MAKALAH KLIMATOLOGI DASAR ATMOSFER

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Bumi memiliki seluruh sifat yang diperlukan bagi kehidupan. Salah satunya adalah keberadaan atmosfer, yang berfungsi sebagai lapisan pelindung yang melindungi makhluk hidup. Atmosfer terdiri dari lapisan yang berbeda yang tersusun secara berlapis satu diatas yang lainnya.

Atmosfer merupakan bagian yang tak terpisahkan dari planet bumi. Setiap lapisan di atmosfer mengandung peranan yang sangat vital untuk keberlangsungan kehidupan makhluk hidup yang ada di bumi. Manusia sebagai salah satu makhluk hidup yang berada di bumi seharusnya menjaga keberadaan atmosfer, misalnya dengan mencegah kerusakan lapisan ozon. Lapisan ozon adalah salah satu komponen penting dalam lapisan atmosfer bumi.

Lapisan atmosfer yang menyelubungi bumi mempunyai karakteristik yang berbeda. Atmosfer sangat menarik untuk dipelajari agar kita lebih menghargai setiap lapisan atmosfer bumi beserta peranannya bagi kehidupan. Makalah berjudul “Atmosfer” ini disusun untuk menjelaskan tentang atmosfer secara global.

1.2. Rumusan Masalah

Dalam makalah ini masalah yang akan diangkat adalah:

1.2.1 Apa pengertian atmosfer?

1.2.2 Bagaimana komposisi Lapisan atmosfer?

1.2.3. Apa Peranan dan Fungsi lapisan Atmosfer?

1.3. Tujuan

Tujuan dari penyusunan makalah ini adalah agar kita mengetahui :

1.3.1 Menjelaskas Pengertian atmosfer.

1.3.2 Mendeskripsikan  Komposisi Lapisan atmosfer.

1.3.3 Menjelaskan Peranan dan Fungsi Lapisan Atmosfer.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Atmosfer

Istilah atmosfer berasal dari dua suku kata, yaitu atmos yang artinya uap atau gas dan sphaira yang artinya lapisan. Jadi secara harfiah, atmosfer adalah berbagai macam gas yang menyelimuti bumi. Partikel-partikel gas yang mengisi atmosfer terdiri atas tiga kelompok, yaitu udara kering, uap air, dan aerosol (Mu’in, 2004).

Bumi kita diselubungi oleh lapisan udara yang terdiri dari berbagai unsur gas. Lapisan udara yang menyelubungi bumi disebut atmosfer. Unsur-unsur gas yang menyusun atmosfer terutama unsur nitrogen dan oksigen. Selain berupa gas, di atmosfer juga terdapat air (hidrometeor). Jumlah berat seluruh atmosfer diperkirakan 5,6 x 10¹⁴ ton. Setengah dari berat tersebut berada di bawah ketinggian 6.000 meter dari permukaan bumi. Hal ini disebabkan oleh adanya gaya gravitasi bumi. Oleh karena itu, udara yang ada dekat dengan permukaan bumi menjadi lebih mampat (Sugiharyanto, 2007).

2.2 Komposisi Atmosfer

2.2.1 Gas

Gas-gas yang terdapat di atmosfer terutama tersusun atas nitrogen (78,08%) dan oksigen (20,95%). Sebagian besar oksigen di atmosfer dihasilkan oleh tumbuhan. Deforestrasi atau penebangan hutan akan menyebabkan kadar oksigen di atmosfer berkurang. Gas lain terdapat di atmosfer dalam jumlah sedikit, di antaranya adalah uap air (0,2-4%), karbon dioksida (0,035%), ozon (0,000004%) dan argon (0,93%). Selain itu, di atmosfer terdapat pula partikel debu yang terbawa oleh udara dan gas-gas polutan yang dihasilkan oleh asap kendaraan bermotor dan industri seperti sulfur dioksida dan nitrogen oksida. Komposisi gas penyusun atmosfer dapat dilihat pada tabel 1 (Mutiara, 2008).

Tabel 1 Komposisi Gas Penyusun Atmosfer (Sugiharyanto, 2007).

