II. ATMOSFER BUMI

1. II. ATMOSFER BUMI A. SIFAT ATM Atm. merupakan selimut gas tebal yang secara menyeluruh menutupi bumi. Udara merupakan benda yang tidak berwarna, tidak berbau, tidak dapat diraba kecuali kalu bergerak sebagai angin. Udara mudah bergerak, dapat ditekan dapat berkembang dan menghasilkan gelombang bertekanan, merupakan transparan untuk beberapa bentuk radiasi. Udara mempunyai berat dan dapat memberi tekanan, makin tinggi tempat makin turun berat jenisnya. Jumlah berat atm ; 56 x 1014 ton, ½ dari berat berada di bawah 6.000 m. lebih dari 99 % berada pada tinggi 30 Km.

2. Tanpa Atm. Tidak ada kehidupan di bumi. Udara melindungi bumi dari MH penuh pada siang hari & menghalangi hilangnya panas pada malam hari. Jika tidak ada Atm, suhu bumi mencapai 93.30C pada siang hari dan turun – 1480C pada malam hari. Susunan Atm Udara merupakan campuran berbagai gas secara mekanika, bukan susunan kimia. Meskipun tersusun dari berbagai gas, 4 diantaranya yaitu : Nitrogen (N2) Oksigen (O2) 99.99% Carbon dioksida (CO2) Atm 90km Uap air

3. Sebagai gambaran susunan udara kering dibawah 25 km :

4. Menyebabkan : O 2 O + O O + O2 + M O3 + M ; O3 + O O2 + O2 • VARIASI BERDASAR KETINGGIAN • Gas-gas yang lebih ringan ( H & He ) diperkirakan sangat berlebihan di Atm bagian atas, tetapi dengan turbulensi dalam Atm bagian atas, tetapi dengan turbulensi dalam Atm. Menyebabkan variasi atas ketinggian tidak begitu tegas. • Uap air menempati 4 - 5 %vol. Atm. Pada lapisan dekat permukaan, tetapi hampir tidak ada pada ketinggian 15 – 35 km. • Pada lapisan 80 – 100 km M: merupakan energi dan kesetimbangan momentum sebagai akibat tabrakan dengan atom atau molekul ke 3. Ozon ini tidak stabil

5. Metamorfosis O2 O3 dan O3 O2 dalam proses foto kimia memelihara keseimbangan diatas kira-kira 40 km. Percampuran Ozon tertinggi pada 35 km. Kerapatan Ozon tertinggi terjadi agak kebawah : 20-25 km, disini pengrusakan lebih kecil, sehingga memungkinkan terjadi akumulasi ozon.

6. PROFIL ATMOSFER Termosfer Berdasarkan perbedaan termperatur ke arah Vertikal Mesosfer Stratosfer Troposfer Bumi

7. Sampai seberapa sebetulnya tebal atm bumi kurang dapat dipastikan, oleh karena tidak terdapat batas tegas antara udara dan ruangan di luarnya. Sampai seberapa sebetulnya tebal atm bumi kurang dapat dipastikan, oleh karena tidak terdapat batas tegas antara udara dan ruangan di luarnya. Hal ini karena fenomena atm. Berhubungan dengan kemagnitan dan gravitasi, yaitu makin jauh sampai pada suatu mintakat samar-samar yang terdapatnya gas-gas juga makin sedikit dan akhirnya sifat khas atm. Sudah tidak ada lagi. Berdasarkan temperatur arah vertikal atm bumi dapat dibagi 4 tersebut diatas. Untuk lebih jelasnya perubahan temperatur dapat digambarkan sbb. :

8. 1000 km Pelepasan Molekul 600 500 Termosfer 500 400 300 200 200 Ionosfer 100 100 Mesopause meteor 50 50 Mesosfer Ketinggian (mil) Ozonosfer 25 25 Stratopause Stratosfer 10 Tropopause 10 Awan Hujan 5 Troposfer 5 Temperatur 0C

9. CIRI MASING - MASING LAPISAN TROPOSFER Merupakan lap. Terbawah atm. Tebal lapisan 8 Km di kutub, 18 Km di khatulistiwa. Proses cuaca terjadi disini ; awan, hujan Temperatur keatas makin turun : - 57, - 620C STRATOSFER Perubahan temp. kecil kearah vertikal Tebal di Kutub, kadang-kadang tidak ada di katulistiwa. Mencapai ketinggian 25 Km Lap. Stratopause : mengandung ozon terbesar.

