfer berasal dari kata “Atmos” yang berarti uap atau udara dan “Sphaira” yang berarti lapisan. Dari asal kata tersebut, atmosfer bisa diartikan sebagai selubung gas atau lapisan udara yang menyelubungi bumi.
Sebagai lapisan gas yang menyelubungi planet bumi, terdapat beberapa fungsi serta manfaat yang dimiliki oleh atmosfer. Di antaranya adalah sebagai berikut:
- Melindungi bumi dari paparan sinar ultraviolet yang datang langsung dari cahaya matahari. Setidaknya lapisan-lapisan atmosfer dapat menahan sekitar 90% sinar ultraviolet dari matahari. Fungsi ini sangat penting, mengingat sinar ultraviolet sangat berbahaya bagi kehidupan makhluk hidup yang ada di bumi.
- Mengatur proses penerimaan panas dari matahari yang berlebihan dengan cara menyerap serta memantulkan panas yang dipancarkan matahari.
- Menjaga temperatur bumi dari suhu yang ekstrim.
- Memiliki kandungan berbagai macam gas yang dibutuhkan oleh semua makhluk biotik dan abiotik di bumi sehingga tetap dapat bertahan hidup.
- Melindungi planet bumi dari berbagai benda luar angkasa yang mungkin saja jatuh ke bumi karena gaya gravitasi. Pada lapisan-lapisan atmosfer tersebut, benda luar angkasa seperti meteor dapat dibakar habis sebelum menyentuh permukaan bumi.
Lapisan Atmosfer di Bumi dan Karakteristiknya
Secara garis besar, atmosfer di bumi memiliki beberapa lapisan seperti troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer, dan eksosfer. Adapun pengertian serta karakteristik lapisan atmosfer tersebut adalah sebagai berikut:
Troposfer merupakan lapisan atmosfer yang paling dekat dengan permukaan bumi. Lapisan ini berada di ketinggian 0 -12 km dpl. Pada daerah kutub, ketinggian lapisan troposfer hanya 6 km saja. Perbedaan ketinggian tersebut dipengaruhi oleh rotasi bumi.
Lapisan troposfer memiliki ciri-ciri sebagai berikut:
- Di atmosfer ini saja terdapat kehidupan.karena terdapat kandungan oksigen dan nitrogen yang sangat banyak, sehingga manusia serta makhluk lain di bumi dapat bernapas dan bertahan hidup.
- Dalam troposfer ini terdapat gas rumah kaca yang menyebabkan efek rumah kaca dan pemanasan global. Oleh karenanya peningkatan suhu troposfer sangat dipengaruhi oleh pemanasan global.
- Tempat terjadinya perubahan cuaca dan fenomena iklim seperti angin, hujan, petir dan pelangi.
- Lapisan atmosfer yang paling tipis.
- Pada lapisan troposfer, hubungan antara suhu udara dan ketinggian adalah berbanding terbalik. Suhu udara akan menurun bila ketinggian lapisan troposfer meningkat. Terjadi penurunan suhu udara sekitar 0,50 – 0,60 Celcius ketika mengalami kenaikan setiap 100 m.
- Suhu puncak pegunungan lebih rendah bila dibandingkan dengan suhu pantai atau dataran rendah. Suhu udara pada lapisan teratas troposfer mencapai -600 Celcius, sementara di permukaan laut sekitar 270
- Lapisan troposfer memiliki kombinasi gas yang dianggap paling baik untuk mendukung kehidupan di bumi, lebih dari 80% kandungan gas atmosfer terdapat di lapisan ini..
- Terdapat lapisan peralihan yang disebut tropopause yang letaknya di antara lapisan troposfer dan stratosfer.
Lapisan stratosfer adalah lapisan kedua dari lapisan atmosfer bumi. Lapisan ini berada pada ketinggian 12 km – 50 km dpl.
