STRUKTUR LAPISAN ATMOSFER DAN PEMANFAATANNYA

175 2. Memiliki berat, sehingga dapat menyebabkan tekanan. 3. Memiliki sifat dinamis dan elastis yang dapat mengembang dan mengerut. Salah satu unsur penting dalam atmosfer adalah uap air. Uap air H 2 O sangat penting dalam proses cuaca atau iklim, sebab dapat merubah fase wujud menjadi fase cair, atau fase padat melalui kondensasi dan deposisi. Uap air merupakan senyawa kimia udara dalam jumlah besar. Uap air yang terdapat di atmosfer merupakan hasil penguapan dari laut, danau, kolam, sungai dan transpirasi tanaman. Atmosfer selalu dikotori oleh debu yang berasal dari asap, abu vulkanik, pembakaran bahan bakar, kebakaran hutan, smog, dan lainnya. Smog singkatan dari smoke and fog adalah kabut tebal yang sering dijumpai di daerah industri yang lembab. Debu dapat menyerap, memantulkan, dan menghamburkan radiasi matahari. Debu atmosferik dapat disapu turun ke permukaan bumi oleh curah hujan, tetapi kemudian atmosfer dapat terisi partikel debu kembali. Debu atmosfer adalah kotoran yang terdapat di atmosfer. Gas-gas yang terkumpul dalam atmosfer, memiliki sifat, karakteristik, dan fungsinya sendiri. Lapisan udara atau atmosfer tersebar, baik secara vertikal maupun ke arah horisntal. Secara vertikal, lapisan atmosfer diberi nama yang berbeda yaitu troposfer, stratosfer, mesosfer, dan thermosfer. Ada pula yang menambahkan dengan lapisan ionosfer, dan exosfer. Gambar 5.2 Pembagian lapisan atmosfer berdasarkan suhu Sumber: Bayong Tjasyono, 2006, Halaman: 119 176 Lapisan troposfer merupakan lapisan terbawah dari atmosfer, terdapat pada ketinggian antara 0 – 8 km di daerah kutub, dan antara 0 – 16 km di daerah equator atau khatulistiwa. Pada lapisan ini terjadi peristiwa-peristiwa cuaca seperti awan, hujan, dan konveksi. Di zone ini, suhu akan semakin dingin apabila berada semakin ke atas hingga mencapai -60°C yang disebabkan troposfer sedikit menyerap gelombang radiasi dari matahari. Sebaliknya suhu di permukaan tanah cukup panas akibat proses konduksi, konveksi, dan panas laten. Kandungan unsurnya didominasi oleh unsur Nitrogen dari Oksigen. Lapisan stratosfer berada pada ketinggian rata-rata berkisar antara 15 – 50 km. Antara lapisan stratosfer dan lapisan mesosfer dipisahkan oleh lapisan stratopause. Bagian paling atas dari lapisan stratosfer merupakan tempat konsentarasi ozon. Lapisan mesosfer terletak pada ketinggian antara 50 – 80 km. Temperatur menurun secara tajam hingga 100ºC, banyak meteor yang terbakar dan terurai, dan terdapat reflektor atau perambat gelombang radio. Lapisan thermosfer terletak pada ketinggian antara 80 km – 500 km di atas permukaan bumi. Pada bagian bawah lapisan ini terjadi peristiwa ionisasi pembentukan ion, yaitu pada ketinggian 85 km – 375 km. Suhu naik pada ketinggian 480 km hingga mencapai 120ºC. Lapisan ionosfer merupakan bagian dari lapisan thermosfer. Fungsi lapisan ini untuk memantulkan gelombang radio sebagai alat komunikasi ke seluruh permukaan bumi. Di atas lapisan ionosfer terdapat lapisan exosfer terluar lebih dari ketinggian 700 km di atas permukaan bumi. Lapisan ini semakin tinggi semakin sedikit udara dan makin mendekati luar angkasa. Bagian atas lapisan atmosfer dibatasi oleh thermopause yang meluas dari ketinggian 300 km sampai pada ketinggian 1000 km. Suhu termopause adalah konstant terhadap ketinggian, tetapi berubah dengan waktu, yaitu dengan insolasi incoming solar radia- tion. Suhu pada malam hari berkisar antara 300 dan 1200 o C dan pada siang hari antara 700 dan 1700 o C. Densitas thermo- pause sangat kecil, kira-kira 10 kali densitas atmosfer permukaan tanah. Lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 5.3 berikut. Z km 1000 500 200 100 Malam 600 - 1500 o K Siang 1000 - 2000 o K Keterangan: Z = ketinggian K = derajat Kelvin THERMOSFER Mesopause 200 Suhu Gambar 5.3 Keadaan suhu siang – malam di lapsisan atmosfer Sumber: www.e-dukasi.net 177 Persebaran kondisi atmosfer secara horisontal hanya berada pada lapisan troposfer dan keadaannya berbeda-beda antara satu tempat dengan tempat lainnya. Perbedaannya mengakibatkan perbedaan gejala cuaca dan iklim di permukaan bumi.

