atmosfer serta cuaca dan iklim

A. Ciri-ciri lapisan atmosfer dan pemanfaatannya

1.      Pengertian Atmosfer

Lapisan udara yang melindungi bumi disebut atmosfer. Atmosfer melindungi manusia dari sinar matahari dan meteor-meteor. Keberadaan atmosfer memperkecil perbedaan temperatur siang dan malam.Atmosfer yang menutupi bumi menjerat panas ini sehingga lebih lambat bergerak ke ruang angkasa dan mengurangi dingin udara pada malam hari. Atmosfer juga melindungi manusia dari benda­ benda langit.Diperkirakan bahwa atmosfer bumi mendapat gempuran ratusan milyar meteor setiap 24jam, tetapi begitu sampai di atmosfer, meteor-meteor tersebut berubah menjadi gas dan debu karena gesekan. Atmosfer terdiri atas berbagai macam gas yang menyelubungi bumi sampai pada ketinggian 1100 km di atas permukaan air laut. Gas-gas tersebut adalah nitrogen (78 %), oksigen (21 %), argon (0,9%), karbondioksida (0,03 %),  dan uap air, kripton, neon, xinon, hidrogen, helium, dan Dapn sebesar 0,07 %. Gas-gas tersebut juga sangat berguna bagi manusia.

2.      Lapisan Atmosfer

A.    Trofosfer

Troposfer adalah lapisan atmosfer paling bawah. Ketinggian lapisan ini pada berbagai tempat berbeda-beda. Ketinggian lapisan troposfer di daerah ekuator mencapai 16 km, di daerah lintang sedang kurang lebih 11 km, sedangkan di daerah kutub hanya mencapai 9 km. Ketinggian rata-rata lapisan troposfer adalah 12 km. Lapisan troposfer masih dapat dibagi menjadi tiga bagian, yaitu

1.      lapisan planetair, dengan ketinggian 0 km sampai dengan 1 km;

2.      lapisan konveksi, dengan ketinggian antara 1 km sampai dengan 8 km;

3.      lapisan tropopause, dengan ketinggian antara 8 km sampai dengan 12 km.

Ciri-ciri lain dari lapisan ini adalah sebagai berikut.

1.      Lapisan troposfer merupakan satu-satunya lapisan atmosfer yang mengandung air (air, uap, dan es) sehingga di lapis an ini berlangsung evaporasi dan kondensasi.

2.      Lapisan tempat terjadinya sirkulasi dan turbulensi seluruh bahan atmosfer. Karenanya lapisan ini menjadi satu-satunya lapisan yang mengalami pembentukan dan perubahan cuaca, seperti angin, awan, presipitasi, badai, kilat, dan guntur.

3.      Suhu udara padalapisan ini turun dengan bertambahnya ketinggian. Kondisi ini disebut lapse rate. Rata-rata lapse rate seluruh dunia adalah 0,65" C 'Setiap naik 100 m dari per­mukaan laut.

4.      Pada lapisan tropopause, gejala lapse rate tidak terjadi

b. Stratosfer

Lapisan kedua dari atmosfer adalah stratosfer, Stratosfer berada pada ketinggian antara 12 km hingga 50 km. Lapisan yang membatasi troposfer dan stratosfer disebut tropopause. Lapisan stratosfer dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu sebagai berikut:

1.      Lapisan isoterm yang memiliki temperatur -50⁰ C dan terletak pada ketinggian 35 km hingga 50 km.

2.      Lapisan ozonosfer yang memiliki temperatur yang berubah-ubah antara - 50· C dal1 50· C terletak pada ke­i tinggian 35 km hingga 50 km.

Ciri-cirilain lapisan ini adalah sebagai berikut.

1.      Tidak terjadi turbulensi dan sirkulasi udara pada lapisan ini.

2.      Stratosfer merupakan satu-satunya lapis an yang mengan­dung gas ozon. Volume gas ozon relatif kecil, namun berperan sangat besar untuk melindungi bumi dari radiasi ulraviolet yang berlebihan. Radiasi ultraviolet (uv) yang tinggi berbahaya bagi makhluk hidup, misalnya dapat menyebabkan kanker kulit pada manusia.

c. Mesosfer

Mesosfer adalah lapisan udara di atas stratosfer. Batas antara lapisan stratosfer dan mesosfer disebut lapisan stratopause. Lapisan ini' berada pada ketinggian 50 km hingga 80 km. Temperatur pada lapisan ini tidak stabil, mula-mula naik dan kemudian turun ke titik minimum setelah mendekati lapisan mesopause. Pada lapisan mesosfer sebagian meteor terbakar dan terurai sehingga melindungi bumi dari hujan meteor.

d. Ionosfer (Termosfer) .

