Urutan Susunan Lapisan-Lapisan Atmosfer Bumi
Atmosfer Sebagai Selubung Gas Pembungkus Bumi
Atmosfer bumi merupakan selubung gas yang menyelimuti permukaan padat dan cair pada bumi. Selubung ini membentang ke atas sejauh beratus-ratus kilometer, dan akhirnya bertemu dengan medium antar planet yang berkerapatan rendah dalam sistem tata surya kita. Perlu sobat Geologinesia ketahui bahwa semakin tinggi atmosfer maka kerapatan dan suhunya semakin rendah. Hal ini sanggup terlihat dikala kita pergi ke puncak gunung maka kita akan bernapas lebih berat daripada di lereng gunung.
Baca juga : Komposisi Unsur-unsur Gas Penyusun Atmosfer Bumi
Sesungguhnya, atmosfer tidak jauh berbeda dengan lautan yang membungkus permukaan bumi. Keduanya merupakan fluida yang membungkus permukaan bumi dan terikat secara gravitasi. Perbedaan yang fundamental antara atmosfer dan lautan yaitu bahwa atmosfer merupakan adonan gas yang sanggup dikompresi atau perluasan sedangkan lautan berisi cairan yang relatif tidak terkompresi. Kemampuan kompresi dan perluasan atmosfer, secara substansial dipengaruhi oleh tekanan, menyebabkan banyak sekali fenomena atmosfer menyerupai angin, mendung, hujan, iklim, cuaca, dan sebagainya (Petty, 2008).
Urutan Susunan, Ciri-ciri, dan Fungsi Lapisan Atmosfer Bumi
Secara umum, atmosfer dipelajari dengan membaginya menjadi dua bab regional yaitu : atmosfer regional rendah (lower) dan atmosfer regional atas (upper). Regional bawah yaitu atmosfer dari permukaan bumi hingga ketinggian kira-kira 50 km. Ilmu untuk regional ini merupakan ilmu meteorologi. Sedangkan ilmu regional atmosfer atas (> 50 km), dikenal dengan ilmu aeronomi.
Oleh para ahli, pembagian lapisan atmosfer dilakukan dalam beberapa cara. Ada yang membaginya menurut perubahan sifat fisik berupa tekanan dan temperatur, ada pula yang menurut kehomogenan komposisi dan kerapatan gas-gas penyusun atmosfer pada setiap ketinggian (altitude).
Pada goresan pena ini kita akan lebih memfokuskan pembahasan urutan susunan lapisan atmosfer bumi menurut perubahan sifat fisik berupa tekanan dan temperatur. Berdasarkan sifat tersebut atmosfer bumi terbagi atas 5 lapisan, susunan urutannya mulai dari bawah (permukaan bumi) hingga ke atas yaitu : Lapisan Troposfer, Lapisan Stratosfer, Lapisan Mesosfer, Lapisan Termosfer, dan Lapisan Eksosfer.
Oleh para ahli, pembagian lapisan atmosfer dilakukan dalam beberapa cara. Ada yang membaginya menurut perubahan sifat fisik berupa tekanan dan temperatur, ada pula yang menurut kehomogenan komposisi dan kerapatan gas-gas penyusun atmosfer pada setiap ketinggian (altitude).
Pada goresan pena ini kita akan lebih memfokuskan pembahasan urutan susunan lapisan atmosfer bumi menurut perubahan sifat fisik berupa tekanan dan temperatur. Berdasarkan sifat tersebut atmosfer bumi terbagi atas 5 lapisan, susunan urutannya mulai dari bawah (permukaan bumi) hingga ke atas yaitu : Lapisan Troposfer, Lapisan Stratosfer, Lapisan Mesosfer, Lapisan Termosfer, dan Lapisan Eksosfer.
 |
| Gambar Lapisan-lapisan atmosfer, komposisi, profil, dan temperaturnya. |
Lapisan Troposfer
Ciri-ciri atau karakteristik lapisan troposfer yaitu lapisan ini merupakan lapisan atmosfer yang paling bersahabat dan berinterakasi pribadi dengan permukaan bumi hingga pada ketinggian rata-rata 11 km. Temperatur rata-ratanya 15 derajat celcius dipermukaan maritim dan akan menurun seiring dengan bertambahnya ketinggian hingga kira-kira -56 derajat celcius pada bab atas (tropopause). Tropopause merupakan lapisan transisi antara troposfer dan stratosfer.