B. UNSUR-UNSUR CUACA DAN IKLIM

Apakah kamu bisa membedakan antara cuaca dengan iklim? Untuk mengetahuinya cobalah kamu simak pernyataan ini “Hari ini cuaca di Bandung sangat cerah, sedangkan kemarin turun hujan”, dan “Indonesia terletak pada iklim tropis basah sama halnya seperti di Brazil”. Nah bisakah kamu membedakan pernyataan tersebut? Cuaca adalah suatu keadaan udara pada suatu saat di suatu tempat, yaitu keadaan berdasarkan gejala suhu, tekanan udara, kelembaban, angin, dan curah hujan. Di samping itu, terdapat unsur cuaca lainnya yang biasa kita saksikan yaitu penyinaran matahari, keadaan awan, gejala halilintar, pelangi, halo, dan lain-lain. Di Indonesia keadaan cuaca selalu diumumkan untuk jangka waktu sekitar 24 jam melalui prakiraan cuaca hasil analisis Badan Meteorologi dan Geofisika BMG, Departemen Perhubungan. Untuk negara negara yang sudah maju perubahan cuaca sudah diumumkan setiap jam dan sangat akurat tepat. Iklim adalah suatu keadaan umum kondisi cuaca yang meliputi daerah yang luas. Iklim merupakan kelanjutan dari hasil-hasil pengamatan dan pencatatan unsur cuaca selama 30 tahun. Oleh karena itu, iklim pada dasarnya merupakan rata-rata dari keadaan cuaca harian secara umum. Perbedaan lainnya, iklim bersifat relatif tetap dan stabil, sedangkan cuaca selalu berubah setiap waktu. Ilmu yang mempelajari tentang iklim disebut klimatologi, sedangkan ilmu yang mempelajari tentang keadaan cuaca disebut meteorologi. Pengamatan keadaan cuaca dan atau iklim biasanya memperhatikan sejumlah persebaran komponen cuaca yaitu temperatur, tekanan udara, kelembaban, awan, curah hujan, angin, dan lain-lain.

1. Suhu udara temperatur

Skala temperatur digunakan istilah derajat, dan umumnya menggunakan skala Celcius o C atau skala Fahrenheit o F. Pada skala celcius titik cair es yang bersih dianggap memiliki temperatur 0 o C dan titik didih air bersih pada tekanan udara normal dianggap memiliki tempaeratur 100 o C. Namun demikian tidak selamanya air mendidih pada 100 o C tergantung pada keadaan suhu udara disekitarnya. Pada skala Fahrenheit o F titik beku air terletak pada 32 o F, sedangkan titik didih air pada tekanan udara yang normal pada 178 212 o F. Oleh karena itu, 100 o C = 180 o F. Alat pengukur temperatur udara adalah termometer atau termograf. Termograf adalah alat pengukur temperatur yang bekerja atau merekam temperatur udara secara terus menerus setiap hari. Termograf dilengkapi dengan sebuah pena dan silinder yang berputar otomatis. Tabel 5.1 Beberapa Skala Pengukuran Suhu udara merupakan keadaan panas udara pada suatu tempat. Suhu udara ditimbulkan oleh pancaran sinar matahari radiasi yang diserap permukaan bumi. Permukaan bumi yang menyerap radiasi matahari akan naik suhunya, sehingga udara yang berada di sekitarnya di atasnya akan terpanasi. Dengan demikian, terciptalah keadaan suhu udara di tempat tersebut akibat pemanasan dari naiknya suhu permukaan bumi. Udara panas yang berasal dari panas permukaan bumi dapat naik ke atas melalui proses konveksi. Konveksi adalah pergerakan udara panas yang naik ke atas. Keadaan suhu udara di suatu tempat dipengaruhi oleh empat hal, yaitu sebagai berikut:

a. Lamanya penyinaran matahari

Semakin lama matahari menyinari permukaan bumi sekain panas udara disekitarnya.

b. Sudut datang sinar matahari

Jika sinar jatuh matahari tegak lurus di permukaan bumi maka suhu udara di sekitarnya akan lebih panas tetapi jika sinarnya jatuh condong misalnya di pagi hari atau di sore hari maka suhu udara lebih rendah. Daerah di permukaan bumi yang selalu menerima sinar jatuh dalam keadaan condong adalah di daerah lintang tinggi 30 o – 60 o LULS sehingga di daerah ini relatif lebih dingin daripada di daerah khatulistiwa.

c. Keadaan awan yang menutupinya

Semakin banyak awan suhu udara di permukaan bumi akan lebih dingin karena sinar matahari terhalang oleh keadaan awan.

d. Keadaan di permukaan bumi

Keadaan di permukaan bumi juga berpengaruh terhadap suhu suatu daerah. Jika di permukaan bumi merupakan padang pasir gurun maka keadaan Skala pengukuran Titik didih air Titik beku air Titik absolut Fahrenheit 212 32 - 460 Celcius 100 - 273 Kelvin 373 273