Atmosfer
Bumi adalah satu-satunya planet di Bima Sakti yang menunjang adanya kehidupan. Makhluk hidup aerob memerlukan oksigen dari udara untuk bernapas, udara adalah komponen pendukung kehidupan yang sangat penting. Udara di bumi terdapat pada bagian atmosfer (atmosphere). Atmosfer berasal dari dua kata Yunani, yaitu atmos yang berarti uap dan Shaira yang berarti lapisan. Jadi atmosfer adalah lapisan uap yang menyelimuti bumi. Atmosfer terdiri atas campuran dari gas, serta sedikit cairan dan padatan yang menyelimuti bumi mulai dari permukaan bumi hingga luar angkasa. Komposisi atmosfer saat ini berbeda dengan komposisi atmosfer pada saat awal terbentuknya. Atmosfer pada awalnya terbentuk dari letusan gunung berapi yang kaya nitrogen dan karbon dioksida, akan tetapi sedikit oksigen. Kemudian, organisme fotosintetik mengolah karbon dioksida menjadi oksigen dan melepaskan oksigen itu ke atmosfer sebagai hasil pengolahan makanan yang memanfaatkan cahaya matahari.
Setelah terdapat oksigen di atmosfer, terbentuklah ozon. Ozon memiliki peran yang penting bagi keberlangsungan hidup organisme yang ada di bumi. Ozon melindungi bumi dari radiasi matahari yang sangat berbahaya bagi organisme di bumi. Ozon juga melindungi tumbuhan hijau, sehingga dapat berkembang dan menghasilkan lebih banyak oksigen. Saat ini, berbagai organisme yang hidup di bumi sangat bergantung dengan banyaknya oksigen di atmosfer. Atmosfer sebagian besar tersusun atas gas nitrogen, yakni sebesar 78%. Oksigen menyusun 21 atas atmosfer. Karbon dioksida, argon dan beberapa gas lain menyusun sebagian kecil dari atmosfer.
Seiring dengan berjalannya waktu, komposis atmosfer berubah dalam jumlah yang kecil namun memberi dampak yang besar bagi kehidupan. Misal asap kendaraan, dan asap pembakaran bahan bakar fosil seperti minyak bumi yang menghasilkan polusi di udara.
Polutan (zat pencemar) itu akan bereaksi dengan oksigen dan zat kimia lainnya menghasilkan asap. Pembakaran batu bara, minyak bumi, dan gas alam akan menghasilkan karbon dioksida. Semakin banyak penggunaan bahan bakar fosil akan meningkatkan jumlah karbon dioksida di atmosfer.
Selain gas, pada atmosfer bumi juga terdapat padatan dan zat cair dalam jumlah yang kecil. Salah satu padatan pada atmosfer adalah debu. Partikel debu menjadi bagian atmosfer karena terbawa angin yang berhembus di permukaan bumi hingga ke udara. Zat cair pada atmosfer yang sering dijumpai adalah sekumpulan tetesan air yang berbentuk awan.
Awan terbentuk karena proses penguapan air di permukaan bumi, kemudian uap air itu menyatu menjadi awan.
1. Lapisan Atmosfer
Atmosfer bumi terdiri dari beberapa lapisan. Terdapat 5 lapisan pada atmosfer yang mempunyai karakteristik yang berbeda. Urutan lapisan atmosfer dari bawah hingga atas adalah troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer, dan eksosfer.
 |
| Lapisan atmosfer |
Secara garis besar, atmosfer bumi terbagi menjadi 2 bagian, yakni bagian bawah dan bagian atas. Bagian bawah terdiri atas troposfer dan stratosfer. Bagian atas terdiri atas mesosfer, termosfer dan eksosfer.
