A. Struktur Lapisan Atmosfer dan Pemanfaatannya
o Pengertian atmosfer : Berasal dari bahasa Yunani, yaitu atmos (uap) dan shpaira (bola/bumi). Jadi, atmosfer mempunyai pengertian selubung berwujud gas yang mengelilingi bumi
o Komposisi atmosfer : Atmosfer terdiri dari berbagai macam gas. Ketebalan atmosfer mencapai 10.000 km dari permukaan laut. Makin tinggi, lapisan udara makin tipis. Dalam keadaan kering susunan udara adalah sebagai berikut :
Nitrogen = 78,08% Oksigen = 21% Karbondioksida = 0,03% o Lapisan-Lapisan Atmosfer 1. Troposfer (0–15 km)
Troposfer berada pada lapisan atmosfer paling bawah. Manusia dan makhluk hidup lain hidup di lapisan ini. Lapisan ini menjadi tempat akumulasi gas-gas oksigen, nitrogen, dan karbon dioksida. Uap air dan karbon dioksida yang banyak terdapat pada lapisan ini berfungsi menjaga keseimbangan panas permukaan Bumi, terutama yang ditimbulkan oleh radiasi sinar inframerah dari Matahari. Pada lapisan ini terjadi penurunan suhu seiring dengan peningkatan ketinggian karena sangat sedikit penyerapan radiasi
gelombang pendek dari Matahari. Permukaan tanah memberikan panas udara di atasnya melalui konduksi, konveksi, kondensasi, dan sublimasi sehingga troposfer bagian bawah lebih panas. Gejala cuaca seperti awan, hujan, petir, topan, dan badai terjadi di lapisan troposfer. Antara troposfer dan stratosfer terdapat lapisan peralihan yang disebut tropopause. Zona ini menjadi jalur lintasan pesawat terb2. Stratosfer (15–50 km)
Stratosfer mempunyai dua lapisan molekul-molekul gas tipis yang tidak terdapat
troposfer. Lapisan bawah mengandung bahan sulfat yang memengaruhi terjadinya hujan. Di stratosfer bagian atas terdapat lapisan ozon terbesar. Stratosfer adalah lapisan inversi, yaitu semakin tinggi dari permukaan Bumi, suhu udara akan meningkat. Kenaikan suhu ini disebabkan oleh lapisan ozon yang menyerap radiasi ultraviolet dari Matahari. Bagian stratosfer paling atas disebut stratopause, yaitu lapisan yang membatasi stratosfer dan mesosfer.
3. Mesosfer (50–85 km)
Suhu udara di lapisan mesosfer sangat dingin mencapai –100°C. Suhu yang sangat dingin ini menyebabkan meteor-meteor dari luar angkasa yang sangat panas pecah dan berubah menjadi batuan-batuan kecil yang tidak membahayakan kehidupan di Bumi. Di mesosfer terdapat lapisan ion atau udara bermuatan listrik yang disebut lapisan D. Lapisan D terbentuk karena sinar ultraviolet pada molekul-molekul udara bertemu dengan elektron bermuatan listrik negatif. Awan sinar malam yang berasal dari uap air atau debu meteorit muncul pada lapisan ini.
Pada lapisan termosfer terjadi ionisasi gas-gas oleh radiasi matahari sehingga lapisan ini dikenal juga dengan ionosfer. Berkat adanya gas-gas yang mengalami ionisasi ini, sinyal- sinyal radio komunikasi dari permukaan Bumi dapat dipantulkan kembali ke Bumi, sehingga aktivitas komunikasi dapat terjadi. Pada lapisan ini terdapat pula sinar kutub (aurora) yang muncul di kala fajar atau petang.
5. Eksosfer (lebih dari 500 km)
Kandungan gas utama pada lapisan eksosfer adalah hidrogen. Kerapatan udaranya semakin tipis sampai hampir habis di ambang luar angkasa. Cahaya redup yaitu cahaya
zodiakal dan gegenschein muncul pada lapisan eksosfer. Cahaya ini sebenarnya merupakan pantulan sinar matahari oleh partikel debu meteorit yang jumlahnya banyak dan melayang di angkasa. Satelit-satelit buatan biasanya berada di lapisan ini.
o Manfaat Atmosfer Bagi Kehidupan :
1. Untuk melindungi bumi dari jatuhnya batuan meteor 2. Memantulkan gelombang radio/TV
3. Filter sinar ultrviolet matahari
4. Tempat terjadinya gejala cuaca seperti hujan, angin, awan
o Cuaca dan Iklim :
Cuaca adalah rata-rata keadaan udara pada suatu saat di suatu tempat. Ilmu yang mempelajari cuaca dinamakan meteorologi.
Iklim adalah keadaan rata-rata cuaca pada tempat yang luas dan dalam waktu yang lama (10–30 tahun). Ilmu yang mempelajari iklim disebut klimatologi.
o Unsur-unsur Pembentuk Cuaca dan Iklim : 0. Suhu 1. Kelembapan 2. Curah hujan 3. Angin 4. Tekanan udara 5. Penyinaran matahari o Suhu
panas dinginnya udara.
