ATMOSFER

Atmosfer adalah lapisan udara yang menyelubungi bumi. Semakin tinggi tekanan udaranya semakin kecil.


Struktur Atmosfer:
Troposfer (0 - 10 km)
Merupakan lapisan paling bawah dan merupakan lapisan terpenting bagi makluk hidup. Laju berkurangnya suhu lingkungan adalah 6,4 °C tiap naik 1000 m. Lapisan ini juga disebut lapisan campuran, karena di sini terjadi percampuran udara karena gerak vertikal udara yang kuat. Mengandung 80% massa atmosfer dan merupakan tempat terjadinya peristiwa-peristiwa cuaca. Batas antara lapisan troposfer dan stratosfer adalah tropopause dengan rata-rata ketinggian 12 km.

Stratosfer (10 - 50 km)
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 - 70oF atau sekitar - 57oC. Pada lapisan ini angin yang sangat kencang terjadi dengan pola aliran yang tertentu. 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 semakin naik, karena bertambahnya lapisan dengan konsentrasi ozon yang bertambah. Lapisan ozon ini menyerap radiasi sinar ultra ungu. Suhu pada lapisan ini bisa mencapai sekitar 18oC pada ketinggian sekitar 40 km. Lapisan stratopause memisahkan stratosfer dengan lapisan berikutnya.

Mesosfer (50 - 80 km)
Pada lapisan ini suhu mulai berkurang dengan bertambahnya ketinggian, hingga pada ketinggian 80 km suhunya ± - 80 °C. Batas antara mesosfer dan termosfer adalah mesopause.Kurang lebih 25 mil atau 40km diatas permukaan bumi terdapat lapisan transisi menuju lapisan mesosfer. Pada lapisan ini, suhu kembali turun ketika ketinggian bertambah, sampai menjadi sekitar - 143oC di dekat bagian atas dari lapisan ini, yaitu kurang lebih 81 km diatas permukaan bumi. Suhu serendah ini memungkinkan terjadi awan noctilucent, yang terbentuk dari kristal es.

Termosfer (80 - 400 km)
Lapisan ini disebut juga lapisan panas. Suhu di lapisan ini naik kembali seiring naiknya ketinggian. Udara sangat tipis tetapi dapat membakar meteorid. 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 1982oC. Perubahan ini terjadi karena serapan radiasi sinar ultra ungu. 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 jarak jauh.
Fenomena aurora yang dikenal juga dengan cahaya utara atau cahaya selatan terjadi disini.

Eksosfer (400 km lebih)
Merupakan lapisan terluar, menyatu dengan radiasi matahari. Unsur penyusun utamanya adalah hidrogen.Adanya refleksi cahaya matahari yang dipantulkan oleh partikel debu meteoritik. Cahaya matahari yang dipantulkan tersebut juga disebut sebagai cahaya Zodiakal



Manfaat atmosfer:
• Pembakaran
• Tempat terjadinya awan
• Menahan sinar UV dari matahari
• Menstabilkan suhu udara di bumi
• Melindungi bumi dari hujan meteor


Cuaca
Cuaca adalah keadaan udara disuatu tempat yang tidak luas dan biasanya tidak berlangsung lama.

Unsur-unsur cuaca:
Suhu udara, diukur dengan termometer.
Suhu udara harian diperoleh dengan menentukan rata-rata suhu sepanjang hari, demikian pula suhu bulanan dan tahunan.
Dari catatan suhu harian didapatkan:
- menjelang hujan, suhu udara meningkat karena radiasi matahari tertahan oleh awan.
- Suhu udara dataran rendah lebih tinggi dari suhu udara di dataran tinggi.
- Suhu udara daerah tropik lebih tinggi dari daerah sedang dan kutub.
Tekanan udara diukur dengan barometer.
Makin tinggi suatu tempat tekanan udaranya makin berkurang, karena lapisan udara makin tipis. Tekanan udara mempunyai satuan cm Hg, dengan standar pengukuran adalah tekanan udara permukaan laut sebesar 76,0 cm Hg. Satuan yang lain adalah milibar (mb) dimana 1 cm Hg = 13,3 mb. Jenis barometer yang mudah dipindah-pindah adalah barometer aneroid. Barometer aneroid yang dapat dipakai mengukur ketinggian dari permukaan laut disebut altimeter.
Kelembaban udara
Kelembaban udara adalah banyaknya uap air yang terkandung dalam udara. Jumlah uap air maksimum yang dikandung udara disebut udara jenuh.
Kelembaban mutlak adalah banyaknya uap air (dalam gram) yang terkandung dalam 1 m3 udara. Kelembaban relatif adalah perbandingan antara massa uap air yang ada di udara dan massa uap air yang dikandung oleh udara jenuh.
RH = m/ms x 100%
Kelembaban relatif dipengaruhi oleh:
- kandungan uap air, makin banyak makin tinggi
- suhu udara, udara dingin akan makin tinggi.
Bila udara terus mendingin menyebabkan kelebihan uap air yang dikandung udara mengembun, menghasilkan bintik-bintik air yang melayang di udara (awan/embun). Bila terus bertambah banyak akhirnya akan turun menjadi hujan. Alat untuk mengukur kelembaban relatif udara disebut higrometer, yang bekerja berdasarkan sifar rambut ketika basah dan kering.

