II. ATMOSFER

1. II. ATMOSFER Pengertian Atmosfer Atmosfer adalah campuran dari berbagai macam gas, uap air dan partikel padat yang melayang-layang yang menyelimuti PB. Partikel padat yang melayang-layang di atmosfer ini disebut aerosol, dapat berupa debu, serbuk sari tanaman dan mikroorganisme. Komposisi Atmosfer Pada lapisan ATM terkandung berbagai macam gas Berdasarkan volumenya, maka jenis gas yang paling banyak terkandung adalah Nitrogen (N2) = 78,08%; Oksigen (O2) = 20,95%; Argon (Ag) = 0,93% dan Carbon dioksida (CO2) = 0,03%. Berbagai jenis gas juga terkandung pada lap. ATM tetapi dalam konsentrasi yang jauh lebih rendah, misalnya Neon (Ne), Helium (He), krypton (Kr), hydrogen (H2), Xenon (Xe), Ozon (O3), Metan (CH4) dan uap air.

2. Diantara gas-gas yang terkandung pada lap. ATM tsb, CO2 dan uap air terkandung dalam konsentrasi yang bervariasi dari tempat ke tempat dan dari waktu ke waktu untuk uap air. Pembakaran bahan bakar fosil yang berlangsung pada berbagai kegiatan industri dan kendaraan bermotor telah menyebabkan peningkatan konsentrasi CO2 di ATM. SO2, NO2, CO & O3 : gas pencemar yg mengganggu kesehatan Gas-2 di ATM : 1. Stabil : N2, O2, C, Ne, Cr, Xe dan He 2. Labil : CO2, CO, O3, NO2, SO2 dan H2S O3 (Ozon) : - pd ketinggian > 10 km bermanfaat bagi kehidupan sbg penyerap uv → mengurangi resiko kanker kulit & pemanasan yg berlebihan. - dekat dg PB → mengganggu kesehatan - terbentuk dr reaksi kimia antara NO dg senyawa volatil jika ada O2 dan cahaya

3. Gaya gravitasi yang menyebabkan sebagian besar gas-gas dan aerosol berada dekat dengan PB. Kerapatan udara (berarti juga tekanan udara) akan menurun dengan semakin bertambahnya ketinggian tempat. Separuh dari massa atmosfer berada antara PB spi pd ketinggian 5,6 km. Pada lapisan ATM yang paling tinggi (> 1000 km), gas yang dominan adalah Hidrogen dan Helium, bukan Nitrogen dan Oksigen.

4. FUNGSI ATM : • SEBAGAI STABILISATOR UNSUR-UNSUR CUACA • Sebagai pemantul radiasi yg akan masuk ke PB • Sebagai penyerap radiasi yg akan masuk ke PB • 2. MENGURANGI PELEPASAN ENERGI DR PB. • 3. MENDISTRIBUSIKAN AIR KE BERBAGAI WIL DI PB. • 4. MENYEDIAKAN O2, CO2 DAN N2 UNTUK KEHIDUPAN

5. FUNGSI ATMOSFER 1. Sebagai Stabilisator Unsur-unsur Cuaca : a. Sebagai pemantul sinar yang akan masuk ke PB Suatu cahaya yang mengenai suatu permukaan apakah permukaan tanah, air, tanaman maupun udara, maka sebagian cahaya yang datang tersebut dipantulkan kembali ke luar ATM. Kemampuan suatu permukaan ATM dalam memantulkan cahaya sangat dipengaruhi oleh warna permukaan. Bila permukaan berwarna putih, yaitu bila komponen ATM yang dominan pada saat itu uap air, maka kemampuan untuk memantulkan cahaya relatif lebih besar. Sehingga apabila bagian dari cahaya yang spi di permukaan ATM banyak yang dipantulkan,→ bagian yang diserap atau ditransmisikan lebih rendah

6. b. Sebagai penyerap radiasi yang akan masuk ke PB Bbrp gas yang tdp di ATM mpy peranan sbg penyerap SM. Gas Nitrogen, Oksigen dan Ozon berperan sbg penyerap UV, shg dengan adanya ATM, sinar UV yang spi ke PB > sedikit. (± 9%). Sedikitnya UV yang spi ke PB erat kaitannya dg besarnya konsentrasi gas penyerapnya, yaitu Nitrogen (78,08%), Oksigen (20,95%). Selain gas-gas tersebut, masih banyak gas-gas lain yang berperan sbg penyerap SM : CO, CO2 dan uap air yang berfungsi sbg penyerap sinar IR,→ sinar IR yang spi ke PB juga berkurang ( ±46%).

