Ciri, Sifat, Karakteristik dan Manfaat Lapisan Atmosfer Bumi

Pengertian, dan Sifat Karakteristik Atmosfer

Atmosfer adalah lapisan udara yang menyelimuti atau menyelubungi bumi. Atmosfer mengelilingi bagian bumi yang padat dan yang cair yaitu tanah dan air, meskipun sesungguhnya atmosfer juga merupakan bagian dari bumi. 

Ada 7 (tujuh) alasan penting untuk mempelajari tentang atmosfer, adalah :

1. Atmosfer atau udara merupakan unsur yang sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup
2. Secara langsung atau tidak langsung, berbagai gejala yang terjadi di atmosfer mempengaruhi aspek kehidupan di bumi, seperti terjadinya badai, awan, hujan serta arah dan kecepatan angin.
3. Atmosfer sebagai media komunikasi, oleh karena itu penting untuk memiliki pemahaman tentang atmosfer berkaitan dengan frekuensi yang dipergunakan, baik untuk radio, tv, militer, dll.
4. Untuk mengetahui persyaratan minimal yang dimiliki oleh udara atau atmosfer agar dapat melaksanakan hujan buatan jika diperlukan.
5. Atmosfer berfungsi sebagai pelindung bumi dari berbagai gangguan benda angkasa. Diperkirakan bahwa atmosfer bumi mendapat gempuran ratusan milyar meteor selama 24 jam, tetapi begitu sampai di atmosfer, meteor – meteor tersebut berubah menjadi gas dan debu karena gesekan. Oleh karena itu atmosfer harus di jaga dan dipelajari agar tetap berfungsi optimal.
6. Atmosfer berfungsi sebagai pelindung dari radiasi sinar matahari sehingga tidak merusak makhluk hidup.
7. Keberadaan atmosfer memperkecil perbedaan temperatur siang dan malam. Panas cahaya matahari menembus udara dan menghangatkan permukaan bumi. Atmosfer yang menutupi bumi menjerat panas ini sehingga lebih lambat bergerak ke luar angkasa dan mengurangi dingin udara pada malam hari.

Sifat – sifat atmosfer antara lain :

1. Tidak berwarna dan tidak berbau serta tidak dapat disentuh, kecuali jika sedang bergerak dalam bentuk angin.
2. Dinamis dan elastis sehingga dapat memuai jika terjadi pemanasan oleh sinar matahari dan mengkerut jika suhu udara dingin.
3. Transparan sehingga dapat ditembus oleh radiasi matahari.
4. Mempunyai berat sehingga dapat menimbulkan tekanan
5. Tetap berada sampai ketinggian sekitar 1.000 km dari permukaan laut karena adanya gaya gravitasi bumi.
6. Mengikuti gerak rotasi dan revolusi bumi.

Atmosfer terdiri atas bermacam gas yang sangat berguna bagi makhluk hidup. Akibat gravitasi bumi, semakin dekat ke permukaan bumi, lapisan gas dalam atmosfer semakin padat dan semakin ke atas, volume gas – gas berangsur - angsur semakin berkurang dan renggang. 

Gas – gas utama yang ada di atmosfer tersebut adalah nitrogen (78%), oksigen (21%), argon (0,9%), karbondioksida (0,03%) dan uap air, kripton, neon, xenon, hidrogen, helium dan ozon sebesar 0,07%. Selain gas – gas diatas masih terdapat gas – gas atau zat – zat lain dalam jumlah yang sangat kecil seperti amoniak, dan belerang.

Lapisan Atmosfer
Berdasarkan penelitian para ahli, secara vertikal lapisan atmosfer memiliki ketebalan sekitar 1.000 km. Atmosfer terdiri dari 5 (lima) lapisan yang memiliki fungsi dan karakteristik yang berbeda, yaitu troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer dan eksosfer. 

A.    Troposfer
Troposfer merupakan lapisan atmosfer yang paling bawah. Ketinggian lapisan ini berbeda – beda di berbagai tempat. Ketinggian lapisan troposfer di daerah ekuator mencapai mencapai 16 - 18 km, di daerah lintang sedang kurang lebih 11 km, sedangkan di daerah kutub hanya mencapai 8 - 9 km. Ketinggian rata – rata lapisan troposfer adalah 12 km. Lapisan troposfer masih dapat dibagi menjadi 3 (tiga) bagian, yaitu :

1. Lapisan planetair, dengan ketinggian 0 km sampai dengan 1 km
2. Lapisan konveksi, dengan ketinggian antara 1 km sampai dengan 12 km
3. Lapisan tropopause, dengan ketinggian antara 8 km sampai dengan 12 km. Lapisan ini berada antara troposfer dengan lapisan diatasnya (stratosfer).

Ciri – ciri lapisan troposfer adalah :

1. Lapisan troposfer merupakan satu – satunya lapisan atmosfer yang mengandung air (air, uap dan es) sehingga di lapisan ini berlangsung evaporasi dan kondensasi.
2. Lapisan ini mengandung sekitar 80% - 90% gas yang terdapat di atmosfer termasuk debu dan uap air.
3. Lapisan tempat terjadinya sirkulasi dan turbulensi seluruh bahan atmosfer, karenanya lapisan ini menjadi satu – satunya lapisan yang mengalami berbagai peristiwa pembentukan dan perubahan cuaca seperti awan, hujan, angin, presipitasi, badai, tornado, petir dll.
4. Pada lapisan troposfer berlaku hukum gradient thermometric, yaitu turunnya suhu udara seiring dengan bertambahnya ketinggian dari permukaan bumi. Jadi setiap kenaikan ketinggian 100 meter dari permukaan bumi, suhu udara turun sekitar 0,6o C.
5. Pada lapisan tropopause, gejala lapse rate tidak terjadi.
6. Lapisan ini berhubungan langsung dengan permukaan bumi