10. MESOSFER a. Mencapai ketinggian 75 km b. T. mula-mula naik, kemudian turun mencapai minimum pada lap. Mesopause c. Sebagian meteor terbakar dan terurai di lapisan ini. TERMOSFER a. Lapisan teratas Ketinggian 75 – 375 lap. Ionosfer b. Gas-gas mengalami ionisasi, berperan sebagai pemantul gel. Radio • Temp. makin keatas makin naik ; 1010 0C ini merupakan kesudahan dari • tabrakan antar molekul

11. B. RADIASI & ANGGARAN PANAS Sumber panas utama bumi & atm adalah matahari, jumlah panas yang diterima dari bintang-bintang & benda angkasa lain diabaikan. Energi radiasi yang sampai ke bumi disebut insolasi (Incoming Solar Radiation) tersusun oleh macam-macam gelombang. Sinar-sinar dgn gelombang lebih panjang dari sinar yang tampak : Sinar Infra Merah sedangkan sinar yang lebih pendek ; sinar Ultra violet. Dua sinar ini yang paling efektif memanasi bumi. Proses radiasi, konveksi dan konduksi menyebabkan terjadi pemanasan dan pendinginan udara. Sebagai tambahan ada pertukaran panas antara bermacam-macam permukaan dengan atm. Melalui proses evaporasi dan kondensasi.

12. Radiasi : merupakan proses pemindahan energi dengan gelombang elektro magnetik. Konduksi : Merupakan pemindahan panas yang terjadi jika 2 benda yang T. berbeda berhubungan. Konveksi : Pemindahan energi dengan diikuti oleh pindahnya masa udara. Contoh : udara menjadi panas karena berhubungan dengan bumi, dia mengembang kurang rapat (ringan), tempatnya diganti oleh udara yang lebih rendah temperaturnya.

13. 100% 2 % 9 % 23 % Dihamburkan atm Dipantulkan Bumi Diserap bumi secara difuse adanya awan dan gas lain Dipantulkan Diserap oleh gas2 terutama uap air awan Diserap langsung oleh Bumi 19 % 24 % 23 % Gb. PEMANASASAN BUMI & ATMOSFIR OLEH INSOLASI Diterima bumi & atm= 66% Jumlah energi yang diterima bumi dalam suatu periode waktu tertentu sebanding dengan jumlah yang hilang berupa radiasi (radiasi gelombang panjang)

14. VARIASI INSOLASI Jumlah Insolasi ditentukan oleh: 1. Konstante Matahari: • Energi yang dikeluarkan MH. dibatas luar atm. Sebesar : 1.94 cal / cm2/ menit. b) Jarak MH-Bumi bervariasi antara 94.5 juta mil pada Aphelion (1 Juli) 91.5 juta mil pada perihelion (1 Januari) 2. Kejernihan Atm Pengaruh debu, awan, uap air dan gas-gas tetap lebih penting pengaruhnya terhadap jumlah radiasi MH karena dapat sebagai pemantul, penghambur dan penyerap panas.

15. 3. Lama Penyinaran MH Lama siang hari bervariasi menurut lintang & musim. Makin panjang makin besar isolasi. Di Khatulistiwa lama siang dan malam hampir sama. Di kutub penyinaran maks. 24 jam pada musim panas & nol pada musim dingin. Kemungkinan lama insolasi terpanjang 00 17 41 49 63 661/3 670 210 900 Lintang 12 13 15 16 20 24 6 1 Siang hari bulan bulan Jam Jam

16. V V V a a a C a b 4. Sudut datang sinar MH tengah hari Efek sudut datang sinar dapat dilihat pada perpindahan MH harian, siang hari insolasi terbesar. Sore & pagi Sudut Kecil Insolasi Kecil Prinsip tsb. Berlaku juga dalam hubungannya dengan lintang dan musim. Pada musim dingin untuk lintang besar, walaupun siang hari insolasi kecil karena sudut datang sinar kecil. terbagi pada permukaan yang lebih luas L = a < b < c Sudut datang sinar juga tergantung kiblat permukaan lahan. Mis: dibelahan utara lereng selatan menerima sinar lebih banyak dan utara selalu dalam bayangan.

17. 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2.5 SURPLUS 2.0 1.5 1.0 0.5 0 AGIHAN INSOLASI Insolasi sangat berhubungan dengan lintang. Insolasi tahunan terbesar di khatulistiwa dan menurun ke arah kutub. Jumlah insolasi di khatulistiwa selama 1 tahun 4 x lebih besar dibanding di kutub utara maupun selatan. Radiasi yang diterima permukaan horizontal sebagai fungsi lintang & waktu selama setahun berdasarkan Konstante MH : 1.94 Cal cm-2 menit-1