Lapisan troposfer utamanya disusun oleh gas-gas poliatomik yang mempunyai densitas relatif lebih besar. Gas-gas rumah beling (GKR), oksigen dan nitrogen sangat mayoritas di lapisan ini. Uap air, awan, hujan (presipitasi), merupakan variable gas yang sangat besar lengan berkuasa pada fenomena troposfer.
Manfaat atau fungsi lapisan troposfer yaitu menjaga suhu atmosfer semoga tetap hangat untuk menopang reaksi kimia dan biokimia di permukaan bumi. Hal ini lebih banyak dilakukan oleh gas-gas rumah beling (GKR) sebagai konstituen atmosfer. Dalam termodinamika kimia, zat-zat poliatomik ini menyerap energi tinggi (UV panjang atau IR) dan sesudah mengalami proses internal molekul (dilatasi, translasi, dan sebagainya) akan mengemisikan kembali dalam bentuk spektrum dengan energi labih rendah (gelombang lebih panjang dan panas).
Lapisan Stratosfer
Ciri atau karakteristik lapisan stratosfer yaitu berada pada ketinggian rata-rata 11 km hingga kira-kira 50 km, temperatur rata-rata naik dari -56 derajat celcius hingga -2 derajat celcius di bab atas (stratopause). Stratopause merupakan lapisan transisi antara stratosfer dan mesosofer. Kenaikan temperatur yang terjadi utamanya alasannya yaitu absorpsi radiasi ultraviolet oleh ozon di atmosfer.
Dibagian atas lapisan ini terjadi absorpsi spektrum ultra violet (UV) energi yang lebih tinggi alasannya yaitu makin banyaknya molekul-molekul poliatomik. Sedangkan di bab yang lebih bawah, absorpsi spektrum UV lebih rendah, sebanding dengan penurunan jumlah molekul poliatomik dan meningkatnya molekul diatomik atau monoatomik.
Lapisan stratosfer bab atas didominasi oleh proses pembentukan ozon dengan menyerap energi UV tinggi, dan meradiasikan IR tinggi. Sedangkan bab bawah, didominasi oleh proses pemecahan ozon dengan menyerap UV lebih rendah, dan meradiasikan IR lebih rendah dibanding bab atas.
Fungsi atau manfaat stratosfer yang paling utama yaitu untuk melindungi permukaan bumi dari radiasi Ultra Violet (UV) yang berlebihan. Kita ketahui bersama bahwa spektrum yang diradiasikan matahari sangat kompleks, dari paket energi sangat tinggi hingga paket energi sangat rendah. Sehingga ada yang sangat dibutuhkan sebagai sumber energi di kehidupan bumi, tetapi adapula yang tidak bisa diterima oleh sistem kehidupan di bumi.
Dibagian atas lapisan ini terjadi absorpsi spektrum ultra violet (UV) energi yang lebih tinggi alasannya yaitu makin banyaknya molekul-molekul poliatomik. Sedangkan di bab yang lebih bawah, absorpsi spektrum UV lebih rendah, sebanding dengan penurunan jumlah molekul poliatomik dan meningkatnya molekul diatomik atau monoatomik.
Lapisan stratosfer bab atas didominasi oleh proses pembentukan ozon dengan menyerap energi UV tinggi, dan meradiasikan IR tinggi. Sedangkan bab bawah, didominasi oleh proses pemecahan ozon dengan menyerap UV lebih rendah, dan meradiasikan IR lebih rendah dibanding bab atas.
Fungsi atau manfaat stratosfer yang paling utama yaitu untuk melindungi permukaan bumi dari radiasi Ultra Violet (UV) yang berlebihan. Kita ketahui bersama bahwa spektrum yang diradiasikan matahari sangat kompleks, dari paket energi sangat tinggi hingga paket energi sangat rendah. Sehingga ada yang sangat dibutuhkan sebagai sumber energi di kehidupan bumi, tetapi adapula yang tidak bisa diterima oleh sistem kehidupan di bumi.
Lapisan Mesosfer
ciri atau karakteristik lapisan ini yaitu berada pada ketinggian rata-rata 50 km hingga dengan 85 km dari permukaan bumi. Profil temperaturnya sama dengan troposfer, menurun dengan bertambahnya ketinggian, dari -2 derajat celcius hingga sekitar -92 derajat celcius pada bab lapisan paling atas (mesopause). Mesopause merupakan lapisan transisi antara mesosfer dan termosfer.