Gas	Simbol	Volume (%)
Nitrogen	N2	78,08
Oksigen	O2	20,95
Argon	Ar	0,93
Karbon Dioksida	CO2	0,035
Neon	Ne	0,0018
Metana	CH4	0,00017
Helium	He	0,0005
Hidrogen	H2	0,00005
Xenon	Xe	0,000009
Ozon	O3	0,000004

Tabel 1 diatas menunjukkan bahwa unsur nitrogen dan oksigen mencapai lebih dari 99%. Kedua unsur ini mempunyai peranan yang penting bagi kehidupan. Unsur gas yang paling kecil adalah ozon. Meskipun jumlah ozon sangat sedikit (0,000004%), namun unsur ini mempunyai peranan yang sangat penting, yaitu menyerap radiasi sinar ultraviolet dari matahari sehingga radiasi yang sampai ke permukaan bumi menjadi kecil (Sugiharyanto, 2007).

2.2.2 Uap Air

Uap air berasal dari kandungan air pada hidrosfer yang menguap. Kadar uap air di atmosfer dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu suhu dan lokasi. Semakin tinggi suhu  udara, maka kandungan air dalam udara semakin besar. Hal itu dikarenakan semakin banyak air yang menguap. Di daerah khatulistiwa (daerah panas), kadar uap air rata-rata adalah 3%, artinya dari 1 liter udara terdapat 3% x 1 liter = 0,03 liter uap air. Sebaliknya, di daerah kutub (daerah dingin), kadar uap air di udara dapat mencapai 0%. Suhu yang dingin menyebabkan air hampir tidak menguap (hampir semua air membeku) (Mikrajuddin, 2007).

Kadar uap air di atas permukaan laut, sungai, atau danau lebih tinggi daripada di atas daratan karena di daerah tersebut lebih banyak terjadi penguapan. Kadar uap air di daerah yang memiliki banyak laut, sungai, atau danau lebih tinggi daripada daerah gurun pasir. Gambar perubahan wujud zat dapat dilihat pada gambar 1 (Mikrajuddin, 2007).

2.2.3 Aerosol

Aerosol berupa partikel cair atau padat yang tersuspensi di dalam gas. Ukuran partikel aerosol antara 0,001-100 µm. Partikel-partikel yang berdiameter kurang dari 2,5 µm pada umumnya dianggap halus dan partikel yang berdiameter lebih besar dari 2,5 µm dianggap kasar. Aerosol yang terdiri dari partikel debu, abu, garam, dan asap juga terdapat di udara. Jenis aerosol yang dominan di udara yang mengakibatkan pencemaran tercantum pada Tabel 2 (Mu’in, 2004).

Pada umumnya, kota-kota besar mempunyai konsentrasi aerosol yang relatif lebih tinggi jika dibandingkan dengan di lautan. Sumber aerosol ada dua macam, yaitu primer dan sekunder. Aerosol primer, yaitu aerosol yang dikeluarkan langsung dari berbagai sumber (contoh : debu yang terbawa oleh udara sebagai akibat adanya angin atau partikel-partikel asap yang dikeluarkan dari cerobong asap). Aerosol sekunder mengikuti pada partikel-partikel yang dihasilkan di dalam atmosfer yang mengalami reaksi-reaksi kimia dari komponen-komponen gas (Mu’in, 2004).

Aerosol dengan ukuran jari-jari 0,2 µm sampai dengan 10 µm dalam proses iklim berperan sebagai inti kondensasi (inti pengembunan) dalam pembentukan butir air di dalam awan. Tanpa adanya inti kondensasi di atmosfer, butir air hujan akan sulit terbentuk didalam awan.

Tabel 2 Jenis Aerosol yang Dominan di Udara (Mu’in, 2004).

Jenis Aerosol	Presentase (%)
Debu	20
Abu	10
Garam	40
Asap	5
Spora, Virus	25
Total	100

2.3 Sifat-Sifat Atmosfer

Lapisan atmosfer sebagai lapisan pelindung bumi memiliki beberapa sifat, yaitu tidak memiliki warna, tidak berbau, dan tidak memiliki wujud, serta hanya bisa dirasakan oleh indera perasa manusia dalam bentuk angin. Atmosfer memiliki berat sehingga dapat menyebabkan tekanan. Atmosfer memiliki sifat elastis dan dinamis, sehingga dapat mengembang dan mengerut hingga dapat bergerak dan berpindah (Hartono, 2007).