Lapisan stratosfer memiliki ciri-ciri sebagai berikut:
- Terletak di atas lapisan tropopause dan di bawah lapisan mesosfer
- Tempat pembentukan lapisan ozon di ketinggian 20 km, yangberfungsi menyerap radiasi sinar ultraviolet sehingga melindungi bumi dari bahaya radiasi sinar tersebut. Penipisan lapisan ozon seperli yang lerjadi saat ini, dapal mengubah iklim dan selanjulnya dapat memengaruhi kehidupan di permukaan bumi.
- Suhu lingkungan yang sangat dingin menyebabkan awan sirus terbentuk dari kristales.
- Mempunyai sifat udara yang kering karena tidak mengandung uap air dan berdebu.
- Suhu pada lapisan ini sekitar 180 Celcius pada ketinggian sekitar 40 km. Suhu di lapisan stratosfer yang paling bawah relatif stabil dan sangat dingin yaitu -670
- Terdapat dua lapisan udara yang memiliki sifat berbeda, yaitu lapisan Isotermal yang berada di ketinggian 12 km – 20 km dpl dan lapisan Inversi yang berada di ketinggian 20 km – 50 km dpl.
- Pada lapisan ini angin yang sangat kencang terjadi dengan pola aliran yang tertentu, sehingga lapisan ini juga merupakan tempat terbangnya pesawat.
- Terdapat lapisan stratopause di dalamnya, diantara stratosfer dan mesosfer
Lapisan mesosfer adalah lapisan atmosfer ketiga yang memiliki ketinggian mulai dari 50 km hingga 80 km, di lapisan ini terjadi penurunan suhu yang cukup signifikan setiap bertambahnya ketinggian.
Lapisan mesosfer memiliki ciri-ciri sebagai berikut:
- Lapisan berada di tengah-tengah seluruh lapisan atmosfer.
- Lapisan mesosfer menjadi lapisan atmosfer yang melindungi bumi dari hujan meteor atau benda-benda luar angkasa yang jatuh dari langit.
- Udara pada lapisan ini sangat panas disebabkan adanya pergeseran objek atau benda-benda yang datang, hingga akhirnya benda-benda tersebut terbakar karena panas lapisan ini, menjadi hangus dan bahkan menjadi debu sebelum sampai ke bumi.
- Semakin ke atas suhu udara lapisan ini semakin rendah. Setiap kenaikan 1.000 m, suhu akan turun 2,50 Celcius – 30 Pada ketinggian 80 km dpl, suhu udara lapisan ini bisa mencapai -900 Celcius. Suhu yang rendah memungkinkan tercipta awan noctilucent, yang terbentuk dari kristal es.
- Terdapat lapisan peralihan yang disebut mesopause, yaitu lapisan antara lapisan mesosfer dan t Pada lapisan ini sama sekali tidak ada udara.
Lapisan termosfer adalah lapisan atmosfer keempat yang berada di ketinggian 80 km – 800 km dpl. Dinamakan termosfer karena terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi, akibat dari proses pemecahan molekul oksigen dan gas-gas atmosfer lainnya yang menghasilkan panas.
Ciri-ciri lapisan termosfer adalah sebagai berikut:
- Lapisan tertinggi nomor dua di atmosfer.
