Atmosfer

Lapisan-lapisan atmosfer Bumi.

Atmosfer adalah lapisan gas yang melingkupi sebuah planet, termasuk bumi, dari permukaan planet tersebut sampai jauh di luar angkasa. Di Bumi, atmosfer terdapat dari ketinggian 0 km di atas permukaan tanah, sampai dengan sekitar 560 km dari atas permukaan Bumi. Atmosfer tersusun atas beberapa lapisan, yang dinamai menurut fenomena yang terjadi di lapisan tersebut. Transisi antara lapisan yang satu dengan yang lain berlangsung bertahap. Studi tentang atmosfer mula-mula dilakukan untuk memecahkan masalah cuaca, fenomena pembiasan sinar matahari saat terbit dan tenggelam, serta kelap-kelipnya bintang. Dengan peralatan yang sensitif yang dipasang di wahana luar angkasa, kita dapat memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang atmosfer berikut fenomena-fenomena yang terjadi di dalamnya.
Atmosfer Bumi terdiri atas nitrogen (78.17%) dan oksigen (20.97%), dengan sedikit argon (0.9%), karbondioksida (variabel, tetapi sekitar 0.0357%), uap air, dan gas lainnya. Atmosfer melindungi kehidupan di bumi dengan menyerap radiasi sinar ultraviolet dari Matahari dan mengurangi suhu ekstrem di antara siang dan malam. 75% dari atmosfer ada dalam 11 km dari permukaan planet.
Atmosfer tidak mempunyai batas mendadak, tetapi agak menipis lambat laun dengan menambah ketinggian, tidak ada batas pasti antara atmosfer dan angkasa luar.

Troposfer

Lapisan ini berada pada level yang terendah, campuran gasnya paling ideal untuk menopang kehidupan di bumi. Dalam lapisan ini kehidupan terlindung dari sengatan radiasi yang dipancarkan oleh benda-benda langit lain. Dibandingkan dengan lapisan atmosfer yang lain, lapisan ini adalah yang paling tipis (kurang lebih 15 kilometer dari permukaan tanah). Dalam lapisan ini, hampir semua jenis cuaca, perubahan suhu yang mendadak, angin, tekanan dan kelembaban yang kita rasakan sehari-hari berlangsung. Suhu udara pada permukaan air laut sekitar 27 derajat Celsius, dan semakin naik ke atas, suhu semakin turun. Setiap kenaikan 100m suhu berkurang 0,61 derajat Celsius (sesuai dengan Teori Braak). Pada lapisan ini terjadi peristiwa cuaca seperti hujan, angin, musim salju, kemarau, dan sebagainya.
Ketinggian yang paling rendah adalah bagian yang paling hangat dari troposfer, karena permukaan bumi menyerap radiasi panas dari matahari dan menyalurkan panasnya ke udara. Biasanya, jika ketinggian bertambah, suhu udara akan berkurang secara tunak (steady), dari sekitar 17℃ sampai -52℃. Pada permukaan bumi yang tertentu, seperti daerah pegunungan dan dataran tinggi dapat menyebabkan anomali terhadap gradien suhu tersebut.
Di antara stratosfer dan troposfer terdapat lapisan yang disebut lapisan Tropopause, yang membatasi lapisan troposfer dengan stratosfer.

Stratosfer

Perubahan secara bertahap dari troposfer ke stratosfer dimulai dari ketinggian sekitar 11 km. Suhu di lapisan stratosfer yang paling bawah relatif stabil dan sangat dingin yaitu atau sekitar . Pada lapisan ini angin yang sangat kencang terjadi dengan pola aliran yang tertentu. Lapisan ini juga merupakan tempat terbangnya pesawat. Awan tinggi jenis cirrus kadang-kadang terjadi di lapisan paling bawah, namun tidak ada pola cuaca yang signifikan yang terjadi pada lapisan ini.
Dari bagian tengah stratosfer keatas, pola suhunya berubah menjadi semakin bertambah seiring kenaikan ketinggian. Hal ini dikarenakan bertambahnya lapisan dengan konsentrasi ozon. Lapisan ozon ini menyerap radiasi sinar ultra violet. Suhu pada lapisan ini bisa mencapai sekitar pada ketinggian sekitar 40 km. Lapisan stratopause memisahkan stratosfer dengan lapisan berikutnya.