Di tempat mesosfer kadang teramati fenomena aurora, alasannya yaitu terjadi proses ionisasi gas-gas penyusunnya. Gas-gas mendapatkan radiasi spektrum energi lengkap dari matahari. Spektrum energi tinggi ini yang sangat besar lengan berkuasa pada orbital elektron setiap atom, sehingga terjadi proses-proses yang berkaitan dengan ionisasi.
Baca juga: Pengertian, Jenis, dan Unsur-unsur Iklim
Pada lapisan mesosfer konsentrasi gas ozon makin berkurang tajam dikala altitude makin tinggi, sehingga UV terserap juga makin sedikit. Sebagai risikonya suhu makin ke atas akan makin turun. Laju penurunan temperatur tersebut dilaporkan rata-rata 0,4 derajat celcius per seratus meter. Penurunan suhu (temperatur) yang demikian menerangkan mesosfer mempunyai kesetimbangan termal negatif.
Lapisan Termosfer
Ciri atau karakteristik lapisan termosfer yaitu mulai pada ketinggian 85 km hingga dengan 500 km. Termosfer berisi lapisan gas dengan kerapatan rendah dan profil temperatur sanggup naik hingga 1200 derajat celcius. Kenaikan terjadi alasannya yaitu absorpsi radiasi dengan panjang gelombang <200 nm oleh jenis gas-gas penyusun termosfer. Temperatur pada lapisan termosfer ini sangat tergantung pada aktifitas matahari (sunspots atau flares)
Termosfer merupakan tempat terjadinya ionisasi partikel-partikel yang sanggup menawarkan imbas pada perambatan/refleksi gelombang radio, baik gelombang panjang maupun pendek. Pada lapisan ini juga, molekul-molekul gas menyerupai oksigen (O2) akan bertindak sebagai emitter IR dan mengalami reaksi dissosiasi (fotolisis) dengan energi tinggi UV gelombang pendek, sehingga terjadi kelangkaan molekul poliatomik. Kelangkaan molekul poliatomik ini menyebabkan emisi IR rendah, dan energi tetap tersimpan pada molekul gas di tempat ini.
Termosfer merupakan tempat terjadinya ionisasi partikel-partikel yang sanggup menawarkan imbas pada perambatan/refleksi gelombang radio, baik gelombang panjang maupun pendek. Pada lapisan ini juga, molekul-molekul gas menyerupai oksigen (O2) akan bertindak sebagai emitter IR dan mengalami reaksi dissosiasi (fotolisis) dengan energi tinggi UV gelombang pendek, sehingga terjadi kelangkaan molekul poliatomik. Kelangkaan molekul poliatomik ini menyebabkan emisi IR rendah, dan energi tetap tersimpan pada molekul gas di tempat ini.
Lapisan Eksosfer
Eksosfer yaitu lapisan udara kelima, eksosfer terletak diatas termosfer hingga pada ketinggian sekitar 1000 km dari permukaan bumi. Pada lapisan ini merupakan tempat terjadinya gerakan atom-atom secara tidak beraturan. Lapisan ini merupakan lapisan paling panas dan molekul udara sanggup meninggalkan atmosfer hingga ketinggian 3.150 km dari permukaan bumi. Lapisan ini sering disebut pula dengan ruang antar planet dan geostasioner. Lapisan ini sangat berbahaya, alasannya yaitu merupakan tempat terjadi kehancuran meteor dari angkasa luar.
Demikian klarifikasi singkat mengenai lapisan atmosfer bumi, semoga sobat Geologinesia bisa berbagi materi ini sesuai dengan disiplin ilmu masing-masing, alasannya yaitu ilmu geologi, geografi, astronomi, tanah, dan sebagainya sangat berafiliasi dengan atmosfer.
Referensi: Petty, Grant W. A First Course in Atmospheric Thermodynamics. 1st. Madison, Wisconsin: Sundog Publisher, 2008. Holton, J.R, P.H. Haynes, M.E. McIntyre, A.R. Douglass, R.B. Rood, and L. Pfister. "Strattosphere-troposphere exchange."Rev. Geophysics. vol 33, 1995: 403-439. Manahan, Stanley E. The Atmosphere and Atmospheric Chemistry-Environmental Chemistry. Boca Raton: CRC Press LLC, 2000.
Posting Komentar untuk "Urutan Susunan Lapisan-Lapisan Atmosfer Bumi"