Angin
Angin adalah gerakan udara pada permukaan bumi dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah. Garis yang menghubungkan tempat-tempat yang bertekanan sama disebut garis isobar.

Angin lokal
Angin laut bertiup pada siang hari, sedangkan angin darat bertiup pada malam hari.
Angin lembah bertiup pada siang hari, sedangkan angin gunung bertiup pada malam hari
Angin turun yang kering adalah angin yang bertiup dari puncak gunung menuju lembah. Terjadi karena perjalanan naik banyak kehilangan kandungan uap airnya karena pendinginan udara. Untuk udara yang belum mengembun setiap naik 100 m suhunya turun 1°C dengan proses adiabatik kering. Setelah udara mengembun, tiap naik 100 m suhu turun 0,5°C dengan proses adiabatik basah. Hal ini menyebabkan udara yang sampai di puncak gunung adalah udara kering. Udara ini akan turun melalui sebelah sisinya, dimana tiap turun 100 m suhunya naik 1°C, sehingga makin turun udara ini akan makin panas dan dinamakan angin turun yang kering. Yang termasuk angin ini adalah angin Bahorok, Kumbang, Gending, Brubu, Wambrau, Fohn, Chinook dan Sirocco di pantai barat Italia. Angin Chinook juga disebut pemakan salju.

Angin musim (angin muson)
Disebabkan oleh dua hal:
• Adanya dua daratan yang luas yang berseberangan terhadap katulistiwa
• Gerak semu tahunan matahari antara 23,5° LU dan 23,5° LS
Pada bulan April-September udara bergerak dari Australia menuju Asia melalui Indonesia. Angin ini dinamakan angin musim timur. Karena berasal dari daratan maka udara yang dibawa kering.
Pada bulan Oktober-Maret udara bergerak dari Samudera Pasifik menuju Astralia melalui Indonesia dan dinamakan angin musim barat. Angin ini membawa banyak uap air dan menyebabkan hujan didaerah Indonesia.

Angin siklon dan anti siklon
Perbedaan tekanan udara menghasilkan gradien tekanan. Jika bumi tidak berotasi, angin akan bergerak tepat searah dengan arah gradien tekanan. Karena bumi berotasi ada faktor lain yang mengubah arah angin dan dinamakan efek coriolis. Di belahan utara efek coriolis menarik angin ke kanan, dan dibelahan selatan menarik ke kiri. Tapi efek coriolis tidak mempengaruhi udara yang bergerak sepanjang katulistiwa.
Angin siklon adalah angin yang mengitari suatu pusat bertekanan rendah. Angin antisiklon adalah angin yang mengitari suatu pusat tekanan tinggi.
Di belahan utara, angin siklon bergerak berlawanan dengan arah putaran jarum jam dan angin anti siklon searah dengan arah putaran jarum jam, demikian sebaliknya di belahan bumi Selatan. Angin siklon memiliki lintasan spiral konvergen (makin mengecil) agak naik. Antisiklon memiliki lintasan spiral divergen (makin membesar) tang turun.
Siklon kecil yang terjadi setempat (siklon lokal) disebut tornado (pemilin) dengan kelajuan antara 300-500 km/jam. Jenis angin siklon yang sangat kuat adalah siklon tropis, di India Barat bernama hurricane dan di Pasific Barat dikenal dengan nama angin Topan.
Distribusi siklon tropis dikelompokkan dalam enam daerah:
• India Barat, Teluk Meksiko, Laut Karibia
• Pasifik Barat Laut (termasuk Filipina, Laut Cina dan Jepang)
• Laut Arab dan Teluk Bengala
• Daerah Pantai Pasifik Timur Meksiko dan Amerika Tengah
• Laut India Selatan, Madagaskar
• Pasifik Barat Daya (Samoa, Fiji, Pantai Timur Australia)