2.4 Struktur Atmosfer

2.4.1 Troposfer

Lapisan troposfer merupakan lapisan udara yang paling dekat dengan permukaan bumi. Ketebalan lapisan ini mencapai 18 kilometer di daerah equator dan 8 kilometer di daerah kutub. Sebagian besar massa atmosfer (80%) berada pada lapisan troposfer. Pada lapisan ini, setiap kenaikan tempat 100 meter menyebabkan suhu udara akan turun ± 0,6 ºC. Hal ini dapat dibuktikan ketika kita pergi ke daerah pegunungan, suhu udara terasa dingin. Suhu udara di lapisan teratas troposfer mencapai -60 ºC. Sedangkan suhu udara rata-rata di permukaan air laut untuk daerah tropis sekitar ± 27 ºC (Sugiharyanto, 2007).

Pada lapisan troposfer terjadi fenomena dan gejala cuaca seperti angin, awan, hujan, halilintar, pelangi, dan sebagainya. Oleh karena itu, lapisan troposfer mempunyai peranan yang penting bagi kehidupan. Di atas lapisan troposfer terdapat lapisan antara yang disebut tropopause (Sugiharyanto, 2007).

2.4.2 Tropopause

Tropopause adalah lapisan udara yang terdapat di antara troposfer dan stratosfer. Udara pada troposfer bagian atas sangat dingin dengan demikian lebih berat dibandingkan dengan udara yang berada di atas tropopause, sehingga udara pada troposfer tidak dapat menembus tropopause. Ketinggian tropopause lebih besar di ekuator daripada di daerah kutub. Tropopause terletak pada ketinggian 18 kilometer dengan suhu -80 ºC di ekuator, sedangkan di kutub tropopause hanya mencapai ketinggian 6 kilometer dengan suhu -40 ºC (Hartono, 2007).

2.4.3 Stratosfer

Lapisan stratosfer terletak di atas tropopause sampai pada ketinggian ± 50 kilometer. Pada stratosfer terdapat 2 lapisan udara yang sifatnya berbeda, yakni lapisan isothermal, yaitu lapisan udara pada ketinggian 11-22 kilometer yang suhunya seragam (± -60 ºC) dan lapisan inversi, yaitu lapisan yang terletak pada ketinggian 20-50 kilometer di atas permukaan bumi. Suhu udara pada lapisan ini semakin ke atas semakin meningkat, namun pada ketinggian 50 kilometer suhu udara mencapai -5 ºC. Terjadinya peningkatan disertai penurunan suhu udara disebabkan oleh adanya kandungan gas ozon (O₃). Di atas lapisan stratosfer terdapat lapisan stratopause yang menjadi pembatas antara stratosfer dengan mesosfer (Sugiharyanto, 2007).

2.4.4 Stratopause

Stratopause adalah bagian atmosfer yang berada di antara dua lapisan, yakni stratosfer dan mesosfer. Stratopause adalah bagian dari atmosfer ketika suhu di stratosfer mencapai titik tertingginya. Stratopause tidak hanya berada di bumi, namun juga di planet lain yang memiliki atmosfer. Stratopause terletak 50-55 kilometer di atas permukaan bumi dengan tekanan atmosfer sekitar 1/1000 tekanan di permukaan laut (Hartono, 2007).

2.4.5 Mesosfer

Lapisan mesosfer terletak pada ketinggian ± 50-85 kilometer di atas permukaan bumi. Suhu udara pada lapisan ini semakin ke atas semakin rendah. Setiap naik 1.000 meter suhu udara akan turun 2,5-3 ºC dan pada ketinggian 85 kilometer suhu udara mencapai -90 ºC. Di atas mesosfer terdapat lapisan mesopause yang membatasi dengan lapisan di atasnya (thermosfer) (Sugiharyanto, 2007).

2.4.6 Mesopause

Mesopause adalah lapisan batas antara mesosfer dan thermosfer yang memiliki temperatur minimum. Mesopause adalah tempat terdingin di bumi dengan suhu serendah -100 ºC karena kurangnya pemanasan dan pendinginan radiasi matahari yang sangat kuat dari karbondioksida. Mesopause memiliki ketinggian sekitar 85-100 kilometer dari permukaan bumi (Hartono, 2007).

2.4.7 Eksosfer atau Desifasisfer

Eksosfer terletak pada ketinggian antara 800 – 1000 km dari permukaan bumi. Pada lapisan ini merupakan tempat terjadinya gerakan atom-atom secara tidak beraturan. Lapisan ini merupakan lapisan paling panas dan molekul udara dapat meninggalkan atmosfer sampai ketinggian 3.150 km dari permukaan bumi. Lapisan ini sering disebut pula dengan ruang antar planet dan geostasioner. Lapisan ini sangat berbahaya, karena merupakan tempat terjadi kehancuran meteor dari angkasa luar.