7. Mengurangi Pelepasan Energi dari Permukaan Bumi • Keberadaan kumpulan gas-gas, uap air dan partikulat di ATM • disamping sebagai filter RM yg spi ke PB, juga berperan sbg • penghambat terjadinya pelepasan energi dari PB secara berlebihan. • Jika tidak ada ATM, → proses pelepasan energi dr PB (reradiasi) • akan sangat besar, shg fluktuasi suhu sangat tinggi, → t siang ±93º C • karena pada waktu siang hari energi yang sampai ke PB sangat tinggi • karena tidak ada atmosfer yang menghalangi sinar yang masuk • pada malam hari : pelepasan energi berlangsung sangat banyak → • suhu akan sangat rendah, t malam ± - 184º C. • Adanya atmosfer akan menghambat laju pelepasan energi • serta memantulkan kembali radiasi yang dilepas oleh bumi, • sehingga pada malam hari di permukaan bumi terasa lebih hangat.

8. 3. Mendistribusikan Air ke Berbagai Wilayah di Permukaan Bumi Peran penting ATM lainnya adalah dalam mendistribusikan air antar wilayah di PB. Peran perndistribusiaan air oleh ATM dapat dilihat pada siklus hidrologi. Tanpa adanya ATM yang mampu menampung uap air, maka seluruh air pada PB akan mengumpul pada tempat-tempat yang paling rendah. Sungai-sungai akan kering, seluruh air tanah akan merembes ke laut. Air hanya akan mengumpul di laut atau samudra. Dengan adanya lap. ATM yang mampu menampung uap air hasil proses evaporasi, transpirasi atau evapotrasnpirasi, → air (dalam bentuk uap) dapat diangkut ke berbagai tempat di muka bumi. Pendistribusian air oleh ATM ini membuka peluang bagi makluk hidup untuk tumbuh dan berkembang di seluruh PB jika syarat tumbuh lainnya terpenuhi.

9. 4. Menyediakan O2, CO2 dan N2 sebagai Sumber Kehidupan Organisme di Permukaan Bumi Makluk hidup butuh Oksigen untuk pernafasan (respirasi) agar dihasilkan cukup energi untuk menunjang aktivitas dan Pertumbuhannya Tumbuhan juga membutuhkan CO2 sebagai bahan baku untuk sintesis karbohidrat, melalui fotosintesis. Kebutuhan tumbuhan akan CO2 juga dapat diperoleh dari ATM. Karbohidrat yang dihasilkan tumbuhan inilah yang kemudian dikonsumsi oleh makluk hidup lainnya, sebagaimana yang dikenal dalam rantai makanan. Disamping itu N2 yang dibutuhkan dalam sintesa protein juga dapat diperoleh dari ATM.

10. LAPISAN ATMOSFER 1. TROPOSFER mrp lapisan yang paling bawah, berada antara PB spi pd ketinggian 8 km pada posisi kutub dan 18 – 19 km pada equator. Pada lapisan ini suhu akan menurun dengan ber + ketinggian tempat (Lapse rate suhu). - Suhu pada lap. troposfer terrendah – 55º C dan tertinggi 25 ºC. Perubahan tekanan udara berkisar dari 1030 mb sampai 100 mb. Lapisan troposfer dianggap lap. paling penting karena : - berhubungan langsung dengan PB yang merupakan habitat dari berbagai jenis makluk hidup (lap. Biosfer) - sebagian besar dinamika iklim berlangsung pada lapisan ini - lebih dari 95% gas-gas, uap air maupun partikulat terutama gas N2 seluruhnya ada pada lapisan ini dan sebagian besar O2 dan > 90% uap air berada di lap. ini → awan dan hujan sangat dominan.

11. 2. TROPOPOUSE • di atas troposfer, terletak pada ketinggian18 – 21 km dr PB, • mrp. Lap. transisi antara troposfer dg stratosfer. • suhu lebih rendah dan relative konstan dibanding pada lap • troposfer, ± - 60 sampai - 80ºC walaupun ketinggiannya bertambah. • Pada lapisan ini gas yang paling dominan adalah O2, • sebagian uap air dan partikulat. • Suhu yang sangat rendah pada tropopause ini→ uap air tidak • dapat menembus ke lapisan atmosfer yang lebih tinggi, karena • uap air akan segera mengalami kondensasi sebelum mencapai • Tropopause.