Alat pengukur suhu disebut termometer.
Pada umumnya suhu di permukaan bumi dipengaruhi oleh banyak- sedikitnya panas matahari.
Faktor yang mempengaruhi banyak-sedikitnya panas yang diterima bumi antara lain:
1. Sudut datang matahari 2. Lamanya penyinaran 3. Awan
4. Keadaan tanah 5. Angin dan arus laut 6. Relief bumi.
Pemanasan udara dibedakan atas: 1. Langsung
Absorbsi: penyerapan radiasi matahari. Refleksi: pemantulan sinar matahari. Difusi: penghamburan sinar matahari. 2. Tidak langsung
Konduksi: penerusan energi.
Konveksi: pemanasan udara secara vertikal. Adveksi: pemanasan udara secara horizontal. Turbulensi: pemanasan udara yang tidak teratur.
o Kelembapan
Kelembapan/lengas udara: jumlah uap air yang terkandung dalam udara. Alat pengukur kelembapan disebut higrometer.
Kelembapan relatif/nisbi: perbandingan jumlah uap air yang dikandung dengan jumlah maksimal uap air yang dapat dikandung pada suhu dan tekanan yang sama.
Kelembapan mutlak/absolut: jumlah uap air setiap 1 m3udara (gram/m3).
o Curah hujan
Curah hujan: banyaknya hujan yang jatuh.
Faktor yang mempengaruhi curah hujan di Indonesia 0. Terletak di daerah tropis.
1. Banyak terdapat pegunungan tinggi. 2. Terletak di antara dua samudera. 3. Dihembus angin muson barat. Jenis-jenis Hujan :
0. Hujan Zenithal (Hujan Konveksi). Hujan yang disebabkan karena uap air naik secara vertikal. Hal ini disebabkan karena adanya pemanasan matahari dalam jumlah besar sehingga udara renggang kemudian uap air naik biasanya terjadinya di daerah tropis (equator). 1. Hujan Orografis (Hujan Gunung). Hujan yang terjadi di lereng
gunung.
2. Hujan Frontal (Hujan Depresi). Hujan yang terjadi pada bidang front, yang mana masa udaranya panas naik ke atas massa udara dingin. Hujan frontal sering terjadi di daerah lintang sedang.
3. Hujan Sinklonal. Hujan yang terjadi karena udara panas naik dan disertai angin siklon. Hujan siklonal terjadi di daerah sedang. 4. Hujan Musim. Hujan yang terjadi karena angin muson yang lembab
naik ke darat atau pegunungan.
o Angin
Angin: udara yang bergerak dari daerah bertekanan tinggi → rendah. Alat pengukur kecepatan angin: anemometer.
Hukum Buys Ballot: Angin bergerak dari daerah bertekanan udara maksimum ke daerah bertekanan udara minimum. di belahan bumi utara angin dibelokkan ke kanan dan di belahan bumi selatan, angin dibelokkan ke kiri. Penyimpangan ini disebabkan oleh perputaran bumi pada porosnya (rotasi bumi) yang disebut gaya coriolis.
Gerakan udara, ada 3 (tiga), yaitu (1) konveksi adalah perpidahan udara secara vertikal, (2) adveksi, adalah gerakan udara secara horizontal dan (3) turbulensi, adalah gerakan udara yang tidak teratur
Gradien Barometris, yaitu bilangan yang menunjukkan perbedaan tekanan udara dari dua isobar yang jaraknya 111 km. Makin besar gradien barometrisnya, makin cepat tiupan anginnya.
Lokai, kecepatan angin di dekat khatulistiwa lebih cepat daripada angin yang jauh dari garis khatulistiwa.
Tinggi Lokasi, semakin tinggi lokasinya semakin kencang pula angin yang bertiup. Hal ini disebabkan oleh pengaruh gaya gesekan yang menhambat laju udara. Di permukaan bumi, gunung, pohon, dan topografi yang tidak rata lainnya memberikan gaya gesekan yang besar. Semakin tinggi suatu tempa, gaya gesekan ini semakin kecil.
Waktu, Angin bergerak lebih cepat pada siang hari, dan sebaliknya terjadi pada malam hari.
Sebenarnya yang kita lihat saa angin berhembus adalah partikel-partikel ringan seperti debu yang terbawa bersama angin. Angin bisa kita rasakan hembusannya karena kita mempunyai indra perasa, yaitu kulit, sehingga kita bisa merasakannya.
C.SIFAT-SIFAT ANGIN Beberapa sifat angin antara lain:
Angin menyebabkan tekanan terhadap permukaan yang menentang arah angin tersebut.
Angin mempercepat pendinginan dari benda yang panas.
Kecepatan angin sangat beragam dari tempat ke tampat lain, dan dari waktu ke waktu.
D.KECEPATAN ANGIN
Kecepatan angin ditentukan oleh perbedaan tekanan udara antara tempat asal dan tujuan angin dan resistensi medan yang dilaluinya.