2.4.8 Thermosfer

Lapisan thermosfer terdapat pada ketinggian ± 85-500 kilometer di atas permukaan bumi. Lapisan ini sering disebut lapisan panas (hot layer). Suhu udara di bagian paling atas dari lapisan ini dapat mencapai > 1.000 ºC. Lapisan bawah dari thermosfer (85-375 kilometer) disebut lapisan ionosfer. Lapisan ionosfer berfungsi untuk penyebaran gelombang radio (Sugiharyanto, 2007).

Lapisan ionosfer dibagi menjadi tiga lapisan, yakni lapisan ozon yang terletak antara 80-150 kilometer dengan rata-rata 100 kilometer diatas permukaan laut. Lapisan ini merupakan tempat terjadinya proses ionisasi tertinggi. Lapisan ini dinamakan pula dengan lapisan ozon yang mempunyai sifat memantulkan gelombang radio. Suhu udara pada lapisan ini berkisar antara -70 ºC sampai +50ºC. Lapisan kedua adalah lapisan udara F   yang terletak antara 150-400 kilometer. Lapisan ini dinamakan pula dengan lapisan udara appleton. Lapisan ketiga adalah lapisan udara atom dimana materi-materi berada dalam bentuk atom. Letak lapisan ini antara 400-500 kilometer di atas permukaan laut. Lapisan udara ini menerima panas langsung dari matahari, dan suhunya dapat mencapai 1200 ºC (Hartono, 2007).

2.5 Peranan Atmosfer

Peranan atmosfer bagi kehidupan makhluk hidup tidak dapat diragukan lagi. Peranan tersebut tidak hanya untuk bernafas. Peranan atmosfer juga muncul dalam wujud mengatur atau menjaga agar kehidupan di bumi bisa berlangsung dengan aman (Mikrajuddin, 2007).

Peranan atmosfer yang pertama yaitu sebagai pendukung kehidupan. Atmosfer merupakan pendukung utama kehidupan makhluk bumi karena menyediakan gas yang diperlukan bagi pernapasan manusia dan hewan. Beberapa gas yang diperlukan makhluk hidup tersedia dalam atmosfer, misalnya oksigen, hidrogen, karbon dioksida, dan nitrogen (Mikrajuddin, 2007).

Peranan atmosfer yang kedua adalah sebagai pengendali suhu bumi. Suhu di bulan pada malam hari sangat dingin dan pada siang hari sangat panas. Hal ini karena bulan tidak memiliki atmosfer. Keberadaan atmosfer menghindarkan bumi dari perubahan suhu yang sangat mencolok seperti di bulan. Pada siang hari suhu di bumi tidak terlampau panas dan pada malam hari suhu tidak terlampau dingin. Sebagian panas matahari yang jatuh ke bumi dipantulkan oleh lapisan atmosfer bagian atas sehingga panas yang mencapai bumi telah berkurang. Pada malam hari tempat yang tidak mendapat panas matahari secara langsung tetap hangat. Kalor yang dimiliki atmosfer pada siang hari tidak semuanya terbuang ketika memasuki malam hari. Atmosfer memerlukan waktu yang cukup lama untuk membuang habis kalor tersebut. Sebelum seluruh kalor terbuang, bagian atmosfer di tempat itu sudah kembali menjadi siang. Selain itu, bagian atmosfer yang sedang mengalami malam mendapat kalor dari bagian yang sedang mengalami siang melalui perpindahan kalor (Mikrajuddin, 2007).

Peranan atmosfer yang ketiga yakni sebagai perisai radiasi ultraviolet. Sinar ultraviolet sangat berbahaya bagi manusia karena dapat menyebabkan kanker kulit. Sinar yang dihasilkan dari radiasi matahari tersebut sebenarnya sangat mudah menerobos atmosfer dan mencapai permukaan bumi. Beruntunglah di lapisan atas atmosfer terdapat lapisan ozon yang dapat menyerap sinar ultraviolet (Mikrajuddin, 2007).

Peranan atmosfer yang keempat adalah sebagai penangkis meteor. Bumi senantiasa dihantam oleh hujan meteor. Jika tidak ada atmosfer, maka meteor dapat mencapai permukaan bumi dengan kecepatan tinggi. Jika ini terjadi, tentu akan sangat membahayakan kehidupan makhluk bumi. Dengan adanya atmosfer, meteor-meteor tersebut akan terbakar habis karena bergesekan dengan atmosfer sebelum mencapai permukaan bumi (Mikrajuddin, 2007).