18. INSOLASI Radiasi Bumi 0 6 12 18 24 C. TEMPERATUR Temperatur merupakan ukuran relatif tentang panas dan dinginnya suatu benda. Panas dapat dinyatakan sebagai energi yang ditranfer dari benda 1 ke benda lain, dengan proses seperti radiasi,Konduksi & Konveksi. Temperaturmerupakan ukuran intensitas panas, bukan kuantitas contoh udara dan air T. Sama tetapi panas berbeda. FluktuasTemperatur Harian. Sebagai akibat dari neraca antara radiasi MH dan bumi. Seperti gambar berikut :

19. T. Max T. Min T. Udara 0 6 12 18 24

20. 35 Kisaran 1 – 30 C Brazil 30 Yogya 25 Manaos 20 15 10 Norwegia 5 150C 0 Vardo -5 Sedang -10 Fort Good Hope -15 Kutub 450C -20 -25 bln 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Fluktuasi Temperatur Bulanan Disini berhubungan erat dengan lintang bumi di Khatulistiwa fluktuasi kecil, makin jauh makin besar. Khatulistiwa Gambar Fluktuasi T. bulanan pada stasiun terpilih

21. Fluktuasi T. Bulanan : Disini berhubungan erat dengan lintang bumi di Khatulistiwa fluktuasi kecil, makin jauh makin besar. • Secara umum dibedakan 3 pola fluktuasi • Pola khatulistiwa • Pola daerah sedang • Pola daerah kutub • Ad. • Fluktuasi sangat kecil (1 – 30C) < fluktuasi harian – 100C 2 maks 2 min, pada saat MH di atas daerah & di garis balik. • Fluktuasi temperatur lebih besar, fluktuasi bulanan > harian 1 maks & 1 min. • Fluktuasi sangat besar 1 maks & 1 min.

22. T Agihan T. Arah Vertikal : Gambaran umum seperti bab dimuka 9profil atm.) khusus lapisan troposfer gradient temp. vertikal sebesar 0.60C tiap 100 m. Inversi suhu Pada keadaan ttt. terjadi keadaan yang berkebalikan dengan kebiasaan. Ketinggian Yi: T. naik dengan naiknya tempat. ( inversi suhu)

23. Sebab terjadinya inversi : • Radiasi panas dari bumi pada malam hari yang bersih, • t. permukaan dingin dan mengakibatkan t. lapisan udara bagian bawah menurun. 2. Drainasi udara dai puncak-puncak bukit ke daeras lembah (night frost). 3. Jika 2 masa udara yang T. berbeda bertemu, dingin di bawah, panas diatas (batas front) 4. Adveksi udara panas diatas permukaan dingin. 5. Terjadi jika masa udara yang luas turun dan tersebar diatas lapisan bawahnya.

24. Perubahan-perubahan Adiabatis • “Perubahan T. dari masa udara kalau tidak terjadi pelepasan atau penambahan • panas ke atau dari luar “ • Jika suatu benda mengembang memerlukan panas, • jika panas tidak datang dari sekelilingnya maka benda tersebut menjadi dingin Demikian juga udara naik mengembang karena jumlah masa udara diatas lebih sedikit sehingga udara tersebut menjadi dingin. Basah ( udara lembab) Adiabatis Kering (udara kering) Masa udara naik T.turun dan sebaliknya, masa udara turun T.naik • Basah : perubahan T. 0.50C / 100 m Kering : perubahan T. 1.00C / 100 m

25. C D B 2000 m GUNUNG 1000 m A E 300C A. Basah - TB = 300C – 1000 x 0.50C= 250C 100 A. Kering - TB = 300 – 100C= 200C C (hujan) : TC = 200C TD (A.Kering) = 300C TE (A.Kering) = 400C Panas & kering

26. D. Temperatur tanah Temp. tanah sangat dikendalikan oleh temperatur permukaan seluruhnya tergantung kepada keadaan cuaca diatas permukaan. Hal yang harus diperhatikan dalam mengemukakan temp. tanah : • Jeluk, Temperatur dan Waktu Perlu diingat bahwa temperatur maks yang dapat dicapai pada lapis atas tidak dapat dicapai pada lapis dibawahnya. Amplitudo temperatur tanah paling tinggi dicapai dilapis atasan, makin kedalam makin rendah, sampai pada suatu jeluk tidak terdapat perbedaan temperatur (Amplitudo = 0) Disamping itu, faktor vegetasi / penutup tanah juga berpengaruh amplitudo suhu tanah. Tanah terbuka (bero) amplitudo harian / bulanan lebih besar dibanding tanah yang tertutup vegetasi.

27. Gambar Hubungan antara suhu dan waktu pada beberapa jeluk, cm (Rosenberg, 1976)

28. Gambar Hubungan antara jeluk (m) dan suhu tanah pada waktu tertentu