12. 3. STRATOSFER • Stratosfer adalah lap. ATM yang mpy peranan penting • dalam perlindungan bumi thd. radiasi UV, karena pada lap. Ini • komposisi O3 paling dominan & gas O3 mpy. peranan penting • dalam menyerap sinar UV. • Stratosfer terletak pada ketinggian antara 19 – 48 km dari PB. • Suhu pada lapisan ini memperlihatkan gejala INVERSI SUHU • (inverse), yaitu suhu akan meningkat dengan ber + ketinggian. • Suhu berkisar antara – 60 ºC sampai 0 º C • Terjadinya gejala inversi disebabkan oleh keberadaan O3 • terutama pada ketinggian 35 – 48 km. • Lapisan stratosfer tidak mengandung uap air, lapisan ini hanya • mengandung udara kering.

13. 4. STRATOPOUSE • Merupakan lapisan transisi antara stratofer dan mesosfer, • terletak pada ketinggian 48 – 52 km dari PB dengan ciri • specifiknya adalah suhu udara berkisar 0 – 5º C dan • relative konstaN walaupun ketinggiannya meningkat. • Gas yang masih banyak ditemukan pada lap. ini adalah Helium • sedangkan O2 dan uap air sangat jarang ditemukan.

14. 5. MESOSFER • Di atas stratopause terdapat lapisan Mesosfer. • Suhu pada lapisan ini akan menurun dengan bertambahnya • ketinggian, sebagaimana yang terjadi pada troposfer. • Suhu terendah terukur pada ketinggian 80 – 100 km, • yang mrp. batas dengan lapisan atmosfer berikutnya, • yaitu termosfer. • Kisaran suhu pada lapisan ini 0 sampai – 90º C. • Gas yang masih ditemukan pada lapisan ini adalah Hidrogen • walaupun jumlahnya sangat sedikit.

15. 6. MESOPOUSE • Adalah lapisan ATM yg merupakan lap. Transisi • antara mesosfer dengan lapisan termosfer atau ionosfer yang • terletak pada ketinggian 100 – 110 km di atas PB • Suhu rata-rata – 90º C yang relatif konstan. • 7.TERMOSFER ATAU IONOSFER • Berada di atas mesopause spi pada ketinggian 650 km. • Pada lapisan ini gas-gas akan mengalami ionisasi. • → lapisan ionosfer. • Molekul O2 akan terpecah menjadi oksigen atomic. • Proses pemecahan oksigen (dan gas-gas atmosfer lainya) • akan menghasilkan panas yang menyebabkan naiknya suhu • pada lapisan ini.

20. EFEK RUMAH KACA ERK atau greenhouse effect mrp istilah yang pada awalnya berasal dari pengalaman para petani di daerah yang beriklim sedang (sub tropis) yang menanam sayur-sayuran dan biji-bijian di dalam rumah kaca. Pengalaman mereka menunjukkan bahwa pada siang hari pada waktu cuaca cerah, meskipun tanpa alat pemanas, suhu di dalam rumah kaca lebih tinggi dibanding suhu di luar rumah kaca. Hal tsb terjadi karena sinar matahari yang menembus kaca dipantulkan kembali oleh tanaman/tanah di dalam rumah kaca sebagai sinar infra merah yg berupa panas. Sinar tsb tidak dapat keluar ruangan rumah kaca sehingga udara di dalam runah kaca suhunya naik dan panas yg dihasilkan terperangkap di dalam rumah kaca dan tidak tercampur dengan udara diluar rumah kaca.

22. ERK di atmosfer RM yang sampai ke bumi (setelah melalui penyerapan oleh berbagai gas di atmosfer) sebagian dipantulkan dan sebagian diserap oleh bumi. Bagian yg diserap akan dipancarkan lagi oleh bumi sebagai sinar infra merah yg panas. Sinar infra merah tsb di atmosfer akan diserap oleh gas-2 rumah kaca seperti uap air dan CO2 sehingga terlepas ke luar angkasa dan menyebabkan panas terperangkap di troposfer dan mengakibatkan peningkatan suhu di lapisan troposfer dan di bumi. Hal ini yg menyebabkan terjadinya ERK di bumi.