a. Troposfer
sebagian besar aktivitas makhluk hidup di bumi, termasuk manusia yang sedang tidur, belajar, dan bermain berada pada lapisan troposfer. Troposfer merupakan lapisan atmosfer yang berada di bagian paling bawah. Ketinggian troposfer terhitung mulai dari permukaan laut (0 Km) hingga 10 km di atas permukaan laut (dpl). Sebagian besar bagian troposfer berbentuk uap air dan 75% terdiri atas gas-gas atmosfer. Troposfer merupakan tempat berlangsungnya sistem bumi, seperti hujan, angin, salju, dan awan.
b. Statosfer
Saat pesawat terbang di atas awan, persawat itu berada di lapisan stratosfer. Stratosfer mempunyai ketinggian antara 10-50 Km dpl. Lapisan stratosfer memiliki sedikit awan, tetapi tidak ada aktivitas cuaca, sehingga tidak mengganggu penerbangan dan sebagian besar stratosfer terdiri atas gas ozon.
c. Mesosfer
Lapisan Mesosfer terletak pada ketinggian 50-85 Km dpl. Lapisan ini menjadi lapisan pelindung bumi dari benda-benda luar angkasa. Kebanyakan meteor yang menuju bumi akan terbakar habis di mesosfer.
d. Termosfer
Lapisan termosfer memiliki ketinggian antara 85-500 Km dpl. Dinamakan termosfer karena suhu yang sangat panas yakni pada lapisan ini mencapai 1.982°C. fungsi termosfer yakni sebagai pelindung bumi dari radiasi ultraviolet.
Pada mesosfer dan termosfer terdapat lapisan yang memiliki partikel ion (bermuatan) yang disebut ionosfer. Pada siang hari, energi dari matahari mengenai partikel pada ionosfer mengakibatkan partikel itu menyerap gelombang radio dengan frekuensi AM. Pada malam hari, tanpa energi matahari, gelombang radio dipantulkan pada ionosfer, sehingga dapat terpancar dengan jarak yang lebih jauh.
e. Eksosfer
Satelit-satelit buatan yang mengintari bumi berada dalam atmosfer bumi, tepatnya pada lapisan eksosfer. Lapisan eksosfer terdapat pada ketinggian lebih dari 500 Km dpl. Kandungan utama dari eksosfer adalah gas hidrogen. Pesawat luar angkasa maupun satelit yang mengorbit di eksosfer tidak dapat bergerak bebas seperti seperti pesawat. Hal ini disebabkan eksosfer mempunyai sedikit molekul, sehingga gaya tekan udara sangat rendah, dan mengakibatkan sayap dari pesawat luar angkasa tidak berfungsi. Sehingga pergerakan dari satelit atau pesawat luar angkasa itu bergantung pada mesin pendorong.
2. Tekanan Udara
Salah satu sifat zat adalah memiliki massa,begitu pula gas yang terdapat di atmosfer juga memiki massa. Atmosfer menyelubungi bumi hingga ratusan kilometer di atas permukaan bumi. Gravitasi bumi akan menghasilkan gaya tarik molekul gas mengarah ke permukaan bumi, sehingga berat molekul suatu gas akan menekan udara di bawahnya. Akibatnya, molekul udara di dekat permukaan bumi lebih rapat. Udara yang memiliki kerapatan tinggi ini akan menghasilkan gaya tekan yang besar pula. Gaya yang diberikan pada suatu daerah disebut tekanan.
Besarnya tekanan udara akan berkurang seiring dengan bertambahnya ketinggian atmosfer. Misalnya saat kita mendaki gunung, atu beberapa daerah pegunungan akan merasakan kesulitan untuk bernafas seperti biasa. Hal itu terjadi karena di daerah yang lebih tinggi, jumlah molekul udara termasuk oksigen semakin sedikit.
3. Suhu di Atmosfer
Matahari merupakan sumber energi terbesar di galaksi bima sakti. Energi matahari dipancarkan dengan cara radiasi ke seluruh sistem galaksi Bima Sakti. Sebelum mencapai permukaan bumi, radiasi energi matahari akan melewati atmosfer, oleh atmosfer sebagian energi matahari akan diserap dalam bentuk kalor atau panas. Namun, tidak semua gas penyusun atmosfer mudah menyerap energi matahari.