Ionosfer merupakan lapisan temp at terjadinya ionisasi atom-atom udara oleh radiasi sinar X dan sinar ultra violet yang di pancarkan oleh' radiasi sinar matahari. Lapisan ini berada pada ketinggian antara 80 km dan 375 km. Pada ionosfer terdapat lapis an inversi, yaitu lapis an yang memiliki ciri semakin tinggi dari permukaan laut, semakin tinggi pula temperatunya suhu udara pada lapis an ini dapat mencapai 1700⁰C. Lapisan ini merupakan lapisan yang panas sehingga disebut pula sebagai lapis an termosfer.

Lapisan ionosfer berperan penting dalam bidang komunikasi. Lapisan ionosfer mampu memantulkan gelombang radio, sehingga pemancar radio yang letaknya jauh sekalipun mampu diterima daerah lain.

e. Eksosfer

Eksosfer merupakan lapisan terluar dari atmosfer, Pengaruh gaya berat pada lapisan ini sangat kecil sehingga benturan-benturan di udarajarang terjadi. Lapisan ini berada pada ketinggian antara 500 km dan 1000 km. Butiran-butiran gas pada lapisan ini berangsur-angsur meloloskan diri ke angkasa luar sehingga lapisan ini juga dinamakan disipasisfer.

B. Dinamika Unsur Cuaca dan Iklim

Cuaca adalah keadaan udara pada suatu saat dan pada daerah yang sempit. Ilmu tentang cuaca dinamakan meteorologi. Iklim adalah keadaan cuaca rata-rata pada daerah yang luas dan dalam waktu yang lama (30 tahun). Jadi, perbedaan pokok antara cuaca dan iklim terJetak pada rentang waktu dan tempat. Meteorologi adalah ilmu yang mempelajari gejala-gejala cuaca dalam ruang dan jangka waktu terbatas. Misalnya, pengamatan suhu udara pada hari Senin dari pukul 05.00 sampai dengan pukul 18.00 di KotaJakarta. Klimatologi adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari gejala-gejala cuaca secara umum dalam waktu yang lebih lama dan pada daerah yang relatif luas. Misalnya, wilayah Asia Tenggara yang terletak di daerah ekuator.

1. Radiasi Matahari

            Radiasi Matahari merupakan energi yang menggerakkan berbagai proses yang terjadi di atmosfer. Salah satu contohnya adlah pembentukan awan menjadi badai. Awan badai ini kemudian akan jatuh sebagai hujan yang disertai dengan angin kencang.

Dalam perjalanannya, radiasi matahari mengalami berbagai peristiwa yaitu Penyerapan, pemantulan, hamburan,dan pemancaran kembali.

• Penyerapan ( Absorpsi ) Radiasi matahari yang jatuh diserap langsung oleh ozon dan uap air sebanyak 18%. Ozon menyerap seluruh radiasi ultraviolet di bawah 0,29 mikrometer. Penyerapan radiasi oleh uap air terbanyak, yaitu antara 0,9 mikrometer dan 2,1 mikrometer. CO2 menyerap radiasi dengan panjang gelombang lebih besar dari 4 mikrometer.
• Pemantulan. Tutupan awan menghalangi masuknya radiasi matahari. Banyaknya radiasi yang dipantulkan oleh awan tergantung tidak hanya pada banyak dan tebalnya awan, tetapi juga pada macam atau jenis awan. Albedo adalah nisbah antara energi radiasi yang dipantulkan dan energi radiasi yang datang.
• Hamburan. Radiasi matahari dihamburkan terutama oleh molekul udara, uap air, dan partikel di dalam atmosfer.
• Spektrum radiasi matahari yang sampai di permukaan tergantung beberapa parameter atmosfer. Diantaranya massa udara (air mass), precipitable water, turbiditas, elevation, dan NO2. Sedangkan parameter yang lain, misalnya ozon, temperatur dan musim memiliki efek yang kecil.

2.   Temperatur Udara

Udara menjadi panas karena mendapat pemanasan matahari. Alat untuk mengukur suhu udara adalah thermometer. Faktor-faktor yang memengaruhi tinggi rendah suhu udara suatu daerah adalah :

• Sudut datang sinar matahari. Makin tegak sinar matahari, udara semakin panas
• Keadaan cuaca, cuaca cerah udara panas dan cuaca mendung udara dingin
• Letak lintang. Makin dekat dengan ekuator suhu udara lebih panas dan makin dekat ke kutub udara lebih dingin.
• Ketinggian tempat. Di pantai udara lebih panas dibandingkan daerah pegunungan

3. Tekanan Udara

Tekanan udara adalah tekanan yang diberikan udara setiap satuan luas bidang datar dari permukaan bumi sampai batas atmosfer. Tekanan udara di pengaruhi oleh Kerapatan udara itu sendiri. Tekanan udara bereubah menurut tempat, ketinggian,dan waktu.