- Suhu udara di lapisan ini sangat panas hingga mencapai 15000 Itulah sebabnya lapisan ini disebut dengan lapisan panas atau hot layer. Peningkatan suhu terjadi saat matahari sedang aktif membentuk suar
- Meski udara di lapisan ini bertemperatur cukup tinggi, tetapi karena jarak antar molekul udara sangat berjauhan (hampa udara) maka tidak ada panas yang cukup untuk dihantarkan ke benda-benda yang berada di lapisan ini, termasuk astronaut. Sebuah termometer normal akan membaca suhu minus derajat celsius antara -400 Celcius hingga -50
- Terjadi penyerapan radiasi sinar ultraviolet yang menyebabkan reaksi kimia sehingga membentuk lapisan bermuatan listrik yang dikenal dengan nama lapisan ionosfer. Sebagian molekul dan atom udara yang ada di lapisan ini mengalami proses ionisasi yang menyebabkan terkumpulnya proton dan eleklron, yang dapat memantulkan gelombang radio. Sebelum munculnya era satelit, lapisan ini berguna untuk membantu memancarkan gelombang radio. Banyak perusahan media televisi maupun radio memanfaat lapisan ini untuk pemantulan gelombang radio
- Terdapat kemunculan aurora, yaitu pita cahaya warna warni yang ada di langit Kutub Utara dan Kutub Selatan, menerangi langit saat malam hari. Proses ionisasi mengakibatkan terjadinya berbagai reaksi penambahan dan pengurangan elektron yang menghasilkan cahaya berwarna-warni yang indah
Lapisan eksosfer merupakan lapisan atmosfer terakhir yang jaraknya paling jauh dari bumi. Lapisan ini berada di ketinggian 800 km – 10000 km dpl. Merupakan batas anlara almosfer bumi dengan angkasa luar. Udara dari bumi tidak akan mampu mencapai lapisan ini.
Lapisan eksosfer memiliki ciri-ciri sebagai berikut:
- Tempat terjadinya gerakan atom atom secara tidak beraturan.
- Merupakan lapisan yang memiliki suhu paling Suhu yang dimiliki oleh lapisan ini mencapai 2.2000 Celcius. Dengan suhu tinggi yang dimiliki oleh eksosfer, semua meteor yang tertarik gravitasi bumi akan mulai dihancurkan menjadi serpihan-serpihan
- Sering disebut sebagai ruang antarplanet dan Geostasioner karena merupakan batas terluar atmosfer yang membentang dan menyatu dengan angkasa luar.
- Lapisan ini dijadikan sebagai tempat orbit satelit-satelit buatan manusia.
- Memiliki kandungan gas-gas atmosfer yang sangat rendah.
- Memiliki gaya gravitasi yang sangat kecil karena berada di bagian paling luar dari bumi. Kondisi atom dan molekul mudah lepas ke luar angkasa.
- Munculnya cahaya redup pada lapisan ini disebabkan karena unsur hidrogen sangat sedikit. Cahaya redup ini dikenal dengan cahaya zodiakal dan gegenscherin. Cahaya redup yang muncul ini pada dasarnya adalah hasil refleksi dari cahaya matahari yang mana kemudian dipantulkan oleh partikel debu meteoritik dan tidak terhitung jumlahnya
1. Perhatikan gambar berikut:
Lapisan atmosfer yang berperan memancarkan gelombang pendek radio terjadi pada lapisan …
a Troposfer
b. Stratosferc.
c. Mesosfer
d. Termosfer
e. Eksosfer
Pembahasan
Lapisan termosfer adalah lapisan atmosfer keempat yang berada di ketinggian 80 km – 800 km dpl. Pada lapisan termosfer terjadi penyerapan radiasi sinar ultraviolet yang menyebabkan reaksi kimia sehingga membentuk lapisan bermuatan listrik yang dikenal dengan nama lapisan ionosfer. Sebagian molekul dan atom udara yang ada di lapisan ini mengalami proses ionisasi yang menyebabkan terkumpulnya proton dan eleklron, yang dapat memantulkan gelombang radio. Sebelum munculnya era satelit, lapisan ini berguna untuk membantu memancarkan gelombang radio. Banyak perusahan media televisi maupun radio memanfaat lapisan ini untuk pemantulan gelombang radio
Jadi jawaban yang tepat adalah D
2. Di bawah ini yang merupakan fenomena cuaca dan fenomena optik yang dapat dijumpai di lapisan troposfer ….
a. petir dan pelangi
b. invers dan pelangi
c. ionisasi dan halo
d. awan dan aurora
e. badai dan aurora
Pembahasan:
Salah satu karakteristik yang membedakan lapisan troposfer dengan apisan lainnya adalah fenomena cuaca dan iklim. Dalam lapisan ini, hampir semua jenis cuaca, perubahan suhu yang mendadak, angin, tekanan dan kelembapan yang kita rasakan sehari-hari berlangsung. Fenomena iklim yang terjadi, seperti pembentukan angin, awan, hujan, petir, badai. Fenomena optik yang terjadi seperti pelangi, fatamorgana, dan halo.