Angin global
Karena bumi berotasi dan permukaannya terdiri dari tanah dan lautan, serta efek coriolis, maka sirkulasi umum atmosfir terbagi atas enam siklus konveksi. Di daerah katulistiwa memiliki sabuk tekanan rendah karena naiknya udara hangat. Daerah yang terletak pada lintang ini disebut doldrum (daerah angin mati).
Udara naik dari katulistiwa terbagi ke arah horisontal utara dan selatan pada lintang tinggi. Pada 30°LU dan 30°LS udara mendingin dan turun ke permukaan dan daerah ini termasuk daerah bertekanan tinggi dan dikenal dengan lintang kuda.
Angin-angin permukaan diantara lintang kuda dan doldrum disebut angin pasat. Sehubungan dengan efek coriolis, angin utara di belahan utara dibelokkan ke kanan menjadi Angin Pasat Timur laut. Angin selatan di belahan selatan dibelokkan ke kiri menjadi Angin Pasat Tenggara. Di antara lintang 30° dan 60° terdapat angin barat. Seharusnya angin barat bertiup ke Utara, tapi oleh efek coriolis disimpangkan ke Timur. Di antara lintang 60°LS dan kutub yang bertekanan tinggi terdapat angin timur alat untuk mengukur kelajuan angin disebut anemometer.

Hujan
Berdasar cara terjadinya hujan dibedakan atas:
Hujan konveksi, terjadi hampir sepanjang tahun di katulistiwa, dan saat musim panas di daerah iklim sedang.
Hujan pegunungan, terjadi ketika udara di kaki gunung naik melalui lereng pegunungan. Karena pada saat naik suhunya terus turun, maka uap air yang di bawa pada ketinggian tertentu akan mengembun dan jadi butiran air. Butiran air ini turun menjadi hujan di lereng gunung itu.
Hujan frontal
Terjadi dari pertemuan antara massa udara panas yang lembab dan massa udara dingin.
Alat pengukur curah hujan dinamakan penakar hujan.

Awan
Awan adalah kumpulan butir-butiran atau partikel-partikel es yang diameternya 20-50 mikron dan melayang di udara.
Klasifikasi awan berdasar bentuknya:
- Cirrus (serat) : mirip dengan sutera/bulu.
- Cumulus (tumpukan): mirip dengan ombak, bentuk bulat-bulat.
- Stratus (lapisan): mirip dengan bentuk lapis.

Klasifikasi awan berdasarkan ketinggian:
Awan tinggi (di atas 6000 m)
a. Cirrus
b. Cirrocumulus
c. Cirrostratus
Awan sedang (3000 - 6000 m)
a. Altostratus
b. Altocumulus
Awan rendah (0 - 3000 m)
a. Stratus
b. Stratocumulus
c. Nimbostratus
Awan dengan susunan vertikal
a. Cumulus
b. Cumulonimbus

Kabut
Kabut adalah awan dengan ketinggian rendah. Butir-butir air yang membentuk kabut disebabkan karena kelembaban udara. Kabut dibedakan menjadi dua:
• Kabut adveksi: terbentuk karena udara lembab panas bergerak ke permukaan yang lebih dingin.
• Kabut radiasi: dihasilkan oleh udara diam yang menutupi suatu permukaan yang dingin.

Intensitas penyinaran matahari
Berdasar panjang gelombangnya, sinar matahari dikelompokkan menjadi:
- gelombang pendek (sinar ultraviolet) = 9%
- gelombang menengah (cahaya tampak) = 41%
- gelombang panjang (sinar inframerah) = 50%
Banyaknya sinar matahari yang diserap permukaan bumi ditentukan oleh:
- sifat muka bumi
- kemiringan sinar matahari
- lama penyinaran
- keadaan awan