Gejala Atmosfer
A. Gejala Atmosfer
Atmosfer terdiri atas sejumlah lapisan yang berbeda sifat-sifat fisiknya. Masing-masing menunjukkan gejala-gejala tertentu yang mencirikan kondisi masing-masing lapisan tersebut. Gejala cuaca sebagai hasil interaksi antar unsur cuaca dan iklim hanya terjadi pada lapisan troposfer.
1. Sifat-sifat Fisik Atmosfer
Amosfer berasal dari Bahasa Yunani, yaitu atmos yang berarti uap dan sphaira yang berarti bulatan. Jadi atmosfer adalah lapisan gas yang menyelimuti bulatan bumi. Atmosfer merupakan campuran berbagai gas yang tidak berwarna dan tidak terlihat oleh mata. Karena merupakan zat, atmosfer juga memiliki berat sehingga memiliki juga tekanan udara, mengembang jika terkena panas dan mengerut ketika dingin. Pada saat suatu bagian atmosfer terkena panas maka bagian tersebut akan mengembang, begitu sebaliknya. Jika terjadi perbedaan tekanan, maka terjadilah pergerakan udara yang disebut angin yang bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan rendah.
Atmosfer tersusun oleh sejumlah unsur. Unsur terbesar adalah nitrogen, kemudian oksigen, argon, dan lain-lain. Unsur-unsur tersebut selengkapnya dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
No. Nama
4. Karbondioksida CO2
Sangat kecil
10. Xenon
Xe Sangat kecil
11. Metana
CH4
Sangat kecil
Sumber: Pengantar Iklim, 1995
Secara vertikal atmosfer terdiri atas sejumlah lapisan dengan karakteristik yang berbeda, yaitu lapisan Troposfer, Stratosfer, Mesosfer dan Termosfer.
Gejala Atmosfer dan Hidrosfer 125
Pembagian lapisan atmosfer tersebut sebenarnya didasarkan pada perbedaan karakteristik temperatur antar lapisan. Marilah kita pelajari lapisan-lapisan tersebut satu per satu.
a. Lapisan Troposfer
Lapisan troposfer merupakan lapisan terbawah dari atmosfer. Lebar atau ketinggian lapisan ini mencapai 16 km di daerah tropis dan terus menurun sampai 10 km di atas kutub. Manusia dan makhluk hidup lainnya berada pada lapisan ini dan mengalami berbagai gejala atau peristiwa cuaca seperti hujan, angin, dan badai terjadi. Peristiwa cuaca tersebut tidak ditemukan pada lapisan atmosfer lainnya.
b. Lapisan Stratosfer
Di atas lapisan troposfer terletak lapisan stratosfer. Batas antara keduanya disebut tropopause. Batas tertinggi lapisan ini mencapai 40 km di atas permukaan bumi. Pada bagian puncak atau batas tertingginya, suhu dapat mencapai 270 K (Kelvin) dengan rata- rata suhu mencapai–550 C. Stratosfer dikenal sebagai lapisan yang mengandung ozon (O3) yang berperan sangat penting dalam melindungi makhluk hidup dari radiasi gelombang pendek matahari (ultraviolet) yang berbahaya.
c. Lapisan Mesosfer
Lapisan berikutnya yang terletak di atas stratopause sampai ketinggian 80 km adalah lapisan mesosfer. Pada bagian puncaknya, suhu bisa mencapai –900 C dan kebanyakan meteor terbakar pada lapisan ini. Bayangkanlah jika lapisan ini tidak ada, tentunya banyak meteor yang akan sampai ke permukaan dan membahayakan manusia dan makhluk hidup lainnya.
d. Lapisan Termosfer
Pada ketinggian 80 sampai 300 km dari permukaan bumi terdapat lapisan Thermosfer dengan temperatur mendekati 17000 C. Pada ketinggian di atas 100 km terjadi ionisasi yang membentuk ion positif dan elektron bebas yang bermuatan negatif. Lapisan dengan konsentrasi elektron bebas disebut dengan ionosfer. Ionosfer dikenal sebagai lapisan yang mampu memantulkan gelombang radio sehingga penting bagi komunikasi radio jarak jauh.
126 Wawasan Sosial 1 untuk Kelas VII
Termosfer Mesosfer Stratosfer
Troposfer
Sumber: www.solcomhouse.com
2. Unsur-unsur Cuaca dan Iklim Gambar 7.1
struktur lapisan atmosfer.
Cuaca dan iklim terdiri atas unsur suhu, hujan, kelembapan, tekanan udara dan angin. Penjelasan tentang masing-masing unsur tersebut adalah:
a. Suhu Udara
Secara sederhana dapat pula dikatakan bahwa suhu merupakan tingkat panas suatu benda. Tingkat panas tersebut diukur dengan menggunakan alat Thermometer. Suhu udara menunjukkan gerakan molukul udara. Makin panas suhu udara gerakan molukul udara semakin cepat dan tumbukan antar molekul semakin tinggi frekuensinya. Hal ini dapat dibandingkan dengan gerakan molekul pada air. Jika air tersebut dipanaskan maka air akan bergolak dan tumbukan yang terjadi antar molekulnya semakin sering. Demikian halnya dengan udara. Sumber utama energi yang menggerakkan udara tentu saja adalah radiasi matahari. Semakin sedikit radiasi matahari yang diterima oleh suatu tempat semakin rendah suhu udaranya.