23. Mekanisme Terjadinya ERK ATM adalah lap. dr berbagai macam gas yg menyelimuti PB. Ketika pancaran/radiasi dr Matahari yg berupa sinar tampak atau gelombang pendek memasuki ATM, sebagian dr sinar tsb direfleksikan kembali oleh awan-2 & debu-2 yg tdp di angkasa & sebagian lainnya diteruskan ke PB. Dari radiasi yg langsung menuju PB, sebagian diserap oleh PB, tetapi sebagian lainnya “dipantulkan” kembali ke angkasa oleh es, salju, air & permukaan reflektif bumi lainnya. Sinar tampak adalah gel pendek, setelah dipantulkan kembali oleh PB berubah → sinar IR (berupa energi panas). Sebagian dari IR tsb tdk dpt menembus kembali /lolos ke luar angkasa, karena gas-2 yg ada di ATM sudah terganggukomposisinya, → energi panas yg seharusnya lepas ke angkasa (stratosfer) terpancar kembali ke PB (stratosfer) atau adanya energi panas tambahan lagi ke PB.

24. GAS – GAS RUMAH KACA : Gas-gas rumah kaca (Greenhouse gases) adalah gas-2 yg menyebabkan terjadinya ERK : uap air (H2O), karbon dioksida (CO2), metana (CH4), ozon (O3), dinitrogen oksida (N2O) Clorofluorocarbon (CFC). Gas-2 rumah kaca dapat terbentuk secara alami maupun sebagai akibat pencemaran. Gas rumah kaca di ATM menyerap sinar IR yang dipantulkan oleh bumi. Peningkatan gas rumah kaca akan meningkatkan ERK yg dapat menyebabkan terjadinya pemanasan global.

25. UAP AIR • Bersifat tidak terlihat & mrp penyumbang terbesarbagi ERK. • Jumlah uap air di atmosfer berada di luar kendali manusia • dan dipengaruhi terutama oleh suhu global. • Jika bumi menjadi lebih hangat, jumlah uap air di ATM akan • meningkat karena naiknya laju penguapan → meningkatkan • ERK dan mendorong pemanasan global. 2. KARBON DIOKSIDA Adalah GRK terpenting penyebab pemanasan global yang banyak ditimbun di ATM karena kegiatan manusia. Sumbangan utama manusia terhadap jumlah CO2 di ATM berasal dari pembakaran bahan bakar fosil, yaitu minyak bumi, batu bara dan gas bumi. Penggundulan hutan serta perluasan wilayah pertanian juga meningkatkan jumlah CO2 di ATM.

26. 3. METANA (CH4) Dihasilkan secara alami ketika jenis-2 mikroorganisma tertentu menguraikan bahan organik pada kondisi anaerob. Gas ini juga dihasilkan secara alami pada saat pembusukan biomasa dirawa-rawa → disebut juga gas rawa. Metana mudah terbakar dan menghasilkan CO2 sebagai hasil sampingan. Sawah mrp kondisi ideal bagi pembentukkan metana, dimana tangkai padi bertindak sbg saluran metana ke ATM. 4. OZON (O3) Adalah GRK alami yang tdp di ATM (troposfer & stratosfer). Di troposfer, O3 mrp zat pencemar hasil sampingan yg terbentuk ketika SM bereaksi dengan gas buang kendaraan bermotor.

27. 5. DINITROGEN OKSIDA (N2O) Mrp GRK yg terdapat secara almi di ATM. Diduga bersumber dari kegiatan m.o di dalam tanah. Pemakaian pupuk N juga meningkatkan jumlah gas ini di ATM & juga dihasilkan dalam jumlah kecil oleh pembakaran bahan bakar fosil. 6. CHLOROFLUOROCARBON (CFC) Mrp sekelompok gas buatan & mpy sifat tidak beracun, tidak mudah terbakar dan amat stabil shg dapat digunakan dlm berbagai peralatan terutama setelah perang dunia II. CFC yang paling banyak digunakan mpy nama dagang Freon. Dua jenis CFC yang paling banyak digunakan : CFC R-11 & CFC R-12, yg digunakan dlm proses mengembangkan busa, dalam peralatan pendingin ruangan dan lemari es.