Peranan atmosfer yang kelima yaitu sebagai penunjang komunikasi radio. Di atmosfer bagian atas terdapat lapisan gas-gas yang bermuatan listrik yang disebut ionosfer. Lapisan ini sangat mudah memantulkan gelombang radio. Dengan demikian, gelombang radio yang dipancarkan oleh stasiun pemancar dapat mencapai tempat-tempat yangsangat jauh. Berbeda dengan gelombang radio, gelombang televisi tidak dapat dipantulkan oleh lapisan ionosfer. Akibatnya, gelombang televisi lolos menembus lapisan tersebut. Gelombang televisi memerlukan bantuan satelit agar dapat mencapai tempat yang jauh (Mikrajuddin, 2007).

Peranan atmosfer yang terakhir yakni untuk keperluan penerbangan. Atmosfer sangat penting bagi dunia penerbangan. Pesawat terbang, baik yang menggunakan baling-baling maupun mesin jet, dapat terangkat dan melayang di udara karena adanya gaya angkat yang dimiliki udara. Ada pula pesawat yang tetap dapat terbang meskipun tidak ada atmosfer. Pesawat tersebut adalah pesawat ruang angkasa yang menggunakan mesin roket (Mikrajuddin, 2007).

2.6  Fungsi Lapisan Atmosfer

Atmosfer berperan sangat penting bagi kehidupan.Atmosfer melindungi Bumi sari benda-benda Angkasa dan Radiasi Sinar Ultraviolet.

Atmosfer Menyebabkan Terjadinya Gejala Alam Antara lain Awan,hujan dan Angin yang bermanfaat bagi kehidupan di Bumi

berikut ini fungsi atmosfer antara lain :

·  Mengurangi radiasi matahari yang sampai ke permukaan bumi pada siang hari dan hilangnya panas yang berlebihan pada malam hari. Peran Atmosfer dalam mengurangi radiasi matahari sangat penting. Apabila tidak ada Lapisan Atmosfer dan  bila 100% radiasi matahari diterima oleh permukaan bumi, maka suhu permukaan bumi akan sangat tinggi dan dikhawatirkan tidak ada organisme yang mampu bertaham hidup, termasuk manusia.

·  Mendistribusikan air ke berbagai wilayah permukaan bumi. Dalam mendistribusikan air antar wilayah di permukaan bumi, peran atmosfer ini terlihat dalam siklus hidrologi. Tanpa adanya atmosfer yang mampu menampung uap air, maka seluruh air di permukaan bumi hanya akan mengumpul pada tempat yang paling rendah. Sungai-sungai akan kering, seluruh air tanah akan merembes ke laut, sehingga air hanya akan mengumpul di samudera dan laut saja.  Pendistribusian air oleh atmosfer  ini memberikan peluang bagi semua mahluk hidup untuk tumbuh dan berkembang di seluruh permukaan bumi.

·  Menyediakan okisgen dan karbon dioksida. Selain itu, atmosfer dapat menyediakan oksigen bagi mahluk hidup. Kebutuhan tumbuhan akan CO2 juga dapat diperoleh dari atmosfer.

·  Sebagai penahan Meteor yang akan jatuh ke bumi

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Atmosfer merupakan lapisan udara yang menyelubungi sebuah planet, termasuk bumi. Atmosfer terdiri atas tiga komponen utama, yakni gas, uap air, dan aerosol. Atmosfer tersusun atas beberapa lapisan yang dinamai menurut fenomena yang terjadi pada lapisan tersebut, antara lain troposfer, tropopause, stratosfer, stratopause, mesosfer, mesopause, dan thermosfer atau ionosfer. Peranan atmosfer antara lain sebagai pengendali suhu di bumi, stabilisator unsur-unsur cuaca, penahan radiasi ultraviolet dari matahari, penyedia O₂, CO₂, dan N₂ bagi kehidupan serta sebagai penunjang komunikasi radio.

 DAFTAR PUSTAKA

Bayong Tjasyono. 2007. Metereologi Indonesia 1 Karakteristik dan Sirkulasi Atmosfer. Badan Meteorologi dan Geofisika. Jakarta.
Danang endarto, 2009, geografi 1, Grahadi
Jasin Maskoeri, ,2009,Ilmu Alamiah Dasar,PT Raja Grafindo Persada
Wikipedia, 2012, Atmosfer, Wikipedia