Mengenal Atmosfer: Komposisi, Lapisan dan Manfaatnya

Atmosfer memiliki fungsi yang sangat penting dalam melindungi planet bumi. Tanpa atmosfer, mungkin kehidupan di bumi tidaklah ada. Atmosfer sendiri terdiri dari beberapa lapisan serta terbentuk dari beberapa komponen. Simak selengkapnya tentang atmosfer pada artikel ini!

Pengertian Atmosfer

Atmosfer merupakan campuran gas yang menyelimuti suatu planet atau benda langit lainnya. Atmosfer Bumi terdiri dari sekitar 78% nitrogen, 21% oksigen, dan satu persen gas lainnya. 

Selimut Bumi ini membantu keberlangsungan hidup makhluk hidup dengan menyediakan udara untuk bernapas, melindungi dari radiasi ultraviolet (UV) yang berasal dari matahari dimana jika terpapar secara langsung dapat membahayakan kesehatan, mengikat panas untuk menghangatkan bumi, dan mencegah perbedaan suhu yang ekstrem antara siang dan malam. 

Setiap planet di tata surya memiliki atmosfer, tapi tidak ada yang memiliki rasio gas atau struktur berlapis yang sama dengan atmosfer Bumi.

Lapisan Atmosfer

Atmosfer bumi terdiri dari beberapa lapisan, dengan setiap lapisan memiliki karakteristik yang berbeda. Dengan urutan dari lapisan terdalam hingga paling luar adalah troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer, dan eksosfer.

1. Troposfer

Troposfer merupakan bagian terdalam dari atmosfer bumi – paling dekat dengan bumi. Lapisan ini merupakan lapisan penentu cuaca di bumi. Di bagian atmosfer ini, suhu menjadi lebih dingin seiring dengan bertambahnya jarak ketinggian di atas bumi dengan estimasi penambahan suhu sekitar sekitar 6,5°C per kilometer. Perubahan suhu pada ketinggian sangat bervariasi dari hari ke hari, tergantung pada cuaca.

Troposfer mengandung sekitar 75% dari seluruh udara di atmosfer dan hampir semua uap air (uap air yang membentuk awan dan hujan). Penurunan suhu seiring dengan bertambahnya ketinggian adalah hasil dari penurunan tekanan. Jika sebuah parsel udara bergerak ke atas, udara akan mengalami pemuaian (karena tekanan yang lebih rendah). Ketika udara memuai, udara akan menjadi dingin. Sehingga semakin tinggi lapisan, semakin dingin pula udaranya.

Bagian terendah dari troposfer disebut lapisan batas. Pada lapisan batas, gerakan udara ditentukan oleh sifat-sifat permukaan bumi.

Turbulensi dihasilkan saat angin bertiup di atas permukaan bumi, dan oleh panas yang meningkat dari daratan saat dipanaskan oleh matahari. Turbulensi ini mendistribusikan kembali panas dan kelembapan di dalam lapisan batas, serta polutan dan konstituen atmosfer lainnya. 

Sedangkan bagian atas troposfer disebut tropopause. Posisi paling rendah tropopause berada di kutub, yaitu sekitar 7 – 10 km di atas permukaan bumi. Puncaknya (sekitar 17 – 18 km) di dekat khatulistiwa.

2. Stratosfer

Stratoser merupakan lapisan atmosfer yang berjarak sekitar 50 km dari tropopause. Lapisan ini mengandung sebagian besar ozon di atmosfer. Peningkatan suhu dengan ketinggian terjadi karena penyerapan radiasi ultraviolet (UV) dari matahari oleh ozon ini.

Suhu di stratosfer yang paling tinggi berada di kutub saat musim panas, dan paling rendah juga di kutub saat musim dingin. Dengan menyerap radiasi UV yang berbahaya, ozon di stratosfer melindungi manusia dari kanker kulit dan gangguan kesehatan lainnya.

Namun, bahan kimia CFC yang digunakan dalam lemari es, kaleng semprot, dan alat pemadam kebakaran telah mengurangi jumlah ozon di stratosfer.

3. Mesosfer

Terletak sekitar 50 sampai 80 kilometer di atas permukaan bumi. Suhu mesosfer semakin dingin seiring dengan bertambahnya ketinggian. Faktanya, bagian atas lapisan ini adalah tempat terdingin yang ditemukan di dalam sistem bumi, dengan suhu rata-rata sekitar minus 85 derajat Celcius.

