Atmosfer

Pengertian Atmosfer

Atmosfer adalah selubung gas atau lapisan udara yang menyelimuti permukaan bumi. Gaya gravitasi memiliki peran penting dalam pembentukan gas di atmosfer. Sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, atmosfer terbentuk dengan didominasikan oleh hidrogen, helium, metana, dan amonia. Lapisan atmosfer diperkirakan memiliki ketebalan sekitar 500 km dimana 99% gas yang menyusun atmosfer berada di bawah ketinggian 32 km. Atmosfer memanjang lebih dari 560 km di atas permukaan bumi yang terbagi menjadi beberapa lapisan.

Komposisi Gas Penyusun Atmosfer

Berikut ini komposisi gas penyusun atmosfer bumi.

Jenis Gas Volume (%)
Nitrogen (N2) 78,08
Oksigen (O2) 20,95
Argon (Ar) 0,93
Karbon dioksida (CO2) 0,035
Neon (Ne) 0,0018
Metana (CH4) 0,00017
Helium (He) 0,0005
Hidrogen (H2) 0,00005
Xenon (Xe) 0,000009
Ozon (O3) 0,000004

Sumber: Ahren (1993)

Lapisan Atmosfer

lapisan atmosfer

Sumber: ESA (2018)

1. Troposfer

  • Lapisan terbawah dari atmosfer dan paling dekat dengan permukaan bumi
  • Ketinggian sekitar 0 – 12 km di atas permukaan bumi -> khatulistiwa: kurang dari 16 km (800C); daerah sedang: sekitar 11 km (540C); daerah kutub: sekitar 8 km (460C)
  • Terjadi peristiwa cuaca dan iklim -> perubahan suhu, angin, tekanan udara, dan kelembaban udara
  • Untuk perubahan suhu -> setiap naik 100 m dari permukaan bumi, suhu udara turun ± 0,60C
  • 80% dari seluruh gas penyusun atmosfer berada di lapisan atmosfer ini
  • Lapisan troposfer terdiri atas:
    1. Lapisan planetair: 0 – 1 km
    2. Lapisan konveksi: 1 – 8 km
    3. Lapisan tropopause: 8 – 12 km -> pembatas antara troposfer dengan stratosfer; kegiatan udara secara vertikal terhenti

2. Stratosfer

  • Ketinggian sekitar 12 – 50 km di atas permukaan bumi
  • Adanya proses inversi suhu -> ketinggian bertambah, suhu udara meningkat
  • Hampir terbebas dari fenomena cuaca atau iklim -> uap air, debu atmosfer, dan khususnya kondisi awan sehingga ideal untuk pesawat terbang
  • Konsentrasi gas ozon tertinggi ada di lapisan atmosfer ini, yaitu di ketinggian 20 km
  • Lapisan stratosfer terdiri atas:
    1. Lapisan isometris: 12 – 20 km
    2. Lapisan inversi: 20 – 35 km
    3. Lapisan inversi kuat: 35 – 50 km
  • Lapisan stratopause: pembatas antara stratosfer dan mesosfer

3. Mesosfer

  • Ketinggian sekitar 50 – 80 km di atas permukaan bumi
  • Fungsinya:
    • Melindungi bumi dari benda – benda luar angkasa -> contohnya meteor yang akan terbakar melewati lapisan ini
    • Sebagai penghantar gelombang elektromagnetik -> sinyal radio, televisi, telefon
    • Pendingin radiasi ultraviolet
  • Suhu udara tidak stabil -> semakin ke atas suhu udara menurun; penurunan sekitar 0,40C setiap kenaikan ketinggian 100 meter
  • Suhunya rendah sekitar -500C sampai -700C
  • Terdapat pembentukan awan noktilusen di lapisan mesosfer dekat kutub
  • Lapisan mesopause: lapisan atmosfer pembatas antara mesosfer dengan termosfer

4. Termosfer (Ionosfer)

  • Ketinggian sekitar 80 – 700 km
  • Adanya ionisasi partikel – partikel yang memberikan efek refleksi gelombang radio (ionosfer) -> akibat radiasi sinar X dan sinar ultraviolet dari matahari
  • Rata – rata suhu sekitar 5000C – 2.0000C
  • Suhu meningkat di lapisan termosfer yang lebih rendah -> sekitar 200 – 300 km
  • Aurora terjadi di termosfer
  • Lapisan termopause (exobase): pembatas termosfer dan eksosfer

5. Eksosfer

  • Ketinggian lebih dari 700 km dari permukaan bumi
  • Fungsi: merefleksikan cahara matahari -> cahaya matahari zodiacal
  • Suhu mencapai 2.2000C
  • Pergerakan molekul hidrogren cepat -> tekanan radiasi sinar matahari lebih kuat dibandingkan tarikan gravitasi bumi
  • Dinamakan disipasisfer atau rang antar planet dan geostasioner
  • Di lapisan atmosfer ini tidak terdapat tekanan udara

Fungsi/Manfaat Atmosfer

Atmosfer menjadi bagian penting bagi kelayakan kehidupan di bumi. Poin penting dalam fungsi atmosfer adalah melindungi bumi dari radiasi-radiasi matahari yang berbahaya. Dalam proses penyinaran matahari, sekitar 34% panas matahari dipantulkan kembali ke angkasa oleh atmosfer, 19% diserap atmosfer, dan 47% mencapai permukaan bumi. Atmosfer juga memiliki manfaat yang lain seperti berikut.

  • Pengatur Cuaca
    • Atmosfer dapat mengurangi radiasi matahari menuju bumi -> contohnya pengurangan radiasi sinar ultraviolet
    • Dampaknya dari pengaturan radiasi matahari adalah kondisi suhu udara
  • Siklus Hidrologi
    • Atmosfer menjadi media dalam rangkaian siklus hidrologi -> penampung air sehingga air dapat didistribusikan secara merata
    • Contohnya perbedaan akan siklus hidrologi pendek, sedang, dan panjang.
  • Penyedia Gas
    • Atmosfer tersusun dari banyak gas -> beberapa gas dibutuhkan oleh makhluk hidup
    • Contohnya: gas oksigen dibutuhkan manusia dan hewan, sedangkan karbon dioksida dibutuhkan tumbuhan
  • Tata Surya
    • Berperan untuk melindungi bumi dari benda luar angkasa -> misalnya meteor yang akan jatuh ke bumi
    • Memantulkan gelombang elektromagnetik

Gejala Optik Atmosfer

  • Faktor: adanya interaksi antara cahaya matahari atau bulan dengan unsur-unsur yang terdapat di atmosfer -> interaksi dapat berupa penyebaran, pemantulan, atau pembiasan
  • Contoh:
    1. 22 Degree Halo -> pembiasan cahaya matahari dan bulan dari kristal es pada ketinggian yang tinggi
    2. Alpenglow -> pembiasan saat matahari terbenam sehingga langit terlihat berwarna merah muda (biasanya di pegunungan)
    3. Aurora -> pembiasan cahaya matahari yang bentuknya tidak teratur karena matahari tertutup oleh awan cumulonimbus
    4. Green flashes -> pembiasan warna hijau pada spektrum cahaya di atmosfer saat matahari terbit atau tenggelam
    5. Zodiac light -> pemantulan cahaya dari planet lain, debu, atau asteroid di tata surya pada malam hari

Artikel: Atmosfer – Pengertian, Lapisan,
Kontributor: Dema Amalia, S.Si.
Alumni Geografi FMIPA UI