Beberapa lapisan atmosfer tertentu memiliki molekul gas yang sulit menyerap energi matahari. Dengan demikian, suhu di tiap lapisan atmosfer berbeda.
Lapisan troposfer memiliki suhu antara -52°C hingga 17°C. Pada bagian terendah dari stratosfer memiliki suhu yang paling hangat. Hal itu terjadi karena permukaan bumi menyerap energi radiasi matahari kemudian menyalurkannya ke udara di atasnya. Berbeda dengan lapisan troposfer, suhu di lapisan stratosfer semakin tinggi seiring dengan bertambahnya ketinggian. Hal ini disebabkan adannya ozon. Ozon terdapat di bagian atas stratosfer. Molekul ozon mampu menyerap energi matahari, sehingga mengakibatkan kenaikan temperatur.
Lapisan mesosfer memiliki karakteristik seperti stratosfer, yaitu semakin tinggi maka temperaturnya semakin rendah. Hal ini dikarenakan mesosfer tersusun atas molekul gas yang sulit menyerap energi matahari.
Lapisan termosfer dan eksosfer merupakan lapisan pertama yang menerima radiasi energi matahari. Lapisan termosfer dan eksosfer memiliki jumlah molekul yang sedikit. Namun, molekul pada lapisan ini sangat efektif dalam menyerap energi matahari. Akibatnya semakin tinggi ketinggiannya semakin besar temperaturnya.
4. Lapisan Ozon
Lapisan ozon terdapat pada stratosfer pada ketinggian 18-54 Km dpl. Ozon tersusun atas oksigen sebagai bahan dasar. Oksigen yang kita hirup memiki dua atom oksigen, tiap molekulnya.
Satu molekul ozon mempunyai tiga atom oksigen yang berikatan. Kandungan ozon dalam stratosfer sangat tinggi, sehingga melindungi bumi dari radiasi matahari yang berbahaya. Ozon menyerap sebagian besar radiasi ultraviolet yang ada dalam atmosfer. Walaupun lapisan ozon tidak terlihat, kehidupan di bumi bergantung pada keberadaannya.
Konsentrasi ozon di atmosfer berubah-ubah setiap waktu. Salah satu faktor yang mempengaruhi konsentrasi ozon adanya gas Chloroflourocarbon (CFC). Gas CFC berasal dari pendingin lemari es, air conditioner (AC), dan parfum. CFC mampu memecah molekul ozon yang ada di atmosfer. CFC terdiri atas atom karbon (C), flour (F), dan klorin (CI).
Ketika CFC berada di atmosfer, sinar ultraviolet memecahh molekul CFC, kemudian atom klorin yang bebas akan mendekati dan memecah molekul ozon. Satu atom oksigen berikatan dengan klorin, sedangkan sisanya membentuk molekul oksigen. Proses itu terus berlangsung ketika terdapat klorin di atmosfer. Senyawa yang dibentuk oleh reaksi klorin dan atom oksigen tidak dapat menyerap radiasi matahari. Akibatnya, akan semakin banyak ultraviolet yang sampai kepermukaan bumi.
Pemecahan molekul ozon oleh CFC mengakibatkan penurunan konsentrasi ozon secara berkala. Penurunan ozon itu terjadi di bagian Kutub Utara (Antartika). Fenomena ini disebut lubang ozon. Pada setiap tahun, konsentrasi ozon pada akhir bulan agustus atau awal september mulai menurun. Pada bulan oktober, konsentrasi ozon mencapai titik terendah. Kemudian konsentrasi ozon akan terus naik dan lubang ozon akan menghilang pada bulan desember.
Demikianlah ulasan mengenai Atmosfer, yang pada kesempatan kali ini dapat dibahas dengan lancar. Semoga ulasan di atas bermanfaat bagi yang memanfaatkannya. Kiranya cukup sekian, kurang lebihnya mohon maaf dan sampai jumpa.
*Rajinlah belajar demi Bangsa dan Negara, serta jagalah kesehatanmu!!!