Uap air yang sangat langka yang ada di bagian atas mesosfer membentuk awan noctilucent, awan tertinggi di atmosfer Bumi, yang dapat dilihat dengan mata telanjang pada kondisi dan waktu tertentu.

Sebagian besar meteor terbakar di lapisan atmosfer ini. Sementara roket dan pesawat bertenaga roket dapat mencapai mesosfer.

4. Termosfer

Termosfer terletak sekitar 80 sampai 700 kilometer di atas permukaan Lapisan atmosfer paling atas. Di dalam termosfer, suhu kembali meningkat seiring bertambahnya ketinggian. Atom nitrogen dan oksigen menyerap radiasi matahari berenergi tinggi dan melepaskan energi panas, yang menyebabkan suhu di termosfer menjadi 1.000°C atau bisa lebih tinggi.

Ketika memikirkan suatu area yang sangat panas, anda mungkin berpikir tentang sebuah tempat yang memiliki suhu tinggi. Namun, termosfer memiliki suhu yang sangat tinggi, tetapi termosfer tidak terasa panas. Pada dasarnya, suhu berbeda dengan panas. Suhu adalah ukuran energi rata-rata partikel yang sedang bergerak. 

Suhu termosfer yang tinggi berarti partikel-partikel di lapisan itu bergerak sangat cepat. Sedangkan panas adalah perpindahan energi panas di antara benda-benda dengan suhu yang berbeda. Partikel harus saling bersentuhan untuk mentransfer energi panas. Ruang antara partikel-partikel di termosfer sangat besar sehingga partikel tidak mentransfer banyak energi.

Dengan kata lain, kepadatan termosfer sangat rendah sehingga partikel tidak sering bertabrakan dan mentransfer energi.

5. Eksosfer

Ada dua perbedaan anggapan mengenai lapisan paling luar atmosfer dimana sebagian ahli menganggap termosfer sebagai lapisan paling luar sementara sebagian lainnya menganggap eksosfer yang menjadi “lapisan akhir” dari atmosfer bumi.

Lapisan udara di eksosfer sangat tipis yang membuat lapisan ini lebih mirip ruang angkasa daripada termosfer. Faktanya, udara di eksosfer secara konstan keluar dari atmosfer bumi ke luar angkasa. Hingga saat ini belum ada yang tahu pasti mengenai batas keberadaan eksosfer.

6. Ionosfer

Di mesosfer atas dan termosfer bawah, atom nitrogen dan oksigen menyerap energi matahari yang berbahaya. Akibatnya, suhu termosfer naik, dan partikel gas menjadi bermuatan listrik. Partikel bermuatan listrik disebut ion. Oleh karena itu, bagian termosfer ini disebut ionosfer.

Di daerah kutub, ion-ion ini memancarkan energi sebagai cahaya berkilauan yang disebut aurora. Ionosfer juga memantulkan gelombang radio AM. Ketika kondisinya yang tepat, gelombang radio AM dapat menjalar ke seluruh dunia dengan cara memantul dari ionosfer. Sinyal yang memantul dari ionosfer dikirim kembali ke bumi.

Baca Juga: Dampak dari Gas Rumah Kaca

Komposisi Atmosfer Bumi

Pada awal tahun 1800-an, para ilmuwan seperti John Dalton menyadari bahwa atmosfer sebenarnya terdiri dari beberapa gas yang berbeda secara ilmiah, dimmana gas-gas ini dapat diklasifikasikan dengan menentukan jumlah relatifnya di atmosfer. Dalton dapat dengan mudah membedakan komponen utama atmosfer: nitrogen, oksigen, dan sejumlah komponen gas yang tidak mudah terbakar, seperti argon.

Perkembangan spektrometer pada tahun 1920-an memungkinkan para ilmuwan untuk mendeteksi gas-gas yang berada dalam konsentrasi yang jauh lebih kecil di atmosfer, seperti ozon dan karbon dioksida.