Jadi jawaban yang tepat adalah A
3. Salah satu karakteristik lapisan termosfer adalah suhunya yang sangat tinggi. Hal ini disebabkan oleh ….
a fenomena gradien suhu
b. kerapatan udaranya sangat rendah
c. adanya peristiwa ionisasi gas di lapisan ini
d. lapisan pertama yang menyerap sinar UV matahari
e. terbakarnya dan hancurnya meteor yang masuk ke bumi
Pembahasan:
Lapisan termosfer adalah lapisan atmosfer keempat yang berada di ketinggian 80 km – 800 km dpl. Dinamakan termosfer karena terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi, suhu udara di lapisan ini sangat panas hingga mencapai 15000 Celcius.
Pada lapisan termosfer terjadi penyerapan radiasi sinar ultraviolet yang menyebabkan reaksi kimia sehingga membentuk lapisan bermuatan listrik yang dikenal dengan nama lapisan ionosfer. Sebagian molekul dan atom udara yang ada di lapisan ini mengalami proses ionisasi. Akibat dari proses pemecahan molekul oksigen dan gas-gas atmosfer lainnya inilah yang menghasilkan panas.
Jadi jawaban yang tepat adalah C
4. Cahaya matahari yang mengalami hamburan oleh partikel debu meteorik di lapisan eksosfer akan menyebabkan terjadinya ….
a. terjadinya awan noktilusen
b. fenomena aurora di kutub
c. terjadinya halo matahari
d. fenomena cahaya zodiakal
e. pembentukan lapisan ion
Pembahasan:
Salah satu fenomena yang terjadi di lapisan eksosfer adalah cahaya redup yang dikenal dengan cahaya zodiakal (zodiacal light). Munculnya cahaya redup pada lapisan ini disebabkan karena unsur hidrogen sangat sedikit. Fenomena ini tampak seperti cahaya putih samar yang menyebar sepanjang cakrawala, dan tampak memanjang dari arah matahari. Oleh sebab itu, fenomena ini disebut juga sebagai fajar palsu yang tampak sebelum matahari terbit atau sesaat setelah matahari terbenam. Cahaya zodiakal terbentuk dari hasil refleksi cahaya matahari yang kemudian dihamburkan oleh partikel debu meteoritik dan tidak terhitung jumlahnya di lapisan eksosfer.
Jadi, jawaban yang tepat adalah D.
5. Sebutkan manfaat penyelidikan atmosfer!
Pembahasan:
Atmosfer merupakan lapisan yang sangat berpengaruh terhadap kehidupan di bumi ini. Maka dari itu atmosfer merupakan lapisan yang sangat penting untuk dipelajari dan diselidiki.
Berikut manfaat penyelidikan atmosfer:
- Memprediksi kondisi cuaca yang akan terjadi sehari hari. Prakiraan ini penting untuk pertanian, penerbangan, pelayaran, dan peternakan.;
- menyelidiki perubahan perubahan pada cuaca yang terjadi;
- Memprediksi kemungkinan dan mengetahui sebab-sebab gangguan radio, jaringan, televisi dan penerbangan.;
- Mengetahui apa saja kemungkinan yang akan terjadi ketika atmosfer rusak;
- Mengetahui seberapa penting atmosfer bagi kehidupan;
- Untuk menyelidiki kemungkinan diadakannya hujan buatan.
- Untuk mengetahui syarat-syarat hidup di lapisan udara bagian atas.