Mesosfer

Adalah lapisan udara ketiga, di mana suhu atmosfer akan berkurang dengan pertambahan ketinggian hingga lapisan keempat, termosfer. Udara yang di sini akan mengakibatkan pergeseran berlakudengan objek yang datng dari angkasa dan menghasilkan suhu yang tinggi. Kebanyakan meteor yang sampai ke bumi terbakar lapisan ini. Kurang lebih 25 mil atau 40km di atas permukaan bumi, saat suhunya berkurang dari 290 K hingga 200 K, terdapat lapisan transisi menuju lapisan mesosfer. Pada lapisan ini, suhu kembali turun ketika ketinggian bertambah, hingga menjadi sekitar (dekat bagian atas dari lapisan ini, yaitu kurang lebih 81 km di atas permukaan bumi). Suhu serendah ini memungkinkan terjadi awan noctilucent, yang terbentuk dari kristal es. Antara lapisan Mesosfer dan lapisan Atmosfer terdapat lapisan perantara yaitu Mesopause.

Termosfer

Transisi dari mesosfer ke termosfer dimulai pada ketinggian sekitar 81 km. Dinamai termosfer karena terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi pada lapisan ini yaitu sekitar . Perubahan ini terjadi karena serapan radiasi sinar ultra violet. Radiasi ini menyebabkan reaksi kimia sehingga membentuk lapisan bermuatan listrik yang dikenal dengan nama ionosfer, yang dapat memantulkan gelombang radio. Sebelum munculnya era satelit, lapisan ini berguna untuk membantu memancarkan gelombang radio.

Ionosfer

Lapisan ionosfer yang terbentuk akibat reaksi kimia ini juga merupakan lapisan pelindung bumi dari batu meteor yang berasal dari luar angkasa karena ditarik oleh gravitasi bumi. Pada lapisan ionosfer ini, batu meteor terbakar dan terurai. Jika ukurannya sangat besar dan tidak habis terbakar di lapisan udara ionosfer ini, maka akan jatuh sampai ke permukaan bumi yang disebut Meteorit.
Fenomena aurora yang dikenal juga dengan cahaya utara atau cahaya selatan terjadi pada lapisan ini.
Pengertian Lapisan Termosfer sebagai Lapisan Atmosfer
Lapisan Termosfer Berada di atas mesopouse dengan ketinggian sekitar 75 km sampai pada ketinggian sekitar 650 km. Pada lapisan ini, gas-gas akan terionisasi, oleh karenanya lapisan ini sering juga disebut lapisan ionosfer. Molekul oksigen akan terpecah menjadi oksegen atomik di sini. Proses pemecahan molekul oksigen dan gas-gas atmosfer lainnya akan menghasilkan panas, yang akan menyebabkan meningkatnya suhu pada lapisan ini. Suhu pada lapisan ini akan meningkat dengan meningkatnya ketinggian. Ionosfer dibagi menjadi tiga lapisan lagi, yaitu :
1. Lapisan ozon Terletak antara 80 – 150 km dengan rata-rata 100 km dpl. Lapisan ini tempat terjadinya proses ionisasi tertinggi. Lapisan ini dinamakan juga lapisan ozon. mempunyai sifat memantulkan gelombang radio. Suhu udara di sini berkisar – 70° C sampai +50° C .
2. Lapisan udara F Terletak antara 150 – 400 km. Lapisan ini dinamakan juga lapisan udara appleton.
3. Lapisan udara atom Pada lapisan ini, materi-materi berada dalam bentuk atom. Letaknya lapisan ini antara 400 – 800 km. Lapisan ini menerima panas langsung dari matahari, dan diduga suhunya mencapai 1200° C .

Eksosfer

Eksosfer adalah lapsan bumi yang terletak paling luar. Pada lapisan ini terdapat refleksi cahaya matahari yang dipantulkan oleh partikel debu meteoritik. Cahaya matahari yang dipantulkan tersebut juga dikenal sebagai cahaya Zodiakal.