4. Kelembapan udara

Kelembaban mutlak adalah bilangan yang menunjukkan berapa gram berat uap air yang tertampung dalam satu meter kubik udara. Sedangkan kelembaban nisbi (relatif) adalah bilangan yang menujukkan berapa persen perbandingan antara jumlah uap air yang ada dalam udara saat pengukuran dan jumlah uap air maksimum yang dapat ditampung oleh udara tersebut.Kelembapan Spesifik, menyatakan jumlah uap air yang dikandung udara dalam setiap 1 kg udara

5.  Awan

Awan adalah kumpulan tetesan air (kristal-kristal es) di dalam udara di atmosfer yang terjadi karena adanya pengembunan/pemadatan uap air yang terdapat dalam udara setelah melampaui keadaan jenuh.

Menurut Morfologi :                      Menurut Ketinggian:                      Menurut Materi Pembentuknya :

1. Cumulus                              a. Awan rendah <2 km                  a. Awan cair
2. Stratus                                 b. Awan sedang 2-7 km                 b. Awan es
3. Cirrus                                   c. Awan tinggi >7 km                   c. Awan campuran

6. Curah Hujan

Curah hujan adalah banyaknya air hujan atau kristal es yang jatuh hingga permukaan bumi. Alat yang digunakan untuk mengukur curah hujan disebut ombrometer.

Ada bermacam-macam jenis hujan :

1.Hujan Orografis. adalah hujan yang terjadi karena gerakan udara yang mengandung uap air terhalang oleh pegunungan sehingga massa udara itu dipaksa naik ke lereng pegunungan. Akibatnya suhu udara tersebut menjadi dingin. Sampai ketinggian tertentu terjadi proses kondensasi dan terbentuklan awan.

2. Hujan Konveksi (Zenithal). Hujan konveksi terjadi karena udara yang mengandung uap air bergerak naik secara vertikal (konveksi) karena pemanasan. Udara yang naik itu mengalami penurunan suhu, sehingga pada ketinggian tertentu terjadi proses kondensasi dan pembentukan awan. Setelah awan tersebut tidak mampu lagi menahan kumpulan titik-titik airnya, maka terjadilah hujan konveksi (zenithal). Hujan konveksi banyak terjadi di daerah tropis yang mempunyai intensitas penyinaran matahari yang selalu tinggi.

3.Hujan Frontal. Hujan frontal adalah hujan yang terjadi karena adanya pertemuan antara massa udara panas dengan massa udara dingin. Pada pertemuan udara panas dan dingin terjadilah bidang front dimana terjadi kondensasi dan pembentukan awan. Udara yang panas selalu berada di atas udara yang dingin. Hujan frontal biasanya terjadi di daerah lintang sedang atau pertengahan.

4.Hujan muson atau hujan musiman, yaitu hujan yang terjadi karena Angin Musim (Angin Muson). Penyebab terjadinya Angin Muson adalah karena adanya pergerakan semu tahunan Matahari antara Garis Balik Utara dan Garis Balik Selatan. Di Indonesia, hujan muson terjadi bulan Oktober sampai April. Sementara di kawasan Asia Timur terjadi bulan Mei sampai Agustus. Siklus muson inilah yang menyebabkan adanya musim penghujan dan musim kemarau.

5.  Hujan siklonal, yaitu hujan yang terjadi karena udara panas yang naik disertai dengan angin berputar.

7.     Angin

Udara yang bergerak adalah angin. Udara bergerak karena perbedaan tekanan. Alat untuk mengukur kecepatan angin disebut anemometer, sedangkan alat untuk mengetahui arah angin disebut panah angin tau kantong angin.

8. Sirkulasi Global

Sirkulasi global adalah  peredaran angin dengan arah dan tekanan yang tetap arahnya selama beberapa bulan pada suatu waktu. Sirkulasi global ini tersusun secara zonal dan membentu suatu sabuk angin adan bergabung drengan sirkulasi lokal. Berukut beberapa sabuk angin yaitu :

- Doldrums                                                                  - Garis lintang kuda

- Angin Musim                                                            - angin barat

- Angin Anti musim                                                    - angin kutub

9. Sirkulasi local

Sirkulasi local adalah sirkulasi angin yang dengan skala ruang dan waktu lebih kecil di bandingkan dengan sirkulasi global. Jenis angin sirkulasi local adalah

- angin darat dan angin laut

- angin gunung dan angin lembah

- angin fohn

Terima kasih Telah berkunjung