Konsentrasi gas-gas ini, meskipun kecil, sangat bervariasi dari satu tempat ke tempat lainnya. Berikut rincian komposisi gas di atmosfer yang dibagi ke dalam dua komponen yaitu konstan dan variabel:

1. Komponen Konstan

2. Komponen Variabel

Manfaat Atmosfer

• Menyerap sinar UV yang berbahaya serta melindungi bumi dari benda langit yang berbahaya seperti meteor dan partikel asing lainnya.
• Sumber dari gas-gas yang diperlukan untuk keberlangsungan hidup mahluk hidup seperti oksigen, karbondioksida, nitrogen, dan elemen-elemen lain yang diperlukan.
• Menjaga suhu optimal di bumi.
• Ionosfer memantulkan gelombang radio ke bumi untuk komunikasi jarak jauh karena adanya ion dan elektron bebas. Oleh karena itu, atmosfer memainkan peran penting dalam transmisi suara untuk komunikasi.

Baca Juga: Kelebihan PLTN, dan Cara Kerjanya

Fenomena pada Atmosfer

Beberapa fenomena juga terjadi pada atmosfer, diantaranya:

1. 22° Halo

Fenomena ini terjadi ketika cahaya matahari dan bulan dibiaskan dari kristal es di kutub. Fenomena ini dapat dideteksi oleh mata. Ketika fenomena ini terjadi, lingkaran besar dan indah yang muncul di sekitar matahari atau bulan.

2. Alpen Glow

Fenomena Alpenglow adalah fenomena yang sangat mirip dengan Sabuk Venus. Alpen Glow terjadi tepat setelah matahari terbenam. Istilah ini mucul karena cahaya merah muda yang muncul di langit berlawanan dengan matahari terbenam, membuat gunung-gunung tampak “bersinar” dengan warna merah muda.

3. Aurora

Fenomena Aurora muncul karena partikel-partikel matahari yang memasuki atmosfer bumi di dekat kutub utara dan selatan, fenomena indah ini biasanya hanya dapat dilihat di dekat lingkaran Arctic.

4. Sabuk Venus

Fenomena ini ditandai dengan lengkungan merah muda atau merah yang berada sekitar 10 derajat di atas cakrawala timur setelah matahari terbenam, atau 10 derajat di atas cakrawala barat sebelum matahari terbit. Lengkungan merah muda yang berada di atas lengkungan abu-abu atau biru yang lebih gelap dimana lengkungan ini merupakan bayangan bumi.

5. Sinar Krepuskular

Sinar crepuscular terjadi ketika cahaya yang masuk terhalang sebagian oleh awan atau objek yang tinggi di cakrawala. Celah kecil di awan memungkinkan sinar matahari melintas, menyebabkan sinar cahaya muncul dalam kolom terang yang mengarah menjauhi Matahari.

6. Green Flash

Fenomena ini terjadi ketika bagian matahari tampak tiba-tiba berubah warna selama sekitar 1 atau 2 detik. Green Flash lebih sering terlihat saat matahari terbenam daripada saat matahari terbit.

Dilansir dari Cornell University, pemandangan sekilas ini disebabkan oleh pembiasan cahaya matahari saat matahari terbenam dan matahari terbit atau ketika cahaya melintasi lebih banyak atmosfer Bumi. Atmosfer membengkokkan cahaya matahari yang melewatinya, memisahkan cahaya ke dalam berbagai warna, seperti prisma yang membelokkan dan memecah cahaya matahari menjadi pelangi, demikian.

Berbagai warna cahaya yang muncul sangat bervariasi berdasarkan panjang gelombangnya dimana panjang gelombang yang lebih pendek (biru, ungu dan hijau) membias lebih kuat dibandingkan dengan panjang gelombang yang lebih panjang (kuning, oranye dan merah).

Dengan demikian, cahaya biru dan ungu dihamburkan oleh atmosfer, sementara cahaya merah, oranye dan kuning diserap yang mnyebabkan cahaya hijaulah yang paling terlihat selama beberapa detik saat matahari terbenam di bawah atau terbit di atas cakrawala.

7. Cahaya Zodiak

Cahaya zodiak adalah cahaya redup yang dipantulkan oleh planet, debu, dan asteroid di tata surya. Karena semua objek ini terletak pada bidang datar yang sama (bidang ekliptika), cahaya yang dipantulkan dapat dilihat dalam keadaan khusus.

Fenomena ini mirip dengan bagaimana debu dan bintang-bintang di bimasakti menciptakan garis-garis indah di langit malam yang gelap.

Itulah beberapa informasi mengenai Atmosfer yang dapat kami sampaikan secara detail. Solar Industri menerima pemesanan Bio Solar (B30), alternatif bahan bakar ramah lingkungan yang dapat mengurangi polusi udara.

Selengkapnya mengenai harga Bio Solar (B30), dapat Anda cek di sini.