b. Angin
Jika dua daerah menerima penyinaran matahari yang berbeda maka berbeda pula suhu dan tekanan udaranya. Daerah yang menerima sinar matahari lebih banyak akan memiliki tekanan udara yang lebih kecil. Akibatnya udara bergerak dari daerah yang memiliki tekanan udara lebih tinggi ke daerah yang memiliki tekanan udara lebih rendah. Gerakan udara tersebut dikenal dengan istilah angin. Jadi,
Gejala Atmosfer dan Hidrosfer 127 Gejala Atmosfer dan Hidrosfer 127
c. Kelembapan Udara
Salah satu kandungan yang ada dalam udara adalah uap air disamping komponen lainnya, yaitu udara kering dan aerosol. Air dalam udara berasal dari proses penguapan pada wilayah perairan (sungai, danau dan lautan), kandungan air dalam tanah yang menguap dan dari tumbuhan (transpirasi). Kandungan uap air dalam udara dikenal dengan sebutan kelembapan. Kelembapan udara diukur dengan sebuah alat yang disebut higrometer.
d. Hujan
Hujan adalah bentuk air cair dan padat yang jatuh ke permukaan bumi. Bentuk hujan tersebut terdiri atas hujan, salju, dan batu es hujan. Namun di Indonesia yang biasa ditemukan adalah hujan dalam bentuk air. Besarnya curah hujan biasanya diukur dalam inci atau milimeter dengan menggunakan alat Pluviograf. Jika suatu daerah pada suatu hari memiliki curah hujan sebesar 1 milimeter berati bahwa ketinggian endapan hujan tersebut, jika tidak meresap ke dalam tanah atau diuapkan ke atmosfer, akan mencapai ketinggian 1 mm. Tentu saja kondisi tersebut hanya terjadi jika ditampung pada sebuah alat pengukur hujan. Di lapangan air hujan akan meresap atau diuapkan kembali ke atmosfer, sehingga ketinggiannya tidak akan mencapai 1 mm.
e. Tekanan Udara
Udara merupakan salah satu zat dengan sifat yang sama dengan zat lainnya yaitu memiliki massa/ berat dan volume. Karena memiliki berat maka udara memiliki tekanan yang disebut dengan tekanan udara. Jika kita hitung suatu kolom udara dari permukaan bumi sampai batas tertinggi atmosfer yang berukuran 1 meter persegi, maka beratnya akan mencapai 10.333 kg atau 1033,3 gram tiap 1 cm. Manusia tidak merasakan tekanan udara yang berat tersebut seperti halnya ikan yang tidak merasakan berat air yang ada di atasnya .
Tekanan udara berbeda dengan semakin tingginya suatu tempat. Udara yang berada pada bagian bawah akan ditekan oleh udara bagian atasnya sehingga semakin dekat ke permukaan bumi semakin besar tekanan udaranya. Demikian juga sebaliknya, jika kita
128 Wawasan Sosial 1 untuk Kelas VII 128 Wawasan Sosial 1 untuk Kelas VII
3. Tipe-Tipe Hujan
Hujan dapat dibedakan menjadi tiga jenis yaitu hujan konvektif, orografis, frontal. Perbedaan antara keempat jenis hujan tersebut adalah sebagai berikut.
1) Hujan konvektif atau zenithal adalah hujan yang terjadi karena adanya pemanasan sinar matahari pada suatu massa udara sehingga massa udara tersebut memuai atau naik dan mengalami pengembunan. Awan yang terbentuk adalah awan cumulunimbus atau awan vertikal yang menghasilkan hujan deras namun tidak berlangsung lama. Di daerah tropis dengan intensitas penyinaran matahari yang tinggi sering terjadi hujan konvektif karena udara yang naik.
Gambar 7.2
Hujan Konvektif.
Sumber: www.grc.k12.nf.ca/
2) Hujan orografis adalah hujan terjadi karena adanya gerakan udara yang menaiki pegunungan dan kemudian mengalami kondensasi atau pengembunan. Kemudian udara yang telah mengalami kondensasi tersebut membentuk awan yang menimbulkan hujan.
Angin laut
Hujan
Uap air Gambar 7.3 Hujan Orografis.
Sumber: inneegypt.blogspot.com
Gejala Atmosfer dan Hidrosfer 129
3) Jenis hujan lainnya adalah hujan frontal. Hujan frontal terjadi karena bertemunya dua massa udara yang berlainan suhunya. Udara yang lebih panas dipaksa naik karena bertumbukan dengan udara yang lebih dingin.
Hujan frontal
Udara hangat dan lembap
Gambar 7.4
Udara dingin
Hujan frontal. Sumber: wwwgrck12.nf.ca
4. Faktor-Faktor yang Memengaruhi Suhu Udara
Suhu udara berbeda antara satu wilayah dan wilayah lainnya. Perbedaan suhu antar berbagai tempat di permukaan bumi secara umum ditentukan oleh ketinggian dan letak lintang. Semakin tinggi suatu tempat, semakin rendah suhu udaranya. Begitu pula dengan letak lintang, semakin ke arah kutub, semakin rendah suhu udaranya.
Untuk membuktikan adanya perbedaan suhu karena ketinggian, kalian dapat melakukan pengukuran sederhana dengan menggunakan thermometer. Bersama-sama dengan teman dan guru kalian, lakukan perjalanan ke daerah yang berbeda ketinggiannya yaitu ke daerah pegunungan. Ukurlah suhu udara pada ketinggian yang berbeda. Sebelum melakukan pengukuran, perhatikanlah hal-hal berikut ini:
1. gantungkanlah termometer pada tempat yang terlindungi dari penyinaran matahari secara langsung karena yang diukur bukan sinar matahari tetapi suhu udara dari hasil pelepasan radiasi permukaan bumi.
2. jangan memegang termometer ketika sedang melakukan pengukuran karena suhu tubuh kalian akan terukur pula.
3. gantungkanlah termometer pada posisi yang mudah untuk dilihat angka suhunya.