B.    Stratosfer
Lapisan kedua  dari atmosfer (berada di atas lapisan troposfer) adalah stratosfer. Stratosfer berada pada ketinggian antara 12 km sampai dengan 50 km. Pesawat komersial biasa terbang di bagian bawah lapisan stratosfer ini karena di bagian ini lebih sedikit terjadi turbulensi sehingga penerbangan lebih nyaman. Lapisan yang membatasi troposfer dan stratosfer disebut tropopause. Lapisan stratosfer dapat dibagi menjadi 2 (dua) bagian, yaitu :

1. Lapisan isotherm yang memiliki temperatur -500 C dan terletak pada lapisan yang sama.
2. Lapisan ozonosfer yang memiliki temperatur yang berubah – ubah antara -50o C dan 50o C. Lapisan ini terletak pada ketinggian 35 km hingga 50 km. Lapisan ozon ini menyerap radiasi ultraviolet (UV) dari sinar matahari.

Ciri – ciri lapisan stratosfer adalah sebagai berikut :

1. Lapisan ini tidak terjadi turbulensi dan sirkulasi udara
2. Stratosfer merupakan satu – satunya lapisan yang mengandung (03) ozon. Volume gas ozon relatif kecil, namun berperan sangat besar untuk melindungi bumi dari radiasi ultraviolet yang berlebihan. Radiasi ultraviolet (UV) yang tinggi berbahaya bagi makhluk hidup, misalnya dapat menyebabkan kanker kulit pada manusia.
3. Stratopause adalah lapisan antara stratosfer dengan lapisan diatasnya. Lapisan ini terletak pada ketinggian 50 km dengan suhu konstan sekitar 5o C.

C.    Mesosfer
Mesosfer adalah lapisan udara diatas stratosfer. Batas antara lapisan stratosfer dan mesosfer disebut lapisan stratopause. Lapisan ini berada pada ketinggian 50 km hingga 80 km.

Ciri – ciri lapisan mesosfer adalah :

1. Terjadi penurunan suhu dengan bertambahnya ketinggian. (setiap bertambah ketinggian 100 meter, suhu akan berkurang 0,6o C), suhu dapat mencapai -83o C.
2. Lapisan ini berfungsi melindungi makhluk hidup di bumi dari hujan meteor. Pada lapisan mesosfer ini sebagian besar meteor terbakar dan terurai, sehingga kita terlindungi dari ancaman benda – benda angkasa.
3. Puncak mesosfer adalah mesopause.
4. Temperatur pada lapisan ini tidak stabil, mula – mula naik dan kemudian turun ke titik minimum setelah mendekati lapisan mesopause.

D.    Thermosfer (Ionosfer)
Lapisan di atas mesosfer adalah thermosfer. Pada lapisan ini banyak ditempatkan satelit telekomunikasi. Ionosfer merupakan lapisan tempat terjadinya ionisasi atom – atom udara oleh radiasi sinar X dan sinar ultraviolet yang dipancarkan oleh radiasi sinar matahari. Lapisan ini berada pada ketinggian 80 km hingga 400 km.

Ciri – ciri lapisan termosfer atau ionosfer adalah :

1. Pada lapisan ionosfer terdapat lapisan inversi, yaitu lapisan yang memiliki ciri semakin tinggi ketinggian dari permukaan laut, semakin tinggi pula temperaturnya. Suhu udara pada lapisan ini dapat mencapai 1.700o C. Lapisan ini merupakan lapisan yang panas sehingga disebut juga sebagai lapisan thermosfer. Peningkatan suhu yang sangat tinggi ini terjadi karena terjadi penyerapan radiasi sinar X dan ultraviolet yang dipancarkan oleh matahari.
2. Lapisan ini disebut juga lapisan ionosfer karena pada lapisan ini (pada ketinggian 100 km) terjadi proses ionisasi, yaitu pembentukan ion positif dan elektron bebas yang bermuatan negatif (-).
3. Lapisan ionosfer berperan penting dalam bidang komunikasi. Hal ini karena lapisan ionosfer mampu memantulkan gelombang radio, sehingga pemancar radio yang terletak jauh di daerah lain sekalipun mampu menerima gelombang radio tersebut.

E.    Eksosfer
Lapisan eksosfer merupakan lapisan terluar dari atmosfer. Pengaruh gaya gravitasi pada lapisan ini sangat kecil sehingga benturan – benturan di udara jarang terjadi. Lapisan ini berada diantara ketinggian 400 km dan 1.000 km di atas permukaan laut.

Ciri – ciri lapisan eksosfer adalah :

1. Terjadi gerakan – gerakan atom yang tidak beraturan.
2. Pada lapisan ini meteor mulai berinteraksi dengan susunan gas dalam atmosfer.
3. Butiran – butiran gas pada lapisan ini berangsur – angsur meloloskan diri ke angkasa sehingga lapisan ini juga dinamakan disipasisfer.
4. Lapisan ini disebut juga lapisan pemisah antara bumi dengan angkasa luar sehingga disebut juga geostasioner atau ruang antarplanet.

Demikianlah informasi tentang ciri, karakteristik dan manfaat lapisan atmosfer. Semoga bermanfaat.

Sumber :
Fakta dan konsep Geografi, Inter plus, 2007
Jelajah Dunia Geografi SMA/MA Kelas X, PT bumi aksara, 2016