Komposisi dari atmosfer Bumi

Gas-gas penyusun atmosfer

Atmosfer tersusun oleh:

• Nitrogen ()
• Oksigen ()
• Argon ()
• Air ()
• Ozon ()
• Karbondioksida (
   
   
  Nitrogen
  Merupakan unsur gas yang paling besar prosentasenya di atmosfer. Gas nitrogen sangat dibutuhkan dalam pertumbuhan tanaman. Gas nitrogen sering juga digunakan sebagai bahan dasar industri pupuk
  Oksigen
  Oksigen merupakan unsur gas yang sangat diperlukan untuk pernafasan manusia dan mahluk hidup lainnya seperti hewan dan tumbuhan. Komposisi oksigen dalam atmosfer mencapai 21%.
  Argon
  Argon simbolnya Ar, merupakan elemen gas terbesar ke tiga di atmosfer Bumi setelah unsur gas nitrogen dan oksigen. Nama elemen Argon, diambil dari bahasa Yunani Argos yang artinya tidak aktif, karena Argon tidak mudah ber-reaksi dengan elemen lain. Argon digunakan bersama dengan gas Neon dalam industri listrik untuk mengisi lampu neon. Gas Argon berwarna biru. Lampu neon yang diisi dengan Gas Argon lebih hemat listrik dibandingkan lampu listrik biasa.
  Karbondioksida (CO₂)
  Karbondioksida merupakan gas tidak berwarna, tidak berbau dan gas asam yang ringan. Karbondioksida disebut juga gas asam karbon, molekulnya terdiri dari 1 atom karbon dan 2 atom oksigen, disimbolkan CO₂. Karbondioksida sering disebut udara campuran.
  Beberapa manfaat Gas Karbondioksida :
• Karbondioksida digunakan untuk memproduksi Sodium Carbonat Na₂CO₃, sodium bikarbonat NaHC0₃ dan bahan kimia lainnya yang dapat dimanfaatkan untuk kepentingan manusia.
• Gas Karbondioksida bersifat tidak mudah terbakar dan dapat melokalisir panas, itu sebabnya digunakan sebagai pengisi tabung pemadam kebakaran.
• Gas Karbondioksida dibutuhkan dalam pernafasan dan fotosintesis tumbuhan.

Neon

Neon adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan non reaktif. Neon termasuk gas mulia seperti halnya Gas Helium, Argon, Kripton, Xenon dan Radon.

Kegunaan Gas Neon adalah sebagai berikut:

• Dimanfaatkan untuk lampu neon Kota di malam hari
• Dapat dimanfaatkan untuk indikator tegangan tinggi
• Dimanfaatkan dalam dunia kedokteran, misalnya untuk membantu melihat hasil rontgen

Methan (CH₄)

Gas Methan terdiri dari Carbon dan Hidrogen. Methan adalah gas yang tidak berwarna berbau, mudah terbakar dan lebih ringan dari udara. Di beberapa planet seperti Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus, methan merupakan komponen besar di dalam atmosfernya.

Methan digunakan sebagai bahan bakar karena Gas Alam yang digunakan sebagai bahan bakar mengandung 85% Gas Methan (CH₄), 10% Etane (C₂H₆) dan selebihnya adalah Propane (C₃H₈), Butane (C₄H₁₀), Pantene (C₅H₂) dan Alkane.

Helium

Helium berasal dari bahasa Yunani Helios, yang artinya Matahari. Helium termasuk gas mulia, lebih ringan dari udara, sehingga dimanfaatkan untuk pengisi balon gas dan balon udara. Helium juga digunakan untuk bahan bakar yang dapat menggerakan mesin roket.

Hidrogen

Hidrogen digunakan pada industri kimia, untuk membuat amonia (NH₃), kegunaan amonia antara lain untuk membuat pupuk.

Para ahli metalurgi menggunakan hidrogen untuk memisahkan logam murni dengan oksida, contohnya digunakan untuk menghasilkan lembaran tembaga.

Xenon

Xenon berasal dari bahasa Yunani, Xenon yang artinya asing. Xenon merupakan gas mulia, tidak berwarna dan tidak berbau, Gas Xenon tidak ber-reaksi dengan elemen lain, sehingga banyak digunakan untuk pekerjaan yang berhubungan dengan lingkungan pada industri kimia dan indusri elektronik.